农田水利工程设计中的渠道设计与施工管理

佟振新

东营市水利灌溉服务中心 山东东营 257091

结合农田水利长远发展需求，需合理利用灌溉渠道，健全相关设计方案，充分了解此类工程的设计内容。一是结合安全可靠的设计原则和水资源应用效率最大化的设计原则，有针对性地开展设计工作[1]。二是全面考虑农田水利灌溉渠道工程所在地区的具体情况与农田水利的实际发展趋势，提高设计工作的科学性与合理性，确保农田水利灌溉渠道得到良好运行。

1 农田水利渠道设计原则

农田水利的渠道属于较大的工程，在设计之初应该考虑到会对农田的需要，还应该认识到渠道系统的设计对本地国土整治、林地等其他因素的干扰。唯有综合考虑，全方位运筹规划，才能够让农田水利渠道给农村经济发展带来更大的贡献。对此应该在规划设计中注意到以下几个方面。

（1）在规划小型农田渠道时，按照发展技术对施工技术加以完善，以保持水利渠道可以充分满足农田灌溉所需，最大程度上让水利渠道在使用时，不管是技术还是经济指标，均可以达到工程所要求的设计。另外，应该对水利渠道进行裁弯处置，让渠线可以更加平顺。

（2）在设计农田灌溉渠道过程中，尽量使用单位水量灌溉面积最大，从而降低对水资源的浪费，提升灌溉效率。

（3）水利灌溉工作不能干扰到当地真实情况，如地形、水资源分布和农田分布的特征都应该恰当地设计，在灌溉时应该认识到地表和地下水资源概况，把排水、引水和蓄水结合，促成当地水资源的最大化充分利用。

（4）由于要保护农耕田地，在设计时不能占用太多田地，尤其是部分中转低和蓄水的位置，更应该合理色剂，让渠道施工方案同时达到设计标准和经济务求，更应适合当地农田生产的规律。另外，设计渠道时应该多使用平曲线去保持平顺，从而有助于灌溉水流的迅速流动，提升运水效率。

（5）在进行了基本的布置设计后，必须开展渠道工程施工设计，首先应该对渠道所要流过的路线的地质有一定了解，对地质情况不好的地方，基于经济型原理按照真实状况进行处理，或是改变线路，也可以对地基加以处理，从而确保动工的有效进行和渠道工程质量。

2 农田水利渠道存在的缺陷

我国人口巨多，粮食问题自古就是头等大事，而农田灌溉是保证种植有正常收获的重要部分。我国也有着悠久的农业种植历史，但大多是土渠灌溉的办法，时间长了必然会出现象渠道不完整，产生严重渗漏的问题，导致太多水资源遭到浪费。对此，将农田水利加以改造是促进农田产量提升的重要措施。小型农田水利渠道采用根据是否有排灌水作用好坏去判断的，我们应该致力于让水利渠道可覆盖农田面积最大化。

2.1 灌溉效率不高

农田需要足够的水分，但是限于灌溉这种方式，有必要将单位水量灌溉农田地的面积最大化。当前本国很多小型农田在设计水利渠道时，都较为看重灌溉效率，也修建了先进的干渠。但技术虽好，却有很多偏远地区的农田享受不到这一技术的帮助，还以最原始土渠道工作，使得灌溉效率达不到标准，加之多年未修，大多出现了渗漏与淤积的问题。

2.2 最大限度利用水资源

农业文明在我国人民心中是深入骨髓的，虽说各地的农田特别是小型农田均是按照当地的地形、气候、水资源分布等情况相适宜的，加上我国在世界上属于水资源较为贫瘠的。但是智慧的人民总有办法利用到水。走进新社会后，先进的农业技术的推广，农田向着规模化发现，但是依旧有很多小型农田，不能规模化，况且由于地域跨度广，南北气候差异和水资源分布不同以及土质和地貌等问题的影响，使得很多地区水资源在使用效率方面有很大差别。总体上在西北地区缺水，而南方却洪涝常发，对农田利用率产生很大影响。

2.3 农田水利渠道设计问题

设计人员往往缺乏实地经验，设计时只有理论知识而不了解真实情况，未按照当地真实情况去设计。技术方面，没有学习先进国家的成功经验，对图纸设计过程中没有严格把关。当前我国多数地区农田渠道的修建上，在渠底比降系数有很多不合理的地方。

2.4 施工中的规划

在施工方面多数十分粗放，渠道放样和动工监督不严格，小型农田渠道动工更态度不端正。另外，很多农田渠道施工所用的预制板质量与设计动工质量均不达到标准。

2.5 管理方面存有的不足

在农村的农田水利管理上，其一，没有设计专门的管理组织，乡镇人们都缺少管理水利工程的意识，导致并未见这一工作加入政府工作范围中；其二，没有管理经费，工作管理要有足够的资金支持，但是经费问题一直存在；其三，没有针对小型水利工程相配套的法规。其四，政府大力维修水利，但在农田水利的管控方面乡镇并未重视。

3 农田水利灌溉渠道工程设计要点

3.1 渠道设计材料

农田水利工程设计中渠道设计作为重要的设计内容，从整体上保障渠道设计材料的质量是比较关键的，设计人员在选择材料中从质量以及交割角度考虑，既要能够满足渠道设计应用需要，也要体现出经济性，选择有长效机制的材料，延长材料使用寿命，选择接缝少以及安装方便的材料。渠道设计材料中混凝土材料是比较重要的，保障这一材料的质量才能有助于渠道工程的顺利开展[2]。

3.2 渠道比降设计

渠底比降是渠道设计的重要环节，需要在设计时深入调研原有的旧渠道比降参数，总结其中存在的问题，并探究造成这些问题的原因，再根据目前灌溉要求及区域要求等实际问题对渠道比降进行科学合理地设计，以提升农田水利工程的经济效益。此外，渠底比降还会对其他方面的工作产生不良影响，因此需要设计人员全面地考虑可能存在的影响，采取一定的措施提升设计的科学性，降低经济损失，提升工程的社会效益。

3.3 渠道流量设计

渠道设计过程中流量设计是比较重要的内容，针对流量展开设计，能够有效提升渠道的利用率。农田灌溉渠道的设计中灌水率是比较重要的设计内容，灌水损失流量是各流量损失总和，设计过程中方案的科学性与否会对实际渠道的使用效果产生直接影响，设计人员在具体的设计过程中就要能对农田地理位置和环境进行考察，以及有效调整。渠道有特殊的需要扩大灌溉面积的时候，流量设计就要注重扩大，提高渠道安全通行能力，保障灌溉渠道流量还要从稳定性的角度加强重视，只有如此才能真正保障渠道流量设计的质量。

3.4 渠道纵横断面设计

传统的沟渠设计由水位高程起决定作用，应该选取参考点，根据灌溉地区地面高度，沿途根据渠道水流失量决定最后的高程。在水流量到一定高度时，水流流速与渠道地板的比降与渠道断面设计的尺寸大小有很大关联。渠道中的土质、水流中的含沙量和渠面坡度陡都会对渠道流速有影响。在渠道比降大时会让流速更大；若是流经水量在一定规范内，渠道所需断面很少，虽说更为节省材料，但是如果流速过大，会产生渠底冲刷问题。根据渠道高度的大小和水流量多少去确定顶宽，若是在断面大、过水流量大、水压同样大的情况中，应该把渠道的侧墙加以稳定计量，设计时将顶宽达到检修需要，检测好公路边来往机车的重量会给侧墙造成的压力。在渠道高度设计中，按照渠道级别与最大流水量方位开始，在渠道的正常水位高度设置溢流缺口。很多渠道为了确保渠提能够满足引水所需，使用梯形结构，此外还有很多渠底粗糙率。我国水资源分布存在地域差异，水利工程开发利用率很低，况且分布在各地有很多小型农田，随着社会经济的发展和国家对农田水利修建的重视，为确保农业生产所需，提升农业生产产量，改良农田水资源分布情况与水利调节。对此，应该修建在成根据本地综合生态平衡和水资源平衡的基础上，按照当地真实状况加以合理设计，在设计过程中必须充分考虑到当地地表和地下水资源情况，让蓄水和引水、排水互相结合达成对资源的最大化。但是农田的水利渠道会受到很多的因素的干扰，合理规划设计必须严格按照设计要求进行，对提高小型农田排灌渠道功能有很重要的意义[3]。

3.5 渠道跌水设计

渠道设计当中跌水设计是比较重要的，实际设计中通过跌水科学设计能够对由于地面高差大引起地面水流变化而造成建筑物侵蚀、冲刷问题进行处理。渠道跌水设计时，专项考虑挖方量大以及填方量大的工程部位，合理设计跌水高度和比降，降低工程投资。跌级多主要是为避免地形高差，选择线路过程中能从不同的角度出发进行考虑各项因素，从整体上提升线路高差，垂直分割，降低水从高处流下对渠道产生破坏影响，设置多跌级别，能有助于减少维护渠道费用，从而节约成本。

4 农田水利工程设计中的施工管理措施

4.1 衬砌板加工预制管理

衬砌板的加工预制施工管理主要就是对其施工材料进行管理。在农田水利工程中，这一施工环节采用的材料性能相对比较硬，其适中刚度也能够保证施工质量，因此在选用材料上应该尽可能地在经济合理范围内选择更加良好的材料。再者，施工过程中应该严格按照事先规划好的施工组织计划进行，防止安全隐患的出现。施工完成后还需要给予一定的养护工作，防止出现质量问题。

4.2 砌石渠道施工管理

在砌石渠道施工管理中，首先就是要进行砌石的预处理，石块堆砌方式的选择会直接影响到该施工环节的质量。具体操作如下：石块宽面部分朝下，尖端部分朝上，以此增加石块和石块之间的贴合度，尽可能地降低缝隙，并保持表面足够平整。在实际施工中所使用的石块是不规则的，因此不可避免地会产生缝隙问题，因此填筑环节也至关重要。可以通过在砂浆混合过程中加入合适的小石子的方式来填补缝隙，期间要避免填筑小石块，防止缝隙越来越大，小石子应该与砂浆仪器混合拌入，不能直接放入，填筑完成后要抹平缝隙。在砌石作业中，施工人员要注意检查作业质量，如果发现有砌石松动的问题要及时取下并清除表面泥浆，之后再覆盖新的泥浆重新砌筑牢固即可。

4.3 防渗施工质量管理

在农田水利工程的渠道施工中，做好防渗施工能够有效解决水资源的浪费问题，因此设计人员、管理人员以及施工人员还需要进一步加强防渗施工的质量管理工作。一是要做好施工材料的把关，施工单位应该委派具有相关材料知识的采购人员进入市场中按照项目施工要求采购材料，尽可能地选择经济且防渗性能强的施工材料；二是做好基础性的处理工作，在进行水利渠道施工时，首先需要科学处理地基问题，为后续的施工打好基础。通常应先放样，保证施工相关的设计样图与渠道的真实信息不会出现过大的偏差，此外还可同步搜集施工的相关信息。其次，需对地形情况进行更为深入的分析，由于不同区域的特征差异较大，一般施工人员可使用衬砌手段对渠道的地形进行勘察和分析。开挖首段通常较为坚硬，因此常使用回填方式先进行松土，然后将渠道平整后再实施后续的工程。与开挖相比，后续的环节需要使用相对松散的手段，在开展施工前不但要对地面进行洒水来降低地基的坚硬程度，同时还需对土地进行稳固处理，这样才能与衬砌结合实施。最后开展的削坡环节也是有效处理地基问题的手段。多数工程会选择将削坡程序设置在混凝土的浇筑之前进行，这样可有效降低人为和自然因素对施工效果的影响。削坡手段不但能够保证地基相对平整，同时还可在人为挂线环节应用。此外在工程施工期间，如果在开挖和计算等环节出现了误差，还可通过削坡来进行后期的弥补；三是采用混凝土填充方式来进行修补施工，严格按照规范进行混凝土的配置，防止混凝土裂缝问题的发生等，保证施工规范，提高施工质量；四是做好排水系统的设置，并且使用混凝土进行衬砌，减少渗漏问题的发生。

5 结语

综上所述，农田水利工程项目的施工质量与我国的农业生产水平息息相关，为了保障农业生产水平，必须要重视起农田水利工程项目的渠道设计工作，在其设计过程中应该确保农业生产的使用要求得以满足，严格遵循相关的设计标准，加强施工质量管理，进一步提高农田水利工程的施工质量，为农业生产奠定坚实的基础。