农田水利工程中的渠道设计浅析

农田水利工程中的渠道设计浅析

吴承杰

安徽省池州市贵池区牌楼镇人民政府安徽247100

摘要：当今我国的农业经济进入了高速发展时期，在追求增长农业经济效益的同时，水利渠道工程往往容易被人们忽视，极易导致农田面积、水资源、农户人力财力等严重浪费，不仅无法有效增长农户的经济效益，也不利于农田水利工程的长远发展，更加威胁着当地的生态系统平衡。作为我国农业发展的一个重要组成部分，农田水利工程渠道设计必须得到当地政府的足够重视，对其发展过程中的各项遗留问题及时进行归纳总结，对于设计环节更要严格把控，才能将水利渠道工程合理、科学地落实下去，最终推动当地农业经济科学、健康、可持续地发展下去。

关键词：农田水利工程；渠道设计

前言：做好农田水利工程渠道设计是必要的，随着相关技术的引入，在农田水利工程建设过程，应该提高设计水平，以此才能保证相关工作有效开展，为了进一步研究，本文深入工作实际，研究了渠道设计方案，希望有效分析，能够为相关人员提供有效参考，具体分析如下。

1水利渠道存在的常见问题

在国家农田建设不断发展的过程中，仍存在一定的难题困扰我国小型农田水利渠道的应用，此类问题不仅会影响农田产量、农业质量，同时阻碍农业的进一步发展，根据实际经验总结，现代农田水利渠道设计中主要存在的问题包括：第一，部分设计人员为刚毕业的大学生，缺少实践经验、理论性知识储备充足，难以将水利渠道设计与实际环境相契合，导致身怀绝技利用率不高，难以发挥其预想的价值效果，渠道难以发挥最大性能，导致存在诸多难以预想的难题；第二，大部分水利渠道的设计者，缺乏对施工具体环节的重视，为认真考虑水利工程项目中渠道的利用价值，导致具体设计方案缺乏严谨性、准确性，因此常常发生设计方案脱离实际情况的问题，导致工程常常需要二次加工、增加维修成本、延误工期、增加修建困难；第三，部分农田水利渠道在完成设计施工后，缺乏科学合理的审核检查，对部分细节部位缺乏审核检查，如：水渠中跌水部位与实际水位存在高度差，差距较大时，会增加实际供水需求，导致严重脱离实际。第四，资源浪费严重我国地域广泛，水资源分布不同，而且属于世界上严重缺水的国家之一。在当今对于环境保护和资源节约日益重视的时代背景下，仍然有许多地区的小型农田在引水和灌溉过程中发生漫灌的现象，使得如今我国农业用水的有效利用率仅有45％，多半的水资源都被浪费。同时，漫灌需要具有很多劳动力，且易造成地下的水位抬高，从而使土壤发生盐碱化，不仅浪费大量人力、物力和财力，也对当地的生态系统造成了一定的破坏。

2农田水利渠道的合理、优化设计

2.1渠道选材时优化设计

建设材料直接影响水利工程的质量，同时也是水渠正常作业的保障，因此在设计、施工过程中，需要根据实际需求、市场变化、行业发展、成本投入等，选择适当的建筑材料，保证成本的同时提升水利工程的建设水平、增强水渠的相关性能。在选择材料时，需要以地理环境为主，根据不同的地域差异择优选择。如：在北方地区多使用传统的建筑材料，以混凝土建设为主，但其在应用过程中存在较的局限与不足，有较高的使用条件要求，需要在应用过程中甚至考虑、仔细分析、综合考量。若工程建设区域内，有充足的水源，可选择具有良好渗透性的材质作为主要施工原理，并综合考量地区季节性温度变化，选择与温度相适应的原料进行施工，进而保证施工质量，增强水利渠道的合理性，控制成本节约使用资源。

2.2衬砌板

衬砌板决定着渠道整体性能与质量。衬砌板的选择与使用应当以高强度、高刚度材料为主，以此减少在使用过程中衬砌板质量引起的渠道损坏问题，防止渠道出现变形情况。衬砌板应选择预量身定做衬砌板。需强调的是该环节的作业决不能追求速度，而是要严格把关质量，以免在加快速度作用下，质量出现问题。此外预制板运输中也要注意材料的保护，防止在运输中出现掉角、断裂问题。衬砌板有U型板、方板两种类型，二者各有优势，比如U型板具有输水能力强、防渗效果好，防冻及节省占地面积等优点。所以在使用时，要先分析实际使用需求，根据二者优劣，合理选择。

2.3关于农田水利渠道跌水分析

农田水利渠道设计过程中，需要控制合理的水流水平落差，减小水流冲刷渠道冲刷的影响力。在实际设计过程中，要科学合理的设计渠道跌水问题，控制跌水优有适宜的个数、跌差最好脚下，跌水位置宜靠上。在此基本原则下，重点注意，避免填方过高导致跌差加大，合理实际跌水差值。因此，在设计农田水利渠道跌水时，需要设计人员保证方案中包括多级跌水、控制跌水落差尽可能下，控制挖填的均匀性。坚持此设计理念，保证填方渠道不会过高或过深影响渠道的稳定，为底面呈基本直线提供保障。控制设计中的填方，避免过高、过大增加渠道工程的安全隐患及威胁，进而保证农田始终有正常供水。

2.4渠道断面设计

2.4.1渠渠道纵坡及边坡确定

渠底比降的选择是否合理，关系到渠道输水能力、自流分水水位、渠道的稳定和工程造价等问题。根据渠道沿线的地面坡度、下级渠道进水口的水位要求、渠床糙率、设计流量大小等因素综合选取最优渠底比降。渠道内边坡系数主要根据土体稳定条件，土质的特性而确定。由于设计大多是对现有灌区进行续建与改造，渠道均已是成型渠道，渠道的纵坡受现有渠系建筑物的限制，不宜做大的改变，故渠道纵坡主要是以原设计纵坡为主，局部可作适当调整，渠道边坡均依据实际情况不得陡于为1：1.5。

2.4.2梯型渠道横断面设计

根据《灌溉排水工程设计规范（GB50288-2018）》，渠道横断面设计应满足渠边坡稳定和冲淤平衡，有足够的输水能力，并结合上下游水面衔接，工程造价合理。计算采用设计流量按均匀流公式计算，公式如下：

式中：W-过水断面面积，

R-水力半径，m：I-纵坡比降；

C-谢才系数；N-渠道糙率系数，砼渠取0.017。

渠道横断面依据设计流量、水力条件和经济实用等因素推出其渠深、开口宽，渠道名称、断面形式及具体尺寸。

2.4.3渠道岸顶超高与岸顶宽度

根据规范，渠道堤顶超高为加大设计流量水深至堤顶的距离，按以下公式计算：

Fb=4h+0.2，渠高H=h设+Fb

式中：Fb-渠道堤顶超高，m；

h-加大流量渠道水深，m；

h设-设计水深，m。

根据规范，万亩以上灌区干、支渠堤顶宽度不应小于2m，应充分考虑到渠道的现状及交通要求，选取堤顶宽度。

2.5农田水利渠道防渗技术

现有防渗技术主要包括：土料防渗、水泥土防渗、混凝土防渗、膜料防渗、沥青混凝土防渗等，不同的防渗技术具有不同的优势与应用短板，如：土料防渗技术，其操作简便、实用性强，但抗冻性、抗渗透性较差，适用于温度较温和的区域内；膜料渗透技术，施工简便、防渗腐蚀性强、成本较高，多应用于寒冷地区等。在不同地区、不同特点的农田水利渠道中，可采用不同的防渗技术，发挥其优势，根据地质、环境特点、结合施工要求、成本投入等，择优选择不同方案与技术，保证其具有良好的防渗性能、成本在可控的范围内。

2.6渠道陡坡地段处理

在渠道设计中，针对坡度对渠道的影响，若采用传统的渠道设计方法会增加工程量，水流量效果无法得到保证。针对此种情况，结合水库的地形特征，采取针对性的设计方案：（1）由于水库的干渠设计确定渠顶宽为0.4m，在这种规格下若出现陡坡，则渠道外侧无法通行，会增加渠道管理难度。针对此类地形，在渠道设计中采用C25钢筋砼盖板覆盖的方法，不仅能够满足人员通行与后期管理的要求，也能避免坡面物体坠落而破坏渠道的问题。（2）对于土基段渠道设计，若边坡较高，则采用贴坡式M7.5浆砌石挡墙护坡，其坡度要求为0.7~0.75，厚度为35cm~40cm，在墙后增设φ50排水孔。

3结束语

总之，本文研究了农田水利渠道设计实际策略，通过进一步分析，希望相关工作人员能够提高认识，不断加强专业设计水平，从而为农田水利建设工作有效开展提供科学保证。

参考文献

[1]杨明东.农田水利工程中的渠道设计分析[J].农家参谋，2018（22）：226.