中低产田改造项目扩初设计报告

1、扩大初步设计报告一、扩初设计编制说明（一）扩初设计任务XX县XX镇XX垸土地治理中低产田改造项目扩初设计是根据鄂农办发20086号文件发布的湖北省农业综合开发办公室关于下达200年农业综合开发土地治理项目财政投资控制指标和编报项目的通知进行扩大初步阶段规划设计，参与规划方案的有XX县农业综合开发办公室、XX县XX镇人民政府等单位。项目规模中低产田改造万亩，建设总投资万元，其中财政投资万元。（-）扩初设计过程1、资料熟悉阶段：调阅项目相关文件，熟悉项目区地形图、水文资料和社会经济状况等基本情况。2、实地勘测阶段：项目区实地测量，调查了解水系、土壤、植被、水工建（构）筑物、道路交通和电力设施等基础

2、数据。3、规划设计阶段：综合分析资料信息及实地勘察数据，依据地形测绘图进行水利工程、土地平整工程和道路林网工程的规划布局与工程设计。4、修编定稿阶段：扩初设计初稿经过征询基层群众意见和相关领导审阅后修编定稿。（三）扩初设计编制的依据1、鄂农办发200号文湖北省农业综合开发办公室关于下达200年农业综合开发土地治理项目财政投资控制指标和编报项目的通知。2、国家农业综合开发土地治理项目建设标准（国农办200448号）;3、国家农业综合开发项目和资金管理暂行办法(财发字19991号)；4、国农办2003162号国家农业综合开发农民筹资投劳管理暂行规定；5、XX县国民经济和社会发展“十一五”规划和二0

3、一0年远景规划；6、行业工程技术相关规范(1)农田水利(中国水利水电出版社2006年出版)(2)水工混凝土结构设计规范SL/19196(3)灌溉与排水工程设计规范GB502899(4)水利工程计算规范(SL10495)(5)泵站设计规范(GB/T5026597)(6)水闸设计规范(SL265201)(7)公路桥涵设计通用规范(JTJ0212003)(8)渠道防渗工程技术规范(SL18P1)(四)参考文献资料(1)项目区万分之一地形图一一XX县国土资源局(2)XX县水资源开发利用现状报告一荆州市水文水资源局1993年编制。(3)湖北平原湖区暴雨径流及其参考分析湖北省水语文水资源局1995年编制。

4、(4)XX县防汛手册(农田水利基本情况)XX县水利局1997年编制。(5)湖北省参考作物需水量及水稻需水量等值线图研究湖北省水科所1994年编写。(6)水稻灌溉制度一沙市区丫角镇四湖排灌试验站，(7)XX县2006年国民经济统计年鉴XX县统计局。二、总体规划设计(-)项目区现状基本情况1、自然资源状况(1)地理位置及范围：XX县200年XX镇XX垸土地治理中低产田改造项目区位于XX县中南部，北至河，南起河，西靠河，东抵河，项目区内有省道沙洪公路从中贯穿，与在建的高速公路双石互通邻近，项目区范围总面积9.7平方公里，耕地面积1.1万亩。(2)气候：XX县属亚热带季风气候区，气候温和，四季分明，光

5、热充足，雨量充沛，春夏雨热同步，秋冬阳光互补。年平均气温在15.67.2度之间。全年无霜期为255天，年日照时间在17002300小时之间，年太阳辐射总量为95千卡/cm2114千卡/cm多年平均雨量980mm,降水多集中在每年的5-8月份。有利于农作物特别是水稻等湿地农作物生长。(3)地形地貌及土壤：项目区地貌为平原，地面绝对高程25.827.2米(黄海高程系)，地势略呈斜坡形，南高北低相对高差L5米，西高东低相对高差0.5米。项目区成土母质为江湖沉积物，主要为第四纪近代河流冲积物,土层深厚，土壤肥沃，具有冲积土壤一般具有的优越性和广义范围的多宜性，植被履盖率达85%以上。(4)地质水文江汉

6、平原为冲积平原，XX县所处江汉平原南部长江中游，河流网相连，抗旱排涝能力较强。据水文资料显示，长江最高洪水位38.3m,历史最高水位36.8m,最低水位25.4m。2、社会经济状况(1)、人口及劳动力：项目区范围涉及XX县XX镇所辖的朱塔、花园、赵祠、钟月、长江等5个行政村，现有人口6976人，劳动力3703人。(2)、土地利用现状：项目区总面积9.7平方公里，耕地总面积1.10万亩，其中水田8344亩，旱地2656亩，水田以种植中稻为主,部份稻油两熟制，旱地种植棉花、油菜、西瓜等经济作物，耕地复种指数1.6O(3)、农业生产：项目区现状水稻平均单产400公斤，油料平均产量100公斤，棉花平均

7、单产75公斤，2007年粮食总产量3574吨。(4)、农村经济：2007年项目区工农业总产值1826万元，其中工副业产值605万元，农业产值1221万元，农民人均纯收入2618元。(5)、农业科技服务体系：项目区农业科技服务体系是以XX县农业科技服务中心为依托，XX镇农技站为基层的两级农业科技服务体系，基层科技服务缺乏物质设备条件。3、基础设施状况(1)、水利工程现状：项目区排涝水系属螺山排区，灌溉水系属灌区，项目区现有抗旱河、沿江河均以灌溉为主分别自闸和闸引水源，河、河以排涝为主的支沟泄水分别下河、河干沟汇入干渠排出。项目区渠系骨干形成，农业生产大排大灌的问题可以解决，但是支、斗、农渠系不完

8、善，工程老化，缺少配套建筑物。(2)、道路交通现状：项目区内有省道公路贯穿，与在建高速公路互通连接线邻近，乡镇级公路有路和路，对外交通条件较好，垸内缺少村级公路和农田机耕道。(3)、电力电讯现状：农村电网改造已完成，项目区农电供求基本满足，通讯网络覆盖率已达100%。4、项目区存在的突出问题(1)、农田水利工程老化：项目区内现有沟渠均系土渠，普遍淤塞严重，输水能力及有效灌溉面积减退，渠系水利用系数仅0.4,灌溉保证率低于85%,农业生产灾害主要易旱，朱塔村东北部低洼珏地排涝标准低于10年一遇，整个项目区农业生产抗灾能力脆弱。(2)、农田成块格局不合理：现状耕地大体以村组为片，农户为块，插花零乱

9、，阡陌交错。由于耕作制度、灌溉制度落后，项目区农业生产处于低产徘徊状态。(3)、道路林网覆盖小：项目区农田渠网未完善，生产道路不相通，防护林网覆盖率低，机械作业不方便，生态环境质量差。(4)、农业科技含量低：项目区农业生产现状基本上采用传统种植模式和常规品种结构，效益不高，市场竞争力不强。(-)水土资源分析1、土壤适宜性分析项目区成土母质为江湖沉积物，土层深厚，土壤肥沃，具有冲积土壤一般具有的优越性和广义范围的多宜性。土壤质地适中，以轻壤和中壤为主。旱地有沙壤土、粘土；水田有淹育型潮沙田、潴育型淤泥田、有机质、速效碱解氮、速交磷、钾含量较为丰富，适宜水稻、油菜等多熟制农作物栽培2、水资源平衡分

10、析项目区常年雨量较为充沛，境内沟渠具有一定的调蓄能力。灌溉水源靠近长江，以抗旱渠和沿江渠为主要输水渠道，周边河流沟渠相通，农作物需水有保障。(1)、降雨量根据XX县水资源开发利用分析成果，95%的设计保证率条件下降雨P为903.9mm,典型年2000降雨年分配表：典型年降水量年内分配表月份123456789101112合计年降(mm)36.261.3116.170.3120.390.272.465.985.367.785.320.2903.9分配比46.812.87.813.3108.17.39.48.812.82.2100(2)、地表水项目区内抗旱河、沿江河均接长江水湖，最大流量20m7s,

11、年平均流量6m7s,平均年供水量为6m7sX24小时X3600秒X365天=18922万m3,水稻生长期4-7月计4个月可保证供水量为18922+12X4=6307万m3,项目区作物面积全部按1.1万亩，占流域控制面积10.5%,项目区内水稻生长期可获水量为6307万m3X10.5%=662万m3o(3)、设计水平年需水量灌溉保证率P=95%,典型年2000年，以种植水稻不确定灌溉定额，灌溉定额用下式计算：M=EPW(WOW1)M一灌溉定额(m，/亩)E一作物需水量(n?/亩)P一有效降雨，按设计降雨的80%计W一地下水补给(WOW1)一时段初和期末土壤润层内储水量根据当水稻的生育期及灌水试验

12、站资料代表年水稻的灌溉定额水稻灌水定额表单位：n?/亩代表年作物月灌水定额合计45672000年水稻11613210850406灌水模数：Q=a.m/0.36.T.t(m7s万亩)a一作物种植面积占灌区总面积的百分数(拟按100%)m一作物每次灌水定额（33m：7s万亩）T一灌水周期（7天）t每昼夜灌水24小时0=33/0.36X7X240.55M/s万亩）需水量包括：农业需水量，居民生活用水量，具体需水量见表。需水量表项目用水定额单位数量需水总量万农业灌溉406m：7|if11000447生活用水50升/人、日697613牲畜用水30按人均用水60%8介计468（4）、水资源平衡落卜算项目区

13、总需水量通过计算为427万m3o供水量主要来源为地表水和天然降水。天然降水利用水以70%计。85%频率年份降水891.2mm,水稻生长期用水4个月，可获天然降水0.8912X7333334X0.7X0.85312X4计129万m3o故总供水量为662万m3+129万m3=791万m3oE需水=469万m:iL供水=791万m3地表水完全可以满足项目区用水需要。（三）项目规划方案1、规划目标（1）增强农田水利基础设施，抗灾能力显著提高，排涝标准达到10年一遇，灌溉保证率达得95%,1.1万亩中低产田改造成为高产稳产粮食主产区。（2）合理调整农田布局，建设高标准基本农田，种植模式进一步优化，农产品

14、优质率达到100%。(3)机耕道路通田间，机械作业覆盖率达90%以上。(4)沟渠路旁农田林网，增加防护林面积300亩。2、规划原则(1)、讲求实用性：建设农田水利工程基础设施，增强农业生产抗灾能力，提高土地产出率，发展粮食生产。(2)、注重示范性：建设高标准农田，优化产品结构和种植模式,推广良种良法，实行农业增产增效。(3)、扩展综合性：结合社会主义新农村建设和改善农村生态环境，提高资源综合利用率，向现代农业目标迈进。3、水利措施规划(1)、疏浚现状排灌支沟支渠：解决排灌水系畅通和农业生产普遍易旱、局部易涝的突出问题，增强农业生产抗灾能力。(2)、依托现状骨干水系格局，疏挖和新挖斗沟斗渠和农沟

15、、农渠(毛沟、毛渠安排农民投资投劳新挖)，因地制宜，按排一路一灌和一路两沟中间灌的模式，理顺渠网，排灌分家，田间工程配套，治理改造中低产田。(3)、沿沙洪公路两边农田科技推广示范片范围布局硬化灌渠，实施增效、节水灌溉。(4)、朱塔村易涝区新建小型排涝泵站1座(排灌两用)，达到洪涝低水位全部采用自排，高水位局部采用提排。项目区分区域新建小型提灌站7座(含朱塔村1座)，主要解决沿江河、抗旱河低水位时实现一级提水灌溉到田块。(5)、渠系配套建筑物，新建涵闸、斗门、渡槽、农桥、路涵等渠系控制建筑物和交叉建筑物，充分发挥工程效益。4、农业措施规划(1)、在地理环境好和群众配合积极的基础上调整田块布局，建

16、设高标准农田，平整荒废地，改造冷浸田，消除插花田，实行格田成片，提高土地利用率和产出率。(2)、依托沟渠新修机耕道路，方便农业生产和群众生活，提高农业机械作业覆盖率和劳力效率。5、林业措施规划利用支、斗沟渠临水坡面、机耕路旁植树，营造农田防护林，改善生态环境，提高水土资源综合利用率。6、科技措施规划(1)、推广良种良法，加大科技含量，增强农产品竞争力。(2)、完善农技服务体系，配套检测仪器设备。(3)、加强农民技术培训，提高科学种田水平。(四)工程布局1、排灌站工程布局(1)、排灌站1座：地点支排沟齐心河交3DG,主要功能承担项目区东北片朱塔村低田块排涝，又兼抗旱提灌到田间。(2)、提灌站6座

17、：分布主灌渠沿江河交胜利河9YNQ、6YNQ各1座，主灌渠抗旱河交YDQ1、YDQ2、5YNQ各1座，原则统筹安排、方便管理、分片布局，主要功能承担主灌渠低水位时大面积农田统一提水灌溉。(3)、抽水机墩18处。固定抽水机码沿支沟渠布局，结合现实,方便管理，主要功能满足以小组、农户为单位小面积分散灌水，机械由农民自配。2、沟渠工程布局(1)、主要干、支排灌沟渠7条：沿江河、抗旱河、振兴河、白湖河、建设河、胜利河、燕子河均为利用现有渠道，其中沿江河、燕子河功能为灌渠，其它渠道功能为排、灌、蓄混用。(2)、斗沟、斗渠共13条：其中现状5条，新增8条，依托骨干水系格局，兼顾村组界线，按500米左右距离

18、分布，沟路相邻结合,排灌功能分家。(3)、农沟、农渠共37条：利用现有5条，其它为新挖，依托支、斗沟渠和地势走向，按250米左右距离相间分布，功能为排灌分家到田间。(4)、衬砌渠13条：分布于抗旱河两边科技推广示范片农田，控制面积4000亩，功能节约耕地，提高渠道水利用系数。3、渠系建筑物工程布局(1)涵闸：新建和维修共7座，其中燕子河、胜利河、建设河交沿江河建引水闸3座，齐心河中段节制闸1座，3DG交齐心河建排水闸1座，振兴河建交建设河节制闸2座，功能调节、控制水位。(2)斗门：新建35座，分别布局支、斗、农沟渠相连接处调节、控制水位。(3)渡槽：新建18处，分布于农渠跨斗沟交叉处，功能贯通

19、灌渠水系。(4)机车桥：新建7座，其中跨抗旱河1座7跨X6米机车桥,主要解决花园村等近1300人口的对外交通不便(因抗旱河阻隔，生产迂回绕道2公里)，其它6座分别跨建设河3座，跨胜利河3座，连通路网，方便交通。(5)生产桥、过路涵管，共计74处，分别布局于斗沟、斗渠和农沟上。4、机耕路布局(1)、硬化路面：新修6条，共7.2公里，维修沿江河路、振兴河路2条，利用已列入农村通村公路计划的建设河路和省道沙洪公路，整个项目区硬化路面横向6条，纵向3条，可构成环状路网。(2)、生产道路：共计34条，总长29.89公里，利用支、斗沟渠渠境修筑生产土路。5、标准农田工程布局(1)、平整荒境、废坑等9块。(

20、2)、标准格田平整面积3000亩。6、防护林网工程布局利用新挖斗沟、斗渠总长13.5公里，临水面路旁植树3万株，营造防护林300亩。7、科技措施工程布局(详见XX垸科技推广规划方案)工程措施主要参数详见附表。(五)经济效益分析XX县XX镇XX垸中低产田改造建设项目经济评价主要依据水利建设项目经济评价规范(SL72-94)及本项目的工程规划设计资料进行。1、采用的价格水平、主要参数及评价准则本项目属新建、扩建水利建设项目性质，按规范要求，效益分析采用有、无该项目的增量费用和增量效益进行，计算增量指标，分析评价本项目对国民经济发展所作的净贡献，以判别项目的经济合理性。本项目经济评价采用的主要参数：

21、社会折现率采用12%,项目计算期共31年，建设期按1年考虑，运行期按30年计算。2、费用估算(1)固定资产投资根据工程投资概算，中低产田改造建设项目的工程总投资696万元，剔除属于国民经济内部转移支付的费用，包括建筑工程和安装工程中的计划利润和税金共计74.72万元，项目固定资产投资为621.28万元。(2)年运行费年运行费为项目区运行管理中每年需支出的费用，包括人员工资及福利费、管理费、工程维护费及其他费用等。本项目属改、扩建工程，所以只计算实施本项目后增加的年运行费用。本项目实施以后，交由项目所在乡镇管理，不增加管理人员，故不计管理人员工资及福利费，农业技术服务人员和泵站机电操作人工按照项

22、目区配置4人，每人年费用1.5万元考虑，则技术人员年费用6.0万元工程维护费包括大修费及经常修理费，按固定资产投资的1.5%计算，为9.32万元。由于灌溉泵站为新建泵站年运行电费5.606万元计算。其他费用按固定资产投资的0.3%计，为1.86万元。以上各项年运行费用合计22.786万元。3、效益估算XX县XX镇XX垸中低产田改造建设项目实施后，新增灌溉面积5000亩，新增除涝面积500亩，改善灌溉面积0.6万亩，同时配套、完善的水利措施和农业措施将会保证项目区的粮食高产、稳产，农副产品的生产效益极大的提高。同时，项目区农业机械化作业得到推广，推动项目区农业现代化进程。（1）农作物的价格农作物

23、按现行市场价格，稻谷1.5元/kg,棉花6.0元/kg,油料5.0元/kg,其他经济作物2.0元/kg。（2）农作物种植比例XX镇XX垸中低产田改造耕地农作物种植比例见下表。XX县XX镇XX垸中低产田改造建设2008年度项卜区农作物种植面积表作物名称水稻（亩）油料（亩）棉花（亩）其他（亩）合计（亩）种植比例1.270.70.10.032.1种植面积（亩）140007713108730023100（3）效益计算项目区建设完成后，农作物亩增产效益计算见下表。农作物单位水稻油料棉花其他合计项目改造项目改造（万元）市场价格元/kg1.605.006.02.0改造而增产量kg/亩1001010.0100

24、种植面积亩1400077131087300改造增产量万公斤1407.7130.6523改造增加效益万元22438.573.96266.47根据农作物种植比例、农作物的价格及改造后亩增产量，经计算,项目实施后，年增产稻谷140万kg,效益210万元；年增产油料7.713万kg,效益38.37万元；年增产棉花0.652万kg,效益3.9万元；项目新增效益合计为266.47万元。项目区农业收入人均增加382元。三、分项工程设计(-)现有支沟支渠的断面复核1排涝流量计算本项目区排水标准采用十年一遇三日暴雨五日排至作物耐淹深。在确定十年一遇三日暴雨时可不需按系列排频法统计分析，可依据查表法。项目区位于监

25、南区，降雨量按省水文水资源局编制的湖北省平原湖区暴雨径流及其参数分析(以下简称分析)查得十年一遇三日雨量已=249。根据分析前期雨量为P=37.94lJP=Pi+Pz=287,径流系数为0.7。则设计径流深R=PX0.7=201本项目区排涝计算采用统一排涝模数根据公式口=袅确定排涝模数式中：q设计排涝模数,m7(s-km2)R设计径流深，mmt一规定的排涝时间，d,此处取值5则可求得q=0.47mV(s,km2)2排渍流量计算根据本地区土壤性质，土壤含水度u=0.035,可求得排渍模数q渍=0.03m3/s,km23断面复核举例：项目区振兴河，控制面积为6km2,长度妹m,故其设计排涝流量为：

26、Q排涝=q涝A=0.47X62.82m3/s故振兴河排渍流量为：Q择溃=q渍,A=0.03X6=0.18m3/s因此振兴河设计排水量为：Q设=。排涝+Q推演=2.82+0.18=3m/s现状边坡系数m=2,沟纵向比降i=0.0001,沟床糙率n=0.025,沟不冲流速=0.7m7s,最小允许不淤流速为0.4m7so故沟断面水力要素可通过下列公式求得：A=(b+mh)h=(3+2X1.8)XI.8-11.88m2式中：A沟过水断面，m2；b一底宽，m；h一水深，m；m一边坡系数P=b+2hVl+m2=3+2X1.8V1+4=1O.05m式中：P湿周，m；R=A/P=1L88m710.05m=1.

27、182mC=_Lr6=i.028/0025=41.43m2/snQ=AC77-11.88X41.4370.0001182=5.35m7s式中：C谢才系数n糙率利用上述公式，通过试算可以得出。一。计算03-5.35-3-=-0.780.05又：5.35m3/s4-ll.88m2=0.45m/s0.4m/s0,45m/s0.7m/s故满足要求，此时b=3m,h=l.8m理论校核振兴河的梯形断面尺寸:底宽3m,深1.8m,边坡1:2就可满足排水要求，现有支沟原设计底宽均值3m,深均值2m,边坡1:2,主要考虑到过境客水和调蓄，只是现状淤积严重淤积严重需疏挖。其它支沟支渠的现状基本同上，项目区支沟、支

28、渠功能排灌蓄混用。（-）排涝斗、农沟工程设计1、排涝流量计算本项目区排水标准采用十年一遇三日暴雨五日排至作物耐淹深。在确定十年一遇三日暴雨时可不需按系列排频法统计分析，可依据查表法。项目区位于监南区，降雨量按省水文水资源局编制的湖北省平原湖区暴雨径流及其参数分析（以下简称分析）查得十年一遇三日雨量P=249。根据分析前期雨量为P=37.94lJP=Pi+Pz=287,径流系数为0.7o则设计径流深R=PX0.7=201本项目区排涝计算采用统一排涝模数R根据公式q=G确定排涝模数式中：q设计排涝模数，m3/（s-km2）R设计径流深，mmt一规定的排涝时间，d,此处取值5则可求得q=0.47m7

29、(skm2)2排渍流量计算根据本地区土壤性质，土壤含水度U=0.035,可求得排渍模数q渍=0.03m3/s,km3斗沟断面设计举例：项目区2号斗沟(代号DG2),控制面积为1.5km2,设计排涝流量为：Q排涝=q涝A=0.47X1.5=0.705m7s排渍流量为：Q推渍=q渍,A=0.03X1.5=0.045m3/s因此排水斗沟2设计排水量为：Q设=Q排涝+Q排演=0.705+0.045=0.75m3/s选定边坡系数m=1.5,沟纵坡降i=0.0002,沟床糙率n=0.025,沟不冲流速=0.7m/s,最小允许不淤流速为0.4m/so故沟断面水力要素可通过下列公式求得：A=(b+mh)h=(

30、1.5+1.5X1.2)XL2=3.96m2式中：A沟过水断面，m2；b一底宽，m；h水深，m；m一边坡系数(2)P=b+ZhJi+n?=1.5+2X1.2J1+2.25=5.8m式中：P湿周，m；区二人：？.96/5.8=0.68mC=-/?,/6=l/0.025X0.681/6=0.94/0.025=37.5m3/2/s(5)Q=ACVi=3.96X37.5XVo.68x0.0002=1.73m3/s式中：c谢才系数n糙率利用上述公式，通过试算可以得出Q需=0.75m3Q实=1.73m3(0.75-1.73)4-0.75r30.44m/s0.4m/s满足要求，此时b=l.5m,h=l.5m

31、理论上斗沟2DG的梯形断面尺寸；底宽L5m,深1.2m,边坡1:1.5,设计已经大于排水量的要求，但考虑到超高，考虑到挖沟的土方要满足相邻的路和渠的回填土方即挖填平衡，定斗沟断面尺寸为：面宽6m,底宽1.5m,深1.5m,边坡比1:1.5。4农沟断面设计举例：项目区1号农沟(代号1NG),控制面积为0.SkrA故其设计排涝流量为：Q排涝=q涝A0.47X0.50.235in3/s排渍流量计算根据本地区土壤性质，土壤含水度u=0.035,可求得排渍模数q渍=0.03m3/s,km2故农沟1NG的排渍流量为：Q挂渣=q渍，A=0.03X0.5=0.015m7s因此排水农沟1NG设计排水量为：QKj

32、Q排涝+Q排溃=0.235+0.0150.25m3/s断面设计选定边坡系数m=l,沟纵坡i=0.0003,沟床糙率n=0.025,沟不冲流速=0.7m/s,最小允许不淤流速为0.4m/so故沟断面水力要素可通过下列公式求得：A=(b+mh)h=(1+1)=2m式中：A沟过水断面，m2；b底宽，m；h水深，m；m一边坡系数P=b+2h+m1+2V2=3.83m式中：P湿周，m；区二人笈二2用.83=0.52mC=_Lr”6=o.897/0.025=35.87m3/sn式中：c谢才系数n糙率(5)Q计算=ACX35.87XJRi=0.9m3/s利用上述公式，通过试算可以得出Q-。计算Q-。计算00

33、.25-10.25=3V0. 05流速=0.9m/s4-2=0.45m7s,大于0.4m/s,小于0.7m/s故满足不冲不淤的要求，此时b=lm,h=lm理论上农沟1NG的梯形断面尺寸底宽1m,深1m,边坡1:1,断面大于排水要求，主要考虑到超高和挖沟的土方要满足相邻的路基土方即挖填平衡，定农沟1NG断面尺寸为：面宽3.4m,底宽1m,深1m,边坡比l：lo其它斗沟及农沟的计算方法同上。(三)灌溉斗、农渠断面设计项目区种植作物以水稻为主，根据四湖流域Y角实验基地多年所得的水稻灌溉定额推测灌溉模数取q净=0.8灌溉净流量根据公式Q净=q净A求得式中：Q净一灌溉净流量，m3/sq净一灌溉模数（灌水

34、率），（m%万亩）关于渠道的输水损失，此处主要为自由渗流情况下的渠道渗水损失，本项目区为自由渗流式，故渗水损失可用下式计算：式中：。一每公里长度渠道的渗水损失系数（此净流量的百分数计）A土壤透水系数（因项目区内土质属中粘壤土，此处取1.9）m一土壤透水指数（此处取0.4）Q净一渠道净流量（m3/s）1、土质斗渠断面设计举例：斗渠（代码1DQ）：其控制灌溉面积为0.16万亩，长度0.98km。代入公式得：Q斗=口净A+1.9X（0.8A）06/100XL=0.8X0.16+1.9X（0.8X0.16）-7100X0.98=0.133m7s渗水损失系数将以上参数代入公式得：。=言亲=6则根据渠道输

35、水损失流量公式计算如下:Q损=XQ净L(m,7s)6100 x0.2936100 x0.29304X0. 293 L=0.019X0.806L即根据下列公式计算渠道设计流量：Q斗设=Q斗+nQ农损=0.133+2X0.0003=0.139m3/s选定边坡系数m=l,底宽b=lm,纵坡降i=0.0003,渠床糙率i=0.025,沟不冲流速=0.7m/s,不淤流冲=0.4m/s。故渠断面水力要素可通过下列公式求得：A=(b+mh)h=(l+l)X1=2m2式中：A一渠过水断面，m2；b底宽，m；h一水深，m；m一边坡系数P=b+2hVl+rn-1+223.83m区二人：？/?.83=0.52m式中

36、：P湿周，m；C=_Lr6=o.0897/0.025=35.87n式中：c谢才系数n糙率Q计算=AC炳=2X35.87XJo.52x0.0003=0.9m3/s利用上述公式，通过试算可以求得=47Vo.05Q0.139流速=0.9m4-2=0.45m/s满足灌溉要求和不冲不淤流速，断面稍大主要是考虑到渠填路面土方平衡。2、硬化斗渠断面设计举例：2YDQ控制面积2100亩，长度0.55km,灌溉模数为0.8m7s/万亩,纵坡0.0003,糙率0.017。U型槽断面如图：08mQ设=0.21X0.8=0.168m3/s渠道断面水力要素可通过下列公式求得：Jir2/2+0.2X0.8=0.441m2

37、P=nr+2X0.2=3.14X0.4+4=1.66m441/1.66=2.66mC=1r6=o.8/0.017=47.2n式中：c谢才系数n糙率Q计算=AC炳=0.441X47.2XVo.266x0.0003=0.186m7s满足要求，取定断面尺寸为高0.65m。3、硬化农渠断面设计举例：农渠（代码10YNQ）,其控制灌溉面积为0.075万亩，长度1km。T型槽断面如图:渠纵坡降i=0.0003,渠床糙率n=0.015。Q设计=0.07X0.8=0.56m3/s渠断面水力要素可通过下列公式求得：人二(b+mh)h=(0.26+0.34X0.5)X0.5=0.215m2式中：A一渠过水断面，m

38、2；b一底宽，m；h水深，m；m一边坡系数(2)Pb+2hjl+mI=0.26+2X0.5XJl+0.1156=1.316rn式中：P湿周，m；R=0.215/1.316=0.163mC=J_r6=o.739/0.015=49.27n式中：c谢才系数n一糙率Q计算=AC病=0.215X49.27Vo.163x0.0002=0.06m3/s满足要求。（四）排灌站工程设计1、排灌站（以排涝为主）代码B4T排涝控制面积0.5km2,排涝模数q值取0.47m%,排渍模数=0.03m3/s（计算公式同沟渠排涝模数）设计排涝流量Q=（q涝+q渍）X0.5=（0.47+0.03）X0.43=0.22ms水泵

39、选型中国灌排七洲集团有限公司出厂300QSZ-5.4-18.5潜水泵1台套，该泵主要技术参数额定扬程5.4米，额定流量0.22m7s（800m7h）,功率18.5kw,满足设计要求。2、提灌站设计农田灌溉流量项目区属小型灌区，总结同类已成灌区历年丰产用水经验，拟定出主要作物最大一次灌水定额，然后由下式计算泵站设计流量：mAQ=360077式中：Q一泵站设计流量，m7sm一最大一次灌水定额，m3/hm2A灌溉面积，hm2T一轮灌天数（d）,指灌区灌一次水所需的总延续天数t一水泵每天工作时间，一般为2022hn一灌溉水的有效利用系数，与渠系控制面积、渠床土质、渠道长度、防渗措施等有关典型设计：上述

40、公式中各参数结合实际并查泵站工程（武汉大学出版社2001年11月出版，丘传忻编著）表4-1-1、4-1-2、4-1-3确定如下:m=6000m7hm,T=15天，t=20hH=0.7项目区灌溉面积11000亩，即A=100hm2,结合现状水源、电源及村组耕地面积范围，共新建提灌站7处（其中1处排灌两用），每处提灌站控制灌溉面积1500-1600亩，建设规模大致相同。则将各参数代入公式得：6000 x110ZQ 设6000 x110ZQ 设=3600 x15x20 x0.7=0. 88m7s设计扬程a.设计水位从河道中取水时，设计取历年灌溉期水源保证率为95%的旬平均水位作为泵站的设计水位。b.

41、最高运行水位从河流、湖泊取水时，灌溉泵站取十年一遇洪水的日平均水位作为进水池的最高运行水位。c.最低运行水位从河流、湖泊、水库或受潮汐影响的河道取水时，灌溉泵站取历年灌溉期水源保证率为95%的最低日平均水位。d.平均水位从河流、湖泊取水时，取灌溉期多年日平均水位；从渠道取水时，取渠道通过平均流量时的水位。设计扬程=净扬程+管道损失扬程,即：H=h净+hr+hj式中：H设计扬程，mh一设计净扬程，m%一管道沿程损失扬程，mhj局部水头损失，m项目区6处提灌站，其进出水管均为钢管，管径250m。最低设计水位与出水池最高水位高差为4.5m,通过计算求得：hf=0.28m,hj=0.18m,故H=4.

42、5+0.28+0.18=4.96m即泵站设计扬程为4.96m,在水泵选型中统一定为5.5m扬程。机组选型及电力电气设备选择为了水泵电机的维护方便，结合当地的治安和管理水平，统一选择中国灌排七洲集团有限公司生产的250QSH-5.5-11型潜水泵6台套，该泵技术参数为额定扬程5.5米，额定流量为450m3/h（0.125m3/s）,300QSZ-5.4-18.5型1台套（排灌两用泵站）,该泵技术参数见排灌泵站。Q设=0.881117sQ$=6X0.125+0.22=0.97m3/s,满足需要。泵房土建工程设计根据流量、扬程以及地质情况计算确定泵站土建工程主要结构几何尺寸：进水池：底宽34m,底长

43、4.5m,深3m。泵房：均为砖碎结构，欧式造型，建筑面积17nl二出水池：因流量小，为施工方便设计成矩槽式，底长3m,底宽2m,深1.5mo（五）典型排水闸设计：振兴河排水闸代号1Z2闸孔总净宽计算：本项目区排水闸均为宽顶堰型，现根据出水流态，按两种情况分别计算：当水流量呈堰流时QB产试m娱H03/2式中：Q设计流量，m3/s；Bo闸孔总净宽，m；H。一计入行业近流速水头在内的堰顶水头，m；8&m一淹没系数、侧收缩系数和流量系数，通过水闸设计规范SL2652001中表A.0.1-1和表A.0.1-2查得。因此排沟担负2.12kn)2的排涝任务，根据排涝标准计算出排沟排水理论流量为0.78m7s

44、,考虑有外水汇入，加之项目区内管理水平，实际设计排涝流量为1.06m3/So根据实际资料得Ho=L6m,ho=l.55m,查表得：6=0.55,；=0.909,m=0.385,将参数代入公式得：L06L，)0.55x0.909x0.385,2x9.81x1.63/221m因其为单孔闸门，故闸室净宽L=L=L21m。当水流呈孔流时Q式中he一闸门开度或胸墙下孔口高度，ID；5II一宽顶堰上孔流的淹没系数和流量系数。根据设计意图定出：2Unh0=lm,H=Ho-2-1.6-0.1=1.5m,h=L3m,2ghs=l.35m,Y=0.15m0经由表A.0.3-1和表A.0.3-2查得：5=0.52,

45、r=0.520代入公式得:1.06Bo=/=0.98m0.52x0.520 x72x9.81x1.6综上所述，若选平底堰闸时，闸孔尺寸为L21m（宽）X2m（高）,若选平底孔流时闸孔尺寸为0.98m（宽）X2m（高），考虑到项目区内斗沟均为老沟，断面远超出正常值，降雨时沟水涨满增加闸的排水负荷，又考虑与路沟配套，此处定2X2m平底堰式。闸门选为钢筋碎闸门，启闭机为手动螺杆式，水闸2nl宽的选择5T启闭机，1m宽闸门选3T启闭机。闸室稳定分析及各部分尺寸闸的最大过闸流量1.06m7s3m3/s,其工程等级属V级，其结构的永久性建筑物的主要建筑物和次要建筑物均属5级。本水闸的洪水标准，设计按10年

46、一遇，校核按20年一遇。本水闸在渠尾，其沟道顺直，走势相对稳定。设计防渗长度要求L=CZH=7X0.6=4.2m,而考虑进排要求，上、下游各设碎铺盖5m,而水头差小，不考虑设置消力池，这样防渗与消能均能满足。不需设置海漫。闸室底板的上、上游端均设置了深度0.6m的齿墙。上、下游翼墙均采用圆弧形与闸室平吸连接。根据国家地震局2001年颁发的中国地震参数区划图GB18306-2001,工程区地震动峰值加速度为0.05g,不设防。由上述陈述，消能防冲可不设消力池，只设上、下游各5m的水平铺盖，防渗也不需计算，下面只对闸孔净宽计算及实际取值。上游最高水位25.6,设计水位24.85,最低水位24.7。

47、下游最高水位25.3,正常运用水位24.6。稳定计算33升=_Jax2G,2M按规氾要求：Pmin1-VP皿1.2倍地基承载力Pmax/PmaxW1.5基本结合；L2kC=基本组合时,=21. 178L22H13.8max2G2M1169.0541. 324tX3. 2 X62 b63. 04=58. 7341. 324tX3. 2 X62 b63. 04=58. 73Pmax /Pmax=L07VL51.2 Pmax120KN/m2特殊组合I时H=19.35KNFi对Fi对A点7m9=-7-X14.45X3.2=26.2KN-m36F2对A点X33.8X3.2=-93.F2对A点则对底板形心

48、轴处EM=96.94KNmaxSGZM1169.0596.9465.94Pmin=-piw=3.2X61=55.84tX3.2X6bP皿/Pmax=L18VL5可以从上计算知，现拟尺寸闸室稳定符合规范要求。（六）典型桥梁结构及承载力设计、复核应用规范及主要参考资料公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004公路钢筋混凝土及预应力桥涵设计规范JTGD62-2004公路桥涵地基与基础设计规范JTJ024-85公路设计手册“拱桥”上册参考混凝土结构设计规范GB50010-20026.120m桁架拱桥设计（主要构件的主要计算步骤）由于本桥跨径不大于20m,则拟采用钢筋混凝土圆弧线拱桥，受力特点为上承式，

49、有推力拱桥，公路等级标准采用四级。因地基条件不良，又需要采用拱式桥梁时，故采用三钱拱矢跨比约1/3O对于三校拱，属外部静定结构，由于温度变化，支座沉陷等原因引起的变形，不会在拱内产生附加内力，计算时无需考虑体系弹形变形对内力的影响。基本数据按四级公路的汽车荷载等级为公路一1级桥设计，荷载按通用桥规计算剪力效应时，上述荷载标准值乘以1.2的系数avF10.5X0.75KN/m=7.875KN/mX0.7=5.513Pn=184KNX0.75X0.7=96.6根据多孔跨径总长820.K30时，单孔跨径SV6V20,则定义为小桥。公路桥结构设计安全等级取三级。由于桥墩挡水太窄河面仅2.4m,而按洪水

50、频率1/25,由于原河床较宽，过流要求不高，可不考虑洪水的影响。桥上纵坡1%4临桥头引道1%)-fcXA/(fy,-fc)=13200/(0.9X0.992)-11.94X70000/(300-11.94)=2384mmWAs,min=420mm,取As=As,min在Mx作用下正截面偏心受压承载力计算初始偏心距ei附加偏心距ea=Max20,h/30=Max20,8=20mm轴向压力对截面重心的偏心距：eo=M/N=73250000/133200=550mm初始偏心距ei=eo+ea=550+20=570mm偏心距增大系数HC1=0.5XfcXA/N=0.5X11.94X70000/1332

51、00=3.141.0,取C1=1.0C2=l.15-0.01XLo/h-l.15-0.01X2000/350=1.091.0,取C2=1.0n=l+(Lo/h)-2XCIXC2/(1400Xei/ho)=1+2000/350)-2X1X1/(1400X570/310)=1.01轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离：e=nXei+h/2a=l.01X570+350/240=712mm混凝土受压区高度X由下列公式求得：NalXfcXbXx+fyXAsosXAs(混凝土规范式7.3.4-1)当采用对称配筋时，可令fyXAs=。sXAs,代入上式可得:x=N/(alXfcXb)=133200/(

52、1Xll.94X200)=56mmCbXho=171mm,属于大偏心受压构件当x22a时，受压区纵筋面积As1按混凝土规范式7.3.4-2求得：NXealXfcXbXxX(hox/w)+fy,XAsX(hoas)Asx*=NXe-alXfcXbXxX(hox/2)/fy,X(hoas*)=133200X442/300/(310-40)=727mm选用44)(As=804mn?)qk=13.625KN/m简化的上弦杆中点内力11Jx1恒载qk=2X0.25X25+0.15X0.3X25=13.625UN/m12Mkl二X13.625X32=15.328KNmo活载mk2=(l+u)ml(oquL

53、2+7PL0)o4A,1、=1.3X0.5X(-X5.513X3+tX96.6X3)84=40.8KNm则共同作用：M=l.2X15.3+1.4X95.46=75.6KNm对横杆进行配筋计算混凝土强度等级：C25fc=ll.94N/mmft=l.27N/mm钢筋强度设计值fy=300N/mmEs=200000N/nun由弯矩设计值M求配筋面积As,弯矩M=75.6KN-m截面尺寸bXh=200X350mmho=has=350401=310mm计算结果相对界限受压区高度bgb=Bl/l+fy/(EsXecu)=0.8/1+300/200000X0.0033=0.550受压高度x=hoho-2-2

54、XM/(alXfcXb)F.5=310310-2-2X75600000/(1X11.94X200)-0.5=129mm相对受压区高度&=x/ho=129/310=0.416Wb=0.550纵向受拉钢筋As=aqXfcXbXx/fy=lX11.94X200X129/300=1026mm配筋率p=As/(bXho)=1026/(200X310)=1.66%最小配筋率Pmin=Max0.20%,0.45ft/fy=Mas0.20%,0.19%-0.20%上下各选用44)18的对称配筋。中墩设计中墩为重力式，上部的拱的水平能力左右抵消，由于桥较窄，横向影响对重力墩的影响很小，故只需考虑地基承载力。上部

55、传力2V=2X3X（66.315+27.225）=560.25KN墩重1,2X1,2X4.5X25X2+1.2X2X4.5X0.8X25=507.6KW则总重N=560.25+507.6=1067.85N1067.85,2,2,11田,田P=r=二方=118.650/1!125m属小桥，按四级公路的汽车荷载等级为公路II级桥设计，公路桥结构设计安全等级取三级。荷载按通用桥规规定，均布荷载标准值为qk=5.51KN/m,集中荷载标准值Pk=94.5KN。由于桥台几乎不占用河床，不考虑洪水的影响。由于桥面宽度WV7m,横向折减系数为U而小桥的纵向不考虑折减系数。桥梁人群荷载标准值为3.OKN/m2

56、,由于桥面较窄不计算人群与车辆荷载的组合作用。横向影响线采用杠杆原理计算:拱边梁横向影响系数m边=0.446m中=0.464（根据规范要求外轮离路缘石不小于50cm的距离要求，轮距为1.8m,单车道只排一列）。三道拱圈相同，则受力中间的明显要大，故取中间拱圈设计，由“通用规范”4.3.2计算冲击系数较繁琐，因本设计是小桥，按旧规范取汽车荷载冲击系数为0.3O受力分析及计算恒载量，将得支板上重量折算到中间较。拱自身平均qui=0.2X0.25X25=1.25uN/m桥面板及面qu2=2X0.23X25=11.5uN/mFi=l.25X1X0.5+11.5X1.5X0.5=9.56uN三较拱的受力

57、图如下：%=F1+H.5X玫沿1.25X5.33/229KN01210121m i = - X 5. 33一 X 1. 25+ 1 841X 2 X 9. 56 X 5. 33+ X 5. 33 X411.5X2. 8=72. 82m 72.82Hi= T = 1 r-, =48. 2KN r 1. 51车辆荷载P94. 5KNI I I I I I I I I I I I |QU=5- 51KN/m945V2=(1+u)m,s(Pu+%1。)=1.3X0.464(-+m,=(1+u)ml,S(JPu+4?k7o)=1.3X0.464(JX5.51oZo21X5.332+4X94.5X5.33

58、)=87.7UN.m87. 71. 51=58. 1087. 71. 51=58. 1uI则拱脚处2V=29XL2+1.4X37.4=87.16KN半拱中点受力简图2H=1.2X48.2+1.4X58.1=139.18KN则拱中的受力如下：半拱中点受力简图M=-l.39X139.18sin40+1.39X87.16cos40=-31.5KNN=139.18cos40+87.16sin40=162.5KNQ=139.18sin40-87.16cos40=22.7KN对拱裁面进行配筋计算轴向压力设计值N=162.5KNMx=31.5kNmMy=OkN,m构件的计算长度Lox=1510mmLoy=1

59、510mm矩形截面截面宽度b=200mm截面高度h=250mm采用对称配筋，即:As=As混凝土的强度等级：C25轴心抗压强度设计值fc=9.55N/mm钢筋抗拉强度设计值fy=300N/mm抗压强度设计值fy=300N/mm弹性模量Es=200000N/mm相对界限受压区高度Cb=0.550纵筋的混凝土保护层厚度c=30mm全部纵筋最小配筋率Pmin=0.60%轴心受压构件验算钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数小Lo/b=MaxLox/bx,Loy/by=Max1510/250,1510/200)=Max6,7.6=7.6=1.0矩形截面面积A=bXh=200X250=50000轴压比Uc=N

60、/(fcXA)=162500/(9.55X50000)=0.34纵向钢筋最小截面面积全部纵向钢筋的最小截面面积As,min=AXpmin=50000X0.60%=300mm一侧纵向钢筋的最小截面面积As,min=AX0.20%=50000X0.20%=100mm全部纵向钢筋的截面面积As按下式求得：NWO.9X6X(fcXA+fy，XAs)(混凝土规范式X3.1)As=N/(0.9X4)-fcXA/(fy,-fc)=162500/(0.9X1)-9.55X500001/(300-9.55)1023mmAs,min=300nim,取As=As,min在Mx作用下正截面偏心受压承载力计算初始偏心距