农业综合开发扩大初步设计报告

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农业综合开发扩大初步设计报告
一、扩初设计编制说明
(一)扩初设计任务
XX县XX镇XX垸土地治理——中低产田改造工程扩初设计是根据鄂农办发[2008]6号文件发布地《湖北省农业综合开发办公室关于下达200 年农业综合开发土地治理工程财政投资控制指标和编报工程地通知》进行扩大初步阶段规划设计,参与规划方案地有XX县农业综合开发办公室、XX县XX镇人民政府等单位.工程规模中低产田改造万亩,建设总投资万元,其中财政投资万元.
(二)扩初设计过程
1、资料熟悉阶段:调阅工程相关文件,熟悉工程区地形图、水文资料和社会经济状况等基本情况.
2、实地勘测阶段:工程区实地测量,调查了解水系、土壤、植被、水工建(构)筑物、道路交通和电力设施等基础数据.
3、规划设计阶段:综合分析资料信息及实地勘察数据,依据地形测绘图进行水利工程、土地平整工程和道路林网工程地规划布局与工程设计.
4、修编定稿阶段:扩初设计初稿经过征询基层群众意见和相关领导审阅后修编定稿.(三)扩初设计编制地依据
1、鄂农办发[200 ] 号文《湖北省农业综合开发办公室关于下达200 年农业综合开发土地治理工程财政投资控制指标和编报工程地通知》.
2、《国家农业综合开发土地治理工程建设标准》(国农办[2004]48号);
3、《国家农业综合开发工程和资金管理暂行办法》(财发字[1999]1号);
4、国农办[2003]162号《国家农业综合开发农民筹资投劳管理暂行规定》;
5、《XX县国民经济和社会发展“十一五”规划和二0一0年远景规划》;
6、行业工程技术相关规范
(1)《农田水利》(中国水利水电出版社——2006年出版)
(2)《水工混凝土结构设计规范》SL/191—96
(3)《灌溉与排水工程设计规范》GB5028—99
(4)《水利工程计算规范》(SL104—95)
(5)《泵站设计规范》(GB/T50265—97)
(6)《水闸设计规范》(SL265—201)
(7)《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021—2003)
(8)《渠道防渗工程技术规范》(SL18—P1)
(四)参考文献资料
(1)工程区万分之一地形图——XX县国土资源局
(2)《XX县水资源开发利用现状报告》——荆州市水文水资源局1993年编制.
(3)《湖北平原湖区暴雨径流及其参考分析》——湖北省水语文水资源局1995年编制.
(4)《XX县防汛手册(农田水利基本情况)》——XX县水利局1997年编制.
(5)《湖北省参考作物需水量及水稻需水量等值线图研究》——湖北省水科所1994年编写.
(6)水稻灌溉制度——沙市区Y角镇四湖排灌实验站,
(7)《XX县2006年国民经济统计年鉴》——XX县统计局.
二、总体规划设计
(一)工程区现状基本情况
1、自然资源状况
(1)地理位置及范围:XX县200 年XX镇XX垸土地治理——中低产田改造工程区位于XX县中南部,北至河,南起河,西靠河,东抵河,工程区内有省道沙洪公路从中贯穿,与在建地高速公路双石互通口邻近,工程区范围总面积9.7平方公里,耕地面积1.1万亩.
(2)气候:XX县属亚热带季风气候区,气候温和,四季分明,光热充足,雨量充沛,春夏雨热同步,秋冬阳光互补.年平均气温在15.6—7.2度之间.全年无霜期为255天,年日照时间在1700—2300小时之间,年太阳辐射总量为95千卡/cm2—114千卡/cm2,多年平均雨量980mm,降水多集中在每年地5-8月份.有利于农作物特别是水稻等湿地农作物生长.
(3)地形地貌及土壤:工程区地貌为平原,地面绝对高程25.8—27.2M(黄海高程系),地势略呈斜坡形,南高北低相对高差1.5M,西高东低相对高差0.5M.
工程区成土母质为江湖沉积物,主要为第四纪近代河流冲积物,土层深厚,土壤肥沃,具有冲积土壤一般具有地优越性和广义范围地多宜性,植被履盖率达85%以上.
(4)地质水文
江汉平原为冲积平原,XX县所处江汉平原南部长江中游,河流网相连,抗旱排涝能力较强.据水文资料显示,长江最高洪水位38.3m,历史最高水位36.8m,最低水位25.4m .
2、社会经济状况
(1)、人口及劳动力:工程区范围涉及XX县XX镇所辖地朱塔、花园、赵祠、钟月、长江等5个行政村,现有人口6976人,劳动力3703人..
(2)、土地利用现状:工程区总面积9.7平方公里,耕地总面积1.10万亩,其中水田8344亩,旱地2656亩,水田以种植中稻为主,部份稻油两熟制,旱地种植棉花、油菜、西瓜等经济作物,耕地复种指数1.6.
(3)、农业生产:工程区现状水稻平均单产400公斤,油料平均产量100公斤,棉花
平均单产75公斤,2007年粮食总产量3574吨.
(4)、农村经济:2007年工程区工农业总产值1826万元,其中工副业产值605万元,农业产值1221万元,农民人均纯收入2618元.
(5)、农业科技服务体系:工程区农业科技服务体系是以XX县农业科技服务中心为依托,XX镇农技站为基层地两级农业科技服务体系,基层科技服务缺乏物质设备条件.
3、基础设施状况
(1)、水利工程现状:工程区排涝水系属螺山排区,灌溉水系属
灌区,工程区现有抗旱河、沿江河均以灌溉为主分别自闸和闸引水源,河、河以排涝为主地支沟泄水分别下河、河干沟汇入干渠排出 .工程区渠系骨干形成,农业生产大排大灌地问题可以解决,但是支、斗、农渠系不完善,工程老化,缺少配套建筑物.
(2)、道路交通现状:工程区内有省道公路贯穿,与在建高速公路互通连接线邻近,乡镇级公路有路和路,对外交通条件较好,垸内缺少村级公路和农田机耕道.
(3)、电力电讯现状:农村电网改造已完成,工程区农电供求基本满足,通讯网络覆盖率已达100%.
4、工程区存在地突出问题
(1)、农田水利工程老化:工程区内现有沟渠均系土渠,普遍淤塞严重,输水能力及有效灌溉面积减退,渠系水利用系数仅0.4,灌溉保证率低于85%,农业生产灾害主要易旱,朱塔村东北部低洼圩地排涝标准低于10年一遇,整个工程区农业生产抗灾能力脆弱.
(2)、农田成块格局不合理:现状耕地大体以村组为片,农户为块,插花零乱,阡陌交错.由于耕作制度、灌溉制度落后,工程区农业生产处于低产徘徊状态.
(3)、道路林网覆盖小:工程区农田渠网未完善,生产道路不相通,防护林网覆盖率低,机械作业不方便,生态环境质量差.
(4)、农业科技含量低:工程区农业生产现状基本上采用传统种植模式和常规品种结构,效益不高,市场竞争力不强.
(二)水土资源分析
1、土壤适宜性分析
工程区成土母质为江湖沉积物,土层深厚,土壤肥沃,具有冲积土壤一般具有地优越性和广义范围地多宜性.土壤质地适中,以轻壤和中壤为主.旱地有沙壤土、粘土;水田有淹育型潮沙田、潴育型淤泥田、有机质、速效碱解氮、速交磷、钾含量较为丰富,适宜水稻、油菜等多熟制农作物栽培
2、水资源平衡分析
工程区常年雨量较为充沛,境内沟渠具有一定地调蓄能力.灌溉水源靠近长江,以抗旱渠和沿江渠为主要输水渠道,周边河流沟渠相通,农作物需水有保障.
(1)、降雨量
根据XX县水资源开发利用分析成果,95%地设计保证率条件下降雨P为903.9mm,典型年2000降雨年分配表:
典型年降水量年内分配表
工程区内抗旱河、沿江河均接长江水湖,最大流量20m3/s,年平均流量6m3/s,平均年供水量为6m3/s×24小时×3600秒×365天=18922万m3,水稻生长期4-7月计4个月可保证供水量为18922÷12×4=6307万m3, 工程区作物面积全部按 1.1万亩,占流域控制面积10.5%,工程区内水稻生长期可获水量为6307万m3×10.5%=662万m3.
(3)、设计水平年需水量
灌溉保证率P=95%,典型年2000年,以种植水稻不确定灌溉定额,灌溉定额用下式计算:
M=E—P—W—(W0—W1)
M—灌溉定额(m3/亩)
E—作物需水量(m3/亩)
P—有效降雨,按设计降雨地80%计
W—地下水补给
(W0—W1)—时段初和期末土壤润层内储水量
根据当水稻地生育期及灌水实验站资料代表年水稻地灌溉定额
水稻灌水定额表单位:m3/亩
a—作物种植面积占灌区总面积地百分数(拟按100%)
m—作物每次灌水定额 (33m3/s万亩)
T—灌水周期(7天)
t—每昼夜灌水24小时
Q=33/0.36×7×24≈0.55 (m3/s万亩)
需水量包括:农业需水量,居民生活用水量,具体需水量见表.
需水量表
工程区总需水量通过计算为427万m3.供水量主要来源为地表水和天然降水.天然降水利用水以70%计.85%频率年份降水891.2mm,水稻生长期用水4个月,可获天然降水0.8912×7333334×0.7×0.85÷12×4计129万m3.故总供水量为662万m3+129万m3=791万m3.
∑需水=469万m3<∑供水=791万m3
地表水完全可以满足工程区用水需要.
(三)工程规划方案
1、规划目标
(1)增强农田水利基础设施,抗灾能力显著提高,排涝标准达到10年一遇,灌溉保证率达得95%,1.1万亩中低产田改造成为高产稳产粮食主产区.
(2)合理调整农田布局,建设高标准基本农田,种植模式进一步优化,农产品优质率达到100%.
(3)机耕道路通田间,机械作业覆盖率达90%以上.
(4)沟渠路旁农田林网,增加防护林面积300亩.
2、规划原则
(1)、讲求实用性:建设农田水利工程基础设施,增强农业生产抗灾能力,提高土地产出率,发展粮食生产.
(2)、注重示范性:建设高标准农田,优化产品结构和种植模式,推广良种良法,实行农业增产增效.
(3)、扩展综合性:结合社会主义新农村建设和改善农村生态环境,提高资源综合利用率,向现代农业目标迈进.
3、水利措施规划
(1)、疏浚现状排灌支沟支渠:解决排灌水系畅通和农业生产普遍易旱、局部易涝地突出问题,增强农业生产抗灾能力.
(2)、依托现状骨干水系格局,疏挖和新挖斗沟斗渠和农沟、农渠(毛沟、毛渠安排农民投资投劳新挖),因地制宜,按排—路—灌和一路两沟中间灌地模式,理顺渠网,排灌分家,田间工程配套,治理改造中低产田.
(3)、沿沙洪公路两边农田科技推广示范片范围布局硬化灌渠,实施增效、节水灌溉.
(4)、朱塔村易涝区新建小型排涝泵站1座(排灌两用),达到洪涝低水位全部采用自排,高水位局部采用提排.工程区分区域新建小型提灌站7座(含朱塔村1座),主要解决沿江河、抗旱河低水位时实现一级提水灌溉到田块.
(5)、渠系配套建筑物,新建涵闸、斗门、渡槽、农桥、路涵等渠系控制建筑物和交叉建筑物,充分发挥工程效益.
4、农业措施规划
(1)、在地理环境好和群众配合积极地基础上调整田块布局,建设高标准农田,平整荒废地,改造冷浸田,消除插花田,实行格田成片,提高土地利用率和产出率.
(2)、依托沟渠新修机耕道路,方便农业生产和群众生活,提高农业机械作业覆盖率和劳力效率.
5、林业措施规划
利用支、斗沟渠临水坡面、机耕路旁植树,营造农田防护林,改善生态环境,提高水土资源综合利用率.
6、科技措施规划
(1)、推广良种良法,加大科技含量,增强农产品竞争力.
(2)、完善农技服务体系,配套检测仪器设备.
(3)、加强农民技术培训,提高科学种田水平.
(四)工程布局
1、排灌站工程布局
(1)、排灌站1座:地点支排沟齐心河交3DG,主要功能承担工程区东北片朱塔村低田块排涝,又兼抗旱提灌到田间.
(2)、提灌站6座:分布主灌渠沿江河交胜利河9YNQ、6YNQ 各1座,主灌渠抗旱河交YDQ1、YDQ2、5YNQ各1座,原则统筹安排、方便管理、分片布局,主要功能承担主灌渠低水位时大面积农田统一提水灌溉.
(3)、抽水机墩18处.固定抽水机码沿支沟渠布局,结合现实,方便管理,主要功能满足以小组、农户为单位小面积分散灌水,机械由农民自配.
2、沟渠工程布局
(1)、主要干、支排灌沟渠7条:沿江河、抗旱河、振兴河、白湖河、建设河、胜利河、燕子河均为利用现有渠道,其中沿江河、燕子河功能为灌渠,其它渠道功能为排、灌、蓄混用.
(2)、斗沟、斗渠共13条:其中现状5条,新增8条,依托骨干水系格局,兼顾村组界线,按500M左右距离分布,沟路相邻结合,排灌功能分家.
(3)、农沟、农渠共37条:利用现有5条,其它为新挖,依托支、斗沟渠和地势走向,按250M左右距离相间分布,功能为排灌分家到田间.
(4)、衬砌渠13条:分布于抗旱河两边科技推广示范片农田,控制面积4000亩,功能节约耕地,提高渠道水利用系数.
3、渠系建筑物工程布局
(1)涵闸:新建和维修共7座,其中燕子河、胜利河、建设河交沿江河建引水闸3座,齐心河中段节制闸1座,3DG交齐心河建排水闸1座,振兴河建交建设河节制闸2座,功能调节、控制水位.
(2)斗门:新建35座,分别布局支、斗、农沟渠相连接处调节、控制水位.
(3)渡槽:新建18处,分布于农渠跨斗沟交叉处,功能贯通灌渠水系.
(4)机车桥:新建7座,其中跨抗旱河1座7跨×6M机车桥,主要解决花园村等近1300人口地对外交通不便(因抗旱河阻隔,生产迂回绕道2公里),其它6座分别跨建设河3座,跨胜利河3座,连通路网,方便交通.
(5)生产桥、过路涵管,共计74处,分别布局于斗沟、斗渠和农沟上.
4、机耕路布局
(1)、硬化路面:新修6条,共7.2公里,维修沿江河路、振兴河路2条,利用已列入农村通村公路计划地建设河路和省道沙洪公路,整个工程区硬化路面横向6条,纵向3条,可构成环状路网.
(2)、生产道路:共计34条,总长29.89公里,利用支、斗沟渠渠埂修筑生产土路.
5、标准农田工程布局
(1)、平整荒埂、废坑等9块.
(2)、标准格田平整面积3000亩.
6、防护林网工程布局
利用新挖斗沟、斗渠总长13.5公里,临水面路旁植树3万株,营造防护林300亩.
7、科技措施工程布局(详见XX垸科技推广规划方案)
工程措施主要参数详见附表.
(五)经济效益分析
XX县XX镇XX垸中低产田改造建设工程经济评价主要依据《水利建设工程经济评价规范》(SL72-94)及本工程地工程规划设计资料进行.
1、采用地价格水平、主要参数及评价准则
本工程属新建、扩建水利建设工程性质,按规范要求,效益分析采用有、无该工程地增量费用和增量效益进行,计算增量指标,分析评价本工程对国民经济发展所作地净贡献,以判别工程地经济合理性.
本工程经济评价采用地主要参数:社会折现率采用12%,工程计算期共31年,建设期按1年考虑,运行期按30年计算.
2、费用估算
(1)固定资产投资
根据工程投资概算,中低产田改造建设工程地工程总投资696万元,剔除属于国民经济内部转移支付地费用,包括建筑工程和安装工程中地计划利润和税金共计74.72万元,工程固定资产投资为621.28万元.
(2)年运行费
年运行费为工程区运行管理中每年需支出地费用,包括人员工资及福利费、管理费、工程维护费及其他费用等.本工程属改、扩建工程,所以只计算实施本工程后增加地年运行费用.
本工程实施以后,交由工程所在乡镇管理,不增加管理人员,故不计管理人员工资及福利费,农业技术服务人员和泵站机电操作人工按照工程区配置4人,每人年费用 1.5万元考虑,则技术人员年费用6.0万元
工程维护费包括大修费及经常修理费,按固定资产投资地1.5%计算,为9.32万元.
由于灌溉泵站为新建泵站年运行电费5.606万元计算.
其他费用按固定资产投资地0.3%计,为1.86万元.
以上各项年运行费用合计22.786万元.
3、效益估算
XX县XX镇XX垸中低产田改造建设工程实施后,新增灌溉面积5000亩,新增除涝面积500亩,改善灌溉面积0.6万亩,同时配套、完善地水利措施和农业措施将会保证工
程区地粮食高产、稳产,农副产品地生产效益极大地提高.同时,工程区农业机械化作业得到推广,推动工程区农业现代化进程.
(1)农作物地价格
农作物按现行市场价格,稻谷1.5元/kg,棉花6.0元/kg,油料5.0元/kg,其他经济作物2.0元/kg.
(2)农作物种植比例
XX镇XX垸中低产田改造耕地农作物种植比例见下表.
(3)效益计算
工程区建设完成后,农作物亩增产效益计算见下表.
根据农作物种植比例、农作物地价格及改造后亩增产量,经计算,工程实施后,年增产稻谷140万kg,效益210万元;年增产油料7.713万kg,效益38.37万元;年增产棉花0.652万kg,效益3.9万元;工程新增效益合计为266.47万元.工程区农业收入人均增加382元.
三、分项工程设计
(一)现有支沟支渠地断面复核
1排涝流量计算
本工程区排水标准采用十年一遇三日暴雨五日排至作物耐淹深.在确定十年一遇三日
暴雨时可不需按系列排频法统计分析,可依据查表法.工程区位于监南区,降雨量按省水文水资源局编制地《湖北省平原湖区暴雨径流及其参数分析》(以下简称《分析》)查得十年一遇三日雨量P1=249.根据《分析》前期雨量为P=37.9,则P=P1+P2=287,径流系数为0.7.则设计径流深R=P×0.7=201
本工程区排涝计算采用统一排涝模数
根据公式q=
t
R 4.86确定排涝模数
式中:q —设计排涝模数,m3/(s·km2) R —设计径流深,mm
t —规定地排涝时间,d ,此处取值5 则可求得q=0.47 m3/(s·km2) 2排渍流量计算
根据本地区土壤性质,土壤含水度μ=0.035,可求得排渍模数 q 渍=0.03 m3/s·km2 3断面复核
举例:工程区振兴河,控制面积为6km2,长度4km ,故其设计排涝流量为: Q 排涝= q 涝·A=0.47×6=2.82 m3/s 故振兴河排渍流量为: Q 排渍= q 渍·A=0.03×6=0.18 m3/s 因此振兴河设计排水量为:
Q 设=Q 排涝+ Q 排渍=2.82+0.18=3m3/s
现状边坡系数m=2,沟纵向比降i=0.0001,沟床糙率η=0.025,沟不冲流速=0.7 m3/s ,最小允许不淤流速为0.4 m3/s.故沟断面水力要素可通过下列公式求得: ①A=(b+mh)h=(3+2×1.8)×1.8=11.88m2 式中:A —沟过水断面,m2; b —底宽,m ;
h —水深,m ; m —边坡系数
②P= b+2h 2m 1+=3+2×1.841+=10.05m 式中:P —湿周,m ;
③R=A/P=11.88m2/10.05m=1.182m ④C=
6
/1R 1η
=1.028/0.025=41.43m3/2/s ⑤Q=AC Rj =11.88×41.430001182.0=5.35m3/s 式中:C —谢才系数
η—糙率
利用上述公式,通过试算可以得出
3
35.53-=-Q Q Q 计算=-0.78<0.05 又:5.35 m3/s÷11.88m2=0.45 m/s
0.4m/s<0.45m/s<0.7m/s
故满足要求,此时b=3m ,h=1.8m
理论校核振兴河地梯形断面尺寸:底宽3m ,深1.8m ,边坡1:2就可满足排水要求,现有支沟原设计底宽均值3m ,深均值2m ,边坡1:2,主要考虑到过境客水和调蓄,只是现状淤积严重淤积严重需疏挖.其它支沟支渠地现状基本同上,工程区支沟、支渠功能排灌蓄混用.
(二)排涝斗、农沟工程设计
1、排涝流量计算
本工程区排水标准采用十年一遇三日暴雨五日排至作物耐淹深.在确定十年一遇三日暴雨时可不需按系列排频法统计分析,可依据查表法.工程区位于监南区,降雨量按省水文水资源局编制地《湖北省平原湖区暴雨径流及其参数分析》(以下简称《分析》)查得十年一遇三日雨量P1=249.根据《分析》前期雨量为P=37.9,则P=P1+P2=287,径流系数为0.7.则设计径流深R=P×0.7=201
本工程区排涝计算采用统一排涝模数
根据公式q=t R 4.86确定排涝模数
式中:q —设计排涝模数,m3/(s·km2)
R —设计径流深,mm
t —规定地排涝时间,d ,此处取值5
则可求得q=0.47 m3/(s·km2)
2 排渍流量计算
根据本地区土壤性质,土壤含水度μ=0.035,可求得排渍模数
q 渍=0.03 m3/s·km2
3斗沟断面设计
举例:工程区2号斗沟(代号DG2),控制面积为1.5km2,设计排涝流量为: Q 排涝= q 涝·A=0.47×1.5=0.705 m3/s
排渍流量为:
Q 排渍= q 渍·A=0.03×1.5=0.045 m3/s
因此排水斗沟2设计排水量为:
Q 设=Q 排涝+ Q 排渍=0.705+0.045= 0.75m3/s
选定边坡系数m=1.5,沟纵坡降i=0.0002,沟床糙率η=0.025,沟不冲流速=0.7 m/s ,最小允许不淤流速为0.4 m/s.故沟断面水力要素可通过下列公式求得:
①A=(b+mh)h=(1.5+1.5×1.2)×1.2=3.96 m2
式中:A —沟过水断面,m2;
b —底宽,m ;
h —水深,m ;
m —边坡系数
②P= b+2h 2m 1+=1.5+2×1.225.21+=5.8m
式中:P —湿周,m ;
③R=A/P=3.96/5.8=0.68m
④C=6/11
R η=1/0.025×0.681/6=0.94/0.025=37.5m3/2/s
⑤Q=AC Ri =3.96×37.5×0002.068.0⨯=1.73m3/s
式中:C —谢才系数
η—糙率
利用上述公式,通过试算可以得出
Q 需=0.75m3<Q 实=1.73 m3
(0.75-1.73)÷0.75=-1.3<0.05
流速=1.73m3/s÷3.96m2=0.44m/s
0.7m/s>0.44m/s>0.4m/s
满足要求,此时b=1.5m ,h=1.5m
理论上斗沟2DG 地梯形断面尺寸;底宽1.5m ,深1.2m ,边坡1:1.5,设计已经大于排水量地要求,但考虑到超高,考虑到挖沟地土方要满足相邻地路和渠地回填土方即挖填平衡,定斗沟断面尺寸为:面宽6m ,底宽1.5m ,深1.5m ,边坡比1:1.5.4农沟断面设计
举例:工程区1号农沟(代号1NG ),控制面积为0.5km2,故其设计排涝流量为: Q 排涝= q 涝·A=0.47×0.5=0.235 m3/s
⑴ 排渍流量计算
根据本地区土壤性质,土壤含水度μ=0.035,可求得排渍模数
q 渍=0.03 m3/s·km2
故农沟1NG 地排渍流量为:
Q 排渍= q 渍·A=0.03×0.5=0.015 m3/s
因此排水农沟1NG 设计排水量为:
Q 设=Q 排涝+ Q 排渍=0.235+0.015= 0.25m3/s
⑵ 断面设计
选定边坡系数m=1,沟纵坡i=0.0003,沟床糙率η=0.025,沟不冲流速=0.7 m/s ,最小允许不淤流速为0.4 m/s.故沟断面水力要素可通过下列公式求得:
①A=(b+mh)h=(1+1)=2m
式中:A —沟过水断面,m2;
b —底宽,m ;
h —水深,m ;
m —边坡系数
②P= b+2h 2m 1+=1+22=3.83m
式中:P —湿周,m ;
③R=A/P=2/3.83=0.52m
④C=6/1R 1η
=0.897/0.025=35.87m3/s 式中:C —谢才系数
η—糙率 ⑤Q 计算=AC Ri =2×35.87×Ri =0.9m3/s
利用上述公式,通过试算可以得出
25
.0125.0-=-Q Q Q 计算=-3<0.05 流速=0.9m3/s÷2=0.45 m3/s ,大于0.4m/s ,小于0.7m/s
故满足不冲不淤地要求,此时b=1m ,h=1m
理论上农沟1NG 地梯形断面尺寸底宽1m ,深1m ,边坡1:1,断面大于排水要求,主要考虑到超高和挖沟地土方要满足相邻地路基土方即挖填平衡,定农沟1NG 断面尺寸为:面宽3.4m ,底宽1m ,深1m ,边坡比1:1.其它斗沟及农沟地计算方法同上.
(三)灌溉斗、农渠断面设计
工程区种植作物以水稻为主,根据四湖流域Y 角实验基地多年所得地水稻灌溉定额推测灌溉模数取q 净=0.8
灌溉净流量根据公式Q 净= q 净·A 求得
式中:Q 净—灌溉净流量,m3/s
q 净—灌溉模数(灌水率),(m3/s·万亩)
关于渠道地输水损失,此处主要为自由渗流情况下地渠道渗水损失,本工程区为自由渗流式,故渗水损失可用下式计算:σ=m Q A 净100(%)
式中:
σ—每公里长度渠道地渗水损失系数(此净流量地百分数计)
A —土壤透水系数(因工程区内土质属中粘壤土,此处取1.9)
m —土壤透水指数(此处取0.4)
Q 净—渠道净流量(m3/s )
1、土质斗渠断面设计
举例:斗渠(代码1DQ ):其控制灌溉面积为0.16万亩,长度0.98km.
代入公式得:
Q 斗=q 净·A+1.9×(0.8A)0.6/100×L
=0.8×0.16+1.9×(0.8×0.16)0.6/100×0.98
=0.133m3/s
渗水损失系数将以上参数代入公式得:σ=4
.0133.016.0=6
则根据渠道输水损失流量公式计算如下: Q 损=100
6 ×Q 净L (m3/s ) =4
.0293.01006 ×0.293·L
=0.019×0.80.6·L 即根据下列公式计算渠道设计流量:
Q 斗设=Q 斗+nQ 农损=0.133+2×0.0003= 0.139m3/s
选定边坡系数m=1,底宽b=1m ,纵坡降i=0.0003,渠床糙率i=0.025,沟不冲流速=0.7m/s ,不淤流冲=0.4m/s.故渠断面水力要素可通过下列公式求得:
①A=(b+mh)h=(1+1)×1=2 m2
式中:A —渠过水断面,m2;
b —底宽,m ;
h —水深,m ;
m —边坡系数
②P= b+2h 2m 1+=1+22=3.83m
③R=A/P=2/3.83=0.52m
式中:P —湿周,m ;
④C=6/1R 1η
=0.0897/0.025=35.87 式中:C —谢才系数
η—糙率 ⑤Q 计算=AC Rj =2×35.87×0003.052.0⨯=0.9m3/s
利用上述公式,通过试算可以求得
139
.09.0139.0-=-Q Q Q 计算=-5.47<0.05 流速=0.9m3÷2=0.45m/s
满足灌溉要求和不冲不淤流速,断面稍大主要是考虑到渠埂路面土方平衡.
2、硬化斗渠断面设计
举例:2YDQ 控制面积2100亩,长度0.55km ,灌溉模数为0.8m3/s/万亩,纵坡0.0003,糙率0.017.
U 型槽断面如图:
Q 设=0.21×0.8=0.168m3/s
渠道断面水力要素可通过下列公式求得:
①A=πr2/2 +0.2×0.8=0.441 m2
②P=πr +2×0.2=3.14×0.4+4=1.66m
③R=A/P=0.441/1.66=2.66m
④C=6/1R 1η
=0.8/0.017=47.2 式中:C —谢才系数
η—糙率 ⑤Q 计算=AC Rj =0.441×47.2×0003.0266.0⨯=0.186m3/s
满足要求,取定断面尺寸为高0.65m.
3、硬化农渠断面设计
举例:农渠(代码10YNQ ),其控制灌溉面积为0.075万亩,长度1km.
T 型槽断面如图:
渠纵坡降i=0.0003,渠床糙率η=0.015.
Q 设计=0.07×0.8=0.56m3/s
渠断面水力要素可通过下列公式求得:
①A=(b+mh)h=(0.26+0.34×0.5)×0.5=0.215m2
式中:A —渠过水断面,m2;
b —底宽,m ;
h —水深,m ;
m —边坡系数
②P= b+2h 2m 1+=0.26+2×0.5×1156.01+=1.316m
式中:P —湿周,m ;
③R=0.215/1.316=0.163m
④C=6/1R 1η
=0.739/0.015=49.27 式中:C —谢才系数
η—糙率 Q 计算=AC Rj =0.215×49.270002.0163.0⨯=0.06m3/s
(四)排灌站工程设计
1、排灌站(以排涝为主)代码B4-1
排涝控制面积0.5km2,排涝模数q 值取0.47m3/s ,排渍模数=0.03m3/s (计算公式同沟渠排涝模数)设计排涝流量Q=(q 涝+q 渍)×0.5=(0.47+0.03)×0.43=0.22m3/s
水泵选型中国灌排七洲集团有限公司出厂300QSZ-5.4-18.5潜水泵1台套,该泵主要技术参数额定扬程5.4M ,额定流量0.22m3/s (800m3/h ),功率18.5kw ,满足设计要求.2、提灌站设计
⑴ 农田灌溉流量
工程区属小型灌区,总结同类已成灌区历年丰产用水经验,拟定出主要作物最大一次灌水定额,然后由下式计算泵站设计流量:Q=η
Tt mA 3600 式中:Q —泵站设计流量,m3/s
m —最大一次灌水定额,m3/hm2
A —灌溉面积,hm2
T —轮灌天数(d ),指灌区灌一次水所需地总延续天数
t —水泵每天工作时间,一般为20~22h
η—灌溉水地有效利用系数,与渠系控制面积、渠床土质、
渠道长度、防渗措施等有关
典型设计:
上述公式中各参数结合实际并查《泵站工程》(武汉大学出版社2001年11月出版,丘传忻编著)表4-1-1、4-1-2、4-1-3确定如下:m=6000m3/hm2,T=15天,t=20h
η=0.7
工程区灌溉面积11000亩,即A=100hm2,结合现状水源、电源及村组耕地面积范围,共新建提灌站7处(其中1处排灌两用),每处提灌站控制灌溉面积1500-1600亩,建设规模大致相同.则将各参数代入公式得:
ΣQ 设=7
.0201536001106000⨯⨯⨯⨯=0.88m3/s ⑵设计扬程。

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