水工建筑毕业设计.doc

甘肃广播电视大学水利水电专业本科 毕业论文 分 校：庄浪县 教 学 班：2014 年春 指导老师：王明权 姓 名：张佳 学 号：14620012032038 1 目目 录录 1项目区概况项目区概况.1 1.1 自然概况.1 1.1.1 行政区划与地理位置 .1 1.1.2 地震烈度 .2 1.1.3 气象 .2 1.1.4 水文地质条件 .2 1.1.5 工程地质 .3 1.2 基础设施.4 1.3 水资源概况.4 1.4 灌区水源供给条件.4 2 水资源供需分析水资源供需分析 .5 2.1 灌溉制度.5 2.2 灌溉用水量.7 2.3 全灌区设计流量.9 2.4 石阳村夹道灌区水源地水资源可开采量评价.9 2.5 大口井出水量.10 2.6 水源地潜水均衡分析.11 3 工程建设内容及技术设计方案工程建设内容及技术设计方案 .11 3.1 工程设计标准.11 3.2 工程建设规模及等级.12 3.2.1 建设规模及布置 .12 3.2.2 工程等级 .12 3.2.3 水源工程 .12 3.2.4 上水工程 .12 3.2.5 田间工程 .13 3.2.5.2 主要建设内容 .14 4 工程设计工程设计 .15 4.1 渠道纵坡设计.15 4.2 渠道横断面设计.16 4.2.1 支渠 .16 4.2.2 斗渠 .16 4.3 渠系建筑设计.18 4.3.1 斗口、农口 .18 4.3.2 跌水 .18 4.3.3 架子车桥 .18 4.3.4 机耕桥 .18 4.3.5 涵洞 .18 5 投资概算投资概算 .19 2 5.1 编制依据.19 5.2 基础单价.19 5.2.1 人工预算单价 .19 5.2.2 主要材料预算价格 .19 5.2.3 风、水、电价格 .19 5.2.4 砂石料价格 .19 5.2.5 施工机械台班费 .20 5.3 工程投资概算.20 5.3.1 建筑工程费 .20 5.3.2 其他费用 .20 5.3.3 预备费 .20 5.3.4 工程总投资估算 .20 5.4 主要工程量及劳力.21 6 提灌工程效益估算提灌工程效益估算 .21 6.1 单位增产值.21 6.2 灌溉增产水利效益.21 6.3 社会效益.22 6.4 生态环境效益.22 7 国民经济评价国民经济评价 .22 7.1 评价依据及原则.22 7.1.1 评价依据 .22 7.1.2 评价原则 .23 7.2 费用估算.23 7.2.1 工程总投资 K .23 7.2.2 年折旧费 d .23 7.2.3 年运行费用 c0.23 7.2.4 年费用 cn.24 7.3 国民经济评价指标.24 7.4 国民经济综合评价.24 7.5 环境评价.25 7.5.1 施工期环境影响预测 .25 7.5.2 环境保护措施 .25 8 建设管理建设管理 .26 8.1 项目组织机构.26 8.2 工程建设管理.26 8.3 项目建设实施计划.26 8.3.1 主体工程施工要求 .26 8.3.2 项目施工总体布置 .27 8.4 施工工期 .27 石阳村夹道提灌工程提灌工程毕业设计 摘要：拟定在石阳村夹道村庄浪河北岸一级阶地打大口井 1 眼，修建泵房 1 座，提水至 高程 1640.156m 处的出水池,通过自流进行灌溉。 修建内径 8m 的大口井的 1 眼, 34 m2泵站 1 座，安装 DN150mm 无缝法兰钢管上水渠道 1 条长 370m, IS200150400A 型离心泵一台，修建 50m3出水池 1 座，支渠 2 条 2.01km，斗渠 10 条 3.01km，斗口 11 个，农口 30 个，架子车桥 4 座，机耕桥 6 座，跌水 12 座，量水堰 10 座，涵洞 1 座。发展提灌面积 500 亩。 关键词： 提水 渠道 灌溉 前言：近年来，经过当地广大干部群众长期不懈地努力奋斗，项目区山台旱 塬坡耕地全部实现了梯田化，顺应退耕还林还草的生态农业发展需要，单一的粮食 作物种植结构得到调整，被动落后的农业生产条件得到明显改善。随着市场经济的 迅速发展，当地大力实施高效立体农业开发的劲头很足，进一步发展农业生产和农 村经济的要求十分迫切。项目区栽植的良种果园长成挂果，却因不能及时浇灌，产 量低下。因此，在具有一定水资源供给条件的山台旱塬耕地上，发展节水增效灌溉 农业，确实是十分必要的，非常及时地。 1项目区概况项目区概况 1.1 自然概况自然概况 1.1.1 行政区划与地理位置 石阳村夹道提灌工程位于庄浪河下游南湖镇石阳村河谷川台地上，灌区东西长 2 1km，南北宽 0.5km，海拔高程在 1600-1650m 之间，涉及崔家、郑家、郜家、 夹道 4 社 143 户 644 人，总耕地面积 1280 亩,粮食总产量 139 吨，农民人均纯收入 2338 元。工程区农业种植以果树为主，区内河谷地貌以宽阔的河漫滩、级阶地为 主，级阶地宽在 50100m 之间，两岸均有分布，级阶地宽 350-500m，河漫滩、 、级阶地连续发育，总体上构成了庄浪河河谷地貌。 1.1.2 地震烈度 根据中国地震动参数区划图GB183062001，工程区地震动峰值加速度 g 为 0.20g，相应地震烈度为度。本工程水工建筑物按度设防。 1.1.3 气象 工程地处大陆腹地，属典型的大陆性气候，多年平均气温 7.8，多年平均无霜 期 142 天，多年平均降水量 513.7mm，多年平均蒸发量 1310.2mm。属典型的干旱、 半干旱气候区。 1.1.4 水文地质条件 庄浪河全长 47.7km,流域面积 445.33km2，其中县境内河道全长 32.5km，流域面 积 346.57km2，径流总量 1020 万 m3，年均输沙量 152.2 万 t。石阳村夹道提灌以上 流域面积 277.3 km2，根据甘肃省庄浪县水次源调查评价报告查得，石阳村夹道 提灌以上多年平均径流量 744.8 万 m3。南湖镇石阳村夹道提灌断面径流量年内分配 见下表。 3 1.1.5 工程地质 庄浪河石阳村夹道渠首径流量年内分配表庄浪河石阳村夹道渠首径流量年内分配表 单位：万 m2 分区分区 名称名称 保证率保证率 单单 位位 一月一月二月二月三月三月四月四月五月五月六月六月七月七月八月八月九月九月十月十月十一月十一月十二月十二月 年平均年平均 流量流量 p=50% m3/ s 8.9118.1341.8341.1149.4650.18127.46133.1190.5764.0948.1022.94696.72 p=75% m3/ s 6.4012.9529.8729.3535.3235.8391.0295.0564.5745.7634.3516.98497.50庄浪河 多年 平均 m3/ s 9.5219.3844.7143.9452.8753.64136.25142.2996.8168.5151.4225.42744.76 4 支斗渠渠线、渠道建筑物所经地段地基土为冲洪积压粘土即轻亚粘土和重粉质土， 仅具有弱湿陷性，局部地段具有中湿陷性，天然地基承载力满足渠道建设要求。 1.2 基础设施基础设施 工程区内交通便利，乡、村交通网络发达，工程所需水泥从庄浪县水泥厂拉运， 油料、钢筋从县城购运，货源充足，运输便利。施工用电可就近从各村 10KV 线路 “T”接。庄浪河水质良好，水量较充足，施工期用水可直接从河道取水。粗骨料从庄 浪河拉运，细骨料从水洛河拉运，储量、质量均能满足工程要求。 1.3 水资源概况水资源概况 庄浪河浅层地下水资源较为丰富，浅层水属第四系松散堆积物孔隙潜水类型，主 要分布于河漫滩及、级阶地底部。现代河床及河漫滩地，地下水位埋深 0.52.0m，级阶地范围内地下水位埋深 3.56.0m，级阶地范围内地下水位埋深 912m，含水层岩性为粉土质砾石层，含水层接受大气降水及河水补给，渗透系数 k3570md。 南湖石阳村夹道提灌工程水源地处于庄浪河的河谷川地。该河段河谷级阶地含 水层厚 2-5m，据庄浪县卫生防疫站水质化验分析资料，该区地下水的色、味及透明度 等指标良好，ph 值在 7-8 之间，呈碱性；水化学特性为 HCO3-SO42-Na+Ca2+Mg2+型， 矿化度为 1.0-1.5g/L,符合 农田灌溉水质标准 （GB5084-92）的规定。 1.4 灌区水源供给条件灌区水源供给条件 石阳村夹道提灌灌溉用水,拟由庄浪河河谷阶地的浅层地下水来提供。据石阳村夹 道河谷上游出水资料证实，该段河谷地下水径流补给水量丰富，具有一定限度的开采 5 利用价值。 主要通过上游河谷断面地下径流、山区侧向径流、大气降水入渗及河流线 状入渗等四种方式进行补给。 根据庄浪县地下水资源利用分析，计算出石阳村夹道断面处水源地自上游地 下水总补给量为 205.35 万 m3/a。上游侧已经人工抽取的年开采量为 97.5 m3/a,地下水 可开采系数取 0.6,。据此得出，工程可自水源地提取的地下水年允许开采量为 64.71 万 m3/ a。 2 水资源供需分析水资源供需分析 2.1 灌溉制度灌溉制度 工程区主要种植果树，依据庄浪县规划和农田水利学 ，参考甘肃省及庄浪 县渠道灌溉定额执行水平和已经运行的临近灌区灌水定额，按照积极稳妥、实事求是、 发展完善的原则，通过分析对比，拟定石阳村夹道提灌工程设计水平年灌溉制度如下。 6 南湖石阳村夹道灌溉制度表南湖石阳村夹道灌溉制度表 灌水日期 起 始终 止 作 物 名 称 种 植 面 积 （ 亩） 灌水 次数 （次） 灌水 分期 灌水 定额 （m3 /亩） 灌溉 定额 （m3 /亩） （日/ 月） （日/月） 延 续 天 数 （天） 净 灌 水 率 （m3/s. 万亩） 净 引 流 量 （m3/ h） 毛 引 流 量 （m3/h ） 净 引 水 量 （m3/a） 毛引 水 量 （m3/a） 1 冬灌 期 60 10 月 22 日 11 月 17 日25 0.333 60.00 88.24 3.004.62 2 生长 期 40 3 月 5 日 3 月 25 日20 0.278 45.45 66.84 2.003.08 3 生长 期 40 4 月 10 日 4 月 30 日20 0.278 66.67 98.04 2.003.08 4 生长 期 40 5 月 25 日 6 月 13 日20 0.278 66.67 98.04 2.003.08 果 树 500 5 生长 期 40 220 6 月 20 日7 月 9 日20 0.278 66.67 98.04 2.003.08 小小 计计 - - - - - - - - 11.0016.92 1、日灌水运行时间为 20 小时；备 注2、果树设计灌水率为 0333m3/s万亩, 7 3、灌溉水利用系 0.65 8 2.2 灌溉用水量灌溉用水量 依据拟定的灌溉制度，确定综合净灌溉定额为 220m3/亩；年灌溉净引水量为 11 万 m3/a，年灌溉毛引用水量为 16.92 万 m3/a，具体计算详见下表 石阳村夹道提灌工程用水量计算表石阳村夹道提灌工程用水量计算表 净用水定额毛用水定额年净用水量年毛用水量 用水比例 灌溉 面积 (亩)冬灌期 (m3/亩) 生长 期 (m3/ 亩) 冬灌期 (m3/亩) 生长期 (m3/亩) 冬灌期 （m3/a /次)） 生长期 (m3/a/次) 冬灌期 （m3/a） 生长期 （m3/a/ 次） 果树1005006040684530000200003401422676 综合 灌水 指标 10050060.030.068.045.4 30000. 0 20000.034013.622675.7 综合 灌溉 指标 100500220.0338.5110000169231 9 灌水率图 0.250 0.260 0.270 0.280 0.290 0.300 0.310 0.320 0.330 0.340 11月17日3月25日4月30日6月13日7月9日 10月22日3月5日4月10日5月25日6月20日 （灌水时间） 灌水率（m 3/s/万亩） 10 2.3 全灌区设计流量全灌区设计流量 该工程设计灌溉面积 500 亩，从灌水率图上可以看出，最大灌水率为 0.333m3/s/万亩， 设计灌水率取最大灌水率 0.333m3/s/万亩，灌溉水利用系数 0.65，采用下式计算流量： QqA/灌 式中：Q设计流量（m3/s） ； q设计灌水率，为 0.333m3/s万亩； A渠道控制的灌溉面积,为 500 亩； 灌灌溉水利用系数，0.65。 加大引水流量：按下式计算，即 Q加=（1+）Q设 式中：Q加渠道加大引水流量（m3/s） ； 加大系数，按规范取 0.35； Q设设计引水流量。 经计算总引水流量为 92.2 m3/h。 2.4 石阳村夹道灌区水源地水资源可开采量评价石阳村夹道灌区水源地水资源可开采量评价 依据邻区开采单井出水量和动水位变幅资料分析证实，在灌水期机井动水位变 幅虽然小于 3.0m, 由此动用的水源地部分可变存贮量，将在灌水的正常间隔期间， 动水位经过 3-4 小时的自然补给便可得到恢复，说明水源地潜水位可在日调节条件 下基本保持相对稳定。对于石阳村夹道灌区水源地潜水可变储存量所做的补排均衡 分析计算表明，当全灌区在最大灌水定额的冬灌期内按设计需水流量抽水灌溉结束 以后，按照前述的静态开采补给计算条件，降落后的水源地潜水大约 30 天内可以完 11 全恢复到原先的储存水位。若按动态估算的自然补偿条件，水源地潜水位下降幅度 将会明显改善，人为开采导致的潜水储存缺额可望 20 天左右即能完全补偿。由此认 为，该项提灌工程全部实施进入正常运行以后，水源地潜水补排可以达到地下水均 衡补偿的调节要求，将不会恶化周围的水文地质环境。 2.5 大口井出水量大口井出水量 本次规划修建 1 眼水源大口井作为灌溉水源, 井径均为 8 米，深 6 米，均位于 庄浪河左岸一级阶地上,属旁河取水类型，开采水源有保证，河谷结构为砂卵砾石层， 含水性、导水性好，依据邻区提灌工程开采井单井出水量和动水位变幅资料分析证 实，渗透系数按 48 米/昼夜，含水层厚度 1.5-5 米之间，由费尔格伊米尔旁河潜水 井涌出量公式计算如下： 大口井出水量为 Q=1.37（2HS-S2）K/Lg（2b/r0） 其中：H含水层厚度，取 1.5 米； S井孔内设计水位降落值，为 0.8H b井距主河流的距离，取 60 米 r0井半径,取 4 米 K含水层渗透系数 48 Q=1.37（2HS-S2）K/Lg（2b/r0）=96.17m3/h 12 大口井设计参数详见下表大口井设计参数详见下表 工程大口井 井径(m)8 井深(m)6 单井涌出水量(m3/h)96.17 地面高程(m)1610.122 2.6 水源地潜水均衡分析水源地潜水均衡分析 由上计算可知，石阳村夹道提灌区设计年毛灌溉引用水量远小于水源地地下水年 允许开采量，大口井日出水量大于全灌区最高日用水量，水源地潜水能够满足各次 灌溉的需水要求。 3 工程建设内容及技术设计方案工程建设内容及技术设计方案 3.1 工程设计标准工程设计标准 1）提灌设计主要技术规范 2） 灌溉与排水工程设计规范GB5028899； 3） 水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000。 4） 农田水利学 。 5）灌溉设计保证率。 灌溉设计保证率： P=75%。 13 3.2 工程建设规模及等级工程建设规模及等级 3.2.1 建设规模及布置 拟定在石阳村夹道村庄浪河北岸一级阶地打大口井 1 眼，修建泵房 1 座，提水至 高程 1640.156m 处的出水池,通过自流进行灌溉。 修建内径 8m 的大口井的 1 眼, 34 m2泵站 1 座，安装 DN150mm 无缝法兰钢管 上水渠道 1 条长 370m, IS200150400A 型离心泵一台，修建 50m3出水池 1 座， 支渠 2 条 2.01km，斗渠 10 条 3.01km，斗口 11 个，农口 30 个，架子车桥 4 座，机 耕桥 6 座，跌水 12 座，量水堰 10 座，涵洞 1 座。发展提灌面积 500 亩。 3.2.2 工程等级 根据水利部 2000 年 7 月颁发的 SL2522000水利水电工程等级划分及洪水标 准 ，设计洪水重现期为 10 年，本工程为小（2）型工程 5 等工程，主要建筑物为 5 级。 本工程包括水源工程、上水工程和田间工程三部分 3.2.3 水源工程 1)大口井 设计大口井单井每小时出水量为 96.17m3,井深均为 6m，内径 8m，底部刃脚高 0.8m，井筒采用 150#砼现浇，上部 2m 预留 20 进水孔，梅花状布置,行距 0.4m， 间距 0.6m，孔径 0.1m，井口设计 3040cm 大梁 1 根，盖板厚 0.15m，均采用 200# 砼现浇，并预留 6060cm 检修孔 1 个，结构详见附图。 3.2.4 上水工程 1)泵房 14 修建 34m2泵房 1 座,高 3m，墙体采用 24 砖墙砌筑，屋顶采用 200#钢筋砼现浇， 并设 0.240.3 钢筋砼圈梁 1 道，基础采用 75#砂浆砌块石砌筑,安装 11.5m2和 10.9m2钢窗各 1 付，1.90.9m2铁门 1 付， 结构设计详见附图。 2)上水渠道及水泵选型 a 上水渠道 选公称直径 150mm 承插式铸铁管，日运行 20 小时，渠道流速 1.8m/s。均沿垂直 等高线方向布设，即根据渠道设计线，在渠道穿越地埂时，埋设在地下，露出地面， 悬空布设，悬空段落根据需要布设镇支墩，共设镇墩 3 个，支墩 52 个，全部用 150# 砼现浇。 b 机泵选型 本次设计出水池的高程为 1640.156m,大口井地面高程为 1610.122m,高差为 30.03m,经计算渠道损失 6m,则水泵设计扬程为 36.03 m, 选用 IS10065200A 型 离心泵 1 台，流量 92m3/h, 扬程 44m，配套功率 18.5KW 电机 1 台, 30KVA 变压器 1 台。 3)出水池 设计出水池容积为 50m3,结构为距形，长 5m,宽 5m,高 2m,壁厚 0.5m,，底厚 0.3m, 均用 C20 钢筋砼现浇，并用 1：2 水泥砂浆 5%防水粉抹面；池底用 C10 砼现浇 垫层，厚 0.2m,基础夯填 0.3m 厚的 3：7 灰土。 3.2.5 田间工程 3.2.5.1 工程布置 本次设计灌溉面积为500亩，全部采用渠道灌溉，由支、斗二级渠道组成，支渠 平行于于等高线布置，斗渠垂直于支渠布置，全灌溉共新建2条支渠，10条斗渠。 15 3.2.5.2 主要建设内容 1）支渠 新建支渠 2 条，长 2.01Km，采用 150#砼预制 U 型槽衬砌。设渠系建筑物 33 座， 其中斗口 11 座，量水堰 10 座，架子车桥 4 座，机耕桥 3 座,跌水 4 座，涵洞 1 座。 2）斗渠 新建斗渠 10 条，总长 3.01Km，采用 150#砼预制 U 型槽衬砌。设渠系建筑物 41 座，机耕桥 3 座,跌水 8 座，农口 30 个。 3.3.3.3 设计流量 支、斗渠均按实际控制面积设计，灌区设计灌水率为 0.333m3/s万亩，灌溉水 利用系数 0.65，采用下式计算渠道流量： 式中：Q渠道流量（m3/s） ； q设计灌水率，为 0.333m3/s万亩； 渠道控制的灌溉面积； 灌灌溉水利用系数，0.65。 加大引水流量：按下式计算，即 Q加=（1+）Q设 式中：Q加渠道加大引水流量（m3/s） ； 加大系数，按规范取 0.35； Q设设计引水流量。 灌 q Q = 16 渠道流量计算详见下表 名称渠道长度控制灌溉面积（亩）原渠道设计流量（m3/s） 1 支渠10002000.0102 2 支渠10103000.0154 1#斗渠210420.0022 2#斗渠240480.0025 3#斗渠240490.0025 4#斗渠240510.0026 5#斗渠320450.0023 6#斗渠90450.0023 7#斗渠240500.0026 8#斗渠380550.0028 9#斗渠550600.0031 10#斗渠500550.0028 4 工程设计工程设计 4.1 渠道纵坡设计渠道纵坡设计 灌区内土地平整，地块比降平均在 1/1501/500 之间，考虑灌溉要求，支渠设 计纵坡比降采用 1/500。 17 4.2 渠道横断面设计渠道横断面设计 灌溉渠道设计按灌溉与排水工程设计规范 （GB50288-99）进行。石阳村夹道 灌区建筑物为 5 级，渠道堤顶超高按下列公式计算确定： 2 . 0 4 1 bb hF 式中：渠道堤顶超高（m） ； b F 渠道通过加大流量时的水深（m） 。 b H 渠道水力要素及断面参数见下表。 4.2.1 支渠 设计支渠 2 条 2.01km,比降在为 1/300，采用厚 7cm 砂浆砌 C15 砼 U 形槽，口宽 40cm,底部圆心角 156,深 35cm。渠槽底部铺设 0.18mm 聚录乙烯塑模防渗模，其上衬 砌 M10 水泥砂浆砌 C15 混凝土 U 形槽，混凝土预制板厚 7cm，渠道每隔 5m 设伸缩缝 一道，缝内背水面填 1:2M10砂浆，迎水面填 1：4 沥表砂浆。详见结构设计图。 4.2.2 斗渠 设计斗渠 10 条共 3.01km,比降在为 1/200，采用厚 6cm 砂浆砌 C15 砼 U 形槽， 口宽 30cm,底部圆心角 156,深 28.9cm。渠槽底部铺设 0.18mm 聚录乙烯塑模防渗模， 其上衬砌 M10 水泥砂浆砌 C15 混凝土 U 形槽，混凝土预制板厚 6cm，渠道每隔 5m 设 伸缩缝一道，缝内背水面填 1:2M10砂浆，迎水面填 1：4 沥表砂浆。详见结构设计图。 18 渠道水力要素及断面参数表渠道水力要素及断面参数表 渠道断面要素 水力要素 加大流量 半径弧度 圆心角 夹角 安全 超高 渠深 渠道口 宽 设计水 深 H 直段水 深 H2 过水面 积 A 湿周 X 水力半 径 R 流速 渠道名称 （m3/s） 边坡系 数 M mm。mmmmm 纵坡糙率 m2mmm/s 1 干渠0.01020.213 0.22.72 156120.11 0.350 0.40 0.240.082 0.0033 0.0170.080 0.7114 0.112 0.79 2 支渠0.01540.213 0.22.72 156120.11 0.350 0.40 0.240.082 0.0020 0.0170.080 0.7114 0.112 0.61 1#斗渠0.00220.213 0.12.72 156120.11 0.289 0.30 0.180.101 0.0033 0.0170.033 0.4784 0.070 0.58 2#斗渠0.00250.213 0.12.72 156120.11 0.289 0.30 0.180.101 0.0020 0.0170.033 0.4784 0.070 0.45 3#斗渠0.00250.213 0.12.72 156120.11 0.289 0.30 0.180.101 0.0033 0.0170.033 0.4784 0.070 0.58 4#斗渠0.00260.213 0.12.72 156120.11 0.289 0.30 0.180.101 0.0020 0.0170.033 0.4784 0.070 0.45 5#斗渠0.00230.213 0.12.72 156120.11 0.289 0.30 0.180.101 0.0033 0.0170.033 0.4784 0.070 0.58 6#斗渠0.00230.213 0.12.72 156120.11 0.289 0.30 0.180.101 0.0020 0.0170.033 0.4784 0.070 0.45 7#斗渠0.00260.213 0.12.72 156120.11 0.289 0.30 0.180.101 0.0010 0.0170.033 0.4784 0.070 0.32 8#斗渠0.00280.213 0.12.72 156120.11 0.289 0.30 0.180.101 0.0033 0.0170.033 0.4784 0.070 0.58 9#斗渠0.00310.213 0.12.72 156120.11 0.289 0.30 0.180.101 0.0020 0.0170.033 0.4784 0.070 0.45 10#斗渠0.00280.213 0.12.72 156120.11 0.289 0.30 0.180.101 0.0020 0.0170.033 0.4784 0.070 0.45 19 4.3 渠系建筑设计渠系建筑设计 4