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关键词:排水沟;设计;技术
粮食产量持续增产的主要内因之一是农田水利建设的投入加大和节水灌溉技术含量的增加。近年来,为了加快农业现代化的进程,国家多方面筹集资金,加强农田水利建设,建成了一大批高标准的田间工程,形成了沟相连,路相通、林成行、田成方的现代农业示范区,有力地促进了现代农业的发展,为粮食增产增收奠定了坚实的基础。排水沟作为田间工程的组成部分,发挥着排除地表水,减少田间淹没深度和时间、减少地下水位上升高度、排除田间农药、化肥的残留渍害、建立生态净水等不可或缺的作用。做好排水沟的规划设计,是发挥田间工程效能的重要环节。
一、田间排水沟的设计要素
在进行排水沟设计时,要重点考虑排水系统工程布局和工程标准,确定田间排水沟深度和间距,分析计算各级排水沟道和建筑物的流量、水位、断面尺寸和工程量。田间排水沟设计的关键是确定排水沟的深度、间距、断面、比降边坡系数等要素。
(一)田间排水沟的间距
田间排水沟间距和断面尺寸由排水要求和机耕要求确定。云南北部降雨量少的地区排水沟间距一般为150-400m 米。云南南部雨水丰沛的南部地区的排水沟间距为100-200m。
(二)田间排水沟的断面
除涝排水沟的断面根据排涝流量确定。排水沟的断面尺寸通过水力计算确定。先选择排水沟底的纵向坡降、横断面的边坡系数及沟床的糙率。兼有除涝和防渍的排水沟,一般按照排渍的要求确定沟深,再初步拟定过水断面,再校核是否满足除涝要求。
(三)田间排水沟的沟深
农沟沟深一般为1m左右。最末一级的地下水排水沟的深度,根据排水任务而定。防渍功能的沟深为0.8-1.5m。防止土壤返盐的沟深,则为地下水临界深度。
(四)沟深与间距的关系
排水沟水位与沟深间距关系一定时,排水农沟深度与农沟的间距有关。在要求的地下水位一定时,沟深大则间距大,沟深小则间距小。间距小,沟可浅些,否则要求较大的沟深。一般情况下根据作物要求的地下水埋藏深度和施工条件,初步确定排水农沟的深度,再确定相应的排水沟间距。由于排水地区的水文地质条件复杂,排水沟的深度和间距,需要通过试验资料和相近地区的成功经验分析选定。
(五)排水沟的设计流量
设计流量分排涝流量和排演流量两种。计算设计流量时,首先确定这两种情况的设计排水模数,然后分别乘以与排水沟断面相应的汇流面积,即为排涝设计流量和排渍设计流量。
(六)排水沟的设计水位要求
排水沟设计分为排渍水位和排涝水位两种,排渍水位是排水沟平时应维持的水位,也称日常水位,主要满足控制地下水的要求。为了保证农沟水位不被奎高,斗、支、干沟的排渍水位要逐级降低,除了水流的纵向坡降外,各级沟道汇流处尚需有适当的水位落差,一般0.1-0.2m。排涝水位也称最高水位,是排水沟通过排涝设计流量时的水位。排涝时各级沟道的水位均不应高于沟道两侧的田面高程,以低于田面0.2-0.3m为宜。在抽水排涝情况下,承泄水泵排水的排水沟段,或通过小块洼地的排水沟段,允许筑堤束水,使沟内水位高于两侧田面高程。
(七)排水沟的边坡要求
由于有地下水逸出,容易坍塌,因而常采用较缓的边坡。由于排涝历时短,沟坡容易长草,沟床糙率大,因而耐冲能力强,可以选用较陡的纵向坡降。
(八)排水试验
根据农田排水试验规程SL-109-95的要求进行试验。试验时,针对某种沟深,拟定一组排水沟间距,测试排水沟间距最终排水效果。
二、排水沟的设计步骤
(一)排渍水位设计
排渍水位是排水沟经常需要维持的、满足防渍或防止盐碱化要求的水位,也称日常水位。其初步设计步骤为:一是确定排渍控制点高程(取最远处低洼地高程值);二是初拟各级排水沟的比降;三是推算排干沟出口的日常水位。应满足干沟出口处的日常水位(排水承泄区的水位)。若不能满足上述要求,则调整比降,尽量争取自排。在水网圩区,无法自排,则采用抽排来维持日常水位。
(二)排涝水位
排涝水位是排水沟通过排涝设计流量时的水位,也称最高水位。其设计步骤为:一是确定排涝控制点;二是拟定各级排水沟比降;三是计算干沟出口处的排涝水位。应满足干沟出口处最高水位不低于外河的最高水位。若干沟出口发生壅水,则需调整排水沟比降,或筑堤束水。若无法自排,则考虑建站抽排。同时为进一步提高沟道的滞蓄能力,可采取提高加密沟网、提前预降沟水位等措施。若排水沟同时具有排渍和排涝的要求,则应同时满足上述两种水位要求。若以排涝要求确定沟道断面,则以排渍要求来校核。若以排渍要求确定沟道断面,则以排涝要求来校核。
(三)排水沟横断面设计
水沟横断面设计的步骤:一是确定排水沟横断面尺寸。一般干、支沟应作具体设计,斗沟选择有代表性斗沟作典型设计,农沟可采用地区统一的标准断面;二是按排涝设计流量确定排水沟过水断面,通常按明渠均匀流公式计算,方法与渠道计算相似;三是底坡应考虑接近地面坡降,以避免深挖方。应考虑承泄区水位,尽量自排。应满足不冲不淤,比降不能太大,也不能太小;四是结合引水的沟道比降宜缓,此时应顺坡排水,倒坡引水。结合蓄水灌溉、滞涝、通航时,也可采用平沟底。
(四)边坡设计
边坡系数主要与土质和沟深有关,一般同级沟、渠相比,沟道的边坡系数大于渠道的边坡系数。应考虑地下水渗出、坡面径流冲刷、沟内积水时,波浪的侵蚀等因素。
三、设计中应考虑的相关因素
一是根据防渍、通航养殖要求校核排水沟的水深和底宽。如果不能满足防渍、通航养殖要求,则应拓宽加深断面。如果排渍要求的沟深比排涝要求的沟深大得多,则可以采用复式断面,这样能满足排渍要求,又不致使断面扩大很多;二是平原、水网圩区,排水沟校核滞涝要求:确定需要排水沟滞蓄的水深,计算需要排水沟滞蓄水量、排水沟滞蓄容积、滞蓄能力。校核增加抢排水量,减小要求的滞蓄量。扩大沟深或沟宽,或采用复式断面,增加沟道密度;三是沟道灌溉引水能力校核要求:利用排水沟引水灌溉时,往往平坡,逆坡引水。需校核输水距离及水位能否满足灌溉要求,推算水面曲线,如不满足应调整排水沟的水力参数;四是随着国家对农业生态和食品安全的重视,农田生态建设问题凸显,在设计中应充分考虑排水沟和沉淀沟的布设问题;五是设计中要注意排水沟网的观感效应,勾画出与现代农业气息相映衬的生态艺术设计作品。
1、高标准农田水利工程建设缺乏统一标准和规划
合理的规划设计是保障施工效率和质量的前提,而现阶段我国农田水利工程的规划水平还不能满足农业发展的需要,在施工过程中对于规划方案没有引起足够的重视。通过调查发现,各地对高标准农田水利工程缺乏统一的建设标准,在进行工程验收时没有统一的依据和评价指标可供参考。在工程施工前,缺乏统一的规划,没有制定出合理的规划方案和工艺流程就开始施工,或者规划较为片面,所以导致随意、盲目施工,在实际施工时出现许多没有预见的问题,例如水旱调节功能失效,水利工程效果无法显现等问题,与实际施工脱轨,既影响了工程质量,又耽误了施工进度,影响效率,给工程的建设带来困难,造成经济损失。
2、施工人员素质亟待提高
人是工程建设的主体,策划者的知识水平、管理者的管理水平和管理意识、施工人员的技术水平和责任心,都是施工质量好坏的决定性因素。而我们不乏看到许多施工单位一味追求设备和材料的完善,忽略了人的主体作用,在施工过程中,没有对人员进行技术和思想的培训,直接上岗作业;而且施工单位缺乏一支较高技术水平的专业队伍,在问题出现时,不能得到及时有效的解决;施工过程中管理者的素质尤为重要,很多施工单位的管理者都缺乏专业的技术知识和科学的管理方法,没有发挥管理者的效能。要想提高整体施工质量,就必须提高参与施工建设的所有人员的整体素质。
3、缺乏资金投入
高标准的农田水利工程需要大量的资金投入,工程中机械设备老化、却得不到及时的修护和保养,影响施工进度。对于水利工程来说,电费和水费是较大的支出,水利工程运行费用较高,给农户带来沉重的经济负担。农田水利工程分布面积广、数量多,所以国家在管理和扶持农田水利工作中存在许多困难,目前来看,国家对其的投入还不能满足高标准农田水利工程良性运行的需要,设备维护、技术革新、水费补贴等一系列资金问题是急需解决的问题。
4、工程建设不按规划实施,部门缺乏配合意识
部分农田水利工程脱离了行业部门的规划盲目施工,缺乏技术合理性,社会效益和经济难以实现。水利工程必须在合理的规划、设计和指导下进行,而在实际的工程建设中我们不乏看到这样的情形:工程没有统一的安排和布局,各个部门各负其责,配合意识差,对实施的项目存在不同的要求;在规划设计方面、技术水平差异较大,工程纠纷现象普遍,导致规划无序、施工无质、管理无度、科技含量低,严重影响工程效益的发挥。
二、高标准的农田水利工程建设的几点建议
1、建立管理机制,加强监督管理
施工过程中的质量监管工作是保证工程质量的重要手段,为了保证高标准农田水利工程的顺利施工,要建立管理机制,从施工开始到结束,要明确监管目标、制定监管计划、掌握监管内容和质量标准,加强对原材料、中间产品和工程质量的管理。施工前做好质量监督管理保证一切准备工作满足施工过程的需要;工程施工中的质量监督管理主要是对施工方案、施工人员和施工材料的监督,一旦发现问题,就要及时解决处理;施工后的监管工作主要是工程验收,以科学的工程方案为指导,对完成的工程质量进行评估。
2、加强农田水利技术力量,提高施工队伍素质
水利人才是工程建设的保证,拥有一支高水平的专业队伍是完成高质量工程建设的重要保障,所以必须重视水利人才队伍的建设。所有参与农田水利工程的人员,上到管理者,下到操作工人,都要进行严格的培训学习。作为管理者,提高业务水平的同时,还要具备一定的施工技术知识,掌握工艺流程,才能更好的进行管理;对于操作人员,一定要经过严格的技术培训和思想培训,培训合格后持证上岗,避免人为因素导致的差错影响整个工程的施工质量
3、提高施工规划管理水平
在工程施工之前要有专业人员制定科学合理的规划方案,做好施工准备工作。要搞好农田水利施工管理工作,首先要做好前期调研工作,采集数据资料,合理安排人力和物力,用于农田水利工程的规划,为工程的顺利施工打下良好的基础;各级政府应该为工程的规划提供一定的资金投入,确保规划工作的顺利开展;专业人员在分析数据和工程实际情况的基础上,编制科学、合理的设计方案,包括具体的管理目标和进度计划等;详细规定各个工序的质量检查和验收标准,做好各个工序的协调和衔接工作;最后,完善质量保障体系,提高监管人员素质,实行责任制。
4、加大资金投入
资金是农田水利工程顺利完成的保障,国家政府和相关单位应该加大对农田水利工程的资金投入,促进农业发展,提高农民生活水平。从长远利益来看,加大资金的投入可以获得更高利益的回报。老化设备的维修养护、先进技术的引进、施工人员的培训、工程质量的监管等各个施工环节都离不开资金的投入,避免由于资金不足导致的施工质量问题,所以说,加大对高标准农田水利工程的投入是促进农业发展的重要举措。
5、全面加强对现有水利工程的使用管理和维护
加强对已有水利工程的管理和维护是保证工程长期经济效益的重要手段,对重点的水利工程设施实行重点专人管理,实行管理责任制;向水利工程的收益方征收部分费用,用于对现有工程进行定期的养护,遵循“谁建设、谁管理、谁受益”的原则,做好后期的维护工作;此外,根据各地的地质、气候等具体情况,建立符合各地实际的工程建设监督管理体制,以不同模式进行水利建设和监督管理。
三、结束语
关键词:新时期;农田水利建设;建议思考
引言
随着我国社会开放程度的不断加深,农田水利建设事业也得到了飞速发展,这为我国农业经济水平的持续提高以及社会稳定都奠定了良好的基础,但是,任何事物都必须要经过不断的创新与完善,才能够得到进步,我国的农田水利工程也是如此,只有不断引入新的设备以及技术,才能够与不断发展的社会需求相适应,现阶段,存在于我国农田水利建设过程中的问题还比较多,这些问题如果得不到及时解决,那么必然会对农业经济发展造成阻碍。在这样的形势下,加大投入,不断更新设备,达到新时期农田水利建设的新目标。
一 存在于农田水利建设中主要的问题
虽然经过了多年的建设和发展,我国的农田水利工程建设已经取得了飞跃行的进步,但是毕竟我国社会的发展十分迅速,农业生产的各方面需求也在不断增加,因此以往的农田水利工程在经历多年的使用之后,其中存在的问题也一一暴露,并阻碍了农业的发展,线面具体的对这些问题进行分析:
1.农田水利工程老化
从整体局面来看,我国还有一部分的农村地区,在水利工程建设方面存在问题,水利设备报废率非常高,从而导致了我国水利工程事故的频繁出现,治理难度也越来越大,由于很多设备的使用年限太长,出现的问题较多,加之维护与修理不及时,所以造成的水资源浪费严重,无法达到农业生产的实际需求,这不但很多程度上阻碍了农业生产的进行,同时也造成了水资源的浪费,威胁到了国家粮食安全,问题十分严峻。
2.农田水利投入不足
我国在农田水利工程项目上一直处于国家投资为主,即便如此在一些经济落后的地区,依旧会出现资金投入不足的问题,缺少了强大的资金支持,工程质量必然很难受到保障。另外我国相关专家针对农田水利建设项目工程方面的资金统计结果是缺口高达百亿,这样打的资金缺口,如何能够提高农田水利工程的质量?
3.农田水利的管理体系落后
我国农田水利工程存在另外一个普遍性问题就是产权不明晰,这样必然会导致我国管理方式以及管理体系上的困难,同时还有一些农田水利管理部门因为受到计划经济的影响较深,在管理责任方面落实存在很大漏洞,因此极大的阻碍了农田水利工程的质量的提升。
二 建设高标准农田水利工程的措施
1.规范建设标准
构建更加完善的建设标准是为了确保农田水利工程的品质,规范标准是工程建设施工的依据,也是保障,对于企业的各种施工行为给予严格的规范,能够避免很多施工问题的出现。在规范建设标准的过程中,水利部门必须要充分发挥其职能,履行其工作义务,借助其管理职能,为规范的构建提供保障,同时结合我国水利工程专家的意见,制定更加符合我国市场的发展规律,在这个基础之上结合农田水利工程的实际情况,依据国家的相关标准和依据作为指导,并使水利工程管理人员的行为能够受到约束。
2.做好机制整合
为了能够有效提高我国农田水利工程的整体水平,必须要全面进行机制整合,现阶段我国农田水利建设的投入渠道较为广泛,其中包括财政、水利、农业以及国土等等,在这样百家争鸣的形势下,各部门之间的工作目标以及重点也不尽相同,从我国目前的情况来看只有针对这些内容进行全面整合,这样才能更大限度的提升水利工程质量,也正是因为我国在这些方面存在很多不足,因此导致我国水利工程在质量上一直无法得到提升,基于这些问题我国相关部门必须要强化规范,积极进行农田水利工程资金项目的整合,保障工程项目资金做到专款专用,实现统一管理,并科学进行各种资源的合理配置,针对项目中关键的环节以及重要的问题要率先进行解决,最先限度为农田水利工程建设提供支持。
3.建立保障体系
从我国大部分的农田水利建设情况来看,其中质量无法得到保障的问题是相当普遍的,这是制约我国农田水利工程功能得以发挥的最关键要素,针对这个原因,我国水利部门必须要健全更为完善的质量保障体系,针对这个方面首先需要对水利工程投资进行全面管理,同时针对目前的见者市场情况进行全面考查,水利工程项目建设过程中,做好工程项目的全局规划,科学地对农田水利工程进行布局,实现其功能性的最大化表现;三是要做好对水利工程项目建设的质量监督管理,通过各方责任制的落实,切实解决农田水利工程建设过程中的诸多不利因素,实现农田水利工程质量的进一步提高。
4.做好运行管护
运行管护是高标准农田水利工程建设当中必不可少的,即使农田水利工程建设质量再高,如果没有正确、合理的管护,必然会面临迅速破败的境地,因此做好对农田水利工程的运行和管护非常重要。在这一环节当中,首先,政府部门要加大对农田水利工程的扶持力度,制定出科学、合理的运行管护定额和管护费用筹措办法;其次,尽快制定出符合农田水利建设实际情况的农田水利相关条例,条例当中要明确各级政府及广大群众对农田水利工程的责任及义务,对于农田水利工程的投入、管理及运行维护机制进行制定;再次,落实农民在农田水利工程当中的主体地位,调动起农民群众对农田水利工程的管理与维护积极性,实现对农田水利工程建设产权的改革,为高标准农田水利工程建设提供条件。
结束语
我国农田水利工程的建设发展十分迅速,但是在整体质量上却不尽人意,为了能够提升我国农业的发展,建设高质量的水利工程项目是非常必要的,针对现阶段存在于我国水利建设中的种种问题,展开各种管理方案的研究与落实,根据市场需求制定建设标准,实现统一化管理,这是现阶段我国农田水利建设企业所面临以及相关部门所共同面临的课题,本文针对目前存在于我国农田水利建设中的问题进行研究,并有针对性提出了建设高质量水利工程的相关措施,希望能够为我国农田水利的可持续发展有所助力。
参考文献:
[1]王鸿飞,霍凤双,肖景贤.关于农田水利工程项目环境影响分析评价探讨[J].黑龙江水利科技.2010(06).
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