摘要：杞县农田水利项目建设的主要内容为田间灌排设施，采用低压灌溉形式，建设高效节水灌溉面积1918hm2，项目完成后，在确保当地耕地面积稳定、质量提高，粮食增产,粮食可持续生产等方面起到了积极作用，为保障当地粮食安全生产做出了重要贡献。文章结合实际对杞县农田水利项目现状、水量平衡分析、工程设计内容进行了阐述。
关键词：农田水利项目；工程概况；水量平衡分析；工程设计；杞县
河南是全国重要的粮食大省、农业大省，粮食产量占到全国的1/10，小麦产量占到全国1/4，每年外调粮食及其制成品超过200亿kg，在保障国家粮食安全生产方面贡献巨大。杞县位于豫东平原地区，属于农业县，该地区通过农田水利项目建设，改善了项目区田间耕作条件，提高了粮食产量，增加了农民收入，为保障当地粮食安全生产做出了重要贡献。
1工程现状
杞县农田水利项目位于泥沟乡，涉及14个行政村，农业人口数量1.91万人，建设规模1918hm2，现状灌溉水有效利用系数0.55，复种指数1.80。项目区主要为井灌区，现状机井中部分机井建于20世纪80-90年代，井深约25m，机井年久失修，井管坍塌，出沙，无配套设施，随着地下水位下降，水量不能满足要求，需更新重建；项目区现状电力配套设施不全，部分村庄现状有高压，农民灌溉从附近高压接电为主，缺乏安全性，部分村庄农民灌溉主要是通过从村内接电及柴油发电机作为动力，灌溉成本高；田间灌溉主要灌溉方式是大水漫灌或农民自己购买的小白龙灌溉，耗水、费时、劳动强度大，灌溉成本高；现状项目区生产道路为土路，遇到雨雪天气泥泞难行，影响农民出行和农业机械作业；项目区现有排涝沟道年久失修，淤积路坝并存，影响排涝效果，配套生产农桥数量少，影响农民和农业机械进出田间作业。
2水量供需平衡分析
2.1设计水平年。项目现状年为2016年，设计水平年为2018年。
2.2项目区水资源状况。
2.2.1水资源及其可利用量。项目区多年平均降水量为522mm，P=50%年份降水量为391.50mm，P=75%年份降水量为261.00mm。经计算和对影响地表水分配情况及拦蓄设施的分析，项目区多年平均地表水资源可利用量为283万m3，50%和75%年份地表水资源可利用量分别为212万m3和141万m3。项目区地下水可开采系数取0.75，地下水综合补给量主要包括降雨入渗、灌溉回归和侧向补给，经对降雨入渗补给量、灌溉回归补给量和对项目区内淤泥河、圈章河等季节性河流侧渗补给量的计算，项目区50%和75%年份地下水资源可开采量分别为818万m3和614万m3。项目区总的水资源可利用量50%和75%年份分别为1030万m3和756万m3。
2.2.2项目区可供水量。由于项目区为井灌区，全部利用地下水，因此考虑供水能力时，仅考虑地下水可供水量。项目区主要为井灌区，现状共有机井352眼，大多为20世纪90年代的机井，井深较浅，平均深度25m，井口直径30cm，出水量小。项目实施后新增364眼，增加了项目区的供水能力，项目区可供水量50%和75%年份分别为818万m3和614万m3。
2.2.3项目区水资源供需平衡分析。项目区农业灌溉用水主要是浅层地下水，项目区居民生活用水是是深层地下水，项目区内无工业及二、三产业，因此，本次水资源分析主要为农业灌溉。项目区主要种植的作物有小麦、玉米、蔬菜等经济作物，复种指数180%，种植比例为：小麦72%，玉米63%，经济作物45%，灌溉水利用系数为0.55；规划水平年，复种指数180%，种植比例与现状水平基本一致，灌溉水利用系数超过0.85，灌溉面积1900hm2以上。根据项目区的规划面积、项目区农作物的灌溉定额，通过计算得出，项目区现状水平年和规划水平年的农业灌溉需水量分别为880万m3和562万m3。通过项目区可供水量和需水量计算分析，项目区现状供水量不满足需水要求。项目实施后75%情况下，灌溉需水量562万m3，而地下水可供量614万m3。因此，项目实施后，水资源条件和工程均满足要求。
3工程设计
3.1设计基本资料。杞县地处黄淮冲积平原腹地，农田灌溉主要采用浅层地下水，设计井深40m，静水位7～8m，动水位14～17m，单井出水量25～40m3/h。地下水补给区和分布区一致，补给来源主要包括自然降雨的入渗，河道渗漏补给，田间渗漏补给等，具有补给快，水质好，易开采等特性，适宜于农作物灌溉。
3.2机井工程。机井工程在现有机井的基础上进行布局，据项目区的实际情况，机井采取方形或梅花形布置，机井间距根据项目区条件和地形情况，机井间距216～232m。设计井深40m，单井出水量32m3/h，动水位14m左右，静水位7～8m，井壁管采用无砂混凝土管，井管内径为50cm、外径为60cm，厚度5cm。项目区耕地面积1918hm2，根据项目区地形、地块、老井布局等情况，共需机井411眼，其中新打机井364眼。
3.3低压管灌工程。项目区低压管灌1918hm2，采用梳齿形和丰字型布置。管道进口采用钢管，通过螺栓与机井潜水泵出水管相连，连接处设逆止阀；给水装置包括连接三通、立管及给水栓，采用固定式，给水栓通过立管与地下管道系统牢固地结合在一起。出水口间距30m，采用玻璃钢阀体控制，同时设有排气阀。田间低压管道采用PVC管材，管径110mm，压力为0.63MPa。通过水头损失计算，泵管水头损失5.40m，地埋管水头损失2.13m，移动软管水头损失1.26m，局部水头损失0.88m，动水位14m，水泵扬程为23.87m。水泵型号选取200QJ32-26/2的潜水泵，额定扬程26m，扬程的使用范围25～27m，电机功率4.0kW。3.4排水沟工程。项目区现有排涝沟道历经多年运行，部分断面淤积、破损严重、局部坍塌，需进行整治。项目区排涝模数取0.80m3/s/km2，纵向坡降以现状坡降采用i=1/4000，横断面采用梯形土质断面，计算设计排涝流量为0.66m3/s。
4经济效益分析
4.1增产效益。节水灌溉新增灌溉面积的粮食和经济增产效益按7.5%测算，项目实施后，小麦公顷均增产量450kg，玉米公顷均增产量450kg，经济作物公顷均增产量375kg。项目区建设规模1918hm2，项目实施后年增产粮食120.06万kg，新增经济作物产值为192.27万元。
4.2节水效益。项目区发展的主要灌溉形式为低压管灌，灌溉水利用系数由原来的0.55，发展到0.86。项目区农作物主要为小麦、玉米、棉花，根据《河南省农业用水定额地方标准》（DB41/T985—2014）及灌水定额计算，一年两季，灌水次数为5次。公顷均年节水量1650m3，年节水量317万m3，根据动力机的规格按每吨水省电0.14℃，每度电0.65元计，则节水节能效益为28万元。
4.3节地效益。项目区采用低压灌溉的高效节水灌溉溉方式，可减少明渠工程，减少占用耕地量。根据《节水灌溉技术》及《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》（GBT20203-2006）中的有关数据和经验数据得出：低压管道输水灌溉与明渠输水灌溉相比，省地2%左右。综合考虑项目区的实际，项目节地面积按照实施低压管灌节水措施后，可比原灌溉措施的占地面积节地1.50%。则项目区可节地26.67hm2，按单位面积灌溉效益指标计算，年节地效益为5.70万元。
5结语
保障粮食安全生产中的一项重要内容就是确保耕地面积基本稳定、质量不下降，粮食生产稳定发展,粮食可持续生产能力不断增强。杞县农田水利项目的建设，一是采用低压灌溉节水工程，节约了耕地；二是完善了田间水源工程和灌排设施，提高了耕作质量；三是提高粮食单产，增加了粮食产量；四是节约了农业灌溉用水，提高了粮食持续生产能力。这四个方面的提高为确保当地的粮食安全生产做出了重要贡献。
参考文献：
［1］张京杰.浅谈河灌低压管灌技术在齐河县新增千亿斤粮食产能规划中的应用［J］.中国水运（下半月），2014，14（06）：212-213.