祁东县双桥镇农田水利设计

祁东县双桥镇农田水利设计摘 要：此项目是衡阳市投资土地开发项目，项目区位于祁东县境内，属湘中南丘陵地区，项目区建设规模面积23.26公顷。本项目涉及土地平整工程、灌溉与排水工程、田间路桥工程、农土培肥工程。根据对项目区分析，各类规范要求，在对项目区的地形地貌、地质、水文、气候、农作物的生长状况现状分析的基础上，解决项目区水利设施老化失修，渠系水利用率低的问题，从而达到了提高农业产量的目的。关键词：土地整理；田间道路设计；灌溉与排水 Design of irrigation and water conservancy in ShuangQiao Town Qidong countryAuthor: Ding MinTutor: Xiao Wei Hua(Oriental Science & Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract: This project is to invest in land development projects in Hengyang city. The project area is located in Qidong country.,Blongs to Hunan Central South Hills area.arable land, projects area the scale of construction 23.26 hectares.The projects involves land formation works,irrigation and drainage engineering,field road and bridge engineering,agriculture,soil fertility project.According to analysis of the project area,the various regulatory requirements,theproject area in the local terrain landform, geological, hydrology, climate,crops conditions and growth conditon of growths.The project had solved the question that the water coservancy facilities aging to be in bad repair and the rate of the water use in low in project area,which had achieved the purpose of increasing agricultural production. Key words: land consolidation; design of feild road; irrigation and drainage 1 前言水是农业生产尤其是种植业、养殖业、水产业不可或缺的资源。随着世界经济的快递不断的发展，人口逐年增长以及粮食加工业的日益发展，食用和加工业用粮食和其它农场品的需求量不断的提高，而农业高效利用水资源是保证粮食安全和农业可持续发展的前提。从根源来说，一切农业用水都是天然降水。农业生产的总耗水量由灌溉耗水量和降水耗水量两部分组成。中国各级政府一直就高度重视农田水利设施建设，近些年投入不断增加，取得了辉煌的成就。但是，随着极端气候的不断增多，中国农业生产呈现水供给不均衡，丰水区在农业生产用水季节供应过量，而缺水区供应则供应严重不足，规模不大和结构不合理的小型农田水利设施并没有发挥很好的重要作用，甚至出现了2010年初西南地区重大干旱的局面，严重影响了农业生产和农民生活。因此无论是对农业生产还是农民生活而言，改善农田水利设施建设都具有非常重要的意义。近几年，我国不少重点县建设抓住了农业和农村发展最关键的环节，解决了农民群众最关心的问题。两年多的建设取得了明显的成效，小型农田水利重点县初步实现了由分散投入向集中投入转变、由单项突破向整体推进转变、重建清管向建管并重转变，并在积极探索建立财政支持农田水利建设的新模式。目前，农田水利对农业的支撑能力明显不足，很多灌区工程不配套，运行效率不高:特别是中小型水利设施老化失修严重。总体来讲，由于财力，劳力和组织力的缺乏，小型农田水利设施建设、维护和管理仍然存在较多没有解决的问题，农业综合生产能力的进一步提高令人担忧。现前，国家对农田水利工程的投入渠道有很多，除了水利口外，还有国土综合整治、农田综合开发等。但由于各自为政，工程规划和布局上缺乏整体上的考虑和分析，建设投资标准也很不一致，造成水利工程项目难以形成合力，整理上的推进难度大。即使是作为国家投资的水利口投资，也是只要集中在骨干工程、卡脖子工程上，然而田间工程则没有投资渠道，使得骨干工程与田间工程建设步伐不同步，赞成骨干工程改造效果十分显著，而田间工程建设明显滞后，制约了其建设效益的充分发挥。长期以来我国的水利工程管理，维护费用渠道不畅，受益区农民没有足够的资金维护，造成了农田水利步伐的加速的步伐。土地是人类赖以生存和发展的最基本的物质基础，是一切社会生产和生活的源泉，是不可再生的自然资源。随着社会经济的发展和人口的不断增长，土地的需求量也与日俱增，土地特别是耕地资源日显珍贵。要保持耕地总量动态平衡，进行土地开发是行之有效的方法之一。为了深入贯彻新土地管理法，落实最严格的耕地保护制度，确保耕地总量动态平衡，实现社会经济的可持续发展；依据祁东县土地利用总体规划（2002-2012年）及祁东县土地开发整理规划（2001-2012年），祁东县国土资源局拟在双桥镇开展一定规模的土地开发项目工程，因此向祁东县土地开发整理中心申报了“祁东县双桥镇洋湖等四个村土地开发项目”。实施土地开发，特别是加大对宜农土地的开发力度，是落实党中央建设社会主义新农村精神的切实体现，有利于加快农村社会事业发展，培养推进社会主义新农村建设的新型农民，为在新时期解决农民增收问题开辟了一条新途径，为此特编制本规划。从农田水利发展的现状来看以及存在的问题，农村水利发展还处在较低的水平，直接影响了农村综合生产能力的提高，农村水利发展还不能完全适应农业和农村经济发展以及新农村建设的要求，具体体现在以下几方面。 农田水利设施破坏较为严重。多年来新建的调水、分水、提水、排泄设施在疏于管理的同时，也遭受到人为破坏。有些村里由于管护不力，致使机井房的电机、水泵被盗窃。有些地方小水渠的提水闸门不注意维修保养被锈死，汛期到来，闸门提不起来，洪水无法排泻，人为地造成农作物的损失。 水利建设资金不足。自国家税费改革以后，农村取消了义务工和劳动积累工，村内公益性设施采取“一事一议”的办法筹资投劳，如此以来，使群众无报酬不出工，这也是沟沟渠渠、水利工程不能及时维修和加固的原因。 基层队伍建设薄弱。农村水利建设缺乏及时的技术指导，水利业务工作受到约束，影响了农村水利工程建设的组织实施。从水利工程的管理方面来看，突出表现在责、权、利不明确，从广义上讲水利工程“人人有份”，但从实际情况来看是“人人无责”，形成了工程所有者管理不了，使用者又管不好的局面。 农田水利基本建设存在问题的原因分析以上问题的存在，既有观念的问题，也有现实中的原因，综上分析，我认为主要有以下几个因素的原因： 思想意识不超前的原因。乡镇农村大多数干部认为农村税费改革后，组织农民出钱出工出力去修水利不现实，对于农村水利建设这些投资大、见效慢的工作宣传不到位，思想工作跟不上。 水利设施建设慢的原因。建国后，农村水利设施建设主要靠农民，走的是“自己的事情自己办，实行义务工制度”，如农村农田水利建设损坏了，能修修补补，能做到自我发展，自求平衡的状况。自从实行税费改革后，农村取消了义务工、劳动积累工。再让农民作为农村水利建设的主力军已不适应新形势的发展。 资金投入不足的原因。小型工程主要由地方自建为主，国家投入很少，有些县、区、乡镇经济状况好的，还拿出一部分资金用于农村水利建设，有些县、区、乡镇经济状况差的，自身都难保，加之农民投入的积极性也不高，就根本无资金搞水利建设。因此，在农村水利设施建设中也很难吸收社会资金投入。管理机制不顺的原因。从目前的情况来看，管理机制不适应农村水利发展的要求，大部分农村水利工程尤其是小型水利工程管理主体不明确，尚未形成一套良性的运行管理机制，农村水利设施的管护机制未形成，修好的水利设施缺乏管理，破损了又不能及时维修，造成人、财、物更大的浪费。因此，水利管理部门要制定一个综合性的中、长期规划，使其物尽其用，更好的发挥水利设施的作用。2 项目概况2.1 开发区所在地区简况 祁东县位于湘中偏南，湘江中游左岸。东与衡南县相连，东南与常宁市隔江相望，南与祁阳县交界。西与零陵、东安、邵阳三县接壤，北与邵东、衡阳两县毗邻。是三沿(沿海、沿江、沿边)辐射的“聚焦点”，1998年列入国务院批准的湘南改革开放过渡试验区。全县南北长66km，东西宽81km，土地总面积1871.29km。祁东县西北边境多山，南部边境丘陵绵延，东南地势较低。祁东县土地面积1871.29km，实有耕地面积376.7km，占土地总面积的21%，当年减少耕地2.8km。全县山地面积1105.5km，占土地总面积的60%，水面118.2km，占土地总面积的6.32%。全县土地构成大体是六山一水两分田，一分道路和宅院。全县公路通车里程达800km，其中柏油路250km，乡镇通柏油路，村村组组通公路，其中湘桂铁路、国道322线横贯东西，形成了以铁路、国道、省道为骨架，乡镇公路为网络的陆路交通体系。水面交通也十分便利，从湘江可直达衡阳、长沙。近年来，由于建设占用耕地，耕地总量呈逐年下降的趋势，因此，人口与土地，耕地与建设用地的矛盾非常突出，实现耕地总量动态平衡、增加耕地供给任务艰巨。为解决祁东县人民吃饭与建设及生态的矛盾，选择地形条件较好、开发潜力较大的耕地区以及未利用地区进行土地开发，意义重大。2.2 项目区基本情况祁东县双桥镇洋湖等四个村土地开发项目建设总规模23.26 ha，涉及大云、建兴、竹山、洋湖等四个村。地跨东经1120152至1120213，北纬264448至264520。项目区属湘中南丘陵地区,外部交通便利，水利条件较好，并且耕地相对集中，但区内耕地利用率低，田坎系数较大，水利设施不完善。随着该区内人口增长与经济发展，耕地保护及对项目区的开发是促进该区发展的必要条件。2.2.1 自然条件(a) 气象项目区属中亚热带季风温湿气候。其主要特点是：四季分明，雨水充沛，气候温和，无霜期长，光，热资源较为丰富，多年降雨量为1393.5mm，多年平均降雨天数171d，降雨一般集中在46月。春秋两季光照强，温差大，有利于光合产物的积累和农产品产量、质量的提高。(b) 水文项目区内地下水质优良，水质矿化度一般少于0.2g/L，PH值在7.0-8.8之间，呈微酸性。近地面为孔隙潜水，深部为孔隙承压水，地下水埋深一般大于60cm。(c) 地形、地貌项目区属丘陵地区，区内地貌类型多样，山、丘、岗、平兼有。地势西北高，东边低，丘体稍有脉络，地表起伏缓和，坡度在5度以下。(d) 土壤项目区土壤沙化现象不明显，属潴育型水稻土，其特点是：分布位高，淹水时间短，受水作用弱，潴积明显，淋溶淀积层深厚，肥力好。土层厚度1.5m，土壤耕作厚度约0.30.5m，土质疏松，耕作土有机含量13%的占39.5%，34%的占31.6%，土壤翻耕之后十分有利于土壤改良，PH值为6.5-7.8土壤呈中性，有机质含量丰富，富含碳、磷、钾等养分，土壤适合农业耕作。 (e) 项目区的自然灾害项目区内洪水季节渍涝灾害较严重，由于积水主要来自降雨，区内雨水又不能及时排出，造成了内涝灾害。当干旱季节到来时，区内春夏连旱较频繁，对早稻和经济作物播种育秧极为不利。2.2.2 社会经济状况项目区范围面积23.26 ha，主要是双桥镇大云、建兴、竹山、洋湖四个村，项目区亩均农业产值为1080元，项目区人均农业产值基本与全县一致；近几年来，项目区各项基础设施建设步伐加快，全镇人口长期以来，区内经济以种植业为主，在种植水稻、蔬菜、瓜果等农作物方面有着丰富的经验。项目区所在的双桥镇自改革开放以来，增强了对教育，医疗卫生、通讯等设施的投入，为进一步满足当地群众的生产生活需要，切实提高广大人民的生活水平，先后建立有限电视网、无线通讯等，有线电视和有线通讯均已到户，农民对农业生产的积极性很高，农作物种植以水稻为主，油菜为辅，部分地方已实现机械化耕作。随着项目区经济情况发展，居民对生活需求的提高以及机械化程度的发展，项目区居民迫切希望增加土地投资增加耕地面积以实现项目区的规模化经营，提高土地集约利用度，提高居民生活质量。衡阳市政府对项目区土地开发项目进行投资，切实提高农村经济发展。“十二五”期间,自治区水利厅党组按照科学发展观的要求,进行了一系列理论和实践上的探索,逐步形成了以“三权”理论为核心的新时期治水管水新思路。实践证明,这一新思路,符合内蒙古的区情和水情,符合时代发展要求,符合中央提出的全面、协调、可持续的科学发展观。贯彻新时期治水思路,既要靠各级政府的重视和支持,也要靠全体水利工作者的共同努力。从水政监察队伍基本职责出发,就必须研究执法新机制,创新工作新措施,不断加大水行政执法力度,有效打击水事违法行为,积极调处水事纠纷,为水利改革和发展提供和谐稳定的环境。这就是水政工作服务可持续发展水利、民生水利最直接、最有力的体现。2.2.3 土地利用现状1、 项目区建设规模面积23.26ha，其中有林地22.36ha，其他农用地0.9ha（农田水利用地0.11ha，农村道路用地0.79ha，）。详见表1. 2、土地利用的特点和存在的问题 a）本项目两个片区缺乏统一规划，项目区内沟渠纵横，功能重复，地形复杂，道路设施陈旧，占地面积大，另外还存在部分滩涂、荒草地、其他未利用地等，土地利用率不高。b）农业基础设施配套不完善，蓄水工程少，作物灌溉得不到保障，耕地产出率也较低。c）区内田块零散，布置方式不合理，田间道和生产路数量偏少，大大降低了耕作效率。 表1 现状土地利用结构表Tab1 The present land utilization table 一级地类二级地类三级地类现状地类代码名称地类代码名称地类代码名称面积比例1 农用地11.00 耕地114.00 旱 地0.00 0.00 13.00 林地131.00 有林地19.43 83.53 15.00 其它农用地156.00 农田水利用地0.11 0.47 153.00 农村道路0.79 3.40 157.00 田 坎0.00 0.00 3未利用地31.00 未利用土地311.00 荒草地2.36 10.16 315.00 裸土地0.57 2.45 建设规模总面积小计23.26 100.00 3 项目建设条件分析3.1 基础设施条件3.1.1 水源条件项目区农业灌溉用水资源有四种方式，一是从水库引水，二是拦河坝引水，三是项目区内的坑塘引水，四是通过原有泵站和新修泵站提水。项目区周围有数个坑塘，同时本次规划设计新修泵房2座，机井2处；输水管道361.14m，干管1075.49m，支管994.35m，给水栓52个，可以满足项目区灌溉。3.1.2 排灌系统骨干设施状况项目区原有沟渠多为土质，且年久失修，渠道淤塞，沟渠渗漏比较严重，亟待整修。项目区的灌渠和排水设施根据当地群众的强烈要求及考虑到项目建成后农田水利设施的使用年限，并新修硬化农沟18条排水，从而使土地开发区能够得到充分排水。3.1.3 道路交通设施本项目区内对外交通方便，有大巴直达祁东县。项目区各村都有主要村道，为日常生产生活提供方便。项目区内原有的农村道路多为素土土质，路面宽基本为2.5-5m，路况较差，路面标准比较低，因此给群众生产和生活带来众多不便。项目区内原有的田间道，由于年久失修，而且道路修建的质量不高，经过长期的车辆碾压，部分道路路基严重向外扩张，造成占用耕地，损毁沟渠，导致当地群众通行不便。当地群众迫切希望通过此次土地开发项目改善交通道路情况，以方便他们下田耕作和出行。3.1.4 电力设施项目区内居民点较多，电力设施比较齐全，拥有变电站和自备站，完全可以满足工程建设和农民生产生活的需要。本项目施工多采用柴油机械，对电力的要求不高，故项目区内电力设施对本项目施工影响不大。3.2 农村居民点建设发展状况项目区农村居民点主要分布在各村主要田间道路附近，集中连片，建筑物多为砖混结构。农村居民的公共基础设施相对落后，无法满足人们生产生活的需要。项目区内未涉及农村居民点规划用地，无需考虑农村居民点建设预留地。3.3 土地利用限制因素3.3.1 土地利用限制因素分析a）地方政府财力不足，农业投入不足，农业生产长期在低水平、低效益状态下运行，形成在农业基础设施的改造资金供需上矛盾突出。b）项目区灌溉设施年久失修，输水效率低，致使农业生产发展不稳定，粮食亩产难提高，优势发挥不明显，制约了当地农村社会经济发展与稳定。c）农地利用集约度不高，项目区内农地经营均是以家庭为单位，地块零碎、规模小、机械化水平低，难以形成规模效应，限制了农业生产力水平的提高。d）机械化作业还未能完全普及，工作效率未得到很大提高。3.3.2 改善措施a）科学合理的规划引水及灌排渠道，同时还对原有重要渠道进行清淤硬化。通过这种工程措施可以较好的解决项目区水、热同期，晚稻缺水以及引水渠道破损老化、渗漏严重导致灌溉没有保障以及丰水季节农田排水等问题。b）通过土地平整工程以及土地权属的调整可以较好的解决由于部分丘块地势较高无法有效灌溉的问题，同时对责任制以来，土地分配过于零散问题的解决也起到了积极的推进作用。3.4 水土资源分析项目区水资源概况项目区水资源供应采取水库引水和拦河坝引水灌溉为主，山塘蓄水灌溉为辅的原则。项目区内降水较充足，地表水资源较为丰富，根据祁东县农业区划图集查得该区多年平均径流深为500mm。再根据CV和CS值，推算项目区不同频率的地表水资源。项目区外的各大小水库蓄水量充足，常年保持在正常水位，农业需水季节都会为项目区提供大量灌溉水资源。项目区有坑塘，水库，泵站等提供水源，径流以及降雨水量充足，提供水源可达6.6万m3，项目区新增耕地主要种植蔬菜、瓜果等旱作物。开发后，规划旱作物种植面积为19.95公顷。通过需水量W需= mA/对项目区需水量预测，田间水利用系数取0.95，渠道水利用系数区0.9,=0.90.95=0.85灌溉需水量分析按下式计算： W需= mA/ (1)式中：W需灌溉需水总量（m3）； m灌溉定额（旱地2287 m3/ha）； A规划后灌区面积（旱地19.67ha）； 灌溉水利用系数（取0.85）。通过计算，项目区总需水量W需=228719.67/0.85=5.29万m3，W供为6.64万m3。该项目区水资源充足。3.5 新增耕地来源分析项目区建设规模面积23.26ha。通过采取工程、生物措施，改变土地利用结构，将区内原有的有林地荒草地、进行开发后，扣除农田水利和农村道路占地，可净增耕地19.67ha，新增耕地率为85.77%。详见表2。 表2 净增耕地来源表 单位：haTab2 Increase of cultivated land sources table 地类有林地荒草地裸土地农田水利农村道路田埂合计面积19.432.360.57-0.06-1.39-1.2419.67 对林地开发是项目区土地增加的主要来源，林地大部分是长久无人利用，或是火烧的迹地，没有经济效益，生态效益甚微，拟开发后土地耕作会大大提高生态经济效益。开发后土地增加19.43ha，开发方向是耕地。农田水利用地修建是通过将原有沟渠进行整修，新修灌溉斗渠、农渠，排水斗沟、农沟，废除部分作用不大的原有土质沟渠。项目施工之后沟渠占地面积将比原来增加0.06ha。农村道路修建是通过新修田间道与生产路，同时将原有道路拉直或者废除部分作用不大的素土道路，使道路形成通达的路网，与联系各村的主干道路相接。开发之后农村道路用地面积比原来增加1.39ha。荒草地开发是通过对项目区内荒草地进行凭证以后，再加以土壤改良、培肥，使其变为耕地。项目施工后，荒草地改良可新增耕地2.36ha，是新增耕地的主要来源之一。田坎是对开发后的土地起到水土保护作用，方便田块耕作，是开发土地必须建立的。开发后，田埂面积为1.24ha。4 工程规划4.1 工程规划目标 项项目区属于紫色砂页岩山地丘陵工程类型区，总体地势相对较平坦。项目区耕地质量较好，水源充足，渠系较发达，当地群众迫切希望通过本项目增加耕地数量，优化耕作环境，改善农民生活。通过土地开发，可新增耕地面积19.67ha；土地平整及灌溉与排水两大工程完成后，项目区的耕地质量、灌排条件都将进一步优化，给当地群众带来实惠。合理布置田间道和生产路，使项目区内交通通达便捷，方便当地群众的生产生活。通过项目区农田水利和生态环境保持工程、土地平整工程的设计，可以使项目区内的生态环境、景观环境得到极大的改善，达到提高开发区的耕作效益的目的。4.2 规划标准4.2.1 土地平整建设标准 土地平整和田块修筑必须遵循因地制宜的原则，根据整理区地形、地貌和地类情况合理确定土地平整工程类型。土地平整时以平整耕地为主，田块实质上是一个耕作区，一般以耕作田块为基本单元。平地区水田以条田作为土地平整基本单元，旱作区以田块作为土地平整基本单元，山丘区以梯田作为土地平整基本单元，按平整后的耕作田块类型分条田修筑、梯田修筑。平整时在大田块内根据其地形，参照设计高程进行梯次平整。4.2.2 灌溉与排水建设标准 根据项目区实际情况，项目区灌渠和排水斗沟进行硬化，对项目区原有部分已硬化渠道进行清淤，未硬化的原有渠道清淤后进行硬化，不能在淤泥层直接硬化。灌溉斗渠、农渠设计半填半挖横断面结构，采用标准砖护砌矩形断面，底板采用现浇砼护底，每隔5m设置一个沥青木板伸缩缝；排水斗沟、农沟设计全挖式横断面设计，部分采用标准砖护砌矩形；有关结构尺寸及材质要求引用灌溉与排水工程设计规范（GB 50288-99）的有关规定。灌溉渠道工程布置在其控制范围内地势较高地带，尽量满足自流灌溉要求，与排水沟布置相协调。本项目灌溉用水主要来自水库、河流拦河坝、坑塘以及泵站提水，水质完全符合农田灌溉水质标准的规定，水田灌溉水温宜为15-35。应采取节水工程措施提高渠系水利用系数，新建和防渗处理后渠系水利用系数不低于0.75，田间水利用系数水稻灌区不低于0.95，旱作物灌区不低于0.90。根据项目区自然条件，排水沟按10年1遇暴雨3日排完设计。4.2.3 田间路桥建设标准 参照湖南省土地开发整理项目建设标准（试行），为了满足项目区生产、生活的要求，对项目区内部分原有的田间道进行整修，铺筑泥结石路面，梯形设计，基本上防止路基坍塌，占用耕地。新修田间道的路面宽设计为3.0m，铺设0.15m厚泥结石路面。田间道垂直方向依据地形布置生产路，设计路面宽度1.4m，铺筑0.08m厚泥结石路面，以方便当地群众出行和人畜田间作业。4.3 工程平面布局a) 土地平整项目区土地开发区域多分布在主干渠道两岸以及主要田间道两侧地势高差不大的田块。土地平整时以条田为基本单位，条田内部土方挖填基本保持平衡。同时，为确保排灌渠道水流畅通对地面高程的要求，在条田之间再适当进行土方调配。田块的形状基本上以路、渠或渠、渠及路、路相交构成的矩形结构，形状规则，约50-100m120-280m的方块，便于机械化耕作，减少劳动强度，提高劳作效率。田块间高差约5cm，与项目区大地形基本一致，向斗渠或河流方向递减，以便灌、排自如。项目区内部分中低产田可通过增加土壤有机质和养分含量，改良土壤性状，提高土壤肥力，还可以通过种植绿肥来提高土壤的肥力。b) 灌溉与排水在水利设施规划中综合考虑与道路、田块等的紧密配合协调，兼顾田块地形和机耕的要求，考虑了蓄水、输水、排水工程综合配套，增强项目区抗灾能力，具体规划为：项目区主要通过整修斗沟，清淤对项目区周围的塘和水库引水灌溉，同时新修11条农沟曾加田家用水的强度和方便程度。满足对每个田块的灌溉；尾水则通过排水沟排到小溪。c) 田间道路道路是供车辆和人等通行的工程设施。目前土地整理建设中，道路等级主要为田间道和生产路。田间道是居民点到田间的通道，主要为货物运输、作业机械向田间转移及为机械加水、加油等生产服务的道路。生产路是联系田块之间、通往田间的道路，主要起运输田间货物的作用，为人工田间作业和收获农产品服务。道路布局主要遵循以下原则：道路布局应与土地利用规划相适应，尤其要充分考虑土地利用规划的远景发展要求；尽量利用原有道路，以减少占地和节约投资；整理区道路应形成网络，方便生产，便利生活，并与整理区外主要道路相连接；根据功能定宽度，但要考虑发展余地，适应整理区经济社会长期发展需要。依照以上原则，结合田、沟、渠综合布局，同时满足项目区机械化耕作的要求，田间道与村庄相连，生产路与田间道垂直布设。全区共规划新修田间道1条，整修田间道2条，路面宽3m，设计泥结石路面厚0.15m。规划新修生产路12条，占地宽2m，高出地面0.3m，路面宽1.4m，设计素土夯实路基0.22m，泥结石路面0.08m。5 工程设计5.1 土地平整5.1.1 田块设计为了耕地的合理灌溉，节约用水，基本消除水田的潜育化危害，充分发挥机械作用效率，提高经营水平和土地生产能力，需对项目区部分土地进行平整。土地平整时以条田为基本单位，条田内部土方挖填基本保持平衡。同时，为确保排灌渠道水流畅通对地面高程的要求，在条田之间再适当进行土方调配。 田块的形状基本上以路、渠或渠、渠及路、路相交构成的矩形结构，形状规则，约50-100m120-280m的方块，便于机械化耕作，减少劳动强度，提高劳作效率。田块间高差约5cm，与项目区大地形基本一致，向斗渠或河流方向递减，以便灌、排自如。田块的设计满足机械化作业的开行长度，通过整理达到田成方、地面平整，不留荒地，局部地区因地形、地势的变化而有适当的调整。大部分田块的内部坡度大约控制在1/1000。5.1.2 土地平整分区根据土地平整工程设计的基本原则并结合项目区的地形、地势特点，我们将整个项目区分为两种类型的区域：第一种：非平整区。对于项目区周边丘坎密集且高差较大的耕地以及地势起伏较大且地形较复杂的地区，从施工难度和水土保持两方面考虑将其确定为非平整区，其不具备平整的可行性；第二种：平整区。平整区又可分为条田平整区和梯田平整区。这主要是针对项目区地势较平缓，地面坡度较小的区域，这部分耕地质量好、土层深厚、肥沃，但丘块小、田埂布置杂乱，具有较大的整理潜力，同时也是该项目新增耕地的重要来源之一。5.1.3 土方计算本次土地整理土方量计算原则上是项目区挖填土方基本平衡为准（土壤松散系数按1.0计算），同时每个平整单元（平整区内）挖填也需基本平衡。所采用的方法为块田归并法，首先根据测量数据利用MapGi软件建立田面数字平面模型，按照规划沟渠、道路及根据地形所划分的田块线，将平整区划分为若干待归并的田块，采用加权平均的方法，计算出归并田块内的平均高程，并假定平均高程为设计高程，单个田块实际高程高于设计高程，该田块为挖方，挖方量为该田块面积乘以设计高程与田块高程之差；当田块实际高程低于设计高程时，该田块为填方，填方量为该田块面积乘以设计高程与田块高程之差。最后各田块挖方或填方之和为该平整单元的挖填方量，以此方法得出土地平整工程总土方量。待归并的田块面积分别为S1、S2、Sn，高程（若田面平坦，则为有代表性一点的高程，若田面有均匀坡度，则为平均高程）分别为H1、H2、Hn。设平整后田面高程为Ha，则各田块的挖填高度为：H1Ha、H2Ha、HnHa。根据土方平衡原则，填挖方量总合应等于零，即： S1（H1Ha）S2（H2Ha）Sn（HnHa）= 0 Ha = （2）平整后的田面高程Ha计算出来后，即可逐个求出各田块的填高或挖深值，并计算出土方量。项目区平整土地23.26ha，挖填土方2.68万m3。对于非平整区域来说，由于地形复杂，地势落差大，平整工程量大，所以不纳入平整区。单个田块设计高程计算出来后，将各田块设计高程值标识在每个田块中，然后根据田块走向及渠道水流方向，逐个判断渠道水流是否通畅，当发生水流不畅时，调出（调入）土方，重新计算设计高程，该田块挖方总量与填方总量之差即为田间调配土方。在土地平整过程当中，耕作层有一定厚度，如若原田块内挖填厚度过大，对耕作层会造成破坏，使土壤失去肥力，因此应采取耕作层保护措施。根据调查项目区平均耕作层为0.3m，在水田区平整时，先对实测高程与设计高程相差较大（大于0.3m）的水田平整区的表土进行0.2m厚的剥离，待田块整成后翻耕土层，再回填表土作耕作层0.2m。经计算项目表土剥离与回填4.65万m3。对于项目区新增耕地区由于耕作条件差，进行土壤物理改良，通过土地翻耕增加肥力达到可以耕作的条件。项目区土地翻耕面积19.67ha。6 灌溉与排水6.1 灌溉工程设计a）灌溉标准综合考虑项目区的水文气象、水土资源、作物组成、灌水方法及经济效益等因素，经土地开发后区内以种植玉米等其他旱作物为主，灌溉系统要达到水浇地要求，规划通过水泵提水到山顶蓄水池，作物需水时通过干管从蓄水池取水，然后从干管阀门上分水到支管，通过支管给水栓连接的软管浇灌。根据灌溉与排水工程设计规范（GB5028899），为最大限度的满足项目区作物正常生长的用水需求，参考广州地区旱地P=90%灌溉定额3070m3/hm2，项目区灌水定额取20 m3/hm2，灌水周期为5天。b）管道设计1）、管道设计流量计算项目区的灌水方式为泵站提水到蓄水池后，通过管道浇灌，管道设计流量的计算采用以下公式： Q净=0.001mA/tT （3） Q毛= Q净/ (4）式中:Q净管道设计净流量（m3/s）； Q毛管道设计流量（m3/s）； A管道控制面积（ha）； m灌水定额（旱地取20 m3/hm2）； t 管道灌溉按每天20小时计算； T灌水周期（5天）； 管道水利用系数（取0.95）；2）、管径的确定项目区规划干管、支管选用PVC塑料压力管，所以确定管网中各级管道或管段的直径是管网设计的主要任务。一般先根据各种管材的适宜流速及经验初选管径，然后进行水利计算校核水头损失是否合理，经反复试算，最后选定出符合市场生产规格标准的管径。通常初选管径可按下式计算，即： （5）式中：D管道内径（m）；Q设计流量（m3/s）；V管道内流速，取1.5m/s；为防止管网产生水锤，或发生淤积，管内流速不得高于2.53.0m/s，也不得低于0.5m/s。3）、管道及管网的水力计算（1）沿程水头损失的计算干管、支管内水流流态多数属于光滑絮流和粗糙絮流，其沿程水头损失计算如下： hf = fLQm/Db= S0QmL （6）式中： hf沿程水头损失（m）；f 沿程水头损失系数，PVC塑料压力管取0.000915；Q设计流量（m3/s）；m流量指数，PVC塑料压力管取1.77；b管径指数，PVC塑料压力管取4.77；S0比阻，即单位管长、单位流量时的沿程水头损失；D管径（m）； L管长（m）；考虑到管道埋于地下，地形局部起伏，以及管节连接间难以平直，要增加部分水头损失，故计算出的hf值应乘以系数1.2为宜。（2）局部水头损失的计算局部水头损失的计算比较简单，一般均以流速水头乘以局部水头损失系数表示。对于管道的总局部水头损失则等于管道上所有各局部水头损失之和，即： （7）式中： Hj局部水头损失（m）； 局部水头损失系数；V断面平均流速（m/s）； g重力加速度（m/s2）。参照灌溉排水工程学（汪志农），在管道系统的规划设计阶段，为简化局部水头损失计算，局部水头损失取沿程水头损失的15%计算。（3）管网首部水头压力高程的推算为满足管灌要求，管网首部应具有足够的水位高程，通常应从最不利的轮灌组向上逐级推算水位高程，即：H首= （8）式中： H首管道首部的水位高程（m）；Z0管道首部的地面高程；V断面平均流速（m/s）；g重力加速度（m/s2）；hf沿程水头损失之和（m）；hj局部水头损失之和（m）；H0管道首部所要求的工作水头（m）；Z地面高程与管道首部的地形高差（m）； 田间灌水所需要的水头，本项目取0.2m。本项目管道首部接蓄水池，地处项目区最高点,其管网首部水头压力高程完全满足项目区各田块的灌溉要求。 4）、管道水力计算成果项目区干管控制灌溉面积为6ha，支管控制灌溉面积为2ha，根据以上公式对项目区各类型管道水力要素计算成果如下表。 表3 管道设计成果表Tab3 Design of Pipeline results table管段灌溉面积设计流量设计管径（ha）（m3/s）（mm）干管60.003 75支管20.001 506.2 排水工程设计a），排涝标准：参考灌溉与排水工程设计规范（GB5028899）中的各地区设计排涝标准表，根据项目区自然、气候条件及有关规范和实地资料，采用的是十年一遇三日暴雨三日排至作物的耐淹深度，查统计资料知项目区十年一遇的三日暴雨量为220mm。b），排涝流量的设计计算1）、水田的设计净雨深用如下公式计算 R PhfE （9）式中：R设计净雨深，mm；P设计暴雨量，P取220mm；h稻田的滞蓄水深，本项目区种植旱作物，取h10mm；f设计排涝历时内的渗漏量，根据当地状况，考虑其土壤性质，本项目区取f12mm；E设计排涝历时内田间腾发量，根据当地资料，取E15mm；计算：R PhfE220101215183（mm） 2）、用平均排除法计算排涝流量 Q涝 （10）式中： Q涝排涝设计流量，m3/sR设计径流深，mmT排涝历时，取T3天t每天排水时间，本项目区为自流排水，取为24小时F排涝面积（km2），沟的最大集雨控制面积，包括经过项目区的外部集雨面积。c)，排水工程横断面设计排水沟采用明渠均匀流公式进行计算： （11）式中：A过水断面面积（m2）, A=(b+mh)h；b渠道设计底宽(m)；h渠道设计水深(m)；m渠道边坡系数；R水力半径，R=A/X，X为湿周, X=b+2h(1+m2)1/2；C谢才系数，采用公式进行计算，n为沟床糙率；Q设计流量（m3/s）；i排水沟比降(新修沟取1/800)。排水沟断面设计采用试算法先假定其断面尺寸，然后进行流量和流速的校核计算，直到所选择的断面尺寸符合设计要求为止，并取其为设计断面。根据沟渠材质，确定斗沟糙率为0.017，农沟糙率0.025。d），设计成果根据各排水沟控制面积，计算得出横断面设计成果见表4。 表4 排水沟横断面设计成果表 Tab4 Design of cross-sectional results table类型排涝面积(公顷)排涝流量(m3/s)边坡系数比降i综合糙率设计水深(m)底宽(m)沟深(m)设计流速(m/s)斗沟70.0861/8000.0250.2850.60.50.475农沟2.50.02901/8000.0170.1350.30.30.46根据流速必须满足渠道不受冲刷、不被淤积的要求，查灌溉排水工程设计规范（GB5028899）排水沟在混凝土衬砌的情况下，取其不冲流速V不冲2.5 m/s， V不淤0.30 m/s,可以看出以上渠道设计流速均满足不冲不淤的要求，即V不淤VV不冲，设计的过水断面尺寸均满足实际要求。具体结构类型设计见工程设计及土地整理规划设计图册。6.3 建筑物工程设计a）新修蓄水池规划新修5个蓄水池，作为管道灌溉首部工程。蓄水池采用混凝土现浇底板并设钢筋，下铺碎石垫层，池壁由标准砖衬砌并砂浆抹面。池壁设一组钢筋爬梯以方便生产及保障安全。蓄水池设计尺寸及工程量详见工程设计图册。b）新修泵站新修泵站2座，购置单级离心泵及配套电机2套，泵房构造同机井泵房。泵站取水处修建进水池，浆砌石砌筑，尺寸为1m1m1m，钢筋栅拦污。提水管道采用DN100mm铸铁管，新配变压器并架设输电线，7m水泥电杆。c）涵管设计涵管布置主要考虑水流通畅，上下游渠、沟不发生冲刷或淤积，根据地形地质：1）、涵管轴线与堤岸、道路渠道尽可能正交，以缩短长度，与沟渠原有水流方向一致，保证水流平顺。2）、涵管底高程应与原沟渠底高程衔接，接近或等于原沟渠底高程，并在涵管两侧各设置一个沉沙池以避免发生冲刷或或淤积。底部纵坡采用1%3%，略大于原沟渠纵坡。穿过土渠或顶上有交通要求时，填土厚度不小于0.5m，减缓车辆对涵管的有害震动，确保涵管安全运行。3）、涵管应选择地质条件较好，土质均一，地基承载能力较大的地点，避免不均匀沉降而引起破坏和断裂。表5 圆涵设计成果表Tab5 Design of circular culvert results table形式数量管径(D)管厚(t)管长(L)个mmm斗沟过田间道涵管40.400.05 4.0 斗沟过生产路涵管40.400.052.0农沟过田间道涵管30.30 0.05 4.0 农沟过生产路涵管30.30 0.05 4.0 小计1422本次规划设计的涵管均按无压流的自由出流设计，预制圆形涵管受力条件较好，能承受较大的填土压力和内水压力，具有结构简单，工程量小，施工方便等优点。本次设计涵管均采用预制混凝土管，管径的大小根据道路、沟渠的宽度和管道埋深、其上填土厚度确定。涵管具体数量、分布、结构尺寸、布置形式、耗材以及断面形式见规划设计图册。d）陡坡设计根据梯田特点，结合项目区实际情况，项目区开发整理后多为高差2.0m左右的梯田，为了保持沟渠的设计纵坡，以保证输送需要的流量，防