粮田建设田间工程项目总体设计

粮田建设田间工程项目总体设计第一节主要建设内容田间工程为高产稳产粮田建设，共4.5万亩，涉及老赵庄镇项目区和松林镇项目区，其中松林镇2.5万亩、老赵庄镇2.0万亩。项目区共涉及29个行政村人口37268人，规划区经济基础相对较好，具有悠久农业生产历史。项目区总体布置详见附图3。主要建设内容为：新打机井230眼、维修机井128眼，低压管道222.95km；泵站改造2座，渠道衬砌4km；100KVA变配电设施7处，低压电缆50km，高压线路4.0km；配套生产桥68座、各类涵闸涵洞等9座；沟渠清淤48万m3，机耕路9km，林网建设2.46万株。项目实施后，井灌区低压管道控制面积3.5万亩，扬水站每座控制面积5000亩，2座控制1万亩。项目区具体建设内容见表6-1。项目区井灌区、渠灌区控制面积见表6-2。表6-1项目区建设内容一览表乡镇序号村名机井及配套（眼）低压管道(m)农桥（座）维修机井（眼）低压电缆(km)变压器（台）高压电缆(km)机耕路(m)沟渠开挖(m3)扬水站（座）支渠衬砌(km)节制闸（座）排水闸（座）松林镇1刘斗74850141.72松北128130272.83东尚1113150382.510.6120004由集127360432.710.6100070000.85田庄51000800011.216张庄65737141.410.610007王大人1210210382.830002500018仓上1614720183.31600019麻佛寺1415826172.91500010郝庄1413500482.91800011石槽136880152.810.6400012亢庙1613060283.31000013西丁1613977483.310.620000小计149127400327832.45360001350001221老赵庄镇1老赵庄1717358333.6010.51000380002红庙周1110778222.30200003老周庄21720120.50150004冯庄511243231.00200005车子周31147350.702000016伞匠庄232300017蔡庄5650431.002300028王集1010568372.002600019黄庄45599231.002200010找军营1515460373.50111赵坊78950211.502300012相庄330.0020002400013后丁26223340.502100014李将庄30.0010.527000115南丁20.0026000216双庙240.0017000小计8195550365017.6213000345000126合计23022295068128507490004800002427表6-2项目区分区一览表乡镇类别序号村庄面积(亩)备注松林镇井灌灌区123456789101112渠道灌区老赵庄镇井灌灌区1234567891011渠道灌区1234567小计5000合计井灌灌区35000渠道灌区10000

第二节设计依据l、《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288—99)；2、《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)；3、《节水灌溉工程技术规范》(GB／T50363—2006)；4、《渠道防渗工程技术规范》(SLl8—2004)；5、《机井技术规范》(SL256—2000)；6、《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》(GB／T20203—2006)；7、《低压配电设计规范》GB50054-2011；8、《供配电系统设计规范》GB50052-2009；9、《交通桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)；10、《水利水电工程设计工程量计算规定》(DL／T50888—99)；11、山东省小型农田水利工程建设技术手册；12、国家颁布的其他有关现行规范、规程及技术标准。第三节典型工程设计一、机井及配套工程1、基本情况项目区浅层地下水的水文地质条件较好，第四纪冲积物厚达110-250m，其中0-60m地层为砂质粘土、砂土、亚砂土、粉细砂、细砂等。致使含水层发育，地下水多为潜水和第四纪孔隙水。项目区所在的老赵庄镇和松林镇属XX市浅层淡水丰富区，含水层以细砂、粉细砂为主，浅层淡水顶板埋深在20m左右，底板埋深在50m左右，单井涌水量30-40m3/h，水化学类型以重碳酸盐类为主。据项目区勘探资料分析该区含水层主要集中在第五层和第六层，顶板界面分别为17.7m和22.6m，累计含水砂层厚度30m左右。典型地块选择在XX市松林镇和老赵庄镇交界处胡姚河北岸松林镇由集村南，南北宽300m，东西长为540m，面积约为243亩。据当地水利部门提供的有关资料分析，项目区单井出水量一般为35～40m3。本次典型设计取40m3。2、井距确定与井型选择（1）机井单井控制面积计算依据《山东省小型农田水利工程建设技术手册》(2010.7)及《机井技术规范》(SL256-2000)，单井控制面积采用下式计算：式中：F0——单井控制灌溉面积（亩）Ｑ——单井出水量（m3／h）;取40m3／ht3——灌溉期间每天灌溉时间（h），取15h；T2——每次轮灌期的天数（d），取8d；η——灌溉水利用系数，取0.85；η1——干扰抽水的水量消减系数，取0.2；m2——每亩每次综合平均灌水定额（m3），取40m3／亩。经计算，单井控制面积F0为81.6亩，根据经验结合方田实际，确定设计单井控制面积为81亩。（2）井距计算为方便管理，项目区内的机井一般靠路边布置，属于条形布置方式，机井间距可按下式计算：式中：L0——井距，m；F0——单井控制的面积，亩。经计算确定项目区机井间距为223.4m。结合实际应用，确定设计机井间距南北方向为300m，东西方向为180m。（3）井数的确定：井数的确定可按下式计算：式中：N——标准地块机井数量（眼）；F1——井灌区标准地块的灌溉面积（亩），本次规划标准田块的面积约为243亩；F0——单井控制面积（亩）经计算需3眼。根据地块面积，和原有机井状况，确定项目区新建机井数量。（4）井型选择根据地质构造地下水埋深及抽水工具特点，选取敞口多孔砼管井，开孔直径600mm。3、滤水管设计表6-3项目区机井建设情况表乡镇类别序号村庄耕地(亩)需配机井（眼）原有机井（眼）新建机井（眼）维修机井（眼）松林镇井灌灌区1761.3918121275.8516412432064.12513121141155771138361602.7320515572310.662914151282484.593117141192119.6126121410101080.3132112112050.622512138122194.3279188200002479814978老赵庄镇井灌灌区27253417177169221101132703121176522175718030301021138551659201010787911745242730151571405171074977121024小计150001861058150合计井灌灌区35000433203230128根据实际情况，为取得最大出水量，延长机井使用寿命，选用水泥砾石多孔滤水管。（1）用料选择该井属于浅井。骨料根据含水层的选定，由于该地质砂层为粉、细砂，依据《山东省小型农田水利工程建设技术手册》(2010.7)及《机井技术规范》(SL256-2000)，选用骨料粒径3～5mm为宜。根据当地条件和经验选取粒径4～6mm。（2）水灰比加水量大影响性能，加水量小影响管子强度，根据当地实践经验，水灰比取0.3。（3）滤水管长度确定滤水管长度主要根据含水层厚度而定。设计滤水管长度与含水砂厚度相等。根据岩性柱状图，含水砂层总厚度为30m，所以设计滤水管总长度为30m。经以上分析，井管选用水泥砾石多孔滤水管，水泥标号R32.5，水灰比0.3，骨料粒径4～6mm，井管孔隙率18%～20%。4、填砾设计（1）填砾的形状和规格填砾以均质的近圆形的颗粒石英砂为宜。因为这种砾料的渗透性比非均质带有棱角的为大。依据《山东省小型农田水利工程建设技术手册》(2010.7)及《机井技术规范》(SL256-2000)，粉砂填砾规格为2～3mm，细砂填区规格为2～4mm。（2）填砾位置由于该井为浅井，含水砂层间夹层较薄，所以在含水层顶板以下全部填砾，填砾总厚度32m。填砾层以上填粘土。（3）填砾厚度及填砾数量填砾厚度增加，可以扩大滤沙层的范围，增加井的出水量。一般开孔直径应比滤水管外径大100mm以上。由于设计开孔直径600mm，设计井管内(外)径300mm(400mm)，填砾厚度为100mm。填砾量为：V砾=CL(r12—r22)π式中：V砾——砾料数量(m3)C——加大系数，取1.2L——填料段长度(m)r1——井孔半径(m)r2——井管外半径(m)V砾=1.2×32×(0.32－0.22)×3.14=6.03(m3)5、井壁管与沉淀管井壁管：由于该井为浅井，所以井壁管采用混凝土井壁管。沉淀管：由于该井为松散地层中的管井，所以沉淀管选取4m。6、水泵选型系统总扬程为H总＝1.1∑hf+1.1∑hf泵＋△Z＋hj+h出口式中：H总——系统要求的总扬程，m；hf——输水管道沿程水头损失，m；hf泵——首部枢纽部分的沿程水头损失，m；hf泵＝625000Q1.9L／d5.1；经计算，hf泵＝2.723m；Z——机井动水位到田面控制点的高差，m；取0.2m；d——泵管管径，d＝80mmL——泵管长度，l＝20mhj——首部枢纽局部水头损失，取3m；h出口——为地面移动软管出水口工作水头。则：H总＝1.1×（3.68+1.55）+1.1×2.723＋15＋3＋0.2＝26.95m；根据计算选用200QJ40—30／2潜水电泵，流量Q＝40m3／h，扬程H＝30m。项目区内单井控制的面积基本相同，管网均为单井布置，故各井采用相同的机泵。7、机井及配套管道供水首部采用地下式，井口装置及供水首部埋在农作物耕深土层以下1.2m，在井口地面以下1.2m，砌筑长1m，宽1m，高0.8m地下井房，上部加盖C20砼混凝土板，板上回填土，回填土厚度0.4m，地下井房基础为C20混凝土，井房墙体为M7.5浆砌砖，内外水泥砂浆抹面，井口C20混凝土盖板1*1m，厚0.12m，地下井房预留PVC管、电揽管洞口。机井灌溉控制采用先进的IC卡控制，在井口处设计IC卡射频控制器，用户通过IC卡启动供水潜水泵，进行田间灌溉，同时通过IC卡进行灌溉收费计量，便于管理，计量精确。8、电力设计农村电网经过建设改造后，10kv架空线路已经覆盖所有村庄，且供电质量有较大提高，本工程配套变压器按照“小容量、密布电、短半径”的原则确定变压器的位置，一般每台控制4-7眼机电井，项目区现状需配套变压器7台，从配电变压器的低压出口到每个机井点，按辐射式和链式向四周延伸，供电半径不超过500m，变压器型号采用S11-M.R系列卷铁芯变压器，容量100KVA，在井口位置设置低压线路控制箱，从控制箱到潜水泵线路采用低压防水电缆，经现场测算本项目共需铺设低压电缆50km，高压电缆4km。表6-4电力工程投资估算表序号项目内容单位工程量单价（元）金额（元）110KVA变压器台7800005600002高压电缆km41500006000003低压电缆km50200001000000合计2160000表6-5单眼机井及配套工程量及投资序号项目内容单位工程量单价（元）金额（万元）单眼机井及配套1.411机井座0.63ф30滤水管购置安装节30.0040.000.12ф30井壁管购置安装节35.0040.000.14填料m36.02114.000.07包皮布个7.006.000.01ф12井壁管铁丝kg15.005.000.01沥青购置kg24.008.000.02ф600井盘个1.0025.000.015米长竹片根36.006.000.02施工费眼1.002300.000.232机井配套0.78潜水电泵（含电机)台1.0030000.30电缆m30.00200.06钢管m30.00550.17射频控制器套1.0020000.20混凝土保护筒套1.005000.05二、井灌低压管道节水灌溉项目规划井灌区控制面积3.5万亩，计划建设低压管道共222.95km。选择松林镇马佛寺村北一典型地块，南北宽300m，东西长为540m，面积为243亩。在典型方田内，需布设3眼机井，原有1眼，计划新打2眼机井位于地块南侧东西方向的路边处。现以南侧西边1眼机井的设计布局为例介绍其设计过程，从机井沿东西方向布置干管一条，长90m，总灌溉面积约为81亩。支管沿南北方向垂直于干管布置，共布置2条，每条支管长210m。给水栓沿支管布置，间距为70m，共布置8个给水栓，支管末端的给水栓距地边45m。给水栓双向分水控制灌溉；给水栓上连接移动式输水软管，软管连接采用快速接头。见低压管道灌溉典型工程设计布置图。图6-1低压管道灌溉典型工程设计布置图区内土壤为砂壤土，土壤平均容重为1.47g/cm3，田间持水率占土重的26%，南北向种植。规划新打机井平均出水量为40m3／h，动水位在15m左右。1、作物需水量的确定根据小麦、玉米等的需水规律，其需水高峰在灌浆期间，包含降雨在内的平均日需水强度Ea＝5.5mm／d2、设计灌水定额及灌水周期1）设计灌水定额m=0.1(θmax—θmin)βZγ式中：m——为设计灌水定额，mm；γ——为土壤容重，g／cm3；Z——为计划湿润层深度，m；θmax、θmin——适宜土壤含水率上下限（占干土重的百分比）；β——为田间持水率。土壤湿润层深度Z＝45cm，适宜土壤含水量上限取田间持水率的90%、下限取60%。按上式计算设计净灌水定额。经计算m＝0.1×1.47×0.45×26×（95－60）＝60.2mm，即40m3／亩。2）灌水周期T＝（m／Ea）=60.2÷5.5=10.9d，取8d。式中：T——为设计灌水周期，d；其余符合意义同前。3、灌溉设计流量的确定根据设计灌水定额、灌溉面积、灌水周期和每天工作的时间，按下式计算确定系统灌溉设计流量。Q设＝0.667mA／（ηTt）式中：Q设——为管道系统的灌溉设计流量，m3／h；η——为灌溉水利用系数，取0.85t——为灌水时间，h，取15h；其它符合号意义同前。则：Q设＝0.667×60.2×90÷（0.85×8×15）＝35.43m3／h，设计流量小于机井单井出水量40m3／h，故取40m3／h作为设计流量。4、低压管道灌溉系统工作制度确定1）毛灌水定额W毛＝W／η水式中：W毛——毛灌水定额（m3／亩）；W——净灌水定额（m3／亩）；η水——灌溉水利用系数，取η水＝0.85。则：W毛＝40／0.85＝47.06m3／亩。2）一次灌水的延续时间t次＝W毛×A0／q0式中：t次——一次灌水的延续时间（h）；A0——单口控制面积（亩），由管网布置知，A0＝81／8＝10.125（亩）；q0——单口流量（m3／h），每次开一个口，q0=40（m3／h）。则：t次＝47.06×10.125／40＝11.91h3）轮灌组的划分N＝int（t日×T／t次）式中：N——轮灌组数（个）t日——日运行小时数（h）；int[]——取整符号；其余符号同前。则：N＝15×8／11.91＝10.08，取8个轮灌组。结合实际，采取一条支管为一个轮灌组，每次开启1个给水栓的运行方式。5、管网水力计算1）系统流量的确定由于在一个轮灌组中，只有一条支管、一个给水栓工作，故支管流量Ｑ干=Q支＝40m3／h2）干、支管管径的确定式中：Q——管道设计流量（m3／h）d——管道内径（mm）V——管道经济流速，干、支管均取1.2m／s。则：d干＝取d干＝d支＝110mm3）管网水力计算⑴沿程水头损失计算hf=94800Q1.77L／d4.77式中：hf——管道沿程水头损失，m；L——计算管道长度，m；Q——管道设计流量，m3／h；d——管道内径，mm。地面塑料饮管的沿程水头损失按上式计算后，根据软管辅设顺直程序及地面平整情况乘以1.1倍系数。现以最不利轮灌组运行时的工作状态来进行水力计算和水泵选型。最不利固定管道包括干管和支管及地面移动软管，总长305m，其中：干管长45m，支管长210m，地面移动软管50m。固定管道沿程水头损失：hf固＝（94800×45×401.77÷105.64.77）＋（94800×210×401.77÷106.64.77）＝0.65＋3.03＝3.68m。地面移动软管水头损失：hf软＝1.1×(94800×50×401.77÷904.77）=1.55m。⑵局部水头损失计算局部水头损失按总沿程水头损失的10%计。6、水泵选型系统总扬程为H总＝1.1∑hf+1.1∑hf泵＋△Z＋hj+h出口式中：H总——为系统要求的总扬程，m；hf——为输水管道沿程水头损失，m；hf泵——为首部枢纽部分的沿程水头损失，m；hf泵＝625000Q1.9L／d5.1；经计算，hf泵＝2.723m；Z——为机井稳定动水位到田面控制点的高差，m；取0.2m；d——泵管管径，d＝80mmL——泵管长度，l＝20mhj——首部枢纽局部水头损失，取3m；h出口——为地面移动软管出水口工作水头。则：H总＝1.1×（3.68+1.55）+1.1×2.723＋15＋3＋0.2＝26.95m；根据计算选用200QJ40—30／2潜水电泵，流量Q＝40m3／h，扬程H＝30m。项目区内单井控制的面积基本相同，管网均为单井布置，故各井采用相同的机泵。7、投资估算表6-6典型方田低压管道投资概算表序号项目内容单位工程量综合单价（元）合价（元）1土方工程5726土方开挖m36202.801736土方回填m36006.6539902管道工程43765PVC管（DN110）购置m154920.0030980PVC管（DN110）埋设m15491.82788弯头个1025250三通个2030600玻璃钢给水栓个24150.003600给水栓护筒套24801920砌砖基础m39.3368.663429基础砂浆垫层m30.93212.481983合计49491典型方田面积为243亩，共铺设低压管道长1549m，概算投资49491元，计算得管道铺设每亩为6.37m，每米31.95元，井灌区全部按照此标准布设低压管道并计算投资。项目区低压管道建设情况详见表6-7。三、生产桥工程结合排水沟设计，本期工程只考虑斗级以下沟渠上的生产桥。生产桥均为砌石拱，净跨2.5m，桥宽、长依据现状确定，共计68座。详见表6-11。以桥宽5m，长12m的石拱桥为典型做设计计算；由于本次表6-7项目区低压管道建设情况表乡镇序号村庄耕地（亩）铺设低压管道（m）投资（元）松林镇1刘斗761.348491551832松北1275.8581272600693东尚2064.1131484207464由集1155.1773582354705张庄900.7757381836136王大人1602.73102093267007仓上2310.66147194710058麻佛寺2484.59158275064599郝庄2119.611350243206110石槽1080.3688222020811亢庙2050.621306241799812西丁2194.313978447286小计200001274004076800老赵庄镇1老赵庄2725173585554642红庙周1692107783448973老周庄2701720550374冯庄1765112433597785车子周1801147366916蔡庄102165042081217王集1659105683381718黄庄87955991791759找军营24271546049472010赵坊1405895028639511后丁9776223199152小计15000955503057600合计350002229507134400田间工程无防洪要求，所以桥下过水流量设计标准按五年一遇除涝流量设计；生产桥荷载标准同上。桥面高程确定按设计水位计算桥面最低高程，按下式计算：式中：－桥面最低高程（m）；－设计水位；－考虑河弯超高、水拱、床面淤高和漂浮物高度等诸因素的总和（m）；－桥下净空安全值（本次取0.5m）；－桥梁上部构造建筑高度（m），包括桥面铺装高度。若路面高程大于，桥面高程则采用路面高程。桥面总宽5m；净跨度2.5m；防撞栏杆宽：0.25m×2；行车道净宽：4.5m；矢跨比：1/3；拱圈厚度为等截面圆弧拱，拱圈净跨度为2.5m时，拱圈厚度为40cm，拱顶填料厚度为50cm，拱顶横截面与拱圈尺寸见附图，拱圈用M10砂浆砌块石；桥面设横坡1%，不设纵坡。拱圈几何尺寸计算计算公式采用式中符号意义：—系数，4.5～6，本设计取4.5；—荷载系数，取1，取d=40cm；计算跨径的确定由矢跨比：查表得，，计算跨径：计算矢高的确定计算矢高：桥面荷载：（沿桥跨每米恒载）两侧栏杆重：栏杆由总宽5m桥宽平均承担：0.4KN/m填料0.5m：拱圈自重:拱顶处每米宽度拱圈上的总恒载强度：qs=0.4+10+9.6=20KN/m拱脚处的填料厚度：拱脚处的荷载强度：拱脚处主拱图自重荷载强度：拱脚处每m宽度拱圈上的总恒载强度：静止土压力对拱圈的水平推力：静止土压力系数，填土容重拱顶处水平荷载强度为：拱脚处水平荷载强度为：拱顶轴向力：拱角水平反力：拱脚竖向反力：拱脚轴向力：活载作用：拱顶处填料厚50cm，不计冲击力，活载横向按全拱宽平均分布。每米宽拱圈承担的活载为后轴荷载。拱顶轴向力为：拱脚轴向力为：表6-8拱圈内力组合桥总宽（m）跨度（m）项目恒载①活载②①+②5m2.5m拱顶Ns（KN）3616.652.6拱脚Nk10KN）55.515.971.4最大拱推力及相应的竖直反力活载作用下拱脚竖直反力：最大水平推力：恒载作用下拱脚对桥台的竖直反力与水平推力，恒载与汽车活载同时作用下，拱脚对桥台的作用力为：桥台稳定验算，按以下两种工况分别验算：工况1：完建期，无活载；工况2：桥上有活载，台后无活载。生产桥桥台稳定计算成果见表6-9。表6-9生产桥桥台稳定计算成果表名称计算工况荷载组合地基应力（kPa）合力偏心距（米）合力偏心距允许值（米）抗倾安全系数K0抗倾安全系数Kcσ米axσ米in生产桥1上部结构重力+桥合重力+土侧压力76.563.20.170.557.252.452上部结构重力+桥合重力+汽车荷载（包括制动力）+土侧压力96.6375.670.260.734.81.65偏心距e以偏向河道为正值；地基应力允许值[σ0]=100kPa;抗倾覆稳定安全系数允许值[k0]=1.5;抗滑稳定安全系数允许值[kc]=1.3；计算均满足要求。表6-10典型设计桥涵工程量及投资序号定额编号项目内容单位工程量单价（元）金额（元）一土方工程6125110086-2基础土方开挖100m34.19279.61172111024基础土方回填夯实100m36.6664.654387111024筑桥胎100m30.6664.65399110086-2拆桥胎100m30.6279.6168二砌石工程36540230021M10浆砌块石基础100m30.3641976.115111230023M10浆砌块石桥台100m30.0845089.443607230031M10浆砌料石挡土墙镶面，厚20100m30.0754425.743810230022M10浆砌块石挡土墙100m30.18243752.527963230036M10浆砌料石拱圈镶面，厚25100m30.0165756.82658230037M10浆砌石拱圈100m30.0755421.273879230035M10浆砌石栏杆100m30.02462990.481512合计42665表6-11改建生产桥设计指标及投资统计表序乡名称村庄原结构形式跨径孔数桥面桥长投资（元）号镇（m）宽度（m）（m）1松林镇松北桥松北砌砖拱2.51512354032王大人桥1王大人砌砖拱2.51512354033王大人桥2砌砖拱2.51512354034由集1由集砌砖拱2.51512354035西丁1西丁砌砖拱2.51510354036西丁2砌砖拱2.51512354037西丁3砌砖拱2.51512354038西丁4砌砖拱2.51512354039东尚东尚砌砖拱2.515143540310刘斗刘斗砌砖拱2.515103540311亢庙1亢庙砌砖拱2.515103540312亢庙2砌砖拱2.515143540313由集2由集砌砖拱2.515143540314田庄1田庄砌砖拱2.515103540315田庄2砌砖拱2.515103540316田庄3砌砖拱2.515103540317田庄4砌砖拱2.515103540318田庄5砌砖拱2.515103540319仓上仓上砌砖拱2.515103540320郝庄1郝庄砌砖拱2.515103540321郝庄2砌砖拱2.515103540322郝庄3砌砖拱2.515103540323老赵庄镇老赵庄村东南桥老赵庄砌砖拱2.515123540324老赵庄村西桥砌砖拱2.515123540325红庙周村西南桥红庙砌砖拱2.515123540326老周庄村西桥周庄砌砖拱2.515103540327冯庄村北桥冯庄砌砖拱2.515103540328车子周村南桥车子周砌砖拱2.515103540329伞匠庄东北桥伞匠庄砌砖拱2.515123540330蔡庄村西南桥蔡庄砌砖拱2.515143540331蔡庄村西桥砌砖拱2.515143540332王集村西南桥王集砌砖拱2.515103540333王集村南桥砌砖拱2.515103540334黄庄村西南桥黄庄砌砖拱2.515103540335后丁村北桥后丁砌砖拱2.515143540336后丁村西北桥砌砖拱2.515143540337找军营村东南桥找军营砌砖拱2.515143540338找军营村南桥砌砖拱2.515143540339赵坊村南桥赵坊砌砖拱2.515103540340李将夏东南桥李将夏砌砖拱2.515123540341李将夏村东桥砌砖拱2.515123540342相庄村东南桥相庄砌砖拱2.515123540343南丁村西南桥南丁砌砖拱2.515123540344南丁村西桥砌砖拱2.515123540345双庙村东桥双庙砌砖拱2.5151235403合计1593135四、涵闸设计1、基本情况根据项目区实际情况，项目区共设1.5×2.0型涵闸2座、0.5×1型涵闸7座。2、工程布置（1）砼闸室1.5×2.0型涵闸采用砼闸室，主要由进口连接段、闸室、涵洞段、出口连接段四部分组成。进口连接段：M10浆砌块石护底，厚0.3m；后接M10浆砌块石斜降八字墙，M10浆砌料石镶面厚0.15m；护底下及墙后采用300g/0.2mm的复合土工膜防渗。闸室段：采用胸墙式闸室，并设置排架、机架桥、机房。闸室采用C25钢筋混凝土结构。启闭排架及机架桥为C25钢筋砼结构，机房为砖混结构。涵洞段：采用C25钢筋砼箱涵，下铺0.1m厚C15素混凝土垫层。出口连接段：为浆砌块石扭坡，护底均采用M10浆砌石，厚0.5m；护底后接抛乱石防冲，厚0.5m。（2）浆砌石闸室0.5×1型涵闸采用浆砌石闸室，主要由进口连接段、闸室段、涵洞段、出口连接段四部分组成。进口连接段：采用M10浆砌块石护底，厚0.3m；两岸为M10浆砌块石斜降八字墙，M10浆砌料石镶面厚0.15m；护底下及墙后采用300g/0.2mm的复合土工膜防渗。闸室段：采用M10浆砌块石闸室，外露面采用M10浆砌料石镶面厚0.15m；排架柱采用M10浆砌料石结构，机架桥板采用C25钢筋混凝土实心板。闸门采用铸铁闸门。涵洞段：采用钢筋砼圆管涵，下铺C15素混凝土基础。出口连接段：采用M10浆砌块石护底，后接抛乱石防冲，厚度均为0.50m；两岸为M10浆砌块石护坡厚0.20m。3、闸室稳定计算（1）闸室稳定计算计算工况拟定a.施工完建期：上下游均无水，地下水位在闸底板以下；b.正常运用期：闸门关闭，下游为干渠设计水位，上游无水；采用计算公式（对闸底板底面中心取矩）a.地基应力：式中：——闸室基底应力的最大值和最小值（kPa）；∑N——作用在闸室上的全部竖向荷载（包括闸室底板底面上的扬压力在内）之和（kN）；A——闸室底板底面面积（m2）；e——闸室相对于底板底面中心的偏心距（m），正值为偏向上游，负值为偏向下游；B——闸底板顺水流向长度（m）。b.地基不均匀系数：式中：η——地基不均匀系数：σmax——闸室基底应力的最大值（kPa）；σmin——闸室基底应力的最小值（kPa）。c.抗滑稳定安全系数：Kc＝f∑G/∑H，式中：Kc——沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数；f——闸室底板与地基之间的摩擦系数；∑G——作用在闸室上的全部竖向荷载（包括闸底板底面上的扬压力在内）之和（kN）；∑H——作用在闸室上的水平向荷载之和（kN）；表6-12闸室稳定计算成果表涵闸类型计算工况偏心距e（m）地基应力（kPa）抗滑系数kc地基应力不均匀系数η最大值σmax最小值σmin0.5×1.0完建期-0.0965.4841.44－1.58运用期0.0241.2845.631.481.101.5×2.0完建期0.21104.2967.395.31.55运用期0.1591.7872.264.521.27根据区域地质资料，地基应力允许值[σ]不小于115kPa；满足要求；地基应力不均匀系数允许值η允＝2.0；抗滑均能满足稳定要求。2、挡土墙稳定计算（一）计算工况a.完建期：地下水尚未形成；b.运用期：渠道内无水，墙后为地下水位。（二）回填土要求回填应采用壤土，要求分层碾压、夯实，压实度不小于0.95，压实后等效内摩擦角不小于30度。（三）计算公式地基应力计算公式同闸室稳定计算公式。挡土墙的稳定计算1.5×2.0型为例，计算成果详见下表。地基应力满足地基允许承载力要求，抗滑安全系数及抗倾安全系数均大于相应工况允许值，满足稳定要求。表6-13挡土墙稳定计算成果表挡土墙高（m）计算工况大小应力比抗滑安全系数抗倾安全系数1.8完建期22.3425.441.142.897.21校核期17.9435.711.991.227.072.8完建期67.7458.701.152.6812.46校核期67.4143.341.561.407.30表6-140.5米闸改建工程投资表序号定额编号工程或费用名称单位数量单价(元)价值(元)1第一部分建筑工程254432一.土石方工程19673110086-2土方开挖100m³1.900279.6053141110241立米打夯机夯实土料100m³2.160664.6514365二.砌石.砌砖工程189306230020{M10}浆砌块石上游护底100m³0.02043986.308807230018{M10}浆砌块石上游平面护坡100m³0.03044425.8113338230021{M10}浆砌块石上游翼墙基础100m³0.02041976.108409230022{M10}浆砌块石上游翼墙100m³0.03043752.52131310230031{M10}浆砌条料石上游翼墙镶面100m³0.01054425.7454411230021{M10}浆砌块石闸室基础100m³0.04041976.10167912230022{M10}浆砌块石闸室挡土墙100m³0.05043752.52218813230031{M10}浆砌料石闸室挡土墙镶面100m³0.01054425.7454414230021{M10}浆砌块石下游端墙基础100m³0.05041976.10209915230022{M10}浆砌块石下游端墙100m³0.05043752.52218816230031{M10}浆砌条料石下游端墙镶面100m³0.02054425.74108917230020{M10}浆砌块石下游护底100m³0.03043986.30132018230018{M10}浆砌块石下游平面护坡100m³0.06044425.81266619抛乱石护底100m³0.01025000.0025020三.混凝土及钢筋混凝土工程334621240158{C25}机架桥预制100m³0.00186306.718622240197{C25}预制机架桥安装100m³0.00126658.392723240092{C30}闸门槽二期混凝土100m³0.001152077.8915224240083{C25}管基础100m³0.04053259.43213025DN500钢筋砼二级管m8.000100.0080026240193钢筋制作安装（其他）1t0.0207533.8215127四其他工程120028伸缩缝m21.2001000.00120029第三部分机电设备及安装工程400030设备购置400031铸铁闸门启闭机购安套1.0004000.004000合计29443表6-151.5米闸改建工程投资表序号定额编号工程或费用名称单位数量单价(元)价值(元)1第一部分建筑工程883172一.土石方工程59763110086-2土方开挖100m³7.680279.60214741110241立米打夯机夯实土料100m³5.760664.6538285二.砌石.砌砖工程292996上游抛乱石护底100m³0.03025000.007507230020{M10}浆砌块石上游护底100m³0.06043986.3026398230021{M10}浆砌块石上游扭坡基础100m³0.06041976.1025199230031{M10}浆砌条料石上游扭坡镶面100m³0.06054425.74326610230019{M10}浆砌块石上游扭坡100m³0.12045634.41547611230020{M10}浆砌块石下游护底100m³0.06043986.30263912230021{M10}浆砌块石下游扭坡基础100m³0.06041976.10251913230031{M10}浆砌条料石下游扭坡镶面100m³0.06054425.74326614230019{M10}浆砌块石下游扭坡100m³0.12045634.41547615下游抛乱石护底100m³0.03025000.0075016三.混凝土及钢筋混凝土工程4790817240081{C25}闸底板100m³0.04051098.65204418240076{C25}闸墩100m³0.10075821.68758219240096{C25}胸墙100m³0.01061596.4461620240110{C30}单架100m³0.02086306.71172621240097{C30}工作桥100m³0.01073164.3273222240135{C25}涵洞100m³0.23052420.551205723240092{C30}闸门槽二期混凝土100m³0.010152077.89152124240082{C15}垫层100m³0.03049760.90149325240193钢筋制作安装（其他）1t2.6737533.822013826四其他工程513427机房m25.760800.00460828280021土工膜铺设100㎡0.5201011.5952629第三部分机电设备及安装工程2500030设备购置2500031铸铁闸门启闭机购安套1.00025000.0025000合计113317五、泵站工程设计（一）基本情况根据项目区实际情况，项目区的裕民渠和胡姚河等河道是灌排两用河道，灌溉期河道通过位山灌区引黄灌溉，同时可通过渠道现有节制工程拦蓄区域降水用于灌溉和补充地下水，为充分利用黄河及当地水资源，本期项目需改建50泵站2座。改建泵站大多始建于上世纪七、八十年代，泵房裂缝或坍塌，水泵锈蚀、碱化严重，多数已无法正常运用，使该区域农田灌溉受到严重影响为提高该区域农业生产水平，保证其农田灌溉用水需求，亟需对现有泵站进行改建。表6-16渠灌区改建泵站水位特征统计表序号名称上一级干渠设计指标原机组数量原水泵型号控制灌溉面积（亩）现状上级渠底高程（m)上级设计水位（m)上级最低运行位（m)下级渠底高程（m)下级运行水位（m)渠道名称岸别1田庄泵站胡姚河北1500ZLB_855000重建31.7333.2332.0834.0534.72李蒋夏泵站裕民渠北1500ZLB_855000重建29.4432.5430.3434.2035.00（二）水力计算1、水头损失水头损失分为沿程水头损失和局部水头损失。（1）沿程水头损失计算公式：，式中：hf—管道沿程水头损失值，m；f—为摩擦阻力系数；L－为管道长度，ｍ；Q—管道内通过的流量，m3/s；D—管道内径，m；ｍ－为流量指数。（2）局部水头损失局部水头损失包括拦污栅水头损失，弯头水头损失，拍门水头损失，管道进出口水头损失。①拦污栅水头损失计算公式：，式中h—拦污栅水头损失值，m；β—栅条形状系数；θ—拦污栅倾斜角度，度；t—栅条厚度，mm；b—栅条净间距，mm；v—进水池最大流速，m/s。②弯头水头损失计算公式：，式中hj—弯头水头损失值，m；ζ弯—弯头局部阻力系数；D—弯头内径，m；R—弯头转弯半径，m；θ—转弯角度，度；Q—过流量，m3/s。③拍门水头损失计算公式：，式中h—拍门水头损失值，m；ζ拍—拍门局部阻力系数；D1—输水管道直径，m；Q—过流量，m3/s。④管道进口阻力损失计算公式：，式中h—管道进口阻力损失值，m；ζ进—管道进口局部阻力系数；D1—输水管道直径，m；Q—过流量，m3/s。⑤管道出口阻力损失值计算公式：，式中h—管道出口阻力损失值，m；ζ出—管道出口局部阻力系数；D1—输水管道直径，m；Q—过流量，m3/s。⑥渐扩管水头损失计算公式：，式中h—渐扩管水头损失值，m；ζ渐扩—渐扩管局部阻力系数；d1—扩散前断面直径，m；d2—扩散后断面直径，m；Q—过流量，m3/s。⑥蝶形阀水头损失计算公式：，式中ζ蝶—蝶形阀局部阻力系数；D1—扩散前断面直径，m；d2—扩散后断面直径，m。3、泵站实际扬程（即装置扬程）泵站净扬程为进、出水池水位之差，其值加上管道水头损失即为扬水站实际扬程，详见水泵扬程计算成果表。表6-17泵站水力计算成果表泵站形式设计流量（m3/s）输水管径（ｍ）总水头损失（m）净扬程（ｍ）总扬程（ｍ）10.50.60.534.95.43（三）泵型选择扬水站流量为0.5m3/s，流量均较小；泵站只用于灌溉，每次灌水天数为5～15天，间隔为20～50天左右，可在灌溉前对泵站进行检修，所以，可选用一台机组,不考虑备用机组。由于泵站扬程为5.43ｍ，小于10ｍ，宜选择轴流泵。轴流泵可调节叶轮上的叶片安放的角度可来适应所需流量和扬程的变化，且泵站运行管理方便。所以选择轴流泵。表6-18泵型统计表泵站形式选用泵型座数1500ZLB-852（四）工程布置以田庄泵站为例，进行泵站典型设计。泵站由前池、进水池、泵房、出水池及下游连接段等部分组成，泵房均采用湿室型泵房，墩墙式结构。前池：M10浆砌块石护底，厚0.3m；两侧为M10浆砌块石挡土墙（料石镶面厚200mm）。进水池：即湿室型泵房下部的湿室。进水池单孔净宽2.5m，共1孔；顺水流向长度7.5ｍ，并设置拦污栅。泵房：采用墩墙式结构，分上下两层。下层为湿室，C25现浇钢筋混凝土结构，安置水泵，水泵放置在水泵梁上；上层为电机层，电机层梁、板均采用C25现浇钢筋混凝土结构，侧墙采用MU10浆砌普通砖砌筑，砖墙厚240m。电机层安装电机和电气设备。泵房一侧设值班室，建筑面积均为12.96m2，开间3.6m，采用MU10浆砌普通砖砌筑，砖墙厚240mm，室内地面标高均同电机层。出水池：采用C25钢筋砼结构，净宽2.0m，净长5.0m，出口底坎高0.5，坡度为1：2；侧墙壁厚0.2m，底厚0.3m。底板下铺设0.1m厚C10素砼垫层；出水管道采用DN600钢管，设置拍门。下游连接段：采用M10浆砌块石护底与原灌溉渠道连接，长10m。两岸为M10浆砌块石扭坡及护坡。混凝土抗渗等级为W6，抗冻等级为F150。（五）稳定计算1、泵室稳定计算以田庄泵站为例，进行泵室稳定计算。（1）计算工况拟定①施工完建期：回填土完毕，泵室内外均无水；②正常运行期Ⅰ：泵室内、外均为设计水位33.23m；③正常运行期Ⅱ：泵室内无水，泵室外为最低运行水位32.08m。（2）稳定计算公式①地基应力：，式中：—泵室基底应力的最大值和最小值（kPa）；∑N—作用在泵室上的全部竖向荷载（包括泵室底板底面上的浮托力在内）之和（kN）；A—泵室底板底面面积（m2）；e—泵室相对于底板地面中心的偏心距（m），正值为偏向下游，负值为偏向上游；B—泵室底板顺水流向长度（m）。②地基不均匀系数：，式中：η—地基不均匀系数：σmax—泵室基底应力的最大值（kPa）；σmin—泵室基底应力的最小值（kPa）。③抗滑稳定安全系数：Kc＝f∑G/∑H，式中：Kc—沿泵室基底面的抗滑稳定安全系数；f—泵室底板与地基之间的摩擦系数；∑G—作用在泵室上的全部竖向荷载（包括泵底板底面上的浮托力在内）之和（kN）；∑H—作用在泵室上的全部水平向荷载之和（kN）；（3）泵室稳定计算成果表泵室稳定计算成果表表6-19计算工况偏心距（ｍ）抗滑稳定系数基底应力σmax（）基底应力σmin（）地基不均匀系数施工完建期0.081.64102.9890.421.14正常运行期Ⅰ0.111.3574.8762.521.20正常运行期Ⅱ-0.151.48111.3587.711.27参考该区域地质报告，此处地基承载力平均值〔〕不小于110;均满足地基承载力要求。地基应力不均匀系数均小于相应工况的允许值（施工完建期及正常运用期均为2），满足地基稳定要求。抗滑安全系数Kc均大于相应工况允许值（施工完建期及正常运用期均为1.2），满足抗滑稳定要求。2、挡土墙稳定计算以田庄泵站为例，进行挡土墙稳定计算。（1）计算工况拟定①施工完建期：回填土完毕，泵室内外均无水；②正常运行期Ⅰ：墙前无水，墙后为地下水位。计算公式同泵室稳定计算公式。（3）回填土指标要求回填应采用碎石土或壤土，要求分层碾压、夯实，压实度不小于0.95，压实后等效内摩擦角不小于30度。（4）挡土墙稳定计算成果表挡土墙稳定计算成果表表6-20挡土墙高（m）计算工况大小应力比抗滑安全系数抗倾安全系数2.74完建期63.8044.491.431.907.25正常运行期Ⅰ67.3034.641.941.435.862.27完建期48.6940.901.191.998.06正常运行期Ⅰ54.0228.871.871.315.66依据该区域地质报告，此处地基承载力〔〕不小于110；均满足地基承载要求。地基应力不均匀系数均小于相应工况的允许值（施工完建期及正常运用期均为2），满足地基稳定要求。抗滑安全系数Kc均大于相应工况允许值（施工完建期及正常运用期均为1.2），满足抗滑稳定要求。（六）泵室结构计算1、泵室侧墙结构计算泵室侧墙按一端铰接一端固结板结构，根据结构力学公式进行计算。（1）计算工况拟定①施工完建期：回填土完毕，泵室侧墙内外均无水；②正常运行期Ⅰ：泵室侧墙内无水，墙外为最低运行水位32.08m。（2）回填土指标要求回填应采用碎石土或壤土，要求分层碾压、夯实，压实度不小于0.95，压实后等效内摩擦角不小于30度。（3）计算结果泵室侧墙结构计算成果表表6-21运行工况侧墙背水面侧墙迎水面最大弯矩配筋最大弯矩配筋完建期106.69KN.MΦ16@15047.69KN.MΦ14@150运行期139.72KN.MΦ16@15062.45KN.MΦ14@1502、泵室后墙结构计算泵室后墙按两端固结单向板结构，根据结构力学公式进行计算。（1）计算工况①施工完建期：回填土完毕，泵室侧墙内外均无水；②正常运行期Ⅰ：泵室侧墙内无水，墙外为最低运行水位32.08m。（2）回填土指标要求同泵室侧墙。（3）计算结果泵室后墙结构计算成果表表6-22运行工况侧墙背水面侧墙迎水面最大弯矩配筋最大弯矩配筋完建期21.24KN.MΦ16@25010.62KN.MΦ16@250运行期29.18KN.MΦ16@25014.59KN.MΦ16@2503、泵室底板结构计算泵室底板按两端固结梁结构，根据结构力学公式进行计算。（1）计算工况拟定①施工完建期：回填土完毕，泵室侧墙内外均无水；②正常运行期Ⅰ：泵室侧墙内无水，墙外为最低运行水位32.08m。（2）计算结果泵室底板结构计算成果表表6-23运行工况底面顶面最大弯矩（KN.M）配筋最大弯矩（KN.M）配筋完建期160.33Φ16@150-79.87Φ16@150运行期197.71Φ16@150-110.72Φ16@150（七）机电设计根据泵站的总扬程及流量，选用不同型号的水泵和电机1、设计范围本工程设计范围为进线终端杆以下变配电设计，10KV电源线路部分仅列工程量，由电业部门设计实施。2、用电负荷等级泵站用电负荷等级设定为3级负荷。3、用电变配电设计（1）电气一次部分①设备功率配套电机功率见泵站机电设备表。②泵站与电力系统的连接根据需要配置变压器。③电动机启动方式经计算主变无法完全满足直起要求，为尽量减小对主变冲击，泵机采用变频启动方式。④电缆敷设各泵机电源由变压器0.4KV低压侧引出，采用铠装电缆直埋地敷设方式，现场控制柜至水泵电机采用橡胶电缆穿钢管沿地明敷。⑤照明本闸室设有220V工作照明，照明电源引自现场控制柜，机房设照明灯具，照明导线暗敷。⑥系统防雷与接地泵室为防止直击雷的危害，在机房顶部架设避雷带，并利用柱筋作为引下线与接地装置相连。电动机组外壳均可靠接地，接地电阻不大于10欧姆。⑦电气劳动安全防护设计与防火设计劳动安全防护按现行国家有关规范进行设计。电气设备布置、安全距离、操作间距、防护等级等均按有关安全标准设计。机房、配电所均按要求设置了、防火、防雷与接地装置。（2）电气二次部分①低压配电盘进出线控制、信号回路低压电源进线及各启闭机出线回路采用空气开关控制回路的接通或断开。各空气开关的跳/合闸均设有一对一的灯光位置信号指示。②继电保护根据《机电保护和自动装置设计技术规程》等，应当加装以下保护：主变保护a、采用高压跌落式熔断器保护b、变压器低压侧空气开关作为0.4KV侧母线和电缆线路短路保护。水泵电动机保护c、利用配电柜支路空气开关作为电流速断保护d、利用电动机回路热继电器作为过负荷保护e、利用电动机回路接触器低压释放特性作为低压保护③测量计量根据《电气测量仪表装置技术规程》等，应装设以下测量表计：a、三相电压表、电流表b、三相四线电度表c、各支路装单相电流表表6-24泵站机电设备统计表县别名称金属构件名称单位备注XX市田庄泵站500ZLB-85型轴流泵安装台1共2座75KVA变压器台155kW电机及低压线路台155kW控制柜台1高压线路ｍ200XX市南丁泵站500ZLB-85型轴流泵安装台1共1座75VA变压器台155kW电机及低压线路台155kW控制柜台1高压线路ｍ300六、机耕路设计田间道应满足农业机械通行，并具备相对的稳固性。根据中小型农业机械辐宽，田间道设计路面宽4m，路面抬高0.5m。为加固沙地路基，项目区田间道采用0.2m素土夯实，0.15m厚粒石路面,边坡采用1:1，纵坡采用0.3%。共长9km。表6-26机耕路每千米投资估算表序号定额编号项目内容单位工程量单价（元）金额（元）1111034素土夯实100m38768.136145.043290012粒石路面1000m2414061.6256246.48合计62391.52表6-25泵站改建工程投资表序号定额编号工程或费用名称单位数量单价(元)价值(元)1第一部分建筑工程2919772一.土石方工程83453110086-2土方开挖100m39.140279.60255641110241立米打夯机夯实土料100m38.710664.6557895二.砌石.砌砖工程530126230022{M10}浆砌块石上游挡土墙100m30.42043752.52183767230031{M10}浆砌条料石上游挡土墙镶面100m³0.14054425.7476208230020{M10}浆砌块石上游护底100m³0.20043986.3087979230018{M10}浆砌块石上游平面护坡100m³0.17044425.81755210230020{M10}浆砌块石下游护底100m³0.04043986.30175911230019{M10}浆砌块石下游曲面护坡100m³0.13045634.41593212230001铺筑砂垫层100m³0.14021248.15297513三.混凝土及钢筋混凝土工程8897114240083{C25}出水池100m³0.10053259.43532615240081{C25}底板100m³0.24051098.651226416240104{C25}泵室墩墙100m³0.60057547.523452917240097{C25}电机梁、水泵梁100m³0.02073164.32146318240097{C25}便桥100m³0.01073164.3273219240082{C15}垫层{425#,≤40mm}100m³0.05049760.90248820240193钢筋制作安装（其他）1t4.2707533.823216921四其他工程14165022泵房m231.6501000.003165023管理配方m2110.0001000.0011000024第二部分机电设备及安装工程6000025设备购置6000026水泵（500-ZLB-85）台1.00060000.0060000合计351977七、排水工程设计本期工程疏浚治理排水沟长60km，共开挖土方48万m3，达到5年一遇排涝设计标准。1、设计原则各级排水沟要布置在各自控制范围的最低处，以便能排除整个排水地区的多余水量。尽量做到高水高排、低水低排、自排为主，抽排为辅。各级沟道要与灌溉渠系的布置、土地利用规划、道路网行政区划等相协调。工程费用小、排水安全及时，便于管理。2、工程布局根据项目区现有水利工程现状，以马颊河为主干排水沟，胡姚河、裕民北支等乡镇沟渠为斗沟组成骨干排涝框架为基础，田间排水网按照:“以据现状、统筹规划、合理布置”的原则分干、支、斗、农四级设置，农沟沿方田垂直斗沟布置，计划控制一块标准方田，其长度为400-600m,间距为300-400m，控制面积一般在200-300亩左右；斗沟垂直于支沟布置，根据地形和控制面积加以区分，其长度一般为按1500-2000m考虑，间距一般控制在600-800m左右。各斗沟与项目区内的支沟相连，经支沟汇入流域内主干排水渠道。各级沟渠布置基本形成规化方田，每个标准田块的面积为200-300亩，平均在250亩。由于地形、水利工程、农田涝、渍、盐碱等方面的限制，个别地方略有调整。为保证田间交通，便于农业机械田间作业，在各级排水沟渠上合理布置水工交叉建筑物。3、主要规划内容田间排水工程共规划疏浚治理排水沟开挖土方48万m34、排水工程设计排水方式选择：根据当地实际选取明沟排水，采用梯形断面土质渠，种植林草护坡。排涝标准：五年一遇，一日暴雨，2天排出。根据工程规划布置，选取典型区域进行排水沟设计，选取王赞恒支沟为典型代表进行排水沟断面尺寸进行设计。a、排水流量计算排水流量采用鲁北平原排涝模数公式计算：式中：q涝----旱作排涝系数，m3/(s·km2),参照《山东省平原地区排水模数手册》确定，q=0.38m3/(s·km2)。F-----排涝面积，km2；R-----设计径流深，取66.39mm.T-----排涝历时，2d.t-----每天排水时间，24h；计算结果如表下表表6-27项目区各级排水沟排涝流量计算表排水沟名称单位农沟斗沟支沟排涝面积km20.150.35.4排涝模数m3/(s·km2)0.380.380.38排水流量m3/s0.0570.1142.052b、排水沟的设计水位排水沟的设计水位按排渍水位设计，排涝设计水位进行校核，根据控制地下水水位的要求确定，按照以下公式确定：式中：Z排涝----排水干沟沟口的排渍水位(m)A0------最远处低洼地面设程(m)，D农-----农沟排渍水位离地面距离(m)，根据作物耐渍深度取1.2L-----斗、支、干各级渠道长度(m)i-----斗、支、干各级渠道的水面比降(m)----各级渠道沿程局部水头损失。项目区地下水埋深为1.5m左右，根据项目区沟渠现状和地下水位情况，根据上述公式进行计算，农沟只起排涝作用，支、斗沟用来控制地下水位，同时起到引黄补源的作用，农沟日常水位低于田间0.5m，农沟与斗沟、斗沟与支沟交汇处水位跌差均为0.1m。c、排水沟横断面设计根据项目区的土壤为中壤土，地形坡度较缓，选取各级排水沟参数，如下表。表6-28项目区各级排水沟参数选择表参数类型沟特征边坡系数m糙率n坡降i不冲流速(m/s)不淤流速(m/s)斗沟中壤土1.250.02751/30000.70.25支沟中壤土20.02751/40000.70.25干沟中壤土2.50.02751/50000.70.25农沟横断面设计通过对项目区实地调查，并在征询当地有关专家意见的基础上，农沟采用全挖方的梯形断面的排水沟，根据项目区内土壤情况，选边坡系数m=1.25,糙率n=0.0275,取纵坡i=1/3000,底宽b=0.5m。由于农沟是起到排涝作用的末级固定排水沟，所以按控制地下水位要求确定其深度和间距。沟深按下列公式计算：Hq=h+△h+H0Hq---控制地下水位的末级固定农沟深度。h----地下水临界深度，浅层地下水矿化度＜2g/l,取0.8m,△h—-剩余水头,取0.1m。H0-----排地下水时沟中水深，取0.1m。经计算，Hq=1.0m。本次规划的排水沟为自流排水沟道，其断面尺寸可根据明渠均匀流公式进行计算。式中：Q----排水流量(m3/s)----排水沟过水断面面积(m2)R----水力半径(m)i----水力比降c----谢才系数(m0.5/s),采用C=(1/n)R1/6计算。式中：=(b+mh)*h=4.88m2;X=b+2h(1+m2)1/2=1+2*1.5*1.8=6.4mR=/x=4.88/6.4=0.76谢才系数C=34.74所以，输水能力Q=2.70m3/s>农沟设计排水流量0.002m3/s；流速校核：v= Q/=0.55m3/s>不淤流速0.25m3/sv= Q/=0.55m3/s<不冲流速0.7m3/s上述拟定断面能满足排水的要求，排水沟弃土可以修路、修堤，也可以抬高田面。因此，决定取用上述拟定的梯形断面。斗沟横断面的设计通过对项目区实地调查，并在征询当地有关专家意见的基础上，斗沟采用全挖方的梯形断面的排水沟，根据项目区内土壤情况，选边坡系数m=2,糙率n=0.0275,取纵坡i=1/4000,底宽b=1.5m。由于设计斗沟不仅起排涝作用，同时控制地下水位，在引黄季节还要蓄水补源