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摘要：在我國社會經濟快速發展的同時，農業經濟也得到了大幅度的進步。農田水利工程建設項目是保證農業經濟的重要基礎，因此做好農田水利工程建設尤為重要。在農田水利工程項目當中，渠道設計和施工都屬于非常重要的環節，通過水利渠道可以進行排澇和農業灌溉，對提高農田產量意義重大。但是通過調查研究發現，我國農田水利渠道建設仍舊存在一些問題，例如渠道設計不科學，沒有按照相關標準進行施工等，嚴重制約了農田水利的發展，因此對農田水利渠道的設計和施工進行分析是當前的重點研究課題。
關鍵詞：農田；水利渠道；設計及施工
我國是一個農業大國，農業是我國國民經濟中的重要組成部分，而農田水利渠道的設計和施工是保證農業生產的重要前提，并且還能夠起到防洪排澇的作用，因此需要加強對農田水利渠道設計和施工的研究分析，提高農田水利設施質量，推動我國農業經濟的進一步發展。
1農田水利工程概述
農田水利工程屬于非常重要的基礎設施，直接關乎著農業的生產和發展需要，不僅可以解決農田灌溉問題，還可以解決洪澇問題。其包含的內容眾多，主要有田間灌排工程、水庫、蓄水池以及渠道等，通過對這些工程的建設，可以對農田水的分狀況進行有效的改善和調節，提升農業生產效率，進而最大程度上提高農民的經濟收益。農田水利工程可以通過蓄水或引水來調節水資源，為農業生產奠定堅實基礎的同時，還可以對農作物進行灌溉，提高農作物的生產質量和生產效率，改善農田成分，因此對我國的農業生產而言意義重大[1]。
2農田水利工程渠道設計的原則
在進行農田水利工程渠道設計時，應該按照下面幾個原則進行設計：首先，必須保證灌溉用水得到充分利用，實現最大效益。即灌溉面積和灌溉效果要成正比。其次，渠道設計師需要參考防洪除澇、以及航運和居民生活用水等情況，確保渠道設計與經濟發展和社會發展的需要相一致，保證干旱和洪澇等問題都能夠得到有效的解決。最后，在進行渠道設計時，必須保證灌溉區域水資源平衡，對實際灌溉效益進行嚴格分析，對渠道設計方案進行科學合理的選擇，確保達到最好的灌溉效果。
3渠道的設計要點
3.1渠道斷面設計及確定
需要灌溉的地區其本身的地形地貌會對水位高程產生影響，因此，在進行渠道縱斷面設計時，需要選取和等高線平行的線作為走向，與此同時還需要對等高線走向以及灌溉區域土地特征和實際灌溉需求等進行綜合考慮；并且要按照縱斷面中心線來確定其他數據，例如裝點渠底和渠頂等。其它數據的確定，必須滿足以下幾個公式：水位高程－設計水深=渠底高程；水位高程+渠道水位=渠頂高程；典型點地面高程+灌溉水渠高度+各級渠道長度、坡降+水頭損失=渠道縱斷面水位高程。在確定好渠道水位高程后，就可以根據實際灌溉區域的面積大小以及具體情況，計算出渠道設計損耗流量，此外，在進行U型槽設計時，還可以根據腰形槽中破率來確定腰型槽空斷面尺寸[2]。
3.2渠道斷面設計
為了合理利用土地資源，避免土地浪費，需要降低渠道工程量，以節約土地、降低成本。因此，需要在詳細掌握該區域地形地質特征后，在原有斷面的基礎上，優化渠道斷面設計。首先，縱斷面優化設計。在此過程中需進行渠道底坡設計，最大程度上保證渠道底坡與原有渠道底坡位置相符，盡量減少挖填方等情況的出現。對于需要進行續建的渠道，一方面要防止有大量的挖填方等狀況出現，另一方面還需要滿足灌溉和排水高程的要求。例如現在很多工程項目都是對原有渠道進行改造和防滲襯砌，通過原有渠道進行改造、防滲襯砌以及修復等來進行優化處理，最大程度上提升渠道的輸水量，充分體現其輸水作用，從而滿足農業生產需要。其次，橫斷面的優化設計。農田渠道橫斷面設計往往會選擇矩型或者U型斷面，并根據均勻流原理，科學準確的計算出橫斷面尺寸，具體公式如下：（1）其中，Q表示設計流量；A表示過水斷面面積；i表示渠道比降；R表示水力半徑。在渠道設計過程中需要以量小、成本低為基礎原則進行設計，保證水利斷面設計達到最佳效果，并科學選擇渠道比降，有效減小對造價產生的影響。同時，還需要嚴格控制渠道面積，并且在進行渠道設計時需考慮邊坡系數、渠道糙率、渠道圖紙以及灌區面積坡度等方面因素。若是渠道比降比較大，會導致渠床容易被水流沖刷，反之，則容易導致渠道發生於堵，影響渠道的輸水能力。因此，需要對渠道比降等進行合理的選擇和考慮。
4農田水利渠道施工要點
4.1U型槽施工流程和技術要點
現如今，在農田水利渠道施工時，往往會選擇使用U型槽，而U型槽主要是預制的，因此，需要對U型槽的質量進行嚴格控制。首先，應該加強對原材料質量的把控，按照預制的具體情況和實際需求選擇合適的設備，保證設備質量滿足相關施工要求。在進行U型槽預制時，需要根據國家相關規定對原材料進行抽查檢測，保證原材料質量符合施工要求。同時，原材料還需要有較好的適應性，可以適應農田水利渠道建設地區的水文條件以及自然氣候等。其次，應該注重對U型槽進行科學的養護，溫度較低時，要對U型槽進行保暖防凍，防止由于嚴寒等自然氣候導致U型槽出現損傷，同時，還應該防止U型槽表面有出現蜂窩、馬面等問題[3]。
4.2開挖土石方
在進行土石方開挖時，應做好渠道坡面的清理工作，使用2m檢尺對渠道坡面進行質量檢測，將其平整度控制在±2mm的范圍內，并且督導高度需要控制在±10mm范圍內。在對坡面進行修整時，需要防止出現裂縫以及變形等質量問題，若是有上述問題出現則需要通過合理措施進行解決。與此同時，還應該做好記錄，在處理完渠面后，需進行檢查，確認沒有質量問題后才能進行修整施工。此外，在進行刷坡時，應該對施工放樣加強重視，避免出現土方刷虧等情況。若是進行人工開挖，施工人員需要在施工前掌握施工圖，熟悉各種規范標準，在進行土方開挖時，還需要充分了解灌溉區域的實際情況，滿足設計要求，確保開挖工作的合理性。
4.3水泥砂漿抹面施工
在進行渠道施工時，往往會選擇普通硅酸鹽水泥進行水泥砂漿抹面，在這過程中，若是發現水泥質量不合格應禁止投入使用。同時，選擇粒徑小于3mm的細砂作為砂料，并且其含泥量小于1%。在抹面施工前，需要對砌體表面進行清理和濕潤；施工過程包括分層鋪筑和抹面施工，同時要做好壓實工作，在水泥砂漿全部凝結以后才可以進行養護作業，一般養護時間為14d，養護溫度大于5℃。
5農田水利設計與施工中存在的問題
通過調查研究發現，在進行農田水利渠道設計和施工時，仍舊有很多問題存在，主要包括：①設計選材相對陳舊。隨著時代的發展，傳統設計已經無法滿足現在農業灌溉需求，因此需要對渠道設計進行優化。②跌水設計存在問題。主要是由于對數量、位置以及跌差等三方面因素缺乏重視。同時，在進行跌水設計時缺乏規范性，很多設計人員沒有進行實地考察，導致渠道設計太過理想化，造成后期施工困難。③蓋板預制存在問題。例如在完成混凝土蓋板預制后，缺乏對預制蓋板的養護，造成預制蓋板出現干裂以及破損等問題。④在對預制蓋板進行運輸時，由于保護工作不全面，造成預制蓋板出現裂痕以及掉角等情況[4]。
6農田水利渠道設計優化措施分析
6.1做好渠道跌水設計
在進行渠道設計時，跌水設計屬于非常重要的一項內容，會對水利工程功能的發揮產生直接影響，因此，在設計人員進行渠道設計時需要控制好數量、位置以及跌差這三方面的因素，通過這種方式可以降低水的阻力，提高灌溉效果。因為農田水利渠道工程的主要服務對象是普通農田，其規模相對較小，若是跌水設計出現問題就會破壞農田，所以在進行跌水設計前需要充分考慮灌溉區域的實際情況，確定灌溉需求。
6.2選擇合適的材料
現階段，我國一些農田水利建設工程中使用的材料存在質量問題，導致農田水利工程整體質量下滑，甚至對所在區域的農業生產和經濟增長產生影響。若是在進行渠道設計時選擇的材料比較陳舊，就會導致施工材料和施工技術不相符，從而引發一系列的質量問題，降低農田水利渠道的使用年限。所以，在進行農田水利渠道設計時，一方面要對渠道性狀以及斷面等因素進行充分考慮，另一方面要嚴格把握材料質量，在不影響造價的基礎上最大程度上選擇新型材料，可以有效避免農田水利渠道出現滲漏問題，切實提高工程質量。
6.3注重渠底比降
除上述措施外，在進行渠道設計時還需要加強對渠底比降的控制。這需要參照灌溉區域地形、上游進口高程以及下游出口高程等進行綜合考慮。一旦比降提高，就會導致跌水落差以及跌水個數下降，因此，在設計前期需要進行實地考察，保證渠道設計的科學性，防止渠道設計出現與實際不符的情況[5]。
6.4加強農田水利渠道施工管理
除了要做好農田水利渠道的設計工作，還需要注重施工管理。在對U型槽施工進行管理時，不僅需要做好混凝土的夯實工作，還需要保證U型槽內壁的光滑性，最大程度上提高輸水量，保證水流通暢，防止出現渠道於堵等情況。除此之外，還需要確認設計的科學性以及測量的精確性，特別是土方頂面的平滑度要滿足相關標準要求，同時對安裝步驟進行細化。另外，在進行回填土施工時，要做好雜質清理工作，保證回填土無雜物。
7總結
綜上所述，農田水利渠道對于廣大農民群眾而言意義重大，對于國家建設和發展而言也是必不可少的一部分。因此，必須對農田水利渠道做好設計和施工，在實地考察的基礎上統籌全局，控制整體施工質量。文章首先對農田水利工程做了具體介紹，其次分析了農田水利的設計原則、設計流程和設計要點，同時研究了水利渠道的施工要點，最后對農田水利渠道設計和施工中存在的問題進行探討，提出了幾點設計和施工的優化措施，希望能對農田水利渠道設計和施工有所幫助，為提高我國農業生產水平，推動我國農業和國民經濟得到進一步的提升和發展貢獻力量。
參考文獻：
[1]王瀚.灌區農田水利渠道設計及施工[J].低碳世界,2018,(2):82-83.
[2]孫全忠.小型灌區農田水利渠道設計與施工[J].農業科技與信息,2017,(17):106-107.
[3]歐陽昕東.U型渠道在農田水利工程建設中的應用[J].北京農業,2015,(28):111-112.
[4]崔沁,趙魯.農田水利渠道的設計及施工研究[J].北京農業,2015,(28):112-113.
[5]師李軍.分析小型農田水利渠道設計與施工[J].中國水運(下半月),2013,13(10):231-232.
作者:郝芳芳 單位:邢臺襄禹水利勘測設計有限公司