农田水利工程规划设计讲义

农田水利工程规划设计讲义

P57－2主要内容1.农田水利工程（规划）设计的主要内容2.农田水利工程（规划）设计的程序3.农田水利工程（规划）设计的依据及对设计单位的要求4.农田水利工程（规划）设计的主要设计文件5.水资源平衡分析6.农田水利工程规划设计7.单体工程设计8.农田水利工程概预算P57－3一.农田水利工程的主要规划设计内容

农田水利工程是指为农田修建一套高效,便利的水利工程设施，使它具有一定的抗旱，排涝能力，确保农田高产，稳产，建设高标准的基本农田。“田成方，沟成网，树成行，路相连”农水工程规划设计的主要内容有以下几个方面:（1）基本农田的规划设计;（2）水源工程的规划设计;（3）引水工程;（4）田间工程规划设计;（5）各级各类建筑物的规划设计;（6）单体工程设计;（7）投资概预算及筹资方案;（8）效益分析或经济评价;（9）环境影响评价;(10)项目建设组织管理及施工组织设计。P57－4二.农田水利工程规划设计程序建设程序

建设程序是建设项目从设想规划，评估，决策，设计，施工到竣工验收投入生产整个建设过程中，各项工作必须遵循的先后次序的法则。水利工程项目建设程序一般分为：项目建议书，可行性研究报告，初步设计，施工准备（包括招设计），建设实施（施工阶段），生产准备，竣工验收，后评价等阶段。2.农田水利工程规划设计程序

农田水利工程规划设计一般分为：建议书，可研，初设，招标设计和施工样图（技设）5个阶段。对建设项目规模较小，技术条件简单的工程，设计阶段可适当简化，目前一般做法是4个阶段。工程设计文件是工程项目建设实施的依据。因此，应把工程设计摆在重要的位置，选好水源，围绕农田搞好工程设计。P57－5三.农田水利工程规划设计的依据和对设计单位的要求

(一)依据1.国家标准和规定（1）招标法（工程项目）（2）采购法（设备）2.行业标准和规定（1）《防洪标准》GBJ85—85（2）《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—99（3）《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》GBT20203—2006（4）《泵站设计规范》GB50265—97（5）《机井技术规范》SL256—2000（6）《渠道防渗工程技术规范》SL18—2004P57－6（7）《节水灌溉工程技术规范》(GB/T50363—2006)（8）《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000（9）《公路桥涵设计通用规范》JTGD60—2004（10）《河南省地方标准用水定额》DB41／T385—2004（11）《供配电系统设计规范》GB50052—95（12）《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001（13）《浆砌石坝设计规范》SL25—91（14）《河南省水利水电工程概预算定额》2006河南省水利厅P57－7（二）对设计单位的基本要求选择能设计、有农田水利工程乙级以上资质的，且有水利工程设计业绩的农田水利工程设计院进行设计，要求设计人员亲临现场，设计出一批安全、美观、经济、适用的农田水利工程。P57－8四.农田水利工程设计的主要设计文件1.项目建议书阶段

项目建议书（投资估算）2.

可行性研究阶段（1）农田水利工程可行性研究报告（2）规划图和单体工程图（3）设计估算书3.初步设计阶段（1）初步设计报告（2）规划图和单体工程图（要求达到施工阶段的设计水平）（3）设计概算书4.招标阶段（1）招标文件（2）工程设计图集P57－95.施工图阶段（1）建筑物的地基开挖图（2）地基处理图（3）建筑物结构图（4）钢筋混凝土结构的钢筋图（5）金属结构及机电设备的安装图P57－10五.水资源平衡分析水资源开发利用原则：（1）优先利用地表水，然后用浅层地下水，限制开采深层地下水。（2）以供定需，以水定产、定面积。（3）充分利用现有水利设施，可对现有的水库、池塘、河渠、蓄水池进行修复或扩建改造，合理利用。（4）利用山泉、山洪、天然降雨、河流修建拦河坝、池塘、蓄水池，集蓄水源，开发利用。（5）开源节流，发展节水灌溉，节约用水试验示范推广。P57－11农田灌溉制度作物灌溉制度是指作物移栽及全生育期内的灌水次数，每次灌水的日期定额以及灌溉定额。

灌水定额是指一次灌水单位面积上的灌水量灌溉定额是指各次用水定额之和。灌水定额和灌溉定额常用

m3／亩，或mm表示。它是农田水利工程设计和管理的依据。

灌水率图是指灌区单位面积（例如以万亩计）上所需灌溉净流量又称灌水模数。将某一设计典型年的灌水率绘成直方图。P57－123.农田灌溉用水量计算

(1)设计典型年的选择

由设计标准(灌溉保证率)确定(如P=75%)(2)典型年灌溉用水量计算

W净=mA(m3)W毛=mA/η水(m3)（3）乡镇供水量

农村人畜用水、乡镇企业和工业用水P57－134.水资源平衡分析来水量（供水量）和需水量进行比较，得出水资源丰缺量。对于有其它农作物和人畜饮水时，需水量中应计入这部分需水量，给出结果。P57－14六．农田水利工程规划设计农田水利工程规划设计任务（1）根据项目区的水资源情况及自然条件，合理确定农田水利工程建设的位置、规模、等级和数量。（2）根据项目区内外交通条件和区内地形、农田水利工程布局情况，合理确定区内交通道路机耕路和交叉建筑物（桥涵）的位置、等级、数量和长度。

P57－15（一）基本农田布局

对山、田、水、林、路和村庄（居民点）进行综合规划，合理布局。应充分结合各地市县的实际情况，水源条件，土地资源，气候条件，自然环境，农区分类指标和经济条件相结合，合理规划基农田，确保耕地数量和质量。主要任务有：居民点用地布局、耕作田块布局（长宽）和土地整理。P57－16(二）农田水利工程规划

1.灌溉水源与灌溉取水工程布局（1）灌溉水源：地下水和地表水（2）灌溉取水方式无坝引水适用于水量丰富地区，当水位满足要求时，应采用自流引水方式引水。无坝引水的渠道或引渠可选在河流的凹岸稍偏下游的地方。

有坝引水适用于水量丰富、水位较低，河流修建拦河坝抬高水位实现自流灌溉。

提灌站提水当河流水位或水体处于较低的位置，且不能采取有坝取水时，可修建提灌站提水灌溉，当河流水量较小时，可修建拦河坝蓄水。

水库取水在中小型水库修闸引水或修建提灌站提水。

机井抽水在农田适当位置打若干个机井，利用潜水电泵抽水进行灌溉。

水窖（集雨工程）P57－172.灌排渠系布局（1）取水枢纽（2）输水和配水系统（3）干支渠的布局（4）斗农渠的布局（5）灌溉渠道与排水沟道的配合

灌排相邻布置、灌排相间布置、灌排合一布置3.渠系建筑物布局

水闸、渡槽、倒虹吸涵洞跌水陡坡小型桥涵等水工建筑物。P57－184.井灌工程布局（1）井网的布置（2）井型的选择大口井、筒井、辐射井和管井（机井）（3）井深的确定（4）井径的确定一般井径为300~500mm（5）井距和井数的确定P57－19七．单体工程设计（一）工程等级及防洪标准

参照《水利水电工程等级划分及洪水标准》分别确定出农田水利工程中水工建筑物、蓄水工程、引水建筑、泵站工程、排洪渠和灌溉渠道及渠系出版物的工程级别、建设规模、使用年限以及有防洪任务的建筑物的防洪标准。农田水利工程建设规模都不太大，建筑物一般为4等或5等以下建筑物。

P57－20（二）拦河坝设计

蓄水枢纽是以挡水建筑物—拦河坝为主体的水利枢纽。拦河坝的作用是拦截河道水流以积蓄来水，抬高上游水位以形成具有一定库容的水库。坝是蓄水枢纽中的主要建筑物，根据不同的建筑材料将坝分为土石坝，浆砌石坝，混凝土坝。常见的坝型有土石坝，重力坝和拱坝。农田水利工程中拦河坝多采用土石坝，砌石坝和混凝土坝。P5棕7－21土石坝抛设计P5电7－22土石配坝是指由攀土、石归料等当身地材料栋填筑而辟成的坝漂，是历痛史最悠感久的一采种坝型泄，是世役界坝工娇建设中黑应用最揉为广泛谷和发展激最快的绿一种坝众型。土石坝弯按坝高克可分为洁：低坝、中坝和高坝。土石坝糠按施工掀方法可宫分为：碾压式泪土石坝，充填式征土石坝蔑。其中脊以碾压式脊土石坝应用最袖为广泛酷。P57－23土石粘坝设节计应索包括淋以下脊内容沉：（1）坝轴勤线选择医及平面狐布置。（2）坝基欺处理和尝岸坡连达接应做问好土燃石坝膊坝基切处理摸以及膏土石昌坝同虽岸坡诵的连赤接设外计，僵使土嫌石坝集蓄水枕后不毅致于能产生晨超过柱允许氏值的停渗流志量，侵既不金会引绿起管援涌、役流土些、冲劫刷等器渗透插破坏涛，也渔不会坦因坝吴基不宏均匀暖沉降材导致巩坝体贪开裂袄、倾徐斜，凤以确萌保土众石坝呈安全泛运行姓。在吼农田害水利挤工程防中常只见到滥的地今质有剑：岩亩石地盼基、避土基在、砂崖砾石搏地基冬、湿椅陷性拴黄土道等地租基。排不同裤类型盏地基抹应采膊用不肢同的赤地基弹处理强方式臂和岸彼坡的嚼连接投方式吗。P5危7－24（3）土石混坝坝型崖选择土石坝讨按土料残组合和抄防渗体竟的位置友不同，蒸可分为图均质土砌坝、心巩墙土坝兔、斜墙含土坝和径土石混眨合坝，斜主要是庙看当地折的筑坝向材料。（4）土石忘坝断面养尺寸拟慢定主要尺策寸有①蹦坝顶宽小度（坝丙高站小贵于10m时，浮可选2m宽）②勿土坝坝过坡③坝夫高由防净洪标准虽确定。（5）排私水体喝设计有棱占体排龟水和挖贴坡下排水来两种壮形式蜻。（6）土壁坝护逢坡设貌计①上尘游面可悬采用干硬砌石或幼浆砌石面护坡②爆下游护擦坡可采缓用干砌桐石、浆将砌石或株草皮护决坡。P57－25（7）土皆坝的消渗流迁计算①确完定坝圾体浸日润线删、坝款体及完坝基滑等势涂线或立流网京图，表供坝灰休稳透定计兔算或垄选定评排水咬作用尖②亦确定抓坝体及或坝散基渗除流量冈，用急以估椒算水甜库渗紫流量敌③确摆定坝仗坡及饲坝基挽和岸情坡连堤接的诱渗透寸比降且，以称判断命其渗即透稳她定性于。（8）土减坝的滤稳定速计算初步毁拟定症了土捕坝的贷断面课尺寸震并进匙行了勺渗透悼计算设后，躺还应狠进行踩土坝叶的稳韵定计连算，堤以便佳决定博土坝很的边啄坡，仗或验项算已倾选边舅坡的泥稳定倘性。（9）土遭坝的抹溢洪紫道设圆计按防奸洪标败准设帽计(30年一遇湿设计，10拴0年一耗遇校浙核P57－262.浆砌石滋坝设计P57－27⑴浆砌石芝坝类型浆砌石市坝按坝贯顶是否壤溢流，险可分为溢流似坝和非溢棕流坝两种睁，前攻者又疯称滚比水坝直，后恋者又禾称稳享挡水纹坝。慎在一徒个工素程中共，常总根据萄需要凶将一滴部分渡坝体划设计勒成溢胸流坝霞，以稿宣泄林洪水足，而员将另磨一部者分坝链体设徒计成峡非溢吐坝，稼用以震挡水桨。一迫般溢堆流坝摆布置学在河双床中颠间，严而将突非溢坏流坝可布置旨在靠川岸边猎的两锡侧。桃其最乌大的子特点飘是：雨就地愁取材琴。⑵浆夸砌石非桐溢流坝故断面尺凑寸的确钥定①坝迷顶高渗程（搏满足艰防洪联和库宰容要掩求）所②袄坝顶狮宽度③上下宪游坝坡漠④绞坝底宽税度P5励7－28⑶溢流坝骑断面拟亚定与下敢游消能①剖面斩形状炸（一般伴按实用撇堰设计堆）②溢躺流坝离坝顶卷高程中确定③下她游防码冲消税能⑷惕浆砌旁石坝拴防渗①饶水泥象砂浆汁仔细艰勾缝放；铲②雪在坝驻上游妥做混病凝土漆防渗吓面，段抹面杂应分椅缝，煎缝内泼应设亭柔性呢止水洞带尘；建③粘可土斜辆墙防么渗（润土办膊法）⑸坝利基处理激和同岸千坡的连钱接土基和体岩基则架采用不摘同的处蜓理方法闲。P57－293.混凝土粪坝的设猪计P57－30混凝须土坝售的设嗓计包布括以苹下主粮要内膜容（1）剖顶面设恐计可参淹照已堆建类直似工涛程，叔拟定唤剖面羽尺寸退。（2）稳廉定分旁析验算坝恐体沿地春基面或搜地基中汇软弱结立构面抗躬滑稳定敌的安全托度。（3）应黑力分梦析使应力塔条件满仆足设计搁要求，炉保证坝抬体和坝坑基有足救够的强伸度。（4）构造熊设计根据施坡工和运喉用要求全确定坝挽体的细神部构造蚂，如廊膜道系统街、排水尾系统、科坝体分热缝等。P5揪7－31（5）地基处处理根据地躬质条件巾和受力咸情况，悲进行地抖基的防炎渗、排削水、断剂层软弱螺带的处赌理等。（6）溢流仔重力坝摄和泄水河孔的孔左口设计包括贸堰顶吨高程枯、孔远口尺伐寸、墙体形纸及消犯能、咏防护曾设计恨等。（7）监测腹设计包括坝带体内部损和外部礼的观测觉设计，状制定大钥坝的运艇行、维役护和监妥测条例各。P57－32(三）蓄痒水池设思计P57－331.蓄水所池的腾结构悬形式按其构造耐特点分为开敞型和封闭型两类。野按其在地层中午的建设世位置分为平地哪式、半埋式和地上式三种。2.蓄水池锹容积的健确定水池胃的大读小和酱布置光数量舞要考镜虑水础源情狗况、乡丰控制卧面积泉大小取和投表资情泽况而土定。3.蓄水膨池选凤址①地质午条件好妖，无断众层、滑悠坡等不帐良地质珠情况；责②运葛输条件召较便于滥运送建挖筑材料巧；③急选择在荒供水受街益区集母中的制曲高点，割使供水臭管道的掉距离较座短；④翁不占耕铺地；⑤胶为降低这工程造幕价，气蓄水池圆的几何邻形状优趋先选用沫圆形，丝式依次为劣正方形察、矩形根，根据中选址处拐的地质级特点，仰选择开之挖工程群量小，水最节省哗工程投对资的形邻状。P5范7－344.蓄水池业建筑材或料浆砌抽石、甲素砼琴、钢束筋砼歇，采邀用浆尺砌石观时要傍作好掘防渗淡处理锡。5.做好蓄何水池的认基础处易理蓄水蛇池的具基础匠处理践非常砌重要盲，尤携其是充湿陷污性黄吩土地猾区，多如有根轻微漂渗漏秧，将肚危及董工程盼安全叛，基捷础处农理不脚彻底岩，棒蓄水商池将签发生替开裂乒和倾态覆等命现象淘。6.砼水池浅分缝对于容咬积较大睛的砼水纳池，可共设沉陷纲缝、温沈度缝，档分缝处缸应设柔雾性止水负和填充逐材料。7.其它浊设计①内置卡爬梯扮②池顽底排污侵管筐③开敞梢式水池假的护栏怪。P5著7－35（四）茫塘坝工颈程设计塘坝臭分类塘坝佳一般出根据花蓄水复容量获大小止可分厚为小陆塘、太大塘缴。小轿塘的链蓄水运容量碧在1万m3以下骗；大矮塘为端蓄水虏容量筐在1～10万m3之间的通塘坝。2.塘坝的云塘址的怜选择①地形右条件好黄；②地挡质条件跳好；③圣水源条祝件好；悟④靠近分灌区；辨⑤施工肤、交通掘及管理豆方便；摧⑥行政漂区划单挡一，归缴属权界皂定清楚许；⑦有称人畜用嫌水要求暂的尽量揉靠近村酒庄，或籍选择位时置较高弃处能自公压给水抚。P57－363.塘坝供持水量的测估算（1）塘乎坝供备水量赌的估乐算①复蓄扫次数法场；②抗绞旱天数巧法；③扭塘堰径姥流法（2）塘坝寄有效容夜量的确电定（3）塘坝混实际蓄芬水量的目计算（4）塘坝接灌溉面驻积的计遣算P57－374.塘坝生坝体药设计塘埂梨形式口与断汁面设伴计要胃根据草塘埂裕高度租、筑葛埂材升料、叹塘址夹的地俯形和属地基取条件桶以及杯当地贴的水际文、穿气象爬、施森工、恒劳动骑力等挑因素轨，因阁地制丘宜，阅进行赛综合盗分析赔。（1）土质艰塘埂的呢形式①均匀蹈土质塘汉埂；②罪粘土心垦墙塘埂系；③粘躲土斜墙执塘埂。（2）土稻质塘罩埂横姨断面土质救塘埂君横断谊面随逃塘埂嘱高度俭而变薄化，车并受纽奉填土叨土质咳及密幻玉实度峰的影搬响。（3）放忘、泄当水建废筑物无的设追计①放汤水涵本洞；赔②溢练洪道焦。P5摄7－38（五驻）提艳灌站翼设计P5显7－39提灌裁站分水区方朋式：①一站一饶区式，全穿灌区斩由一犁个泵酸站集柴中控滋制，属泵站车将水谨全部遭抽送索到灌鼻区的伯最高零控制梯点，辅再由瓜一条箩或多药条输誉水管牌道分蹦配将养水分喊配到串全部病灌溉隆面积穴上；家②一站烫二区序式，当灌说溉区的名面积高摩差较大忘，分布搅在不同剃的位置誉时，可丙在灌区瞎内建一乌座泵站缠，安装奋两台以柱上不同恳扬程的扛水泵，夜分别向终不同高态程的出钥水池供版水，分偿别灌溉风不同高拾程的农敢田。其居优点是菜避免高定水低灌尝，节约捉运行成伯本。P57－402.站址索选择⑴培水源途条件水量丰艰富、水防位稳定犁、水质哲良好的哄河流、穴塘坝或蚁水库上骄。⑵蜻地葬形泵站应脸选在地炎形开阔犁，岸坡雁适宜的追地方。⑶嗽地誉质泵站的轰主要建痰筑物应公建在基秀础坚固就、抗渗停性能良才好的天舞然地基按上，对负于不良衫地基应轰慎重研管究确定谈基础类球型，采耗取相应佳的基础贼加固措抗施。（敲如淤泥妙、流沙非、湿陷难性黄土祝、膨胀虾土）。⑷交阁通方便例。⑸泵匠站应尽休可能靠茂近电源哪。P5超7－413.泵站建故筑物布坏置泵站券建筑躺物包钢括：采①泵锋房狭；②电进水让建筑财物（递进水杯闸、肢引渠腿、前窃池和配进水若池等曾）；润③出收水建汽筑物糠（出泡水管促道、写出水下池或咐压力牧管道摇）；定④专远用变席电站她；⑤忆管护馅用房硬；⑥忘对外蔬交通镇。P5泰7－424.泵站设贪计参数错（Q，H）的败确定泵站设影计流量尝（Q）和设制计扬程触（H）是盛水泵新选型昼的基滩本依盗据，歼避免荐小马尾拉大凶车和教大马贿拉小丑车现腿象。⑴设务计流量Q设＝拔∑mA/投360肺0Tt精(m3／s)⑵特征扬钓程①设计扬猎程：是进亏水池水忠位与灌彩到农田下最高点喘的高差陵，再加阁上相应胆的管路宣水头损月失。设滴计扬程喷为选择罚泵型的见主要依半据。②最低限扬程：它钉是进美水池咸水位学和灌是溉农泰最低升点的琴高差皱，再民加上重管路凳的水车头损鲜失。苦最低家扬程柴时水削泵工障况点技应在廉水泵恢的高衣效区乖范围丝式内运卡行，或这样钥运行匆经济虾，且型避免阻发生砖水泵诵汽蚀价现象层。P57－435.泵站逢进出返水口译建筑告设计包括掠：①捡引渠想；②吼前池穗；③塑进水娘池；鹅④出着水池扬（或泰压力雅管道母）；挽⑤出镰水管搬道设孟计死管也道管届径初酬选D＝13Q1/揉2。6.泵房设齐计包括俗：①矮泵房告结构狗形式突选择异；②向泵房费各部蒸分尺塘寸确售定（消长宽谎及设麻备）茧；③被泵房侦结构模设计7.泵站电败力工程芒设计包括：驳①线路倚（低压38扫0/悲22灵0，高压10膝kv）电杆宏；②醒电气（爆变压器省，泵站折开关，露熔断器涉，断路林器，避当雷针）P5芒7－44（六跪）机清井及酬井泵峡房设中计P57－45应由介水利辜或水拘文地截质部职门依托据《机井讽技术洁规范》业SL2钻56—秃200界0结合当尚地水文饱地质勘班探资料碎对井深、单井出之水量等进行溉机井工沃程规划侄设计。1.单井出军水量1）理悼论计算不（Du货pui瘦t）勘冻察规昼划阶鬼段2）抽以水实验烘设密计管理械阶段2.单井控蔑制面积f=伟Qt耍T/戚m，以50—皱100亩为宜志。3.机井结麦构设计1）井尾管材负料宽钢姜管贞铸股铁管够塑料消管锤混凝今土管2）井拳管直龄径蒙井孔假直径撕定树型产煤品P5纯7－463)机井结结构旗井必壁管驰滤水割管叛沉淀管4.水泵选有型机井头的单托井出漂水量俗和动示水位帜应由摘抽水片实验宽资料鹊确定房诚或水兄文地宣质勘闻探资域料确扩定，伸依据垂上述典资料验确定尸设计挎流量拌和设小计扬们程，答使水郊泵工弓况点选在水胖泵的呆高效结区运5.填料扰和井久管外般围封刚闭不良含舱水层一爹般应用细粘土球占封闭6.井房设江计大小一总间，房替顶可设昌检修孔7.井盖开敞判式的忙机井室应配肃备井犹盖或迎井台P57－47（七协）管变网工怠程设柜计P57－481.管材选赴择⑴塑料罗管（PVC管、PE管）⑵登钢管（疲水源点至调盯蓄水池散的引水带管或压忆力大的道地方局垮部）⑶给砼管⑷“小禁白龙”壁（田间斯出水口共到间沟敌畦）2.管道辅展助件⑴镇墩箭⑵挥支墩颈⑶排厌气阀姐⑷泄水袭阀3.管优件⑴连端接件命三四道通呼⑵查控制薄件为闸家门4.管网廉布置炒形式⑴树穷状网湾⑵环乘状网5.管道铺消设管道埋木深为80c狼m长度睁也要划准确6.管径溉选择初选D＝13Q1/2P5旺7－49（八）傲灌溉渠铺道和排询洪渠设碌计P5谢7－501.灌溉渠帮道设计⑴设姜计流量Q净＝Aq净Q设＝Q毛＝Q损+q净设计拘流量是确摧定渠惯道断待面和阿渠系于建筑茅尺寸肌的主罗要依摸据。影其大且小与牧灌溉烈面积它、作结物组汽成（康灌溉贯制度飘以及锣渠道津的工雕作制狗度）总等因呀素有乖关。⑵渠摔道纵横词断面设絮计Q=测AC（Ri）1/2主要蚀确定罩底宽煮、边源坡、颠比降龄等水博力要遇素，忆采用尘梯形疗断面狭。⑶显渠道仅建筑露物设盲计①引水建惊筑物：拦河黑坝、冲继沙闸、腿进水闸蹦；②配水橡建筑鸦物：分罢水闸断、节运制闸低；③交叉建找筑物：隧轮洞、犹渡槽模、倒从虹吸过、涵垮洞、狗桥梁垄；④衔接建广筑物：跌水勺、陡坡强；⑤泄水建短筑物：泄蜜水闸摇