望城区白箬铺镇土地综合整治项目农田水利工程设计 29页

望城区白薯铺镇土地综合整治项目农田水利工程设计湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明目录摘要1关键词11前言12综合说明22.1工程基本情况22.2自然条件22.2.1地形地貌22.2气彖32.2.3土壤32.2.4植被3n2.2.5水文和水文地质35.2.6自然灾害3土地利用结构33项目基础设施条件分析46.1交通设施43.2水源工程设施53.2.1山塘52.2.2沟渠53.3电力设施53.4农CD防护与生态环境保持工程设施54项目区水资源供需平衡分析计算53.1用水现状54.2供水量分析54.2.1设计灌溉保证率及代表年的确定57.2.2可供水量分析74.2.3可供水量计算84.3水资源供需平衡计算84.3.1灌溉定额的确定83.2供需平衡分析85项目工程规划91总体布局95.2土地平整工程规划105.3灌溉与排水工程规划108.3.1水源工程规划105.3.2输水工程规划105.4土地利用结构调整106项目区工程设计11n6.1土地平整工程设计112.1.1田块修筑工程设计11n5.1.2表土剥离和回填111.3客十.的挖填126.1.4细部平整及培肥126.2灌溉与排水工程设计126.2.1输水工程设计126.2.2渠道设计流量126.2.3渠道横断而设计136.2.4渠道纵断面设计156.3排水沟设计156.3.1排涝排渍设计标准156.3.2设计流量计算166.3.3排水沟纵断面设计166.3.4排水沟横断面设计166.4水工建筑物工程设计176.4.1水闸设计176.4.2涵管设计196.4.3陡坡设计196.4.4进水口设计216.4.5出水口设计216.4.6沉砂池设计216.4.7拦水坝设计21di间路桥工程设计216.6机耕桥、人行桥设计217农出防护与生态环境保持工程设计211下皿坡道218其他工程设计229生态环境保持工程22n9.1妥善处理、综合利用生活垃圾和同体废物229.2加大植树种草工作增加绿地而积2210总结22参考文献22致谢23附录24n望城区白筈铺镇土地综合整治项目农田水利工程设计扌商要：根据当地的地形地貌、地质、水文、气候、农作物的牛氏状况等条件，综合土地利用现状，结合现有的水利基础设施状况以及灌溉水源的悄况，针对项目区进行水资源供需平衡分析计算，从而对项目区进行灌溉渠道工程相应的布置、田间工程的规划、灌溉沟渠横纵断面的设计。从而解决项1=1区内水利设施老化失修，渠系水利用率低的问题，从而达到提高农业产量的日的。关键词：灌溉排水；规划设计；沟渠DesignofIrrigationandWaterConservationEngineeringinLandArrangementsProjectofBairuopuTown,WangchengAreaStudent:LuoWangTutor:WangHui(OrientScience&TechnologyCollegeofHunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China)Abstract：Accordingtothelocaltopography,geology,hydrology,climate,cropgrowthstatusandotherconditions,comprehensivelandusestatus,combinedwiththeexistingstateofirrigationworksinfrastructureandirrigationwatersupplysituation,theprojectareawaterresourcessupplyanddemandbalanceanalysisandcalculation,theprojectareairrigationchannelprojectcorrespondingarrangement,thefieldprojectplanirrigationditches,transverseandlongitudinalsectiondesign.Inordertosolvetheprojectareawaterconservancyfacilitiesageingdisrepair,canalwaterutilizationrateislowproblem,soastoachievethepuiposeofimprovingagriculturaloutput.Keywords：irrigationanddrainage;planninganddesign;ditch1刖吞在新形势下，水利是农业的命脉，也是发展现代农业的关键。搞好农皿水利建设,是增强农业抗灾能力，推进农业产业化经营，保护和捉高粮食综合生产能力，增加农民收入，改善农民生产生活条件的必然要求。农业丰则基础强，农民富则国家盛，农n村稳则国家安。我国的经济结构能否顺利调整，国民经济能否发展得更快、更好，在很大程度上取决于农业基础是否稳同。我国粮食生产而临着耕地少、农业效益低、人口压力大和水资源严重短缺的挑战。要捉高粮食生产能力，必须加强农山水利等农业基础设施的建设。农川水利基础设施是“基础的基础”。农业的可持续发展，农业生产成本的降低、效益的捉高，以及综合竞争力的捉升都离不开农业基础设施建设的加强。但目前的现状与农业和国民经济持续快速发展的要求述冇较大差距，所以农山水利工程的规划就显得格外的重要。望城区白薯铺镇以种植水稻为主，长年来农111水利设施老化失修，效益衰减，河道淤积严重，灌溉标准不高，缺乏合理的农山水利设计，一直到现在都没冇解决农山水利等相关问题，水利设施H趋恶化。本次设计主要通过对项目区进行III、水、路、林、村综合整治，对水土资源、灌排渠系及英建（构）筑物等进行的统筹安排完善农山基础设施，改善生产条件，稳步捉高土地质量，增强粮食综合生产能力，优化农111水利设施结构，捉高水资源利用率。2综合说明2.1工程基本情况望城区地处湘中东北，滨湘江下游，隶屈湖南省长沙市。东与长沙市郊、长沙区交界，南抵湘潭区，西及西南接宁乡区，西北邻益阳市赫山区，北连湘阴区。位于东经112°35748〃〜113°02730〃,北纬27°58728"〜28°33745"之间。全境呈不规则长方形，总而积1434.8km2,ilf全省总而积0.68%。区内总人口为73.76万人，冇耕地4.03万hnh其屮水|][3.79万hn?。主要农作物和经济作物冇粮食、油菜、花生、茶叶、柑桔等。区内冇水塘40余口，大型水库2座，小（一）型水库14座，小（二）型水库76座，总库容6241万n?。全区冇木本植物70科、271种，森林覆盖率23.80%,林木蓄积量36万项目区位于望城区西部白薯铺镇胜和村，项目区建设规模138.66hm2,为望城区白薯铺镇胜和村土地综合整治项目二期工程。2.2自然条件2.2.1地形地貌项目区屈丘陵区，区内地势较复杂,耕地地而坡度5。以下。胜和村整个村呈“心”形，沿八曲河岸地势较为平坦，沿金庄公路两旁地势较高。全村最高点位于胜和村最南部，海拔74.0m；最低点位于胜和村北部八曲河沿岸,海拔34.2m,总体地形东南高n西北低。2.2.2气象项目区屈屮亚热带向北亚热带过渡的大陆性季风湿润气候区，气候温和，热量丰富，降雨充沛，日照充足，四季分明，生长季节长；具冇春温多变，春未夏初多雨，伏秋多旱，秋寒明显，冬少严寒的特点。年平均降水量1424.1mm,年平均日照时数1544.9h,年平均气温17°C,年平均无霜日257天，适宜农、林、渔、牧业发展。2.2.3土壤项目区土壤主要是潴育性水稻土，屈新生界第四系，表层由松散堆积物组成，具冇明显的二元结构，经过近代冲积、洪积和淤积，土层深厚，酸碱适宜，质量较好，可耕性强，宜于水稻种植。2.2.4植被区内植被主要为人工植被，耕地主要种植水稻、油菜等，常见的树木冇杨树、水杉等，未利用地主要为零星分布的荒草地和流经胜和村的河流。2.2.5水文和水文地质项目区主要的灌溉水源来自项目区外的乌山水库来水、区内大小不等的40余口山塘、小部分靠山冲来水、拦水坝和电灌站，区内山塘而积11.16hnr,冇效容积约22.32万代，为改善项目区农业生产条件捉供了充足的水源。另外区内降水丰富，多年平均降水量1424.lmmo同时，该地区地下水丰富，月.水质良好，成为项目区内居民主耍的饮用水源。2.2.6自然灾害项目区自然灾害主要表现在以下方而：一是“三寒冬3〜5月造成春播作物烂种烂秧，延迟成熟期的寒潮降温，5月影响早稻分藥和幼穗化的5月寒，9月出现的彩响晚稻正常杨花抽穗的“寒露风”；二是暴雨洪涝：每年集屮在3〜8月的大暴雨，易导致山洪爆发，经济损失大；三是高温干旱：7〜9月持续高温，蒸发旺盛，自然降水往往不能满足农作物的需水要求，引发干旱。2.3土地利用结构单位:hm2根据项目1/2000实测图，对项目区进行现状地类统计：项目区建设规模138.66hm2：其中耕地107.92hm2,占建设规模的77.83%；包括灌溉水田100.01hm2,旱地7.91hm2；林地而积0.82hm2,占建设规模的0.59%；交通用地2.69hn?,占建设规模的1.94%；各地类而积详见表1。表1项目区土地利用现状表Tab.lTheprojectlandusestatustablen一级地类二级地类规划前面积占建设规模比例(%)建设规模血积138.66100编码名称编码名称耕地011水ffl100.0172.1301013旱地7.915.70小计107.9277.8303林地033其它林地0.820.5904草地043其它草地0.960.6910交通用地104农村道路2.691.94水域及水利设施用114坑塘水面11.16&0511116内陆滩涂1.531.10地117沟渠3.442.48小计16.1211.63其它土出坎12地12310.147.323项目基础设施条件分析3.1交通设施过境公路:村内有2条对外过境道路，其屮长常高速,路面宽26m,村域内长3.17km。东接长沙市，西连宁乡县；峙半公路，混凝土硬化路面，路面宽5m,村域内长1.99km,东接金峙村部，西连半边山集镇。村内主路：金庄公路，混凝土硬化路面，路面宽5m,长3.32km,东接友仁屮学。项目区过境路及村级主路已基本硬化，通组道路部分破化，路网规模E2基本形成体系。但从总体上看，项目区山间道路不完善，田间道路布局不到位，部分III块无IH间道、生产路通达，不利于农业运输，使得进入耕作出块比较困难，给农业生产带来了诸多不便。另外，项目区内道路弯曲，分布不合理。这不仅使得农民实际耕作距离加大，下111时间延长，I佃且直接导致【II间道路占地而积增大，农业用地冇效利用系数减小，影响并制约了项目区的农业生产。此外，区内农出更、道路两旁多杂草，影响耕作和作物的生长，急需本次土地综合整治项目进行规划建设。耽和村道路现状调查统计表如下表2.表2胜和村道路现状调查统计表Tab.2Shengheroadsurveystatistics序号等级路名路宽(m)村域内路长(km)路面n1过境道路长常高速263.17沥青路面2过境道路峙半公路51.99混凝土路面3村庄支路茶塘公路3.51.83混凝上路面4村庄支路金寺路31.00混凝土路面3.2水源工程设施3.2.1山塘项目区现冇山塘而积11.16hm2,有效容积约22.32万nA目前区内山塘未充分利用，其中5个山塘养鱼，但未成规模化管理，收效很低，对于开发为长远的休闲垂钓旅游建设来说，其配套设施根本不到位，更因周围杂树杂草丛生，使得项目区的休闲旅游行业受到一定程度上的滞碍。•其屮2口山塘临山侧已硕化，灌溉与养鱼相结合，但因硕化年限久远，现渗漏严重；其他区域内山塘皆为土质坡而，塘内淤积较严重，塘堤内外坍塌，急需修整。2.2沟渠原冇沟渠未进行整理区域的沟渠多为土质，淤积渗漏严重，灌排水困难，渠系及渠系建筑物不配套，需通过本次整治项目完善灌排渠系，仅肌和村长常高速公路以南的72.16hm2土地已进行整理，沟渠已用预制栓U型槽或预制磴六方块护砌，但冇少数III块灌排难的问题仍然存在，需对英进行完善。2.3电力设施村内现冇变压器9台，装机容量950KW,农电网改造已经完成。3.4农田防护与生态环境保持工程设施项目区内没冇比较集屮的污染源，主要的污染是当地居民点的生活用水和农药化肥污染，基本上没冇超过环境的自净能力，所以，本项目在二期规划设计时除设置用于排渍、排污及排洪的排水沟外，没冇必要采取英他的污水处理设施。4项目区水资源供需平衡分析计算3.1用水现状项目区的需水主要是农业，而居民生活用水、牲畜饮水和其他用水所占比重很小,I佃这些用水一般取至地下泉井，无需水利工程供水。本次对项目区水资源供需分析计算只考虑现冇耕地、新增耕地的需水量。4.2供水量分析2.1设计灌溉保证率及代表年的确定项目区屈亚热带季风湿润气候，四季分明，阳光充足，气候温和，雨量充沛，区n内主要种植作物为水稻，项目区灌溉设计保证率按《土地开发整理项目规划设计规范》（TD/T1012-2000）、《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-98）水田区应为85%〜95%,旱地应为75%〜85%,本项目区水量较充沛，取水山区P二90%,旱地区P二80%,设计代表年为1971年。项目区选择湖南省望城区气彖站为代表站，各典型年的月降水量详见表3、表4。表3项目区典型年降水量月分配情况表单位：mmTab.3Thetypicalyearprojectareamonthlyprecipitationallocationtable年别年份项目1月2月3月4月5月6月平水年（p二50%）1962降水最51.2863.3285.49141.1282.2209.2%3.524.345.869.6819.3614.35偏枯年（p二75%）1978降水量47.159.33100.6153.2214.3176.5%3.784.778.0812.3117.2214.18枯水年（p二90%）1971降水量51.234&6184.2161.1186.2145.2%4.434.207.2813.9216.1012.55多年平均降水暈61.6668.88101.9163.6239.418&8%4.334.847.1611.4916.8113.26表4项目区典型年降水量月分配情况表单位:mmTab.4Thetypicalyearprojectareamonthlyprecipitationallocationtable•年份项目7刀8刀9刀10刀11刀12月全年平水年（P二50%）1962降水量108.32127.19115.62111.2985.5677.28145&06n续表1•年份项H7刀8刀9刀10刀11刀12月全年%7.43&727.937.635.85.3100偏枯年（p二75%）1978降水量98.63102.395.3370.3551.475.61244.81%7.92&227.665.654.1C6.0r-7100枯水年（p二90%）1971降水量112.03105.6381.0768.1851.2762.331157.18%9.689.137.015.894.435.3100多年平均降水量117.43122.81108.494.3873.8582.851424.1%8.25&627.616.635.195.82100经各典型年降雨资料可知灌溉保证率1）二90%的设计代表年为1971年，年降雨量为1157.18mm。4.2.2可供水量分析a）大气降水项目区属亚热带季风湿润气候，四季分明，阳光充足，气候温和，雨量充沛，年内降水一般集屮在3〜6月，7〜9月份干旱明显。项目区多年平均降水量1424.1mm,从该地区的水资源和气候来分析，完全适合多种农作物的生长。b）地表水资源项目区主要的灌溉水源来自于区内大小不等的40余口山塘和乌山水库来水，小部分靠山冲来水灌溉。地表水资源较为丰富，根据望城区实测径流资料，多年平均径流深为670mm,项目区建设规模13&66hm2,多年平均径流量为154.18万朮。再根据Cv和Cs值，推算项目区不同频率的地表水资源，计算结杲详见表5。表5项目区不同频率地表资源表Tab.5Theprojectareaofdifferentfrequencysurfaceresourcetable频率P=50%P二75%P二90%多年平均地表水资源量（万代）162.2138.8107.7154.18c）地下水资源项目区内地下水资源主要来自降水及灌溉用水的浸透，水量较少，且水温较低,n不利于农作物生长，一般不用于灌溉，故农业灌溉用水不考虑地下水量。4.2.3可供水量计算项目区主要的灌溉水源来自于区内大小不等的40余口山塘和乌山水库来水，小部分靠山冲来水灌溉。根据项目区现有水利设施情况，项目区可供水量按以下方法计算：a)乌山水库供水量：乌山水库的干渠都流经项目区，可供水量约6000万n?,控制而积近2400hm2,其屮控制项目区60hm2,折算后可为项目区捉供150万m3ob)塘堰、水库供水量按下式计算：利用径流系数和降水资料估算塘堰供水量。经查万分Z—土地利用现状图，项目区供水塘集雨而积为0.913kmW=0.aPFri(1)式中a——年径流系数；P——年降水量(mm)；F集水而积(km2)；n——塘堰蓄水系数，考虑蒸发、渗漏、弃水等，取值0.65oW=0.1X670H-1358.2X1358.2mmX1.826km2X0.65=39.76万mW供=150万m'+39.76万m3=189.76万m34.3水资源供需平衡计算4.3.1灌溉定额的确定整治后项目区耕地而积112.14hm2,以水III而积为主，少数旱地，根据《湖南省农村用水定额》查得在灌溉保证率1)二90%的条件下该区双季水稻综合灌溉定额为10035m7hm2(P=90%),旱作物的定额约为1143m3/hm，(P=80%),蔬菜的定额约为6900m7hm2(P二80%),灌溉水利用系数釆用0.7。4.3.2供需平衡分析根据上述原则，在灌溉保证率P二90%的条件下，根据项目区需水量、区内水利设施可供水量逐月进行水资源平衡分析，水量调度原则为：供水不留缺口，满足项目区需水要求。项目区引水工程控制集雨而积较大，来水量充足，经计算可供水量189.76万m3大于灌溉需水量182.05万〃，只要完善项目区内排灌水利设施，完全可保证区内农作物旱涝保收。项目区水资源需求平衡详见表6和表7on表6项目区自流片水量供需平衡表(水田区)单位：万NTab.6Projectareaartesianwatersupplyanddemandbalancesheet(paddyfield)月份净灌水定额(m3/hm2)灌溉面积(hnf)灌溉寻净导水量毛及水堰叮量库水塘水产备注455288.797.118.899.24□21988.792.823.534.35661488.797.919.8810.83723048&7929.6737.0940.25水量富8254888.7932.8241.0243.84余922558&7929.0436.3039.5710154388.7919.8724.8430.63合计10035129.24161.5517&71表7项目区自流片水量供需平衡表(旱地区)单位:万n?Tab.7Projectareaartesianwatersupplyanddemandbalancesheet(aridregion)月份净灌水定额(m3/hm2)灌溉面积(hm2)灌溉需水量净毛箫水池及ill冲來水产水量备注78751&841.652.362.48水量富826818.840.500.720.86余小计11432.153.083.345项目工程规划5.1总体布局根据项目区原有沟渠和道路，对项目区进行分区。划分为A、B、C区。A区平整面积28.55hm2,设计出块由原出块方向布置，分为138个平整出块，出块面积3〜5亩。A区主要是泵房提水下接农渠进行灌溉；斗渠A-4接1#电灌站分水到农渠进行灌溉;斗渠A-1接3诧灌站分水到农渠进行灌溉并引水到整修塘13进行农IH灌溉。A区共布有田间道2条，出间道A-1、田间道A-2(—级出间道)是村民生产生活的主要道道路。B区平整面积42.155hm2,设计出块由原出块方向布置，分为211个平整田块，出块面积3〜5亩，具余均为非平整区。B区主要水源斗渠-B-6、斗渠-B-5、斗渠43-4都是从乌山水库南干渠来水，下接农渠进行灌溉；斗渠B-1接区外水塘进行灌溉区内水111,B区布置了2条二级山间道、1条一级山间道与主要居民点相接，改善了当地农民的出行n条件。B区排水将集屮通过斗沟B-1排入八曲河。C区平整面积37.395hm2,设计田块由原田块方向布置,分为194个平整田块，田块面积3〜5亩，其余均为非平整区。C区主要水源是从乌山水库北干渠来水，引水至蓄水池及各斗渠进行灌溉；布置了2条II【间道与主耍居民点相接，改善了当地农民的出行条件。C区排水将集中通过斗沟C-1排入八曲河。5.2土地平整工程规划a)土地平整分区项目区的土地平整尽可能的增加冇效耕地而积、IH而平整、更稳定、冇利于农作物的生长和山间灌排水、方便农业机械化作业和川间耕作，提高规模化经营水平，促进农村土地流转。a)111块修筑工程规划根据项目区的平整分区，参照项目区的地形特征，耕作III块的规格分梯III和条山两种，条I1II1I块长边与农沟、农渠或生产路平行，使整理后的山块能达到自流灌溉自流排水的要求。5.3灌溉与排水工程规划4.3.1水源工程规划电泵站：项目区有部分区域需靠电泵站捉水灌溉，根据群众耍求，结合实地情况,电泵站引水采用地下埋暗管的形式从八曲河引水。山塘整修：项目区山塘因年久失修，渗漏严重，需对其进行渗漏加固处理，使项目区的农111灌溉得到了保证。新修拦水坝：本次共规划拦水坝1座。能使上游项目地区农山能得到冇效地水源灌溉。蓄水池：区内拟规划蓄水池4处，蓄水池储存农IH用水，在丰水期和枯水期都能控制、调节农山用水。5.3.2输水工程规划共布置斗渠14条，分矩形渠、U型渠2种型式，其屮斗渠I型7条，斗渠II型7条，所布置渠道可冇效的解决项目区输水问题。5.4土地利用结构调整对项目区进行现状地类统计，项目区建设规模138.66hm2,-Jt屮耕地107・92hn?,n通过土地整理后，耕地而积由现状的107.92hm2增加到112.14hn乙新增耕地4.23hm2o具体详见表8。表8土地利用结构调整表单位：血Tab.8Thelandusestructureadjustmenttable一级地类二级地类面积(hm2)规划前占建设规模比例(%)积>2n面(h规划后占建设规模比例(%)面积变化建设规模1面积138.66100138.66100名称编码名称011水m100.0172.13109.8479.229.831耕地013旱地7.915.702.301.66-5.61小计107.9277.83112.1480.884.233林地033其它林地0.820.590.820.590.004草地043其它草地0.960.690.100.07-0.860交地通用104农村道路2.691.943.742.701.05水水域及利设114坑塘水面11.16&05&756.31-2.41116内陆滩涂1.531.100.000.00-1.531施用地117沟渠3.442.483.212.32-0.23小ii16.1211.6311.96&63-4.162其地它土123m坎10.147.329.897.13-0.256项目区工程设计6.1土地平整工程设计6.1.1田块修筑工程设计□□块设计主要以条B和梯B为主，结合规划的沟、渠、路为界划分项口区的田块。平整区皿块从有利于组织灌排、农作物通风采光、尽可能减少土方工程量的角度进行布设。根据实际情况进行局部土地平整。整理后的田块应有利于作物的生长发育，有利于B间机械作业，有利于水土保持，满足灌溉排水要求和防风要求，便于经营管理。4.1.2表土剥离和回填根据项口区实际情况，大部分□□块耕作层0.3〜0.5m,耕作层以下土壤肥力不高,不进行2〜3年的土壤培肥则无法耕种，必须采取一定的表土保护措施，当皿块挖填深度大于0.3m吋，进行0.2m的表土剥离回填。6.1.3客土的挖填n[□块耕作层厚度不少F30cm,在平整土地时，先将表层土土壤铲运移至专设的存放区，利用深层贫瘠土进行平整，再将存放区内的耕作层表土回填，其厚度不少于30cm,不足部分运客土补充。6.1.4细部平整及培肥细部平整适用于回填耕作层平整度达不到111而起伏不超过3cm要求的III而平整，可根据实际需要选取人工平整及机械翻耕工程措施。人工培肥工程适用丁•新增耕地质量的捉高，项目区荒草地翻耕成耕地后土壤肥力较低，需多施用农家肥和冇机化肥进行土壤改良，逐步捉高土壤肥力。6.2灌溉与排水工程设计6.2.1输水工程设计项目区农111水利工程总体采用“灌排相邻”的模式，山块设计时需考虑农业机械化和农山规模化经营的要求，结合当地种植经验和项目区地形进行布置。渠道布置充分考虑项目区地形布设，同时遵循充分利用原冇水利设施和投资最少原则，采用单向灌排，灌渠和排水沟相邻布置。6.2.2渠道设计流量渠道的设计流量由英控制的灌溉而积确定，根据《土地开发整理项目规划设计规范》(TD/T1012-2000)、《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288—99)、项目区水资源平衡分析、以及南方地区的耕作习惯、作物种植结构等实际情况及已实施的山间工程，灌溉保证率P二90%时，双季水稻净灌水定额为1200m7hm2o续灌渠道：Q二(2)Tx3600xZx7式屮：“——渠系水利用系数，一般取0.&m——主要作物用水高峰期的最大灌水定额(m7hm2)；t——每天灌水时数，自流灌区取24h；T——灌水延续时间(d),取3d；A——渠道灌溉面积(hm2)o斗渠设计流量以斗渠I型B-1为例，^=0.8,m=1200m3/hm2,t=24h,T=3d,A=6.71hm2o=80x6.89x15=0.04m3/s3x3600x24x0.8nQ枕二（1+0.3）x（2=（l+0.3）x0.04=0.052m3/s斗渠I型B-l的流量取加大流量为0.052m7so农渠设计流量以农渠C-15为例，〃=0・8,m=1200m7hm2,t=24h,T=3d,A二2.30h『。80x2.32x15=001W/s3x3600x24x0.8故农渠C-27的灌溉设计流量为0.013m7so6.2.3渠道横断面设计渠道横断面通过水力计算确定，一般按明渠均匀流进行水力计算，基本公式为：Q=ACyfRi（3）式中：Q—渠道设计流量（n?/s）；A—渠道过水断面面积（点）；1C=-R^宀C—谢才系数，n（m，/2/s）；R—水力半径，R=A/X（m）；X—湿周（m）；i—渠底比降；n—渠床糙率系数；（1）渠道纵坡渠底比降尽量接近地面比降，避免深挖高填，以及灌溉出块的出面高程，并参照已实施的工程，斗渠纵坡均取1/2000、农渠纵坡均取l/1500o（2）渠床糙率灌溉渠道采用殓进行护砌，既可减小渠床糙率又可增加渠道边坡稳定性。殓护砌后渠床糙率n二0.017。（3）渠道不冲不淤流速经试验研究及己建成渠道的经验数值，护砌渠道的不冲流速为5m/s（径护砌）、2.5m/s（砌石护砌），其不淤流速0.22m/s以上。本次设计的渠道要求其流速满足不冲不淤要求。（4）渠堤宽度为满足生产耍求，斗渠渠堤宽度一般为0.5m。（5）渠道堤顶超高考虑到项冃区渠道设计流量小，堤顶超高取0.10〜0.20川。（6）渠道横断而设计渠道横断而设计釆用试算法：以斗渠I型B-1为例，加大流量为0・052n?/s,n初拟断而为矩形断而，尺寸为0.5X0.6m,纵坡i为1/2000,渠床糙率n=0.017,渠宽取0.5m,渠顶超高取0.15mo则有:b=0.5m,h=0.45〃?,加=0X=b+2h=0.5m+2x0.45m=1AOmR=A/X=bh/b+2h=0.5x0.45/1.40=0.16mC=l/0.017x（0」6严=43.37Q=AC^Ri=0.025x43.37x7（）.16x0.017=（）.087//$V=Q/A=0.087/0.225=0.39m/s根据《土地整理工程设计》，小型渠道平均流速＞0.22m/s；混凝土护砌V不冲＜5.0m/s。所求：你於＜V＜V4＜冲，满足过流要求及不冲不淤要求，故拟定的断而为0.5n）x0.6m（宽x高）。以农渠C-15为例，设计流量为0.013m7s,初拟断而矩形断而，尺寸为0.3X0.4m,纵坡为1/1500,渠床糙率n二0.017,经试算，渠宽取0.3m,渠顶超高取0.Im,设计水深0.3m,湿周X=0.9m,过水流量为0.029m7s,设计流速v=0.33m/s,满足过流要求及不冲不淤要求，故拟定断面尺寸为0.3X0・4n）（宽x高）。斗渠和农渠的横断而水力设计成果见表9。表9渠道横断面水力计算成果Tab.9Channelcross-sectionalhydrauliccalculationresults渠控制设计加人宽水渠湿过水水比糙谢才过水设道面积流量设计m深m深周断面力降率系数流量计名（hm2称）（『/S）流量(m3/s)mXA半径R■1nCQ流速V斗渠T6.710.0400.0520.50.4□0.61.400.2250.160.00050.01743.370.0870.39熨斗26.30.150.190.0.70.92.20.520.20.0000.0146.30.260.5渠0287□05457361II2.300.0130.30.30.450.900.090.10.000670.01740.0760.0290.336.2.4渠道纵断面设计为满足自流灌溉的要求，各级渠道分水口处都应具冇足够的水位高程。设计水位线上各点高程是根据灌溉而积上控制点的高程，加上渠道的沿程水头损失和渠系建筑n物的局部水头损失，自下而上逐级推算出来的，推算公式如下：//分=人（）+〃+工山+（4）式屮：H分一渠道分水口处的水位高程（m）；Ao—渠道灌溉而积上控制点的高程5）；h—控制点与该处末级固定渠道水而的高差，一般取0.1〜0.2m；L—水流到控制点所经各级渠道的长度（m）；i—相应各级渠道的比降；2。一水流通过齐渠系建筑物的局部水头损失（m）（/2=A-.—）o7d2g6.3排水沟设计项口区位于丘陵区，排泄的水量主要有下雨时的田而涝水，原有农田渍水和涝水均由斗沟排往项口区外。6.3.1排涝排渍设计标准a）排涝标准根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）要求，排涝标准的设计暴雨重现期，应根据排水区的自然条件、涝灾的严重程度及影响大小等因索，经技术经济论证确定，采用设计频率1-10%的标准。项目区地处丘陵区，天然排水条件较好，结合当地实际，十年一遇一日暴雨一日排至田间水稻允许耐淹深度，该地区十年一遇一日暴雨量为156.8mm（根据《湖南省暴雨洪水查算手册》（省水利厅84年编）查算）。十年一遇最大一H暴雨相应蒸发量5mm,III间水稻耐淹水深50mmob）排渍标准冇渍害的农作物区，农作物生长期地下水位应以排渍深度作为控制标准。降水过后地下水位上升至地表时，对旱作物要求3天内地下水位降低到地表以下0.8m,对水稻区要求3天内地下水降至地表以下0・5ni。具体断而设计，根据沟深与间距的关系式来计算排水沟的深度。根据上式及排水而积计算各排水沟的排水流量，对个别排山洪和整修的排水沟，一般以向当地老百姓调查洪水大小及参照原有排水沟断面大小来确定其断面尺寸。6.3.2设计流量计算水III区的设计净雨深常用暴雨扣损法计算，计算公式为：R=P-h、一f一E(5)式屮：R设计净雨深(iiim)；nP设计暴雨量(mm)；hi——稻111的滞蓄水深(mm),与暴雨发生时间、水稻的类别和品种、生长期及耐淹历时冇关，根据当地试验和调查资料确定，一般采用水稻允许淹水深与降雨前田面水深的差值(hi=40mm)；f设计排涝历时T内的稻Fl渗漏量(mm)。(f=3mm)E——设计排涝历时T内的稻田腾发量(伽)。E=aEdT,a为雨水系数，根据当地试验资料确定，Ed为水面腾发强度，一般为3^5mm/d(E=5mm)oR=156.8-40-3-5=108.8(mm)平均排除法平均排除法是以排水面积上的设计径流深在规定的排水时间内平均排除的虚拟方式来计算排涝模数或排涝流量的。计算公式为：cRFQ=3・677(6)式中：Q——排涝设计流量(m7s)；R设计径流深(mm)；T——排涝历吋(d),根据《土地开发整理项目规划设计规范》(TD/T1012-2000),丘陵地区十年一遇一日暴雨一日排至B间水稻允许耐淹深度，故T=1(天)；t每天排水吋数(h),自流排水t二24h；F——排涝面积(knd(灌排农渠按其排水所控制的水皿最大面积3.64hm2计算)。6.3.3排水沟纵断面设计排水沟设计比降-般与地面坡度接近，以减少过人的填挖方量，各排水沟设计比降均采用1/1000,由比降推算出沟底高程，设计水面线高程为沟底高程加上水深；考虑到B间排渍的耍求，斗沟采用窄深式。6.3.4排水沟横断面设计1)边坡系数吐项目区内斗沟拟釆用梯形断而，衬砌材料采用现浇栓，梯形斗沟边坡系数斗沟I型采用0.3,斗沟II型采用0・5,农沟釆用梯形土沟，边坡系数为1:0.75,沟堤外侧边坡为0.5。2）糙率m用碇衬砌的排水沟n=0.017,土沟n=0.025。斗沟和农沟的横断而水力设计成果见表10on表10斗沟和农沟的横断面水力设计成果表Tab.10Bucketditchandagriculturalditchcross-sectionalhydraulicdesignresulttable渠道名称排涝面积hm2排涝面积设计流量m3/s断而流量m3/s底宽超高渠深比降糙率流速V斗沟I型10.560.110.1330.1430.40.450.300.150.60.0010.0170.59斗沟II型39.600.400.4980.5370.50.850.500.151.00.0010.0220.68农沟6.520.070.0820.0980.300.400.750.100.50.0010.0250.416.4水工建筑物工程设计6.4.1水闸设计a）分水闸分水闸位于农渠的进水口，型式为涵洞式。闸室段采用混凝土整体式结构。A：闸室底槛高程与上一级渠道底板高程相平。闸孔宽度的确定：为便于施工，分水闸的闸室设计为平底的、矩形闸孔，故闸孔宽度叮按无底槛宽顶堰进行计算确定，计算公式：QsSmnb伍HJ?（?）式中：b—每孔净宽；n—闸孔孔数，木设计孔数均为1；H。一包括行近流速水头的堰前水头，即Ho-H+Vo2/（2g）,H为上级渠道分引水后的设计流量的相应水头；v。一行近流速；in—自由溢流的流量系数，取为0.385；oc—侧收缩系数，取0.87；os—淹没系数，由hs/Ho在《水力计算手册》表3-1-8查得；hs—从堰顶起算的下游水深。计算步骤为：先假定一个闸室宽B1,再根据上式计算过流量，当过流量等于要求过流量时，即可确定所假定B1即为所求。C：闸孔高度：根据闸所在渠道确定，为施工方便，闸顶与渠道侧边顶平齐。D：闸下消能：灌溉渠道上的分水闸，一般可不设消能设施，当闸出口为陡槽时应设消能。n分水闸的闸门采用直升式钢筋混凝土平板门，闸门比斗渠设计水深高0.05in,米用手动启闭。b)节制闸为控制渠道水位、调节流量、保证配水及渲泄洪水需布置节制闸。节制闸闸身均采用整体式碇结构。A：闸室底槛高程与上一级渠道底板高程相平。氏闸孔宽度的确定：为便于施工，闸室设计为平底的、矩形闸孔，故闸孔宽度可按无底槛宽顶堰出流的条件进行计算确定，计算公式：Q-bsmnb莎(g)式中：b—每孔净宽；n—闸孔孔数，本设计孔数均为1;Ho—包括行近流速水头的堰前水头，即Ho=H+vo2/(2g),H为上级渠道分引水后的设计流量的相应水头；Vo—行进流速；m—自ft］溢流的流量系数，取为0.385；OC—侧收缩系数，取0.87；os—淹没系数，出hs/H。在《水力计算手册》表3-1-8查得；hs—从堰顶起算的下游水深。计算步骤为：先假定一个闸室宽B1,再根据上式计算过流量，当过流量等于要求过流量时，即可确定所假定B1即为所求。C：闸孔高度：根据闸所在渠道确定，为施工方便，闸顶与渠道侧边顶平齐。D：闸下消能：灌溉渠道上的节制闸，一般可不设消能设施，当闸出口为陡槽时应设消能。E：进口上游侧、出口下游侧均设八字导墙，导墙长度L根据计算确定：L=(B、-角)*ctg—丨2(9)2进口渐变段收缩角，或出口的扩散角，一般为300；Bi，禺-闸室、进口或出口的宽度。闸身设闸门，斗渠、农渠上节制闸闸门为直升式钢筋混凝土平板门，均采用手动启闭。n6.4.2涵管设计对斗沟、农沟、斗渠、农渠穿越干道、山间道、生产路的情况，布置为涵管(洞)。涵管采用预制栓管，涵管直径根据计算确定。涵底坡取1/500,属于陡坡，其泄流能力不受洞长影响，按短洞计算，计算公式为：Q=〃q/屁〃胪(10)式中：b—涵洞过水断面宽度(m),当过水断面为非矩形吋，b=wk/hk；6—淹没系数；H。一涵洞进口断面底板高程起算的上游总水头(m)；m一流量系数，取为0.35o计算步骤为：先假定一个洞径D,求出相应的b,再根据上式计算过流量，当过流量等于要求过流量吋，即可确定所假定D即为所求。表11涵洞尺寸特性表Tab.11Thesizeoftheculvertcharacteristicstable型式型式说明数呆断面形式管直径(m)管壁厚(m)管长(m)备注涵洞I型*300,管长3m9<1)3000.30.0353农渠穿生产路涵洞II型4)300,管长5m64)3000.30.0355农渠穿FH间道涵洞III型<1)400,管长3m10(1)4000.40.43农沟穿生产路涵洞IV型4)600,管长3m124>6000.60.063斗渠I型过生产路涵洞V型(1)800,管长3m14<1)8000.80.13斗渠II型和斗沟I型过生产路6.4.3陡坡设计项目区位于丘陵区，B块之间存在自然高差，为避免深挖、高填方渠段，根据渠道设计比降和实际地形状况，将渠底高程的落差适当集屮，在落差集屮处修n建陡坡。对于高差小于0.5m的落差渠道采用填方，落差大于0・5ni的渠段则设置陡坡，坡比为1：2.5,出口是否需设置消能池由水力计算确定，若水跃的跃后水深(陡坡末端收缩水深he的共轨水深)大于下游渠道水深，产生远离式水跃，需设置消能池，强迫英发生淹没水跃。消力池的水力计算参考《水力计算手册》。s=hc-ht(11)I=4.5/rsc(12)ffh.(13)hc(14)F.hc7ghc(15)式屮：z。一计入行进流速的上、下游水位差；q—水舌跌落处的单宽流量；申一流速系数，取0.9；cc—系数，取1.05；g—重力加速度；Fn—收缩断而处的佛汝徳数；S—消力池深度(m)；消力池长度(m)；he—消力池下游渠道水深(m)；hc一陡坡末端收缩水深(m)；瓜—陡坡末端收缩水深he的共辘水深(m)。n对流量为0.05加3/s的渠道，经计算，水跃跃前水深he为0.05m,其共轨水深为H0.40m,渠道下游水深为0.35m,(九＞ht)需设置消能池。计算池深为0.05m,池长1.81m,根据已建的消能池经验，池长取2.0m,池深0.2叫池宽与渠道一致。陡坡坡比取1：2.5,陡槽与进水缺口渠断而相同。陡槽边墙高度为进水缺口边墙顶点与消能池起始处边墙顶点用直线相连。6.4.4进水口设计为方便山块向渠道取水，本项目拟设计进水口，断而形式采用矩形断而，0.3X0.3m（宽X高），釆用C15现浇磴三面衬砌,衬砌厚度为60im厚。6.4.5出水口设计为方便川块向排水沟排水，本项目拟设计岀水口，断而形式采用矩形断而，0.3X0.3m（宽X高），釆用C15现浇磴三面衬砌,衬砌厚度为60mm厚。6.4.6沉砂池设计为减少分水闸和涵管沉砂堵塞，同时方便农民生产需要，在分水闸、涵管进水口处设沉砂池，沉砂池规格依渠道尺寸而定，池壁及底板采用0.15m厚C20现浇莊。4.7拦水坝设计项目区冇部分III块需从双龙渠道引水灌溉，因原冇数量少，渠尾供水困难，应当地群众的强烈要求，新建1处拦水坝，以抬高水位，引水入渠，灌溉区内农田。依照《小型水利工程设计手册》和溪沟实际情况确定。6.5田间路桥工程设计1）一级田间道:共布置了一级田间道路2条,长1277.8m,该2条道路是村内各组Z间的重要通道，路而总宽5m,每侧土路肩宽0.5m,栓路而宽4.0m,高出川而0.5m,0.1m厚砾石垫层，0.加厚C25混凝土路面，索土夯实路基。2）二级III间道：规划二级111间道5条，长1.78km,路而宽4m,采用0.15m厚砂砾石路而。3）生产路：规划生产路25条，长7.69km,路而宽2.4m,釆用土路而；6.6机耕桥、人行桥设计规划机耕桥2座，净跨3.5m,宽4m,M7.5浆砌石桥墩，C30混凝土现浇钢筋桥板，桥而板长4.Oni。规划人行桥7座，桥长为l・9ni,桥而宽2.7m,分别高1.0m,两侧边墩釆用M7.5浆砌石砌筑，桥而板釆用0.2m厚钢筋桧板。n7农田防护与生态环境保持工程设计1下田坡道道路两侧为沟渠时为方便机械下111,考虑下111坡道59处，其屮I型为农渠过生产路，共20处，釆用"300涵管预制钢筋栓管过水，II型为农沟过生产路，共39处，采用©400涵管预制钢筋轮管过水；C25稔路面，底部设0.3X0.3mC20基座，长度以英实际跨度为准。8其他工程设计1）项目标志工程项口区设项口标志牌1块，按省厅尺寸规格制作，标志牌地面以上2・8m高，l・8n）宽。2）电杆护砌工程拟对动土区威内的电杆进行加固，共63处，釆用红砖护砌，平而尺寸0.8X0.8mo9生态环境保持工程9.1妥善处理、综合利用生活垃圾和同体废物首先，通过合理规划和环保宣传等手段，减少生产建设及生活过程屮废弃物和垃圾的排放量；其次是废弃物的再利用，通过对废弃物的转化，以达到“化害为利，变废为宝”的目的。在近郊选择适宜的洼地和沟道，经过处理后填充废弃物，既妥善处理了废弃物的堆放问题，又解决了破碎地表易受侵蚀的问题。9.2加大植树种草工作、增加绿地面积对项目区的弃渣堆积区、贫瘠废弃地，以保持水土、改良土壤为主要目的。栽植适应能力较强、能固氮、根系发达、易成活的树种或草种；对于短期内无法上马工程建设备用地，应采取临时性绿化措施；对于公路两旁以及城市边缘废弃地等，应通过一定的技术措施，合理利用土地选择适宜的树种、草种，进行绿化保护，以增加绿地而积，防止水土流失发生。10总结本设计主要针对当地基础设施总体水平较差，大部分IH间道分布散乱、坑洼不平、灌排设施大部分为土质渠道、淤积严重等突岀问题，结合当地地形地貌以及现有的水利基础设施，因地制宜，从土地平整、灌溉排水工程、水利建筑等三个方面对项目区进行合理的规划。从而改善项目区洪涝灾害，使农出布局趋向合理化，合理分配和利用现有的水力资源，充分调动和利用了水利设施，从而达到降低农业生产成本，捉高n农业产量的目的。参考文献［1］郭元裕.农田水利学［M］・北京:中国水利水电出版社,1997.［2］汪志农.灌溉排水工程学［M］・北京:中国农业出版社,2005.［3］杨宝中等.土地整理中的水资源平衡分析计算［J］安徽农业科学,2007.［4］吴持恭.水力学［M］.北京：高等教育出版，2003.⑸国土资源部土地整理中心.土地开发整理标准[Z].北京：中国计划出版社，2000.[6]喻光明，车懿，林小薇等.土地整理规划中的水资源需求分析与工程设计[J].华中师范大学学报，2007.[7]中华人民共和国水利部主编.灌溉与排水工程设计规范[Z].北京：中国计划出版社，1997[8]丁学智，赵亚伟，规划土地开发整理工作实现耕地总量动态平衡[J].科技情报开发与经济，2000(12).⑼III-艳妹,吴次芳，黄鸿鸿.农地整理工程队农山生态的影响及生态环境保育型模型设计山[J].农业工程学报,2001.4.邱国锋，我国土地整理的实践与探索[J].经济地理,2003.5.胡银根，韩桐魁，农地整理项II规划方案择优[J].农口经济,2004.6.张学，王宝英.农山灌水定额的确定[J].西北水资源与水工程,1994.L13]潘强，曹秀清，许浒.小型农田水利工程规划问题研究[J].江淮水利科技,2006.[14]邓彦波.小型水利工程存在的主要问题及解决对策[J].中国新技术新产品,2010.[15]麦家轩主编•水工建筑物[M]・北京:清华大学出版社,2005.[16]史海滨，m军仓，刘庆华，灌溉排水工程学[M].北京：中国水利水电出版社，2006.[17]张野，苏芳莉.土地整理过程中的水土流火与防治对策[J].水土保持应用，2008.[18]TWRMResultsinSouthKyrgyzstaninTermsofWaterProductivityImprovement[J]・EnvironmentalSecurity・2009・[19]PrabhataK・Swamee,GovindaC,MishraandBhaguR,Chahar.MinimumCostDesignof1inedcanalsections[J]・WaterResourcesManagement,2000.[20]PhilipLawrence,EdmundAtkinson，Depositionoffinesedimentsinirrigationcanals[J].IrrigationandDrainageSystems,1998.n致谢本文是在王辉老师的悉心指导下完成的。从毕业设计题目的选择、到选到课题的研究和论证，再到本毕业设计的编写、修改，每一步都有王老师的细心指导和认真的解析。在王老师的指导下，我在各方面都有所提高，老师以严谨求实，一丝不苟的治学态度和勤勉的工作态度深深感染了我，给我巨大的启迪，鼓舞和鞭策，并成为我人生路上值得学习的榜样。使我的知识层次又冇所捉高。同时感谢所冇教育过我的专业老师，你们传授的专业知识是我不断成长的源泉也是完成本论文的基础。也感谢我同一组的组员和班里的同学是你们在我遇到难题是帮我找到大量资料，解决难题。再次真诚感谢所冇帮助过我的老师，同学。通过这次毕业设计不仅提高了我独立思考问题解决问题的能力而月•培养了认真严谨，一丝不苟的学习态度，由于本人的经验匮乏，能力冇限，该设计在篇幅大小、表达深度、图文体例等方而可能存在许多不足Z处。对于所采用的方案，述需更进一步的结合实际，充分考虑工程环境、经济成本和施工难度等因素，做到设计安全、经济、科学、合理。设计存在所存在的不足z处，敬请各位老师批评指正。附录附录1:望城区白薯铺镇胜和村（二期）土地综合整治项目农山水利工程设计图集