高標準農(nóng)田規(guī)劃設計淺析
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摘要：項目區(qū)豐富的地下水資源沒有得到充分利用，部分灌溉用井采用柴油發(fā)電機，利用效率不高，嚴重制約當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)村穩(wěn)定和農(nóng)民致富。本項目通過配套水利基礎設施、改善田間作業(yè)條件和采用先進節(jié)水灌溉技術對國營八家農(nóng)場的經(jīng)濟和社會發(fā)展提供保障。
關鍵詞：高標準農(nóng)田建設；國營八家農(nóng)場；地下水利用；田間基礎設施；工程設計
基本農(nóng)田是國家從戰(zhàn)略角度出發(fā)，為了滿足一定時期人口和國民經(jīng)濟發(fā)展對農(nóng)產(chǎn)品的需求，而必須確保的耕地最低需求量，老百姓稱之為“吃飯?zhí)铩薄氨Ｃ铩保?］。高標準基本農(nóng)田是指通過農(nóng)村土地整治建設形成的集中連片、設施配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生態(tài)良好、抗災能力強，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營方式相適應的基本農(nóng)田。
1項目區(qū)基本概況
1．1自然概況
建平縣屬遼西山地丘陵區(qū)，山區(qū)面積占30．4％，丘陵面積占43．3％。項目區(qū)地處溫帶半濕潤、半干旱大陸性季風氣候區(qū)，屬易旱區(qū)，降水量不足，年際變化大，時空分布不均。
1．2基礎設施
1．2．1水利骨干工程現(xiàn)狀。項目區(qū)內(nèi)堯都地分場內(nèi)有12眼井，山根分場有26眼井，八家分場有1眼井，柴達木分場有5眼井，新房身分場有8眼井，基本沿老哈河布設，由于維護不到位導致現(xiàn)有的12眼井廢棄，40眼能用的管井均為柴油機井，需要進行改造。項目區(qū)水澆地占耕地的60％，旱地占40％，水澆地基本沒有鋪設節(jié)水灌溉管路和相應的節(jié)水措施，主要靠田間土溝，造成了嚴重的水資源浪費；旱地基本為坡耕地，無灌溉保證，沒有配套的水利工程，基本處于雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)狀態(tài)。1．2．2田間工程現(xiàn)狀。項目區(qū)內(nèi)田間作業(yè)道路規(guī)劃較好，各村組之間的耕地均有田間道路，但道路均為土路，路況較差，表面坑洼不平，無法通行，影響耕作，制約當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。
2工程設計
2．1農(nóng)田水利工程
2．1．1水源工程。（1）單井灌溉面積計算如式1所示［2］。F0＝Q·T·t·η（1－η1）m（1）式中：F0為單井控制灌溉面積，hm2；Q為單井出水量，m3／h；T為灌水周期，d；t為灌溉期每天開機時間，經(jīng)濟田區(qū)取18h；η為灌溉水利用系數(shù)，管道水利用系數(shù)；η1為干擾抽水的水量消減系數(shù)；m為最大一次灌水定額，m3／hm2。項目區(qū)單井灌溉面積如表1所示。（2）井數(shù)和井距的確定。井距和井數(shù)可按式（2）～式（3）確定L0＝25．8F槡0（2）N＝FF0（3）式中：L0為井距，m；N為規(guī)劃區(qū)需要打井數(shù)，眼；F為規(guī)劃區(qū)內(nèi)灌溉面積，hm2。項目區(qū)內(nèi)井數(shù)和井距計算結果如表2所示。（3）水源井規(guī)格。根據(jù)項目區(qū)的地形和單井出水量進行計算，確定在項目區(qū)新打管井31眼，對原有井進行改造，將柴油機泵換成深井潛水泵，共計40眼，其中堯都地分場新打管井3眼，改造原有井9眼；山根分場新打管井10眼，改造原有井22眼；八家分場新打管井9眼；柴達木分場新打管井6眼，改造原有井1眼；新房身分場新打管井3眼，改造原有井8眼。依據(jù)水文地質資料及當?shù)爻删?jīng)驗，確定管井均采用井徑400mm的鐵管，并根據(jù)不同地塊確定井深和出水量，其中堯都地分場井深30m，單井出水量80～100m3／h；新房身分場、山根分場（二隊地塊）、八家分場（靠近二隊地塊）片井深40m，單井出水量80～100m3／h；柴達木分場片井深70～80m，單井出水量60～80m3／h；八家分場（小葉線以南）井深60～80m，單井出水量30m3／h；山根分場（叢家灣地塊）井深50～60m，單井出水量60m3／h。2．1．2灌溉管道工程項目區(qū)輸水采用節(jié)水滴灌方式，滴灌的干管管道埋于地下，干管材料采用硬聚氯乙烯（PVC－U）給水管和熱軋無縫鋼管，按照流量的不同，堯都地分場片干管直徑為125mm硬聚氯乙烯（PVC－U）給水管；山根分場片干管直徑為160mm、125mm和120mm三種類型的硬聚氯乙烯（PVC－U）給水管和熱軋無縫鋼管；柴達木分場片干管直徑為125mm，支管直徑為90mm的硬聚氯乙烯（PVC－U）給水管；八家分場干管直徑為160mm和125mm，分干管直徑125mm和110mm硬聚氯乙烯（PVC－U）給水管和熱軋鋼管；新房身分場干管直徑為160mm。管路埋深與地面深1．5m以下。項目區(qū)內(nèi)井數(shù)和管網(wǎng)布設長度如表3所示。2．1．3建筑物工程量。（1）井房設計。項目區(qū)每眼新打管井設井房1座，共計31座，根據(jù)井房內(nèi)布置，鋼管路及閘閥等方面的要求確定井房面積為3．00m×3．00m，建筑面積9．00m2。井房凈平面尺寸2．76m×2．76m，室內(nèi)凈高2．7m。井房設門一扇，尺寸為0．90m×2．00m，具體位置位于機電井旁。井房墻壁上用水泥抹面，標注“高標準基本農(nóng)田井房編號”字樣。（2）農(nóng)橋設計。項目區(qū)柴達木分場片有1處溝道截斷道路，影響村民出行。此溝道平時無水，但雨后水流較大，故設計1座農(nóng)橋。農(nóng)橋的跨度8m，寬度4m，高2m。采用鋼筋混凝土橋面板，漿砌石橋墩。（3）涵洞設計。項目區(qū)共設計涵洞26座，其中山根分場片4座，八家分場片14座，柴達木分場片8座。涵洞形式采用管涵，直徑為600mm，寬度為4m的管涵5座，直徑為800mm，寬度為6m的管涵3座。（4）水力計算。選擇內(nèi)徑d＝800mm的圓管進行驗算。①涵洞水流流態(tài)的判別。圓形涵洞進口水深h1≤1．1D（洞高）時，為無壓力流；h1＞1．1D，且洞長L≤l0（洞內(nèi)回水曲線長度）＋2．7D時，為半壓力流；h1＞1．5D，且L＞l0＋2．7D時，為壓力流［3］。涵洞進口水深h1＝0．8m，D＝0．8m，經(jīng)計算，為無壓水流②長洞與短洞的判別。當i（洞底坡降）≈0時，且L≤（52～56）h1或L≤（86～96）hk時為短洞，反之則為長洞；當0＜i≤ik時，且L≤（52～83）h1或L≤（86～138）hk時，為短洞，反之則為長洞。當i＞ik時，且L≥4h1時，均按短洞進行水力計算。經(jīng)計算，涵洞為短洞。③涵洞的過流能力計算。無壓力流、短洞的過流能力計算見式（4）：Q＝mb2槡gH32（4）式中：H為計入行進流速水頭的上游洞底以上水頭，m；b為矩形斷面涵洞底寬，m；若涵洞為非矩形斷面時，按b＝wk／hk換算，其中wk為相應于臨界水深的過水斷面面積，m2；m為流量系數(shù)，一般在0．315～0．385之間，本項目采用小值0．315。根據(jù)設計流量和涵洞尺寸，查圓形斷面hk求解曲線計算：hk＝0．056m（臨界水深）；查圓形管道過水斷面面積系數(shù)計算：wk＝0．0107m2，b1＝0．191m，內(nèi)徑d＝800mm時涵洞的過流能力為0．0141m3／s。經(jīng)驗算，項目區(qū)內(nèi)的26個涵可通過流量均滿足路邊溝的設計排水流量要求。項目區(qū)內(nèi)涵的布設結果如表4所示。2．1．4機電灌溉工程根據(jù)項目區(qū)內(nèi)的農(nóng)用井布局及各井的用電功率，項目區(qū)共設計高壓線總長為12583．2m，低壓線路總長為14913．4m，配套變壓器32臺。高壓線按照就近原則設計［4］，從項目區(qū)附近已有高壓線引入項目區(qū)內(nèi)各機井房附近。低壓線路主要布置于變壓器至與潛水泵配套的電動機上，距離較短，為便于維護管理，采用地埋電纜形式，平均埋深1．5m，總長為14913．4m。在現(xiàn)有高壓線路的基礎上“T”接幾個分支，新建幾路高壓線輸電至各變壓器。然后用低壓地埋線（380V）從變壓器布置處引線支各泵。項目區(qū)內(nèi)供電線路布設如表5所示。
2．2田間道路工程
2．2．1田間道路項目區(qū)內(nèi)道路交錯有致，只是路面破損嚴重，影響人們生產(chǎn)耕作，所以對現(xiàn)有田間道路進行整修，鋪設碎石路基和砂石路面［5］。本項目在充分利用現(xiàn)有田間道路基礎上，修6m寬田間道路4條，總長1660m，位于柴達木分場片。田間道路的路基采用素土，厚30cm，路面采用砂石，厚10cm。修4m寬田間道路16條，總長9464m，其中柴達木分場片3211m，八家分場757m，山根分場1754m，新房身分場3742m。田間道路的路基采用素土，厚30cm，路面采用砂石，厚10cm。2．2．2生產(chǎn)路整修田間生產(chǎn)路36條，總長21308．4m。其中下堯都地分場1455．0m，山根分場為6390．4m，八家分場為12921．0m，新房身分場為542m。田間生產(chǎn)路路基采用碎石，厚30cm，路面采用砂石，厚10cm。2．3農(nóng)田保護工程針對柴達木分場片的林帶邊低洼耕地，緊鄰溝道，雨季溝道中積水對田面有沖蝕，而原有堤壩破爛不堪，基本已經(jīng)廢棄，需進行護堤工程。堤壩總長400m，采用漸變斷面設置，其中100m長的堤壩高2m，壩頂寬2m；另300m長的堤壩高1m，壩頂寬1m，采用土壩。
3結論
項目實施后，能防止水土流失，新開發(fā)的耕地能保土、保肥，增加土壤墑情，有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。本項目的實施對國營八家農(nóng)場的經(jīng)濟轉型、產(chǎn)業(yè)結構調整，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件加強生態(tài)環(huán)境建設方面將起到積極的作用，可以取得顯著的社會、經(jīng)濟和生態(tài)效益。
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［5］中華人民共和國交通運輸部．公路設計規(guī)范：JTGD30—2015［S］．北京：人民交通出版社，2015．
作者:許封 單位:朝陽市農(nóng)村水利建設管理局