小型排水灌溉水渠修复工程设计-以大新县那当水库灌溉排水为例正式版

那当水库排水灌溉水渠修复工程位于广西大新县金铭镇上湖村那当水库下游。1975年10月开工建设，1976年4月竣工投入运行，集雨W.1.28km2，总库容41.5万nA设计灌溉面积400亩，是一座以灌溉为主的小（2）型水库。本工程涉及金铭镇上湖村那当屯1个自然屯。本工程以渠道加固修复为主，并配套相应附属建筑物。1工程项目概况1.1工程地质大新县地处云贵高原南缘，县境地形北高南略低，山岭间形成许多小盆地。县出露地层有寒武系、泥盆系、石炭系、二迭系和第四系。寒武系和下泥盆系以及下石炭系为硅质、砂质、泥质夹灰质岩相，构成土山和丘陵地，约占全县总面积的20%,是林业发展区。上泥盆系和上石炭系及二迭系为灰质岩相，构成峰从、峰林和孤峰地形，约占全县•总面积的25%,第四系由粘土、亚粘土、亚砂土或碎屑岩组成，发育于溶蚀小平原和圆洼地、槽谷地中，约占全县总面积的25%,是主要耕作区。主要山脉西北部冇四城岭，其主峰海拔1073米，是境内最高的山峰。大小主支河流有43条，总长458公里，分流入左右江两大水系，最大最长的河流是黑水河，流程64.3公里。县内主要石山地石灰土，赤红壤，水稻土分布面积最广。工程区地处金铭镇上湖村那当屯处于南亚热帯季风气候区，金铭镇位于大新县北部，东接龙门乡，南连桃城镇，西邻那岭乡，东北、西北分别与大新县五山乡和天等县接壤，县境地形北高南略低，山岭间形成许多小盆地，气候温暖，温润多雨。工程区雨量分布不均匀，多集中于夏季，干湿季分明，年平均阵雨量1362亳米。年平均气温2L3°C,常年气温高，夏氏炎热，冬短微寒。

根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),本区地震动峰值加速度为0.05g,抗震设防烈度均为VI度。根据沟渠两岸岩土工程地质特性，结合当地工程经验，按照水利水电工程相关规范规程要求，建议其物理力学性质指标值如下表：地基主要土层物理力学指标建议值表砂卵砾石②粘土③淤泥④中细砂⑤粘土⑥天然含水率W(%)33.9053.8050.003130天然密度p(g/cm5)2.201.791.821.891.78饱和密度p(g/cmJ)2.251.881.851.951.86孔隙比e0.650.981.420.6181.02比重Gs2.752.732.672.712.74饱和慢剪内聚力C(kPa)010.005.5009.60内摩擦角也(°)2617.0016.002217.50饱和压缩系数OvE(MPcrL)0.461.130.44压缩模1Esi-2(Mpa)205.032.205.90渗透系数k(cm/s)l.lOxlO-22.47x10^2.00x10s1.2OX1O3430x104抗冲流速v(m/s)[水深2m]0.9-1.150.50-0.750.40-0.550.70-0.900.50-0.70地基承载力特征(11A(kPa)天然35016560130160饱和35014060125135边坡坡比(坡高V10m)临时1:1.251:1.01:1.51:1.251:1.0永久1:1.511.251:1.751:1.751:1.25摩擦系数(驗/土)广0.450.300.180.40030本工程排水渠沿线土体抗冲刷能力差，对渠道进行防渗、护岸处理及维修加固显得非常必要。1.2基础设施1.2.1交通设施工程区距以城10公里，213省道经过境内，交通便利，区位优势明显。所属村内道路己形成较完善的道路网格体系。122水利设施区内灌溉渠系多已做“三面光”，运行良好，然而工程区内排水渠大部分仍为土质渠道，大部分修建于上世纪六、七十年代，运行多年，经洪水侵蚀，设施毁坏严重，沟内严重淤积，且原排水渠为土质渠道，局部被洪水冲塌，每当汛期来临，由于该排水渠行洪断而不足，淤积严重，致使洪水淹没农田和村屯。1.23电力设施工程区布置有完善的电力网络，主干线路为10KV,并配备有变压器，电力充足，完全能满足项目施工用电电力耍求。施工用水可就近有坑塘、溪流抽取。本工程施工用电负荷较小，施工用电可以从附近的村屯连接，也可由施工单位自行发电解决施工用电问题。1.2.4建筑材料本工程建设所需的水泥砖、碎石、块石、河砂、水泥、钢筋、木材等到大新見采购，平均运距约25km；工程用土可就近村屯取土点，平均运距1.Okiiio1.3工程区排水灌溉水渠现状工程自建成以来，历经近五十年的运行使用，虽然管理单位每年都进行检査与维护，但由于经济条件有限，造成维修、维护不到位。目前工程区共仃那当水库排水渠688m,那当水库排支沟200m,共有排水®888m态属自然的土渠状态，未进行过任何形式进行防渗衬的土渠渠道，经过长期运行，渠道冲刷变形严重，宽窄不一，淤积严重，以及局部渠段堤身渗漏水严重，致使渠道的输水效率低下。1.4农业生产状况工程区耕地面积1000亩，有效灌溉而枳400亩。近三年来水田种植水稻，旱坡地种植甘蔗、木薯等，水稻年亩均产量780kg,亩均产值2106元，早坡地甘蔗亩均产量5000kg,亩产值2250元。2工程设计2.1工程总体布置2.1.1工程布置的基本原则本工程渠系以改建为主，渠线布置原则：渠线大弯就势，小弯取直，充分利用原冇渠线线路，对局部段进行裁弯取直,尽量少占耕地；力求渠道上下游断而连接平顺，水流流态好：确保工程安全，运行可靠。2-1.2工程总体布局及主要建设内容1、 总体布局本I：程主要对原有排水渠进行硬化改造.加大其行洪断而，以满足汛期排涝要求。2、 主要建设内容本工程改造那当水库排水渠长688m,那当水库排支沟K200111O2丄3工程设计依据及等级、标准2.1.3.1设计依据文件及规范《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)《节水灌溉工程技术规范》(GB/T50363-2006)《渠道防渗工程技术规范》(SL18-2004)《农田灌溉水质标准》(GB5084—2005)《水土保持综合治理、技术规范、小型蓄排水工程》(GB,T16453.4-1996)《水利水电工程设计工程量计算规定》(SL328-2005)建筑物标准本工程排水渠设计流量小于1.0m3/s,根据相关文件规范，本次设计工程等别为V等，建筑物标准为5级。2.2工程设计设计流量Q=qF式中：q为排涝模数，m'/sha。F为排水渠排涝面积，hao釆用公式渠道断面设计计算公式采用《灌溉与排水工程设计规范》中的“梯形渠道实用经济断面的计算方法”进行列表计算。采用公式如下：3、一8如=1』89x] #~——2x(1+〃广戸一mxV7其中：ho为水利最佳断面水深(m)：Q为渠道设计过水流量；m为渠道边坡系数，矩形渠道为0；n为糙率，渠床糙率参照《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)附录表E,本项目渠道糙率取0.017：1为渠底比降，根据渠道所在地形条件选择合适的比降。根据上式，列表计算ho偵及其相应的各组实用经济断而，选用合适断面，再加安全超高，取整后即为渠道选定的断面。部分渠道断面选定后，应结合与其连接的上下级渠道底高程做适当调整，最终选择经济合理的断面。渠道安全超高及防渗超高根据《灌溉排水渠系设计规范》(SDJ217-84)田间渠道的安全超高。驰=丄心+0一243式中hj为渠道通过加大流量时的水深(m)。横断面设计a)排水渠边墙衬砌材料选择排水渠边墙衬砌材料的选择，主要是根据防渗效果、使用寿命、造价、地质、施工工艺、排水渠的规模等实际情况而定，综合考虑上述因素，本项目拟定两种渠道边墙衬砌材