雷雨，李麗鋒，陳亞男

(河南靈捷水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司，河南 南陽 473000)

1 引言

作為丹江口庫(kù)區(qū)的農(nóng)業(yè)大縣、移民大縣、國(guó)家級(jí)貧困縣的淅川縣。為了讓京津及調(diào)水沿線人民吃上優(yōu)質(zhì)純凈的丹江水，淅川縣委、政府高度重視調(diào)水源頭的生態(tài)保護(hù)工作，堅(jiān)持把服務(wù)南水北調(diào)、建設(shè)生態(tài)示范縣作為一切工作的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，為保護(hù)渠首藍(lán)天碧水做出了不懈努力。盡管淅川縣近年社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展很快，但目前農(nóng)業(yè)的發(fā)展還面臨較多的困難，水源和生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾有待進(jìn)一步破解。尤其是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低、基礎(chǔ)設(shè)施落后、生態(tài)環(huán)境脆弱的條件下完成大量移民、發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重任，通過調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展可持續(xù)、高效益、脫貧能力強(qiáng)的生態(tài)產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)水質(zhì)與經(jīng)濟(jì)效益雙贏。建設(shè)宋崗灌區(qū)高效生態(tài)農(nóng)業(yè)示范區(qū)，將為淅川縣農(nóng)業(yè)發(fā)展注入新的活力，并充分發(fā)揮示范帶動(dòng)、輻射擴(kuò)大作用，從而加快淅川縣農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高農(nóng)業(yè)綜合效益，實(shí)現(xiàn)社會(huì)綠色可持續(xù)發(fā)展。以宋崗灌區(qū)高效生態(tài)農(nóng)業(yè)示范區(qū)內(nèi)厚坡鎮(zhèn)為例進(jìn)行分析。

厚坡鎮(zhèn)示范區(qū)依托南水北調(diào)中線工程渠首得天獨(dú)厚的優(yōu)質(zhì)水源和自然生態(tài)環(huán)境，結(jié)合宋崗電灌區(qū)提灌和溝渠系統(tǒng)，通過對(duì)稻田實(shí)施工程化改造，構(gòu)建稻-蝦共生互促系統(tǒng)，并通過規(guī)?；_發(fā)、集約化經(jīng)營(yíng)、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、品牌化運(yùn)作，能在水稻穩(wěn)產(chǎn)的前提下，大幅度提高稻田經(jīng)濟(jì)效益和農(nóng)民收入，提升稻田產(chǎn)品質(zhì)量安全水平，改善稻田的生態(tài)環(huán)境，是一種具有穩(wěn)糧、促漁、增效、提質(zhì)、生態(tài)等多方面功能的現(xiàn)代生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展新模式。

2 建設(shè)目標(biāo)及建設(shè)內(nèi)容

建設(shè)目標(biāo)：樹立創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享發(fā)展理念，以創(chuàng)建生態(tài)鄉(xiāng)鎮(zhèn)為載體，強(qiáng)力實(shí)施“生態(tài)立鎮(zhèn)、工業(yè)強(qiáng)鎮(zhèn)、創(chuàng)新活鎮(zhèn)、脫貧富鎮(zhèn)”四大戰(zhàn)略，突出抓好生態(tài)農(nóng)業(yè)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)、城鄉(xiāng)建設(shè)、脫貧攻堅(jiān)4個(gè)重點(diǎn)，著力構(gòu)建法治厚坡、誠(chéng)信厚坡、文明厚坡、富強(qiáng)厚坡，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)事業(yè)的跨越發(fā)展。

依據(jù)河南農(nóng)業(yè)大學(xué)編制的《淅川縣宋崗灌區(qū)高效生態(tài)農(nóng)業(yè)示范區(qū)規(guī)劃報(bào)告》(2018年9月)，為了突出新型稻蝦綜合種養(yǎng)模式以糧為主，生態(tài)優(yōu)化及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的特征，項(xiàng)目以稻田為基礎(chǔ)，在不減少糧食產(chǎn)量的前提下，在稻田養(yǎng)殖小龍蝦，發(fā)揮水稻和龍蝦共生互利的作用，厚坡鎮(zhèn)示范區(qū)工程主要建設(shè)內(nèi)容為：①引水工程：根據(jù)項(xiàng)目區(qū)配套面積及后期發(fā)展規(guī)劃，引水管道采用HDPE100給水管道，干管選用DN560 mm，支管選用DN200 mm管，管材公稱壓力均采用0.60 MPa。配套進(jìn)水口、閥門及閥門井、水表等。②田間工程：田塊土方平整；開挖蝦溝；田埂填筑；安裝防護(hù)網(wǎng)及防逃網(wǎng)等。③環(huán)境保護(hù)及生態(tài)保護(hù)：施工期采取圍擋等措施對(duì)施工區(qū)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。④臨時(shí)工程：臨時(shí)施工占地等。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 灌溉管網(wǎng)設(shè)計(jì)

3.1.1 引水流量確定

根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》萬畝以上灌區(qū)應(yīng)采用時(shí)歷年法確定歷年各種主要作物的灌溉制度。由灌水率計(jì)算公式算出灌區(qū)規(guī)劃毛灌水率為1.74×10-3m3/(s·hm2)。因蝦溝需水量小于田間需水量，設(shè)計(jì)引水流量按照全部為田間灌溉需水量計(jì)算，厚坡支渠設(shè)計(jì)流量1.08 m3/s，項(xiàng)目區(qū)引水流量計(jì)算見表1。

表1 項(xiàng)目區(qū)引水流量計(jì)算表

由表1可知渠道設(shè)計(jì)流量滿足片區(qū)灌溉用水需求。

3.1.2 管網(wǎng)布置

管道系統(tǒng)布置與田塊高程、道路等結(jié)合，管線平順，力求使管線最短，控制面積最大，同時(shí)兼顧農(nóng)戶管理、使用方便。根據(jù)田塊布置，確定進(jìn)水口位置。

厚坡鎮(zhèn)前后街片區(qū)自厚坡支渠樁號(hào)2+100左岸引水，片區(qū)面積143.33 hm2，引水干管采用DN560 mmPE管道，管長(zhǎng)5.56 km；引水支管采用 DN200 mm PE管道，管長(zhǎng) 0.15 km，管材公稱壓力均為0.60 MPa。

3.1.3 構(gòu)筑物布置

項(xiàng)目灌溉水源形式為利用管道自渠道自流引水至項(xiàng)目區(qū)，由固定地埋輸水干管和支管管道組成。利用管道引水至各田塊完成灌溉任務(wù)。

根據(jù)灌溉需要，灌溉系統(tǒng)主要由進(jìn)水口、閥門井、引水管道、閥門控制及計(jì)量設(shè)備等組成：①進(jìn)水口：自渠道側(cè)壁開口設(shè)八字墻進(jìn)水口，通過管涵引水至沉砂池，沉砂池側(cè)壁連接引水管道至田間。②閘閥：為調(diào)節(jié)流量、方便管理，在干、支管進(jìn)水口處均設(shè)置閘閥，閘閥設(shè)于閘閥井內(nèi)。③排氣閥：在各渠道引水口閘閥后設(shè)排氣閥，在管道凸起點(diǎn)處、以及長(zhǎng)管道長(zhǎng)度超過1.00 km時(shí)設(shè)排氣閥，排氣閥設(shè)于排氣閥井內(nèi)。④檢修閥：在各管道長(zhǎng)度超過2.00 km時(shí)設(shè)檢修閥，檢修閥設(shè)于檢修閥井內(nèi)。⑤放水閥：在各田塊進(jìn)水口處設(shè)放水閥，放水至田間進(jìn)行灌溉，放水閥后設(shè)水表進(jìn)行灌溉用水計(jì)量。⑥水表：在各渠道引水口設(shè)總水表。在各田塊進(jìn)水支管放水閥前設(shè)水表，便于灌溉水量計(jì)量。⑦鎮(zhèn)墩：為了保護(hù)好管道，連接好管網(wǎng)，在管道轉(zhuǎn)彎、變坡、分叉和管道末端處，均設(shè)鎮(zhèn)墩。

3.1.4 管網(wǎng)設(shè)計(jì)

3.1.4.1 管材選擇

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)地形情況結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)意見，厚坡鎮(zhèn)前后街村片區(qū)管道均采用HDPE100管材，管道公稱壓力0.60 MPa。

3.1.4.2 管徑確定

片區(qū)輸水方式均采用重力輸水方式，管徑確定根據(jù)引水流量、管道進(jìn)出口高程差和管道水頭損失進(jìn)行確定。

3.1.4.2.1 管道水頭損失計(jì)算

包括沿程水頭損失和局部水頭損失，計(jì)算公式：

(1)

式(1)中：hf—沿程水頭損失，m；f—沿程水頭損失摩阻系數(shù)，PE管取0.948×105；Q—管道中通過的流量，m3/h；m—流量指數(shù)，PE管取1.77；d—管徑，mm；b—管徑指數(shù)，PE管取4.77；l—管道長(zhǎng)度，m。

局部水頭損失按沿程水頭損失的15%計(jì)算，總水頭損失H=1.15hf。

3.1.4.2.2 管徑確定

根據(jù)管道管線水頭損失、自由水頭情況，片區(qū)引水管道管徑計(jì)算見表2。

表2 片區(qū)引水管徑水力計(jì)算表

根據(jù)表2計(jì)算可知，管道總水頭損失<水位落差，水頭滿足供水需求。管徑選取時(shí)結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)和土地經(jīng)營(yíng)者意見，同時(shí)考慮片區(qū)后期擬發(fā)展面積，適當(dāng)擴(kuò)大選取的管道管徑，為鄉(xiāng)鎮(zhèn)后期擴(kuò)大養(yǎng)殖規(guī)模做好儲(chǔ)備工作。

3.2 田間設(shè)計(jì)

根據(jù)《稻魚綜合種養(yǎng)技術(shù)規(guī)范》及《稻蝦生態(tài)種養(yǎng)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行田間系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3.2.1 田塊設(shè)計(jì)

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)田塊高程及排水系統(tǒng)，結(jié)合取水口高程，規(guī)劃田塊按照面積0.33～3.33 hm2設(shè)計(jì)為1個(gè)單元。田塊采用“口”字型布設(shè)。

根據(jù)引水水源處渠底高程及水位，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)的地形特點(diǎn)和工程規(guī)劃，土地平整時(shí)采用以1個(gè)田塊為單元進(jìn)行局部平整。耕作田塊寬度與長(zhǎng)度，根據(jù)地形、地勢(shì)的變化確定。

項(xiàng)目區(qū)地塊的土地平整采用散點(diǎn)法對(duì)需平整的田塊進(jìn)行土方計(jì)算。

3.2.2 蝦溝設(shè)計(jì)

蝦溝采用梯形斷面，溝底寬2.80 m，邊坡1∶2，深度1.20 m，口寬7.60 m。蝦溝底坡的比降1∶2 000。進(jìn)、排水口分別位于稻田兩端，進(jìn)水渠道建在稻田一端的田埂上，進(jìn)水口用20目的長(zhǎng)型網(wǎng)袋過濾進(jìn)水，防止敵害生物隨水流進(jìn)入。排水口建在稻田另一端環(huán)形溝的低處。

3.2.3 田埂設(shè)計(jì)

田埂兼作生產(chǎn)路時(shí)，寬度為4.00 m，邊坡 1∶2。蝦溝與田面間設(shè)0.02 m高子埂，子埂頂寬0.03 m，邊坡 1∶2。

根據(jù)田面設(shè)計(jì)高程，將蝦溝開挖土料及田面平整后余料均填筑于田埂上。田埂高程根據(jù)周邊地形、道路高程確定。若田埂頂高程距蝦溝底部高差>2.00 m時(shí)，田埂在距蝦溝1.40 m高程處設(shè)平臺(tái)，平臺(tái)寬0.50 m，方便喂養(yǎng)小龍蝦等。

田埂填筑壓實(shí)度不<0.96，應(yīng)夯實(shí)，避免出現(xiàn)漏洞，以防止小龍蝦逃逸并提高蓄水能力。

3.2.4 防逃及防護(hù)設(shè)施

田間防逃網(wǎng)總高度0.75 m，其中聚乙烯網(wǎng)布高度0.55 m，頂部設(shè)塑料膜高0. 20 m；每隔1.00 m用竹竿或木樁支撐固定，高度 0.95 m，埋深 0.30 m。安裝防逃網(wǎng)時(shí)先將蝦溝挖 1 條深約 0.20 m的小溝，將防逃網(wǎng)沿蝦溝四周拉開，下端放入溝槽內(nèi)，用土填平壓實(shí)。

田塊防護(hù)網(wǎng)總高度 2.10 m，采用低碳浸塑冷拔鋼絲網(wǎng)，網(wǎng)孔 60 mm×60 mm，絲徑3 mm；每隔 3.00 m設(shè) 10 mm×10 mm不銹鋼立柱一道，高度 2.10 m，C25混凝土基礎(chǔ)尺寸 0.50 m×0.50 m×0.35 m。防護(hù)網(wǎng)如有斷開及在道路交叉口時(shí)，可視現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整立柱間距；安裝防護(hù)網(wǎng)時(shí)從立柱端部開始牢固安裝到立柱的掛鉤上，網(wǎng)片與立柱連接應(yīng)牢固，所有網(wǎng)片及鐵絲均應(yīng)緊繃而不變形，護(hù)欄安裝完畢過程中立柱基底及四周填土均需壓實(shí)處理。

3.2.5 下田涵設(shè)計(jì)

為方便生產(chǎn)及人員通行，在田間跨蝦溝處設(shè)下田涵，路基采用素土夯實(shí)。每單元田塊根據(jù)田塊面積，一般情況下間距0.20 km設(shè)1處下田涵。田埂通向稻田面時(shí)設(shè)下田涵2處或4處。道路通向田埂時(shí)根據(jù)實(shí)際高差，下田涵≤4處。

下田涵橫斷面寬度4.00 m，回填邊坡1∶1.50。溝內(nèi)埋設(shè)雙排D1 000 mm×100 mm鋼筋混凝土管過水。

3.3 其它程設(shè)計(jì)

田間管道埋設(shè)管線較長(zhǎng)，地形起伏較大處需設(shè)置排氣閥井放置排氣閥、伸縮接頭等設(shè)備；為方便管道流量控制及計(jì)量，需設(shè)置閘閥(放水閥)、水表、伸縮接頭等設(shè)備，渠道進(jìn)水口處干管首端閘閥及分支管放水閥處設(shè)水表等計(jì)量設(shè)施。

4 結(jié)語

厚坡鎮(zhèn)示范區(qū)肩負(fù)著通過培育生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)、引領(lǐng)南水北調(diào)中線工程水源地如期完成脫貧攻堅(jiān)任務(wù)、實(shí)現(xiàn)群眾持續(xù)穩(wěn)定增收的重要任務(wù)。示范區(qū)圍繞落實(shí)精準(zhǔn)扶貧、精準(zhǔn)脫貧基本方略，以提升脫貧攻堅(jiān)質(zhì)量效益為主線，按照“鞏固傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、壯大現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)、發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)”的總體指導(dǎo)思想，力爭(zhēng)把示范區(qū)建設(shè)成為南水北調(diào)中線源頭和淅川縣最大的生態(tài)產(chǎn)業(yè)基地，對(duì)于淅川縣乃至整個(gè)丹江口庫(kù)區(qū)的移民和扶貧工作都具有重要的指導(dǎo)意義。