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摘 要：本文对农田水利灌溉工程的设计进行了分析研究，为农田水利灌溉工程的建设提供借鉴。
关键词：农田水利；灌溉设计；探讨
中图分类号：TV93 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
1 设计标准
河流的径流量是随着四季不断变化的，农田种植面积和作物种类等也是不断的在变化的，这就决定了灌溉用水量是不确定性，也就是说在不同年份来水量和用水量都是不一样的。因此，农田灌溉工程建设的规模，也就需要有一个灌溉设计标准为依据，以便保证设计方案的科学性。一般来说灌溉设计标准要以灌区水源来水情况、现有水利设施情况、农业发展要求和当地经济条件等因素为依据，再综合考虑加以合理确定。灌溉设计标准是表示灌溉水源对于灌溉用水的保证程度。设计标准高，意味着灌溉用水的保证程度也高。因此，它直接影响着灌溉工程的规模大小。 一般来说，灌溉设计的标准有两种：一是灌溉设计保证率，二是抗旱天数。
1.1 灌溉设计保证率
灌溉设计保证率指的是某个灌溉工程在长期使用期间，灌溉用水得到满足的年数占总年数的百分数，用符号“P”表示。例如P=80%，就表示某工程在100年内有80年能满足全灌区的灌溉用水要求，其余20年不能完全保证，有缺水现象。P=80%就是这个灌区的灌溉设计保证率。因此，在设计农田水利灌溉工程时，设计方必须要根据工程所在地的情况，来确定灌溉工程的规模，特别是当地水源状况和作物种类。在水源缺乏地区和以旱作物为主的地区，灌溉设计保证率可以取50%～80%；在水源丰富地区和以水稻为主的地区，可取70%～95%。
1.2 抗早天数
所谓抗旱天数，就是以灌溉设施，如小水库、塘坝等的供水能力为依据，以连续无雨（“连续无雨”，不是指抗旱期内绝对无雨，而是指降雨量很少，一般将日降雨量小于日蒸发量的情况都当作无雨处理）的情况下，能满足作物需水要求的天数为标准。例如灌溉设施可以满足连续80天的作物灌溉用水，则该灌溉设施的灌溉设计标准为抗旱80天。抗旱时间应规定为当地主要作物需水要求迫切的灌溉时期。抗旱天数的确定，要按不同地区的情况来确定，在设计时“具体情况具体分析”。
2 取水方式的设计
取水方式的设计是农田水利灌溉工程设计的重要组成部分，在设计时要根据不同地区的灌溉水源，决定其取水方式的设计方向。一般来说灌溉的水源可以分为两类一是自流取水灌溉；二是提水取水灌溉，水利工程的取水设计要针对这两种类型进行设计。以下主要对自流取水灌溉进行介绍。
自流取水灌溉：以河流作为水源时，又可分为两种：一是无坝取水；二是有坝取水。在设计时，为了保证自流灌溉的水位高程，开渠建闸引水的地点要选河流上游水位较高地点，引水口地点的选择决定了取水方案的设计，包括建设成本的投入。因为引水口的不同决定了需要修建的水干渠长度不同，所要增加的土石方工程量，以及沿程水头损失和水量损失以及各类建筑物数量也各有不同。
2.1 无坝取水
在设计时无坝取水的渠首，可以根据实际情况设计为有建闸和不建闸两类。但是考虑到不建闸的引水口，那在洪水期间不能控制流量，渠道易被洪水冲毁，农田会被淹没等情况。因此，在设计时首先要考虑建设建闸控制的方案。
通过把进水闸的中心线与河道水流方向的夹角 （叫引水角），设计为锐角（30°～45°），保证入渠的水流平稳，而且引水量也大，又可以减轻对引水口下唇的冲蚀。
2.2 有坝取水
如果工程所在地的河流水源丰富，但是由于地势或者其他原因水位较低，无法满足自流灌溉引水要求。此时，在设计时就应在河道上修建堑水建筑物（低坝或节制问），提高水位，以保证引水自流灌溉。这种取水方式的设计虽然会增加筑坝的工程投资费用，但引水口位置离灌区较近，引水干渠长度较无坝取水大为缩短，可以减少了土石方工程量和交叉建筑物的数量和交叉建筑物的数量。
2.2.1 溢流坝可以起到横拦河道，抬高水位，同时排出河道多余的水量和汛期洪水的作用。
2.2.2 进水闸进水闸可以用于引水灌溉，并能控制入渠的流量。其平面布置有有两种类型，一是侧面取水；二是正面取水。
由于侧面取水不能在引水口处形成横向入流，会导致大量的泥沙入渠，因此，在设计时要考虑到工程水源的情况，如果工程地处多沙河流则要选用正面取水的方案。正面取水是指，进水闸引水力向河道水流方向一致或斜交时，在引水口处能形成横向环流，可以达到使水流表层清水入渠，底层含沙水流离开引水口的效果，是农田有坝取水的常用取水型式。
2.2.3 排沙闸可以起到防止泥沙入渠的作用，是多泥沙河流低坝取水枢纽中不可缺少的组成部分。其过水能力一般应大于进水闸的过水能力，其底板高程则要低于进水闸的底板高程，以求良好的冲沙效果。其他防治泥沙入渠措施还有沉沙槽、冲沙廊道和 沉沙池等，因地制宜选用。
2.2.4 防洪堤为减少拦河坝对上游的淹没损失，洪水期间保护上游城镇、交通和农田的安全，还要在拦河坝上游沿河岸修筑防洪堤。
3 灌溉渠系布置的设计原则
3.1 总体规划布置的设计原则
在进行灌溉渠系规划时，要把当地的国土整治，山、水、田、林、路的规划密切结合，同时还要考虑其他用水部门如发电、航运、人畜饮水的需要，全面安排，统筹兼顾，做到科学合理，便于管理，充分利用水土资源，扩大灌溉面积，最大限度地实现经济效益和社会效益的完美结合。其规划布置一般应遵循下述基本原则：
3.1.1 充分利用地形条件的原则灌溉渠道应布置在高处，与其相对应的排水沟道布置在低处，力求自流灌溉、排水，建成灌排分開，各自独立的灌排两套系统。对局部高地或洼地，可分别采取小片提灌（排）等措施处理，不必为了照顾局部而影响全局。同时，在渠道线路布置上要考虑到经济因素，渠线布置尽可能直、顺、整齐，减少交叉建筑物，避免更多良田和民房被占。 3.1.2 安全为主的设计原则渠道工程必须要安全可靠，在渠道布置时尽可能避免深挖方、高填方和难工险段。山丘区地形的渠道设计要尽量避免靠近沿河、溪布置，以防止被山洪冲毁。干渠沿线的地质条件要好，避开风化岩层和节理发育的破碎带以及透水性强的土质地带。沿渠应有合适的排洪、泄洪設施，如溢洪堰、泄水闸等。
3.1.3 综合利用的原则山丘区的灌溉渠道应利用集中落差，结合水电、水力加山丘区的灌溉渠道应利用集中落差，结合水电、水力加工，开展多种经营，一水多用，充分利用水土资源。还应考虑采用库、塘、渠并用，蓄、引、提结合的长藤结瓜灌溉系统。平原地区要采用河水相井水灌溉相结合，地表水与地下水联合运用的灌溉系统。
3.2 干、支渠布置的设计原则
在确定干、支渠的布置方案时，要坚持实事求是的原则，具体问题具体分析，根据实际的地形地貌进行设计。
3.2.1 山地、丘陵型灌区山地、丘陵型灌区的地形起伏，复杂多样，坡度陡，耕地多为坡地、梯田。修建农田的工程多有渠道弯且长、建筑物多、施工复杂等待点。在设计干渠沿等高线布置时，要考虑到灌区位于分水岭与山溪或河流之间，呈狭长形，等高线大致与河流方向平行，灌区上游坡度较大，地面狭窄等实际情况，在设计时应该以求“水不低头”，即水位少降低，为方向，以求最大限度地自流控制全部灌区面积。支渠在干渠一侧引出，这种设计的特点是：干渠纵比降平缓，水头损失小，控制面积大；筑渠堤结合开挖山坡截水沟，拦截坡地暴雨径流，既拦山洪，又防止水土流失。
3.2.2 平原型灌区一般来说，平源地区大多位于河流的中、下游，由河流冲积而成，地形比较开阔，而且有大片集中的耕地。设计时可以把地理条件与洪、涝、旱、渍、碱等灾情的程度结合起来，进行干、支渠的布置。
3.2.3 山麓平原型灌区当排水条件好，但是地下水埋藏深，开发比较困难，因此，设计时可以着重利用地面水发展渠灌；而当地下水较易开采、水质符合要求时，则着重兴建井灌或井渠灌溉。山麓平原型灌区等高线与河流平行或斜交，地面坡度倾向河流，上部地面坡度陡，近河地面坡度缓。干渠多沿山麓方向布置，支渠与干渠垂直或成一角度布置，主要视地形情况而定。在灌区前缘与河流邻近部位，地下水逐渐升高而接近地面，应修建排水系统，排除地面水和地下水，实行“灌排分开”的布置形式，以求互不干扰。
参考文献：
[1] 马清志，赵庆民.农田灌溉工程的抗灾作用及减灾措施[J].治淮，2009，（3）.
[2] 尹三春.水利工程设计中的常见问题及解决对策浅析[J].硅谷，2011，（17）.
关键词：农田水利；灌溉设计；探讨
中图分类号：TV93 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
1 设计标准
河流的径流量是随着四季不断变化的，农田种植面积和作物种类等也是不断的在变化的，这就决定了灌溉用水量是不确定性，也就是说在不同年份来水量和用水量都是不一样的。因此，农田灌溉工程建设的规模，也就需要有一个灌溉设计标准为依据，以便保证设计方案的科学性。一般来说灌溉设计标准要以灌区水源来水情况、现有水利设施情况、农业发展要求和当地经济条件等因素为依据，再综合考虑加以合理确定。灌溉设计标准是表示灌溉水源对于灌溉用水的保证程度。设计标准高，意味着灌溉用水的保证程度也高。因此，它直接影响着灌溉工程的规模大小。 一般来说，灌溉设计的标准有两种：一是灌溉设计保证率，二是抗旱天数。
1.1 灌溉设计保证率
灌溉设计保证率指的是某个灌溉工程在长期使用期间，灌溉用水得到满足的年数占总年数的百分数，用符号“P”表示。例如P=80%，就表示某工程在100年内有80年能满足全灌区的灌溉用水要求，其余20年不能完全保证，有缺水现象。P=80%就是这个灌区的灌溉设计保证率。因此，在设计农田水利灌溉工程时，设计方必须要根据工程所在地的情况，来确定灌溉工程的规模，特别是当地水源状况和作物种类。在水源缺乏地区和以旱作物为主的地区，灌溉设计保证率可以取50%～80%；在水源丰富地区和以水稻为主的地区，可取70%～95%。
1.2 抗早天数
所谓抗旱天数，就是以灌溉设施，如小水库、塘坝等的供水能力为依据，以连续无雨（“连续无雨”，不是指抗旱期内绝对无雨，而是指降雨量很少，一般将日降雨量小于日蒸发量的情况都当作无雨处理）的情况下，能满足作物需水要求的天数为标准。例如灌溉设施可以满足连续80天的作物灌溉用水，则该灌溉设施的灌溉设计标准为抗旱80天。抗旱时间应规定为当地主要作物需水要求迫切的灌溉时期。抗旱天数的确定，要按不同地区的情况来确定，在设计时“具体情况具体分析”。
2 取水方式的设计
取水方式的设计是农田水利灌溉工程设计的重要组成部分，在设计时要根据不同地区的灌溉水源，决定其取水方式的设计方向。一般来说灌溉的水源可以分为两类一是自流取水灌溉；二是提水取水灌溉，水利工程的取水设计要针对这两种类型进行设计。以下主要对自流取水灌溉进行介绍。
自流取水灌溉：以河流作为水源时，又可分为两种：一是无坝取水；二是有坝取水。在设计时，为了保证自流灌溉的水位高程，开渠建闸引水的地点要选河流上游水位较高地点，引水口地点的选择决定了取水方案的设计，包括建设成本的投入。因为引水口的不同决定了需要修建的水干渠长度不同，所要增加的土石方工程量，以及沿程水头损失和水量损失以及各类建筑物数量也各有不同。
2.1 无坝取水
在设计时无坝取水的渠首，可以根据实际情况设计为有建闸和不建闸两类。但是考虑到不建闸的引水口，那在洪水期间不能控制流量，渠道易被洪水冲毁，农田会被淹没等情况。因此，在设计时首先要考虑建设建闸控制的方案。
通过把进水闸的中心线与河道水流方向的夹角 （叫引水角），设计为锐角（30°～45°），保证入渠的水流平稳，而且引水量也大，又可以减轻对引水口下唇的冲蚀。
2.2 有坝取水
如果工程所在地的河流水源丰富，但是由于地势或者其他原因水位较低，无法满足自流灌溉引水要求。此时，在设计时就应在河道上修建堑水建筑物（低坝或节制问），提高水位，以保证引水自流灌溉。这种取水方式的设计虽然会增加筑坝的工程投资费用，但引水口位置离灌区较近，引水干渠长度较无坝取水大为缩短，可以减少了土石方工程量和交叉建筑物的数量和交叉建筑物的数量。
2.2.1 溢流坝可以起到横拦河道，抬高水位，同时排出河道多余的水量和汛期洪水的作用。
2.2.2 进水闸进水闸可以用于引水灌溉，并能控制入渠的流量。其平面布置有有两种类型，一是侧面取水；二是正面取水。
由于侧面取水不能在引水口处形成横向入流，会导致大量的泥沙入渠，因此，在设计时要考虑到工程水源的情况，如果工程地处多沙河流则要选用正面取水的方案。正面取水是指，进水闸引水力向河道水流方向一致或斜交时，在引水口处能形成横向环流，可以达到使水流表层清水入渠，底层含沙水流离开引水口的效果，是农田有坝取水的常用取水型式。
2.2.3 排沙闸可以起到防止泥沙入渠的作用，是多泥沙河流低坝取水枢纽中不可缺少的组成部分。其过水能力一般应大于进水闸的过水能力，其底板高程则要低于进水闸的底板高程，以求良好的冲沙效果。其他防治泥沙入渠措施还有沉沙槽、冲沙廊道和 沉沙池等，因地制宜选用。
2.2.4 防洪堤为减少拦河坝对上游的淹没损失，洪水期间保护上游城镇、交通和农田的安全，还要在拦河坝上游沿河岸修筑防洪堤。
3 灌溉渠系布置的设计原则
3.1 总体规划布置的设计原则
在进行灌溉渠系规划时，要把当地的国土整治，山、水、田、林、路的规划密切结合，同时还要考虑其他用水部门如发电、航运、人畜饮水的需要，全面安排，统筹兼顾，做到科学合理，便于管理，充分利用水土资源，扩大灌溉面积，最大限度地实现经济效益和社会效益的完美结合。其规划布置一般应遵循下述基本原则：
3.1.1 充分利用地形条件的原则灌溉渠道应布置在高处，与其相对应的排水沟道布置在低处，力求自流灌溉、排水，建成灌排分開，各自独立的灌排两套系统。对局部高地或洼地，可分别采取小片提灌（排）等措施处理，不必为了照顾局部而影响全局。同时，在渠道线路布置上要考虑到经济因素，渠线布置尽可能直、顺、整齐，减少交叉建筑物，避免更多良田和民房被占。 3.1.2 安全为主的设计原则渠道工程必须要安全可靠，在渠道布置时尽可能避免深挖方、高填方和难工险段。山丘区地形的渠道设计要尽量避免靠近沿河、溪布置，以防止被山洪冲毁。干渠沿线的地质条件要好，避开风化岩层和节理发育的破碎带以及透水性强的土质地带。沿渠应有合适的排洪、泄洪設施，如溢洪堰、泄水闸等。
3.1.3 综合利用的原则山丘区的灌溉渠道应利用集中落差，结合水电、水力加山丘区的灌溉渠道应利用集中落差，结合水电、水力加工，开展多种经营，一水多用，充分利用水土资源。还应考虑采用库、塘、渠并用，蓄、引、提结合的长藤结瓜灌溉系统。平原地区要采用河水相井水灌溉相结合，地表水与地下水联合运用的灌溉系统。
3.2 干、支渠布置的设计原则
在确定干、支渠的布置方案时，要坚持实事求是的原则，具体问题具体分析，根据实际的地形地貌进行设计。
3.2.1 山地、丘陵型灌区山地、丘陵型灌区的地形起伏，复杂多样，坡度陡，耕地多为坡地、梯田。修建农田的工程多有渠道弯且长、建筑物多、施工复杂等待点。在设计干渠沿等高线布置时，要考虑到灌区位于分水岭与山溪或河流之间，呈狭长形，等高线大致与河流方向平行，灌区上游坡度较大，地面狭窄等实际情况，在设计时应该以求“水不低头”，即水位少降低，为方向，以求最大限度地自流控制全部灌区面积。支渠在干渠一侧引出，这种设计的特点是：干渠纵比降平缓，水头损失小，控制面积大；筑渠堤结合开挖山坡截水沟，拦截坡地暴雨径流，既拦山洪，又防止水土流失。
3.2.2 平原型灌区一般来说，平源地区大多位于河流的中、下游，由河流冲积而成，地形比较开阔，而且有大片集中的耕地。设计时可以把地理条件与洪、涝、旱、渍、碱等灾情的程度结合起来，进行干、支渠的布置。
3.2.3 山麓平原型灌区当排水条件好，但是地下水埋藏深，开发比较困难，因此，设计时可以着重利用地面水发展渠灌；而当地下水较易开采、水质符合要求时，则着重兴建井灌或井渠灌溉。山麓平原型灌区等高线与河流平行或斜交，地面坡度倾向河流，上部地面坡度陡，近河地面坡度缓。干渠多沿山麓方向布置，支渠与干渠垂直或成一角度布置，主要视地形情况而定。在灌区前缘与河流邻近部位，地下水逐渐升高而接近地面，应修建排水系统，排除地面水和地下水，实行“灌排分开”的布置形式，以求互不干扰。
参考文献：
[1] 马清志，赵庆民.农田灌溉工程的抗灾作用及减灾措施[J].治淮，2009，（3）.
[2] 尹三春.水利工程设计中的常见问题及解决对策浅析[J].硅谷，2011，（17）.