新疆农田水利灌溉渠道工程设计分析

斯干旦•木明

摘  要：新疆地区的土地主要为盐碱化地表，多数为干旱灌溉农业区，区域内缺乏水资源，地处中温带气候，每年农业生产对农田有着较大的灌溉需求。因此，为了发展农田水利建设，有必要加强灌溉渠道的合理设计，通过渠道引水量计算和断面优化设计，以此带动新疆农业的发展。

关键词：新疆地区;农田水利;农田灌溉;渠道设计

农田水利灌溉渠道工程一般需要为农业生产提供服务，所以渠道设计必须从实际情况出发，严格按照农田灌溉需求，综合地域自然环境特征完成渠道工程的科学设计，保证农田灌溉效果达到预期。结合新疆地区的农田水利现状，掌握渠道设计的相应原则。

1 农田水利灌溉渠道工程设计的原则

目前新疆阿尔塔什水利枢纽是当地最大水利工程，对提高农业生产收入有着重要意义。农田灌溉渠道设计应遵循以下原则：（1）节水原则与充分灌溉的原则。国内农田灌溉多为漫灌，可从水源位置挖渠道，将水源引入农田，但该方法不适合用于输水距离较远的地区。所以渠道设计需要优先考虑节水问题，同时兼顾对农田的充分灌溉，根据农作物种植方向和土地平整度设计1-2级渠道，播种前机械修筑，农作物收割后再填平。按照农作物的需水情况设置单排或者双排渠道，谨防水资源浪费。（2）区域地形地貌设计原则。了解新疆地区地质条件、降水量与蒸发量等情况，掌握自然灾害特点，分析水资源类型，提前制定灾害预防措施。按照农作物种类和种植比例做好渠道的科学布局。（3）自流灌溉设计的原则。一般农作物灌溉时期是春季与夏季阶段，渠道设计时应达到自流灌溉效果，比如地势偏高的位置设置渠道，依靠地心引力提高水流速度。按照抗洪需求，地势偏低的区域设排水沟渠，分开自流与排水渠道，渠道之间不设置间隔建筑物，降低修建成本，提高渠道使用率。

2 新疆农田水利灌溉渠道工程设计要点

2.1渠道引水量计算

该部分属于水利灌溉渠道设计的重点内容，计算引水量就是对农田灌溉净流量与损失流量两方面数据的综合，设计时应充分考虑新疆地区水源条件，掌握农田土壤质量和渠道长短等数据，基于当地农田灌溉制度，确定灌溉面积，尽可能的在同一时期内满足农作物灌溉需求量。关于渠道引水量的计算公式如下：Q=农田灌水定额×灌溉面积×天数×86400×渠道有效利用系数，可按照引水期间渗漏与蒸发损失确定渠道有效利用系数，一般干渠的取值在0.6左右，支渠取值为0.7左右。做好渠道跌水设计，科学控制跌差，减小水的阻力，提高农田灌溉效率，提前做好农田渠道考察，把握渠道工程特性，使渠道工程可以满足实际农田灌溉需求。

2.2渠道断面设计

对渠道进行断面的有效设计，从而尽可能的降低能量损耗，断面类型和流速和比降有联系，设计渠道断面时需要达到以下要求：（1）明确灌溉渠道的比降与流速，比降较大，水的流速就会更快，此时渠道断面可缩小，以此节约建设材料。如果农田灌溉面积偏小，水流量会严重冲刷渠床。比降较小，流速过快，水中的淤泥产生沉降，长此以往造成管道堵塞问题，渠道的输水能力受到影响而降低。（2）对于渠道边坡的合理设计，边坡设计应当以提高灌溉水的传输效率为目的，渠道坡度可以用l：m来表示，l指的是斜坡垂直高度，m指的是水平距离，即边坡系数，如果边坡系数较小，边坡会更陡峭，此时渠道断面就会呈现出矩形的形状。（3）断面设计应当按照流量进行水力计算，横断面尺寸设计需达到农田灌溉实际要求，尺寸大小应保证渠床稳定。纵向断面设计中，应保证渠道在后期不会出现冲刷或者淤泥沉降的问题，且水流应当稳定输送。确定渠道断面水位高程之后，按照农田灌溉要求计算渠道流量，再计算U型槽纵向坡降和空断面尺寸，保证渠道断面设计的科学性和合理性。

2.3防渗水渠设计

设计防渗水渠之前需要确定渠道的取水方式，按照工程规模确定取水点，再对水源进行分类。一般情况下，农田灌溉水源主要有自流灌溉和提取灌溉水源两种，前者在设计时要求水位高度处于合理位置，按照高度差和灌溉距离来设计取水方式;针对提取灌溉水源，该取水方式会产生较大能耗，不适合用于新疆地区的农田水利灌溉工程。在设计防渗水渠时，常见的形式是梯形衬砌结构，设计期间需注意以下内容：（1）砂砾垫层施工期间，需要做到材料铺设均匀，人工细化边坡，再使用平板振动机将边坡压实，最后找平坑洼地区。（2）铺设土工膜，减少渠道水下渗，提高水资源使用率。（3）渠道衬砌设计环节，做好施工缝有效处理，合理设置伸缩缝，避免管道出现热胀冷缩的问题，保持水流的稳定传输，渠道将水资源输送到农田时需要采取相应的减压措施，从而减缓水流速度，或者增加支流，使渠道工程可用于大面積农田的灌溉，从而更好的满足新疆农田建设与农业生产实际需求。

2.4渠系建筑物布置

为加强对水位和流量的控制，有必要添加一定辅助设备，规划这类建筑物时考虑各方面影响因素，从而优化渠线，满足灌溉条件。首先，保证渠系建筑物不会影响工程开展，不会阻碍渠道输水功能，且渠道间不会出现交叉的情况，可达到农田灌溉要求，提高输水效率。其次，建筑物要具有调节渠道水位与流量的作用，同时可以降低水流量的损失，进而达到节能降耗的目的，保持水流量稳定输水。最后，充分发挥渠系建筑物的辅助作用，将多个建筑规划在一个区域内，以此控制施工成本。按照当地地质情况进行施工工艺的优化，严格按照图纸信息操作，防止灌溉区域发生沉降的问题，避免渠道变形或者水流受阻。

3总结

总而言之，农田灌溉渠道工程设计必须满足专业性要求，新疆地区多为盐碱地，对渠道工程设计难度较高，必须严格按照行业规定确定渠道的横截面与纵断面形式，控制渠道跌水误差，科学计量渠道引水量，做好防渗水渠设计工作，科学布置渠系建筑物，从而实现对水位和流量的有效控制，尽可能的延长建筑物使用寿命。

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