根據(jù)山東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳下達(dá)《關(guān)于報送2020年中央預(yù)算內(nèi)投資農(nóng)業(yè)項(xiàng)目投資計劃的通知》的精神要求，德州市陵城區(qū)選定了于集鄉(xiāng)、邊臨鎮(zhèn)作為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的項(xiàng)目區(qū)。項(xiàng)目區(qū)農(nóng)業(yè)生基礎(chǔ)設(shè)施大都建設(shè)于十幾年以前，存在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低的問題。加之已運(yùn)行十多年，部分設(shè)施出現(xiàn)老化現(xiàn)象。農(nóng)業(yè)措施不配套，造成土地利用程度低，肥力低下;部分田間生產(chǎn)道路窄而不平，不適合農(nóng)業(yè)機(jī)械耕作和機(jī)械運(yùn)輸，不能滿足正常的生產(chǎn)經(jīng)營活動;灌溉以密長畦大田漫灌為主，灌溉水利用系數(shù)低，灌溧困難且成本較高，水土流失嚴(yán)重，從而造成糧食綜合生產(chǎn)能力低下，農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力不穩(wěn)。

　　1 水源工程設(shè)計

　　根據(jù)工程的規(guī)模和數(shù)量，選擇具有代表性的孫國莊村1號泵站工程進(jìn)行典型設(shè)計。

　　1.1 建筑物等級孫國莊村1號泵站控制灌溉面積30.8 hm2 ，泵站設(shè)干管3條，每條干管控制灌溉面積分別為12.87 hm2 、12.27 hm2 、5.67 hm2 ，考慮到灌溉季節(jié)的泵站使用的靈活性和管理方便的因素，每條干管均配備一套潛污泵，總設(shè)計流量172.5 m³/h。根據(jù)《泵站設(shè)計規(guī)范》(GB/T50265- 97)的有關(guān)規(guī)定，工程規(guī)模確定為小(2)型;工程等別：V等，主要建筑物5級，次要建筑物5級。

　　1.2 泵站布置潛污泵站的主體工程包括進(jìn)水建筑物和閥井組成。進(jìn)水池開口設(shè)在河道內(nèi)，采用喇叭口型設(shè)計，采用C25 混凝土護(hù)底，兩岸為M10漿塊石擋土墻，進(jìn)水池口設(shè)密目鋼網(wǎng)攔污，焊接在攔污柵上。工程選用立式潛污泵，將水泵固定在進(jìn)水池內(nèi)。提水泵房采用預(yù)制泵房，首部設(shè)置逆止閥、安全閥、進(jìn)排氣閥、水表等。通過對不同灌溉面積(12.87 hm2 、12.27 hm2 、5.67 hm2 )農(nóng)田進(jìn)行揚(yáng)程計算，所需泵的揚(yáng)程分別為21.62 m、22.48 m和17.59 m。

　　2 灌溉管網(wǎng)工程設(shè)計

　　2.1 基本情況以孫國莊1#泵站的管網(wǎng)為例進(jìn)行潛污泵站管道輸水灌溉管網(wǎng)的典型設(shè)計。典型區(qū)總耕地面積30.8 hm2 ，典型區(qū)耕作層土壤為輕壤土，容重為1.4 g/cm³，田間持水率 22%，農(nóng)作物主要為小麥、玉米。根據(jù)多年灌溉經(jīng)驗(yàn)， 4—5月份小麥灌溉和春播同時用水期為作物需水高峰，平均日需水強(qiáng)度Ea=5.5 mm/d。而玉米生長期正逢雨季，適時灌水即可滿足。設(shè)計時以小麥日需水量最高的灌漿期確定灌水定額。適宜土壤含水量上限θmax取田間持水率的95%，下限θmin取65%。 2.2 灌溉工程布局 2.2.1  管網(wǎng)布局原則。管理設(shè)施，水源、路管道統(tǒng)一規(guī)劃，合理布局，全面配套，統(tǒng)一管理，盡快發(fā)揮工程效益。依據(jù)地形、地塊、道路等情況布置管道系統(tǒng)，要求線路最短，控制面積最大，便于機(jī)耕，管理方便。管道盡可能雙向分水，節(jié)省管材，沿路邊及地塊等高線布置。為方便澆地、節(jié)水、長畦要改短。按照村隊(duì)地片、分區(qū)管理，并能獨(dú)立使用的原則。 2.2.2  管網(wǎng)布置。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)作物種植情況和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，易采用半固定式管道系統(tǒng)。鋪設(shè)干、支、斗三級管道，地面通過給水栓直接套接軟管向田間供水。干管與支管連接處設(shè)置分水控制設(shè)施。干管盡量布置在生產(chǎn)路、排水溝渠旁成平行布置。給水栓或出水口應(yīng)按灌溉面積均衡布設(shè)，間距滿足《低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》要求。管道鋪設(shè)力求順直，避免起伏，以減少水流阻力和水頭損失。管道過瀝青砼路為路面下穿鋼筋混凝土管或頂管跨越的方式，過一般土生產(chǎn)路，管道采用直埋式，埋深為0.6 m。干管、支管采用鋼管跨越方式。過小溝采用溝上設(shè)涵管，上鋪設(shè)管道。 2.2.3  布置形式。根據(jù)水源位置、控制范圍、地面坡度、作物種植方向等條件基本情況，通過方案比較，管網(wǎng)按照梳齒形布置，干管沿河道布置，支管垂直于干管，斗管垂直于支管。斗管雙面供水，間距100 m左右，給水栓雙向分水，間距50 m。

　　3 信息化工程設(shè)計

　　為了實(shí)現(xiàn)2020年陵城區(qū)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)灌溉水量的精確計量和水費(fèi)計收，因此在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)建設(shè)信息化工程，每臺水泵均配備取水計量一體機(jī)，同時在陵城區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局農(nóng)水股建設(shè)信息化中心，每臺水泵的灌溉信息數(shù)據(jù)不僅可以遠(yuǎn)傳至信息中心，同時控制中心可以對每臺水泵進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

　　3.1 系統(tǒng)的組成水情信息化系統(tǒng)由計算機(jī)(服務(wù)器)、管理機(jī)、水電雙計智能灌溉控制器(取水計量一體機(jī))、流量計、 IC卡、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)等組成。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)每臺水泵均配套一臺水電雙計智能灌溉控制器(取水計量一體機(jī))，每個農(nóng)戶發(fā)一張機(jī)泵灌溉射頻卡，每個村配置一臺計算機(jī)，負(fù)責(zé)和本村安裝的水電雙計智能灌溉控制器(取水計量一體機(jī))通過無線方式通訊，讀取各控制器的數(shù)據(jù)，包括各泵站的總用電量、總?cè)∷�量、年取水量、瞬時流量、當(dāng)前水位以及箱門開關(guān)狀態(tài)、供電狀態(tài)、用戶余額狀態(tài)、遙控狀態(tài)、電表工作狀態(tài)等，同時把相關(guān)數(shù)據(jù)通過無線GPRS方式上報到控制中心，還可為本區(qū)域農(nóng)戶的IC卡充值，農(nóng)戶在澆地前必須先持IC卡充值，然后刷卡澆地，澆地完成后再次刷卡即可關(guān)閉水泵，取走卡內(nèi)余額，在本次澆地過程中用了多少電(水)費(fèi)，就自動從農(nóng)戶卡內(nèi)扣除多少，卡內(nèi)余額用完，自動停泵，一臺水電雙計智能灌溉控制器可以供多個農(nóng)戶(輪流)使用。

　　3.2 信息化平臺信息化平臺可分為：智能灌溉信息化云平臺軟件、手機(jī)APP軟件、水電雙計智能灌溉控制系統(tǒng)(硬件)、流量計量系統(tǒng)、電量計量系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)(硬件)、數(shù)據(jù)無線遠(yuǎn)傳系統(tǒng)等。 3.2.1  智能灌溉信息化云平臺軟件。具有對各個灌區(qū)數(shù)據(jù)實(shí)時采集，支持海量數(shù)據(jù)的存儲和處理功能，對終端數(shù)量沒有限制;支持多級權(quán)限管理功能，可對用戶設(shè)定不同的使用權(quán)限，滿足數(shù)據(jù)保密性要求;數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計和報表功能;圖形化顯示，表計故障、能耗異常自動告警。新增設(shè)備系統(tǒng)自動識別，自動實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)容，軟件采用云平臺架構(gòu)，無需安裝軟件，網(wǎng)頁訪問，支持多用戶瀏覽。軟件具有GIS地圖功能，實(shí)現(xiàn)泵站顯示與坐標(biāo)定位，用戶數(shù)據(jù)、泵站數(shù)據(jù)、行政數(shù)據(jù)及遠(yuǎn)程控制管理，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)等。泵站顯示：根據(jù)不同級別系統(tǒng)自動在地圖上載入管轄的泵站，鼠標(biāo)點(diǎn)擊地圖上泵站，彈出泵站詳細(xì)信息的窗口，根據(jù)功能，在彈出的窗口里可以點(diǎn)擊“實(shí)時數(shù)據(jù)”鏈接，查看泵的實(shí)時數(shù)據(jù)。泵站坐標(biāo)定位：此功能時根據(jù)所轄范圍內(nèi)的泵站，在地圖上選擇泵進(jìn)行泵站地圖坐標(biāo)錄入配置。用戶數(shù)據(jù)管理：主要包括了用戶數(shù)據(jù)查詢、用戶卡號查詢、用戶灌溉記錄查詢、用戶能耗分析;通過這幾項(xiàng)子功能，使用戶詳細(xì)了解自己的灌溉信息、灌溉記錄以及灌溉所耗的水、電以及費(fèi)用。泵站數(shù)據(jù)管理：主要包括泵站信息查詢、泵站能耗分析、泵站灌溉記錄查詢、泵站報警數(shù)據(jù)分析;通過這幾項(xiàng)子功能，詳細(xì)的掌握泵站基本信息、能耗、引水量、報警以及灌溉方面的數(shù)據(jù)。行政數(shù)據(jù)管理：針對不同級別權(quán)限的用戶，查看不同級別(市用戶查看各縣區(qū)、縣用戶查看各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、鎮(zhèn)用戶查看鎮(zhèn)所轄村、村用戶查看本村)的泵站用水量、用電量、消費(fèi)額匯總以及曲線展示。遠(yuǎn)程控制管理：主要包括泵站遠(yuǎn)程控制功能;通過不同級別層次展示出各自管轄的泵站，針對泵站進(jìn)行實(shí)時控制管理(用戶剩余水量報警值、水位基位及上下限、水壓上下限值、年度可開采水量、繼電器狀態(tài)控制、自報時間間隔配置、計費(fèi)參數(shù)信息配置)。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)：主要包括卡號信息維護(hù)、水泵信息維護(hù)、用戶審核、用戶卡號分配、用戶權(quán)限分配、密碼修改。 3.2.2  手機(jī)APP軟件。智能灌溉APP是信息化云平臺的數(shù)據(jù)層為基礎(chǔ)，為灌溉用戶(村民)和行政用戶(村/鎮(zhèn) /縣/市/省各級管理員)提供灌溉記錄和能耗統(tǒng)計等數(shù)據(jù)查詢的安卓手機(jī)應(yīng)用。灌溉用戶以射頻卡ID號登陸，可查詢所有灌溉記錄，包括灌溉時間，灌溉用水量、灌溉用電量、本次灌溉金額、剩余灌溉金額、年可用電量、累計用水量、累計用電量等信息。行政用戶分為村級行政用戶、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政用戶和縣市級行政用戶。村級行政用戶可查詢所轄范圍內(nèi)所有泵的灌溉記錄，包括：每座泵站的灌溉記錄，所有泵的累計用水量、累計用電量，年可開采水量、年可用電量等信息。

　　4 結(jié)語

　　高效灌溉工程的設(shè)計，可使項(xiàng)目區(qū)農(nóng)田灌溉條件將有很大改善，農(nóng)田質(zhì)量、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理水平也將隨之提高，種植結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化、合理，灌溉周期縮短，澆水及時，肥料的利用率提高，促使作物增產(chǎn)。另外，可使項(xiàng)目具有顯著的節(jié)水、節(jié)能、節(jié)地、省工的效果。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 白國玉.高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)及推廣[J].長江技術(shù)濟(jì)，2020，4(S2)：66-67.

　　[2] 閻存立.在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉[J].中國農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)，2020，(1)：26-27.

　　[3] 潘浩.分析高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田項(xiàng)目的高效節(jié)水灌溉工程設(shè)計[J].低碳世界，2019，9(12)：109-110.

　　《高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田之高效灌溉工程設(shè)計》來源：《農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備》，作者：高衛(wèi)國