安仁县农田水利工程设计

安仁县农田水利工程设计DESIGN OF IRRIGATION AND WATER CONSERVATION ENGNEERING IN PROJECT AT ANREN TOWN目 录摘要1关键词11 前言22 综合说明2 2.1 项目区所在简况2 2.2 自然条件3 2.2.1 地形地貌2 2.2.2 气象2 2.2.3 土壤3 2.2.4 植被3 2.2.5 水文和水文地质3 2.2.6 工程地质条件4 2.2.7 天然建筑材料4 2.2.8 自然灾害4 2.3 基础设施件4 2.3.1 水源条件4 2.3.2 灌排系统骨干设施状况5 2.3.3 灌溉与排水设施5 2.4 水资源分析8 2.4.1 供水量分析8 2.4.2 需水量预测9 2.4.3 水土资源供需平衡分析103 工程平面布局11 4 工程设计12 4.1 水源工程12 4.1.1 提水工程13 4.1.2 引水工程13 4.2 渠道工程13 4.2.1 渠道布置方案13 4.2.2 渠道设计13 4.3 排水工程18 4.3.1 排水沟布置方案18 4.3.2 排水沟设计18 4.4 建筑物20 4.4.1 闸门20 4.4.2 引水渠20 4.4.3 沉沙池20 4.4.4 抽水泵站20 4.4.5 变电设备235 结论23参考文献24致谢25附录25安仁县农田水利工程设计摘 要：农田水利设施是农业基础设施的重要组成部分，对农业生产结构调整、农村发展、农业经济增长以及农民增收等有着巨大的支持作用。本设计研究了安仁县基本农田土地整理项目中农田水利工程的规划设计以及相关水力计算，重点对灌溉水源选择、水源工程和输配水工程进行了分析和计算，设计出符合灌溉、排水要求的沟渠，使得农田土地整理的质量得到了进一步提高。关键词：水源；渠道；灌溉Design of Irrigation and Water Conservation Engineering in Project at Anren TownAuthor:Zhou LejiTutor:Pan Jingfu(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract：Irrigation and water conservancy facilities is an important part of the agricultural infrastructure. It gives maximum support to adjust the structure of agricultural production, rural development, agricultural economy and the increase of farmers income. The designs method and correlated hydraulic calculation in the land consolidation project at Anren town are studied in this paper. The design focuses on the analysis and study of the choice of irrigation water，water source project，transmission and distribution worksThe results show that the design have met the requirements for the water irrigation and drainage in this project，thus improving the quality of land consolidationKey words: waterhead; channel; irrigation1 前言我国是一个干旱缺水国家，不仅水资源总量明显不足，而且水资源的时空分布极不均衡，区域性缺水和季节性缺水严重，同时人口的增长又增加了对水土资源开发的压力，我国人均占有水资源量仅为世界人均值的四分之一。特别是水资源与土地资源的分布不相协调，南方水多而耕地少，北方水少而耕地多。我国大部分地区降雨年内和年际分配不均，必须建设必要的水利设施予以调节，以提高农业综合生产能力的基础性工作和保障条件。农田水利是农业的命脉，是农业发展的物质基础，是农村经济、农村社会发展的重要基础设施。我国的农业基础设施还很脆弱，抗御自然灾害的能力不强，许多地方还是靠天吃饭，这是制约农村经济发展和农民增收的重要因素。在加入WTO后，我国农业还会受到美国等世界农业大国农产品的冲击。在当前全世界面临粮食危机的情况下，要保障我国粮食安全，必须加大对农业的投入力度，提高农业生产效率。因此，加大以农田水利基本建设为重点的农业基础设施的投入力度，是确保国家粮食安全，不断提高我国农业竞争力的需要。通过完善农田基础设施，增强防洪排涝等抵御自然灾害能力等方式，结合重大工程建设，减少水、电消耗及农业设施占地，提高土地、水、电等资源的利用率，大幅提高土地产出效益，促进农民增产增收；大幅度降低农民生产的直接和间接生产成本；增强抵御灾害能力，促进农业生态系统稳定；提高土地资源利用效率，减少农业化肥使用；消除钉螺滋生环境，基本阻断疫情传播途径；夯实湖区产业发展基础，推动现代农业发展。2 综合说明2.1 项目区所在县简况安仁县位于湖南省东南部，郴州市的北部。东与茶陵、炎陵县交界，南与永兴、资兴县接壤，西与耒阳、衡南毗邻，北与衡东、攸县相邻。地理位置介于：东经1130511336，北纬26172650。安仁县属中亚热带季风湿润气候。历年平均温度17.7，年内7月最热，月平均气温29，极端最高温度达成42（1983年8月6日）。全县辖21个乡镇，225个村、居委会，2007年末全县总人口为40.11万人，其中农业人口为35.5万人，占总人口数的88.51%。全县城市化水平达到28.9%，比上年提高2百分点。2007年末，全县生产总值达29.56亿元，比上年增长12.2%，其中第一产业增加值9.09亿元，增长7.8%；第二产业增加值9.62亿元，增长19%；第三产业增加值10.84亿元，增长10.6%。一、二、三次产业结构为30.7：32.6：36.7。全县人均可支配收入0.3654万元。2.2 自然条件2.2.1 地形地貌项目区在地理上属安仁县境内东部，地貌类型主要为低岗溪谷平地地貌。属于河谷平坝工程类型区。整个项目区沿永乐江及永乐江支流自西向东分布，项目区地面标高在8895m之间，纵横平均坡度小于3度。地势平坦利于土地综合整治。2.2.2 气象项目区属于亚热带季风性湿润气候区，夏秋干旱。日照充足，年平均气温18，多年年均降雨量1404.3 mm，降雨主要集中在47月，占51.36%。89月一般干旱缺水。极端最高气温达40.2，极端最低气温为-12.3，无霜期为278天。历年10的活动积温为5635，适宜多种作物生长。光能较足，项目区年平均日照时数为1663.3小时，日照时数年内分配不均，一年中以夏季最多，冬季最少，秋多于春。雨热同期的气候，为农作物的生长提供了良好的外部环境。项目区良好的农业气候条件适合农作物特别是水稻的生长。2.2.3 土壤项目区的水稻田主要是河沙田，成土母质主要为河流冲积物母质，河流冲积物母质是经过流水搬运，把陆地上的砂砾搬运到江河，形成的土壤有如下特点：分选性良好，由谷坡向河床，沉积物粒径由细变粗；层理清晰，下层为河床相；有明显的层次和成带性，土质肥沃。项目区内的土壤有机质含量2.67%，全量含氮0.156%，含磷0.117%、全钾2.54%，土壤保肥能力强。PH值由表层到底层逐渐增大从5.66.0。2.2.4 植 被安仁县属于中亚热带常绿阔叶林区，项目区内主要树种为杉木、湿地松、油茶等，农作物以种植双季稻为主，以及油菜、秋薯、秋豆和烤烟。植被覆盖率在80%以上，区内植物生长茂盛。2.2.5 水文与水文地质项目区内水资源极为丰富，经实地查证，项目区处于永乐江中上游流域，永乐江的支流太平港塘田河汇水口。项目区属于茶安灌区内，茶安水库为中型水库，有效库容282万m3。项目区依据湖南省土地开发整理项目建设标准确定为河谷坪坝工程类型区，其水文地质具有以下特点：（1）土层为残坡积或冲洪积双层的粘质砂土（厚01 m）、碎石土为主的土体（厚110m）。（2）地表溪流不发育，地下水贫乏，旱季缺水。2.2.6 工程地质根据项目区的地层岩性出露情况，属于新生界第四系上更新统，主要为冲积层，具二元结构，上部为网纹化粉砂质粘土及含砾砂质亚粘土，下部为砂砾层及含砾砂层，厚26.67 m。项目区内的其他灌溉排水建筑的修建地方，主要是河沙土，不存在软土地基处理，但沟渠开挖成土渠的边坡不是十分稳定，经过夯实处理后，可以加固沟渠的边坡或边墙。2.2.7 天然建筑材料项目区中的永乐江，是可利用的天然建筑材料主要是河沙和卵石，施工取材时要以不影响河道行洪且不危及两岸河堤的稳定为前提适当取材。在项目区的三南居委会河对岸沿永乐江有采沙场。沙场就处在项目区边界，运输方便，为项目区的工程建设提供了便利条件。项目区内比较缺乏的是石料。大的块石需要从平背乡朴塘村采石场运输，项目区与平背乡约10 km，有县道接通项目区与平背乡的采石场相连，运输非常方便。2.2.8 自然灾害项目区总的来说四季分明，农业气候比较优越，但灾害天气亦较频繁，夏、秋季节常伴随高温期与洪涝灾害，这段时期对早稻的危害主要是灌浆，对晚稻的危害主要是反省、分蘖期。洪水一般发生在49月份，尤以56月出现机会最多。秋、冬季节自然灾害以寒露风与冰冻为主。2.3基础设施条件2.3.1 水源条件项目区水源分为两部分：一为永乐江，二为茶安水库总支一。(1)永乐江由东至西贯穿项目区，三南居委会、安平居委会均在永乐江安平大坝旁设置电灌站提水灌溉，旱半村在永乐江旁设置电灌站提水灌溉，上街居委会从永乐江支流太平港旁设置电灌站提水灌溉，塘田村、石池村均由永乐江太平港支流上的东风坝、海丰坝引水灌溉。(2)项目区属于茶安灌区内，此区域以茶安水库（又名仙下水库，中型水库，有效库容282万 m3）为骨干系统，可灌溉安平乡除旱半、石门外的其他村。从茶安水库接水的总支一干渠做为项目区补充水源。2.3.2 灌排系统骨干设施状况项目区分为三个部分：旱半村、安平居委会、三南居委会为区；上街居委会、坊岭村为区；塘田村、石池村为区。区安平居委会和三南居委会均由永安电灌站(20kW、15kW、22.5kW两台)提水灌溉，旱半村由下屋电灌站(6kW)提水灌溉。区坊岭村由官塘引水灌溉、上街居委会从上街居委会电灌站（50kW）提水灌溉。区的灌溉水源主要有：塘田村、石池村由海丰坝、东风坝引水灌溉但塘田村海丰坝附近有50.58公顷农田由于地势较高，原有灌溉渠道老化，不能满足灌水要求。茶安水库总支一干渠做为项目区补充水源。永乐江为项目区的主要容泄区。项目区安平居委会主要水源来自于永安电灌站提水灌溉，水轮泵渠道（原有渠道-29）为主要的引水灌溉渠道，排水均排至大塘。项目区三南居委会北部区域主要的灌溉水源来自于永乐江（永安电灌站提水灌溉），爱花坪渠道（原有渠道-5）排水均排至原有渠道-9。南部区域主要由原有渠道-4引水灌溉，排水均排至永乐江。项目区旱半村主要水源来自于永乐江（下屋电灌站提水灌溉）原有渠道-19为主要的灌溉渠道（灌排两用）。项目区坊岭村主要的灌溉水源来自于官塘，以及安羊公路旁的总支一干渠引水的主灌渠（原有渠道-49），排水均排至永乐江。项目区上街居委会主要的灌溉水源来自于永乐江（上街居委会提水灌溉），原有渠道-40为主要的灌溉渠道。原有渠道-42为主要的排水沟。项目区塘田村主要的灌溉渠道为从东风坝引水的原有渠道-65和原有渠道-62、63，以及和石池村共用的从海丰坝接水的原有渠道-66，排水均排至永乐江。2.3.3 灌溉与排水设施项目区内部原有灌排渠道较多，但是没有经过系统规划，串灌串排的现象非常严重，大多数的灌溉与排水没有分开，水资源浪费严重。区内的灌排沟渠大部分为上世纪七十年代农田整改时所修建，老化淤塞严重，无法满足现代农业生产的需要。经统计，项目区现有主要渠道情况如表1所示。 表1 项目区现有灌溉与排水设施调查表 单位：mTab 1 The questionnaire on project areas existing irrigation and drainage facilities 原有编号底宽顶宽渠深现状情况权属位置原有渠道-10.80.80.4土渠三南居委会续表1原有编号底宽顶宽渠深现状情况权属位置原有渠道-20.60.60.3土渠三南居委会原有渠道-3252.5预制块三南居委会原有渠道-40.60.650.5U型三南居委会原有渠道-50.60.60.6土渠三南居委会原有渠道-60.50.50.3土渠三南居委会原有渠道-70.70.70.3土渠三南居委会原有渠道-80.80.80.5土渠三南居委会原有渠道-9220.6土渠三南居委会原有渠道-100.80.80.4土渠三南居委会原有渠道-110.60.650.5U型三南居委会原有渠道-120.60.650.5U型三南居委会原有渠道-130.40.40.4土渠三南居委会原有渠道-140.70.70.6土渠三南居委会原有渠道-150.81.20.8土渠三南居委会原有渠道-16110.5土渠三南居委会原有渠道-170.40.40.3土渠旱半村原有渠道-180.50.50.3土渠旱半村原有渠道-19110.85实心砖旱半村原有渠道-200.40.40.35土渠旱半村原有渠道-210.60.650.5U型旱半村原有渠道-220.20.20.2土渠旱半村原有渠道-230.60.650.5U型旱半村原有渠道-240.50.550.4U型旱半村原有渠道-250.60.60.6土渠安平居委会原有渠道-260.40.450.4U型安平居委会原有渠道-270.60.650.5U型安平居委会原有渠道-280.60.650.5U型安平居委会原有渠道-29111实心砖安平居委会原有渠道-300.60.650.5U型安平居委会续表 2原有编号底宽顶宽渠深现状情况权属位置原有渠道-310.60.650.5U型安平居委会原有渠道-320.61.51.4土渠安平居委会原有渠道-330.60.60.5土渠安平居委会原有渠道-340.20.20.2土渠安平居委会原有渠道-350.71.50.7土渠安平居委会原有渠道-360.20.70.3土渠上街居委会原有渠道-370.60.650.5U型上街居委会原有渠道-380.60.60.5土渠上街居委会原有渠道-390.40.40.3土渠上街居委会原有渠道-400.60.60.5土渠上街居委会原有渠道-410.60.60.4土渠上街居委会原有渠道-420.40.40.5土渠上街居委会原有渠道-430.20.20.2土渠坊岭村原有渠道-440.40.40.3土渠坊岭村原有渠道-450.450.40.4U型坊岭村原有渠道-460.60.60.3土渠坊岭村原有渠道-470.50.50.4土渠坊岭村原有渠道-480.20.20.2土渠坊岭村原有渠道-490.20.60.3土渠坊岭村原有渠道-500.60.60.4土渠坊岭村原有渠道-510.81.20.7土渠坊岭村原有渠道-520.60.60.6土渠坊岭村原有渠道-5311.41土渠坊岭村原有渠道-540.50.50.5土渠塘田村原有渠道-5511.50.7土渠塘田村原有渠道-560.60.80.6土渠塘田村原有渠道-570.81.31土渠塘田村原有渠道-580.60.60.5土渠塘田村原有渠道-591.81.81.2土渠塘田村续表 3原有渠道-602.52.50.7土渠塘田村原有渠道-610.60.60.4土渠塘田村原有渠道-620.60.650.4土渠塘田村原有渠道-630.60.650.4土渠塘田村原有渠道-640.80.80.5土渠塘田村原有渠道-650.52.51.5土渠塘田村原有渠道-660.52.51.5土渠塘田村原有渠道-670.51.00.4土渠旱半村原有渠道-680.60.650.5土渠旱半村原有渠道-690.60.60.5土渠旱半村原有渠道-700.40.40.3土渠旱半村2.4 水土资源分析2.4.1 供水量分析(1) 灌溉分区根据项目区内的取水水源灌溉区域面积，分析项目区内的可供水量。泵站提水灌溉区面积共146.6 hm2（上街居委会电灌站提水灌溉面积35.25 hm2、下屋电灌站提水灌溉面积14.46 hm2、永安电灌站提水灌溉面积96.89 hm2）；项目区部分区域通过茶安水库的总支一渠道灌溉，总支一可灌溉项目区水田面积85.54 hm2；海丰坝引水渠灌溉面积44.35 hm2；其中水田面积56.71 hm2，烤烟种植面积12.36 hm2；东风坝引水渠灌溉面积97.35 hm2，其中水田面积55.09 hm2，烤烟种植面积33.9 hm2。表2 灌溉分区面积表 单位：hTab 2 District area of irrigation 灌溉区域种植物种提水灌溉区总支一灌溉区海丰坝灌溉区东风坝灌溉区水稻146.685.5444.3555.09烤烟0012.3633.9合计146.685.5456.7188.99(2) 灌溉水总量分析根据历年的水文资料数据统计，海丰坝引水渠道年平均流量为0.35 m/s，东风坝引水渠道年平均流量为0.65 m3/s。茶安水库有效库容282万m3，其骨干系统辖安平镇等7个乡镇的39个村，536个村民小组，控制耕地面积212.96 km2。茶安水库的总支一可以为项目区提供水源，宽2.0 m，深1.5 m，在灌溉保证率为90%的情况下，总支一的流量保证在0.35 m3/s。项目区泵站提水灌溉流量经实地调查，下屋电灌站、上街电灌站、永安电灌站分别为0.08m3/s、0.15m3/s、0.18m3/s，每天灌水22小时。项目区主要种植双季稻，根据农田需水季节的时间分布，主要是夏秋干旱49月，根据水稻的全生育期灌水分析，总灌溉次数约8次，每次灌溉平均周期为7天，每天灌水24小时。东风坝引水渠可供水：W1=0.6587243600=314.50万m3海丰坝引水渠可供水：W2=0.3587243600=169.34万m3茶安水库总支一可供水：W3=0.3587243600=169.34万m3泵站提水灌溉区供水：下屋电灌站W4=0.0887223600=35.48万m3上街电灌站W5=0.1587223600=66.52万m3永安电灌站W6=0.1887223600=79.83万m3可供水总量W总量=W1+W2+W3+W4+ W5+ W6=314.50+169.34+169.34+35.48+66.52+79.83=835.10万m32.4.2 需水量预测(1) 农作物品种的选择项目区耕地规划为水田，农作物以双季水稻为主，辅以蔬菜、烤烟等经济作物。结合项目区的耕地作物构成情况和当地农民耕作习惯及当地惯用的水利工程设计标准。(2) 灌溉设计标准水量平衡是一个相对的概念，是指在一定的保证率下的水量供需平衡。因此，在进行水资源平衡分析之前，首先确定灌溉设计保证率。由于项目区处中亚热带季风湿润气候区，水资源丰富，以种植水稻为主，根据土地开发整理项目规划设计规范（TD/T10122000）湿润地区或水资源丰富地区，水稻灌溉保证率为8595%，结合湖南省土地开发整理建设标准河谷平坝工程类型区水田灌溉保证率不低于85%，确定本设计灌溉保证率为90%。(3) 灌溉需水总量计算项目区规划后，水田面积为338.66 hm2。根据安仁县农业区划报告集，结合多年降水、蒸发资料，以及作物的灌溉制度。查报告的“第五章水资源供需平衡分析”中的灌溉定额计算成果表，选取茶安灌区水稻各生育期阶段灌溉水率：表3 水稻各生育阶段灌水率及净灌溉定额Tab 3 Thericegrowing period ofirrigationrateand netirrigation quota生育阶段泡田期返青期分蘖拔节期抽穗黄熟期备注月份4月5月6月7月项目区种植双季稻，全年的灌溉定额为55.2m3/hm2灌溉天数81073净定额（mm）176.17220.21154.1566.06灌水率（m3/秒/亩）0.00017灌溉总面积（亩）5373.6灌溉水量（万m3）63.1478.9255.2523.67晚稻自7月开始泡田插秧，灌溉水量减少，若以同样灌溉制度计算，全年的水稻灌溉水量为441.96万m3。烤烟生育期35月，3月移栽期需水100mm，4月旺长期需水260mm，成熟期需水160mm。各月需水量如表4：表4 烤烟生育需水量Tab 4 Water demand of flue-cured tobaccofertility月 份项 目3月4月5月合计需水灌水量（mm）100260160灌溉面积（hm2）46.746.7灌溉水量（万m3）4.5512.137.4624.14烤烟种植区需灌水总量为24.14万m3。通过以上需水量的计算，项目区共需水466.1万m3。灌溉水有效利用系数的确定：根据汪志农主编的灌溉排水工程学（中国农业出版社）关于灌溉水利用系数的有关规定，灌溉面积小于0.067 hm2，渠系水利用系数取0.750.85。本项目根据实际情况渠系水利用系数取0.80。灌溉需水量按下式计算：W需=mA/ （1）式中：W需灌溉需水总量（m3）； 米灌溉定额； A规划后灌区面积； 灌溉水利用系数（取0.75）。W水稻需466.10.75621.46万m32.4.3 水土资源供需平衡分析(1) 供需水总量平衡分析通过供、需水量计算可知，在灌溉保证率为90%的情况下：设计年项目区可供水总量W供水量=835.10万m3，需水量W需621.46万m3。分析可得：835.10万m3621.46万m3，即W供水量W需水量。由此可见，项目区设计水田灌溉保证率90%，在不考虑地下水资源的情况下，水资源供给量大于需水量，项目区内水资源供给量完全能满足需求，本设计在水源保证方面完全可行。(2) 各月份分区域供需水平衡分析项目区共有海丰坝引水渠道灌溉区、东风坝引水渠道灌溉区、茶安水库总支一灌溉区和泵站提水灌溉区等四个灌溉区域。根据各区域渠道平均流量计算各月份可提供的水量（表5）。表5 各区域各月可供水量需水分析表 单位：万m3Tab 5 Analysis on available water supply and water demand of various regions of each month 月 份区 域3月4月5月6月7月8月9月10月东风坝引水渠道灌溉区需水12.631.3330.2730.6132.1332.2729.6118.4供水39.3139.3139.3139.3139.3139.3139.3139.31海丰坝引水渠道灌溉区需水8.317.8216.7716.8419.5519.7716.8412.93供水21.1621.1621.1621.1621.1621.1621.1621.16茶安水库总支一灌溉区需水15.0816.8513.1917.7318.8513.195.65供水21.1621.1621.1621.1621.1621.1621.1621.16永乐江提水灌溉区需水25.8432.322.6132.5332.322.616.69供水27.232.7226.5632.7232.7222.727.12通过分析，每个灌溉区域内的个月份都能满足灌溉需水。3 工程平面布局项目区灌溉与排水工程共涉及输水工程、排水工程、渠系建筑物工程和泵站及输配电工程。根据充分利用现有水利设施的原则，充分考虑灌溉、排涝面积，地形坡度、区位等自然因素，对整个项目区的斗渠、斗渠、农渠、农渠、排水斗沟、排水农沟进行合理的规划。项目区内灌溉系统布置，主要有斗渠和农渠，另设计了同斗渠级别的灌排斗渠和农渠级别的灌排农渠。主要通过斗渠输水，并通过农渠和灌排农渠向各田块灌水。设置灌排渠道是充分利用项目区呈阶梯地形，减少排水沟的工程量和占地。为满足项目区排水需求，设农沟排田块余水至斗沟、灌排渠道至项目区外，并根据灌排要求布置了各类渠系建筑物。项目区区主要涉及到三南居委会和旱半村，三南居委会所在南部新增耕地区域主要是通过从永安电灌站引水主灌渠上接水，通过斗渠-2，斗渠-1从引水渠上接水往南北两边分水，然后排至永安渠和永乐江。三南居委会所在北部区域通过爱花坪渠道引水、斗渠-1往中间灌水，通过农沟最终由整修排水斗沟1排出项目区。旱半村主要的引水渠道为原有渠道19，再由原有渠道分水至农一级原有渠道21、22、23、24。项目区区主要涉及到安平居委会、上街居委会、坊岭村，安平居委会主要从水轮泵渠道接水，排水至斗沟-5。上街居委会主要由整修斗渠-7、从引水主灌渠引水后灌溉，排水至斗渠-6。坊岭村主要由斗渠-9从官塘引水，排水至新修斗渠-8。项目区区主要由整修斗渠-6、整修斗渠-6、整修斗渠-7灌溉老湾桥以北区域，以南区域主要由整修斗渠-8、整修斗渠-9、斗渠-14、从引水渠上接水灌溉，此区域排水均排至永乐江。项目区共布置泵站1座，位于塘田村海丰坝边。输电线自塘田村接入，全长80米。4 工程设计 灌溉与排水工程总体采用灌排结合模式，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。项目区灌溉水源情况为：塘田村、石池村的田块由海丰坝、东风坝引水灌溉，坊岭村水田由官塘引水灌溉，上街居委会水田从上街居委会电灌站（50kW）提水灌溉，安平居委会和三南居委会的水田均由永安电灌站（20kW、15kW、22.5kW三台）提水灌溉，旱半村的田块由下屋电灌站（6kW）提水灌溉。本项目区与2003年农业综合开发区域相邻的区域从总支一取水灌溉。另外永乐江为项目区的主要容泄区。4.1 水源工程 本项目没有涉及到拦河坝、塘堰等水源工程，项目区共涉及两种取水方式：一种为泵站提水工程，一种为渠道引水工程。4.1.1 提水工程主要是项目区内的三南居委会新增耕地区域，由于土质沙性较重，种植作物后产量不高，本次通过设计，对此区域进行了土壤改良，但原有泵站机组功率无法满足灌溉需要，需要增加机组功率，配置新的抽水设备。项目区塘田村海丰坝旁的耕地由于地势较高，灌溉困难，需新修泵站改善目前的状况。4.1.2 引水工程主要为整修塘田村、石池村的耕地从海丰坝、东风坝引水灌溉的主渠及坊岭村耕地从官塘引水灌溉的主渠。4.2 渠道工程4.2.1 渠道布置方案项目区区主要涉及到三南居委会和旱半村，三南居委会所在南部新增耕地区域主要是通过从永安电灌站引水主灌渠上接水，通过斗渠-2，斗渠-1从引水渠上接水往南北两边分水，然后排至永安渠和永乐江。三南居委会所在北部区域通过爱花坪渠道引水、斗渠-1往中间灌水，通过农沟最终由整修排水斗沟1排出项目区。旱半村主要的引水渠道为原有渠道19，再由原有渠道分水至农一级原有渠道21、22、23、24。项目区区主要涉及到安平居委会、上街居委会、坊岭村，安平居委会主要从水轮泵渠道接水，排水至斗沟-5。上街居委会主要由整修斗渠-7、从引水主灌渠引水后灌溉，排水至斗渠-6。坊岭村主要由斗渠-9从官塘引水，排水至新修斗渠-8。项目区区主要由整修斗渠-6、整修斗渠-6、整修斗渠-7灌溉老湾桥以北区域，以南区域主要由整修斗渠-8、整修斗渠-9、斗渠-14、从引水渠上接水灌溉，此区域排水均排至永乐江。4.2.2 渠道设计(1) 灌溉流量计算本项目采用明渠灌溉，灌溉保证率为90%。灌溉渠道分为斗渠和农渠两级，渠道取用矩形断面，斗渠采用浆砌石衬砌边坡，农渠采用预制实心砖衬砌边坡（当地有此类砖块材料，见附件证明）。按照湖南省土地开发整理项目建设标准，衬砌防渗的渠道，田间水利用系数不低于95%。根据安仁县农业局提供的安仁县农业区划报告，引用干旱年的统计资料，水田最大灌水定额为82m3/亩。项目区斗渠采用续灌的灌溉方式，农渠采用轮灌方式。农渠共分为3个轮灌组，每组34条农渠。斗渠级别根据渠道功能，设计了两种类型，即灌溉斗渠与灌排两用斗渠。斗级灌溉渠道在规划中以斗渠表示，斗级灌排两用渠道以斗渠表示。同样农渠级别按照功能设计了灌溉农渠与灌排农渠，农渠表示灌溉农渠，农渠表示灌排两用农渠。斗渠与灌排斗渠根据续灌渠道公式：Q=（m3/s） （2） 式中：主要作物的种植比例（%）；A渠道的灌溉面积（亩）；e日耗水量（mm），根据农业区划报告；t每天灌水时数，本项目绝大部分区域由泵站提水灌溉，灌水时数取22h；渠系水利用系数，取0.8；（根据灌溉与排水工程设计规范，流量在1m3/s时，加大流量系数取1.31.35，本项目设计取1.3）。计算结果如下表6：表6 斗渠流量参数表Tab 6 Parameters of lateral canal flow 渠道类型渠道控制典型面积设计流量加大流量ham3/s斗渠25.550.0850.110斗渠20.150.0670.087农渠与灌排农渠项目区农渠需水量根据轮灌渠道流量公式计算：Q=（m3/s） （3）式中：主要作物的种植比例（%）；m主要作物用水高峰期的最大灌水定额（5.5m3/ hm2）；N表示N个轮灌组，本项目分3个轮灌组；A渠道的灌溉面积（hm2）；t每天灌水时数，本项目取22h；T灌水延续时间，取7天；渠系水利用系数0.8。表7 农渠流量参数表Tab 7 Parameters of agricultural drainage flow 渠道类型渠道控制典型面积设计流量ham3/s农渠I3.790.032农渠II3.280.027轮灌渠道之间可以调节水量，不需要设计加大流量。灌排渠道的排水量校核斗渠II与农渠II为灌排两用渠道，因此断面设计需要考虑满足排水要求，以排水流量来校核渠道过水能力。根据湖南省土地开发整理项目建设标准规定，河谷平坝区的设计暴雨重现期为20年，水田的设计暴雨历时与排除时间为三天暴雨三天排完。斗渠II的排水控制面积23.38ha，农渠排水典型控制面积3.79ha。该地区20年一遇三日暴雨280mm，根据相关规范，三日暴雨三日排至作物耐淹水深，水稻分蘖期的田间水稻耐淹水深60mm。设计净雨深常用暴雨扣损法计算，计算公式为：R=Ph1fE （4） 式中：R设计净雨深（mm）； P设计暴雨量（mm）； h1稻田的滞蓄水深（mm），与暴雨发生时间、水稻的造别和品种、生长期及耐淹历时有关，根据当地试验和调查资料确定，一般采用水稻允许淹水深与降雨前田面水深的差值； f设计排涝历时T内的稻田渗漏量（mm）。f=KT，本项目区的壤质为中粉质壤土，K为渗漏强度3.5-5.0（mm/d）。 E设计排涝历时T内的稻田腾发量（mm）。E=EdT，为雨水系数，根据当地试验资料确定；Ed为水面腾发强度，一般为45mm/d。利用平均排除法计算排涝流量。平均排除法是以排水面积上的设计径流深在规定的排水时间内平均排除的虚拟方式来计算排涝模数或排涝流量的。计算公式为：Q= （5）式中：Q排涝设计流量（m3/S）； R设计径流深（mm）； T排涝历时（d），一般用作物的耐淹历时，水稻为3d； t 每天排水时数（h），自流排水t=24h； F排涝面积（km2）。将各参数代入公式（4）计算：R=Ph1fE=280601512=193（mm）再将径流深的计算结果代入公式（5）校核灌排渠道与灌排农渠的排水流量：表8 灌排渠道的流量校核 单位：m3/sTab 8 Drainage channel flow calibration渠道类型灌水流量排水流量比较结果斗渠0.0870.174排水流量大农渠0.0270.028排水流量大根据计算结果，斗渠II的排水流量灌溉流量，所以按照排水流量设计；农渠的排水流量灌溉流量，所以按照排水流量设计。(2) 断面设计根据以上计算所得的渠道设计流量标准，斗渠级都采用纵坡比i1/2000，农级渠道的纵坡比为i=1/1200。斗渠边坡采用浆砌石衬砌；农渠边坡采用预制实心砖衬砌，实心砖型号尺寸为300200150mm。渠道横断面水力计算根据采用下式： （6）式中： Q设计渠道的流量（m3/s）；w过水断面积（m2）； i渠道比降，其值根据项目区的地形比降结合土壤特点选定；R水力半径（m）；C谢才系数（m0.5/s）。各变量的计算公式如下：断面面积w=（b+mh）h （7） 湿周x=b+2h （8）水利半径R= （9）谢才系数C （10）式中：b渠底宽度（m）；h水深（m）；x湿周（m）；m边坡系数（矩形渠道m0）；n渠床糙率，不同材质选取综合糙率。经计算，沟渠横断面设计成果如下表所示，横断面具体形式见设计图册。表9 渠道断面设计成果表Tab 9 Results of channel design 渠道类型水深底宽坡降粗糙系数湿周过水断面水力半径谢才系数流量速度hbinxWRCQV斗渠0.400.751/20000.0211.550.300.1936.220.1070.36斗渠0.500.901/20000.0211.900.450.2437.460.1830.41农渠I0.200.401/12000.0160.800.080.1042.580.0310.39农渠II0.250.401/12000.0230.900.100.1130.150.0290.30为防止水浪漫溢出渠道，保证渠道的安全运行，要求渠道有安全加高，斗渠安全加高0.25m，农渠安全加高为0.10m。项目区抬渠设计主要是斗渠经过低洼田块后继续输水而采用的渠道设计方案，其作用与斗渠一样，抬渠按照斗渠进行水利设计，但在底部进行0.7m高的浆砌石挡土墙与回填土抬高层。（3）流速校验为防止渠道冲刷和淤积，渠道过水断面平均流速必须介于容许不冲流速和允许不淤流速之间。根据水工设计手册，渠道流量小于1m3/s时，混凝土