农田水利基本建设渠道防渗工程建设项目可行性研究报告

第一章综合说明11项目基本情况项目名称省县乡2010年农田水利基本建设渠道防渗工程项目建设单位省县乡项目区地理位置省县乡项目建设地点乡11村和13村项目建设性质防渗改建乡四支渠十一斗渠和新挖排渠及清淤干排。项目建设规模防渗改建乡四支渠十一斗渠10KM及渠系建筑物1座，渠道设计流量020M3/S，控制灌溉面积03万亩。新挖排渠共计90KM，其中新挖支排334KM，新挖斗排566KM，新建排渠涵洞共9座。清淤排渠10KM，全部为干排（排干）。本项目建成可改良328万亩（2186KM2）耕地。根据灌溉与排水工程设计规范GB5028899，确定工程等别是等小（2）型工程，渠系建筑工程级别为5级。县乡2010年农田水利基本建设渠道防渗工程规模表表11项目渠道名称长度（KM）控制面积（KM2）设计流量（M3/S）建筑物（座）防渗改建灌溉渠道四支渠十一斗渠1020020113村西一支排13村32（2）至46（2）号地107564014113村西一支一斗排13村28（2）至46（2）号地135075002213村西一支二斗排13村28（1）至32（2）号地135081002213村东一支排13村20（3）至27（1）号地227422011213村东一支一斗排（13村20至20（3）号地）1501110031新挖排渠13村东一支二斗排（13村19至20（1）号地）1460840021清淤排渠干排10198605012建设任务乡土壤存在的主要问题是土壤盐渍化，场内潜水埋深最小可达0815M，土壤次生盐渍化严重。对乡的土壤改良是农业生产是否走上良性循环的重要因素之一。通过项目的实施可减少渠道渗漏、加速土壤洗盐、脱盐和浅层地下水的碱水淡化；控制地下水位不致使土壤达到积盐的深度，在返盐季节田间地下水位埋深处于临界深度以下，不危害作物的正常生长发育。使项目区逐步成为高产出的高效农业区。13建设目标通过该工程的建设，将有效的解决项目区灌溉问题，提高项目区03万亩耕地的灌溉保证率，并减少渠系渗漏损失，节约水量，提高作物产量。并且通过新挖排渠和清淤干排抑制地下水位上升，减轻土壤次生盐渍化危害等，使项目区现有的298万亩土地排水系统实现骨干排水系统配套，生态环境、农业生产环境逐步改善。最终通过防渗改建渠道和新挖排渠及清淤干排，可使项目区328万亩低产田逐步改造为稳产高产田，达到整治一片，成功一片的目的，同时为本项目区后期农业灾害治理起到示范、促进作用。14建设内容本项目防渗改建四支渠十一斗渠10KM，设计流量Q020M3/S,新增分水闸1座。清淤排渠10KM，全部为干排。新挖排渠90KM，其中新挖支排334KM，新挖斗排566KM。新建排渠涵洞9座。15投资及财政补助资金项目投资项目总投资1500万元，静态总投资1500万元。其中建筑工程11442万元，临时工程598万元，独立费用1597万元，基本预备费1364万元。本项目申请中央专项资金1350万元，项目单位自筹150万元。16效益分析项目的实施，提高了灌区灌溉保证率，有效的抑制地下水位的上升，减轻土壤次生盐渍化，可改良328万亩耕地，年增加净效益39万元，其中灌溉净效益为90万元，排水渠净效益为30万元。经分析内部收益率111，经济效益费用比111，经济净现值30万元。各项指标均表明该工程在经济上是可行的，合理的。第二章项目建设的必要性21项目建设背景根据中共中央国务院关于进一步加强农村工作提高农业综合生产能力若干政策的意见，兵的优势产业是农业经济，发展农业经济的优势产业是棉花、番茄等经济作物。县积极响应国家产业，大力发展棉花、番茄等优势经济作物。县垦区属干旱地区，地处沙漠边缘，农业生产的基本特点是“荒漠绿洲，灌溉农业”，随着几十年的建设和发展，逐步建设成为村镇配套、农田成方、树木成林、道路成网、渠系配套的灌区。但随着灌区农业种植结构的不断变化，农业灌溉用水量的不断增长，出现水资源紧缺、挤占生态用水等情况，致使农作物受旱、生态用水得不到保证等现象。并且，由于使用传统的地面灌（大水漫灌），致使地下水水位不断上升，土壤次生盐渍化加剧，促使环境日益恶化。要改变这种状况，只有对灌溉渠道进行改造和加强田间排水，控制地下水位，是防止和改良土壤盐碱化的最基本措施。“有灌无排、盐随水来”，“有灌有排，盐去不来”。建立健全的工程系统，减少渠道渗漏，控制地下水位，防止盐碱化，改良盐碱地，提高水土资源，增强灌区经济实力，促进农业结构调整，实现可持续发展具有极为重要的现实意义。本项目的实施，可促进县农业经济优势产业的可持续发展，符合国家的产业政策。22制约项目区农业经济发展的主要因素由于主观和客观的诸多因素，项目区内地下水位的上升、土壤次生盐渍化加重，土地利用率低，导致高投入不能高产出。近几年来受市场影响，种植结构得不到有效调整，土地用养失调，肥力下降，季节用水不平衡，受旱局面时有发生，加之土壤次生盐渍化日益严重，致使农业效益低下。综上是制约农场经济发展、制约提高职工收入的主要原因。1、灌溉渠系不配套工程老化、超定额漫灌项目区主要灌溉渠系工程多为建场初期兴建，近20年来虽然投入大量资金进行新建、改建，但因建设资金不足，技术标准低，配套率差，多为临时性工程。目前场地下水位的普遍升高，导致对建筑物冻胀等破坏，部分工程已经失去其应有的作用。为了维持农牧业生产，每年需要投入大量的人力、物力进行维修，使有限的资源得不到充分的利用，是制约场农业生产发展的主要瓶颈。同时大水漫灌，造成地下水位上升。2、排水系统不配套目前全排水系统网络尚未形成，仅在生产条件比较好的生产村队实现了通畅排水，大部分村队属于半排状态。全规划四级排水渠道总长有50103公里，其中干排5535公里，支排10698公里，斗排6203公里，农排27668公里；截止2009年末，全已挖干排5535公里，支排6888公里，斗排1813公里，农排240公里，已挖排渠总量15810公里，仅占规划总长度的3155左右。故现状与场规划排水网络建设还相差很大，根据有关资料推算，全地下水年排泄量不足年渗漏量的40，这是导致地下水位上升，土壤次生盐渍化的重要原因。3、土壤用养失调，肥力下降产量低随着农业市场经济的发展，农业种植结构单一，经济作物棉花占70以上，为提高单产近年来化肥使用量不断增加，忽视了有机肥的使用和作物轮作倒茬等配肥土壤肥力的农业技术措施，土壤肥力得不到恢复和提高，导致土壤板结、退化等现象，投入和产出不成正比，经济效益差。4、土壤次生盐渍化严重近些年虽然投入大量的资金，建设排水设施和排水网络，但规模小，不能从根本上控制地下水水位上升趋势。目前全中度以上土壤次生盐渍化面积占全总耕地面积的40，特别是沿灌溉渠系两侧和场际之间更为严重，在没有排水措施区域，地下水位已经接近田间持水层，严重制约了农业经济的发展。23建设的必要性土地次生盐碱化发生的原因，主要是对灌溉与排水没有很好的统筹兼顾，加上灌溉技术粗放，采用大水漫灌，致使地下水位上升，造成土壤盐渍化。加强排水，控制地下水位，是防止和改良土壤盐碱化的最基本措施。“有灌无排、盐随水来”，“有灌有排，盐去不来”。建立健全排水系统，严格控制地下水位，防止盐碱化，改良盐碱地，对提高水土资源，增强场经济实力，促进农业结构调整，实现可持续发展具有极为重要的现实意义。通过项目建设，在项目区建立完善的排水系统，降低地下水位，淡化地下水，加速土壤脱盐，切实提高农业产量。第十一个五年计划的实施是我国社会主义现代化建设的关键时期，为加强经济的发展，国家实施西部大开发战略，把列为重点水土治理开发区之一。要求扩大生产规模，增强经济实力，保护生态环境，保障经济、社会可持续发展。自治区、兵以及县都制定了相应的发展规划和目标，并把加强基础设施建设和改善生态环境作为重中之重。对地下水丰富、水土矿化度高、土壤次生盐渍化严重乡北部部分灌区，加大农业基础设施建设力度，巩固现有成果，扩大生产规模，充分挖掘水土资源利用率，达到科学种田，合理轮作，优化结构，减少病虫害，实现资源永续利用，是当务之急。通过项目的建设实施及后续项目的实施，定期排水洗盐，淡化地下水，加速土壤脱盐，不仅使328万亩中低产田在逐步改造为稳产、高产田，参照乡历年生产实践增产资料分析，完整的排水条件，棉花可提高单产8KG，小麦单产提高10KG，提高土地综合生产能力1216左右。通过项目的实施，不但提高土地利用率，提高单产，降低生产成本，增加产出，实现土地永续利用。同时为优化项目区农业生产环境，收复弃耕地，进一步扩大生产规模，促进种植结构调整进展，增强场农业发展后劲奠定了坚实的基础。通过项目的实施，降低地下水位，定期排水洗盐，淡化地下水，加速土壤脱盐，提高农业产量，不仅将项目建设区的现有中低产田改造为稳产高产田。同时增强了整个项目区域的排渍能力，为降低区域地下水位，收复弃耕地，扩大生产规模，实现科学种田，合理倒茬，优化种植结构奠定基础。通过近20多年生产实践充分证明，采取挖排工程技术措施，是治理盐碱地，改进恶劣的农业生产环境向良性循环发展，增强区域农业生产抵御自然灾害风险能力具有极为重要的作用。第三章建设条件分析31项目区概况311地理位置和项目建设区域范围县乡地处河冲积平原下游，属县灌区，东西长约21KM，南北宽85KM，面积约170KM2，地形南高北低，东高西低。地理坐标东经8468423，北纬4513045550。部位于科克兰木镇，南距市110KM，距市78KM。本项目区位于乡11村和13村村队，项目区耕地面积为328万亩，项目区沿线均有通村公路与部相通，交通较为便利。312项目区自然条件（1）农业气候条件项目区属典型的干旱荒漠气候区，冬寒夏炎，昼温差大，干旱少雨，日照长，光热资源丰富，有利于农业发展。年平均气温65，日平均气温最高为七月267，最低为一月188。极端最低气温423，极端最高气温421，年积温3622。稳定通过10的平均天数为170天。5天数204天，0平均天数有230天。初霜出现在9月下旬，终霜出现在4月上旬，无霜期平均在164天左右。全年日照时数平均为26204小时，全年太阳总辐射量1275KCAL/CM2；四至八月份辐射量为782KCAL/CM2，占全年总辐射量的614。年平均降水量1615CM，冬季历年平均积雪厚度20CM。年蒸发量平均为1785CM，约为降水量的11倍。农业灾害性气候主要为冻害、干热风和冰雹。项目区气候要素表表31项目平均一月二月三月四月五月六月日照时数2620414215918723728152921降水量16154463127179218174蒸发量178567141619188729073292气温6518815311118191242项目平均七月八月九月十月十一月十二月日照时数2620430693016264820913451029降水量16152231561211114681蒸发量178531482627185496624974气温652672351737528130（2）水资源地表水资源乡地属河流域，流域上分布有河、河和河三条大的河道，三河河水经过垦区六座水库调节后向灌区供水。乡地处灌区最下游，农业灌溉用水来源于水库、水库，通过干渠由水利局按比例计划供水。全农业总引水量6964万M3，其中水库调节供水4462万M3，其它2502万M3。地下水资源乡所处的灌区地下水根据水文地质调查资料评价，含水层岩性以细砂为主，富水性较弱，透水性差，水层较薄，承压较弱，开采利用价值不高，且地下水矿化度较高，大于5G/L的面积占总面积的635，属矿化水或弱矿化水，易引起土壤次生盐渍化。深层承压水水量较小，虽然水质矿化度不高，但是含氟、砷等有害物质较多，其中含氟量可达320MG/L，含砷高达02MG/L，不符合农田灌溉水（旱作）水质标准，不能用作农业灌溉。313社会经济乡现有基层单位32个，其中农牧生产村队14个。截止2009年末，全人口14448万人，有从业人员6164人，其中第一产业4612人；第二产业484人；第三产业1068人；人均占有耕地1054亩，故劳动力有保障。314水利工程现状及存在问题项目区灌溉渠道（四支渠十一斗渠）控制耕地面积为03万亩，设计流量为02M3/S。渠道现状为土渠，渠道渗漏严重，渠系水利用系数偏低，严重影响农业生产。同时加剧了渠道两边耕地的次生盐渍化。项目区位于乡13村，项目区地下水埋深0815M，地下水矿化度较高，现有排干穿过，且支排、斗排、农排与之配套不完善，导致耕地次生盐渍化加剧，使粮食和经济作物的发展受到极大的制约，土地效益不高。乡全排水系统主要分为三个系统，按照地理分布分东路排干、排干、西路排干。三条主干排经多年运行，均有坍塌，且渠内芦苇、杂草生长茂盛，渠底淤积严重，更加造成了排水不顺。尤其排干在13村畜（1）至47（3）号地长10KM段坍塌、淤积最为严重。本项目选择13村村队及周边控制区作为主要改造区域，按照“先挖支、斗排、再挖农排”的顺序，先修建主要排水渠道，贯通与排干的通路，同时清淤干排在13村畜（1）至47（3）号地段，确保排水畅通。32工程地质321区域地质概况3211地形地貌项目区位于北麓，西部，属河、河与河冲洪扇地貌，第四纪冲洪积相，细土荒漠地带，由于西玛拉雅运动的影响，新生代以来构造带强烈上升，山前堆积了巨厚的新生代沉积物，而形成现今的南高北低的总地形趋势。卡因迪克的逐渐隆起，河流粗颗粒沉积物大部分堆积于隆起南侧，形成较高地形，下游地势低缓，由于沉积旋回而携带细粒土，形成现代的细颗粒沉积地层，地形由东北向西南倾斜，中高东、西低，北高南低，除东北部荒地有少数干沟外，绝大部分地势比较平坦，自然坡降为约04，海拔高程260280M。3212区域地质概况规划渠系在地质构造上处于褶皱带向过渡的山前沉积坳陷区，在规划线路西南约30KM有呈东西向分布的西湖达子庙卡因迪克背斜隆起，属新构造运动形成的隐伏构造。在坳陷区内水平沉积着8001000M巨厚的第四纪中下更新统及全新统的细土地层。岩性主要以粉土及粉砂地层为主，属区域地层较稳定地区。项目区沿线按大地构造划分地震烈度属VII烈度区，地震动峰值加速度015G，反应谱特征周期值040S（详见地震动峰值加速度区划图及反应谱特征周期区划图）。3213项目区水文地质状况项目区地处北麓，西缘，河河冲积扇下部，区域上属河水文地质单元。区域水文地质地貌具一般山前冲洪积倾斜砾质平原及第四纪冲积细土平原共有特征，即由山前冲洪积扇区（山前冲洪积倾斜砾质平原区）、扇缘溢出带区、冲积平原区和下游排泄区组成。具相对独立性，为一个较为完整的水文地质单元。项目区降水量很少，渠系水渗漏、灌溉水和侧向补给是地下水的主要补给来源。随着地形坡度的变缓，地层沉积颗粒的变细，地下水水力坡度开始变小，地下水水位埋深变浅。除部分潜水以冲沟和排水渠的方式排泄外，大部分以蒸发方式排泄，少部分则通过侧向径流补给下游地区。项目区地下水埋深0815M，地下水矿化度较高，大于5G/L的面积占总面积的635，水化学类型为硫酸盐氯化物，属矿化水或弱矿化水，由于灌区地下水位的不断抬升，矿物质随着水上升，土壤次生盐渍化日益加剧。322项目区工程地质条件3221概述项目建设区分布于乡11村和13村村队，在地貌单上均属河冲洪积、冲积细土平原带，整体地形辽阔平坦，地势南高北低，自然地面坡度04左右，地面海拔高程260280M。地层被第四纪冲积细土所覆盖。根据项目建设区内地形、地貌和地层岩性基本一致、差异不大的实际现状，对工程地质主要特性进行描述。项目建设区内原地表植被以芦苇、琵琶、盐蒿、芨芨草、红柳等为主，地下水位埋深0815M，岩土以第四系细颗粒粉土层为主。3222地层岩性（1）022M为浅黄色粉土，湿饱和，稍密、粉状，含少量植物根，局部夹薄层粉砂及粘土透镜体。通过现场勘察试验，质量密度15194G/CM3，含水量85309，比重271，饱和度325894，砂粒含量5255，粉粒含量58840，粘粒含量20240，塑限110180，液限200260，塑性指数6090，渗透系数3210365104CM/。（2）2240M为灰色粉砂，松散，饱和状态，在勘察深度范围内未揭穿。质量密度152185G/CM3，含水量156296，比重269，饱和度830945，砂粒含量550580，粉粒含量300330，粘粒含量70150，渗透系数2859103CM/S。（3）土样分析项目区内岩土含盐量0025M，含盐量047，岩土属硫酸盐氯化物弱盐渍土02505M含盐量02158，岩土属氯化物硫酸盐弱中盐渍土05020M含盐量01215，岩土属氯化物硫酸盐弱中盐渍土。3222工程地质评价综上所述，项目区地层岩性以中壤土为主，以冲积荒漠平原地貌为主，地层岩性分布比较单一，地下水位埋深0815M，挖土方含水量偏高，岩土含盐量偏高等特征，对排水建筑物混凝土将产生冻胀破坏及侵蚀危害。因此在施工时，应设法降低地下水位，由下游往上游开挖，即先挖干、支排，再挖斗、农排。对建筑物混凝土应采取防冻胀及防侵蚀措施，避免上述不良地质造成对工程的危害。323天然建筑材料本建设工程设有永久性建筑物渠道分水闸一座和排渠涵洞9座，分水闸选用平面钢闸门，直接购买成品，安装。涵洞采用预制钢筋混凝土级管成品，现场安装。天然建筑材料主要是建筑物进出口村接段现场浇混凝土及建筑物换填层的砂石料及抛石。工程需混凝土砂石料采用商品料。项目建设区内无砂石料分布，工程建设所需建筑材料需从河料场拉运，运距平均120KM，依托217国道、青北公路和高双公路，交通条件便利。河料场建筑材料属冲积卵石、圆砾石，河床宽350M，厚度不小于10M，藏量丰富，可直接开采。骨料主要以长石、石英、云母等矿物组成。试验结果粒径20MM200MM含量1724；粒径2MM20MM含量948；粒径05MM2MM含量1724；粒径025MM05MM含量2637；泥土含量0513，不均匀系数CU1969，磨圆度较好，具有不均匀级配差的特点，可满足混凝土骨料质量要求。混凝土粗骨料质量评价表表32序号项目试验指标评价指标评价结果1表观密度（G/CM3）27226符合要求2堆积密度（G/CM3）16516符合要求3孔隙率（）2245符合要求4含泥量（）061符合要求5软弱颗粒含量（）375符合要求6细度模数69762583符合要求7针片状含量（）2915符合要求混凝土细骨料质量评价表表33序号项目试验指标评价指标评价结果1表观密度（G/CM3）27255符合要求2堆积密度（G/CM3）16215符合要求3含泥量（）1643符合要求4有机质含量（）浅于标准色浅于标准色符合要求5细度模数2742535符合要求6平均粒径（MM）03103605符合要求所需砂石料取于河东岸河坎上，运距120KM，试验结果粒径2MM20MM含量45；粒径05MM2MM含量30；以砾砂为主，泥土含量3，本砂料可满足质量要求。第四章工程任务和规模41工程任务（1）通过对项目区斗渠防渗改建，提高水资源的利用率。斗渠防渗是滴灌系统配套的基础设施，可更好地节水增效，满足灌区农业灌溉要求。（2）通过对渠道防渗改建，减少渠道渗漏损失，降低渠道沿线地下水位，有效防止耕地次生盐渍化，改善农业生态环境等。（3）通过项目区排渠的建设，使项目区建立完善的排水系统，起到降低地下水位、减少土壤返盐的作用，改变农业生产条件，发展生产，通过县大部分场实践证明，明沟排水在水利改良阶段的作用是明显，也是必不可少的工程技术措施。（4）淡化地下水排水系统建立的另一个作用，是排出含盐地下水，然后结合灌溉淋洗，逐步将土壤里的盐分排到灌区以外，经过多次反复交换，使得地下水淡化。（5）加速土壤脱盐排水系统的建立另一个作用，是将土壤中的盐分随淋洗水流带到地下被排到灌区以外，因而起到不断地加速土壤脱盐的作用。根据乡生产科实测资料1M土层的平均含盐量，距排水沟50M处，由67G/KG降低到0469G/KG，脱盐率93；100M处由7G/KG降低到141G/KG，脱盐率798，200M处由65G/KG降低到1625G/KG，脱盐率为75；300M处由7G/KG降低到36G/KG，脱盐率为50。本次项目灌溉渠道防渗改建10KM，新挖排渠90KM（其中支排334KM，斗排566KM），清淤排渠10KM（全部为干排），打通项目区至乡排干的通道，形成排水干路通道。通过项目的实施，可减少渠道渗漏损失及防止渠道两侧耕地次生盐渍化，降低地下水位、淡化地下水、加速土壤脱盐将产生明显效果，使盐碱地面积可大量缩小，扩大了保苗面积，改善了农业生产条件，提高土地利用率，起到增产效果的目的。项目增产预测表表41作物面积万亩亩增产（KG/亩）总增量（吨）单价（元/吨）增产（万元）冬小麦075107501800135棉花2538202413000263合计32839842工程规模421灌溉渠道工程规模根据灌水率、作物种植比例及渠系利用系数推算改建的渠道设计流量。渠道控制灌溉面积3000亩，全部为滴灌，作物生长期灌水率小。冬灌时为地面灌，灌水率最大。冬灌灌水量70M3/亩，20天内灌完，其灌水率为041M3/S万亩。防渗后斗渠渠系利用系数095，农渠渠系利用系数085，田间水利用系数085，灌溉水利用系数069。则渠道规模为018M3/S。渠道设计流量为020M3/S，复核流量小于设计流量，所以渠道不需扩建，仍选定设计流量。422排渠工程规模4221规划挖排长度及建筑物根据生产实际需要，按项目区土地综合治理规划，遵照水走盐走、治理一片，生效一片的原则。本次项目计划排渠清淤10KM，全部为干排；新挖排渠总长90KM,其中支排为334KM，斗排为566KM。交叉建筑物9座，其中排渠与公路交叉建筑物6座，排渠与灌溉渠道交叉建筑物3座。支排与道路、渠道交叉建筑物均采用预制钢筋混凝土管涵，直径D1200MM；斗排与道路、渠道交叉建筑物均采用预制钢筋混凝土管涵，直径D1000MM。4222规划排渍面积工程分布于13村村队及周边控制区，根据现场实测清淤干排13村畜（1）至47（3）号地段长10KM，排渍面积1986KM2；新挖13村西一支排（13村32（2）至46（2）号地）长107KM，排渍面积564KM2；新挖13村东一支排（13村20（3）至27（1）号地）长227KM，排渍面积422KM2；新挖13村西一支一斗排（13村28（2）至46（2）号地）长135KM，排渍面积075KM2；新挖13村西一支二斗排（13村28（1）至32（2）号地）长135KM，排渍面积081KM2；新挖13村东一支一斗排（13村20至20（3）号地）长150KM，排渍面积111KM2；新挖13村东一支二斗排（13村19至20（1）号地）长146KM，排渍面积084KM2。工程建成后在一定程度上改善了项目区排水条件，加上后续斗、农排配套实施，逐步把项目区298万亩低产田改造成稳定高产田。4223排水标准（1）地下水临界深度根据乡现有末级农排深度一般在21M左右，故采用不引起耕作层土壤盐渍化所要求保持的地下水最小埋藏深度为17M，为地下水临界深度。（2）耐渍时间根据项目区内土壤及地下水位情况，按照农业工程手册各种土质设计排渍模数表，壤土排渍模数为002003M3/SKM2主要农作物为棉花，生长期要求保持地下水埋深15M，短期内允许地下水埋深0406M，作物耐渍值为34天。因无试验和观测资料，根据规范推荐，本区主要农作物为棉花，排渍历时一般为34天。4224排渍流量的确定（1）排渍模数根据规范灌溉与排水工程设计规范（GB5028899），设计排渍模数计算公式QH103H/864T式中QH设计排渍模数（M3/SKM2）土壤给水度（项目区耕地土质为粉土，给水度为0005005，本次取00125）H地下水位设计降低深度（M）T排渍历时，本项目取4天则QH1030012507/86440025M3/SKM2根据项目区土壤质地及物理特性，查农业工程手册表526，粉土或中壤土设计模数002003M3/KM2S，项目采用平均值0025M3/KM2S。（2）排渍流量确定排渠流量公式QQHA式中A排渠控制面积（KM2）排渍流量推算详见表42。排渍流量推算表表42序号排渠名称排渍模数条数长度KM面积KM2流量M3/S1清淤干排13村畜（1）至47（3）号地0025110019860502新挖13村西一支排13村32（2）至46（2）号地002511075640143新挖13村西一支一斗排13村28（2）至46（2）号地002511350750024新挖13村西一支二斗排13村28（1）至32（2）号地002511350810025新挖13村东一支排13村20（3）至27（1）号地002512274220116新挖13村东一支一斗排（13村20至20（3）号地）002511501110037新挖13村东一支二斗排（13村19至20（1）号地）00251146084002合计1001986（3）排泄条件清淤干排13村畜（1）至47（3）号地段干排为乡排水系统重要排水通道，全长233KM。本次清淤范围为13村畜（1）至47（3）号地段，长度为10KM，清淤完成后，可使干排排水畅通。新挖13村西一支一斗排（13村28（2）至46（2）号地）和新挖13村西一支二斗排（13村28（1）至32（2）号地）均汇入新挖13村西一支排（13村32（2）至46（2）号地），再由后者投入13村村部排干，经排干排入到河河道，排水通道畅通。新挖13村东一支二斗排（13村19至20（1）号地）和新挖13村东一支二斗排（13村19至20（1）号地）均汇入新挖13村东一支排（13村20（3）至27（1）号地），再由后者投入13村畜（1）号地排干，经排干排入到河河道，排水通道畅通。423工程效益分析项目建设可有效改善农业生态环境，减少渠道渗漏损失，提高灌水利用率，降低项目区地下水位，对存在多年的土壤次生盐渍化问题效果明显，对项目区328万余亩土地产量会有相应提高，棉花每年单产可增产8KG，冬小麦每年单产可增产10KG。能够从根本上逐步改善项目区村队种植条件，提高土地资源充分利用，为场经济发展，创造必要的条件，意义重大。第五章建设方案51项目建设地点本项目防渗改建四支渠十一斗渠，位于乡11村，新挖排渠选为乡13村村队，清淤干排选为13村（13村畜（1）至47（3）号地）长10KM段。52项目建设内容521工程等别和设计标准本项目灌溉渠道防渗改建四支渠十一斗渠，全长10KM，设计流量020M3/S；由表42得知，项目区新挖排渠最大排渍流量为014M3/S，最小排渍流量002M3/S。根据灌溉与排水工程设计规范GB5028899确定工程等别为级，灌排渠沟级别为5级，灌排建筑物级别为5级，临时建筑物为5级。根据中国地震动参数区划图（GB183062001）可知，本地区地震动峰值加速度为015G，基本烈度为度。按水工建筑物抗震设计规范（SL20397）的有关规定，渠系建筑物的抗震设计按度设防。522工程布置1、灌溉渠线布置项目区原有渠系建筑物和支、农渠系及条田布局已形成，灌区内渠、林、路也基本配套齐全，斗渠同时为滴灌系统的引水渠。如选新渠线，渠道沿线将占用耕地。因此本次灌溉渠道防渗改建没有新选渠线的条件，同时经现场勘察及征求建设单位意见，本项目中灌溉渠道渠线仍然在原渠线上改建。2、灌溉渠系建筑物的布置乡四支渠十一斗渠，可以利用上一级斗渠的节制分水闸，不需要另行设置节制分水闸。防渗改建渠道全长10KM，根据项目建设单位意见，需在沿线设置一座分水闸，以满足灌溉要求。3、排渠渠线布置由建设单位提供项目区整体灌排渠系规划图，按照规划确定排渍范围与建筑物的布设。项目区条田规划均为东南西北向布置形式，农排方向略偏于地形走向，斗排垂直于农排和支排。此次支排依地势村接各村队斗排至干排。4、排水渠系建筑物布置本项目中新挖排渠共90KM，在布置渠线时难免会穿越道路和灌溉渠道，为保证交通和灌溉要求，需在交叉处设置排渠涵洞。本项目共新建排渠涵洞9座。523工程设计5231工程设计依据（1）灌溉与排水工程设计规范GB5028899（2）水利水电工程可行性研究报告编制规程DL50202007（3）渠道防渗工程技术规范（SL182004）（4）水工混凝土结构设计规范（SL/T19196）（5）水闸设计规范（SL2652001）（6）水利水电工程土工合成材料应用技术规范（SL/T22598）（7）渠系工程抗冻胀设计设计规范（SL232006）（8）水工建筑物抗冰冻设计规范（SL2112006）（9）农业工程手册5232设计基本参数设计流量灌溉渠道流量02M3/S，排渠流量详见表42地震烈度度最大冻土层深度123M地层岩性中壤土地下水位埋深0815M潜水矿化度510G/L022M土层渗透系数K32103CM/S排渍模数Q0025M3/KM2S多年平均气温65多年平均最高气温421多年平均最低气温423多年平均蒸发量1785MM多年平均降水量1615MM多年平均无霜期1656D历年最早冻结日期11月5日历年最晚解冻日期4月10日5233灌溉渠道工程设计1、渠道纵断面设计项目区原有斗渠为土渠，以运行多年，渠道断面极不规整，或淤积或冲刷，造成引水困难。因此本次防渗改建针对渠道纵坡进行重新调整。根据渠道的设计流量，综合考虑渠道沿线的地层岩性、渠系建筑物及渠道的不冲不淤流速控制，满足工程防渗、防冲、防淤、防冻胀要求，并结合地形纵坡使工程量尽量减少等原则进行纵断面设计。2、渠道横断面方案比选项目区防渗改建渠道的防渗断面，根据渠道沿线的实际情况以及解决工程施工期与农业灌溉期输水的矛盾，提出两种防渗断面进行比较。方案一梯形断面预制砼板一布一膜（200G/M2，03MM）选用预制C20砼板、一布一膜（200G/M2，03MM）为防冲防渗材料，渠底、边坡均采用预制砼板，梯形断面边坡自里向外依次是6CM预制砼板、一布一膜（200G/M2，03MM）、2535CM厚砂砾石防冻层。渠底自上而下依次是6CM预制砼板、一布一膜（200G/M2，03MM）、35CM厚砂砾石防冻层。内外边坡系数M15。方案二梯形断面现浇砼板一布一膜（200G/M2，03MM）选用现浇C20砼板、一布一膜（200G/M2，03MM）为防冲防渗材料，渠底、边坡均采用现浇砼板，梯形断面边坡自里向外依次是8CM现浇砼板、一布一膜（200G/M2，03MM）、2535CM厚砂砾石防冻层。渠底自上而下依次是8CM现浇砼板、一布一膜（200G/M2，03MM）、35CM厚砂砾石防冻层。内外边坡系数M15。方案三U型断面渠道U型断面具备抗冻胀效果好，水力条件好等优点，但制作没形成市场化，制作相对困难，购买费用相对较高。结论三个方案均能满足渠道的设计输水防渗要求，考虑施工技术要求较简单、施工工期，为了不影响作物生育期灌水，故选择方案一梯形断面预制砼板一布一膜（200G/M2，03MM）防渗结构方案。3、渠道横断面设计边坡的确定项目区沿线土质为中壤土，按照渠道防渗工程技术规范SL182004的541条规定，并根据灌区多年修建防渗渠经验，刚性材料防渗渠道的最小边坡系数，当渠道水深小于1M时，挖填方内外边坡系数不小于100，当渠道水深在12M之间时候，挖填方内外边坡系数不小于100。根据本地区多年来修建防渗渠经验，本次设计斗渠内边坡系数为15，外边坡系数为15。糙率的确定根据渠道防渗工程技术规范（SL182004）表642规定，预制混凝土砌筑的防渗渠道糙率为00160018，此次渠道设计糙率N取0017。渠堤宽度的确定根据灌溉与排水工程设计规范（GB5028899）6124条规定，万亩以上灌区干、支渠岸顶宽度不应小于2M，斗渠农渠堤顶宽度不宜小于1M，此次设计的斗渠渠顶宽度10M。渠堤超高和渠深渠道超高根据灌溉与排水工程设计规范（GB5028899）的公式计算FBHB/402式中FB渠道超高HB渠道通过加大流量时的水深（M）续灌渠道超高按以上公式计算，轮灌渠道按设计流量确定堤顶超高。渠道水力要素计算渠道水利计算按明渠均匀流公式计算渠道横断面尺寸，其公式为QRIAC式中Q渠道设计流量（M3/S）A渠道过水面积（M2），A（BMH）H；B渠道底宽（M）H渠道水深（M）R水力半径（M）RAXX过水断面湿周（M），XB2H；21MC谢才系数，C；61NN渠底糙率计算结果下见。四支渠十一斗渠水力要素表表51桩号设计流量M3/S流速M/S设计水深（M）纵坡（）糙率边坡底宽（M）设计渠深M0000100002046038044001715060674、渠道防渗设计由于本次防渗渠道流量小，流速较慢，属小（2）型工程，又多为沿原渠线防渗，施工期同灌溉期之间存在一定的冲突。为合理安排工期，本次设计采用预制混凝土板衬砌、土工膜双层防渗的形式。板厚的选择根据灌溉与排水工程设计规范（GB5028899）表625条规定渠道防渗衬砌结构的适宜厚度要求，预制混凝土板的厚度在50100MM之间，本次预制混凝土板尺寸为600MM500MM60MM，设计厚度为60MM。混凝土采用强度标号为C20，抗冻标号为F150，抗渗标号为W4。土工膜选择随着近几年的工程实践证明，用土工膜作为防渗材料，可以起到很好的防渗效果，而且使用寿命较长，已得到广泛认可，因此，本次渠道工程采用一布一膜（200G/M2，03MM）作为防渗材料。伸缩缝设计根据渠道防渗工程技术规范SL182004中第561条规定，预制混凝土板纵向每隔6M设一道横向伸缩缝，伸缩缝宽度2CM，缝内上部填充2CM为塑料胶泥，下部填充4CM为聚苯乙烯泡沫塑料板。砌筑缝设计根据渠道防渗工程技术规范SL182004中第562条规定，混凝土预制板间缝宽度为2CM，矩形缝，砌筑砂浆采用强度等级150MPA，勾缝砂浆强度等级150MPA。5、渠道抗冻胀设计防冻胀的设计是此次斗渠设计的主要任务之一，也是斗渠能否正常运行的关键。根据当地地面气候资料可知，本地区标准冻深为123M01M；由地质及测量资料可知，渠道沿线渠基土为粉土，为冻胀性土；秋冬灌后渠道内有积水和渠道基础土壤含水量偏高；根据水工建筑物抗冰冻设计规范（SL2112006），结合以上因素，计算渠基土的冻胀量。工程设计冻深按下式计算MWDZ式中ZD设计冻深，MD日照及遮荫程度影响系数；W地下水影响系数；ZM历年最大冻深，取123M；其中D（1）II典型断面某部位日照及遮荫程度修正系数均由表B111内差求得WIZZWE10系数，查表为079（中壤土）；ZWO临近气象台的地下水位深度，3M；ZWI计算点的地下水位深度，0M；乡四支渠十一斗渠设计冻深计算表表52桩号轴线走向项目最大冻深ZMMIDW设计冻深ZDM阴123188115079143058102阳12326411507907505805400001000NE45底123011115079113058081基础设计冻深WCDFZ61350其中ZF基础设计冻深，MC基础版厚度，006MW底板之上冰层厚度，0M；经计算，乡四支渠十一斗渠NE45方向基础设计冻深分别为081M；基础下土的冻深ZBZFC其中ZB基础下土的冻深，M经计算，乡四支渠十一斗渠NE45方向基础下土的冻深分别为077M。地表冻胀量的计算地表冻胀量可依据水工建筑物抗冰冻设计规范SL2112006查图C021，冻前地下水位ZW0M，经查表，乡四支渠十一斗渠NE45方向最大地表冻胀量分别为290MM。地表冻胀量H220MM，土的冻胀性级别为级。基土冻胀量的计算根据水工建筑物抗冰冻设计规范，按下式计算ZDHFF/HF基土冻胀量，MM；H荷载修正系数，取10；经查表，乡四支渠十一斗渠NE45方向基土冻胀量分别为283MM。地表冻胀量H220MM，土的冻胀性级别为级。抗冻胀稳定性验算渠道衬砌结构的冻胀位移值可按渠道基土的冻胀量确定，根据水工建筑物抗冰冻设计规范（SL2112006）表（721）规定，混凝土衬砌防渗的梯形渠道允许的位移值为0510CM。渠道沿线的基土冻胀量均大于规范规定的允许冻胀量，所以必须采取防冻胀措施。防冻胀计算根椐规范要求，在这种寒冷地区防冻胀结构措施可采用渠基换填措施或保温措施。在本地区，渠道抗冻胀措施一般采用较多的是换填的方法，经过多年运行，实践证明可以有效的防止渠道冻胀破坏，是一种较好的防冻胀措施。根据当地建筑材料分布，确定渠道抗冻胀措施采用天然砂砾石垫层。对于本地小型渠道，采用砂砾石垫层更经济。防冻胀换填层厚度计算根据水工建筑物抗冻设计规范SL2112006计算换填层厚度，采用下面公式ZEZD0式中ZE置换厚度（CM）置换比（）。根据本工程地质条件，坡面上部取5070，取60；坡面下部、底部取7080，取75；ZD设计冻深；0防渗层厚度，边坡防渗层厚度6CM，底板6CM；乡四支渠十一斗渠换填层厚度计算表表53位置00001000渠线方向NE45方向边坡（阴面）5571CM边坡（阳面）2634CM渠底55CM根据以上计算结果结合实际工程经验以及斗渠沿线实际情况，确定渠底换填厚度为035M，边坡为035025M，换填材料砂砾石。6、灌溉渠系建筑物设计本项目中防渗改建四支渠十一斗渠10KM沿线新增分水闸一处。（1）分水闸的过流能力计算3200QBMGH417SBQ过流量（M3/S）；B0闸孔总净宽（M）；H0计入行进流速水头的闸前水深（M）；M堰流流量系数，M取0385；堰流侧收缩系数；B0闸孔净宽（M）；BS上游渠道一半水深处的宽度（M）；堰流淹没系数；分水闸计算成果表表54闸位置闸前水深H0M闸后水深HSM闸总净宽B0M过流量QM3/S设计过流量QM3/S四支渠十一斗渠0100分水闸03803008016010（2）分水闸结构形式根据项目区灌溉渠系中分水闸的设计和使用的成功经验，一字型闸整体性、稳定性较好，施工方便，材料容易获取，造价低，因此项目区分水闸均采用一字型闸。闸室结构型式为C25钢砼现浇，闸墙为直墙，闸室基础埋深在1015米；启闭机梁、立柱采用角钢焊制成钢架。（3）金属结构本项目金属结构主要用于灌溉渠道新增分水闸的闸门和启闭机。详细情况见下表。金属结构明细表表55闸门所在位置闸门名称数量形式规格启闭机0100分水闸1扇平面钢闸门PGZ08081台LQ05C5234排水渠道设计1、设计原则（1）应保证设计排水能力。（2）上下两级排沟水位差采用02M（灌溉与排水工程设计规范规定0102M）。（3）正常运行时不应发生冲刷、淤积和边坡坍塌。（4）占地少、工程量小。（5）施工、管理方便。2、设计方案一般排水工程措施主要有明沟排水、竖井排水和生物排水等措施，乡灌区排水适用于明沟排水，主要原因为土层相对较浅，地下水埋藏层水层不村续，表层地下水含盐量过高，不能被灌溉使用，同时地表层透水性差不宜集中抽取，不适宜采用竖井排灌。县灌区自80年代治理盐碱以来，也做过竖井排灌实验，在一二五曾经使用近2万亩，但通过实验，效果不明显，同时需要大量的人力、物力维护，且本地区地表层土层相对浅，地下水表现不村续，土层透水性差，无法形成竖井排灌条件，综合垦区几十年来排水实践和经验，项目采用明沟排水方案建设。3、设计因素与参数的确定（1）排沟糙率排水渠内一般常年有水，边坡潮湿，易长杂草，影响通水，故糙率偏大，选用N0027。（2）排沟边坡系数根据灌溉与排水工程设计规范中规定，排渠挖深153M时，中壤土M225；轻壤土、砂壤土M253。规范中所列的土质排水渠最小边坡系数，除考虑地下水渗出时的渗透压力作用外，还考虑到地面径流的冲刷作用和渠内滞涝时还受到波浪的冲刷作用。而项目仅考虑地下水渗出的渗透压力作用条件下，参照目前各级排渠实际，本次项目区内已建农排挖深222M，边坡系数1175；斗排挖深2025M，边坡系数12；支排挖深2530M，边坡系数1225；干排挖深335M，边坡系数1203。（3）排沟戗道宽度根据运行实际，各级排渠每隔35年清淤一次，排渠两侧留挖掘机的行车宽度3M。（4）不冲、不淤允许流速，按规范F规定采用，不冲流速065085M/S，最小流速不宜小于03M/S。（5）排沟底宽选择根据七各排沟的实际调查，在逸出点以下断面，均有滑坡产生和茂盛的芦苇，影响排水。为延长清淤间隔时间，排沟底宽适当放宽选择一般干排底宽2M；支排152M；斗排1015M；农排1M，据场生产实践，在此底宽状况下，可间隔三年清淤一次。4、排沟深度的确定末级固定排沟的深度是控制地下水位的重要因素，应使地下水位降低到不影响农作物正常生长的要求以下。排水深度可用公式H0HKH0。式中HK为地下水临界深度，为使作物根系活动层内不发生盐分积累，保证作物正常生长所要求的地下水最小深度。临界深度的大小，是土壤质地、地下水矿化度、作物种类等条件确定。根据盐碱土改良一书中对县柳沟、地区地下水临界深度和农排深度观测整理资料，当土壤质地为壤土，地下水矿化度510G/L时，地下水临界深度222M；轻壤土地下水临界深度182M。0为相邻排水沟中间的地下水位与排水沟中的水位差（地下水稳定水头）取01M。H0末级排水沟中的水深，排水流量计算水深仅为23CM，为安全考虑采用农排水深10CM。项目区规划排渠有干排、支排、斗排和农排四级固定排水系统，为保障各级排水渠出口水位不产生顶托，排水通畅，下一级排水沟设计水位应低于上一级排水沟水位02M，每级排水沟水头损失02M（农排较短，水头损失01M）。末级固定农排要求最小临界水深18M，故农排控制深度为18M03M21M；斗排应为21M04M250M；支排应为25M04M290M；干排应为29M04M33M。综上因素，考虑实际已建支、斗、农排实际挖深实际情况，控制农排深度210M，控制斗排深度25M，控制支排深度29M，控制干排深度33M，能够满足现状和排渍要求。HKHH0末级固定排水渠示意图农排斗排支排干排控制挖深21M控制挖深25M控制挖深29M控制挖深33M各级排水沟控制挖深示意图5、纵断面设计盐碱地治理的排渍水位，应满足田间较低地带的排渍要求，应使田间地下水位于临界深度。其推算方法可根据田间排渍要求，自上级排水沟逐级推算至容泄区，然后再根据容泄区的水位自下而上的逐级调整修改各级排水沟水位，以达到经济合理要求。其计算公式H排A0HKLIH式中H排为某级排水沟要求的排渍水位（M）A0为田间“参考”点，地面高程（M）HK为田间略大于临界深度的数值HK180220LI为某级排沟长度和纵向坡度H排沟上建筑物水头损失。项目区建筑物主要是桥涵，可不考虑水头损失，其过水断面与排水沟断面相适应，避免拥水和阻水（详见下表）。H排沟上建筑物水头损失。项目区建筑物主要是桥涵，可不考虑水头损失，其过水断面与排水沟断面相适应，避免拥水和阻水（详见下表）。两级排渠水面衔