土地开发整理规划设计第篇共篇灌溉与排水工程设计

1、 灌溉与排水工程设计2022/7/141第一节 土地开发整理灌溉与排水工程设计的主要内容 一、蓄水、提水工程二、灌溉输配水系统三、排水系统四、田间工程五、灌排建筑物六、喷灌系统2022/7/142第二节 蓄水、提水工程一、蓄水工程 1、蓄水工程的定义 土地开发整理项目工程设计涉及的蓄水工程主要是指项目区内或项目区附近有河流通过，利用蓄水设施调蓄河川径流，通过修建塘堰等蓄水工程，对径流进行调节，以解决供需水不相适应的矛盾。 2、土地开发整理蓄水工程的主要形式 （1）坝：钢筋混凝土溢流坝、石笼潜水 坝、橡胶坝。（2）方塘：坡塘、平塘。2022/7/143一、坝定义坝属于地表水拦蓄工程，对于地表水丰

2、富的地区适宜修建。二、坝设计（1）坝位置的选择（2）坝防洪标准及泄流量的确定（3）坝结构设计：混凝土、浆砌石三、坝灌溉系统设计（1）确定灌溉范围（2）灌溉方法的选定（3）灌溉类型的选定（4）首部枢纽布置橡胶坝1、充水式2、充气式2022/7/144钢筋混凝土溢流坝剖面修建拦蓄建筑物一般规模比较大，修建前最应与当地水利设计部门进行方案比较、论证。因为水力边界条件及防洪标准水利部门比较清楚。2022/7/145二、方塘工程设计一、方塘定义方塘属于地表水汇集工程，对于地表水丰富的地区及项目区低洼适宜修建。二、方塘设计（1）方塘位置的选择（2）方塘容积确定（3）结构设计三、方塘灌溉系统设计（1）确定灌

3、溉范围（2）灌溉方法的选定（3）灌溉类型的选定（4）首部枢纽布置（5）田间管网布置2022/7/146方塘结构图2022/7/147方塘提水点剖面图塘堰是小型蓄水工程，主要拦蓄当地地面径流。一般有山塘和平塘两种。在坡地上或山冲间筑坝蓄水所形成的塘称山塘。在平缓地带挖坑筑堤蓄水所形成的塘称平塘。2022/7/148 （一）大口井 1、大口井定义及适用条件 2、大口井类型 3、大口井构造 三、提水工程2022/7/1493.1 大口井下部结构 3.1.1 钢筋混凝土结构大口井构造 井筒、进水部分、滤料、刃脚 和底盘。 3.1.2 砖石结构大口井构造 井筒壁、井壁进水结构、滤料等。 3.2 大口井上

4、部结构 井台、井沿、栏杆等。 2022/7/1410 钢筋混凝土结构井筒厚度：井径小于4米时，井筒壁上部250mm，下部为350400mm;井径大于4米时，井筒壁上部250300mm，下部为400500mm。 刃脚结构2022/7/1411施工方法施工机械适宜地层大开槽法人工开挖起吊、牵引、运输机械、排水设备、混凝土搅拌、振捣机具第四系松散层：含水层较薄、埋藏浅爆破施工爆破器材、运输机械、排水设备、护砌工具基岩风化层沉井法排水施工取土、运输机械、排水设备、加压防斜设备第四系松散层：涌水量不大、流砂层较薄不排水施工水冲排砂施工机械、冲抓锥、加压防斜设备第四系松散层：涌水量较大、有厚流砂层钢筋混凝

5、土结构大口井剖面图2022/7/14122022/7/14132022/7/1414采用沉井法施工，井筒壁厚可按经验数值选用。砖石加钢筋砌筑的井筒，井径小于5m时，井筒壁厚上部为240370mm，下部为470500mm。井筒材料强度等级应采用：砖大于M7.5 。2022/7/14152022/7/14162022/7/1417砌石结构大口井基本结构：1、井壁、井底同时进水；2、上部浆砌石封井；3、井壁进水部分及井底按照级配做滤料；4、进水结构为干砌石预留缝；5、每4米做一道混凝土圈梁。2022/7/1418（二）管井 1、管井类型 2、管井构造3、管井设计 4、管井成井工艺2022/7/141

6、92022/7/14202022/7/14212022/7/1422 管井及井房剖面图管井一般结构：包括井口、井壁管（亦称实管）、滤水管（亦称花管）和沉淀管等几部分。管井种类 （1）潜水井 （2）承压水井 （3）完整井 （4）不完整井管井设计出水量与降深，应采用抽水实验资料确定。资料不足时，可采用探采结合井的实测资料或根据附近同类条件的机井资料确定 。2022/7/14232022/7/1424各种过滤器的适用条件及适用管材表过滤器结构类型适用的含水层岩性适用管材填砾过滤器穿孔过滤器缠丝过滤器无砂混凝土过滤器竹笼过滤器各种岩性钢管、铸铁管、钢筋混凝土管、塑料管、混凝土管、无砂混凝土管非填砾过滤

7、器穿孔过滤器砾石、卵石钢管、铸铁管、钢筋混凝土管、塑料管缠丝过滤器粗砂、砾石、卵石井壁管和滤水管根据井深、水质、技术和经济条件等，选用钢管、铸铁管、钢筋混凝土管、塑料管、混凝土管、无砂混凝土管等管材。各种管材的适宜深度按下表规定取值。管材类型钢管铸铁管钢筋混凝土管塑料管混凝土管无砂混凝土管适宜深度（m）400200400150200150100100各种管材适宜深度表2022/7/14253*3m砖混井房施工图2022/7/1426图12022/7/1427图22022/7/1428图32022/7/1429图42022/7/14305*4m轻钢彩板井房施工图2022/7/1431图12022

8、/7/1432图22022/7/1433图32022/7/1434图42022/7/1435（三）井群规划与布置1、井位的选定2、井网的布置2022/7/14362、井网的布置2022/7/14371、设计标准2、工程布局 3、流量确定4、设计扬程5、水泵类型及选型 6、泵房 7、进、出水建筑物设计 （四）泵站 泵站按照用途分：灌溉泵站 排水泵站2022/7/1438（一）设计标准泵站等别泵站规模分等指标装机流量(m3/s)装机容量(万kw)大（1）型2003大（2）型2005031中型501010.1小（1）型1020.10.01小（2）型20.01排灌泵站分等指标泵站等别永久性建筑物级别临

9、时性建筑物级别主要建筑物次要建筑物13423434545555-泵站建筑物级别划分2022/7/1439泵站建筑物的防洪标准（二）泵站工程规划布局1、灌溉泵站规划布局2、排水泵站规划布局2022/7/1440一区一级供水二区一级供水一区三级供水分区分级供水提水灌区分区分级的种类2022/7/1441一级排水方式二级排水方式一级、二级排水结合方式排水分区分级的种类2022/7/1442（三） 泵站设计流量 1、灌溉泵站设计流量（1）按照灌水定额计算（2）按照灌水率计算2022/7/14432、排水泵站设计流量排水泵站设计流量：Q=qA(1)排涝模数(平均排除法)1）平原区旱地设计排涝模数:2）平

10、原区水田设计排涝模数:2022/7/1444（四）泵站设计扬程 泵站总扬程为出水池和进水池的设计水位之差，进、出水池的水力损失，进、出水流道或进、出水管道损失（包括局部损失和沿程损失）之和。2022/7/1445（五） 水泵类型及选型1.常用泵型 离心泵、混流泵、轴流泵2.水泵结构形式3.水泵选型的方法和步骤卧式、立式、斜式2022/7/1446（六） 泵房1、设备布置：单排与双排布置2、泵房尺寸的确定（1）泵房宽度的确定（2）泵房长度的确定（3）泵房高度的确定2022/7/1447常规分基型泵房水泵安装图泵房高度为设备高度与设备起吊高度之和。2022/7/14483、常用泵房形式（1）砖混结

11、构（2）轻钢彩板结构4、泵房结构（1）泵房基础（2）泵房墙面（3）泵房屋面2022/7/14492022/7/14502022/7/14512022/7/14522022/7/1453结构设计依据1、【水工混凝土结构设计规范】SL-191-962、 【混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图】 03G1013、【砌体结构设计规范】 GB50003-20012022/7/14541、进水池1）进水池形状和尺寸的确定。2）进水池喇叭口直径的确定。3）进水池宽度B的确定。4）悬空高度P的确定。5）淹没深度的确定。6）进水池长度。2、出水池1）出水池类型。2）出水池各部尺寸的确定。3）出水池

12、底板高程。4）出水池池顶高程。（七） 进、出水建筑物 2022/7/1455第三节 灌溉输配水系统 1、总体布置 2、各级渠道设计流量 3、灌溉渠道的横断面设计4、灌溉渠道纵断面设计5、渠道的放线和施工 6、渠道防渗衬砌 7、灌溉管道系统 2022/7/1456（一） 渠系灌排总体布置示意图2022/7/1457一、干渠的布置原则:(1)干渠渠线应选在整个灌区的较高位置,在保证足够的设计纵坡下,尽量于等高线平行,以控制最大的自流灌溉面积。（2)干渠渠线应选在地质条件较好，土壤渗透性较小的地段，以增加渠道岸坡的稳定和减少水量渗漏损失。（3）干渠的位置应尽可能做到多方利用水源。（4）为保证干渠和沿

13、线建筑物的安全，在干渠末端及沿线应选择合适位置设退水闸。二、支渠、斗渠的布置原则:(1)支渠和斗渠的布置应考虑到机械化的发展。因此渠线宜尽量整齐平直，使田块形状有规则，以利机耕。(2)斗渠的间距决定了农渠的长度，在平原地区要能满足机耕方面的要求，其间距最好使田块长度不少于400米，农渠不小于100米。三、排水系统的布置原则:(1)排水沟宜布置在低洼地带,并尽量利用天然河沟。（2)13级排水沟线路宜避免高填、深挖和通过淤泥、流沙及其它地质条件不良地段。（3）排水线路宜短而直。（4）13级排水沟之间及其与承泄河道之间的交角宜为3060度。（5）排水沟出口宜采用自排方式。2022/7/1458灌溉标

14、准 设计灌溉工程时应首先确定灌溉设计保证率。灌溉设计保证率可根据水文气象、水土资源、作物组成、灌区规模、灌水方法及经济效益等因素，按照下表确定。灌水方法地区作物种类灌溉设计保证率，%地面灌溉干旱地区或水资源紧缺地区以旱作为主5075以水稻为主7080半干旱、半湿润地区或水资源不稳定地区以旱作为主7080以水稻为主7585湿润地区或水资源丰富地区以旱作为主7585以水稻为主8595喷 灌各类地区各类作物8595灌溉设计保证率2022/7/1459（二）各级渠道设计流量选择轮灌制度，一般干渠、支渠续灌，斗渠、农渠轮灌。1.轮灌渠道设计流量的推算（1）自上而下分配末级续灌渠道的田间净流量1)计算支渠

15、的设计田间净流量2)由支渠分配到每条农渠的设计流量（2）自下而上推算各级渠道的设计流量1)计算农渠的净流量2)计算各级渠道的设计流量（毛流量）2.渠道最小流量和加大流量的计算2022/7/1460作物灌水定额灌溉定额(m3/hm2)干旱年份中等年份湿润年份小麦600-900300-45001800-33001350-2250棉花450-6001200-2250750-1500450-1200玉米450-7502250-30001500-2250600-1500北方主要旱作物的灌水定额和灌溉定额 2、灌溉制度主要包括：灌水次数、灌水时间、灌水定额、灌溉定额大面积水稻灌区（万亩以上）的设计净灌水率

16、：大面积旱田灌区（万亩以上）的设计净灌水率：水田、旱田均有的情况加权平均。灌溉面积较小的斗、农渠（几十几千亩）q净可适当加大。3、灌水模数2022/7/14612、渠底比降山区：一般为1/20001/5000，流量不满1.0立米/秒时，比降可陡些。平原区：一般为1/50001/10000，支、斗渠可在1/10001/3000。3、宽深比的选择4、渠道不冲不淤流速渠道的设计流速V设应符合以下条件。即：V不淤V设计V不冲1、渠道横断面尺寸计算按明渠均匀流量公式计算：5、安全超高6、堤顶宽度加大水深（三）灌溉渠道的断面设计2022/7/1462灌溉渠道常用形式2022/7/14631、灌溉渠道的水位

17、推算2、渠道纵断面图包括：沿渠地面高程线渠道设计水位线渠道最低水位线渠底高程线堤顶高程线分水口位置渠道建筑物位置及其水头损失等。 （四）灌溉渠道纵断面设计2022/7/1464渠道纵段图2022/7/1465 （五）渠道工程施工 1、渠道的放线2、渠道的施工3、渠道工程量计算2022/7/1466红线部分表示机械挖土，黑色填充部分表示人工修坡。因此渠道开挖计算工程量时要分两部分，分别计算。计算渠道挖方时，应采用将设计断面与实测断面相结合的办法来计算工程量。2022/7/1467一、渠道衬砌的类型二、砌石与混凝土防渗工程施工（一）砌石防渗工程施工（二）混凝土防渗工程施工三、衬砌渠道有关规定（六）

18、渠道衬砌 2022/7/1468渠道防渗衬砌设计应符合国家现行标准：渠道防渗工程技术规范 SL/T 18的规定 常用渠道防渗形式：1、块石护砌2、混凝土板3、土工膜4、膜袋混凝土防渗渠道的断面形式（a）梯形断面（b）弧形底梯形断面 (c) 弧形坡脚梯形断面 (d) 复合形断面 (e) U形断面(f) 矩形断面(g) 城门洞形暗渠(h)(i) 正反拱形暗渠(j) 圆形暗渠2022/7/1469 土地开发整理项目常用护砌形式2022/7/1470（七）灌溉管道系统 （一）基本情况（二）井灌区管灌系统的设计参数（三）灌溉制度及工作制度（四）设计流量及管径确定（五）管网系统布置（六）设计扬程计算（七）

19、首部设计（八）低压管道工程量计算2022/7/1471管网布置 灌溉方式采用半固定式管道灌溉，即埋设干管、支管，支管安装立管，立管安装给水拴，由给水拴临时接引小白龙软管，引水到田间。管网布置为“丰”字形，由主干管向两侧分水。给水栓横向间距100米，纵向间距100米间。在水泵的出水口与干管用80钢管连接，并设置电控调压表，以控制管网压力值，干管与支管连接处设阀门井，在每条干管尾部设泄水井。2022/7/1472管道田间给水系统布置形式2022/7/1473管网水力计算 管网水力计算以项目区田块和田块为例 。（1）灌水定额与灌水周期（2）干管设计流量（3）给水拴的数量确定（4）管径计算（5）管道水

20、头损失计算（6）水泵扬程计算与水泵选择 2022/7/1474泵型型号流量(m3/h)扬程(m)配套电机功率（kw）数量（台）备注深井泵175QJ32-48/432487.552管井卧式离心泵50-200(1)A30.5407.517大口井卧式离心泵80-160(l)10032151爬坡式提水站水泵规格性能表水泵设计扬程计算过程一览表 单位：m 参数 田块管网入口设计压力机井动水位水泵进出水管总水头损失水泵设计扬程A地块25.7615343.76B 地块19.915337.92022/7/1475管道系统典型布置图2022/7/14762022/7/1477低压管灌规划成果表（1）管道挖方计算

21、底宽B1=D+2b其中：B1-渠道底宽，米； D-管径，米； b-工作面宽度，米；顶宽B2=B1+2mh m-边坡系数； h-挖深，米。一个断面挖方量：（2）管道长度及管件计算结合平面布置图、系统图、纵断图计算管道长度及管件。管道分：干管、支管、立管管件主要包括：三通、四通、弯头、各种控制阀、给水栓、堵头等。2022/7/1478阀门井结构图2022/7/1479第四节 排水系统1、排水方式 2、排水规划布置原则 3、排水系统的组成 4、排水标准5、排水设计流量 6、排水沟横断面设计 7、排水沟纵断面设计2022/7/1480三、设计排涝流量采用平原排除法平原区计算公式计算确定： 二排水标准：

22、1、排涝标准2、防渍标准3、防盐排水标准一、排水方式 1、自排 2、机排 四、排水沟断面设计排水沟断面设计主要任务是确定排水沟纵横断面尺寸和水位衔接条件，校核排水沟排涝能力和不冲不淤条件。根据排水沟设计流量并参考当地经验拟定断面尺寸 。2022/7/1481 排水沟横剖面图排水系统的设置应与灌溉渠道系统相对应。排水沟宜布置在低洼地带，并尽量利用天然河沟。排水沟一般布置在田间路、生产路一侧或两侧。2022/7/14822022/7/14832022/7/14842022/7/1485第五节 田间工程 （1）旱田典型设计：田间灌溉灌水沟系统、排水系统、道路、设计高程、林带、配电及建筑物 （2）水田

23、典型设计：田面灌溉格田系统、排水系统、道路、设计高程、林带、配电及建筑物混凝土护砌水田输水沟2022/7/14862022/7/1487水田格田典型田块示意图2022/7/14882022/7/1489水田格田典型田块2022/7/1490旱田管道灌溉典型地块示意图PVC干管、支管埋于地下，田面给水栓结合软管灌溉。2022/7/1491旱田沟灌典型田块2022/7/1492旱田管道灌溉典型地块示意图2022/7/14932022/7/1494棚菜区典型设计2022/7/1495梯田典型田块2022/7/1496第六节 灌排建筑物 1、水 闸 2、渡 槽 3、涵 洞4、跌水与陡坡5、斜管倒虹 根

24、据项目区的实际情况设计修建灌排建筑物2022/7/1497（一）常用水闸1、节制闸:与分水闸一起考虑修建。 2、分水闸:分水渠道进口处。 3、泄水闸:在重要建筑物上游。 4、退水闸:在干、支渠末端。 一、水 闸2022/7/1498常用水闸示意图进水闸与节制闸分水闸泄水闸退水闸2022/7/1499闸剖面图闸是农田水利工程中最常用的建筑物，在整个灌溉排水体系中承担了重要作用。在进行闸设计时，一定要按照流量、水位来推求各部位尺寸。确保灌排畅通。2022/7/14100平原区水闸枢纽工程分等指标工程等级规模大(1)型大(2)型中型小(1)型小(2)型最大过闸流量(m3/s)500050001000

25、10001001002020防护对象的重要性特别重要重要中等一般-2022/7/14101水闸枢纽建筑物级别划分工程等级临时性建筑物级别主要建筑物次要建筑物13423434545555-平原区水闸洪水标准水闸级级12345洪水重现期设计1005050303020201010校核300200200100100505030300202022/7/14102（二）水闸结构1、前铺盖2、闸室部分（闸底板、闸墩、检修桥、工作桥及上部结构等）3、消力池4、海 漫5、上、下游连接段6、闸门及启闭设备2022/7/14103水闸剖面图止水大样图 消力池海 漫 闸底板前铺盖闸 墩2022/7/14104闸孔总净

26、宽： 2、稳定计算（1）渗透计算：采用直线法或阻力系数法。计算渗透压力和扬压力。（2）稳定计算：滑动、抗倾覆、地基承载力验算。1、水利计算:（三）水闸计算:2022/7/141052022/7/141062022/7/141072022/7/141082022/7/14109二、渡 槽1、渡槽槽身横断面 2、渡槽槽墩和槽架 3、渡槽基础 4、进出口建筑物5、渡槽的水力计算 2022/7/14110渡槽设计1、槽身比降的确定一般槽内流速都大于渠道流速，设计流速可控制在12m/s。常用槽身比降为1/5001/1500。2、槽身断面的确定槽身高度=槽内设计水深h+超高一般取0.150.2m。当槽身长

27、度L小于20倍渠道水深H时，槽身宽度按堰流计算：当槽身长度L大于20倍渠道水深H时，槽身宽度按明渠均匀流计算：2022/7/14111上游渠道进口槽身出口 下游渠道渡槽按照槽身断面结构形式来分可分为：1、矩形断面渡槽2、U形断面渡槽土地开发整理项目涉及到的渡槽多为小型渡槽，通常设计成梁式。结构简单，施工方便。进出口常做成八字墙与渠系连接。2022/7/14112 渡槽剖面图 渡槽槽身横断面图 渡槽槽身配筋图渡槽工程量计算主要包括:C20混凝土槽身、基础；C15混凝土垫层；浆砌石槽墩；钢筋、沥青木板；止水。2022/7/141132022/7/141142022/7/141151、无压涵洞的水力

28、设计 在灌溉渠道中，涵洞设计流量即为灌溉渠道的加大流量。在排水沟道中，涵洞设计流量即为排水沟的设计流量。 2、有压涵洞的水力设计有压涵洞有自由出流和淹没出流两种情况。（1）自由出流（2）淹没出流2022/7/141162022/7/14117名称通过沟渠所属道路规格型号涵洞-1支沟1生产路1HG-S-600涵洞-2支沟1生产路2HG-S-600涵洞-3支沟1生产路3HG-S-600涵洞-4支沟1生产路4HG-S-600涵洞-5支沟2生产路5HG-S-600涵洞-6支沟2生产路6HG-S-600涵洞-7支沟2生产路7HG-S-600涵洞-8支沟2生产路8HG-S-600涵洞-9支沟3生产路9HG

29、-S-600涵洞-10支沟3生产路10HG-S-600涵洞-11支沟3生产路11HG-S-600涵洞-11-1支沟3生产路12HG-S-600涵洞-12支沟3生产路13HG-S-600涵洞-13支沟3生产路14HG-S-600涵洞-14支沟3生产路15HG-S-800涵洞-15支沟3原生产路HG-S-800涵洞-16支沟3生产路16HG-S-800涵洞统计表内容包括涵洞标号（与规划设计图一致）、所属沟渠、所属道路、规格型号2022/7/141182022/7/14119穿堤涵施工图2022/7/141202022/7/14121涵洞剖面配筋图2022/7/141222022/7/14123涵洞

30、剖面配筋图2022/7/141242022/7/14125 截水环剖面配筋图2022/7/14126四、跌水与陡坡 设计渠道时为了满足不冲不淤的要求，需要维持一定的渠底纵坡，如果地形较陡就会出现大挖方和大填方，这时可以通过把渠道分成几段，把水面落差集中起来，用跌水或陡坡连接上下两条渠道。水流 成自由抛射形式和下游连接的叫跌水；水流沿斜坡面流动和下游连接的叫陡坡。2022/7/141271、进口：通过渐变段加以连接。2、跌水口及侧墙：跌水口的形式有矩形和梯形两种。侧墙是挡土墙，有直立式和斜坡式，钢筋混凝土或浆砌石结构。3、消力池：同水闸。 4、水力 计算：验算过流能力。 跌水与陡坡的布置和构造2

31、022/7/14128渠道(排水沟)经过陡峻的地段时，可设置跌水或陡坡。跌水或陡坡的型式应根据跌差和地形、地质等条件确定。跌差小于或等于5 cm时，采用单级跌水或单级陡坡。不经济时，可采用多级跌水或陡坡。一般由进口、跌水墙、侧墙、消力池和出口等部分组成。跌水平面、剖面图2022/7/14129陡坡剖面图陡槽由浆砌石或混凝土做成，纵坡一般为1:31:5，过水断面可以是矩形或梯形，前者边墙做成挡土墙式，后者做成护坡式，护坡厚度0.150.4米，陡槽护底厚度0.30.5米。出口段陡槽消力池进口段2022/7/14130进口、中间、出口剖面图2022/7/14131 五、倒虹吸（一） 倒虹吸管的型式布

32、置形式有竖井式、斜坡式。 (二)倒虹吸管的布置倒虹吸管一般由进口、管身和出口组成。(三)倒虹吸管的进出口。(四)管身型式有矩形和圆形两种。管身材料主要有混凝土管、钢筋混凝土管、铸铁管和钢管。2022/7/14132水头小于5米，管径小于0.3米时，可采用混凝土管，管壁厚度57厘米。水头为58米，管径小于0.30.5米时，可采用150号混凝土管，每米长度内可配置56圈直径为6毫米的钢筋，沿管长配置911根直径为6毫米的纵向钢筋。1、斜管式倒虹2022/7/141332、竖井式倒虹2022/7/14134六、初步设计与施工图设计1、初步设计初步设计的目的是为了确定项目设计原则和技术条件，提出在经济、技术上合理的设计方案，主要体现的是单体工程的几何尺寸，满足投资概算的指标要求。初步设计应当通过多个方案的设计比较、优选来实现。严格按照施工规划和施工组织设计，按照合理