小型农田水利工程规划设计要点探析

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摘要：2014年10月，博爱县水利局通过竞争立项取得了第六批小型农田水利重点县资格，其中2016年项目区在清化镇、孝敬镇2个乡镇实施高标准农田2008hm2。项目区现有斗农渠大多为土渠，淤积严重，渗漏、跑水，时有发生，灌溉水利用系数仅为0.30左右。急需进行节水改造。改造实施方案以斗农渠防渗衬砌为主，渠系规划设计分为斗、农二级渠系，经综合分析农渠采用U型砼衬砌，斗渠采用砼矩形明渠衬砌，硬化斗农渠总长91km，其中：硬化斗渠54条，长34km；硬化砼农渠113条，总长57km，项目建成后效益显著，新增有效灌溉面积335hm2，恢复有效灌溉面积1004hm2，改善有效灌溉面积669hm2，改善除涝面积2008hm2，年新增粮食生产能力223万kg，新增经济作物产量12万kg，农民人均增收160元，年节水总量377万m3。

关键词：建设方案；灌溉面积；灌溉水利用系数

1项目建设背景

2014年10月，博爱县水利局编制了《博爱县第六批小型农田水利高标准农田水利建设示范重点县建设方案》（2014-2016年），通过竞争立项取得了第六批小型农田水利重点县资格。三年建设方案共涉及月山镇、柏山镇、许良镇、磨头镇、清化镇、孝敬镇计6个乡镇82个行政村。其中2016年项目区在清化镇、孝敬镇2个乡镇完成高标准农田2008hm2，中央专项资金2903万元。

2项目区小型农田水利工程现状及存在问题

项目区现有斗渠57条，长50km，其中防渗长度10km，衬砌率20%；农渠155条，长88km，其中防渗长度6km，衬砌率7.8%，渠系建筑物389座，完好率31%，现有机井68眼，井渠双灌面积224hm2，2008年以来虽然在项目区先后实施了土地整理项目和千亿斤粮食田间工程等项目，但由于工程建设标准较低，不能满足高标准农田建设要求，工程运行多年来，由于工程质量差，工程管护落后，斗农渠大部分为土渠，淤积严重，渠道输水能力严重降低，灌溉水利用系数仅为0.30左右。很难实现旱涝保收，灌溉面积逐年下降，工程老化失修和效益衰减问题十分突出。

3项目区水土资源平衡分析

3.1项目区可供水量

项目区设计灌溉面积2175hm2，均属于丹东灌区泉组控制范围范围，项目区可供水量主要为丹东灌区丹河水源。丹东灌区水源由丹河和泉组两部分组成，清化镇项目区主要以泉组河灌溉为主，年可供农业灌溉水量770万m3，孝敬镇项目区为泉组河下游，属井渠双灌，年可供农业灌溉水量230万m3。经计算，设计灌溉保证率75%时，项目区可利用水量1170万m3，其中清化镇项目区可利用水量770万m3（均为地表水），孝敬镇项目区可利用水量400万m3（其中地表水290万m3，地下水110万m3）。

3.2项目区需水量计算

项目区需水量分析计算中，因当地农村居民生活用水通过农村饮水安全工程建设，基本采用中深层地下水，只分析计算项目区农业灌溉需水量。项目区处于半湿润、半干旱地区，经综合考虑，拟定灌区灌溉设计保证率为75%。项目区主要种植作物以小麦、玉米为主，复种指数1.80，其中小麦种植比例0.80，玉米0.80，其它0.20。小麦设计灌溉定额1800m3/hm2，玉米设计灌溉定额1350m3/hm2；棉花等其它设计灌溉定额为9000m3/hm2。复种指数1.80，其中小麦种植比例0.80，玉米0.80，其它0.20。经计算综合净灌水定额2640m3/hm2。项目区灌溉水源以丹东灌区泉组河水为主。项目实施后利用丹东灌区衬砌末级渠系进行灌溉，灌区灌溉利用系数为0.60。经计算，项目区现状水平年（2015年）农业灌溉需水量1435万m3，设计水平年（2018年）农业灌溉需水量957万m3。

3.3项目区水资源供需平衡分析

项目区P=75%水资源供需平衡计算结果如下：工程实施前项目区可供水1170万m3，农业灌溉需水量1435万m3，缺水265万m3；工程实施后项目区可供水量1170万m3，农业灌溉需水量957万m3，余水213万m3，可以满足项目区2175hm2农田灌溉需要，因此实施节水工程是必要的。

4工程规划设计

4.1渠系布置

项目区内渠系布局分为斗、农二级渠系。斗渠：控制面积20～333hm2，长度400～3500m，斗渠间距150～200m，堤顶宽≥1m，若设机耕路，则堤顶宽为3.00m。农渠：垂直于斗渠布置，控制面积3.30～16.70hm2，长度200～900m，农渠间距50～150m，堤顶宽≥0.60m。根据上述原则，规划斗渠54条，总长34km，农渠113条，长57km，均位于丹东灌区泉组河控制范围内，渠道防渗节水面积2008hm2。斗渠和农渠全部将进行防渗衬砌，灌渠达到渠形规整，面平线直，边坡稳定，水流畅通。

4.2渠系建筑物布置

渠系建筑物根据渠线走向布置，结合农业生产生活需要，共布置斗农门及节制闸266座，毛门317座，管涵143座。

4.3排水沟布局

排水沟与同级渠道或生产路平行布置，保持排水畅通，形成一路、一渠、一沟格局。建设生产桥16座。

4.4生产路工程

为保证项目区农业生产便利，提高农业生产效率，规划铺设生产路1条，总长度4km。

4.5渠道衬砌设计

渠道衬砌方案结合项目区现状，经综合分析农渠采用U型砼衬砌方案，该方案具有工程量比较省，占地比较少等优点。斗渠衬砌结合现状，以尽量少占用耕地为原则，采用砼矩型明渠衬砌方案。斗、农渠渠道比降结合现状确定，其中斗渠比降1/3000。农渠比降1/3000，渠道糙率采用1.50×10-2。渠道横断面设计采用明渠均匀流公式确定。硬化斗农渠总长91km，其中：硬化斗渠54条，长34km；硬化砼农渠113条，总长57km。斗农渠设计沿渠道纵向每隔5m设一道横向伸缩缝，缝宽2cm，缝内填充闭孔低发泡沫板。

5效益分析

项目区建设高标准旱涝保收农田2008hm2，效益显著，其中：新增有效灌溉面积335hm2，恢复有效灌溉面积1004hm2，改善有效灌溉面积669hm2，改善除涝面积2008hm2，项目建成后，粮食产量得到大幅度提高，年新增粮食223万kg，产值568万元；新增经济作物12万kg，产值120万元，总效益688万元，农民人均增收160元，年节水总量377万m3。

参考文献：

［1］河南华北水利水电勘察设计有限公司.博爱县第六批小型农田水利重点县2016年实施方案［R］2015.

作者:郭乙霏 王明明 李金旺 单位:东北农业大学水利与土木工程学院 河南东方水利勘察设计有限责任公司 内乡县湍河橡胶坝管理处