某某某市下更渠灌区建设项目可行性研究报告

某某某市下更渠灌区可行性研究报告某某某省水利电力勘测设计院二0一一年十一月1·1灌区基本情况下更渠灌区位于##市西南部的界田乡，灌区分布在乐安河一级支流长乐水中下游左岸，呈“M”字带状分布，长约11Km,最宽处约750m。该灌区设计灌溉面积370hm²,灌区土地肥沃，水源丰富，适宜农作物生长，是##市的主要产粮区之一。目前灌区内主要以种植水稻为主，经济作物种植面积较小，主要品种有：蔬菜、花生、西瓜、大豆、油菜下更渠灌区隶属于##市界田乡管辖。灌区所在的界田乡全乡总面积73Km²,有9个村委会、32个村小组、33个自然村。2010年全乡总人口10086人，2512户，其中农业人口9681人，2167户；全乡现有耕地720hm²,其中水田662hm²;乡财政收入60万元，农民年人均纯收入1720元；粮食总产量5350吨，果园面积33.3hm²。灌区内的农田为界田乡8个村委会全部或部分农民使用。下更渠灌区于60年代中期由全市各乡镇投劳投工兴建，干渠长11Km,底宽1.0m~3.2m,底坡1/5000～1/3000,大部分为傍山梯形土渠且未衬护。为满足田间灌、排要求，沿途兴建了闸、渡槽、跌水等建筑物共三十一座。由于年久失修，干渠存在问题较多，目前下更渠灌区灌溉面积只有90hm²,只占设计灌溉面积的24%,灌区内大部分农田靠电灌解决农田用水问题。下更渠灌区位于长乐水流域。长乐水位于赣东北中部，是乐安河上游的主要支流之一。长乐水由发源于黄石岭的瑞港水和发源于大华山的绕二水汇合而成，干流全长70Km,全流域面积为522Km²,流域呈羽形，由东向西依次流经箸坑、潜泽、界田、筠湖、南港、三湖，于洛口村注入乐安河。灌区取水口坝址地理坐标为东经117°40′,北纬28°56′,控制流域面积378Km²。坝址以上中型蓄水工程主要有双河口和双溪两座水库，本灌区属亚热季风气候区，气候特点为：春夏雨多，盛夏炎热，秋季干早，冬季寒冷，四季分明，阳光充足，无霜期长，适宜种植各种作物。灌区多年平均气温18.41℃,其中以七月份平均气温29℃为全年最高，以一月份平均气温2.1℃为全年最低；实测极端最高气温为40℃(1991年7月27日),实测极端最低气温-9.4℃(1991年12月29日);多年平均相对湿度为80.8%;多年平均日照小时数为1607h;多年平均无霜期265d;灌区内多年平均蒸发量为1254.9mm(200mm蒸发皿);灌区内多年平均风速为1.32m/s;多年平均降雨量为1914.1mm,降雨年内分配不均，4—6月降雨量占全年的47.9%,降雨年际变化也很大，实测最大年降雨量2908.2mm是最小年降雨量1124.8mm的2.59倍；暴雨常发生在4～7月份，尤其是6月份发生暴雨机率最大，为10.5m²/s,设计典型年为1964年。本区域内的洪水均由暴雨产生，暴雨主要成因是受季风影响。长乐水流域属中高山区，山溪纵坡陡峻，洪水具有历时短、汇流快、洪峰尖高的特点，从暴雨到洪水发生只有几个小时，一次洪水的过程多为1～3天，洪水发生时间与暴雨过程密切相关。下更渠灌区现有的防洪标准已接近十年一遇，从长乐水多年的行洪过程来看，长乐水洪水历时短，一次洪水的过程多为1～3天，可造成漫入灌区的流量过程一般仅为几个小时。由此可见，下更渠灌区受外河洪水危害不大。灌区的内涝按24小时暴雨在24h内排至作物耐淹深度的原则治理。经计算灌区十年一遇设计24h暴雨值为201.8mm,相应平排流量为2.34m³/s。1·3工程地质分布的土壤主要为粘性土和砂土。其中粘性土主要为粉质粘土、粉质壤土，厚1～砂，含少量泥质，结构稍密，透水性较强，主要分沙坂至箬坑，南岸至筠湖灌区。灌区地下水类型主要为第四系孔隙潜水，地下水埋深1、渠道渗漏严重。石方渠道由于岩石裂隙发育，连通性较好；浆砌石衬砌或浆砌石边墙的渠道砼老化现象严重，内壁水泥砂分布有砂砾(碎)石层，其透水性强；干渠上的取水口没有设置闸门，灌溉用水量无法2、边坡稳定性差。渠道开挖边坡较陡，局部甚至为直立或倒坡。岩质边坡裂隙发4、渠道在6+400桩号已出现断流，使得下游280hm²农田无水灌溉。5、渠道进水口没有安设闸门，整个灌区均没有设置量水设6、支渠或干斗渠以下渠道灌排不分，既用于灌水，又作为排水，多数农田直接从14.95m²/s,保证率为80%时的年平均流量为10.5m³/s,其最大月灌溉用水量为0.64m相应月平均来水量为3.91m²/s,灌溉用水量仅为径流量的16.4%,其它月份的灌溉用水量2、农民积极性高。设计中我们曾多次进行了现场踏勘并与农民代表座谈，农1·5灌区水利计算根据##市有关部门进行的现场调查和灌区内农民反馈的意见，项目区内主要作物品种为水稻、大豆、花生、绿肥、油菜及蔬菜等，根据灌区设计水平年的作物组成计算得灌区复种指数为2.56。本灌区农作物以水稻为主，水稻是灌区的用水大户，水稻灌溉制度选用间歇灌溉制度。旱作物的灌溉制度以典型调查资料为主，并结合其它部分省份的旱作物灌溉试验资料同时参照水利电力出版社《灌溉管理手册》有关资料以及项目区内农民参与活动中的调查情况综合确定。根据下更渠灌区的灌溉定额分析成果，按满足灌区最大用水量的要求的原则推求灌溉设计流量。根据设计代表年逐月用水量情况，确定按用水量最大的9月份计算灌区设计净流量。考虑到灌区用水量在月内分配也是不均匀的，参考部分邻近工程的经验及农民参与活动中的调查情况，确定本灌区的用水量不均匀系数为1.2。由此计算得下更渠灌区总设计净流量为0.44m²/s,单位公顷设计净流量为0.0012m³/s。1·6水利工程设计下更渠灌区灌溉面积370hm²(即5550亩),灌溉干渠渠道及渠系建筑物的设计流量为0.64m³/s,根据《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—99中的规定，该工程主要建筑物级别为5级。灌区主要建筑物设计标准为十年一遇的洪水标准。根据灌区地形、地质条件及耕地分布情况，下更渠灌区由一条总干渠、6条支渠(其中农场支渠未纳入本项目区设计)和10条干斗渠组成。干渠总长11.1Km,支渠总长下更渠灌区为自流灌区，渠系主要是为灌区补充水量，根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288—99)有关规定，干渠渠道水利用系数取0.86,支渠或支斗渠渠道水利用系数取0.90,斗渠渠道水利用系数取0.95,水稻田间水利用系数取0.95,渠系水利用系数为0.735,灌区灌溉水利用系数为0.7。渠道加大流量取设计流量的1.3倍，最小流量为设计流量的60%。下更渠干渠9+270桩号以前是已建渠道，断面底宽1.2m～3.2m不等，边坡系数在0~1.0之间。经地质勘察，干渠需要进行防渗处理的渠段有0+000～1+260、1+500～4+276、4+396～4+753、6+570～7+500四段，共计长5323m。经对现有渠道过流能力复核，现有渠道断面完全满足设计要求，为了减少渠道回填工程量，设计中在现有渠道的基础上采用6Cm厚的水泥土对渠道进行防渗衬护处理。9+270～11+100桩号间1.83Km长的渠道为新开挖的土质渠道，其中9+270～10+625桩号为开挖渠，渠底宽0.8m～1.0m,边坡系数为0.75,渠道土质为粘土，防渗性能较好，为了便于日常管理和维护，并尽量节省投资，采用水泥土衬护方式；10+625～11+100桩号为半挖半填渠道或填方渠道，为了尽量减少占地面积，采用砼予制薄壳BU型槽。堤顶超高按F,=h/4+0.2公式进行复核计算，式中F,为堤岸超高(m),h为渠道加大水深(m)。渠道的衬砌超高为0.6m～0.3m,堤岸宽度因无交通要求取0.5m～1.0m。根据灌区耕地分布，下更渠灌区共布置了龙船洲、南岸西、饶家、农场、下坡山和筠湖6条支渠，本次设计的项目区内有5条支渠(农场支渠未纳入本项目区设计),支渠长5477m,五条支渠共设斗渠29条，总长14852m。龙船洲支渠：龙船洲支渠取水口位于干渠3+098桩号位置，设计灌溉面积76.33hm²,设计流量0.113m²/s,取水口底板高程45.08m。支渠从分水口取水后经过40m分成两支，一支沿机耕道左岸走(中支渠),另一支沿长乐水左岸堤防边走(河边支渠，为龙船洲主支渠)。中支渠设计灌溉面积34.23hm²,设计流量0.051m²/s,加大流量0.066m³/s,支渠长1000m,断面为矩形，底宽0.4m,高0.5m,底坡1/1000,经复核，渠道设计走水深0.30m,相应流速0.43m/s,加大走水深0.37m,相应流速0.45m/s,满足田块的灌溉取水要求，予以保留；河边支渠设计灌溉面积42.1hm²,设计流量0.062m³/s,加大流底坡1/500～1/1000,边坡系数0.5,设计走水深0.21m～0.29m,相应流速为0.47m/s～0.71m/s,加大走水深0.3m～0.34m,相应流速0.50m/s～0.75m/s,渠道水深满足田块的灌溉取水要求，予以保留，但要采用水泥土防渗处理。龙船洲支渠共设斗渠8条，斗渠采用砼予制薄壳BU南岸西、饶家、下坡山、筠湖四条支渠取水口分别位于干渠的5+460、8+957、10+500和11+100桩号处，设计灌溉面积分别为3底宽0.3m～0.5m,高0.5m～1.0型槽，设计底坡采用1/1000;饶家和下坡山两支渠采用砼予制薄壳BUg型槽，设计底坡采用1/2010。南岸边西支渠设斗渠2条，长1810m;饶家支渠设斗渠6条，长4165m,其根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288—99)之规定，田间排水的设置与灌溉渠道的设置要相对应，田间排水先由农沟排入斗沟，再由斗沟排入支沟或直接排入泄洪渠和河道。从勘探过程中发现该灌区地下水根据田块的高差综合拟定，排水渠断面则根据排水流量和拟定的底坡经分析比较确定。经比较，排水渠采用砼予制薄壳BU型槽和BU型槽两种，底坡1/500～1/1000。年平均气温18.41℃;多年平均相对湿度为80.8%;多年平均蒸发量为1254.9mm(200mm蒸发皿);多年平均日照时数1607h;多年平均无霜期265d;多年平均降雨量1914.1mm,其中4～6月份降雨916.5mm,占全年总降雨量的47.9%;多年平均降雨量大于10mm的天数约40d。为避免雨季施工，减少对正常农业生产的干扰，选择施工期为2010相互干扰小的特点；另外本工程主要是土石方工程、砌石工程和砼予场地分散，可以全面铺开，且施工工艺简单，难度挖工程24860m³,土石方填筑工程23750m,砌石工程4690m³,砼工程1920m³,水泥土衬护2970m³。所需的主要建筑材料有：水泥1740T,钢材15T,砂3730m²,卵石1680m²,块石1·8环境评价与环境保护和调查中得知，灌区内及流域内无水质、空气污染源和大的下更渠灌区内现状植被较好，水土流失并不严重。本工程施工期间，可能产生一些废水、废气、废油及机械噪声，会对灌区周围环境本项目实施后，干、支渠内的渗漏量大幅减少，提高了渠系水利用率，减少了从长乐水引水总量，增加了下游径流量。也可使灌区实际灌溉面积由现状90hm²提高到326.7hm²,极大地改善灌区的社会环境和自然环境，有利于灌区发展绿色、高效农业，的管理与维护，按灌溉范围划分若干个用水小组，每小组选一名根据某某某省《某某某省水利水电工程初步设计概算编制办法》赣计基综字(1992)和某某某省《水利水电工程设计概(估)算费用构成及计算标准》赣水计字(2009)023号文件精神，人工预算单价为20.83元/工日。主要材料价格采用上饶市建设按当地一般市场价格。建筑工程定额采用某某某省《水利水电建筑工程概算定额》(1983),部分采用水利部定额；机械台班费定额采用原能源部、水利部能源水规《水根据国家计委《国家计委关于加强对基本建设大中型项目概算中“价差预备费”管理有关问题的通知》[2009](1340)号文规定，物价指数为零，不计价差预备费，基本预备费费率5%。工程概算静态总投资403.78万元，工程总投资403.78万元。1·11工程经济评价下更渠灌区工程经济评价是按水利部1994年发布的《水利建设项目经济评价规范》(SL72—94)进行的，社会折现率Is=12%,计算期为21年，其中建设期1年，正常运行期20年。国民经济评价时，采用影子价格。经计算，国民经济内部收益率为21.2%,经济净现值为335万元。经济内部收益率大于社会折现率12%,经济净现值大于零，可见该工程在经济上是合理的，也是可行的。2水文气象2·1流域概况下更渠灌区位于长乐水流域。长乐水位于赣东北中部，是乐安河上游的主要支流之一。长乐水由发源于黄石岭的瑞港水和发源于大华山的绕二水汇合而成，干流全长70Km,全流域面积为522Km²,流域呈羽形，由东向西依次流经箬坑、潜泽、界田、筠湖、南港、三湖，于洛口村注入乐安河。界田以上的长乐水流域地形狭窄、森林稠密、植被良好，界田以下流域则地形开阔，为平原地貌，河道坡降较缓。长乐水流域坝址以上的中型蓄水工程主要有双河口水库、双溪水库，此外还有小(一)型的茅山岗水库、盘石山水库，此四水库为上下梯级水库。本灌区以上的长乐水流域主要蓄水工程情况详见表2—1。灌区以上流域主要水利工程情况表表2—1工程名称控制流域面(Km²)总库容兴利库容(×10⁴)工程等别调节能力大坝坝型最大坝高是否进行安全鉴定双河口水电站中型年调节浆砌块石双曲拱坝未进行茅山岗水电站小(一)型浆砌石重力坝未进行双溪水库电站中型年调节面板堆石坝未进行盘石山水库电站小(一)型浆砌块石单曲拱坝未进行下更渠灌区位于长乐水中下下游、##县的西南部，地理坐标为东经117°40′,北纬28°56′,控制流域面积378Km²。该灌区土地肥沃，水源丰富，适宜农作物生长，是##市的主要产粮区之一。目前灌区作物以水稻为主，其次是蔬菜、花生、大豆、油菜、绿肥等作物。下更渠灌区目前主要从下更渠坝上游引水。灌区现有各支渠及灌溉范围基下更渠灌区现状基本情况表表2—2序号支(斗)渠名称耕地面积(hm²)设计灌溉面积实际灌溉面积1干渠提灌箬坑02上坂干斗渠箬坑3若坑上干斗渠箸坑24箬坑下干斗渠箬坑5龙船洲支渠箬坑、店前、南岸6干渠提灌南岸07南岸东干斗渠南岸8南岸中干斗渠南岸9南岸西支渠南岸坝头干斗渠潜泽0桥头潜泽0瓦窑山潜泽0饶家支渠界田、潜泽、筠湖0界田界田0农场支渠筠湖、汪家农场、笪家庄0下坡山支渠界田0王坞头筠湖10筠湖支渠筠湖08#市气象局有1964～2010年共37年观资料。根据##市气象局的实测资料统计分析，灌区多年平均气温18.41℃,其中以七月份平均气温29℃为全年最高，以一月份平均气温2.1℃为全年最低；实测极端最高气温为40℃(1991年7月27日),实测极端最低气温-9.4℃(1991年12月29日);灌区内多年平均相对湿度为80.8%;灌区内多年平均日照小时数为1607h;灌区内多年平均无霜期265d;灌区内多年平均蒸发量为1254.9mm(200mm蒸发皿);灌区内多年平均风速为1.32m/s;灌区内多年平均降雨量为1914.1mm,降雨主要发生在春夏季，其中4—6月降雨量为916.5mm,占全年降雨量的47.9%;7—10月降雨量为492.3mm,仅占全年的25.7%;降雨量的年际变化很大，实测最大年降雨量为2908.2mm,实测最小年降雨量为1124.8mm,最大值是最小值的2.59倍；暴雨常发生在4～7月份，尤其是6月份发生暴雨机率最大；多年平均最大24h暴雨值为137.4mm。2·3径流下更渠灌区上游蓄水工程较多，其中年调节水库有双河口水库、双溪水库，此二水库为上下梯级关系。下更渠坝以上流域的取水工程主要有##市供水工程。##市供水工程取水口位于瑞港水库内。长乐水流域仅有一潜泽水文站。潜泽水文站有1958～1965年共8年的实测径流资料。长乐水邻近的泊水流域有银山水文站。本次设计的径流计算采用按面积比的一次方比拟的方法，采用潜泽水文站为参证站，系列不足部分采用银山站按面积比的一次方插补。由此可计算得下更渠坝址径流系的下更渠坝址径流系列排序排频，并选取典型年作为代表年，可得各频率的设计代表年逐月天然径流过程，其中下更渠灌区80%保证率代表年选为1964年。由于坝址以上蓄水工程较多，故需考虑坝址以上蓄水工程对下更渠坝址处设计径流的影响。茅山岗水库和盘石山水库调节性能差，故本次设计进行的径流计算不考虑此二水库的影响。径流计算时先将下更渠坝址设计代表年径流换算至双河口坝址，采用等流量调节的办法推求双河口水库出库径流；将双河口水库出库径流加双河口坝址至双溪水库坝址区间流量作为双溪水库入库径流，采用等流量调节的方法推求双溪水库出库径流；将双溪水库出库径流加双溪水库至下更渠坝址区间流量并减去其区间引走的##市供水引用流量即为下更渠坝址径流。其中各区间径流均采用下更渠坝址设计代表年径流进行计算。由此可计算得下更渠坝址的设计代表年径流过程，相应的设计代表年径流过程下更渠坝址径流系列表表2—3单位：(m/s)年份平均径流量(m³/s)年份平均径流量(m³/s)年份平均径流量(m/s)年份平均径流量(m³/s)年份平均径流量(m³/s)年份平均径流量(m²/s年份平均径流量(m/s)表2—4月份123456年平均备注流量(m/s)典型年为1964年月份789流量(m³/s)2·4洪水由于该区域地处中低纬度区内，大气环流形成乌拉尔山阻高、远东鄂霍茨克海阻系统长乐水流域支流汇入较多，流域大多位于中高山区，山溪纵坡陡峻，故洪水具有历时短、汇流快、洪峰尖高的特点，从暴雨到洪水发生只有几个小时，一次洪水的过程多为1～3天，洪水发生时间与暴雨过程密切相关，洪水大多发生在产生暴雨天气的5～7月份，尤以6月份最多，部分年份在8～9月份也会产生洪水。下更渠灌区位于下更渠大坝至筠湖长达12公里左右的长乐水左岸。一九九七年至一九九八年某某某省上饶地区水利电力勘测设计院对乐安河流域进行了专门的防洪规划，并于一九九八年七月编制完成了《某某某省上饶地区乐安河流域防洪治涝规划报告》(以下简称《报告》)。该《报告》经有关水利部门审查，精度可靠，成果合理，可资参考。《报告》对下更渠灌区的外河洪水进行了推算，其洪水和水面线成果见表2—5。长乐水水面线计算成果摘录表表2—5断面编号断面位置集雨面积断面间距流量水位流量水位长16下更渠大坝长15长14长13潜泽电站大坝长12长11长10长9长8潜泽坝长7长6长5长4下更渠灌区现无防洪堤防。从现状地面高程和《报告》的水面线成果进行了对比。对比后表明，下更渠灌区现状地面高程与十年一遇水面线大致持平，即外洪为十年一遇时不会造成下更渠灌区大片耕地淹没，即下更渠灌区现有的防洪标准已接近十年一遇。可造成漫入灌区的流量过程一般仅为几个小时，而几个小时的淹没对农作物产量通常影响不大。由此可见，长乐水洪水对下更渠灌区危害是不大的。下更渠灌区的内涝按24小时暴雨在24小时内排至作物耐淹深度的原则治理。下更渠灌区内无降雨测站。距下更渠灌区最近的降雨测站为绕二雨量站，本次设计即采用绕二雨量站作为下更渠灌区暴雨的设计代表站。绕二雨量站有1963年迄今的实测暴雨资料，将其作为一个实测系列进行排频排序并由此确定十年一遇的设计24小时暴雨值为201.8mm,相应灌区内每平方公里十年一遇设计内洪总量为20.18×10'm,平排流量为2.34m²/s。3工程地质3·1绪言为了全面了解##市下更渠灌区工程的工程地质条件，为工程设计提供必要的地质技术参数，本次对下更渠灌区、干渠及其建筑物进行了较全面的工程地质勘测工作，同时对天然建筑材料也进行了调查。本次工程地质勘察外业工作始于2011年6月，同年7月初结束。共完成钻孔18个，进尺54m,1:5000灌区及干渠带状工程地质平面测绘4.4Km²,干渠地质剖面测绘11100m。3·2灌区工程地质条件下更渠灌区包括沙坂、箬坑、南岸、店前、潜泽、界田、王坞头及筠湖等村，灌溉灌区位于长乐河左岸，属冲积堆积及山麓堆积地貌，呈条带状展布，地形平缓，地灌区分布的土壤主要为粘性土和砂土。其中粘性土主要为粉质粘土、粉质壤土，厚1～3m,土体呈可塑状，透水性微弱，主要分布于箬坑上游及南岸至筠湖灌区；砂土主要为细粉砂，含少量泥质，结构稍密，透水性较强，主要分布于箬坑至南岸灌区，并零星分布于沙坂至箬坑，南岸至筠湖灌区。灌区地下水类型主要为第四系孔隙潜水，孔隙潜水主要赋存于砂、砂砾卵石及砂砾(碎)石层中，其透水性较强，水量丰富，主要受大气降水及渠道水补给，排泄于河床，勘探时地下水埋深0.3～3m。现灌区不存在沼泽化问题，同时地下水矿化度低，也不存在盐碱化问题。3·3干渠工程地质条件及评价3·3·1干渠工程地质条件一、地形地貌及物理地质现象干渠通过地段属构造剥蚀丘陵岗埠地貌，从渠般为80～200m,相对高差30～130m,地形零乱，沟谷发育，山头低矮，多呈浑园状小山包，山坡较平缓，山坡角一般15°~30°,山坡稳定，未发现大规模的崩塌、滑坡等不干渠沿线出露的地层岩性主要为前震旦系变质岩，白垩系碎屑岩及第四系松散堆积(一)前震旦系板溪群六段(Ptbn⁶)黄绿，青灰色细粒石英砂岩、粉砂岩、千枚状粉砂质绢云板岩，岩层产状N25°~30°E,SE或NW∠25°~30°,细粒石英砂岩、粉砂岩风化较浅，表部呈弱风化；千枚状粉砂质绢云板岩风化较深，表部一般呈全--强风化。出露于桩号6+500-11+100渠段。(二)白垩系下统石溪组(K₁s)紫红、灰紫色砂岩夹砂砾岩，岩层产状N80°E,SE∠35°~40°,岩石表部呈强风化或弱风化，与下伏地层呈不整合接触，出露于桩号0+000-6+500渠段。(三)第四系松散堆积物(Q₄)(1)残坡积物(Q₄):棕红、黄褐、土黄色粉质粘土、粉质壤土及砾质壤土等，主要分布于干渠沿线平缓山坡及沟谷部位，厚度不一，平缓山坡部位厚0.5～1.5m,沟(2)洪冲积物(Q):土黄、灰褐色粉质壤土、碎石质壤土及砂砾(碎)石等，分布于桩号1+500—3+450、4+396—4+753渠段，厚4～7m不等。三、地质构造本区位于杨子准地台，江南下古台隆，##——古水深大断裂西北侧。区内出露的地层岩性主要为前震旦系变质岩及白垩系紫红色碎多次构造运动，岩层中小型断裂构造发育，岩石破碎，燕山早期，由于##——古干渠通过地段水文地质条件简单，地下水类型主要为第四系孔隙潜水，基岩裂隙水较贫乏。孔隙潜水主要赋存于砂砾(碎)石层中，其含透水性较强，水量丰富，受大气3·3·2干渠工程地质评价干渠于1966年建成，1967年通水运行，全长11100m。干渠桩号0+000—9+270渠段为现有渠道，桩号9+270—11+100渠段因长期断流已被回填，本次将重建。一、现有干渠工程地质评价现有干渠主要为傍山渠，有时穿山过垅，据野外调查统计，边坡稳定及淤积问题。现根据干渠的工程地质条件，(一)渠身渗漏(1)岩质渠道渗漏组成渠身的地层岩性为白垩系砂岩，砂砾岩和前震旦系细粒石英砂岩、粉砂岩，部抹面。渠身岩石一般呈强——弱风化，裂隙发育，连通性较好，岩石透水性较强，渗漏现象。渗漏渠道有桩号0+000—1+260、3+450—4+276及6+570——7+500渠段。(2)土质渠道渗漏组成渠身的地层岩性为第四系洪冲积粉质壤土、碎石质壤土及砂砾(碎)石。其中粉质壤土、碎石质壤土分布于渠身两侧中上部，土体较密实，透水性弱；砂砾(碎)石强，渠身渗漏主要是砂砾(碎)石层的渗漏。渗漏渠道有桩号1+500—3+450和4+396—4+753渠段。(二)边坡稳定除个别渠段如桩号4+146—4+396边坡高8～10m,桩号7+260—7+360边坡高20～30m外，其它渠段开挖边坡均小于5m,渠道开挖边坡较陡，坡角一般为65°~80°,局部边原出现过边坡失稳的渠段有桩号4+146—4+276,7+260—7+360渠段。桩号4+146—4+276渠段：该渠段为岩质边坡，左侧边坡高8～10m,边坡角65~70°,组成边坡的岩性为砂岩、砂砾岩，表部呈全强风化，岩石裂隙发育，岩体破碎，桩号7+260—7+360渠段：该渠段为岩质边坡，左侧山体为当地村民的块石料场，形成爆破边坡高20～30m,边坡近于岩层走向与边坡走向斜交，岩石裂隙发育，岩体综上所述，现有干渠边坡主要为岩质边坡和土现边坡失稳现象，建议应进行削坡处理。各渠段岩土体允许开挖边坡建议值见表3—1。表3—1坡高(m)允许开挖边坡建议值弱风化砂岩、砂砾岩粉质壤土、碎石质壤土、砂砾(碎)石全强风化砂岩、砂砾岩全强风化砂岩、砂砾岩粉质粘土弱风化粉砂岩弱风化粉砂岩弱风化粉砂岩粉质粘土注：桩号4+955—5+195渠段为浆砌石渠。(三)淤积目前，渠道内杂草丛生，淤积较为严重，渠底淤积厚度一般为0.3～0.8m,局部厚(1)渠道开挖边坡陡，边坡稳定性较差，局部渠段已出现边坡失稳，边坡的掉块(2)渠道主要为傍山渠，沿线冲沟发育，雨季，坡面水流及冲沟水将泥砂冲入渠(3)渠道运行至今，由于缺乏统一管理，沿线箸坑及南岸村的村民将生活垃圾和综上所述，现有干渠存在较严重的淤积问题，应进行清淤处理，同时采取有效的防新建干渠主要为傍山渠，沿线地面高程为35.0～41.0m,出露的地层岩性为前震旦根据设计要求，渠底开挖高程为30.46～40.19m,因此新建干渠桩号9+270—10+625渠段为挖方渠，开挖深度1.5～2.0m,挖方为土方，渠身由粉质粘土组成，土体呈硬可塑状，透水性微弱，渠道不存在边坡稳定及渗漏问题；桩号10+625—11+100渠段为填方渠，填方高度为1～1.5m,施工中应控制填方粉质粘土允许开挖边坡为1:0.75。3·4干渠主要建筑物工程地质条件及评价进水闸位于桩号0+000处，该处白垩系砂岩、砂砾岩裸露，表部呈弱风化。干渠沿线共设分水闸15座，闸基的工程地质条件及评价详见表干渠分水闸工程地质条件及评价一览表表3-2分水闸桩号设计闸底高程(m)闸基工程地质条件及评价上畈干斗渠分水闸闸基岩性自上而下为粉质壤土、砂砾(碎)石及强风化砂岩、砂砾岩。粉质壤土厚1.5m,砂砾(碎)石厚3m。根据设计要求，闸基将座落在砂砾(碎)石上，砂砾(碎)石上呈稍密--中密状，其允许承载力为250KPa,可作为分水闸地基。但砂砾(碎)石为强透水层，存在闸基渗漏问题，应进行防渗处理。箬坑上干斗渠分水闸闸基岩性自上而下为粉质壤土及强风化砂岩、砂砾岩。粉质壤土厚6m,根据设计要求，闸基将座落在粉质壤土上，粉质壤土呈硬可塑状，较密实，其允许承载力为150KPa,可作为分水闸地基。同时粉质壤土透水性微弱，闸基不存在渗漏问题。续表3—2分水闸桩号设计闸底高程闸基工程地质条件及评价箸坑下干斗渠分水闸闸基岩性自上而下为碎石质壤土、砂砾(碎)石及强风化砂岩、砂砾岩。碎石质壤土厚2.8m,砂砾(碎)石厚2m。根据设计要求，闸基将座落在砂砾(碎)石上，砂砾(碎)石呈稍密--中密状，其允许承载力为250KPa,可作为分水闸地基。但砂砾(碎)石为强透水层，存在闸基渗漏问题，应进行防渗处理。龙船舟支渠分水闸石，厚度不详。根据设计要求，闸基将座落在碎石质壤土上，碎石质壤土呈硬可塑状，较密实，其允许承载力为150KPa,可作为分水闸地基。同时碎石质壤土透水性微弱，闸基不存在渗漏问题。南岸东干斗渠分水闸闸基岩性自上而下为粉质壤土、砂砾(碎)石。粉质壤土厚1m,砂砾(碎)石厚度3m。根据设计要求，闸基将座落在砂砾(碎)石上，砂砾(碎)石呈稍密—中密状，其允许承载力为250KPa,可作为分水闸地基。但砂砾(碎)石为强透水层，存南岸中干斗渠分水闸闸基岩性自上而下为粉质壤土及强风化砂岩、砂砾岩。粉质壤土厚3.8m,根据设计为150KPa,可作为分水闸地基。同时粉质壤土透水性微弱，闸基不存在渗漏问南岸西支渠分水闸落在粉质壤土上，粉质壤土呈可塑状，较密实，其允许承载力为130KPa,可作为分水闸地基。同时粉质壤土透水性微弱，闸基不存在渗漏问题坝头干斗渠分水闸闸基弱风化粉砂岩裸露。根据设计要求，闸基将座落在弱风化粉砂岩上，其允许承载力能满足闸基要求。但弱风化粉砂岩裂隙发育，岩石较破碎，透水性较强，闸基存在渗漏问题，应进行防渗处理。桥头干斗渠分水闸闸基岩性自上而下为粉质壤土及强风化粉砂岩。粉质壤土厚1.6m,根据设计要求，闸基将座落在粉质壤土上，粉质壤土呈硬可塑状，较密实，其允许承载力为150KPa,可作为分水闸地基。同时粉质壤土透水性微弱，闸基不存在渗漏问题。瓦窑山干斗渠分水闸闸基岩性自上而下为粉质壤土及强风化粉砂岩。粉质壤土厚2m。根据设计要求，闸基将座落在粉质壤土上，粉质壤土呈可塑状，较密实，其允许承载力为130KPa,可作为分水闸地基。同时粉质壤土透水性微弱，闸基不存在渗漏问题，饶家支渠分水闸闸基岩性自上而下为粉质粘土及全强风化千枚状粉砂质绢云板岩。粉质粘土厚质粘土上，呈硬可塑状，较密实，其允许承载力为150KPa,可作为分水闸地基。同干渠分水闸工程地质条件及评价一览表续表3—2分水闸桩号设计闸底高程(m)闸基工程地质条件及评价界田干斗渠分水闸闸基岩性自上而下为粉质粘土及全强风化千枚状粉砂质绢云板岩。粉质粘土厚3为150KPa,可作为分水闸地基。同时粉质粘土透水性微弱，闸基不存在渗漏问下坡山支渠分水闸闸基岩性自上而下为粉质粘土及全强风化千枚状粉砂质绢云板岩。粉质粘土厚承载力为150KPa,可作为分水闸地基。同时粉质粘土透水性微弱，闸基不存在渗漏问题。王坞头干斗渠和筠湖支渠分水闸分水闸地基。同时粉质粘土透水性微弱，闸基不存三、泄洪闸、溢流堰工程地质条件及评价干渠现有泄洪闸3座，溢流堰9座。1°、2*泄洪闸位于桩号0+100和1+148处，闸基为弱风化砂岩、砂砾岩，其允许承载力能满足泄洪闸要求。陡坎岩石为弱风化砂岩、砂砾岩，岩石抗冲刷能力较好，不存在冲刷破坏问题。+670处，闸(堰)基座落在粉质粘土或粉质壤土或砂砾(碎)石上，土体较密实，其允许承载力能满足泄洪闸、溢流堰的要求。陡坎及堰底为粉质粘土、粉质壤土，土体抗冲刷能力差，存在冲刷破坏问题，应进行衬砌保护。2°、3°、4°、6”、7°溢流堰分别位于桩号3+998、4+076、4+248、6+237、6+464处，堰基座落在强风化砂岩、砂砾岩或粉砂岩上，其允许承载力能满足溢流堰要求。陡坎为强风化岩石，岩石裂隙发育，岩体破碎，抗冲刷能力较差；堰底为粉质壤土，土体抗冲刷能力差，故陡坎及堰底存在冲刷破坏问题，应进行衬砌保护。四、渡槽工程地质条件及评价干渠现有渡槽4座，渡槽均布置在冲沟与干渠交汇处，为跨冲沟的建筑物。槽身为素混凝土结构，分别位于桩号0+770—0+780、3+473—3+485、3+745—3+760及6槽址出露的地层岩性为白垩系砂岩、砂砾岩或混凝土质量较差，且存在老化脱落现象，槽身存在多处漏水点，同时槽身与两端渠道的接触部位也存在较严重的渗漏问题。故应对渡槽进行干渠桩号4+673—4+753渠段为渠溪共用段，洪水期该段泥砂淤积严重，影响渠道倒虹管拟建于桩号4+670处，长10m,开挖底高程42.77m。该处小溪底高程44.77m,出露的岩性为砂砾(碎)石，厚约3m,下伏砂岩、砂砾岩，表部呈强风化。根据设计要求，基础开挖后，倒虹管将座落在砂砾(碎)石上，其结构稍密——中密，允许承载力为250～300Kpa,可作为倒虹管地基。该倒虹管横穿小溪，施工时应注新挖渠道长100m,该处地形平缓较开阔，地面高程为46.7～47.0m,岩性自上而下为粉质壤土，厚0.8～1.0m,砂砾(碎)石厚2～3m,下伏砂岩、砂砾岩，表部呈强风化。根据设计要求，渠底开挖高程为44.74～44.76m。渠道为土方开挖，开挖深度2~2.3m,建议其允许开挖边坡为1:0.75。渠道底板及两侧边坡下部由砂砾(碎)石组成，干渠沿线共设5处跌水，分别位于桩号5+500、7+400、8+100、10+400及10+625桩号5+500、8+100、10+400及10+625跌水处岩性为粉质壤土、粉质粘土，其抗桩号7+400跌水处基岩裸露，为弱风化粉砂岩，岩石致密坚硬，抗冲刷能力较好，干渠现设有两段卷涵，分别位于桩号4+276—4+396及桩号7+167—7+361处，长桩号4+276—4+396卷涵：卷涵基础座落在强风化砂岩、砂砾岩上，其允许承载力桩号7+167—7+361卷涵：卷涵基础座落在弱风化粉砂岩上，其允许承载力能满足3·5天然建筑材料本次工程共需砂料0.264×10'm²,砾石料0.213×10'm²,块石料0.358×10m²。砂砾石料选定料场三个，分别是磨家石料场，表部无覆盖。料场以砂砾石混合料为主，砂以中粗砂为主，含砂率约40%,成份为长石、砂砾石料的储量约3×10m²,其中砂料储量为1.2×10'm³,砾石料储量为1.8×10'm,储二、块石料灌区不存在沼泽化问题，同时地下水矿化度低，不存在盐碱化问自然山坡稳定。现有干渠桩号0+000—1+260、1+500—4+276、4+396—4+753及6+570—7+600渠段存在渠身渗漏问题，应进行防渗处理；渠道开挖边坡较陡，局部边坡直立或倒坡，边坡稳定性较差；存在边坡稳定重淤积问题，应进行清淤处理。新建干渠工程地质条件较好，不存在边坡稳定及渠身筑物共39座。各建筑物地基岩土体的允许槽身砼老化严重，槽身及其与两端渠道衔接部位存好防渗处理；跌水除7+400跌水处为弱风化粉砂岩外，其它跌水段均为粘性土，土体抗冲刷能力差，存在冲刷破坏问题；进水闸、倒虹管、卷涵的工程地质条件均较好，由于4工程任务与规模4·1灌区自然及社会经济情况##市位于某某某省东北部，地处东经117°23'～118°06′,北纬28°38′～29°全市20.8×10'hm²土地，林业用地16.4×10'hm²,约占全市总土地面积的80%,耕地面积仅占6.83%,约1.42×10*hm²。##市总地势为东南向西北倾斜，东南部山峦叠峰，国家级旅游风景区三清山就位于市东南部，最高山峰玉京峰海拔1816.9m。市域植被良好，森林资源丰富，森林覆盖率达74.3%,市山地约占44%,丘陵占33%,低丘岗埠占23%,市境内最低点在西部的兰村附市域内属亚热带湿润气侯区，气候温和，四季分明，雨量充沛，素有“春寒、夏汛、秋旱、冬阴”之说。##市辖区内有8个镇、9个乡、3个国营垦殖场、1个国营林场，计124个村委会，10个居委会。据2010年统计，#市全市总人口30.55万人，其中农业人口19.75万人；耕地面积1.42×10hm²,其中水田1.29×10hm²;国内生产总值20.95亿元，其中第一产业总收入3.06亿元，第二产业13.54亿元，第三产业4.35亿元；财政总收入1.98亿元，农民年人均纯收入2626元，农业总产值6.45亿元。主要农产品产量为：粮食10.7万吨，其中稻谷9.69万吨，油料总产量6127吨，水果总量1058吨，肉类总产量7687吨，水产品产量6800吨。下更渠灌区所在的界田乡位于##市南面。全乡总面积73Km²,有9个村委会、32个村小组、33个自然村。2010年全乡总人口10086人，2512户，其中农业人口9681人，2167户；全乡现有耕地720hm²,其中水田662hm²;乡财政收入60万元，农民年人均纯收入1720元；粮食总产量5350吨，出栏生猪2500头，家禽60000羽，果园面积33.3hm²。灌区内的农田为界田乡8个村委会全部或部分农民使用，设计灌溉面积370hm²,本次设计的项目区灌溉面积327hm²。灌区内主要以种植水稻为主，经济作物种植面积较小，主要品种有：蔬菜、花生、西瓜、大豆、油菜等。4·2灌区现状及存在问题##市下更渠灌区1964年10月开工，同年12月大坝完工，(镇)投劳投工修建，1966年渠道基本挖通，1967年下半年开始通水直至筠湖，设计灌8265m(包括天然小溪段长80m),石渠(或砼渠)2835m;渠道纵坡：0+000～8+100桩号为1/5000,8+100～11+100桩号为1/3000。干渠开挖底宽1.0～3.2m,大部分为矩形二、灌区现状下更渠灌区经过三十多年的运行，1990年下更渠干渠在6+400桩号位置出现断流，6+400～9+270桩号间渠道还在，9+270桩号以后渠道由于长时间没过流，当地农民将严重。农民为了抬高渠道水位引水灌溉，自行在干渠上作挡。目前灌区可灌溉的田亩只龙船洲支渠为土渠，梯形断面，底宽0.8m,两边坡为1:0.75,其它支渠或干斗渠都是土渠，类似矩形断面或断面不规则的小水沟，底宽0.3～0.5m,均未衬砌，支斗渠淤积程度较轻。下更渠灌区干渠现状见表4—1,灌区现状灌溉面积情况见表4—2。表4—1建筑物名称渠道型式设计底高程(m)现状底高程(m)干渠进水口左侧岩石，右侧浆砌石或岩石泄洪闸宽1m渡槽进口泄洪闸宽1m两岸均为粘土泄洪闸宽1m上坂干斗渠分水口泄洪溢流堰宽1m箬坑上干斗渠分水口箬坑下干斗渠分水口龙船洲支渠分水口左侧岩石，右侧浆砌石墙渡槽进口渡槽进口泄洪溢流堰宽1m泄洪溢流堰宽1m泄洪溢流堰卷涵入口卷涵出口两岸粘土水溪汇入处南岸东干斗渠分水口沟渠共用小溪出口(溢流堰)宽6m两岸均为粘土南岸中干斗渠分水口下更渠灌区干渠现状情况表续表4—1建筑物名称渠道型式设计底高程(m)现状底高程(m)浆砌石南岸西支渠分水口两岸均为粘土第一处跌水(上)第一处跌水(下)泄洪溢流堰宽1m左为粘土右砼边墙断流泄洪溢流堰粘土宽1m右岸岩石渡槽进口坝头干斗渠分水口卷涵入口卷涵出口第二处跌水(上)第二处跌水(下)左为岩石，右粘土桥头干斗渠分水口泄洪溢流堰宽0.7m第三处跌水(上)第三处跌水(下)瓦窑山干斗渠分水口拦溪坝兼溢流堰宽3m饶家支渠分水口无渠，出露为粘土下更渠灌区现状灌溉面积情况表表4—2序号支(斗)渠名称村委会名设计灌溉面积(hm)实际灌溉面积(hm³)小计旱地水田1干渠提灌箬坑02上坂干斗渠箬坑3若坑上干斗渠箬坑24箬坑下干斗渠箬坑5龙船洲支渠箬坑、店前、南岸6干渠提灌南岸07南岸东干斗渠南岸8南岸中干斗渠南岸9南岸西支渠南岸44·2·2灌区目前存在的主要问题下更渠灌区渠系及渠系建筑物经过三十多年的运行，已出现了不同程度的老化和损坏。现状存在的主要问题有：1、渠道渗漏严重。石方渠道主要是由于岩石裂隙发育，连通性较好；浆砌石衬砌或浆砌石边墙的渠道砼老化现象严重，内壁水泥砂浆已成片脱落，砌石体漏水明显，此外砌石体与两侧及地基岩体的接触部位也有明显的漏水现象；土渠段由于在渠道底部及两侧边坡下部分布有砂砾(碎)石层，其透水性强，是渠道产生漏水的主要原因。另外干渠上的取水口都没有设置闸门，灌溉用水量无法控制，水量浪费严重。2、边坡稳定性差。渠道边坡主要为岩质和土质，局部为浆砌石墙。渠道开挖边坡较陡，局部甚至为直立或倒坡。岩质边坡裂隙发育，表部为弱或全强风化，有的为千枚状粉砂质绢云母板岩；有的为石英粉砂岩夹砂砾岩，因被当地村民爆破开采块石造成岩石裂隙多，较为破碎。局部出现坍塌。3、渠道淤积严重。从表4—1可明显看出，下更渠灌区干渠淤积相当严重，其主要原因是：(1)由于渠道两侧开挖边坡陡，边坡稳定条件较差，局部渠段已出现边坡失稳，造成渠道淤积；(2)渠道横穿箬坑、南岸两个村庄，村民的生活垃圾和建筑垃圾倒入渠中造成该两段渠道严重淤积；(3)渠道沿线冲沟发育，山洪季节坡面水及溪水挟带泥沙进入渠道；(4)渠道内杂草丛生，现场调查时沿线只见杂草不见渠道，另外现场调查时还发现干渠上有多处人工堆石体，其用途是村民为了引水灌溉以提高渠道水深。4、渠道在6+400桩号已出现断流，使得下游280hm²农田无水灌溉。5、渠道进水口没有安设闸门，整个灌区均没有设置量水设施。6、支渠或干斗渠以下渠道灌排不分，既用于灌水，又作为排水，多数农田直接从干、支渠上取水，采用串、漫灌方式进行灌溉，造成灌溉用水不均，且水量浪费较严重。4·3项目实施的必要性及可能性一、项目实施的必要性下更渠灌区现有耕地面积370hm²,但由于干渠淤积、渗漏严重，无量水设施，取水口大都没有设置闸门，灌溉用水量无法控制，造成灌溉用水不均匀，靠近水源的耕地用水过多，严重浪费灌溉水量，导致下游灌区近76%的耕地无水灌溉。经现场调查，灌区下游农田的灌溉用水全靠电抽，但电灌解决不了根本问题，电力不足、电力设施破坏等一直制约着下游农田的灌溉用水，且电灌费用过高，农民承担不起。基于上述种种原因，目前下游农田大都处于半荒半种状态。因此，对现状渠道进行加固、防渗、清淤；对现状渠系建筑物进行加固、维修；配套田间灌排系统，完善灌区排水设施，减少灌溉用水浪费；增加灌区有效灌溉面积是非常必要的。下更渠灌区大坝控制流域面积378Km²,坝址多年平均流量14.95m²/s,保证率为80%时的年平均流量为10.5m/s,其最大月灌溉用水量为0.64m²/s,相应月平均来水量为3.91m³/s,灌溉用水量仅为径流量的16.4%,其它月份的灌溉用水量占天然来水量的比例则更小，由此可见，灌区的灌溉用水量是足够的。设计中我们曾多次进行了现场踏勘并与农民代表座谈，农民代表们大多表示：加固、维修渠道，改善灌溉设施，增加灌区有效灌溉面积；调整农业种植结构；增加农民收入，农民的积极性很高，也很受欢迎。因此，该项目的实施也是可行的。5灌区水利计算5·1灌溉制度分析一、灌区设计作物组成通过与##市有关部门进行现场调查和灌区内农民反馈的意见，项目区内主要作物品##市下更渠灌区设计水平年作物组成系数表表5—1作物品种播种面积(hm²)作物组成系数备注早稻二晚大豆花生绿肥油菜蔬菜及其它合计二、各主要作物灌溉制度的确定：本灌区农作物以水稻为主。水稻是灌区的用水大户，需对水稻的灌溉制度进行分析。从我省已有的灌区灌溉资料和灌溉试验资料表明，水稻的间歇灌溉制度明显优于其它灌溉制度，其特点是：增产、节水、运用方便。从已进行的项目区内农民参与活动中调查了解到，群众对使用增产节水的灌溉技术有较好的基础，灌区内水源条件较好，群众均采用浅水干湿交替的灌溉方法。项目区内农民认为：仅就水稻而言，稻田长期积水法不利于稻田通气，使水稻根系供氧不足，从而影响水稻的生长发育；同时淹灌也增加了稻田的蒸发渗漏损失。考虑上述情况，本次设计水稻灌溉制度选用间歇灌溉制度。经对项目区附近的上饶市水科所灌溉试验站、上饶县上潭水库灌溉试验站、余江县白塔渠灌溉试验站和波阳县蜈蚣山水库灌溉试验站1982～1988年观测资料分析，同时参考某某某赣抚平原灌溉试验站1978～1988年试验总结和《某某某省水稻需水量等值线图研究报告》等资料并结合农民参与活动中的调查情况，确定姚源灌区水稻各生育阶段起迄日期、相应灌水上下限深度(mm)、蒸腾系数α和下渗率S(mm/日)等参数，详见表5—2、表5—3。下更渠灌区早稻灌溉制度设计表表5—2生长阶段日期天数灌水水蒸发系数α下渗率S(mm/日)备注起(月、日)迄(月、日)(天)层上、下限秧田泡田期竖苗期4新叶伸展期5秧苗中后期拨秧2合计二、大田生长期泡田期6沤田插秧期7返青期分蘖前期分蘖后期6拨节晒田期70孕穗期抽穗开花期9乳熟期黄熟期后期落干合计下更渠灌区晚稻灌溉制度设计表表5—3生长阶段日期天数(天)灌水水层上、下限蒸发系下渗率S(mm/日)备注起(月、日)迄(月、日)秧田泡田期竖苗期3新叶伸展期5秧苗中后期拨秧2合计二、大田生长期泡田期4返青期9分蘖前期分蘖后期7拨节晒田期70孕穗期抽穗开花期乳熟期黄熟期后期落干合计由于某某某省缺乏旱作物的灌溉试验资料，因此灌区旱作物的灌溉制度以典型调查资料，结合其它部分省份的旱作物灌溉试验资料，同时参照水利电力出版社《灌溉管理手册》有关资料，以及项目区内农民参与活动中的调查情况确定。旱作物的灌溉制度见下更渠灌区旱作物灌溉制度设计表表5—4作物名称生育阶段时间湿润层深度土壤适宜含水率系数起(月、日)迄(月、日)大豆播种、苗期1始花、结荚1结荚、鼓粒成熟花生播种、出苗1开花、结荚、鼓粒成熟绿肥播种、出苗越冬成熟油菜播种、出苗越冬返青开花成熟各类蔬菜、瓜果全过程15·2灌溉定额的计算本次进行灌溉定额分析的基本资料主要是##市气象站1964～2010年共37年的逐月蒸发、降雨资料。#市气象站测量蒸发量采用的是200mm蒸发皿，其蒸发资料须折算成E601蒸发皿的蒸发量。根据《某某某省水文手册》,蒸发皿折算系数取为n=0.72。二、水稻灌溉用水量的计算1、泡田期灌溉用水量泡田期水量要满足整田和水稻插秧时水层深度要求。泡田水量与稻田土壤的渗水性及水稻品种有关。根据灌区调查表明，早稻泡田水量通常为70m³/hm²,晚稻泡田水量通常为80m³/hm²,本次设计采用调查值作为泡田期用水量。2、水稻生长期用水量计算水稻灌溉定额按田间水量平衡法计算。田间水量平衡法计算式为；式中：h一时段初田间蓄水深(mm);h₂—时段未田间蓄水深(mm);p₄—时段内降雨量(mm);内水面蒸发量(相应于E601型蒸发皿蒸发量),S为下渗量。水稻的逐年灌溉用水量计算成果见表5—5。三、旱作物灌溉用水量的计算1、旱作物播种前灌溉用水量旱作物播种前的需水量是保证种子发芽和出苗所必须的土壤含水量及存储于土壤中供作物后期所用的水量。播种前灌溉用水量应根据灌区土壤性状和作物品种决定。本次设计采用的旱作物播种前灌溉用水量系在农民参与活动中调查得到的成果。2、旱作物生长期灌溉用水量旱作物生长期灌溉用水量按水量平衡分析法计算，计算式为；P₀—保存在土壤计划湿润层内的有效降雨量(mm);旱作物的逐年灌溉用水量计算成果见表5—5。下更渠灌区各种作物灌溉用水计算成果表表5—5单位：(m³/hm²)年份早稻晚稻大豆花生油菜绿肥蔬菜根据得到的各作物逐年用水量系列，用作物组成系数进行加权平均，可求得下更渠灌区综合公顷用水量系列，成果见表5—6。下更渠灌区综合公顷净定额频率计算成果表表5—6年份净灌溉定额(m/hm²)年份净灌溉定额(m³/hm²)频率(%)五、灌溉设计代表年计算对下更渠灌区综合公顷用水量系列进行排序排频，并用P—Ⅲ型曲线适线定线，最下更渠灌区属丰水区，本区以种植水稻为主。根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288—99)的规定，确定下更渠灌区灌溉设计保证率为80%。根据灌区早稻、晚稻、综合公顷净灌溉定额成果排频计算成果，选出与设计频率接近的年份为设计典型年。经计算分析，最终取定为设计保证率为P=80%的典型年为1964年，典型年逐月用水量过程见表5—7。根据选定的综合公顷理论频率曲线确定综合公顷用水量，对选定的典型年进行缩放，可求得设计代表年的逐月灌溉用水量，成果见表5—7。设计典型年和设计代表年各月灌溉用水量表表5—7单位：m²/hm月份水稻花生大豆油菜绿肥蔬菜综合公顷综合公顷用水量12003456789合计根据下更渠灌区的灌溉定额分析成果，按满足灌区最大用水量的要求的原则推求灌溉设计流量。根据设计代表年逐月用水量情况，确定按用水量最大的9月份计算灌区设计净流量。考虑到灌区用水量在月内分配也是不均匀的，参考部分邻近工程的经验及农民参与活动中的调查情况，确定本灌区的用水量不均匀系数为1.2。由此计算得下更渠灌区总设计净流量为0.44m²/s,单位公顷设计净流量为0.0012m³/s。由于田间和渠道存在水量损失，故灌溉引用流量应考虑田道和渠道水量损失的影响。根据本次设计的渠道防渗措施及本灌区内土壤特性，确定干渠渠道水利用系数为0.86,支渠渠道水利用系数为0.90,斗渠渠道水利用系数为0.95,水稻田间水利用系数为0.95,由此确定本灌区的总水量利用系数为0.7。相应本灌区的总设计毛流量为0.64m³/s,单位公顷设计毛流量为0.0017m³/s。各主要渠道设计流量见表5—8。下更渠灌区主要渠道设计流量表表5—8支渠名称桩号设计灌溉面积(hm²)设计流量(m3/s)备注1、上坂干斗渠2、提灌3、若坑上干斗渠4、若坑下干斗渠5、龙船洲支渠6、提灌7、南岸东干斗渠48、南岸中干斗渠9、南岸西支渠10、坝头干斗渠11、桥头干斗渠12、瓦瑶山干斗渠13、饶家支渠14、界田斗渠15、农场支渠16、下坡山支渠17、王坞支渠18、筠湖支渠合计5·4灌溉水量平衡及对下游的影响从选定的下更渠坝设计代表年的径流成果上看，径流量最小的是12月份，流量为3.54m³/s,相应下更渠灌区引用流量为0.013m³/s,仅为径流量为0.37%;径流量小的其次是11月份，流量为3.89m/s,相应下更渠灌区引用流量为0.0756m³/s,仅为径流量为1.94%;再次是9月份，流量为3.91m³/s,相应下更渠灌区引用流量为0.64m²/s(全年最大),仅为径流量为16.3%;由此可见，下更渠灌区的灌溉用水量是足够的，从下更渠坝取水不存在水源不足的问题。下更渠灌区下游有一南港灌区，灌区控灌面积800hm²,最大引用流量为0.916m³/s。除此两灌区外，长乐水流域基本无供水要求。而设计代表年下更渠灌区引水后剩余水量最少的10月份也有3.27m²/s,水量还是较为充足的，而且下更渠坝以下流域面积也较大，水量补充十分充足。由此可见，本工程实施后对下游供水影响甚微。6·1设计原则6·1·1设计依据一、工程等别及建筑物级别下更渠灌区灌溉面积370hm²(即5550亩),灌溉干渠渠道及渠系建筑物的设计流量为0.64m³/s,根据《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—99中的规定，该工程主要建筑物级别为5级。灌区主要建筑物设计标准为十年一遇的洪水标准。二、工程设计依据的主要技术规范：1、《防洪标准》GB50201-94;2、《水利工程水利计算规范》DT/L5105—2009;3、《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-93;4、《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2010;6、《灌溉渠系建筑物渠系设计规范》SDJ217—84;7、《灌溉试验规范》SL13-90;9、《堰槽测流规范》SL24—91;10、《水闸设计规范》SL265-2011;11、《溢洪道设计规范》SL253—2010;12、《水利水电工程环境影响评价规范》SDJ302-88;13、《水利建设项目经济评价规范》SL72-94;14、《水工混凝土结构设计规范》SL/T191-96;15、《水利水电工程可行性研究报告编制规程》DL5020—93等。6·1·2设计基本原则灌区的渠系现已基本形成，干支渠网络已初具规模，因此，本次设计拟在现状灌区的基础上，对现状渠道进行加固、防渗、清淤及恢复部分渠道，对现状渠系建筑物进行加固、改建；配套田间灌排系统；完善灌区排水设施；新开部分支渠；增设量水设施等。总之，应确保灌溉农业持续使用土地，干支渠断面设计合理，灌排配套设施合理，提高灌溉保证率，提高灌溉水量利用率，扩大灌区有效灌溉面积，方便工程运行管理。6·2灌、排渠系总体设计6·2·1总体布置设计依据下更渠灌区干渠为傍山渠道，渠道沿山边等高线布置，控灌面积370hm²,耕地分布于长乐水右岸与山体之间，耕地高程在47m以下。现状渠系已初具规模，本次设计基本予以保留，在此基础上进行清淤、加固、防渗和修复处理，适当增加部分灌、排渠(主要是斗渠和田间灌、排渠)和农用机耕道，使整个灌区的灌排渠系统更加完善、科学。根据灌区地形、地质条件及耕地分布情况，下更渠灌区由一条总干渠、6条支渠(其中农场支渠在本项目工程设计中不予考虑)和10条干斗渠组成。干渠总长11.1Km,支渠总长5.477Km,干斗渠总长4.628Km。在渠首0+000原闸室位置新增设一扇钢筋砼闸门及其配套的启闭设备，闸孔宽1.4m,闸门尺寸为1.6m×1.8m(宽×高);4+670桩号位置新建一座竖井式倒虹吸，设计流量为0.42m²/s,倒虹吸长10m,采用砼予制管，管径0.6m,管壁厚0.2m;干渠自渠首开始沿线设有15座分水涵闸(均要重建或新建),3座泄洪闸(其中2座改建成溢流堰，1座新设砼闸门)和9座溢流堰(均已建成，但要加固加长处理，陡坎及泄洪渠需要加固整治),4座渡槽(均要重建);5级跌水(其中4、5级跌水为新建),人行便桥26座。支渠上设置斗渠进行配水灌溉。下更渠灌区总布置成果见表6—1～表6—4。下更渠灌区支渠布置成果表表6—1序号支渠名称取水口桩号设计灌溉面积设计引用流量设计底板高程支渠或干斗渠长度(m)1上坂干斗渠2箬坑上干斗渠3箬坑下干斗渠4龙船洲支渠5南岸东干斗渠6南岸中干斗渠7南岸西支渠8坝头干斗渠9桥头干斗渠瓦窑山干斗渠饶家支渠界田干斗渠农场支渠不在本次设计项目区内下坡山支渠王坞头干斗渠筠湖支渠合计下更渠灌区干渠设计流量成果表表6—2干渠起讫桩号设计底高程(m)设计引用流量(m/s)123456789下更渠灌区排水支渠设计成果表表6—3序号支排渠名称长度控排面积1支排1导排龙船洲河边支渠与机耕道间农田的弃再排入长乐水，导排流量0.98m²/s新建2支排2导排南岸支渠河边斗渠与机耕道间农田的弃水，沿机耕道边布置，向西排入南岸西泄洪渠，再排入长乐水，导排流量0.42m³/s新建3支排3导排饶家支渠左岸与上德公路右侧间农田的弃水，沿上德公路右侧布置，向东直接排入长乐水，导排流量0.96m²/s新建4支排4导排下坡山支渠右岸与上德公路左侧间农田的弃水，沿上德公路左侧布置，向东直接排入长乐水，导排流量0.75m/s新建5支排5导排下坡山支渠左岸与长乐水左岸农田的导排流量0.37m/s新建、改建6支排6导排王坞头干斗渠与筠湖支渠第一条斗渠向直接排入长乐水，导排流量0.36m/s新建下更渠灌区干渠渠系建筑物布置成果表表6—4序号起始桩号建筑物名称设计底高程(m)设计流量长或宽(m)1干渠进水闸完善2泄洪闸1改建3渡槽进口重建4泄洪闸1改建5泄洪闸1重建6泄洪溢流堰2加长重建7渡槽进口重建8渡槽进口重建9泄洪溢流堰1重建泄洪溢流堰1重建泄洪溢流堰8重建卷涵入口倒虹吸新建第一级跌水重建泄洪溢流堰2加长重建泄洪溢流堰加长重建渡槽进口重建卷涵入口第二级跌水重建泄洪溢流堰加长重建第三级跌水重建拦溪坝兼泄洪溢流堰3加长第四级跌水新建第五级跌水新建6·3干、支渠(或干斗渠)和排水设计6·3·1干渠 (GB50288—99)有关规定，干渠渠道水利用系数取0.86,支渠或支斗渠渠道水利用系数取0.90,斗渠渠道水利用系数取0.95,水稻田间水利用系数取0.95,渠系水利用系数计算成果见表6—1和表6—2。渠道加大流量取设计流量的1.3倍，最小流量不小于设计流量的40%,即最小流量取设计流量的60%。下更渠干渠9+270桩号以前是已建成的，断面底宽1.2m～3.2m不等，边坡系数在0~1.0之间。石方渠道由于岩石裂隙发育，连通性较好，渗漏严重；浆砌石衬砌或浆砌石触部位有明显的漏水现象；土渠段由于在渠道底部及两侧边坡下部分布有砂砾(碎)石干渠需要进行防渗处理的渠段有0+000～1+260、1+500～4+276、4+396～4+753、6+570～7+500四段，共计长5323m。经对现有渠道过流能力的复核，现有渠道断面完设计中在现有渠道的基础上采用6Cm厚的水泥土对渠道进行防渗衬护处理。9+270～11+100桩号间1.83Km长的渠道为新开挖的土质渠道，其中9+270～10+625桩号为开挖渠，渠道土质为粘土，防渗性能较好，为了便于日常管理和维护，并尽量节省投资，设计中采用水泥土衬护方式；10+625～11+100桩号为半挖半填渠道或填方渠道，为了尽量减少占地面积，经比较采用砼予制薄壳BUg型槽。根据渠道的衬护和设计方式，水泥砂浆抹面、水泥土衬护的渠道糙率均取0.018,予制砼U槽的糙率取0.016。三、渠道纵横断面设计本渠道为清水渠，渠道纵坡主要根据渠线所经过的地形、地质条件和输水流量来确定的。下更渠灌区是已实施的工程，灌区干渠渠道在8+100桩号前是按1/5000实施的，8+100桩号以后是按1/3000实施的。本次设计认为渠道纵坡合理，设计中继续采用。但在小流量时为了满足取水口取水要求，在干渠2+790桩号位置设计一座高1.0m的横向鸭嘴堰，堰厚0.1m,中部堰长0.4m,斜向堰长2.3m,与渠道中心线成30°布置；在干渠5+500、7+560和9+550桩号位置各布置一座0.2m高的横向薄壁堰；在干渠7+400、8+957和10+500桩号位置各布置一座0.3m高的横向薄壁堰，用于抬高小流量时取水口的下更渠灌区现有干渠渠道横断面基本保持不变并根据渠段的地质条件进行1:0.3~1:0.75的削坡。新开挖的渠道为土渠，断面为梯形，其横断面根据不同设计流量，先拟经济断面，再经水力最佳断面调整后确定，最佳水力断面公式为：h₀——设计水深(m);b₀——设计底宽(m);边坡为1:0.75。水深(m)。渠道的衬砌超高按规范规定为0.3m～0.8m,傍山渠道可适当加大，本灌区渠道为傍山渠道，故设计中可取较大值，但由于干渠渠道走水深较小，堤顶高也只有1.80m～0.7m,比相应的设计走水深高0.76m～0.35m,因此干渠渠道的衬砌高度取0.6m~四、干渠4+673～4+753桩号间长80m的沟渠共用段改建干渠4+673～4+753桩号间长80m即是下更渠干渠上一部分，也是南岸小溪的一部方案一：现状整治方案。沟渠共用段长80m,沟底砂卵石层2～3m,底板及两岸渗漏严重，故用C15砼进行防渗处理。该渠段底宽6.0m,边坡系数1:0.5。溢流堰长6.0m,段，闸孔段底高程与渠道底高程平，溢流堰高0.75m,溢流堰及闸孔段均已实施。并在干渠4+760桩号位置设置一座节制闸，闸室长2.0m,闸室宽1.4m。方案二：倒虹吸方案。在干渠与小溪交汇的4+673桩号位置设置一座倒虹吸横穿小溪，再傍山新开一段长100m的渠道与原干渠相连。倒虹吸管为竖井式，吸管为砼予制管，管长10m,管径0.6m;新开渠道为土方开挖渠，长100m,底宽1.4m,开挖边坡0.75。两方案的经济指标见表6—5。渠道改线方案成果比较表表6—51、土方开挖2、土方回填3、砂卵石开挖5、M.s浆砌石6、M7.5砂浆抹面7、水泥土衬护8、管井C15砼7m10、C15砼闸墩、底板11、闸门C20钢筋砼12、钢材制安t13、螺杆式启闭机(2T)台114、占地亩15、C15砼防渗16、投资万元从表6—4比较表中可以看出，沟渠共用段现状整治方案比改建倒虹吸方案的工程要大，相应投资0.57万元。倒虹吸管施工难度要大，但便于管理；沟渠共用由于小溪控制流域面积较大，流域内又有采石料场，动土量较大，渠道淤积较为严重，清淤工作量相应加大。考虑两方案投资相差不大，本次设计采用方案二的设计方案，即建倒虹管的方干渠各段渠道的纵横断面主要特性见表6—6。6·3·2支渠及斗渠、干斗渠根据灌区耕地分布，下更渠灌区共布置了龙船洲、南岸西、饶家、农场、下坡山和筠湖6条支渠，本次设计的项目区内有5条支渠(农场支渠在本次设计中不与考虑),支渠直接从干渠上取水。斗渠从支渠上取水，斗渠底高程高出田面0.05m,五条支渠共设斗渠29条，总长14852m。1、龙船洲支渠。龙船洲支渠取水口位于干渠3+098桩号位置，设计灌溉面积76.33hm²,设计流量0.113m/s,取水口底板高程45.08m。支渠从分水口取水后经过40m分成两支，一支沿机耕道左岸走(中支渠),另一支沿长乐水左岸堤防边走(河边支渠，为龙船洲主支渠)。中支渠设计流量0.051m/s,加大流量0.066m/s,支渠长1000m,进口底高程45.0m,随后为一段长20m的陡坡，陡坡底高程43.0m,断面为矩形，底宽0.4m,高0.5m,底坡1/1000,经复核，渠道设计走水深0.30m,相应流速0.43m/s,加大走水深0.37m,相应流速0.45m/s,满足田块的灌溉取水要求，故予以保留；河边支渠设计流量0.062m²/s,加大流量0.081m/s,渠道长2114m,进口底高程45.0m,河边支渠为土渠，底宽0.4m,底坡1/500～1/1000,边坡系数0.5,设计走水深0.21m～0.29m,相应流速为0.47m/s～0.71m/s,加大走水深0.3m～0.34m,相应流速0.50m/s～0.75m/s,渠道水深满足田块的灌溉取水要求，故予以保留，但由于河边支渠土渠渗漏较重且杂草丛生，为了便于管理和维护、减少水量损失，该支渠采用水泥土防渗处理。龙船洲支渠设计成果见表6—7。龙船洲支渠共设斗渠8条，斗渠采用砼予制薄壳BU2、南岸西、饶家、下坡山、筠湖四条支渠取水口分别位于干渠的5+460、8+957、10+500和11+100桩号处，设计灌溉面积分设计灌溉流量分别为0.045m²/s、0.062m³/s、0.076m³/s和0.049m³/s。四条支渠均为土渠，底宽0.3m～0.5m,高0.5m～1.0m,断面类似为矩形但很不规则，大部分渠段因没通水而荒废，本次设计在现有渠道上重新进行布设。南岸西和筠湖两支渠采用砼予制薄壳BU型槽，设计底坡采用1/1000;饶家和下坡山两支渠采用砼予制薄壳BU型槽，设计底坡采用1/2010。南岸西支渠设斗渠2条，长1810m;饶家支渠设斗渠6条，长4165m,其中2条长1333m为已建；下坡山、筠湖两支渠各设斗渠6条，长分别为3313m和2934m,新设斗根据灌区耕地分布，由于灌溉面积不大，农田灌溉用水直接从干渠上取水，即干斗渠。干渠上共设置了10条干斗渠，干斗渠底高程比田面高0.05m。各干斗渠的设计成果下更渠灌区十条干斗渠设计成果表干斗渠名称取水口桩号取水口底高程干渠底高程于渠设计水位设计灌溉面积设计流量渠道形式长度底坡走水深田块最高高程上坂箸坑上箬坑下南岸东南岸中坝头桥头瓦窑山界田王坞头6·3·3排水一、干渠泄洪闸或溢流堰排水下更渠灌区工程等级为5级，主要建筑物设计标准为十年一遇洪水标准，因此干渠排水沟渠6条。由于渠道渠线较长，且现状3个排洪闸只设有木闸门控制，木闸门破旧腐烂，漏水严重，实际运行操作难度较大，故本次设计除1+412桩号的泄洪闸保留外其他2个泄洪闸改建为自由溢流堰。泄洪闸及溢流堰的基本参数见表6—8。1、泄洪闸泄洪闸位于干渠桩号1+412位置，为平底闸，闸底宽1.0m,底高程44.72m,边墩厚0.5m,闸门尺寸为1.2m～2.0m(宽×高),配置一台2T的手电两用螺杆启闭机。泄洪闸的水力计算按平底宽顶堰自由出流公式计算，其公式为：经计算，其成果见表6—9。溢流堰堰型采用WES实用堰，堰顶高程与渠道加大水位齐平，即堰高与渠道加大水深相同。溢流堰水力计算按实用堰自由出流公式计算，计算公式及符号意义同泄洪闸，流量系数取0.5。其成果见表6—9。下更渠灌区干渠泄洪闸及溢流堰基本参数和设计成果表表6—9起