關(guān)于農(nóng)田水利工程施工難點與施工技術(shù)的研究

□ 仇改霞

（甘肅省平?jīng)鍪星f浪縣水務(wù)局，甘肅 平?jīng)?744000）

關(guān)鍵字：農(nóng)田水利工程；內(nèi)容；難點；施工技術(shù)；灌溉

在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下，廣東地區(qū)召開全省冬春農(nóng)田水利會議，致力于在2021年建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田160萬畝，全力打開農(nóng)田建設(shè)發(fā)展新局面，按照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部部署，優(yōu)化管理格局，進一步推動工程建設(shè)質(zhì)量，提升農(nóng)田水利建設(shè)，加強水利工程管護，做好除險、加固、修復(fù)工作，從而提升供水工程管護能力，助推高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的建成。從這一層面來講，優(yōu)化農(nóng)田水利工程施工技術(shù)是非常重要且必要的。

一、農(nóng)田水利工程的基本內(nèi)容

農(nóng)田水利工程從本質(zhì)上講，屬于我國基礎(chǔ)性建設(shè)之一，其建設(shè)目的為：（1）解決耕地灌溉問題；（2）解決農(nóng)村人畜飲水問題；（3）解決洪澇旱澇問題；（4）改良農(nóng)田水分利用狀況；（5）通過科學(xué)技術(shù)和施工管理，調(diào)節(jié)區(qū)域性水利條件。從而滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展所需，在滿足農(nóng)村居民用水的情況下，促進農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)［1］。具體水利工程主要包括農(nóng)村小型水庫建設(shè)、農(nóng)村蓄水池建設(shè)、農(nóng)村飲水工程、農(nóng)村排灌工程、農(nóng)村中小型泵站工程、農(nóng)村小型灌區(qū)修建工程、塘壩工程等。

從農(nóng)田水利工程的基本內(nèi)涵中，我們可以發(fā)現(xiàn)，工程主要承擔(dān)泄水、擋水、蓄水、調(diào)水任務(wù)，因此，在具體施工建設(shè)中，對于施工質(zhì)量、工程穩(wěn)定性、防滲性、抗壓性、抗沖性、耐凍性、耐磨性等多種方面具有特殊要求。要想保證工程質(zhì)量，對地基的要求更加嚴(yán)格，如果不能調(diào)和好工程地質(zhì)條件和項目設(shè)計之間的關(guān)系，將會留下安全隱患。其次，部分水利工程需要在水下作業(yè)，根據(jù)水流的自然條件進行水域性施工，或者利用枯水期施工，工程周期較為緊湊，工程量較大，在施工設(shè)計中，管理者必須科學(xué)安排、統(tǒng)籌規(guī)劃、精心組織、避免在施工過程中和施工后期出現(xiàn)質(zhì)量問題、洪訊問題。

二、農(nóng)田水利工程施工難點

（一）客觀方面

從客觀層面來講，農(nóng)田水利工程在施工中，經(jīng)常受到地質(zhì)條件影響。首先，在開挖過程中，可能會出現(xiàn)地基沉降、地面變形問題，尤其是受到軟土地基的干擾，建造基坑的質(zhì)量和效率無法保障。如果出現(xiàn)基坑積水問題，將直接降低農(nóng)田水利工程安全性和實用性，嚴(yán)重時，將會導(dǎo)致整個工程坍塌和損毀。其次，多數(shù)農(nóng)田水利工程都是在較為潮濕的地方進行，在建造時可能出現(xiàn)滲漏問題，因此在開工動土前，前期勘探人員必須做好地質(zhì)調(diào)查和測算，確保施工中人員安全和工程安全，在施工過程中，可能會受到氣候、水文、天氣、植被等變化的影響，因此在施工過程中，可能出現(xiàn)突發(fā)情況，影響工程進度，降低施工水平。

（二）主觀方面

從主觀層面來講，農(nóng)田水利工程施工難點主要體現(xiàn)在技術(shù)層面［2］。比如在混凝土壩工程中，在混凝土澆筑環(huán)節(jié)完成后，接縫處可能出現(xiàn)裂縫問題，而產(chǎn)生這一裂縫的原因，主要是施工人員對于接縫處理不夠科學(xué)，設(shè)計人員對工程結(jié)構(gòu)不能做到科學(xué)預(yù)判和測算；又如在工程灌漿過程中，施工人員不能夠按照孔的排列順序依次施工，容易出現(xiàn)泥漿灌漿質(zhì)量控制不到位等問題；施工現(xiàn)場管理中，相關(guān)決策者不能進行科學(xué)統(tǒng)籌規(guī)劃，機器設(shè)備、施工材料、建設(shè)質(zhì)量、施工速度等方面存在不足之處，對于施工現(xiàn)場安全問題，難以及時發(fā)現(xiàn)并預(yù)防。因此，筆者建議，為了降低農(nóng)田水利工程故障發(fā)生率，必須從人員管理入手，提升其施工專業(yè)度，在施工管理中反復(fù)審核圖紙，對設(shè)備進行現(xiàn)場檢驗和調(diào)試，確保砌筑工程基本性能，提升材料與施工環(huán)節(jié)的匹配度，避免操作不當(dāng)?shù)葐栴}出現(xiàn)，最終提升農(nóng)田水利工程質(zhì)量。

三、農(nóng)田水利工程施工技術(shù)

（一）節(jié)水技術(shù)

農(nóng)田水利工程施工中，節(jié)水技術(shù)也可以被稱為節(jié)水灌溉技術(shù)，主要分為噴灌式、微灌式方法［3］。我國最先研究農(nóng)田水利節(jié)水技術(shù)是在1970年，經(jīng)過多年的研究和發(fā)展，材料加工工藝不斷完善，信息技術(shù)應(yīng)用不斷普及，噴灌及微灌技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)廣泛應(yīng)用，促進各地區(qū)農(nóng)業(yè)用水穩(wěn)步發(fā)展，保障農(nóng)田用水充足，降低自然旱澇問題發(fā)生，在我國水資源短缺的背景下，將資源使用效率發(fā)揮到最大。其中，噴灌式技術(shù)主要指工程設(shè)計人員自主設(shè)計灌溉路線，利用噴灌機進行噴灌工作，在水壓作用下，水資源經(jīng)過軟管最終從噴頭噴出。具體設(shè)計原理為：灌溉者可以利用半固定式、移動式、固定式噴灌設(shè)備，預(yù)先在農(nóng)田內(nèi)部設(shè)置灌溉水管，在壓力差和開關(guān)閥的共同作用下，噴頭可以持續(xù)噴射出水流，因此可以幫助農(nóng)戶人員在噴頭、支管工作中對其故障發(fā)生情況進行實時檢修，避免因為噴頭堵塞（單支阻塞）、支管破裂（單支破裂）而導(dǎo)致停工停灌，或者作業(yè)遲滯問題。該技術(shù)主要應(yīng)用在大面積澆灌中，具有良好的節(jié)水效果，但是在實施該項技術(shù)時，設(shè)計人員應(yīng)該注意到，要想使用噴灌式灌溉技術(shù)，首先應(yīng)該考慮應(yīng)用多少個噴灌設(shè)備，并且組建設(shè)備通道，才能發(fā)揮水資源最大效用。

在微灌式技術(shù)工程中，灌溉設(shè)備較為簡單，主要由三個部分構(gòu)成，分別為滴頭、滴管、管路［4］。在該灌溉方式中，不需要應(yīng)用大型機械設(shè)備，因此在平原地帶、山地、丘陵地區(qū)都可以應(yīng)用，可以有效降低水分外泄問題，因此具有良好的節(jié)水效果。該種技術(shù)主要將水管道、滴水器安置在農(nóng)田植物、經(jīng)濟作物的根部，通過定時灌溉方式，滿足經(jīng)濟作物對水分的需求，同時也可以通過水肥一體化灌溉技術(shù)，將液態(tài)肥、顆粒肥與水資源進行混合，進行共同灌溉，增加土地養(yǎng)分。但是該種技術(shù)多應(yīng)用于大棚，很少適用室外澆灌，因此應(yīng)用規(guī)模較小。如果是室外農(nóng)田、大片田地，可以利用井灌式，在農(nóng)田缺水時在中心田位置設(shè)置井灌裝置，通過井灌井排技術(shù)方法，利用淺層地下水，合理調(diào)節(jié)地下水水位，該種技術(shù)主要由多井構(gòu)成的井群系統(tǒng)組成，利用深淺不超過40m的淺井，開發(fā)利用地下水，就地取材；也可以利用復(fù)合式井型，根據(jù)地層結(jié)構(gòu)和當(dāng)?shù)嘏殴嘁?，利用真空原理抽取地下水，更加適用于中低產(chǎn)田，避免農(nóng)田受到旱澇、鹽堿等威脅，同時也可以防止土壤返鹽。

（二）排水技術(shù)

排水技術(shù)從廣義上講，可以劃分為配水技術(shù)（輸水技術(shù)）和排水技術(shù)，其中配水技術(shù)主要指低壓管道配水，在部分地勢起伏較大的山地丘陵區(qū)（海拔差大于200m），通過該技術(shù)，可以延長灌溉服務(wù)半徑，同時降低農(nóng)田配水工程整體造價，在這一施工設(shè)計中，低壓配水管起到重要作用，但是在具體施工建設(shè)時，由于受到地質(zhì)條件限制，配水管容易遇到不均勻沉降、低溫凍裂、高溫膨脹等問題。因此，技術(shù)人員可以利用填縫劑技術(shù)，提高混凝土配水管質(zhì)量，利用地表水作為灌溉性水源，在井灌區(qū)可以通過該種技術(shù)方式替代所有中小型輸水渠道，如果地形有坡度并且配套渠系不完整，也可以利用該種低壓管道配水技術(shù)，輸水效率可以高達95%以上，與傳統(tǒng)土渠砌石渠道相比，該種輸水方式省時省力，速度較快，設(shè)備簡單，水流可以通過“樹枝”和“樹干”兩種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進行輸水。其中，輸配水管采用固定地埋管方式，由PVC管、PE管、水泥管、混凝土管組成，附屬設(shè)備主要有保護裝置、泄水裝置、分水裝置、測量裝置組成。田間配套工程還包括引流灌溉、小畦灌溉、地面閘管灌溉等，節(jié)水效果更好。

農(nóng)田排水技術(shù)就是指在雨季來臨時，通過一系列技術(shù)手段降低田間儲水量，清除多余水分，避免土壤鹽堿化［5］。常見的田間排水技術(shù)主要有泵站修建、豎井技術(shù)、明溝排水技術(shù)、暗管排水技術(shù)等。筆者主要以明溝排水技術(shù)+暗管排水技術(shù)為例，其中，暗管排水設(shè)計可以分為多級暗管排水系統(tǒng)和明溝組合排水系統(tǒng)，暗管布置間距為10～15m之間，當(dāng)?shù)貕K長寬比在3.5左右時，地下水就可以沿著地塊寬度向排水管溝（明溝）滲漏，通過該種排水系統(tǒng)，可以有效排除土壤中的重力水，降低地表殘留水，避免水分過多而影響農(nóng)作物正常生長，根據(jù)地形條件、管道長度、管道坡度，合理設(shè)置吸水管埋地深度和吸水管間距，其中值得注意的一點就是，農(nóng)作物的耐漬性越強，吸水管布設(shè)間距就越大，二者呈現(xiàn)正比例關(guān)系。此外，為了解決明溝邊坡穩(wěn)定性問題，可以利用植根系較為發(fā)達的地被植物，借助ABS噴播技術(shù)，結(jié)合邊坡修整機一次性完成排水內(nèi)容，同時也可以起到穩(wěn)定邊坡的效果。技術(shù)人員也可以利用將動力流方式取代暗管排水方法，避免暗管排水因管道堵塞而受阻，直接通過動力流中液體的壓強帶走其他雜質(zhì)（泥沙+垃圾），起到?jīng)_刷作用。

（三）防滲技術(shù)

防滲技術(shù)從本質(zhì)上講，屬于灌溉技術(shù)的分支，在灌溉用水輸送過程中，必須通過渠道進行運輸，如果這一運輸渠道出現(xiàn)破損和滲漏問題，將大大降低水資源利用率，提高水量消耗，影響渠道的正常功能發(fā)揮。因此，從這一層面來講，農(nóng)田水利工程建設(shè)過程中，必須注重防滲技術(shù)的使用，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）混凝土防滲技術(shù)，依據(jù)混凝土自身特點，經(jīng)過防滲處理后，抗壓性更佳，壽命更長，在水利工程應(yīng)用中更能適應(yīng)復(fù)雜的農(nóng)田地理環(huán)境、地質(zhì)條件；（2）膜料防滲，通過塑料薄膜，為防滲層加上保護層，避免滲漏問題發(fā)生，該種操作技術(shù)可以確保灌溉更加科學(xué)合理，提升管道防凍性能，避免長時間浸染水分而發(fā)生腐化、腐爛問題；（3）瀝青混凝土防滲技術(shù)，該技術(shù)與前兩種相比，抗凍性能更佳、穩(wěn)定性更好，主要操作流程為：將瀝青高溫融化，之后在管道容易產(chǎn)生泄露的部位進行填縫，合理利用瀝青本身屬性，延長渠道使用壽命，避免伸縮縫填縫材料老化、脫落等問題，保證水利農(nóng)田工程質(zhì)量；（4）膠泥防滲，主要分為焦油塑料膠泥和聚氯乙稀塑料膠泥兩種類型，利用聚氨酯彈性填料，提升防滲穩(wěn)定性；（5）其他防滲技術(shù)，在凍脹情況較為輕微的地區(qū)，可以利用中厚板、槽形板、板膜復(fù)合板與換填砂礫料復(fù)合板，作為防滲層的襯砌材料。

四、具體案例分析

為了探究農(nóng)田水利工程施工技術(shù)，筆者以廣東汕頭市小型農(nóng)田水利項目為例（澄海區(qū)），該項目灌溉面積為2.62萬畝，改造渠道55.5km，受益人口高達近6萬人，如今已經(jīng)新建山塘8處，水泵站23處，主要建設(shè)目的為排灌，并始終踐行“旱能灌、澇能排”的工作宗旨，提升當(dāng)?shù)剞r(nóng)田抵御自然災(zāi)害能力，為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)做足準(zhǔn)備。但是該項工程面臨施工點分散，地理空間跨度大，季節(jié)性較強，施工周期較短等工作困境，因此提出以下策略：

（一）施工前

在施工前期，設(shè)計人員充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩砬闆r和地質(zhì)條件，做好水利工程規(guī)劃工作，避免照搬照抄，做好土方開挖前地質(zhì)勘探，科學(xué)制訂施工計劃和施工進度，減少因地質(zhì)環(huán)境問題而導(dǎo)致的地基滲漏、滲水、塌陷等問題。加強施工隊伍建設(shè)，對參與施工的技術(shù)人員開展統(tǒng)一培訓(xùn)，針對在未來施工環(huán)節(jié)中可能遇到的難點和問題進行統(tǒng)一探討，定期開展檢察、監(jiān)督工作，做好現(xiàn)場管理，保障工程施工質(zhì)量，借助相應(yīng)機械模型，確保工作人員可以熟練操作，做好材料進場和設(shè)備選型，選擇合適的施工材料和施工方案，保證工程可以高效進行，提升基坑和堤壩施工質(zhì)量，尤其在混凝土施工中，科學(xué)配比混凝土材料，確保所有施工材料符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

（二）施工時

在施工過程中，工作人員主要從土方施工技術(shù)、基坑開挖技術(shù)、節(jié)水灌溉技術(shù)、砌體工程技術(shù)四個層面進行施工［6］。其中在土方施工過程中，為了最大限度避免接縫出現(xiàn)，施工人員按照斜坡相接比例1∶5的原則，進行分段鋪墊，確?；靥钅雺汉穸仍?0～30cm之間；在基坑開挖技術(shù)中，避免人為施工行為對土質(zhì)產(chǎn)生不良影響，在距離底部大概20～25cm，將機器挖掘法更換為人工挖掘法，有效防止?jié)B漏問題，及時發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象并予以解決；在節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用中，管理者和施工人員主要利用噴灌技術(shù)、防滲技術(shù)、低壓管道輸水技術(shù)，確保水資源的合理利用，降低水資源浪費。具體體現(xiàn)在：（1）在農(nóng)田設(shè)置噴頭，在地下暗管和水壓共同作用下，及時對農(nóng)作物進行水源灌溉，補充其所需水分；（2）利用防水材料（水泥、塑料等），避免水資源下滲而產(chǎn)生沼澤化、鹽堿化問題，水資源利用率可以高達75%；（3）利用低壓輸水技術(shù)，將其替代傳統(tǒng)明渠輸水方法，避免水資源的蒸發(fā)而產(chǎn)生消耗，降低5%的損失率，并且與混凝土水渠相互配合使用，更加適應(yīng)當(dāng)?shù)卮笠?guī)模農(nóng)田節(jié)水灌溉，可以引導(dǎo)農(nóng)民應(yīng)用節(jié)水技術(shù)，確保資源合理利用，通過該項技術(shù)使用水資源利用率高達90%。

在這一施工過程中，該項目負(fù)責(zé)人選擇了合適的灌溉技術(shù)，充分考慮到技術(shù)種類、地質(zhì)環(huán)境、氣候條件等因素，在綜合考量下，選擇以上三種灌溉方式，提升灌溉效益，降低資源浪費；此外，管理者和工程負(fù)責(zé)人也可以引進高新技術(shù)，比如通過信息化、可視化計算機技術(shù)，對灌區(qū)的施工行為、管理水平、調(diào)配水決策等進行精準(zhǔn)分析，通過科學(xué)技術(shù)手段提升灌溉用水效率，降低管理成本，從而提升水資源優(yōu)化配置。

（三）施工后

在灌溉之后，相關(guān)部門可以對灌區(qū)水利工程施工建設(shè)進行質(zhì)量檢測，通過綜合評價體系和細部體評價體系兩個方面，對該項工程的支渠狀況、灌溉面積、灌溉效率、需水量、供水量、干渠狀況、水資源利用情況、環(huán)境影響狀況等多種方面進行分析，綜合評定農(nóng)田水利工程施工效益，從技術(shù)層面、設(shè)計層面、施工層面、質(zhì)量層面、進度層面等多種維度進行綜合性評價，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和用水效率。

五、結(jié)語

綜上所述，農(nóng)田水利工程施工中，由于受到多種因素影響，可能會出現(xiàn)地基沉降、地面變形等問題，不利于灌溉水源的輸入與輸出，難以及時補給農(nóng)作物所需水分，直接造成資源浪費，水利工程項目的功能難以發(fā)揮出來。因此，筆者建議，施工人員應(yīng)該綜合利用節(jié)水技術(shù)、防滲技術(shù)和排水技術(shù)，選擇合適的灌溉方式，突出農(nóng)業(yè)用水效益，最終提升農(nóng)田水利工程質(zhì)量。