现代农业基地农田水利工程设计工作研究

摘要：农业现代化发展情况能够直接影响到群众粮食安全与基层经济发展质量。而农业基地作为现阶段农业生产中的一项重要组成部分，本身便强调各类新型农业技术在其中的综合应用效果。而现代农业基地的前期建设工作，高度强调与落实农田水利工程设计，逐步提高水资源利用效率的过程当中，可为区域间农业经济发展提供更为充足的动力。由此，本文对现代农业基地的农田水利工程设计展开研究，明确设计工作在前期开展当中所涉及的各项内容，配合水利工程技术应用要点，来带动农业生产向着更为完善的方向发展。

关键词：农业基地；水利工程；工程设计；设计应用

水利工程的建设效果本身会给农业生产工作带来直接影响，从农作物种植生产的角度来看，水利工程的内容设计与建设方案，更为强调水资源的稳定供给。相关工作者在开展现代农业基地建设方面的工作时，要对这部分内容予以充分关注，确保水利工程设计效果与预期之间保持相对一致的基础上，满足农作物的生长需求，更好地发挥农业基地在农业生产与种植技术应用当中的示范作用。

1 现代农业基地推进农田水利工程设计工作的重要性

农业生产本身会强调水资源在其中的综合应用效果，为农作物提供足量灌溉水源的基础上减少浪费现象，此时将农田水利工程设计的相关内容整合到其中，则可在改良区域间灌溉结构的同时为节水灌溉技术提供发展空间。农田水利工程设计通过优化灌溉系统、提高灌溉效率、减少水资源浪费，可以显著提高农田的灌溉保证率和作物产量。合理的灌溉系统设计可以根据作物的需水特性以及土壤水分状况，科学安排灌溉水量，确保作物在最适宜的水分条件下生长从而提高农田的生产效率。同时，滴灌、喷灌等高效灌溉技术可以减少水分蒸发总量，进一步提高农业生产的经济效益[1]。

粮食安全是国家安全的重要组成部分，农田水利工程设计通过提供稳定的水资源供应来满足农田灌溉需求，为粮食生产提供坚实的基础保障。农田水利工程设计不仅可以应对季节性干旱和极端气候变化对农业生产的影响，还可以通过调蓄工程调整水资源配置方案以实现水资源的多用途应用。可持续发展需要兼顾经济效益、社会效益和生态效益，农田水利工程设计通过水资源管理来落实周边区域的生态环境管控处理，多方位提升农业可持续生产，多方位考虑当前区域内水资源需求并兼顾农业基地的未来发展需求。农田水利工程设计不仅可以引入先进的灌溉技术和节水设备，还可以通过智能监测实现水资源的精细化管理，提高农业生产的效率进而推动农业生产向着现代化与智能化的方向进步。

2 现阶段农业基地内影响农田水利工程设计的主要因素

2.1 农业基地内的环境条件

区域间所开展的农田水利工程在前期建设方面高度强调水资源的实际利用效率，由于山东地区本身具备农业种植生产方面的优势，因此根据区域间环境差异来调整水利工程设计细节，可进一步提升农作物的生长能力，因此在工程前期设计阶段要明确种植区内所具备的各类环境条件。地形地貌决定了水流的分布和流向，直接影响到灌溉系统的布局和排水系统的设计，平坦的地形适宜大面积地灌溉和排水，便于水资源的均匀分配和排放；而起伏较大的地形则需要更加精细的工程设计，以避免出现田间排水不畅等问题。地形地貌还影响着工程建设的难易程度和成本，若地形过于复杂则会增加当前工程的推进难度及实际造价，因此在前期设计阶段要对这类因素予以充分关注[2]。

气候条件则在一定程度上影响到水资源的季节性变化趋势，技术人员开展农田水利工程设计方面的工作时要结合这部分内容，计算农田内实际灌溉用水量与排水需求。温暖湿润的气候有利于农作物生长，但也会增加了洪涝风险；若种植区内存在气候相对干旱的情况则要引入更为高效的灌溉系统以确保农作物得到足量水分。水文条件包括降雨量、蒸发量、地下水位等，这些因素共同决定了农田水利工程的规模和设计参数，结合区域间水文数据分析则可提升当前水利工程的灌溉排水便捷度，提高水资源利用效率。从农业基地的建设要求上来看，技术人员与种植工作者还要将人为活动对农田水利工程建设早场的影响考虑到技术，这方面工作包括农业耕作、水利工程建设和管理等部分，直接或间接地影响着农田水利工程运行效果。合理的农业耕作方式有助于保持土壤结构和水分平衡，提高灌溉和排水系统的效果，由此需要在设计阶段充分考虑人为活动的因素，制定合理的管理措施，确保工程长期稳定运行。

2.2 区域间水资源供需平衡程度

这方面工作在实际推进当中主要强调对农业基地周边水资源条件开展综合性调控，明确实际灌溉需求的基础上调整水资源供给方案，为后续农田水利工程内容设计提供更为精准的参考。而水资源总量决定了区域内可供利用的水资源上限，直接影响到农田水利工程规模和设计参数，并且水资源总量的丰富与否，能够决定农田灌溉设施的建设规模以及技术选择方案。充足的水资源总量可以支持大规模的灌溉系统，提高农田的灌溉覆盖率和灌溉保证率；而水资源总量的相对有限则需要在有限的资源内进行高效利用，通过节水灌溉技术和优化灌溉制度来提高水资源利用效率。区域间所具备的水资源总量本身存在分布不均的问题，因此水利工程在设计当中要充分考虑供需平衡方面的工作要点，尽可能减少季节性变化和空间分布差异所带来的现场管控难度。例如，对于水资源分布不均匀的区域，可以通过建设蓄水工程、调水工程等措施来实现水资源的时空分配，确保不同季节和不同区域的农田都能得到适宜的灌溉供水。

水资源的利用效率直接关系到供需平衡的可持续性和农田水利工程的综合效益，因此提高水资源的利用效率需要从多方面入手，其中包括改进灌溉技术、优化灌溉制度、加强水资源管理等。滴灌、喷灌等灌溉技术可以显著提高水资源利用效率，减少灌溉过程中的水分损失；合理的灌溉制度可以根据农作物的需水特性和土壤水分状况，科学安排灌溉计划，确保水资源得到高效利用。后续还要根据区域的农作物种植结构、种植面积、气象条件等因素，预测不同时间段的水资源需求，综合考虑区域内的水资源总量、分布、可利用性等，评估水资源的供应潜力。技术人员可利用协调多方供需关系来制定合理且覆盖全面的水资源调配方案，带动农田水利工程得以顺利推进。

3 现代农业基地农田水利工程设计的主要内容

3.1 水源工程设计

这方面工作在前期推进当中需要对农业基地及其周边环境的有效降雨量进行准确计算，为后续水利工程设计打下相应工作技术。技术人员可通过对降雨量的科学预测计算，确定农田用水需求基本量，为后续选择取水方式和水利设施建设提供数据支持。有效降雨量的计算需要考虑降雨频率、降雨强度、降雨分布等因素，同时结合当地的水文特征，确保计算结果保持较高的精准度。水源涵养林能够有效调节地表径流，增加地下水补给改善水质，提高水资源的可持续利用能力，在设计中应充分考虑水源涵养林的布局、规模和树种选择，确保其能够充分发挥涵养水源、保持水土的功能。建设水源涵养林的过程中还要将这部分内容与农业基地内种植用水需求相结合，形成良性的水循环系统[3]。

建设土壤水库是现代农业基地水源工程设计的又一重要内容，技术人员可利用土壤水库来调整当前农业基地内土壤结构，实现灌溉水源高效管理的基础上在降雨时储存水分，并在干旱时释放水分实现水资源的有效利用。土壤水库的设计应结合农田土壤类型、地形特征、作物需求等因素，利用现代化的水分调控措施，提高土壤保水能力。在取水方式的选择上水源工程设计应综合考虑有效降雨量、地表水资源基流稳定性、灌溉资源丰富度等因素选取最适合的取水方式。若当前农业基地内有效降雨量相对较高，周边地表水资源基流相对稳定且灌溉资源较为丰富时，可以优先选用无坝取水，这类方式的优点在于对环境的破坏较小且经济成本较低，但其取水量受自然条件限制较大，技术人员在开展农田水利工程设计方面的工作时应确保当前选址合理，减少取水对上游区域所造成的生态影响，同时通过合理的水利设施布置提高取水效率。

若无坝取水无法满足当前农业基地内用水需求，则要将拦河坝的方式整合到其中，通过截流蓄水提供相对稳定的灌溉水源。但这类水利工程设计方案本身有着建设成本较高的问题，对环境的整体影响效果较高，因此在拦河坝设计中应设置冲沙孔，设计方面采用梯级方式以确保水资源得到有效利用，配合减少泥沙淤积来延长拦河坝的使用寿命。若拦河坝依然无法满足农田用水需求，则要采用水闸或水库取水方式，设计中应根据农业基地实际情况开展经济效益分析，明确当前水源工程的建设可能性与综合经济效益，配合水闸和水库的设计细节来优化生态保护效益，合理规划水域范围从而减少对周边生态环境所造成的影响。

3.2 渠道设计要点

技术人员开展渠道设计方面的工作时，首先，要将渠道规划的相关内容落实到位，依照“干渠、支渠、斗渠、农渠”的顺序，合理规划渠道布局，确保水流能够高效有序地输送到农田。渠道规划应充分考虑灌溉区的地形、地貌、土壤类型等因素，选择固定的渠道线路，避免频繁变更造成资源浪费。之后要适当增加渠道水流量，逐步提高水资源利用效率的基础上确保各项灌溉需求能够得到满足，规避由水流量超标而引发的资源损耗问题。其次，施工材料的选择对渠道工程的质量和寿命具有重要影响。选择材料时应综合考虑所处地区材料市场价格、质量、防渗效果等因素，确保材料具备较高经济性的基础上增加材料的实用性。而材料的筛选方面还要综合考虑基地发展所产生的灌溉需求，整合当地气候条件因素来选择性质稳定且更耐腐蚀的材料。控制渠道比是影响渠道水流效率和工程成本的关键因素，适当降低渠道比，可以减少渠道建设和运行成本。渠道比降的控制应遵循科学的水力学原理，确保水流平稳、流速适中，同时避免过大的比降造成渠道冲刷和水土流失。渠道比降的设计应结合地形特征和施工条件，通过合理的地形改造和渠道布置，实现最佳的比降控制效果。最后要做好渠道工程内的跌水设计，减少土方施工量以改良农田水利工程所需要消耗的运行成本，并且跌水设计应依照“位置宜上、个数宜多、跌差宜小”的原则，优化跌水高度和比降以带动水流可保持相对平稳的过渡状态。而跌水设计在位置管控方面也要优先选择在上游部位，利用地形高差减少土方开挖量[4]。

3.3 节水灌溉工程设计要点

从原则上来看，这方面工作在实际推进当中首先要严格遵循因地制宜的工作原则，依照根据现代农业基地所处区域地理、水文资源和气象条件等，来筛选出与之相适应的灌溉技术。之后应根据农业生产用水需求来整合系统性设计达到良好的节水效果，而根据农业基地内各项条件筛选节水灌溉技术是节水工程设计的基础。其中渠道防渗漏技术通过优化材料和布置方式，提升渠道的防渗性能可减少水资源在输送过程中产生的渗漏损失。材料优化可以选择预制混凝土板、复合材料等高强度、耐腐蚀的衬砌材料，逐步提升当前渠道的耐久性与抗冲击能力。布置方案的优化工作则需要根据合理设计渠道坡度、宽度和深度从而减少水流所产生的能量流失总量，确保水流能够高效输送到灌溉区。

喷灌节水技术通过优化水泵、管道和喷头参数实现精准灌溉，减少水的蒸发和漂移损失。技术人员在实际工作当中要有针对性地优化水泵功率和管道直径，提高水流的整体输送效果，之后根据农业基地内农作物需水量以及地形条件来调整喷头间距，确保灌溉面积覆盖全面。后续还要优化地埋式技术和自动化控制技术应用方式，通过地埋式管道减少地面蒸发，整合自动化控制系统实现精准灌溉，以此来减少人工操作所造成的误差并提升灌溉效率。

滴灌节水技术适用于果蔬作物和温室生产，通过智能化控制技术实现对作物根系区域的精准供水。滴灌系统通过滴头将水直接输送到作物根部，减少水分的蒸发和漂移，确保水资源得到高效利用。技术人员将智能化控制技术融合到其中则可以根据作物需水量和土壤湿度自动调节滴头流量，通过精准供水改善土壤肥力，提升农业生产的效益。低压管道技术则可通过减少水资源在输送过程中产生的蒸发总量来提高灌溉效率，以山东某现代农业生产基地为例，在玉米灌溉中采用低压管道技术，节水效果提升13%，增产20%以上，充分证明低压管道技术在节水灌溉中的应用效果[5]。

4 结语

综上所述，在对现代农业基地农田水利工程设计工作展开研究时，可以从节水灌溉工程设计要点、渠道设计要点以及水源工程设计等几个方面去推进，带动农业生产向着更为可持续化的方向进步。

参考文献

[1] 温馨.现代农业基地农田水利工程设计工作研究[J].南方农机，2024，55（9）：184-187.

[2] 刘敏.农田水利工程设计准则及常见问题分析[J].农机使用与维修，2024（3）：33-35.

[3] 周晓锋.小型农田水利工程设计中的注意事项研究[J].工程与建设，2022，36（5）：1323-1325.

[4] 郝静.节水灌溉技术在农田水利工程中的应用[J].科技创新与应用，2021，11（23）：168-170.

[5] 岳浩杰.农田水利工程设计中的渠道设计与施工管理[J].中华建设，2021（1）：65-66.