资溪县乌石镇和鹤城镇农田水利设计

资溪县乌石镇和鹤城镇农田水利设计DESIGN OF IRRIGATION AND WATER CONSERVANCY IN WUSHI 目 录摘要1关键词11 前言22 项目概况3 2.1 县市简况3 2.2 项目区基本情况3 2.2.1 自然条件3 2.2.2 社会经济情况3 2.2.3 土地利用现状43 项目建设条件分析4 3.1 基础设施条件4 3.2 水资源5 3.2.1 流域状况5 3.2.2 水资源平衡分析5 3.3 规划标准7 3.4 工程规划8 3.4.1 土地利用布局8 3.4.2 工程布局84 工程设计9 4.1 土地平整工程9 4.2 农田灌溉水土工程设计10 4.2.1 灌溉工程10 4.2.2 排水工程16 4.3 田间道路工程20 4.4 配套建筑物设计20 4.4.1 泵站设计20 4.4.2 涵洞设计21 4.4.3 跌水与陡坡设计23 4.5 工程量分类汇总23 4.5.1 农田水利工程23 4.5.2 道路工程23 4.6 农田防护林工程235 结论24参考文献24致谢25附录26资溪县乌石镇和鹤城镇农田水利设计 摘 要：本设计是资溪县乌石镇和鹤城镇土地整理项目的农田水利部分设计，在路网和灌溉渠系中起了重要的作用，主要包括灌溉和排水渠道横断面及纵断面设计，与其相配套的水工建筑物的设计。从不同程度改善农田生态环境，提高土地质量，增加有效耕地面积；完善项目区农业基础设施建设，保证项目区土地资源的可持续利用和农业生产的稳定发展；优化、调整农业产业结构；高效利用和优化配置土地资源。 关键词：土地整理；水资源平衡；灌溉与排水Design of Irrigation and Water Conservancy in Wushi and Hecheng Town of Zixi CountyStudent:Tan ShuaiTutor:Tian Dazuo(Oriental Science & Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract: This design belongs to design of irrigation and water conservancy in land consolidation project at Wushi and Hecheng Town in Zixi. This project plays an important role in the road network and irrigation canal system. It mainly includes design of cross section and vertical section on irrigating and draining ditches, the design of matching hydraulic structures. The design intends to improve ecological environment of farmland and land quality, increase available land area, improve the construction of agricultural infrastructure in project area, ensure the sustainable use of land resources and the stable development of agricultural production and have the farmland well developed and optimized used.Key words: Land arrangement;The balance of water resources; Irrigation and drainage 1 前言我国目前正处于快速城市化时期，城市用地需求急剧增长，其次由于土地沙漠化、水土流失、过度使用农药化肥导致土地板结、自然灾害等原因导致耕地面积减少为缓解土地需求压力，土地整理成为解决我国土地利用问题的必然选择，同时土地整理也是实施土地利用总体规划，落实土地用途管制的重要手段和促进农村经济发展的有效途径。土地开发整理是补充耕地、实现耕地占补平衡，改善生产条件和生态环境，提高土地生产能力的重要途径。为积极稳妥地推进土地开发整理工作，国家加强了土地开发整理的宏观调控，制定并实施了土地整理新增耕地指标折抵等配套政策；逐步建立了土地开发整理项目管理制度，有效组织实施了国家投资土地开发整理项目；初步形成了土地开发整理的投入机制，探索推进了土地开发整理产业化；开展了资源调查评价和技术标准体系建设工作，建立了专门机构和专业队伍。通过积极探索和实践，全国土地开发整理工作取得了明显成效：补充了耕地数量，基本实现了“占补平衡”。据统计，通过土地开发整理，2011年全国累计补充耕地247万hm2，平均每年27.4万hm2。其中整理复垦补充耕地35.05万hm2，开发补充耕地73.04万hm2。近几年来，全国基本实现了建设占用与补充耕地平衡。一定程度的提高了耕地质量，增强了耕地的生产能力。结合基本农田建设，通过广泛实施以田、水、路、林、村综合整治为主要内容的土地整理，完善农田基础设施，改善生产条件，稳步提高了土地质量，增强了粮食综合生产能力。 优化了利用结构，促进了土地集约利用。通过大力推广以“农田向规模经营集中、农村居民点向中心村和小城镇集中、工业向园区集中”为重点的土地整理，不断优化土地利用结构，土地的集约化程度和利用效益明显提高。 改善了生态环境，取得了经济社会效益。通过土地开发整理和复垦，促进了生态环境建设和重点矿区生态环境恢复治理，生态环境得到逐步改善；降低了农业生产成本，增加了农民收入，促进了资源枯竭型城市经济转型，经济效益明显；扩大了就业空间，改善了农村居住环境，推动了农村精神文明建设，有力地维护了社会稳定。 另一方面，人口持续增长，国民经济发展对耕地的需求增加，补充耕地的压力进一步加大等原因使土地开发整理有所不利。为了适应经济的发展，因此，实现土地资源的可持续利用，是实现社会可持续的基础，对社会产业化进一步的推进。2 项目概况2.1 县市简况资溪县位于江西省抚州地区东部，东邻福建省光泽县，南交黎川县，西北接金溪县，东北接贵溪县，南北最长处48km，东西最宽处51km，总面积1251.03km2，其中耕地面积为6667hm2。全县行政区划分为5镇5乡5个国营采育林场，共有78个村民委员会，8个居民委员会，687个自然村，总人口为10.6万人，人均耕地0.063hm2左右。乌石片区所属的乌石镇位于资溪县西南部，东邻福建省光泽县，南交株溪林场，东南靠黎川县，西接南城县，北临泸阳、石峡两乡，西北为石峡采育林场，全镇辖11个行政村，人口为1.28万人，总面积13000hm2，其中耕地面积1070hm2；鹤城片区所属的鹤城镇地处资溪县城关，东、西、南三面与泸阳乡接壤，北邻高阜镇，全镇总人口3.5万人，面积15333.3hm2，其中耕地面积933.3hm2。项目区所属的两个镇经济发展处在资溪县的中下游水平，农村经济发展缓慢。2.2 项目区基本情况2.2.1 自然条件1、水文气象本区域属亚热带湿润季风气候区，年平均气温16.9，年平均日照1595.7h，年平均降雨1929.9mm。乌石片区内有桐埠河，项目区整体上大河较少，小河山涧遍布。2、地形地貌项目区乌石片和鹤城片为山间盆地，中间较为平坦，两边靠山地带高差较大，多为缓坡宽谷，地势为东南高，西北低，乌石片地面高程在111237m之间，鹤城片地面高程在233320m之间。3、土壤项目区乌石片和鹤城片的土壤均为潴育型水稻土，有机质含量高，碱解氮和速效磷较丰富。4、工程地质项目所在区地质为古老的石墨片岩，呈片状，节理发育，麻状明显，边界为石墨石英岩；云母片岩，主要为白云母，片理清楚；含铁石英岩，主要是铁及石英；片麻状花岩。2.2.2 社会经济情况2011年资溪县全年国内生产总值（当年价格）37485万元，其中第一产业总值13158万元，第二产业总值13234万元，第三产业总值11093万元。项目所在区现共有人口6929人，当地作物主要是双季水稻，年人均收入2184元，在资溪县处于中下游水平。2.2.3 土地利用现状1、土地利用结构资溪县乌石镇和鹤城镇的土地利用现状统计表，详见表1。表1 现状土地利用结构表Tab.1 The present land utilization table项目区（hm2）耕地面积（hm2）林地面积（hm2）未利用地面积（hm2）总面积（hm2）乌石片533.2266.6541.83811.66鹤城片135.452.933.67187.022、土地利用的特点和存在的问题1）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，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。2）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。3）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。3、土地利用经济效果项目区内光热充足，水量丰富，土壤主要潴育型水稻土，地下水丰富，有机质含量高，PH值适中，适宜水稻生长。且在灌排等基础设施完善以后将会有较高的生产力，能产生很好的经济效益。3 项目建设条件分析3.1 基础设施条件1、水利设施状况乌石片项目区主要有桐埠河，建有3座拦水坝（其中乌石村2座，余家边村与乌石村村界处1座），但无提水灌溉设施，只能满足河两边部分地势较低的水田（大约13.3hm2）灌溉要求，另外项目区南部（王坊村至马下村）有条大沟，在此沟上己有一座拦水坝，能满足部分水田灌水要求。由于项目区位于山间空旷地区，目前主要灌溉水源主要是山泉水，由土渠输水灌溉。鹤城片项目区中部有排上河，建有1座拦水坝。靠近项目区北侧有江家源水库，江家源水库为小(一)型水库，总库容为100万m3，目前项目区的灌溉水源主要有两种：朱岩村的灌溉水源主要是山泉水；排上村地势较平坦的地方主要是利用江家源水库的水灌溉，部分高差较大的地区主要是利用山泉水灌溉。项目区灌溉设施低下，尤其是乌石片，蓄水设施少，灌排渠系主要以土渠为主，且由于拐角多，田块破碎零乱，建筑物老化现象严重，致使串灌串排，灌排效率低下，遇上干旱或洪涝季节，农田水利系统难以满足灌排需要，作物缺水严重，造成产量低下。2、交通状况项目区内道路建设状况较差。还未形成一个干路、支道、田间道、生产路相互连接贯通、布局均匀、合理的道路体系。路面高低不平，由于受渠道自然弯曲的影响，部分道路弯曲，只能供田间作业人员徒步或小型简单农机具通行，大中型农机行走不便或无法进入。乌石片项目区内的主干道是乌桐公路，乌桐公路与区外接壤，其路宽4m，其中茂林村至乌石村为水泥路面，其余部分为素土路面，其它还有一些农村道路均为土质路面。另外，项目区内有桥梁8座，跨度在25m左右。鹤城片的主干道是中部一条4m宽的土路，路面状况一般，其它农村道路宽2m左右，为均为土质路面。另外，区内有813m长的桥梁6座。3.2 水资源3.2.1 流域状况项目区大河较少，小河山涧遍布，属亚热带湿润季风气候区，年平均气温16.9，年平均日照1595.7h，年平均降雨1929.9mm。项目区乌石片和鹤城片为山间盆地，中间较为平坦，两边靠山地带高差较大，多为缓坡宽谷，地势东南高，西北低。3.2.2 水资源平衡分析1、作物需水量计算根据当地长期的耕作经验和灌溉条件,选取灌溉保证率85%，水稻的灌溉净定额为7500m3/hm2,项目完成后，总的灌溉水田面积为652.95hm2(由于菜地面积较小，且用水量少，故不作考虑)，输水渠道采用混凝土防渗渠道，其灌溉水利用系数为0.9，经计算, 作物需水量为:75000.9652.95100005.44106m32、可供灌溉水量的计算项目区两片的农业灌溉主要是通过塘坝集雨蓄水灌溉，部分从水库和河流中取水灌溉。 1）年集水量计算全年单位面积集水量按下列公式计算： （1）式中:W为保证率等于P的年份单位集水面积全年可集水量(m3/m2); 为某种材料集流面的全年集流效率； 为保证率等于P的全年降雨量。项目区灌溉设计保证率取P=85%时，其设计典型年（1957年）全年降雨量为1599.4mm，项目区集流材料为自然土坡,Ey =50%。两片项目区均属于山间盆地，其集雨范围主要是项目区四周的山地，根据当地周边地形和现状图量算可得,集雨面积为743.98hm2，故项目区在保证率p=85%的年份年集水量2）水库取水量根据灌溉面积、灌溉定额及灌水利用率计算可得，项目区每年需要向江家源水库取水2.6105m3，具体见表2。表2 项目区水库灌溉用水量表Tab.2 Irrigation water consumption in project area项目片水库引水设施控制灌溉面积(hm2)灌溉水量(万m3)鹤城片改造拦水坝118.0415.03 拦水坝212.9510.79 合计 -31 26 3）河流取水量根据灌溉面积、灌溉定额及灌水利用率计算可得，项目区每年需要向桐埠河取水105.28万m3, 具体见表3。表3 项目区桐埠河灌溉用水量统计表Tab.3 Irrigation water consumption in project area of Tongbu river项目片引水设施控制灌溉面积(hm2)灌溉水量(万m3)乌石片新建拦水坝2 拦水坝1035.953.2429.962.7续表1项目片引水设施控制灌溉面积(hm2)灌溉水量(万m3)乌石片原有拦水坝39.628.02维修拦水坝526.2921.91拦水坝951.2342.69合计-126.33105.28注:由于鹤城片排上河的水源主要来自江家源水库，故不属于天然河流。综上所述，项目区在保证率P=85%的枯水年份可供灌溉的水量共计为7.2628106m3。3、水资源供需平衡分析项目区可供灌溉的供水量共计为7.2628106m3,根据取水许可证明,项目区两个片6个行政村年允许取山泉水、水库水和桐埠河水的总量为6.465106m3（其中乌石片为5.14106m3,鹤城片为1.325106m3）,而作物的需水量为5.44106m3，项目区内供需水之间的比例为646.5:544=1.2:1,可见项目区内水资源供需能够基本平衡。3.3 规划标准 1）灌溉标准项目区所在的资溪县项目区属中亚热带湿润季风气候，气候温和，雨水丰富，年均降雨量1929.9mm以上。根据灌溉与排水工程设计规范（GB50288-99），结合项目区社会经济情况，灌溉设计保证率取P=85%。 2）防洪标准防洪标准按10年一遇标准设计。3）排水标准排水标准按10年一遇设计，根据资溪县农业区划报告，3日降雨261mm三天排出不受涝。4）降渍标准水稻是喜温好湿作物，在水稻大部分生长期间，稻田要保持较多水分，地下水位降到离地面以下0.40.6m为宜，本次规划取0.6m。5）水质标准农田灌溉水质符合农田灌溉水质标准（GB 5084）的规定，灌溉水温与农田地温之差小于10。6）道路标准为了方便农业生产与管理，有利于机械化耕作，项目区内应有完善的道路系统。本规划的道路工程分田间道和生产路两级，其中，田间道主要为货物运输、作业机械向田间转移及为机械加油、加水、加种等生产操作过程服务；生产路为人工田间作业和收获农产品服务，能满足小型农用机械的通行。田间道：砂砾石路面，路面宽4m，高出地面0.5m；路肩宽0.5m。生产路：砂砾石路面，路面宽2m，高出地面0.3m。7）田间工程标准田块长度的设计应有助于提高机械作业效率，有利于合理地组织田间生产。田块宽度应满足机械作业、灌溉排水等方面的要求。根据项目区的地形特点设计水平梯田，田块根据高程沿等高线方向布置，宽1040m，长100250m，田坎高度为0.81.5m，由于地块形状不规则，部分田块长度随地形有所变化。3.4 工程规划本次工程是以农田水利工程建设为重点，结合当地具体地形、土壤、气候、灌溉等条件，进行规划，以达到合理配置灌排系统，保证农作物需水要求，增加耕地面积，农田水利设施的灌排功能的目的。3.4.1 土地利用布局项目区属于丘陵地区。根据项目区地形、土壤、水资源条件，以及当地农业产业结构调整和水土保持的要求，对原有耕地、低产园地及其他农用地进行整理，修筑梯田，改善灌排条件，种植防护林，改善农业生产环境。根据土地适宜性分析结果，项目区耕地主要用于种植水稻。为了方便农业生产与管理，有利于机械化耕作，项目区布置一定数量的田间道和生产路为了满足排涝要求，项目区一部分土地被整理为排水沟用地。为了防风固沙、保护沟堤、降低风害对农业生产的影响，改善农田生态系统，田间道两侧布置农田防护林。3.4.2 工程布局1、灌溉排水项目区实施渠道防渗灌溉技术，依据实际地形以及蓄水工程的分布情况，项目区灌溉渠道分为斗渠、农渠两级。排灌渠系结合地形特点和塘坝位置和田间道路布置，原则上按“灌排分离”布置，但考虑当地耕地资源紧张，若全部采用灌排分开,按沟-路-渠布置，则会增加大量的农沟和生产路,所占用的耕地增加，与项目目标不符,所以，本项目规划采用“灌排合一渠”与“灌排分离渠”相间布置的方式。斗、农渠道建造采用U型混凝土衬砌渠道，斗渠渠道半径有两种型式，分别为20cm和25cm，农渠半径为15cm。需新建斗渠26.1km，灌溉农渠52.92km，灌排合一农渠19.99km。项目区拟依田坎修建末级沟道，最终汇流到排水斗沟排水，再由斗沟排入河流，乌石片承泄区为桐埠河，鹤城片承泄区为排上河。项目区新建斗沟和农沟两级排水沟，斗沟为梯形沟道，干砌石衬砌；农沟为土沟，人工夯实沟面。需新修建斗沟15.86km，农沟42.99km。2、拦蓄水乌石片的灌溉水源来自山泉水和河流地表水。目前现有山塘6座，塘坝39座蓄水。为了充分利用河流使更多的农田得到灌溉，需新建6座拦水坝，维修2座拦水坝，以便壅高水位，引水入渠，确保低洼地带田面的灌溉；另外，项目区南部有20.53hm2荒草地，通后项目实施后整理成灌溉水田，由于地势较高，成凸字形，集雨面积少，需要修建泵站提水以满足农田灌溉的要求，选择桐埠河作为泵站的水源，因此在河边新建1座泵站。另外项目区余家边村北部田块面积较大，考虑到安全问题，在余家边村东侧原有拦水坝处新建1座泵站提水灌溉。鹤城片的灌溉水源来自山泉水和江家源水库。项目区现有山塘2座，塘坝13座蓄水；根据规划，需新增2座拦水坝，维修2座拦水坝。项目实施后，江家源水库的灌溉面积是31hm2，其余耕地靠塘坝引水灌溉和拦水坝拦蓄山泉水灌溉。3、配套建筑物为满足灌溉需要，在项目区沟渠与道路的交汇处需设置涵洞。为了方便当地农民生产生活，鹤城片项目区内需新建机耕桥3座，对区内已破坏的3座机耕桥进行维修。 4、道路工程因受地形、坡度限制，使田间道崎岖，并且因村庄分散，使村庄至田间、村庄之间、村庄与境外的农产品与农业生产资料运输困难。应适当项目区增设田间道和生产路。5、农田防护林因项目区无防护林，为提高项目区农业生产条件，改善生态换进，在项目区田间道两侧栽植水杉各一行，株距3m，共种植20911株；在田埂上栽植花椒树一行，株距3m，共种植93591株。4 工程设计4.1 土地平整工程梯田田面平整包括表土处理和底土平整两个部分，常用的方法有中间堆土法、逐级下翻法和分段修平法。各种方法的施工程序、特点及适用范围见表4。表4 梯田田面平整方法综合比较表Tab.4 Terraced field leveling method comparison table名称施工程序特点及适用范围中间堆土法把每级梯田田面从上到下分成三段，将上、下段的表土堆放在中间段上，然后下挖上垫或里挖外垫修筑田坎和平整底土；施工方便，但上段挖土部分土质坚实，不利作物生长，适用于坡度较大的地方逐级下翻法按照田坎数，自下而上逐级修筑，首先把最下一级修成梯田，可不处理表土，但切土部位必须深翻0.3m以上，底土平整后，把上一级的表土全部铺在下一级已修平的梯田上，依次类推，修到最上一级梯田没有表土，可种绿肥或大量增施有机肥，以保当年增产；施工方便，工作量较小，但最上一级梯田没有表土，适用于坡度大、田面窄的梯田分段修平法在一条田块上把田面分成若干垂直于田坎线的条带，每条带宽23m，将某一条带上的表土堆放到相邻条带上，然后切高垫低，平整底土，并深翻挖土部位，再把表土还原，依此方法将其它条带修平。工作量小，但施工繁琐，适用于缓坡度宽田面的梯田项目区的地形变化较大，梯田田面在1040m之间，经充分比较上述三种方法，最终选择逐级下翻法进行梯田田面平整。本项目平整区项目区需动土8.97105m3（其中乌石片7.13105m3，鹤城片1.84105m3）。4.2 农田灌溉水土工程设计4.2.1 灌溉工程1、设计灌溉模数考虑水稻的用水高峰期在泡田期，所以用稻田泡田定额进行计算，公式如下： （2）式中: 设计灌水模数； 设计灌水定额，取； 泡田延续时间，取10天； 每天实际灌水时间（h），本设计以24h计。q=m/(0.36Tt)=1200/(0.361024)=1.3910-32、渠道设计流量灌溉渠道分斗、农两级，斗渠及农渠长度、控制面积统计详见表5，表6。表5 斗渠设计流量统计表Tab.5 Later canal design flow Statistical table渠道名称长度(m)控制面积(hm2)净流量(m3/s)设计流量(m3/s)加大流量(m3/s)乌石片斗渠190013.57 0.019 0.020 0.026 斗渠2153536 0.050 0.053 0.069 斗渠3856.39 0.009 0.009 0.012 鹤城片斗渠1980157.10.015 0.016 0.021 斗渠29226.30.002 0.002 0.003 斗渠3684112.20.010 0.0110.014 表6 农渠设计流量统计表Tab.6 Agriculture drainage design flow Statistical table渠道名称长度(m)控制面积(hm2)作用净流量(m3/s)设计流量(m3/s)乌石片农渠1农渠2农渠3100651000.460.9731.247灌溉灌溉灌溉、排涝0.0006 0.0014 0.0017 0.0006 0.0015 0.0018渠道名称长度(m)控制面积(hm2)作用净流量(m3/s)设计流量(m3/s)鹤城片农渠12142.553灌溉0.0035 0.0037 农渠21011.367灌溉0.0019 0.0020 农渠31251.393灌溉0.0019 0.0020 以乌石片斗渠2为典型斗渠推算渠道设计流量。斗渠2长1535m，垂直斗渠2分三个轮灌组进行轮灌，每个轮灌组分6条农渠。另外农渠长度见表6。斗渠2的田间净流量：Q=A斗q=361.3910-3=0.050m3/s农渠的田间净流量：取田间水利用系数，则农渠的净流量为：农渠每km输水损失系数： （3）式中:衬砌农渠的每km输水损失系数；土质农渠的每km输水损失系数；衬砌渠道渗水损失修正系数，取0.1；渠床土壤透水系数，取1.9；渠床土壤透水指数，取0.4；农渠的净流量，（m3/s）。计算得：农渠毛流量或设计流量： （4）式中:农渠毛流量（m3/s）； 农渠净流量（m3/s）； 农渠平均工作长度（km），取0.09km。所以，可得斗渠流量推算：其中:，计算得斗渠2的平均工作长度所以斗渠2的灌溉水利用系数为：所以农渠灌溉水利用系数为:3、渠道加大流量以斗渠2灌溉水利用系数为扩大指标计算其余渠道的设计流量，计算成果见表4，表5。斗渠采用续灌，应考虑加大流量，渠道加大流量的计算以设计流量为基础，公式如下： (5)式中:渠道加大流量，（m3/s）； 渠道设计流量，（m3/s）； 渠道流量加大系数，此处取1.30。根据上述公式，可算得各渠道的加大流量，因农渠控制面积较小，故不考虑农渠的加大流量，结果详见表4，表5。以斗渠2为例，4、灌溉渠道断面设计渠道横断面设计主要是按照设计流量通过水力计算，确定渠道的横断面尺寸。渠道断面形式一般可分为梯形、矩形和U形等。则此灌溉渠道断面设计有如下三种方案。方案一：采用圆底三角形断面。占地面积少，工程量省，输水能力大，边坡稳定性高，用于中小型渠道。方案二：采用U形断面。较梯形渠道输水损失小，防渗效果好，水流条件好、流速快、输水输沙能力强，抗冻害性较梯形渠高，便于管理，投资少，广泛应用于斗渠及其田间工程中。方案三：采用圆底梯形断面。工程量小，投资少，边坡稳定性较另外两种低。由于本项目是城镇农田水利设计，渠道为中小型渠道，采取方案二断面为U形，渠道表面为混凝土护面,取糙率n=0.015；设计渠道为半填半挖方硬质化渠道，取外边坡系数m=1；采用装配式U型硬质渠道, 农渠渠底比降i=1/1000，斗渠渠底比降i=1/2000。据下面的公式可计算出断面尺寸。 (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16)式中:A过水断面面积（m2）； B渠道上口宽（m）；直线段外倾角； r圆弧段半径（m）圆弧段高度（m）； 圆弧以上的水深（m）；h渠道内水深（m）； H衬砌渠槽高度（m）；P湿周； R水力半径（m）；C谢才系数； n渠道糙率，本设计取n=0.015；i渠底比降； 渠道设计流量（m3/s）。根据以上公式，对计算出的流量和试算出的渠道半径r和水深h进行校核。1）校核渠道流速 渠道流速要满足不冲、不淤的要求，用不冲不淤流速对渠道断面进行校核。根据渠道防渗工程技术，预制混凝土不冲流速2.5m/s，不淤流速0.2m/s。2）流量校核按照公式进行试算,如果所得的流量与设计流量相近，一般要求误差即： (17)那么，此时的r、h便是所求的结果。3）渠道加大水深渠道通过加大流量时的水深为加大水深，计算方法同上。4）安全超高为保证渠道的安全运行，挖方渠道的渠岸和填方渠道的堤顶应设计一定的安全超高。斗渠渠堤超高取0.25m；农渠渠堤超高取0.20m。经试算, 横断面尺寸计算结果见表7、表8。以斗渠2为例:表中对应r、h便是所求。表7 斗渠横断面计算表Tab.7 Lateral canal cross section calculation table渠道名称圆弧半径设计水深h(m)加大水深h(m)断面面积(m2)湿周p(m)水力半径R(m)谢才系数平均流速(m/s)计算流量(m3/s)设计流量(m3/s)安全加高(m)渠道深度(m)乌石片斗渠10.20.20.230.063 0.63 0.10 45.4 0.32 0.020 0.020.250.48斗渠20.250.310.360.129 0.91 0.14 48.2 0.41 0.052 0.050.250.61斗渠30.20.130.150.035 0.49 0.07 43.0 0.26 0.009 0.010.250.4鹤城片斗渠10.20.180.20.055 0.59 0.09 44.9 0.31 0.017 0.020.250.45斗渠20.20.070.080.012 0.37 0.03 37.9 0.16 0.002 00.250.33斗渠30.20.140.160.039 0.51 0.08 43.5 0.27 0.011 0.010.250.41表8 农渠横断面计算表Tab.8 Agricultural drainage cross sectional calculation table渠道名称圆弧半径设计水深h断面面积湿周p水力半径R谢才系数平均流速(m/s)校核设计流量Q设计流量安全加高(m)渠道深度(m)乌石片农渠10.150.050.006 0.27 0.02 35.6 0.20 0.0011 0.00060.20.25续表1渠道名称圆弧半径设计水深h断面面积湿周p水力半径R谢才系数平均流速(m/s)校核设计流量Q设计流量安全加高(m)渠道深度(m)乌石片农渠20.150.060.009 0.29 0.03 37.4 0.21 0.0019 0.00150.20.26农渠30.150.060.009 0.29 0.03 37.4 0.21 0.0019 0.00180.20.26鹤城片农渠10.150.080.015 0.33 0.04 39.7 0.27 0.0039 0.00370.20.28农渠20.150.060.009 0.29 0.03 37.4 0.21 0.0019 0.0020.20.26农渠30.150.060.009 0.29 0.03 37.4 0.21 0.0019 0.0020.20.265）灌排合一农渠排涝流量校核经计算，灌排合一农渠排涝流量约为其设计灌溉流量的5倍。经校核，表8中计算的渠道断面尺寸能够满足排涝要求，渠顶高于排涝水位0.15m左右，流速满足不冲不淤流速要求。4.2.2 排水工程项目区排水工程主要作用是在暴雨时能够及宣泄排涝设计流量，降低地下水位，排水方法为明沟自流排水。1、排水沟设计流量计算排水流量是确定各级排水沟道断面、沟道上建筑物规模以及分析现有排水设施排水能力的主要依据。1）设计排涝模数计算项目区排涝标准按10年一遇设计，排涝模数按水田计算，采用平均排除法计算排涝模数，排涝标准按3日暴雨3日排除不受涝。根据资溪县农业区划报告集，项目区10年一遇3日最大降雨量为261mm，田间日蒸发量为5.6mm，水田滞蓄水深取50mm。按照以下公式进行计算。 (18) (19)其中: 设计排涝模数m3/( skm2)； 设计径流深（mm）；规定排涝时间（d），t=3； 设计三日暴雨量（mm），本设计为261mm； 水田滞蓄水深（mm），取50mm; 历时为t的水田田间日蒸发量。由以上参数计算得R=261-50-16.8=194.2mm （2）排渍模数确定根据项目区的自然经济条件和生产发展水平，确定项目区的排渍模数为：=0.03 m3/( s.km2)（3）排水沟流量计算排水沟设计排渍流量： (20)排水沟设计排涝流量： (21)式中:设计排渍模数；设计排涝模数；A控制面积（km2）。根据以上公式及数据，各级排水沟设计流量见表9、表10。表9 斗沟流量统计表Tab.9 Bucket ditch flow Statistical table名称长度(m)控制面积(hm2)排涝流量(m3/s)排渍流量(m3/s)乌石片斗沟1246345.810.3419 0.0137 斗沟2158922.780.1700 0.0068 斗沟36508.420.0628 0.0025 鹤城片斗沟133010.850.0810 0.0032 斗沟25428.540.0638 0.0026 斗沟34834.920.0368 0.0015 表10 农沟流量统计表Tab.10 Agricultural flow Statistical table名称长度(m)控制面积(hm2)排涝流量(m3/s)排渍流量(m3/s)农沟1560.460.0035 0.0001 乌石片农沟21291.250.0094 0.0004 农沟31601.670.0125 0.0005 续表1名称长度(m)控制面积(hm2)排涝流量(m3/s)排渍流量(m3/s)鹤城片农沟11191.370.0103 0.0004 农沟2610.770.0058 0.0002 农沟3780.980.0074 0.0003 2、排水沟道横断面设计排水沟的横断面形式分为矩形、梯形和三角形3种类型。则项目区排水沟道横断面设计有三种方案。方案一：采用矩形断面。边坡稳定性较低，最佳水力断面大，工程量小。方案二：采用梯形断面。流速分布均匀，流速较快；改善防身渠道冻胀变形分布的不均匀性，造价较低，边坡稳定性高。方案三：采用三角形断面。边坡稳定性高，施工较不便，造价高，流速较快。根据边坡、比降、糙率、经济效益等条件分析，项目区排水斗沟采用干砌石衬砌，排水农沟采用人工开挖的土质沟道，断面均为梯形，排水沟以排涝流量设计排水沟断面尺寸。1）农沟深度确定农沟为末节排水沟，其深度计算公式为： (22)式中: 排水农沟的深度（m）；作物要求的地下水埋深，由地下水排水标准确定，取1.0m；当两沟之间的中心点地下水位已降之H时，地下水位与沟水位之差，此处取0.1m； 排水农沟中的水深，此处取为0.2m。则农沟深度 =1.0+0.1+0.2=1.3m斗沟深度通过试算确定为1.5m。2）沟道横断面设计设计沟道断面为梯形，排水斗沟采用干砌石衬砌，其边坡系数m=0.75，取糙率n=0.015，沟底比降i=1/1000；农沟为土质沟道，取糙率n=0.025，边坡系数m=1.25，沟底比降i=1/1000，根据下面的公式可计算出沟道的过水断面尺寸。 （23） （24） （25） （26） （27）式中: 过水断面面积（m2）； 沟道底宽（m）；沟道边坡系数，取为农沟1.25,斗沟0.75；沟道内水深（m）； 湿周；水力半径（m）； 谢才系数；沟道糙率， 沟底比降；沟道设计流量（m3/s）。根据以上公式,试算出的沟底宽和水深。计算结果见表11，表12表11 斗沟过水横断面计算表Tab.11 Bucket ditch water cross section calculation table名称底宽(m)水深(m)边坡系数湿周断面面积(m2)水力半径(m)谢才系数平均流速计算排涝流量(m3/s)沟道深度(m)乌石片斗沟10.40.53 0.751.73 0.42 0.25 52.74 0.83 0.349 1.5斗沟20.40.380.751.33 0.25 0.19 50.51 0.69 0.174 1.5斗沟30.40.210.750.93 0.12 0.13 47.24 0.53 0.062 1.5鹤城片斗沟10.40.250.751.03 0.15 0.14 48.23 0.58 0.085 1.5斗沟20.40.210.750.93 0.12 0.13 47.24 0.53 0.062 1.5斗沟30.40.150.750.78 0.08 0.10 45.36 0.45 0.035 1.5表12 农沟过水横断面计算表Tab.12 Agricultural ditch water cross section calculation table名称底宽(m)水深(m)边坡系数