摘要:近年,隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程加快,水土、氣候等因素制約糧食持續(xù)增產(chǎn),為解決這一矛盾,高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田應(yīng)運(yùn)而生。本文主要從高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田定義、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)意義、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)存在的不足與改善、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田灌排系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化方面進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞:高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田;定義;意義;不足;改善;灌排;優(yōu)化;前景
1 ?高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田定義
高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田( well-facilitated farmland )是指土地平整、集中連片、設(shè)施完善、農(nóng)電配套、土壤肥沃、生態(tài)良好、抗災(zāi)能力強(qiáng),與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)方式相適應(yīng)的旱澇保收、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),劃定為永久基本農(nóng)田的耕地。高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田主要施工內(nèi)容:土地平整工程、水源工程、 灌溉工程、排水工程、田間道路工程。
2 ?高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)意義
高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)意義體現(xiàn)在以下方面:一是提高糧食貢獻(xiàn)度,緩解我國(guó)糧食安全問(wèn)題;二是解決目前農(nóng)田建設(shè)水平低,管理混亂問(wèn)題;三是促進(jìn)農(nóng)民增收,加快統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展步伐,是一項(xiàng)造福全國(guó)廣大農(nóng)民群眾的惠民工程。
3 ?高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)存在的不足與改善
3.1 生態(tài)保護(hù)方面
(1)地方政府為謀求經(jīng)濟(jì)發(fā)展,加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),建設(shè)就得占用耕地,但耕地指標(biāo)有限,為有效解決兩者之間的矛盾,在現(xiàn)行高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田施工驗(yàn)收中有一考核指標(biāo):新增耕地。在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田設(shè)計(jì)中,為完成新增耕地指標(biāo),對(duì)天然溝塘進(jìn)行填埋,增加耕地面積;天然溝塘中有蓮藕、茭白、蘆葦?shù)人参?,它們具有氮、磷的吸收功能,可以有效凈化水體;天然溝塘面積的減少,對(duì)農(nóng)業(yè)污染物的去除和凈化能力也就減弱。所以在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中,不能單純?yōu)榱嗽黾有略龈刂笜?biāo),而對(duì)天然溝塘進(jìn)行填埋,消弱了天然池塘對(duì)水體的凈化作用,破化了生態(tài)。
(2)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的排水系統(tǒng)由農(nóng)溝、斗溝等組成,傳統(tǒng)認(rèn)知:混凝土溝比土溝更加實(shí)用,如美觀、耐用等,往往對(duì)排水溝進(jìn)行不必要的硬化。這是一種錯(cuò)誤的認(rèn)知,未硬化土溝中擁有豐富的水生植物,它們同樣具有氮、磷的吸收功能,有效凈化水體污染物,減緩農(nóng)田用水對(duì)河流的污染。但在特殊地質(zhì)或特殊功能的排水溝除外,如粉質(zhì)土、沙性土地質(zhì)或肩負(fù)泄洪功能的排水溝等,混凝土溝更具穩(wěn)定性,防止水土流失、沖刷或水流沖刷,要視具體情況而定,不能一概而論!因此,一般地質(zhì)的排水溝不得硬化,保留土溝中的水生植物,凈化水體,減緩河流污染,保護(hù)生態(tài)。
(3)為滿足新增耕地指標(biāo),在部分高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)區(qū)域,樹木全部被砍伐,破壞了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu),降低了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的功能和穩(wěn)定性;如要砍伐,需進(jìn)行樹木的補(bǔ)種,構(gòu)建良好的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。
2.2 土壤改良方面
丘陵區(qū)、山地區(qū)田塊源于墾山造田,田塊土壤多為沙質(zhì)土壤,耕作層薄弱。在勘察設(shè)計(jì)階段,地質(zhì)勘察不細(xì)致,未對(duì)建設(shè)區(qū)域的土質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研,在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中無(wú)土壤改良工程。從而導(dǎo)致建設(shè)后的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田,無(wú)法蓄水耕作或耕作難度大,影響作物生長(zhǎng)等,與高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的初衷背道而馳。若建設(shè)區(qū)域土層厚度和耕作土壤質(zhì)量不能滿足作物生長(zhǎng)、農(nóng)田灌溉排水和耕作要求,則需從建設(shè)區(qū)域外運(yùn)土填筑;若土壤過(guò)沙,則需對(duì)土壤結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié),采取摻粘等措施改良土壤質(zhì)地。
2.3 低壓灌溉方面
傳統(tǒng)灌溉方式為明渠,具有牢固、易清淤,灌排兩用等優(yōu)勢(shì),低壓灌溉管不耐用,容易堵塞等劣勢(shì),這是傳統(tǒng)認(rèn)知,在現(xiàn)行高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中,無(wú)低壓灌溉或所占比重極小。隨著低壓灌溉技術(shù)水平的日益成熟,其可廣泛應(yīng)用在以下區(qū)域:在電機(jī)抽水泵提水灌區(qū),山塘、小型水庫(kù)等有壓自流灌區(qū),水坡、河道、渠道等平緩自流灌區(qū),傍山渠道區(qū)域,填方渠道區(qū)域,綜合農(nóng)業(yè)區(qū)。
低壓灌溉管常用管材為普通聚氯乙烯(PVC)管、聚乙烯(PE)管、聚丙烯(PP)管、雙壁波紋管和加筋聚氯乙烯管等,其壽命可達(dá)30年以上,且拆除簡(jiǎn)單和環(huán)保。低壓灌溉管防堵塞技術(shù)日益成熟,在取水口前段新建沉沙池(如左下圖)和攔污柵或把引水管口加攔魚罩置于水面以下,可有效緩解水源雜物及泥沙進(jìn)入管道;從山塘、水庫(kù)引水灌溉時(shí),可將管道的進(jìn)水口直接布置壩內(nèi),充分利用勢(shì)能壓力,可減少管徑。在全封閉式管道系統(tǒng)中安裝排水及安全防護(hù)裝置,如泄水閥、控制閥、進(jìn)排氣閥等;在半封閉式管道系統(tǒng)中布設(shè)沉沙井、檢查井、分水井,同時(shí)做好沉沙井的清淤即可,這樣可有效緩解管道內(nèi)淤積的問(wèn)題。
4 ?高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田灌排系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化
總結(jié)現(xiàn)行高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)經(jīng)驗(yàn),生態(tài)保護(hù)、高效節(jié)水及建后管護(hù)等理念在灌溉與排水工程設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)還不夠,與建設(shè)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化還存在一定差距,下面就如何做好灌排系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出以下建議。
4.1 ?認(rèn)真做好現(xiàn)狀調(diào)查
現(xiàn)狀調(diào)查是摸清高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)底數(shù)的關(guān)鍵,也是需求和供給的匹配過(guò)程,要多方、多次互動(dòng);主要內(nèi)容包括建設(shè)區(qū)域的農(nóng)田面積、水源狀況、百姓對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的需求、往年灌溉與排水情況及存在的問(wèn)題、建設(shè)后土地的種植結(jié)構(gòu)調(diào)整及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)等(是否進(jìn)行土地流轉(zhuǎn))。
4.2 ?水量平衡分析
水量平衡是通過(guò)對(duì)建設(shè)區(qū)域范圍內(nèi)可供水量、灌溉需水量的對(duì)比分析計(jì)算,得出其平衡關(guān)系。水資源供需分析堅(jiān)持“以供定需”的原則,出現(xiàn)需水量大于供水量時(shí),則應(yīng)提出補(bǔ)源措施或調(diào)整灌溉面積和種植計(jì)劃。水量平衡分析是高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田旱澇保收、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),所以應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況綜合分析。
4.3 ?灌排體系設(shè)施平面布置
根據(jù)項(xiàng)目區(qū)地形、農(nóng)田分布及水量平衡分析,確定水源取水位置、方式和渠管、排水溝、排洪溝、渠系建筑物、控水建筑物、量水設(shè)施及生態(tài)塘堰等的總體布置。
4.4 灌排體系設(shè)施型式確定
根據(jù)以上水量分配情況、作物需水及灌排體系設(shè)施平面布置,對(duì)灌排體系設(shè)施型式根據(jù)灌排流量,通過(guò)計(jì)算確定其斷面大小、結(jié)構(gòu)型式。
(1)灌溉渠道:大于一個(gè)流量的渠道宜實(shí)施三面光硬化,一個(gè)流量及以下的渠道應(yīng)管道化;管道化后因?yàn)闇p少引用流量,同時(shí)流速加快,可以大幅度減少過(guò)水?dāng)嗝妗?/p>
(2)排水溝:盡量不要縮小斷面和三面光硬化。宜采用生態(tài)排水溝,即土質(zhì)排水溝的基礎(chǔ)上增加生態(tài)護(hù)岸措施,如草皮護(hù)坡、格賓網(wǎng)、植生混凝土、生態(tài)袋等;溝底一般種植經(jīng)濟(jì)作物,兼顧景觀、生物多樣性等,如蓮藕、茭白、香蒲、蘆葦、美人蕉、旱傘竹、水蔥、西伯利亞鳶尾、深水稻、水芹菜以及水產(chǎn)養(yǎng)殖等。
(3)生態(tài)塘堰濕地是充分利用項(xiàng)目區(qū)內(nèi)已有的池塘或者對(duì)于低洼地保留和改造,將排水溝流出的水流入塘堰中,利用在塘堰中種植的植物、水產(chǎn)養(yǎng)殖和微生物轉(zhuǎn)化及沉淀等作用凈化水體中的氮、磷等而達(dá)到凈化農(nóng)業(yè)面源污染物的技術(shù)。
4.5 ?灌排體系設(shè)施細(xì)部設(shè)計(jì)
細(xì)部設(shè)計(jì)要綜合考慮美觀實(shí)用、運(yùn)行管理和安全等,這部分很重要,直接體現(xiàn)成效。
4.6 ?落實(shí)農(nóng)業(yè)面源污染三道防線建設(shè)理念
高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)以來(lái),存在較多農(nóng)業(yè)面源污染防控理念未融入至規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)管理中而產(chǎn)生的問(wèn)題,比如排水溝仍然采用三面硬化、填塘增加耕地面積等。結(jié)合高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田灌溉與排水體系建設(shè),通過(guò)采取工程措施在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中減少面源污染,大力開展農(nóng)業(yè)污染防控技術(shù)推廣應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水減排。
農(nóng)業(yè)面源污染防控技術(shù)可歸納為“三道防線”,即源頭控制、生態(tài)排水溝截污技術(shù)、生態(tài)塘堰濕地凈化技術(shù),源頭控制是通過(guò)控制田間進(jìn)水和排水以及施肥量,減少田面排水、田間滲漏,也相當(dāng)于減少氮和磷等、農(nóng)藥以及其他有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物進(jìn)入排水溝,以達(dá)到減少面源污染防控的目的,通俗的可以用“少吃多餐”來(lái)形容。
通過(guò)某省灌溉試驗(yàn)中心站實(shí)驗(yàn)證明,源頭控制技術(shù)對(duì)總氮的去除效率達(dá)到15~30%,對(duì)總磷的去除效率達(dá)到10~25%;生態(tài)排水溝截污技術(shù)對(duì)總氮的去除率達(dá)到10~25%,對(duì)總磷的去除率達(dá)到10~25%;生態(tài)塘堰濕地凈化技術(shù)對(duì)總氮的去除率達(dá)到40~65%,對(duì)總磷的去除率應(yīng)達(dá)到35~55%。應(yīng)用農(nóng)田面源污染防控工程系統(tǒng),對(duì)總氮的綜合去除率達(dá)到50~80%,對(duì)總磷的綜合去除率達(dá)到45~75%。
5 結(jié)束語(yǔ)
高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田可以保障糧食安全,提高土地利用率,增加糧食產(chǎn)量,提高農(nóng)業(yè)科技水平,保護(hù)水土資源,改善土壤理化性狀,改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,原有耕地增產(chǎn)效益,提高農(nóng)民收入,具有顯著的社會(huì)、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益,高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)有著廣泛的市場(chǎng)前景。
參考文獻(xiàn)
[1]全國(guó)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)總體規(guī)劃
[2]高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)通則GBT30600-2014
[3]灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB50288-99
作者簡(jiǎn)介:鄭尚金(1984-),男,工程師,主要從事市政、水利工程施工技術(shù)管理工作.
(作者單位:中鐵四局市政工程有限公司)