农田建设规划典型工程设计

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1、典型工程设计1塘坝典型设计1.1基本情况本次塘坝典型设计采用科左后旗莲花吐塘坝作为典型设计。设计中P设=20%，P校=10%。1.1.1工程位置莲花吐塘坝位于科左后旗甘旗卡镇莲花吐村东南2公里处，属于柳河流域小青沟支流，沟内长年流水。1.1.2社会经济情况莲花吐村总人口585人，147户，劳动力283人，大小畜1200头（只），人口自然增长率12.5，人均纯收入970元。现有耕地5880亩，主要农作物为玉米、水稻。1.1.3工程自然地理条件该沟道发育由北向南倾斜，进入辽宁省境内，沟深5070米、沟宽80120米。沟道比降1/200，多年平均侵蚀模数为3850t/km2年。工程所在地属于半干旱大

2、陆性季风气候区，多年平均降雨量为431.35mm，平均气温为5.8。1.2水文1.2.1流域自然概况莲花吐塘坝是柳河流域小青沟上的一座拦河塘坝，流域面积为7.55km2，河道长度15.0km，河道平均坡降1/200。1.2.2气象莲花吐塘坝的气象资料，采用邻近甘旗卡气象站的实测资料。1.2.3降雨莲花吐塘坝属于柳河流域，具有半干旱大陆性季风型气候特征。根据甘旗卡站观测资料，多年平均降雨量为431.35mm，降水年内分配极不均匀，年际变化大，春季45月份平均降水量在2070mm之间，占全年降水量的516%，夏季降水集中，78月份平均降水150250mm，占全年降水的4060%，入秋以后降水减少，

3、9月份降水3080mm，占全年的718%，冬季降水极少。1.2.4蒸发本区多年平均蒸发量为1950mm（20cm蒸发皿）。1.2.5风本区是大风出现较多的地区，多年平均风速4.0m/s，多年平均最大风速为17m/s。1.2.6气温本区干旱少雨，天气多晴朗，日照时间较长，夏季炎热，冬季寒冷，该区多年平均气温5.8，年极端最高气温36.2，最低气温-32.2，一月平均气温-14.0，七月份平均气温23.2。1.2.7冰冻本区多年平均最大冻土深1.2m左右，最大冻土深达1.5m。水库水面冰冻厚度一般在0.70.8m。1.3水文基本资料1.3.1水文测站情况莲花吐塘坝是柳河流域小青沟上的一座拦河塘坝，

4、其邻近流域有东五家子水库、三刀水库、大青沟水文站等均有年径流观测资料。1.3.2关于参证站的选择莲花吐塘坝位于小青沟中游，其邻近流域有东五家子水库、三刀水库、大青沟水文站等均有观测资料，上述三个有观测资料的站点，大青沟位于柳河流域与莲花吐塘坝最近，因此本次莲花吐塘坝年径流量参证站采用大青沟水文站。大青沟水文站与莲花吐塘坝流域特征见表1-1。表1-1 大青沟水文站与莲花吐塘坝流域基本情况对比表项 目大青沟水文站莲花吐塘坝河 长km4815入库河长km329地 段坨甸相向坨甸相向植 被草 地草 地土 壤沙 土沙 土流域宽度km3.752.2比 降1/3001/200流 域 形 状长方椭圆形长方椭圆

5、形1.4径流1.4.1计算方法本次莲花吐塘坝年径流计算采用直接移值大青沟水文站的径流成果，按径流深换算到莲花吐塘坝，Cv、Cs均与大青沟水文站相同。1.4.2径流莲花吐塘坝以上流域面积为7.55 km2。按照大青沟水文站多年平均径流深为53.7mm，将其值直接移到莲花吐塘坝，则该塘坝多年平均径流量为40.52 万m3，Cv与C s值均采用大青沟水文站的特征值，Cv=0.52，C s=2.5 Cv，其成果见表1-2。表1-2 年径流频率计算成果表名称均值(万m3)CVCS/CVP(%)计算采用20507590莲花吐塘坝40.520.550.522.555.6336.102518.07根据灌溉要求

6、，按设计年径流P75%的情况来选择，考虑月分配因素选择作为P75%设计年的典型年，按其年内分配所占百分数，计算该水库P75%时各月入库水量。见表1-3。表1-3 莲花吐塘坝入库水量表 单位：万m3月123456789101112合计P75%入库水量0.10.23.41.32.053.356.056.12.10.20.150251.4.3成果合理性分析（1）Cv值按照后旗坨甸相向地貌的特征，三刀、东五家子水库以及大青沟水文站，其Cv均在0.70.3之间，因此本次采用的Cv=0.52是符合地区特点的。（2）Cs值，三刀、东五家子水库以及大青沟水文站以及邻近地区均在Cs=2.0 Cv、Cs=2.5

7、Cv之间，所以本次采用Cs=2.5 Cv是合理的。 以上分析，认为莲花吐塘坝年径流成果是合理的。1.5设计洪水莲花吐塘坝无实测洪水资料，故本次设计采用吉林省水文图集中的地区经验公式法推求设计洪水。1.5.1地区经验公式法根据吉林省水文图集计算设计洪水，洪峰及洪量采用以下公式进行计算:（1）洪峰流量计算公式为：（2）洪量计算公式为：式中： 洪峰流量均值（m3/s） 洪峰均值参数0.5F流域面积为7.55km2Kp模比系数，根据该水文图集，洪峰Cv1.4Cs2.5Cv，由此可得不同频率kp值QP各频率洪峰流量（m3/s）洪量均值（万m3） 洪量均值参数，19.5Wp各频率洪量（万m3）m面积指数，

8、m0.6。计算成果见表1-4。表1-4 设计洪水计算成果表（地区经验公式法）项目CvCsP=2%P=5%P=10%P=20%洪峰（m3/s）1.42.5 Cv9.286.324.272.44洪量（万m3）1.42.5 Cv36.224.716.79.51.6塘坝水位、库容关系计算根据塘坝库区内实测资料，计算塘坝水位、库容、面积关系，计算成果见表1-5，塘坝水位、面积，水位、库容关系曲线见图21、22。表1-5 水位库容曲线表水 位（m）水库面积（m2）平均面积（m2）水 层 厚（m）水层容积（m3）累积库容（m3）1100011120001000110001000112300025001250

9、035001131600095001950013000114234001970011970032700115405003195013195064650116542004735014735011200011772000631001631001751001189320082600182600257700119130000111600111160036930012016300146500114650051580012117500169000116900068480012219000018250011825008673001.7工程等级和设计标准1.7.1工程等级和设计标准该工程为小塘坝，正常运行和非

10、常运行洪水重现期分别为10年一遇设计和20年一遇校核。1.7.2死库容及死水位的确定本次确定塘坝死水位主要考虑以下两个因素：一是要满足除险加固30年后泥沙淤积要求；二是要满足塘坝养鱼要求及冰冻要求。由于塘坝上游植被较好，泥沙淤积总量不大，认为泥沙全部淤积在死库容里。同时考虑冰厚以及养鱼过冬需水的水深为1.5m左右，故确定死水位为111.5m，相应死库容为0.225万m3，满足淤积与养鱼、冰冻要求。1.8兴利调节1.8.1灌溉用水莲花吐塘坝灌溉设计面积为0.06万亩，主要种植作物为玉米。灌溉制度依据通辽市水科所汇编的西辽河平原区主要农作物灌溉模式研究成果，灌溉制度及用水量见表1-6。 表1-6

11、各 月 用 水 量 月 项 目378合计毛灌水定额(m3/亩)116.7 83.3 83.3 283.3用水量(万m3)7.005.005.0017.00灌溉面积(万亩)0.060.060.060.061.8.2兴利调节计算根据塘坝的库容曲线、来水过程和用水过程及蒸发、渗漏损失进行兴利调节计算，调节原则为以洪定需，调节方式为年调节。设计灌溉保证率采用P=75%。计算成果见表1-7。32表1-7 莲花吐塘坝P=75%（ 计入损失）兴利调节计算表月水库 来水水库 用水来水- 用水 月末 库容月平均 库容平均 面积渗漏量蒸发 损失量水库 损失量水库 总用水来水- 用水月末 库容不计损失万m3Km2万

12、m3万m3万m3万m3万m311.5256.16 10.10.111.62511.5750.040.115750.38 0.49 0.49 -0.39 5.77 20.20.211.82511.7250.0410.117250.41 0.53 0.53 -0.33 5.44 33.47-3.60.2256.0250.0240.060250.32 0.38 7.38 -3.98 0.22541.31.31.5250.8750.0170.008750.29 0.30 0.30 1.00 1.22 52.052.053.5752.550.0190.02550.54 0.57 0.57 1.48 2.

13、71 63.353.356.9255.250.0290.05250.86 0.92 0.92 2.43 5.14 76.0551.057.9757.450.0330.07450.94 1.02 6.02 0.03 5.17 86.151.19.0758.5250.0320.085250.88 0.96 5.96 0.14 5.31 92.12.111.17510.1250.0350.101250.35 0.45 0.45 1.65 6.96 100.20.211.37511.2750.0380.112750.32 0.43 0.43 -0.23 6.73 110.150.1511.52511.

14、450.0390.11450.25 0.36 0.36 -0.21 6.52 120011.52511.5250.040.115250.24 0.35 0.35 -0.35 6.16 00合计251780.98355.78 6.77 23.77 1.24 备注水库的死水位为111.5m，死库容为0.225万m3；兴利水位为115.11m，兴利库容为6.735万m3。1.9洪水调节本次设计确定塘坝设计洪水标准为1020年一遇，校核洪水标准为30年一遇，20年一遇洪水洪峰流量为4.27 m3/s，10年一遇洪水洪峰流量为2.44m3/s。设计洪水过程线见表1-8表1-8设计入库洪水过程线计算表时段

15、设计入库洪水过程线Q典2%5%10%20%00000027.844.46 3.04 2.05 1.17 410.986.25 4.25 2.87 1.64 614.318.14 5.55 3.75 2.14 816.319.286.324.272.4410158.53 5.81 3.93 2.24 1214.027.98 5.43 3.67 2.10 1413.247.53 5.13 3.47 1.98 1611.866.75 4.60 3.10 1.77 1810.495.97 4.06 2.75 1.57 209.125.19 3.53 2.39 1.36 227.844.46 3.04

16、2.05 1.17 246.673.80 2.58 1.75 1.00 2652.84 1.94 1.31 0.75 283.141.79 1.22 0.82 0.47 301.961.12 0.76 0.51 0.29 32000001.9.1汛限水位的确定本次设计采用原汛限水位115.11m，主要是因为灌溉要求与兴利水位取一致。1.9.2洪水调节计算根据水位泄量关系曲线，采用单辅助曲线法进行调洪演算。水位泄量关系曲线见图3-1，辅助曲线见表1-9。调洪成果见表1-10、5-11.表1-9 莲花吐塘坝单辅助曲线计算表时 段水位I(m)库容V qq/2(万m3)t=2小时115.1100000

17、115.51.882.61 0.390.1952.81 1164.245.89 1.340.676.56 116.55.527.67 2.621.318.98 11710.5514.65 4.162.0816.73 图31 莲花吐塘坝q- 辅助曲线0123456024681012141618表1-10 莲花吐塘坝（P=20%）调洪计算表时段 （小时）Q入 (m3/s)Q平均 (m3/s)v/t+q/2时段末qV（万m3）0000021.170.5850.5850.10.1541.641.4051.350.211.0562.141.891.790.271.2182.442.292.160.31.

18、35102.242.342.190.321.42122.12.172.010.291.3141.982.041.90 0.281.25161.771.8751.74 0.251.16181.571.671.55 0.231.12201.361.4651.35 0.211.05221.171.2651.16 0.150.922411.0851.01 0.140.87260.750.8750.81 0.120.72280.470.610.55 0.090.12300.290.380.34 0.080.13200.1450.11 0.070.09q=0.32m3/S H=115.41m v=8.38

19、万m3表1-11 莲花吐塘坝（P=10%）调洪计算表时段 （小时）Q入 (m3/s)Q平均 (m3/s)v/t+q/2时段末qV（万m3）000022.051.0251.0250.130.8642.872.462.40 0.351.6663.753.313.14 0.591.9884.274.013.72 0.712.2103.934.13.75 0.752.5123.673.83.43 0.622.1143.473.573.26 0.612163.13.2852.98 0.421.92182.752.9252.72 0.371.78202.392.572.39 0.341.5222.052.

20、222.05 0.291.35241.751.91.76 0.271.2261.311.531.40 0.221.1280.821.0650.96 0.130.8300.510.6650.60 0.10.153200.2550.21 0.0750.095q=0.75m3/S H=115.64m v=9.46万m31.9.3计算结果根据调洪成果可知，塘坝总库容为9.46万m3，设计洪水位为115.41m，校核洪水位为115.64m。1.10工程布置及建筑物设计1.10.1大坝工程大坝为均质土坝，采用当地土质，满足筑坝要求。坝顶高程的确定1)设计波浪爬高A、平均波高：平均波高的计算公式采用水工建筑

21、物上册中26公式：2hl=0.0166V5/4D1/3式中: v库面上的风速(米/秒)。在正常蓄水位和设计洪水位时，宜采用相应洪水期多年平均最大风速的1.52.0倍；在校核洪水位时，宜采用相应洪水期多年平均最大风速； D库面的波浪吹程（公里）。按照通常情况，它是从坝算起沿着库水面直到对岸的最大直线距离；当库面特别狭长时，以5倍平均水面宽度为限。D=0.15公里。 计算结果均列于表5-12。B、设计波浪爬高的计算根据水工建筑物上册第五章公式计算:Ha=3.3K(2h)tg式中: Ha波浪在坝坡上的爬高(米)。 K坝坡护面粗糙系数，块石K=0.77。上游坝面坡角。 计算结果见下表5-12。2)风壅

22、水面高度：风壅水面高度的计算公式采用水工建筑物上册中52式即： 式中：e坝前库水位因风浪引起的壅高(米)。 D吹程（公里）；D=0.15公里。H坝前水深（米）。计算风向与坝轴线法线的夹角，045。计算结果列于表4-1。3)大坝超高莲花吐塘坝设计洪水位为115.41m，校核洪水位为115.64m。大坝超高计算采用的公式为水工建筑物上册52公式即：Y= Ha +e+A式中：Y大坝超高（m） Ha波浪爬高（m）e风壅水面高（m）A大坝安全加高（m）。大坝超高值计算见表5-12。表5-12 风浪要素计算成果表水位平均波高（m）平均波浪爬高（m）风雍高度（m）安全加高（m）坝顶超高（m）坝顶高程（m）设

23、计水位0.510.320.0030.50.82116.23校核水位0.300.190.0030.30.49116.13根据以上计算结果，确定大坝坝顶高程为116.30米。大坝稳定计算大坝结构稳定计算A、计算条件根据碾压式土石坝设计规范SL274-2001进行坝体结构稳定计算，计算条件为：设计洪水位下的稳定渗流期的上、下游坝坡稳定、校核洪水位下的稳定渗流期的上、下游坝坡稳定、正常蓄水位时上、下游坝坡稳定、水库不利水位（1/3坝高）时的上游坝坡稳定四种计算情况。经计算，校核洪水位时坝体不能形成稳定渗流，可不考虑此种情况；且1/3坝高与正常蓄水位相接近，故本次设计只考虑正常蓄水位与设计洪水位时水库运

24、行情况。B、计算公式根据碾压式土石坝设计规范SL274-2001，对于均质坝可采用不计条间作用力的瑞典圆弧法计算坝坡抗滑稳定安全系数，按有效应力法公式进行计算。 式中：b条块宽度W土条重量Q、U分别为水平和垂直地震惯性力（本次计算不考虑）u作用于土条底面的空隙压力u=0条块的重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角 C/、土条底面的有效应力抗剪强度指标Z坝坡外水位高出条块底面中点的距离MC水平地震惯性力对圆心的力矩R圆弧半径。C、稳定计算参数的确定塘坝坝体为粉细砂，土的比重为G=2.65 t/m3，土料的平均含水量W=5.2%，干容重r干=1.59t/m3，经计算r湿=1.64t/m3，r饱

25、=1.97t/m3，r浮=0.97t/m3，修止角31。计算结果见表5-13。表5-13 大坝上下游坝坡抗滑稳定计算成果表滑弧K断面上游坝坡下游坝坡设计洪水位校核洪水位1/3坝高设计洪水位校核洪水位1/3坝高0+0601.921.951.911.891.891.88由上表可知，各断面的抗滑稳定安全系数均大于允许抗滑稳定系数k=1.25，说明坝坡是稳定的。大坝渗透稳定计算坝体渗透稳定计算对大坝断面进行分析计算，采用库水位为校核水位115.64米，下游水位110.00米，正常汛限水位115.11米，下游无水情况下按有限深透水地基进行计算，参考水工设计手册进行计算。A、通过坝体与坝基的渗流量为式中：

26、q坝体部分渗流量，按在不透水地基上的均质土坝计算K0地基渗透系数为0.013米/昼夜H1上游水深H2下游水深 L坝体上游水深至下游坝脚的水平距离（米）m1上游边坡T透水地基深取2倍的坝高（米）。B、沿下游坝坡渗出段的出渗坡降计算为： 沿坝基表面出渗坡降计算为： 经计算渗流量 q=0.0120(m3/昼夜/米) 沿坝坡渗出段出逸坡降J=0.24参考水工设计手册对级土坝，允许坡降值，细砂为J=0.260.24，说明大坝渗流稳定满足要求。1.10.2建筑物设计涵洞的布置及主要尺寸大坝建筑物为泄洪洞。泄洪洞由进口段、闸室段、洞身段及消能防冲段组成，最大泄量为1m3/s。死水位为111.5m，而且考虑闸

27、前淤积，所以确定新建泄洪洞闸底坎高程为112.00m，前铺盖长14.54m，其中：铅丝石笼7.4m，厚0.5 m，下设0.15m碎石垫层及土工布一层。八字形进口，斜降墙为U型槽结构，长8.85m，底板厚0.5 m，下设0.1m的素混凝土垫层。闸室采用竖井结构，底板厚1.0m，前后两端设齿墙，深0.5m，闸室长6m，设工作闸门，孔口尺寸为1.0m（高）1.0m（宽），洞身尺寸为1.2m1.2m。洞身断面厚0.4 m，长14.5m。消力池长19.19m，其中：斜坡段坡比为1：4，长4.0m，池深0.5m，消力池底板厚0.6m，U型槽型式。泄洪洞过流能力计算塘坝设计洪水位115.41 m，校核洪水位

28、115.64m，最大泄量为1m3/s，相应下游水位114.33m。闸底板高程112.00m，闸孔净宽1.0m，共1孔，孔口高1.0m。A、涵洞进口泄量的计算出流情况的判别（ht-iL）/H00.75为淹没出流（ht-iL）/H00.75为自由出流式中:H0以涵洞进口断面底板高程起算的上游水头，校核水位下的H0=3.64米。ht下游水深，ht=1.0米。L、i分别为涵洞长度和涵洞底坡，L=14.5m，i=0.01。经计算：（ht-iL）/H0=0.230.75故为自由出流。B、过流计算式中：U流量系数，u=0.60b底宽(m,b=1.0me闸门开度，取最大开度计算，e=1.0mH0闸前总水头(m

29、)，H0=3.64m。经计算，Q=5.07m3/s1m3/s故孔口泄流能力满足要求。大坝尺寸泄洪涵洞具体尺寸见结构图。大坝上游采用干砌石护坡，护坡结构为一层土工布反滤，10cm厚碎石垫层，再用40cm厚干砌石护坡。1.11工程量1.11.1塘坝及建筑物主要工程量见下表。 典型塘坝设计工程量表名称部位拆除m3基清m3填方m3挖方m3砼m3砌石m3碎石垫层m3土工布m2石笼万m3大坝184397776941731734泄洪洞25150163.74306162312灌排工程典型设计小型农田水利工程设施规划灌排工程体系设计，选取具有代表性的三刀灌区作典型设计。2.1概况2.1.1工程位置三刀灌区位于我

30、旗南部，常胜镇境内，三刀水库下游主要以灌溉水田为主。三刀灌区以三刀水库为水源。三刀水库兴建于1956年，是我旗最早的一座小型水库，坝质为均质砂土。2.1.2水文、气象概况1、水文三刀灌区以三刀水库为水源，根据三刀水库初步设计，由于该地区无水文测站，年径流采用等值线图法。经计算，多年平均径流量为1675.1万立方米。P=50%年径流量为1608.7万立方米，P=75%年径流量为1273.5万立方米。2、气象该灌区属于北温带大陆性气候区。多年平均降雨量为435.7mm，降水年内分配极不均匀。夏季降水集中，6-8月份降雨量占全年降雨量的70%以上，入秋后降水减少，9月份降水占全年降雨量的14%，冬季

31、降水极少。多年平均气温5.8，最高气温34，最低气温-29.5，温差较大，大于10的积温3100，平均日照28914小时。多年平均蒸发量1758.9mm（20cm），冬季寒冷蒸发量小，夏季炎热蒸发量高。多年平均无霜期144天，多年平均最大风速10.7m/s，多年平均冻土深1.2m，最大冻土深1.5m。2.1.3水资源1、地表水三刀灌区是从三刀水库的泄水闸引水，P=75%时水库来水量为1273.5万立方米。2、地下水三刀灌区地下水类型为松散岩类孔隙潜水，补给来源是大气降水和上游地下径流的侧向补给，含水层厚度达100m以上，根据西辽河平原区地下水资源评价报告（1989年通辽市水利勘察设计院完成），

32、本地区综合补给量为6.0万立方米/km2。其多年平均综合补给量为120万立方米，可开采系数为0.7，则可开采量为84万立方米。3、水资源总量项目区水资源量为1795.1万立方米。其中：地表水1675.1万立方米，地下水120万立方米。可利用水资源量1084万立方米，其中：地表水1000万立方米（P=75%水库供水），地下水84万立方米。2.2灌区概况2.2.1农业社会经济状况灌区行政所属六个村，一个水库管理所。2008年总人口0.7万人，总劳动力0.2万人，每劳力负担人口3.5人。该灌区是科左后旗农业区划的农业区。以农为主，林牧业为辅。2008年农业总产值为840万元，其中：农业产值720万元

33、，占总产值的85.7%；牧业产值80万元，占总产值的9.5%；林业产值40万元，占总产值的4.8%；人均纯收入3200元。2.2.2基础设施状况甘旗卡至金宝屯县级公路贯穿灌区，整个灌区已实现村村通电，农田网络健全，各村均已安装程控电话，通讯畅通，当地无建筑材料，主要材料需从外地购进。2.2.3农业生产及土地开发状况三刀灌区为水田灌区，水田单产600公斤，由于灌区田间工程不配套,严重影响灌区水田的发展,也影响加大灌区农业结构调整力度，发展“两高一优”农业，提高灌区经济效益，增加农民收入势在必行。2.2.4灌区水利设施状况1、地表水利工程设施三刀灌区输水干渠由四条干渠组成，总长15.38公里，均为

34、土渠，控制灌溉面积0.5万亩。三刀灌区现有的建筑物有永胜进水闸一座，三刀干渠跌水六座，节制分水闸二座，农桥四座；地卜干渠枢纽一处，跌水一座。2、机电井情况灌区共有完好井50眼，均为农田灌溉井，全部配套，灌区内机电井只用于水田灌溉。3、排水工程灌区内有马莲河贯穿，可做为排水主干渠。2.3灌区内小型农田水利工程存在的主要问题三刀水库灌区兴建于1956年，受当时社会环境和经济条件限制，存在设计标准不高，配套不完善，渠道输水渗漏损失严重等主要问题。2.3.1灌区内小型农田水利工程配套设施不全。灌区在兴建之初主要修建了干渠节制分水闸，而且大多数年久失修已毁坏。用户只能采取扒堵渠道的取水方式引水浇地，造成

35、了人力物力浪费，增加了农民负担。2.3.2输水损失严重：灌区渠道均为土渠，渠道土质以砂性土为主，渗漏性较强，水量损失大，导致了输水渗漏损失严重，灌溉面积逐年减少，影响了农民的增产增收。2.4三刀灌区小型农田水利工程项目建设的必要性三刀灌区是开发四十年的小型灌区，但灌区存在老化不配套及输水渗漏损失严重等问题，所以进行田间配套工程建设是十分必要的。2.5设计原则依据小型农田水利工程设施规划具体规定进行设计，小型农田水利设施是指灌溉面积1万亩，除涝面积3万亩，库容10万立方米，渠道流量每秒1立方米以下的水利工程和农村供水工程。重点是大中型灌区的田间灌排工程，小型灌区，抗旱水源工程。2.6选取典型地块

36、根据小型农田水利工程设施规划具体规定，选取渠道流量小于1m3/s的三刀灌区地卜干渠的四、五、六、七、八、九支渠控制地块作典型设计。各支渠的流量见渠道流量计算表。2.7农田灌溉制度及灌水定额2.7.1农田灌溉制度及综合灌水定额水 稻 灌 溉 制 度生育期灌水日期灌水次数灌水定额(m3/亩)灌溉定额(m3/亩)备 注泡田期5.11-5.201120120净灌水定额、净灌溉定额插秧、返青期5.21-6.20520100分蘖期6.21-7.20520100拔节孕穗期7.21-8.10425100抽穗开花期8.11-8.2022040乳熟期8.21-8.3122040全年19500经计算现状水平年净灌溉

37、定额为500m3/亩。2.7.2水稻灌水率和玉米灌水率见灌水率图。2.7.3灌溉水利用系数灌区现在实际农田灌溉地表水利用系数为0.43（多次实测值），经过配套后灌溉水利用系数能达到0.63，按0.63进行计算。2.8渠道与建筑物流量推算渠道四、五、六、七、八、九支渠与建筑物的设计流量，依据灌溉排水与工程设计规范GB50288-99公式（6.16-12）计算确定，其公式为：QS=Q（1+L）Q=qSAS式中：QS渠道设计流量（m3/s）Q不计入输水损失的渠道流量（m3/s）qS设计灌水率（m3/s万亩）AS渠道控制面积（万亩）渠道单位长度水量损失率（%km）L渠道长度（km）。根据各支渠的控制面

38、积以及所确定的设计灌水率，对渠道及建筑物的设计流量自下而上逐级进行推求，渠道及建筑物的设计流量详见渠道及建筑物流量计算表。渠道及建筑物流量推求计算表渠道名称渠道控制面积AS（亩）渠道长度（km）净流量Q（m3/s）设计流量QS（m3/s）备 注说 明九支渠3550.920.00570.023七支渠12692.020.02040.156七支渠与九支渠之间应建节制闸9141.100.01470.068建节制闸五支渠16172.350.02600.228五支渠与七支渠之间应建节制闸7031.250.01130.058建节制闸渠道及建筑物流量要表地卜干渠流量渠段加大bhImnAPRCV设计最小四支渠0

39、.0900.30.281/15001.50.0170.211.320.1643.130.440.0640.30.241/15001.50.0170.161.170.1442.240.400.0260.30.161/15001.50.0170.080.860.1039.860.31五支渠0.0800.30.281/17001.50.0170.201.300.1543.010.400.0580.30.241/17001.50.0170.161.160.1442.140.370.0230.30.151/17001.50.0170.080.840.0939.680.29六支渠0.0730.30.281

40、/20001.50.0170.201.300.1542.980.370.0540.30.241/20001.50.0170.161.160.1442.170.340.0220.30.151/20001.50.0170.080.860.1039.780.27七支渠0.0920.30.301/8001.50.0170.221.380.1643.460.410.0680.30.261/8001.50.0170.181.240.1542.650.380.0270.30.171/8001.50.0170.090.900.1040.180.30八支渠0.0410.30.201/15001.50.0170.

41、121.010.1241.050.350.0300.30.171/15001.50.0170.090.900.1040.220.320.0120.30.101/15001.50.0170.050.680.0737.810.25九支渠0.0310.30.181/20001.50.0170.100.960.1140.680.300.0230.30.161/20001.50.0170.080.870.1039.900.270.0100.30.101/20001.50.0170.050.670.0737.690.222.9灌排建筑物典型设计依据推求出的渠道及建筑物设计流量成果，做灌排建筑物典型设计，典

42、型设计见灌排建筑物典型设计图。2.10典型建筑物工程量表典型灌排建筑物工程量表 工程量名称 砼（m3）石笼（m3）浆砌石（m3）碎石垫层（m3）土方（m3）土工布（m2）钢筋（t）节制分水闸89.3269.247.419609462.6进水闸178.2138.617.610801769.9农用桥47.311.852552.4涵洞48.2511.26200斗门32.31500.36交通桥219.529573节水工程典型设计本次规划采用两种节水工程，一种采用低压管灌工程，另一种采用砼板衬砌工程结构。3.1低压管灌工程典型设计3.1.1设计参数由表一确定设计参数如下：（1）设计灌水定额m=36m3/

43、亩（2）日耗水强度Ea=6mm（3）设计灌水周期T=9d（4）灌溉水利用系数=0.8。3.1.2灌网工程布置根据低压灌道输水灌溉工程技术规范，本设计采用干支两级管道，为“王”字型布置，并例举控制面积的典型地块，单井控制面积230亩。地块规格425360m。管道总长1730m，支管间距90m，每条支管长360m，给水栓间距60m，设置3个安全给水栓，共28个给水栓，其中四个角和距离井最近出水口上安装安全给水栓，每个给水栓控制面积8.21亩，平均每亩有管道7.43m。3.1.3灌溉系统流量计算管网布置见管灌 灌典型设计管网布设示意图。按照低压管道输水灌溉工程技术规范系统流量按下式计算Q0=amA/

44、Tt式中：Q0灌溉系统设计流量m3/sa控制性作物种植比例a=1A灌溉系统设计灌溉面积A=230亩灌溉水利用系数=0.8T一次灌水延续时间T=9dt日工作小时数t=15h。经计算Q0=78.3m3/h h=0.02m3/s。4、管径设计及管网水利计算为了扩大管灌工程的适应性，本管灌工程的固定地埋干支管均采用PVC塑料管，其管径选用经济管径计算公式计算.d=1.13式中:d管材内径mQ管道设计流量Q=0.02m3/sV硬塑料管经济流速V=11.15m/s。经计算d=0.160.14m。根据管材系列选用外径160mm，壁厚2.8mm，内径为154.4mm的PP管，管内流速1.34m/s，出水口中心

45、线距地面30cm，给水栓采用螺杆压盖式双向给水栓，可以调节出水量大小，为便于耕作应布置在池埂上。 管灌设计参数计算结果表 作物名称rkg/cm3hcm1%2%mwmdT（d）mmm3/亩玉 米0.001456022.517.50.85436693.2砼板衬砌典型设计3.2.1灌区干渠为土渠输水，渠道土质以砂性土为主，渗透性能较强，干渠渠道水利用系数较低，输水渗漏损失严重，造成水资源严重浪费。导致灌区水资源供需矛盾日益突出，地下水位持续下降，使地下环境恶化，给灌区国民经济发展及生态环境造成不良影响。因此，对干渠进行防渗衬砌，本次规划采用三刀灌区的地卜干渠做为典型设计。3.2.2衬砌渠道断面尺寸设

46、计衬砌渠道的断面依据渠道防渗工程技术规范，地卜干渠的设计流量为0.42m3/s。B=1.0m h=0.40m i=1:2000 m=1:1.5W=40.42=0.8 x=2h+b=20.4+1=1.8mn=w/x=0.8/1.8=0.44m3/s式中:Q干渠设计流量W过水断面面积m2R水力半径mx渠道湿周长mn渠道糙率系数n=0.025i渠道纵比降渠道安全超高为50cm。3.2.3渠道衬砌结构干渠渠道采用全断面聚乙烯薄膜防渗，砼板衬砌的渠道衬砌结构，砼板衬砌的尺寸为8cm50cm50cm，预制块之间预留了3cm缝隙用标呈为C15的1级配细石砼勾缝。衬砌构造分三层，在设计坡度上铺一层0.3mm厚

47、的PE防渗膜之间必须粘接，且留1%的伸长量，在塑膜上铺一层3cm厚150#砂浆找平层，上部再铺素砼板,要求砼强度标号达到C20,抗冻标号为F150，铺砌时要错缝布置，边角处用现浇砼封堵。渠道衬砌具体见渠道砼板衬砌结构图。3.3供水工程3.3.1水源工程布置情况供水工程主要以水源井，取用地下水灌溉为主。3.3.2供水对象1、供水对象：水田、旱田。2、水质情况：项目区灌溉为地下水，水质良好，符合灌溉水质标准。3.3.3井型、井深的确定及出水量校核井型、井深的设计根据本地区的水文地质条件以合理开发利用水资源，保护生态环境为原则结合农牧业生产及当地实际情况。井型采用无砂砼管井按照水文地质情况，结合调查

48、实际情况以满足单井出水量确定井深，故井深为80米。1、滤水管允许流速滤水管允许流速由公式V允= C /864式中：V允滤水管允许流速（cm/s） K含水层渗透系数，取k=6m/d，（根据科左后旗区域水文地质报告）C经验系数（取80100）经计算滤水管允许流速为水源井滤水管允许流速为0.170.21cm/s。滤水管有效过水面积必须满足设计涌水量所需最小面积，即：F有效=2RLn Fmin =式中：n修正系数，一般为0.30.4，取0.4。R滤水管半径，0.15m。L滤水管长度33m(依据当地钻孔岩性资料确定)。Q设机电井设计出水量，拟定为80m3/h。经计算，F有效=12.43m2Fmin=10

49、.58m2满足要求。滤料根据含水层岩性特征进行设计。根据含水层的细砂，中细砂中砂为主的特点，要求滤料粒径选取为13mm，并要求级配合理12mm占50%，23mm占50%，滤料应进行水洗，含水量小于0.5%，滤料厚度为10cm。2、井壁管设计井壁管按本地实际采用内径300mm，外径400mm砼实管。长度44m，滤水管长度33m，井壁管与滤水管连接部分采用粘土止水，封闭上部浅层水止水厚度37m，以增加井的出水量，滤水管下设3m沉淀管，与井壁管同规格。3、井的出水量校核考虑到水源井在运行过程中，滤水管有淤塞和沙化现象，降低井的出水量，为使水源井的后期出水量也能满足需水要求，水源井的设计中机电井设计出

50、水量拟定为80m3/h。供水区的水源井为潜水非完整砼管井，用下式进行井的出水校核。式中：Q机井涌水量（m3/h）。K渗透系数（m/d）依据科左后旗区域水文地质报告取K=6m/d。H含水层厚度，依据科左后旗区域水文地质报告，H=50m。S机井抽水降深（m）依据当地农田灌溉机电井抽水试验取S=12m。R机井影响半径（m），依据当地农田灌溉机电井抽水试验机井影响半径一般在150500米之间，取R=300m。r0机井半径（m）r0=0.15m。经计算，水源井出水量109 m3/h，满足机电井设计出水量要求。4大型时针式喷灌系统工程典型设计大型时针式喷灌系统工程典型设计采用具有代表性的努古斯台镇项目区进

51、行设计。4.1设计原则4.1.1本次设计要符合当地草场区划和草场水利规划要求。4.1.2实事求是,注重效益,因地制宜,分类治理,切合实际,坚持高起点、高标准、高科技含量原则，具有可操作性。4.1.3全面规划、统筹兼顾、标本兼治，田、林、路综合治理。4.1.4项目区的选择要考虑土地资源,水资源等自然条件,注重当地政府和广大群众意见.4.1.5项目区建设要使水利工程措施、农技措施和工程管理相结合，提高项目区的产出效益。4.2设计依据4.2.1喷灌工程技术规范HBJ85-854.2.2节水灌溉技术规范GB/T50363-20664.2.3灌溉与排水工程设计规范GB50288-994.2.4水利建设项目经济评价规范SL72-944.2.5牧区草地灌溉与排水技术规范SL334-20054.3大型时针式喷灌系统设计根据牧区水利建设发展需要,以控制面积1000亩的喷灌系统进行典型设计.4.3.1水源工程项目区水源为地下水，水源工程60100米深机电井，单井出水量50m3/h。4眼井联合供水，供给时针式喷灌机。4.3.1.1系统工作性能灌区采用8120型时针式喷灌机用于灌溉,系统性能如表4-1.8120型(464m)时针式喷灌机组性能表项 目规 格设备长度(m)464.3跨体结构8*54.86m+悬臂25.08m控制面