沅江市黄茅洲农田水利工程设计

沅江市沅江市黄茅洲黄茅洲农田水利工程农田水利工程设计设计 THE DESIGN OF YUANJIANG HUANGMAOZHOU FARMLAND WATER CONSERVANCY PROJECT 目目 录录 摘要.1 关键词.1 1 前言.2 2 项目概述.3 2.1 自然条件 .3 2.2 项目区基本情况 .4 3 土地平整工程设计.5 3.1 田块设计 .5 3.2 土地平整分区 .5 3.3 土地利用布局 .6 3.4 工程平面布局 .6 4 供水量分析.7 4.1 需水量预测 .7 4.2 水土资源供需平衡分析 .9 5 灌溉与排水设计.10 5.1 水源工程设计 .10 5.2 灌溉渠道设计 .12 5.3 排水沟道设计 .15 6 水工建筑物设计.18 7 设计总结.19 参考文献.20 致谢.21 附录.21 - 0 - 沅江市黄茅洲农田水利工程设计 摘摘 要要：本次设计是对沅江市黄茅洲的土地综合整理项目农田水利工程设计进行研 究。在文中介绍了我国土地土综合整治现状和其意义，对项目区的基本情况进行了分析， 并对土地综合整治进行了论述。在设计过程中首先对供水量设计进行分析,主要研究的是项 目区的需水量的预测和对其供需是否满足,并在灌溉和排水方面对泵站、渠道、排水沟道进 行了设计。 关键词关键词：土地综合整理；供水量；灌溉；排水； The Design of Yuanjiang Huangmaozhou Farmland Water Conservancy Project Author:Liu Wei Tutor:Pei Yi (Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 41012) Abstract: This design is to Yuanjiang City Huangmaozhou consolidation project water conservancy projects designed study. This paper introduces the comprehensive improvement of Chinas land soil status and its significance, the basic situation of the project area were analyzed, and land remediation are discussed. First in the design process the design of the supply quantity, the main research is land water demand forecasting and its supply and demand meet, and in irrigation and drainage pumping stations, channels, drainage ditch design. Key words: land synthetical consolidation; water supply; irrigation; drainage; 1 前言 土地综合整治是在一定的区域内，按照土地利用总体规划确定的目标和用 - 1 - 途，以土地整理、复垦、开发和城乡建设用地增减挂钩为平台，推动田、水、 路、林、村综合整治，改善农村生产、生活条件和生态环境，促进农业规模经 营、人口集中居住、产业聚集发展，推进城乡一体化进程的一项系统工程。在 农田土地综合治理中，农田水利项目占有很大的地位, 农田水利建设是为发展 农业生产服务的水利事业。基本任务是通过水利工程技术措施，改变不利于农 业生产发展的自然条件，为农业高产高效服务。农田水利建设就是通过兴修为 农田服务的水利设施，包括灌溉、排水、除涝和防治盐、渍灾害等，建设旱涝 保收、高产稳定的基本农田。 加强土地整理，提高农业综合生产能力。大力开展农田整治，对耕地、宅 基地和集体建设用地进行整理复垦，在增加耕地的同时，建设高标准基本农田。 集中连片推进土地平整和农田水利、田间道路、林网等建设，提高农业综合生 产能力，实现“田成方、林成网、路相通、渠相连、旱能浇、涝能排、村成片” 的社会主义农村新貌。 推进村庄整治，优化用地结构布局。依据村镇体系规划和新农村布局建设， 适度调整撤并布局分散的自然村，合理开发利用腾退宅基地、村内废弃地、空 闲地，改造旧村、建设新村，形成农村人口向城镇和中心村集中，产业向集聚 区集中，耕地向规模经营集中的新农村格局。 完善设施配套，改善人居环境。通过实施农村土地综合整治，完善农村路 网、供水、通电、通讯、广播电视以及生活垃圾、污水收集和处理等基础设施， 健全教育、医疗卫生、文化娱乐、社会养老、商业网点等公共服务设施，推广 清洁能源，改变农村“脏、乱、差”状况，实现农村布局优化、道路硬化、村 庄绿化、环境净化。 发展现代农业，促进农民增收。积极引导土地向规模经营集中，推进农村 集体土地流转，优化农业产业布局，推广应用现代农业科技，提高农业产业化 水平，促进农村富余劳动力转移，确保农民持续增收。 实现增减挂钩，破解建设项目用地难题。农村土地综合整治中的集体建设 用地整理纳入城乡建设用地增减挂钩项目，在耕地面积不减少、质量有提高和 城乡建设用地总量不增加的前提下，按照“先减后增，增减平衡”原则，把农 村节约的建设用地指标，通过有偿转让，调剂到产业集聚区和城镇建设使用。 我国人均土地资源严重不足，特别是耕地资源更为短缺。如不加以重视并 采取措施，我国将出现新一轮的耕地流失高潮。实际上，我国现有的建设用地 - 2 - 的占地比例已经过高，超标准用地严重，土地利用率极低。受传统农业及自然 经济与社会的影响, 传统村落分布大多犹如“天女散花” 。长期以来，农村居民 点布局分散混乱,内部用地结构不合理。我国土地整理工作的政府网络管理体系 正在逐渐形成，土地整理的理论体系不断完善，土地整理实践的广度和深度不 断加强。总结我国土地整理在经济、社会和景观生态方面取得效益的同时指出 了今后待解决的几个问题：土地整理配套法律法规的完善，编制合理的土地整 理规划，加强土地整理基础建设，扩宽融资渠道，推进土地整理产业化，土地 整理目标中质与量并重等问题，我国土地整理还有很长的路要走。 2 项目概述 2.1 自然条件 （1）地形地貌：项目区属洞庭湖平原的一部分，地势低平，起伏很小，大 致由西北向东南微倾，地面高程为 21m37m，地面坡度在 10以下。 （2）气象：项目区属亚热带季风气候，平均气温 16.9，无霜期 276 天， 年日照 1756.8h，年降水量 1320mm。光热充足，降水丰沛，雨热同期，有利于 农作物生长。每年受低温冷害、暴雨、大风、伏旱影响大，适合农作物特别是 水稻及蔬菜的生长。总体而言，项目区气候条件优越，宜于农作物生长和丰产。 第一，光照较多，光能潜力大，不仅能满足春播作物正常生长的需要，而且秋 播作物也能生长良好。第二，热量丰富，无霜期长，积温充足，农作物可一年 两熟。第三，自然降水量基本能满足农作物生长的需要。 （3）土壤：项目区土壤为河流冲积而成的砂壤土，土层深厚，全部在 0.5 米以上，土质肥沃，保肥保水性能好，有机质含量平均为 3.125，石灰反应 呈碱性（PH 在 7.5-8.5 之间） ，土壤理化性能良好，适种性好。但因项目区地 势低平，易形成涝渍灾害。 （4）植被：项目区地带性植被为亚热带常绿阔叶林，现状植被分布于干渠、 道路两侧，居民区周围人工种植有水杉、杨树等。项目区耕地主要农作物为双 季水稻、油菜、苎麻、棉花及蔬菜。 （5）水文与水文地质：项目区毗邻洞庭湖，项目区主要靠洞庭湖的塞阳运 河和草尾河来供水灌溉，项目区地表水、地下水都非常丰富，主要用水为地表 水。区内没有工厂、矿山等比较集中的污染源，主要的污染是当地居民点的生 活用水和农药化肥污染，基本上没有超过环境的自净能力，所以，本项目在规 划设计时除设置用于排渍、排污及排洪的排水沟外，没有必要采取其他的污水 - 3 - 处理设施。经调查，项目区内几十年来从未出现过因水质而影响生产生活的状 况，水质符合农田灌溉水质标准 （GB5084-1992）所规定的水质标准，完全 满足区内农业生产的用水需求。同时，该地区地下水丰富，水质良好，含水层 埋藏浅，易于开采，成为区内居民主要的饮用水源。 （6）工程地质：区域工程地质构造简单，无大的断裂通过，属相对稳定地 块，据中国地震动参数区划图 （GB18306-2001） ，本区地震烈度处于度。 项目区工程建设均属小型建筑物，因此从工程地质条件看，进行土地整理 是完全满足要求的。 （7）天然建筑材料：本项目的天然建筑材料主要涉及到砂、石和土料，而 沅江市境内砂石料储量丰富，本项目所需建筑材料均可在县城购买。区内交通 方便，且村村通道路已经完善，并与区边县道相连，对外交通较好。另外土地 平整工程以及田间路桥工程修筑所需要的土料均结合土地平整区域就近采挖， 如不够，可采取外运土方。 （8）自然灾害：项目区属洞庭湖区的一部分，最大的自然灾害是暴雨洪涝， 项目区属于 96 年溃垸水毁灾区之一。其次低温冷害、大风对农业生产的影响也 是很大。另外，由于受砂壤土保水性差的制约，若灌溉设施差，又要受“伏旱” 天气带来的干旱威胁。 2.2 项目区基本情况 项目的实施不仅能对项目区农业生产能力提高有重要促进作用，而且能在 一定程度上改善项目区生态环境。项目实施以后灌溉渠道基本硬化，排水沟道 清淤畅通，能够从根本上克服项目区沟渠淤塞、灌排不畅等不利于农业增产的 限制性因素，降低干旱和渍涝等灾害对农作物的有害影响，从而提高项目区农 田综合生产能力，提高农作物产量，实现农民增收；对部分农村道路硬化和田 间道路整修，不仅方便农民群众生活，而且对提高田间管理效率、降低机械田 间作业成本有重要影响，从而降低农业生产成本，提高农业经营收入 通过在项目区大力推进“田、水、路、村”综合整治，对项目区内约 10% 的田块进行土地平整，扩大田块面积，解决部分耕地因地势较高而缺水的问题， 提高耕地产出水平；完善农田灌排设施，增强防洪排涝等抵御自然灾害的能力， 充分发挥在区域内大规模开展基本农田建设的系统效应和规模效应，继续为国 家粮食安全作出贡献，发挥商品粮基地的突出作用。通过配套修建田间道路工 程，完善区内道路网络，提高机械耕作效率，降低农业劳动作业强度，减轻农 - 4 - 民经济负担；采取先进的灌溉技术和科学管理，减少水、电消耗以及农业设施 占地，提高水、电等资源的利用率，推广生物农药和有机肥料的使用，减少农 业生产面源污染，实现生态与经济良性循环。 3 土地平整工程设计 3.1 田块设计 田块设计主要以格田为主，非平整区域田块保持原状。平整区田块从有利 于组织灌排、农作物通风采光、尽可能减少土方工程量的角度进行布设。项目 区地形相对平缓，根据实际情况进行局部土地平整。格田平整主要分布在块布 局不合理、田埂杂乱、占地较多的地块。格田长边与沟渠或田间道路平行，长 度在 80150m 之间，宽度在 4060m 之间，格田形状基本规划为矩形，田面高 程应沿灌排体系水流方向降低。 3.2 土地平整分区 项目区是湖南省主要粮棉生产基地，主要种植水稻和棉花。水稻的生长主 要是对水、光、热的要求，土地平整分区主要是考虑水稻灌排充分的前提下的 最佳受光、受热的要求，平整区中的条田主要沿农灌排渠的垂直方向布置。 本项目土地平整工程设计原则是以项目区挖填土方基本平衡为原则，土地 平整区与非平整区主要以地形为标准：地势不平但高差较小地势较缓，且田埂 杂乱的田块需要平整；设计后地类进行了变更的田块需要平整；丘块间高差较 大的及地形复杂的田块，由于此类田块平整难度大、费用过高，且平整后容易 造成水土流失的丘块不参与平整。每个平整单元（平整区即条田）挖填土方也 需基本平衡。 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，将整 个项目区分为二种类型的区域： 第一种：非平整区。非平整区包括两种类型区域：一是项目区内地势平坦， 田块形状有规则，灌排畅通、田埂分布合理、占地少的区域。此类区域没有平 整的必要；二是项目区内丘坎相对密集且高差较大的耕地。这类地区土地平整 施工难度大，且容易造成水土流失，不具备平整的可行性，故将其确定为非平 整区。 第二种：条田平整区。这主要是针对项目区内地势相对平缓，地面坡度小 的现有耕地区域，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。此外，条田平整区还包括作为项目新增耕地来源 - 5 - 的其它园地等区域。 3.3 土地利用布局 通过对项目区内土地进行高标准、高规格的综合整治，项目区耕地面积增 加，区内耕地质量及机械化耕作程度将大大提高，将大幅提高土地的利用率和 产出率。通过土地综合整治，项目区土地利用将走规模化、集约化、多元化、 高产稳产、优质高效的现代农业发展之路，为国家粮食安全作出贡献。项目区 地类以耕地为主，经过施工建设后，耕地面积占项目建设规模面积的 77.95%， 新增耕地面积 414.94ha，新增耕地率 5.72。 3.4 工程平面布局 （1）土地平整工程 根据项目区地形、现有基础设施，以规划的田间末级固定工程（农沟、农 渠、田间路）为界，将项目区划分为若干个耕作田块，将耕作田块根据地形、 土壤条件，生产和管理的需要划分为平整区域和非平整区域。 根据农民的种植习惯，在耕作田块内进一步划分格田。非平整区域格田保 持原状；平整区域从有利于组织灌排、充分利用原有基础设施、尽可能减少土 方工程量的角度进行布局。规划的平整区域主要是现状灌溉较难的耕地、新增 耕地来源的地类（如其他园地、废弃坑塘及其他草地等）及废弃的道路和排水 沟。 同时，为提高土地平整区域格田质量，达到土壤改良的目的，对于挖、填 深大于或等于 0.3m 的格田，剥离 0.2m 厚表土，利用下层土进行平整，然后再 覆表土，对新增耕地进行土地翻耕，以达到改善土壤结构的目的。对项目区新 增耕地实施土地翻耕，土地翻耕利用太阳紫外线可杀死土壤中的有害病菌，提 高田间持水能力和土壤抗蚀性能力，降低土壤容重，减轻土壤冲刷，增大土 壤 孔隙，改善土壤通气状况，利于土壤生物生长发育从而提高农作物的抗害能力。 机械平整后，对田面平整度达不到设计规范要求的区域，进行人工细部平整， 以利于耕种。 （2）输配水系统的总体布置和各级渠道的典型控制面积 本次输配水系统分为水田输配水系统和旱地输配水系统，以水田输配水系 统为主。水田输配水系统以明渠输水为主，旱地输配水系统以沟灌和畦灌为主。 明渠输水按照逐级布置的原则，上一级向下一级供水。本项目渠道建设分为斗 级和农级，即斗渠下设农渠。农渠间距控制在 100m150m，典型控制面积为 - 6 - 6ha；斗渠没有严格的距离控制，为项目区主要的田间灌排渠系，依水源位置和 地形条件而定，新修斗渠典型控制面积为 20ha，新修斗渠典型控制面积 25ha。 （4）排水系统布置； 项目排水系统主要任务包括田间排水、承接外来水和降渍。田间排水系统 以明沟排水为主，在渍害严重的地方可采取沟渠结合排渍的方法排出地下水， 依据逐级布置的原则，形成排水网络，由原有沟、农级沟和毛沟构成，排水系 统最终通过项目区内各主要支渠排入草尾河和塞阳运河。 （5）渠系建筑物布置； 项目渠系建筑物主要包括管涵和水闸等。渠道过田间道路设置管涵；水闸 主要是渠道进水和节制闸；渡槽规划在渠道跨斗级和农级渠道时架设。 （6）道路系统布置 按照本规划目标和湖南省土地开发整理项目建设标准的要求，道路建 设应满足项目区对内和对外交通需要，既要满足农业机械化作业的需要，又能 保持与外界便捷的联系、方便农业生产、便于农产品的运出和农业生产资料的 运入。项目区拟建一级田间道、二级田间道。 项目区内田间路网已基本形成网格，基本上只需对现有道路进行整修。规 划将项目区内连接较大居民点的田间道路整修为一级田间道，路面采用 C25 砼 硬化 20cm；而重要性不大，连接田块的道路整修为二级田间道；田间内部道路 整修为机耕道。项目区各田间道与农村道路联系，农村道路最终也与县道联系， 形成互通互达的路网。 （7）其他工程布置 项目设计以现代化标准农田为目标，为保护农机下田作业不破坏沟渠，在 田块与田间道之间修筑的跨越沟渠进入田块修筑下田坡道。下田坡道采用桥涵 和管涵加混凝土面板两种形式。 4 供水量分析 4.1 需水量预测 项目区毗邻洞庭湖，多年平均降水量为 1320.0mm，降水在年内分布不均， 57 月降水量占全年 43.7%，49 月降水量占全年 74%。根据项目水文条件分 析，项目区水资源丰富，水利条件较优越，属于降水充沛的地区，因而在水资 源平衡分析时不考虑地下水。 - 7 - a) 计算范围 项目区的需水量计算主要是农业灌溉用水，而乡镇企业、居民生活用水、 牲畜饮水和其他用水所占比重很少，且取水方式以钻井取水为主。此外，这些 水无需项目灌溉与排水工程供给。 b）作物种植结构的确定 农业需水量与项目区种植结构密切相关。项目所处的洞庭湖区属于我国的 重要商品粮生产基地，根据当地农业种植现状和未来的农业产业规划，项目区 以种植双季水稻为主。 c) 灌溉定额的确定 项目区属于环洞庭湖湿润地区，以种植双季稻为主，同时有零星旱地分布。 根据灌溉与排水工程设计规范 （GB50288-1999）有关规定：项目区灌溉设计 保证率应在 85%-95%之间。综合考虑沅江市的多年降水、蒸发资料，以及双季 稻灌溉制度，本项目灌溉保证率取 90%。查阅沅江市农业区划报告集 ，选定 90%灌溉保证率下双季稻、旱地综合净灌定额： 枯旱年（P=90%）：水田（种植双季稻）8835.00，旱地 2945.00ham / 3 。ham / 3 d)需水量计算 fq SqSq Q 2211 需 （1） 式中：灌溉需水量，单位：； 需 Q 3 m 整理后项目区水田的灌溉定额，单位：； 1 qham / 3 整理后项目区水田面积，单位：； 1 Sha 整理后项目区旱地的灌溉定额，单位：； 2 qham / 3 整理后项目区旱地面积，单位 ：； 2 Sha 渠系水利用系数；根据 灌溉与排水工程设计规 范 q （GB50288-1999）关于灌区水利用系数的有关规定：灌溉面积在666- 2000 公顷范围时，渠系水利用系数 取 0.65； 田间水利用系数；根据 灌溉与排水工程设计规范 f （GB50288-1999）关于灌区水利用系数的有关规定：水稻灌区的田间水利 用系数设计值不应低于 0.95。本项目田间水利用系数取0.95。 - 8 - 由上述公式进行需水量计算: 3411 1074.920 95 . 0 65 . 0 53.6438835 )(m Sq Q fq 水田需水量 需 3422 1014.510 95 . 0 65 . 0 65.10692945 )(m Sq Q fq 旱地需水量 需 34 1088.143014.51074.920mQ（总需水量） 需 由上述公式计算，结果如下表： 表 1 项目区需水量计算表 Tab 1 project area water demand calculation table 水田综合 净灌定额 旱地综 合净灌 定额 水田 面积 旱地 面积 水田 需水量 旱地 需水量 总需 水量 ham / 3 ham / 3 haha 渠道水 利用系 数 田间水 利用系 数 34 10 m 34 10 m 34 10 m 88352945643.53 1069.65 0.650.95920.74 510.141430.88 4.2 水土资源供需平衡分析 a) 原则与方法 项目区水资源平衡计算的原则方法如下： （1）供水不留缺口，尽量满足需水要求； （2）农业灌溉保证率根据 灌溉与排水工程设计规范 规定，取 p=90%； （3）农村饮用水、乡镇企业用水和其他部门用水，因不通过水利工程 供水，故不参与平衡计算。 b) 水量供需平衡计算 （1）农业灌溉需水量： Am w 需 （2） 式中: 为需水量； 需 w 为项目区灌溉面积；A 为净灌溉定额；m 为灌溉水利用系数（）。6175 . 0 65 . 0 95 . 0 qf - 9 - 由以上公式得： 34 1054 . 9 6175 . 0 51.5565.1069 )(m Am w 一月旱地需水量 需 34 1035.17 6175 . 0 52.16653.643 m Am w （一月水田需水量） 需 34 1089.2635.1754 . 9 mw（一月总需水量） 需 （2）供水量为各个地区的电排记录统计所得， 34 1011.2739 . 6 32 . 6 25 . 6 16 . 8 mw（一月总量） 需 34 1022 . 0 89.2611.27mw（富余） 由上述公式计算，结果如下表： 表 2 项目水资源平衡分析表 Tab 2 project water resources balance analysis form 需水量供水量平衡结果 旱地综 合净灌 定额 水田综 合净灌 定额 需水量总量 永和 电排 红旗 电排 中码头 电排 新河口 电排 富余 月份 ham / 3 ham / 334 10 m 34 10 m 34 10 m 3 34 10 m 34 10 m 34 10 m 34 10 m 155.51166.5226.89 27.11 8.16 6.25 6.32 6.39 0.22 273.32219.9635.62 35.81 10.77 8.26 8.35 8.43 0.19 389.00267.0043.24 43.47 13.08 10.02 10.14 10.24 0.23 4133.87401.665.04 65.39 19.67 15.07 15.25 15.40 0.35 5201.19603.5797.75 98.27 29.56 22.65 22.92 23.14 0.52 6555.081665.24269.70 271.14 81.56 62.50 63.23 63.85 1.44 7644.191932.56312.99 314.66 94.65 72.54 73.38 74.10 1.67 8365.721097.17177.69 178.64 53.74 41.18 41.66 42.07 0.95 9305.79917.38148.57 149.37 44.93 34.43 34.83 35.17 0.79 10407.161221.49197.83 198.88 59.82 45.85 46.38 46.83 1.06 1158.66175.9728.50 28.65 8.62 6.61 6.68 6.75 0.15 1255.51166.5226.97 27.11 8.16 6.25 6.32 6.39 0.14 合计 2945.008835.001430.88 1438.53 432.71 331.62 335.45 338.75 7.65 注：“+”表示富余； “-”标示欠缺。 项目区的灌排条件改善，提高了灌溉水利用效率。按现有水源的供水量， 在 90的灌溉保证率下，项目区黄茅洲需水总量为1430.88 万方，供水量 为 1428.53 万方，余水约 7.65 万方。详见表 2。 - 10 - 结论：项目区的水源水量丰富，灌溉保证率高，在平水年和一般干旱年， 项目区都不会缺水，即使在特枯旱年份，也可通过加强用水调度管理来解 决灌溉问题。通过分析可知该土地综合整治项目的灌溉水源有保障。 5 灌溉与排水设计 5.1 水源工程设计 a）现有水源工程 项目区属于环洞庭湖湿润地区，水资源丰富，灌溉用水主要来源于塞阳运 河和草尾河。黄茅洲片主要从草尾河引水灌溉。 b）泵站工程 项目区以提水灌溉为主，除骨干水源工程以外，田间灌溉水源配套工程仍 不完善，许多原有中小型灌溉和排涝泵站年久失修，已发挥不了原有作用，亟 待整修。项目区部分区域急需通过本次项目配套小型提灌泵站，解决田间作物 灌水要求。根据泵站控制面积计算其设计流量，依据其提水高度计算其水头损 失求得水泵设计扬程。泵房采用小型砖砌房屋结构。 1）设计流量计算 根据项目区水源供给情况并结合该项目 90的设计灌溉保证率综合考虑， 拟在项目区内修建两种类型泵站，所采用的水泵均为轴流泵。提水泵站采用提 水灌溉方式，每天按提水 12h 计算。泵站 I 设计控制面积 25.0ha，泵站 II 设 计控制面积 33.0ha。 灌溉泵站设计流量计算公式如下： SqQ 毛 （3） 式中：设计毛灌率（） ； 毛 q 23 ha/sm 控制面积（） ；Sha 泵站 I ：/h657.0/s183 . 0 250073 . 0 33 mmSqQ 毛 泵站 II：/h2 .867/s241. 0330073 . 0 33 mmSqQ 毛 2) 设计扬程 泵站的进、出水口水位值均通过实地测量而来，并且在规划图中对照地面 高程点加以校核。根据对项目区泵站调查测定，泵站 I 设计净扬程取 2.2m，泵 站 II 设计净扬程取 2.5m。 结果如下表： - 11 - 表 3 泵站设计参数表 Tab 3 pumping station design parameter table 设计流量设计扬程 泵站 /h 3 mm 泵站 I 657.03.8 泵站 II 867.23.8 3)水泵及动力机选型： 选型以前面计算求得的设计流量和设计扬程为依据，在充分满足灌溉所需 流量和扬程的前提下，尽量使所选水泵在泵站设计扬程运行时的工作点，在其 高效区内。参阅常德七一机械水泵制造厂提供的相关选型参数及资料选取泵型， 建议选用如下泵型： 表 4 水泵选型成果表 Tab 4 pump selection result table 流量扬程功率（）km转速 泵站类型水泵型号 /h 3 mm 配用功率配套电机min/ r 泵站 250ZLB-4687.04.5011.0Y160M-41460 泵站 350ZLB-6870.04.4022.0Y180L-41460 5.2 灌溉渠道设计 a）灌溉工程方案比选 项目区灌溉与排水工程采用“灌排相邻” 、 “灌排相间”相结合的模式，田 块设置考虑农业机械化和农田规模经营的要求，结合当地种植经验和项目区地 形进行布置。渠道布置充分考虑项目区地形布设，同时遵循充分利用原有水利 设施和投资最少原则布置。 现场调查时当地群众提出了两套灌排方案：方案一：将原有灌水土渠全部 硬化，该方案的优点是确保现有农田灌溉通畅，不会引发争水纠纷；缺点是现 有水渠分布密、数量多，工程施工投入大，造成较大的浪费。方案二：根据土 地平整后条田规划情况布局灌溉渠道，充分利用现有条件较好的沟渠进行整修； 该方案的优点是灌排系统与条田配套，利于机械化操作。 综合比选，为实现土地整理项目效益最大化，项目区灌溉工程采用方案二。 - 12 - b）灌溉工程设计 1)灌水定额的选取 项目区属于湖积平原工程类型区，以水田和旱地为主，水田区三熟制组合， 主要是稻稻油组合，种植水稻和油菜。旱地区为二熟组合，主要是棉-油，种植 棉花和油菜。项目区灌水方式为提灌。项目设计灌溉保证率取 90%。为最大限 度的满足项目区作物正常生长的用水需求，取水稻用水高峰期（泡田期）的需 水量作为设计标准，其灌水定额（泡田定额）取 1200，灌水周期取a/ 3 hm 5.0d。 2）毛灌率的确定 项目区采用自流灌溉的灌水方式，设计典型年份灌溉方式为自流灌溉，每 天灌水 12h，毛灌水率的计算采用以下公式： fqfq ma T ma q 542300123600 毛 （4） 式中:设计毛灌水率（） ； 毛 q 23 ha/sm 单位灌水面积（1） ；a 2 hm 灌水定额（1200） ；ma/ 3 hm 灌水周期（灌水周期为 5） ；Td 渠系水利用系数（自流灌溉取 0.80） ； q 田间水利用系数（水田取 0.95） ； f 代入参数计算得： 23 ha/sm0073 . 0 毛 q 3）渠道设计 地面灌水一般分为轮灌和续灌两种灌水方式，轮灌适用于由于灌区面积较 大，田块较多且灌水时间不一致的情况，但由于考虑到轮灌在渠道设计时要求 加大渠道的设计流量，增加渠道的土方量和渠道建筑物的工程量，一般在较低 级的渠道设计（如农渠）设计时采用。续灌的特点恰恰和轮灌相反，适用于灌 水时间一致、流量分散和劳动力较少的情况。因此，根据项目区的实际情况， 斗渠设计采用续灌方式，灌水周期设计为 5d，农渠设计采用轮灌方式，灌水周 期设计为 2.5d。 （1)项目区渠道设计流量的计算 AqQ 毛 - 13 - （5） 式中：设计流量（） ；Q/sm3 灌溉面积（） ；A 2 hm 设计毛灌水率（） ； 毛 q 23 ha/sm 根据本次规划布局方案，同时从便于施工角度考虑，将控制面积在某一范 围之内的渠道定为同一种类型（从而减少渠道的断面类型及施工难度） ，且取这 一范围内较大控制面积值计算此类型渠道的设计流量。 斗渠的计算：smAqQ/149 . 0 200073 . 0 3 毛 农渠的计算：smAqQ/117 . 0 80073 . 0 22 3 毛 规划渠道控制面积及设计流量见下表： 表 5 渠道控制面积及设计流量表 Tab 5 channel control area and design flow chart 控制面积设计流量 项目 ah/s 3 m 新（整）修斗渠 I 20.00.146 新（整）修斗渠 II 25.00.183 新（整）修斗灌排渠 25.00.183 新（整）修农灌排渠 I 8.00.117 新（整）修农灌排渠 II 8.00.117 新（整）修农渠 6.000.088 （2)灌溉渠道横断面设计 根据当地群众的生产习惯以及沅江市国土局以往实施项目的经验，所有渠 道均采用 C20 预制混凝土板护壁，C20 预制砼板护底的梯形形断面结构型式， 侧壁采用 C20 预制混凝土压顶。采用明渠均匀流公式进行计算，计算式如下: RiACQ （6） 式中：过水断面面积（） ， A 2 mb)hh(mA 边 （7） 渠道设计底宽()；bm - 14 - 渠道设计水深()；hm 水力半径, （8）R A R 为湿周, 2 m12hb 边 （9） 谢才系数， C 6/1 1 R n C （10） 渠床糙率；查灌溉与排水工程设计规范 （GB50288-1999） ；n 设计流量（） ；Q/sm3 渠底比降（斗渠取；农渠取）i2000110001 边坡系数 ,根据渠道护面种类，用经验方法来确定。 边 m 渠道断面设计采用试算法，首先假设底宽和水深值（假定渠道宽深比应该 在水利最佳断面宽深比与最经济断面宽深比之间） ，计算过水断面的水力要素， 然后计算渠道的流量、校核渠道输水能力、校核渠道流速，若各项校核均满足 要求，则该断面尺寸即该渠道设计尺寸；若流量或流速校核不满足设计要求， 则重新假定断面尺寸，直到流量、流速满足设计要求为止。流速必须满足渠道 不受冲刷、不被淤积的要求，据灌溉排水工程设计规范 （GB502881999）： 在混凝土衬砌的情况下，取其不冲流速,不淤流速sm/50 . 2 V 不冲 .其设计流速应满足的要求。sm/30 . 0 V 不淤不淤 VV 不冲 V 假设底宽,水深.0.60mb 0.45mh m0.3870.450.6)0.45(0.58b)hh(mA 边 236 . 0 58 . 0 145 . 0 26 . 0 387 . 0 m12hb R 22 边 AA 242.46236 . 0 017 . 0 11 616/1 R n C smsm/146 . 0 /194 . 0 2000 1 236 . 0 242.46387 . 0 RiACQ 33 渠道的流量、校核渠道输水能力满足要求； - 15 - /s501 . 0 0.387 0.194 Vm A Q 设计流速应满足的要求； 不淤 VV 不冲 V 则可假定渠道的超高为，则渠深为，即上口宽为m17 . 0 m62 . 0 m32 . 1 62 . 0 58 . 0 260 . 0 通过计算求得各级渠道的尺寸参数详见下表: 表 6 渠道设计成果表 Tab 6 channel design result table 设计流量 设计 流速 下底宽上口宽水深渠深 项目 sm / 3 糙率 边坡 系数 /sm 渠底比 降 mmmm 新（整）修斗渠 I 0.1460.0170.580.5011/20000.601.320.450.62 新（整）修斗渠 II 0.1830.0170.800.5201/20000.401.400.530.73 新（整）修斗灌排渠 0.1830.0170.800.5301/20000.401.400.550.73 新（整）修农灌排渠 I 0.1170.02750.750.3931/10000.401.380.400.65 新（整）修农灌排渠 II 0.1170.0170.800.5811/10000.401.000.350.62 新（整）修农渠 0.0880.0170.580.6161/10000.401.000.400.62 5.3 排水沟道设计 项目区灌排渠兼顾灌溉与排水，在灌溉和排涝条件下，取较大的断面作为 灌排两用渠的设计成果。本项目两用渠在同等控制面积条件下，排涝流量大于 灌溉流量，因此，项目区灌排渠采用排涝流量进行设计断面设计计算。 a) 排涝标准： 参考灌溉与排水工程设计规范 （GB502881999）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，湖南省采用的 是 20 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 20 年一 遇的三日暴雨量为 300mm。 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 Efh PR （11） 式中：设计净雨深，；Rmm 设计暴雨量，取 300；PPmm - 16 - 稻田的滞蓄水深，一般采用水稻允许的耐淹水深与降雨前田h 面水深的差值，根据当地实验和调查资料，取；mmh40 设计排涝历时内的稻田渗漏量（） 。，为渗漏fTmmkTf K 强度 3.5-5.0（） ，根据当地水田状况，考虑其土壤性质，本项目取dmm/ 4.0（） 。三天渗漏量;dmm/mmf 0 . 1230 . 4 设计排涝历时内的稻田腾发量（） 。，为雨ETmmTEE d 水系数 1.3，根据当地试验资料确定；为水面腾发强度，一般为 d E 45，本项目取 4 。三天腾发量；dmm/dmm/mmE 6 . 150 . 433 . 1 mmEfh40.232 6 . 151240300PR 2）用平均排除法计算排涝流量 Tt RF Q 6 . 3 涝 （12） 式中:排涝设计流量, 涝 Qsm / 3 设计径流深，Rmm 排涝历时，取3TTd 每天排水时间，本项目区为排灌站排水，取为 20th 排涝面积（） ，沟的最大集雨控制面积，包括经过项目区F 2 km 的外部集雨面积 c) 排水沟横断面设计 整修斗沟和新修斗沟均为梯形素土断面，边坡系数为 1。新修和整修农沟 也均为梯形素土断面，边坡系数 1:0.75。整修支沟只对其进行清淤疏浚。排水 沟采用明渠均匀流公式进行计算： RiACQ 其中：过水断面面积（） ，；A 2 mb)hh(mA 边 渠道设计底宽()；bm 渠道设计水深()；hm 水力半径， ，为湿周,；R A R 2 m12hb 边 谢才系数，采用公式进行计算；C 6/1 1 R n C 渠床糙率；查灌溉与排水工程设计规范 （GB50288-1999） ；n - 17 - 设计流量（） ；Q/sm3 渠底比降（斗渠取；农渠取）i2000110001 边坡系数 ,根据渠道护面种类，用经验方法来确定。 边 m 排水沟断面设计与渠道断面的设计方法相似，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。 新修斗沟设计为土沟。整修斗沟的断面设计以不改变原有断面为原则，整 修斗沟、整修斗沟和整修斗沟 III 设计为清淤后边坡夯实。新修农灌排渠、 整修农灌排渠和整修斗灌排渠采用 C20 预制混凝土板护壁，底板采用 C20 预制 砼板护砌，渠肩采用 C20 预制砼压顶。 根据流速必须满足渠道不受冲刷、不被淤积的要求，据灌溉排水工程设 计规范 （GB502881999） ，在混凝土衬砌的情况下，不冲流速，sm/5 . 2V 不冲 粘性土质渠道不冲流速，不淤流速。sm/75 . 0 V 不冲 sm/30. 0V 不淤 sm Tt RF Q/065 . 0 2036 . 3 01 . 0 0 . 640.232 6 . 3 3 涝 假设底宽,水深.0.40mb 0.30mh m0.1880.30.4)0.3(0.75b)hh(mA 边 163 . 0 75 . 0 13 . 024 . 0 188 . 0 m12hb R 22 边 AA 876.26163 . 0 0275. 0 11 616/1 R n C sm /065 . 0 1000 1 163 . 0 876.26188 . 0 RiACQ 3 与设计流量基本相当，渠道的流量、校核渠道输水能力满足要求； sm A Q /346 . 0 0.188 0.065 V 设计流速应满足的要求； 不淤 VV 不冲 V 则可假定渠道的超高为，则渠深为，即上口宽为m30 . 0 m60 . 0 m30 . 1 6 . 075. 0240 . 0 - 18 - 根据排水沟控制面积，计算得出如下表所示排水沟设计成果表： 表 7 排水沟设计成果表 Tab 7 gutter design results table 控制 面积 设计 流量 设计 流速 下底 宽 上口 宽 水深 渠 （沟） 深 项目名称 hasm / 3 糙率 渠底比 降 边坡 系数 sm/mmmm 新修（整修） 农沟 6.00.0650.02751/10000.750.3460.41.300.30.60 新修斗沟 20.00.2290.02751/20001.00 0.3750.602.400.600.90 整修斗沟 50.00.5730.0275 1/2000 1.00 0.4550.803.20 0.801.20 整修斗沟 60.00.6870.0275 1/2000 1.00 0.5271.003.801.001.40 整修斗沟 III 80.00.91