高标准农田建设中排水沟塘系统改造的重要性及改造策略

国家粮食安全战略深入推进后，高标准农田建设成为保障农业生产能力重要举措，排水沟塘系统作为农田水利基础设施关键部分，其功能完善程度直接关系农田生态系统稳定性和农业生产可持续性。近年来极端天气事件频繁发生导致农田涝灾风险不断加剧，传统排水沟塘系统因为存在沟渠淤塞、塘坝调蓄能力不足和生态功能退化等问题，难以满足现代农业发展的实际需求。

一、排水沟塘系统改造的重要性分析

（一）提升农田防洪排涝能力

排水沟塘系统是农田水利很重要的组成部分，对它进行改造是应对气候变化引发极端降水事件、保障农田生产稳定性的关键举措。传统农田排水设施沟渠普遍存在断面设计不合理、边坡稳定性不足等问题，这使得水流速度减缓、泥沙淤积严重，大大削弱了排水效率。通过系统性改造能优化沟渠纵坡与横断面结构，使用生态混凝土、植草砖等新型材料增强边坡抗冲刷能力，同时扩大塘坝调蓄容量，构建“沟渠-塘坝-河道”三级排水网络形成快速汇流通道。

（二）优化农田水资源循环利用

排水沟塘系统改造是实现农田水资源高效利用的关键核心路径，通过构建蓄滞渗用一体化的水循环体系能显著提升水资源利用效率，改造后的沟塘系统可通过生态护岸和透水铺装等设计增强雨水下渗能力，把地表径流转化成地下水进行有效补给 。利用塘坝当作天然蓄水池收集雨季降水和灌溉尾水，经过沉淀过滤后用于旱季灌溉形成雨洪资源再生水灌溉用水的循环链条。

（三）改善农田生态环境质量

排水沟塘系统改造在农田生态系统修复与提升方面有不可替代的作用，通过生态化设计和功能优化能构建有生产与生态功能的复合系统，传统硬化沟渠破坏了水体和土壤间的物质交换，导致水生生物栖息地出现丧失的情况。改造后的生态沟渠运用植被缓冲带和透水基底等技术，可恢复沟渠自然弯曲形态并增加水体流动异质性，能为微生物、底栖动物和鱼类提供多样化的生境 。

在塘坝里面配置沉水浮水挺水植物群落来形成立体净化系统，通过植物吸收以及微生物降解等作用有效拦截农田面源污染里氮磷等营养物质，以此降低水体出现富营养化问题的风险。

（四）保障粮食生产安全

排水沟塘系统改造是筑牢粮食生产安全防线的基础工程，它的功能优化直接关系到作物生长条件改善和生产潜力提升，在涝渍灾害频繁发生的地区，排水不畅会导 土壤通气性下降、根系缺氧，进而引发作物烂根、倒伏等问题严重影响产量稳定性。通过改造排水系统能够有效降低地下水位、改善土壤理化性质，为作物根系生长创造良好环境，特别是对于水稻、小麦等耐涝性较弱的粮食作物，能显著减少因涝灾造成的减产损失。

二、排水沟塘系统改造关键技术策略

（一）工程技术优化

工程技术优化是排水沟塘系统改造特别重要的基础环节，要通过对硬件设施进行系统性升级来提升系统稳定性和功能性，在沟渠改造时，需要根据地形特征和排水需求去调整断面设计，用梯形或者复式断面来替代传统矩形断面，在增加过流面积的同时减少边坡冲刷情况[3]。边坡防护可以结合土工格栅、生态袋等材料，再配合植被根系固坡技术，形成“工程措施+生物措施”的复合防护体系。这样既能保障结构稳定又能为生态修复创造条件，塘坝改造重点是要做好清淤扩容与防渗处理工作，通过机械清淤去除底泥里面的污染物，采用膨润土防水毯或者土工膜进行坝体防渗，并且在坝体下游设置反滤层来防止渗透破坏。

（二）生态修复技术

生态修复技术是让排水沟塘系统多功能协同的核心办法，它通过模拟自然生态系统结构来恢复水体自净能力和生物多样性。在沟渠生态修复方面可以构建“水生植物带-微生物膜-底栖生物群落”三位一体的净化系统，沿着沟渠纵向设置沉水植物区、浮叶植物区和挺水植物区，利用植物吸收氮磷等营养盐。在沟渠底部铺设生物陶粒、火山岩等多孔介质为微生物附着提供载体以强化污染物降解，塘坝修复能够采用人工湿地与生态浮岛联用的模式，在塘坝入口处设置前置库通过格栅、沉淀池去除大颗粒污染物，在塘坝中部构建表面流湿地种植芦苇、菖蒲等水生植物，在塘坝末端设置生态浮岛搭载水生花卉和观赏植物形成景观与净化功能结合的生态单元。

（三）智慧化管理技术

智慧化管理技术是提升排水沟塘系统运行效率的关键支撑，它靠现代信息技术和传统水利工程深度融合来实现系统精准化、动态化管理，在数据采集这方面，可以在沟渠关键节点布设物联网传感器，实时监测水位、流量、水质等各项参数。再结合无人机巡检获取系统整体运行状态来构建“地空一体”监测网络，在数据处理时，要依托云计算平台建立排水系统数字孪生模型，整合地形地貌、水文气象、土壤类型等多源数据，模拟不同工况下水流运动规律和污染物迁移路径，以此为调度决策提供科学依据[4]。在调控执行层面，要采用智能控制闸门和变频水泵，依据实时监测数据自动调节沟渠流量和塘坝水位，从而实现“涝时快速排水、旱时蓄水灌溉”的动态响应。

三、结语

本文提出的工程技术优化、生态修复技术以及智慧化管理技术三位一体的解决方案，能让系统功能协同提升，工程技术优化能给系统稳定运行提供硬件方面的支撑。生态修复技术能赋予系统生态净化以及生物栖息的功能，智慧化管理技术可以提升系统运维效率和动态调控的能力。这三者有机结合起来能有效破解传统排水沟塘系统功能单一、管理粗放还有生态效益不足等瓶颈问题，给高标准农田建设水利设施提质增效提供可行的路径。

参考文献

[1]杨继伟,曹秀清,袁宏伟,等.闸坝对农田排水沟水质水位的影响[J/OL].节水灌溉,1-13[2025-07-22].

[2]麦玉卿.高标准农田建设渠道排水沟设计研究[J].新农民,2025,(08):56-58.

[3]霍轶珍,巴达日夫,曾祥,等.河套灌区生态排水沟净化农田排水污染物效应试验研究[J].内蒙古科技与经济,2024,(03):105-108+116.

[4]蒋晓红,李瑜,胡昕烨.上海地区农田排水沟生态化建设思路及方法[J].现代农业科技,2016,(15):187-188.