开买阿吾孜村农田灌溉渠系设计

摘 要：农田的水利工程建设一直是农村农业生产发展的重要的基础条件，对农业经济的发展起着重要的作用，针对开买阿吾孜村土地利用所存在的问题，分析了现有的灌溉系统的现状，说明了当前的灌渠存在的主要问题及建设意见，根据水资源平衡分析进行了满足当地灌溉需求的渠系设计，最后分析了项目建成后预期的成果。

关键词：水利工程;灌渠;灌溉系统;渠系设计

一、研究背景

农业作为我区经济发展的重要支柱产业，因此大力推动农业的产业化发展，不断提高农田水利工程地灌溉功能，改善农村产业结构，推动农村经济发展具有重要意义。农田水利建设，是现代农业生产必须的具有决定性作用的条件，是保证农业结构调整和农业发展的战略性建设，完善的农田水利设施，对农业经济的发展具有非常重要的作用，对保证粮食安全和社会稳定具有不可替代的作用。开买阿吾孜村位于新源县以西66公里处，总体地势南高北低，西高东低，为典型河谷平原区。该区水资源丰富，农田灌溉以河水为主，跃进渠为主渠，适宜农牧经济发展。目前，区内尚未开采、利用地下水。居民生活用水均依赖于地表水体作为源头的自来水;农业生产用水全部来自地表水体。根据现场踏勘调查和对该区土地利用现状分析，该区土地利用存在的主要问题如下：

1.水资源季节分配不均匀，降水主要集中在夏季降雨和冬季降雪;农区水利设施不够完善，灌溉方式落后，渠道未采取防渗措施，渠道渗漏损失严重，严重影响项目区土地、水资源的合理利用和农业生产的发展。

2.现有灌溉渠道布局基本合理，支渠、分支渠及斗渠现状基本为土渠，渠系建筑物配套较差，跑水、漏水严重，水利用率低。以上种种原因造成水资源浪费，生产生活条件恶化等，制约了耕地质量和产量的提高。

节水灌溉是我国农业发展的技术途径，在节水降耗理念的要求下，要想大规模、大面积发展农业，必须实行节水灌溉。

二、 区内灌溉系统现状与拟建设内容

考虑到当地土地利用存在的问题，需要对现有的灌溉系统进一步规划。对农田水利的建设是一项百年大计的工程，在设计时不仅要考虑到其在农田灌溉当面的需求，更要充分考虑到当地国土整治、林地、道路以及其他因素在渠道系统规划中受到的影响。

区内灌溉系统分为支渠（分支渠）、斗渠和农渠三级渠道。支渠共有7条，其中支渠1和支渠2自五一大渠北侧团结渠上引水，支渠1现状为浆砌石渠道，现有引水闸口位于巩乃斯羊场团结渠上，因灌水季节常有用水纠纷，此次规划改建支渠1引水闸口于巩乃斯羊场团结渠和喀拉布拉镇团结渠交点分水闸。支渠1现状断面：底宽0.4米、渠深0.85米、上口宽2.2米，其控制分支渠2条（分支渠1-1和分支渠1-2），其中分支渠1-1为预制板渠道，现状保留完好，此次不予改建，其下控制4条斗渠。分支渠1-2现状为现浇混凝土梯型渠，渠道纵向坡降较小，运行时淤积严重，严重影响灌溉期农业生产。支渠2位于项目区东侧边界处，为现浇梯型渠道。控制分支渠2-1。支渠3和支渠4都自跃进渠引水，其中支渠3现状为预制梯型渠道，现状保存完好，此次不予改建;支渠4现状为土渠，与跃进渠相邻。支渠3尾水与支渠4下斗渠相接，补充下级渠道灌溉。支渠5、支渠6、支渠7都自五一大渠北侧喀拉布拉镇团结渠闸口引水。3条支渠都为土渠，支渠5尾水最终汇入分支渠1-1，补充下级渠道灌溉。

三、水土资源平衡分析

1.供需水量分析

项目区内无工业用水，人畜饮用水均来自管网供水，故本次水量平衡计算只考虑农业、林业灌溉用水。

2.灌溉设计保证率的确定

干旱地区以旱作物为主的灌溉设计保证率为50%-75%，本项目选用的设计保证率为75%。项目区水资源供需平衡以75%频率河道来水量及其过程与农业用水进行供需平衡计算。

3.供需平衡计算节点

在灌溉保证率75%的条件下，灌区多年平均综合净灌溉定额如下：冬小麦净灌溉定额340m3/亩，灌溉六次，集中在4.5.6.9月，每次灌水持续时间10-12天;玉米净灌溉定额340m3/亩，灌溉六次，集中在6.7.8.9月，每次灌水持续时间10-12天;有机林净灌溉定额320m3/亩，灌溉六次，集中在5.6.7.8月，每次灌水持续时间12天。

4.灌溉水利用系数计算

规划年支渠、分支渠、斗渠均采用现浇混凝土防渗，农渠保持现状，各级渠道水利用系数计算公式如下：

根据各级渠道的净流量和平均工作长度可计算出各级渠道的水利用系数。

5.现状年需水量计算

项目区灌溉需水量可按下式计算：

W=M×A /η

根据种植作物的灌溉制度和现状灌溉面积即可计算出现状年灌溉需水量。

6.規划年需水量预测

项目区规划后耕地面积为546.36公顷，有林地15.94公顷。规划后，仍以种植冬小麦、玉米为主。项目建成后，在灌溉保证率75%的条件下，预计项目区需水量计算见表1。

7.平衡分析

根据供需水量分析，对项目区现状年和项目建设后的各月供水量及需水量进行供需平衡分析，见表2。

四、输水工程设计

1.渠道流量计算

根据统计的农渠平均控制面积，确定最大一次灌水定额为70m3/亩，灌水延续时间T=1d，每天灌水时间t=24h。

（1）农渠田间净流量

式中：——农渠田间净流量，m3/s;

A——农渠控制的灌溉面积;

m——农作物一次的灌水定额;

T——农渠灌水延续时间。

（2）农渠净流量

式中：Q农净——农渠净流量，m3/s;

——田间水利用系数，一般取0.90（旱作区设计值不低于0.90）。

（3）农渠设计流量

农渠设计流量计算公式如下：

式中：Q农设——农渠设计流量，m3/s;

Q农净——农渠净流量，m3/s;

Q损——农渠输水损失流量，m3/s;

——农渠每km输水损失系数，;

A——渠床土壤透水系数;

m——渠床土壤透水指数;

L农——农渠的工作长度，km，取渠道长度的1/2。

灌區范围内的土壤为砂壤土，透水参数取值A=3.4，m=0.5，符合《灌溉排水工程设计规范》（GB 50288-99）表3.1.9-1中的标准。

（4）斗渠设计流量

斗渠的净流量是同时工作的农渠的设计流量之和：

σ斗=0.1×A/（100×Q斗净m）

其中，L斗为斗渠灌水时渠道的平均工作长度，取斗渠实际长度的3/4。

（5）支渠、分支渠设计流量

支渠、分支渠的净流量是同时工作的斗渠的设计流量之和：

σ支=0.1×A/（100×Q支净m）

（6）渠道加大流量计算

由于支渠、分支渠为续灌渠道，因此需要考虑加大流量，加大流量是以设计流量为基础，乘以“加大系数”即得：

式中：QJ——渠道加大流量，m3/s;

J——渠道流量加大系数，本项目渠道设计流量小于1 m3/s，则J=1.30;

Qd——渠道设计流量，m3/s。

根据以上计算，最后确定各支渠流量见表3。

2.渠道轮灌制度设计

本项目区渠系可分为支（分支）、斗、农三级渠道，参考当地水利部门提供的资料并结合在项目区实地调查情况确定支渠采用集中轮灌，斗、农渠采用分组插花轮灌。

五、结语

通过采取渠道防渗节水措施，提高灌溉水利用系数，减少渗漏损失，与目前需水量相比，可节约水资源98.77m3。综上所述项目实施后通过建成高标准灌溉与排水工程，改善灌溉面积546.36公顷，新增粮食产能794.62吨，可以提高土地利用效率，节水效果明显。

参考文献：

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[2]姜西忠，谭志英节.水灌溉技术在农田水利工程中的应用[J]农业工程2015年7月，第5卷，第四期。110.111.

[3]夏丽芳，吴晓亮.论小型农田水利工程中的渠道设计[J].建筑·建材·装饰，2014，18（10）：113-113，111.

作者简介：毛剑威（1989-01-06）男，汉族，籍贯：湖南长沙，工作单位：新疆伊犁州征地整理中心，研究方向：水利工程建设，大学本科，助理工程师。