高标准农田项目工程设计及概算编制讲解

经典word整理文档，仅参考，转Word此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！高标准农田项目工程设计及概算编制讲解么地方？要建多大？要花多少钱？效益多少？水资源够不够？高标准农田建设工程设计就是要说明：选型的实用性、合理性；设计的安全性、经济性、科学性。高标准农田建设的工程概算就是要说明：工程造价的真实性、科学性。大的灌溉工程也是与事无补的，只会成为摆设，浪费国家人力财力，由此可见，项目区水资源平衡分析是高标准农田建设立项论证的一个十分重要的环节。平衡分析只能对一个封闭的流域、灌区或有充分水文资料的省、县（市）地域。这样的情况下，要进行水资源平衡分析困难较大。水资源平衡分析。1、水资源平衡单元（平衡区）水资源平衡分析是针对一个给定的区域而进行的不同水平年状况下的来用划分为若干个平衡单元。应根据项目区所在区的水文特性确定。（1）以全县为平衡单元：摘录县水资源平衡报告相关数据。（2（3）以项目区为平衡单元：自己计算供水、需水量。但需要注意的是，以全县或大中型灌区为平衡单元进行的水资源平衡分析，准农田建设的灌溉设计保证率90%以上的要求。需要补充说明。2、水资源平衡计算的水平年针对未来可能遭遇的不同来水水平年进行平衡分析：25%50%75%95%的灌溉设计保证率水平进行平衡分析。3、水资源可利用量估算地区总水资源量地表水资源量地下水资源量—重复计算量。地表水资源量本地径流量利用水量和不可能被利用的水量。用水的基础上，通过经济合理、技术可行的措施，在流域（或水系）水资源总量W＝W－W－WW水资源可利用量＝K利用系数·W水资源总量也可以直接采用项目区各村的取水许可证的数据，按照面积分摊。4、需水量估算然界的水文气象条件有密切的联系。算的。（1）灌水率q灌水率又叫灌水模数，是指灌区单位面积上所需灌溉的净流量，单位为m/s·万亩，用符号q表示。nmiiqi1tT式中：为第im为第i种作物灌水定额（m/3ii亩可按各作物峰量用水期灌水定额进行计算；nT为灌水t为每天灌水小时数，泵站灌区按18～22小时、自流灌区按24小时计。于水稻泡田期是用水量的时期，可以直接用水稻泡田期用水量来推求。一般水稻泡田定额m为：粘土地区60~80m/、壤土地区80~100m/、沙土33亩亩地区100~120m/。旱作物一般可按生育期最大灌水定额30~50m/计。33亩亩水稻泡田期是用水最紧张时期，灌水周期T一般取泡田期，大中型灌区7~15d；小型灌区3~5d。（2）灌溉水利用系数灌溉水利用系数：田间用水净流量与渠首引水总流量之比。QqA；A田田现状灌溉水利用系数、规划灌溉水利用系数现规（3）灌溉定额灌溉定额：作物全生育期各次灌水定额之和。mm。i（4）灌溉用水量W净灌溉用水量：WmA——某种作物种植面积。净毛灌溉用水量：WmA/毛比较小，有所提高，所以规划建设后，毛灌溉用水量会有所减少，现规两者的差即为项目建设后的节约用水量，从而项目区灌溉保证率会有所提高。非农业需水量主要为项目区内工业用水、村镇居民生活用水及养殖业用水。项目区主要为高标准农田建设区，所以可以忽略不计非农业需水量。源可利用量中已经考虑了保持这部分水量，所以可不再考虑生态环境用水量。5、水资源平衡需水量与水资源可利用量进行比较。应满足高标准农田建设标准的需要。6、水质分析GB5084-20051、按照建筑物作用分类（1）灌溉工程：1）水源工程：塘、坝、井、库、灌溉站；23）渠系配套建筑物工程：引水闸、分水闸、节制闸、渡槽、倒虹吸、涵洞、跌水、陡坡、桥梁等；4）田间建筑物工程：放水口、下田便桥等；5）量水建筑物工程：量水槽、量水堰等。（2）排水工程1）降渍：地下降渍暗管；2）排水：沟道、河道、排涝站；3）排水配套建筑物：排水闸、节制闸、渡槽、倒虹吸、涵洞、跌水、陡坡、桥梁等。（3）水土保持工程梯田、护坡、丁坝、淤地坝等。（4）防洪工程2、按照建筑物类型分类：1水闸）等；2）站：灌溉站、排涝闸、灌排结合站；3）桥：T型梁桥、板梁桥、箱梁桥等；4）涵：方涵、圆涵；5）坝：拦水坝、滚水坝、淤地坝、丁坝等；6）渠：干、支、斗、农；U型、梯形；7）沟：干、支、斗、农；排水沟、撇洪沟；进水闸节制闸渠干河流雍分水闸斗渠斗渠支渠斗沟斗沟容泄区干沟图18）渡槽：管、矩形、U型9）跌水，等、泵站规模确定（1）灌溉泵站由设计灌水率q计算泵站设计流量：QqA/；m/s3A（2）排涝泵站由设计排涝模数M计算泵站设计流量：QMF；m/s3——设计排涝模数[(m/s)/km]km232推求出设计排涝流量后，根据涝水汇集情况，可设1座排涝站或多座排涝站，使总排涝流量不变。其中，设计排涝模数M的计算如下：1）圩区平均排除法：PRRRMtTF其中：水田RPhE；F/F；蓄旱田RP；为径流系数；F/F水面RP；F/FT1日暴雨1~2天排除；旱田：耐淹较差，相对较短。18~22h。tP——设计暴雨量，mm。江苏一般采用日雨200mm两日排出。2）平原区平原区设计排涝模数经验公式：MkRFnm式中：——m/s·km——mm;32F——kmk——2————递减指数（反映排经验公式法适用集水面积较大的排水沟和河道的排涝设计。江苏省苏北平原区参数、mn值见表1。k、表1苏北平原区、m、n值）kmn333（3）灌排结合泵站2台排涝泵，灌溉时可以使用其中1台；否则，用排涝流量去灌溉，渠道将很大。、水泵选型（1）水泵设计扬程水泵设计流量Q计算水泵净扬程（HH净损HHH。可以据此选择适宜的水泵。查水泵样本，选择位于高效区内运设净损行的泵型。（2）水泵类型常用的泵型有离心泵、混流泵、轴流泵、潜水电泵等。1）离心泵又分：①单级单吸离心泵（IS型）12.5~200mm4.5~360m/h，3扬程8-100m，具有小流量、高扬程特点，适用于丘陵山区小型灌区和喷、滴灌区；②双吸离心泵（S、SH型）（单级、双吸中开式离心泵），其口径一般为150~1200mm，流量0.03~6.5m/s（108~23400m/h10~140m，具有流332）混流泵（HW、HB型）区范围宽，结构简单，安装维修方便，重量轻，价格较低，与轴流泵相比，泵房投资省，施工安装容易，是平原和丘陵岗地区优选泵型。如常用的HW混流泵，其口径300~800mm，流量0.12~2.2m/s，扬程4~22m。33）轴流泵（ZLB型）轴流泵是一种低扬程、大流量的泵型，中小型轴流泵口径为350~1400mm，流量0.2~5.0m/s，扬程3~7m。多用于圩区排涝、圩区灌溉。34）潜水电泵（QZB、QW、QJ型）350~800mm发展到900~1400mm0.2~6m/s3围1.5~9m。、泵站的组成泵站工程分为泵站机电设备和配套建筑物两大组成部分。（1）机电设备传动设备、管（流）道及各种附件组成。③电气设备：电气设备包括变电、配电和用电设备，是电力泵站不可缺少的设备，主要起改变电压、分配电能和控制保护作用。④辅助设备：包括供油、供气、供水、排水、抽真空、断流以及起重、安装、检修、通风、采光、清污、检测等设备。（2）枢纽建筑物泵站枢纽由进水建筑物、泵房、出水建筑物等主体工程及附属建筑物组成。①进水建筑物：取水建筑物、引水建筑物、前池、进水池、进水流道等。②泵房：泵房是安装主机组、电气设备及辅助设备的建筑物，是主体工程。③出水建筑物：出水管（流）道、出水池、输水渠（管）及控制建筑物等。④附属建筑物：包括变电站、交通建筑物、管理设施等。、泵房与进出水建筑物（1）泵房泵房是安装水泵、动力机、辅助设备、电气设备等的建筑物。泵房的类型：固定式泵房按基础和泵房下部结构形式分为分基型、干室型、湿室型和块基型。移动式泵房又分为泵车和泵船。①分基型泵房分基型泵房的主要特点是水泵机组的基础和泵房的基础分开，属单层结构。12h最高水位HHH3最低水位图2卧式机组分离型泵房1—水泵；2—闸阀；3—进水管②干室型泵房当根据水泵安装高程所确定的泵房底板高程较低时，为了防止水进入泵房，QLQLQL图3梁轨地高4低12泵56台3墩图4卧式机组干室型泵房③湿室型泵房9.957.55256.85LL-1LL-11503001505.054.504.154.002.301.801.150.5250.155-0.50-0.8044025030图5④块基型泵房大型水泵机组多采用进水流道进水。块基型泵房是将水泵基础、泵房底板和进水流道浇筑在一起，形成一个块状的整体。图6堤身式块基型泵房（2）进水建筑物进水池：进水池的作用是保证水泵有良好的吸水条件，要求进水池中水流平稳、流速均匀、无漩涡、无回流。进水池的边壁形式有矩形、多边形、半圆形、圆形、马鞍形和蜗壳形6种，如图7所示。在工程实践中，由于矩形边壁便于施工，所以在中小型泵站中采用较多。T图7进水池的边壁形式DEHFbG图8进水池各部分尺寸进水池的池长、池宽，喇叭口悬空高度F、喇叭口淹没深度E、后墙距b《泵站设计规范》GB/T50265用该进水池的水泵30～50倍设计流量确定。（3）出水建筑物出水池：出水池是连接出水管道和干渠的出水建筑物．主要起消能稳流作用，将出水管道的水流平顺均匀地引人干渠中。根据进水与出流方向不同，出水池可分为正向出水、侧向出水及多向出水形式。如图9所示。（）正向出水b）侧向出水（）多向出水图9出水池形式、潜水泵站装都不复杂，可不设泵房或泵房设置地点灵活，造价低。（a）潜水泵倾斜安装（b）潜水泵垂直安装图10潜水泵站形式（三）水闸和流量。在农业水利工程中应用很广。1、水闸的规模确定（1）设计排水量由设计排涝模数M计算水闸的设计流量：QMF；m/s3M(/)/F——设计排涝模数[mskm]。——河（沟）道汇水面积（）。322（2）闸门总净宽闸孔尺寸按无坎宽顶堰流量公式计算：2QmBgH3/20Q即：32HBm2g0σε式中：——过闸流量；——淹没系数；——侧收缩系数；——无侧面收缩的流量系数；B——闸门总净宽；H——行近流速的堰上水头。由设计上、下游水位确定。（3）闸孔净宽根据现状河道口宽、闸门总净宽，确定孔数（一般为单数），从而确定闸孔宽度，设计闸门与启闭设备。2、水闸的类型水闸的类型较多，按其功能不同，分为以下6类：4213567海1101089洋10图11水闸的类型1-河道；2-进水闸；干渠；支渠；5-分水闸；6-节制闸；7-拦河闸；8-排水闸；挡潮闸；10-堤防（1）进水闸通常建在河道、湖泊、水库的岸边，用以控制进入引水干渠的流量。又因进水闸位于渠首，所以也称为渠首闸；位于次级渠道（支流、斗渠）的首部，则称为分水闸、斗门。（2）节制闸流量，这类水闸称为节制闸。河道上节制闸也称为拦河闸。渠道上的节制闸，常建在支、斗渠分水口的下游，用以抬高闸前水位，满足下一级渠道引水要求。（3）排水闸河水灌溉。（4）挡潮闸修建挡潮闸。（5）套闸套闸是一种小型简易的船闸。3、水闸的组成水闸由上游连接段、闸室段、下游连接段三部分组成。（1）上游连接段（2）闸室段闸室包括底板、闸墩、边墙、岸墙、闸门、工作桥及交通桥等。（3）下游连接段783651294图12开敞式水闸Ⅰ—上游连接段；Ⅱ—闸室；Ⅲ—下游连接段1-块石护底、护坡；2-铺盖；上游翼墙；4-底板；5-边墙；闸门；7-工作桥；8-交通桥；9-消力池；10-下游翼墙；12-下游护坡4、水闸的消能防冲害的冲刷。需要有效消能防冲。（1）消力池(1.05-1.1)"ssβj图13挖深式消力池(1.05-1.1)h"shβLj图14突槛式消力池小型水闸工程一般采用池深d=0.3~0.5mL=（3~5（消力池底板又称为护坦，应满足抗冲和强度要求。其厚度可通过计算确定，小型的常采用0.4~0.6m；在消力池底板后面常布置孔径为5~10cm冒水孔、孔距1.0~1.5m。冒水孔底部应铺设反滤层，其作用是排水滤土。（2）海漫和防冲槽不均匀，因此，在消力池后面应设置海漫和防冲槽。海漫长度一般取上游水深（3~5）倍或通过水力计算确定。水平段缓坡段浆砌石水平段抛石消力池海曼防冲槽图15海漫及防冲槽布置示意图0.3~0.5m，下铺设1~2层10~15cm厚砂石垫层。5、防渗排水设计（1）闸基防渗长度，满足下述条件，即：LCH式中：—闸基防渗长度，m；—上、下游水位差，m；—渗径系数。LHC表2渗径系数C值表9~13/7~9/5~7/4~5/3~4/2.5~3/7~9/5~7/3~54~72~33~4反滤层无反滤层C（2）地下轮廓布置地下轮廓布置的原则是上防下导，即在闸底板上游侧设置不透水防渗铺盖、板桩齿墙等，用来延长渗径、截断渗流、减小闸底板下的渗透压力，降低渗流出快排出闸基，并防止产生渗透变形。粘土图16粘土地基地下轮廓布置示意图图17有限深砂土地基地下轮廓布置示意图砂土板桩图18无限深地基地下轮廓布置示意图河海排水排水板桩粉砂图19粉细砂地基地下轮廓布置示意图图20闸室地下轮廓布置示意图单位cm6、闸室结构布置闸室结构一般包括底板、闸墩、胸墙、闸门、工作桥和交通桥等，见图20。图21闸室结构布置图图22底板与闸墩的连接方式（）b）分离式r=d/2r=d/2dddr=1(a)(b).708d(c)图23水闸墩头平面形式（）b）流线形7、两岸连接建筑物水闸与两岸连接的建筑物，包括闸室段的边墩，上、下游翼墙等。小型水闸常用翼墙的平面布置形式有：a/b=0.130°(a)(b)(c)(d)(e)图24小型水闸上、下游翼墙形式（）b）隔墙加30d）隔墙小型水闸的翼墙高度较低，故其结构形式采用重力式较多。（四）涵洞涵洞是埋在路、渠、沟或堤坝、下面，用来输水或排水的建筑物。1、涵洞规格（1）涵洞直径D由通过涵洞的设计流量Q确定涵洞洞径。由于涵洞一般埋设深，所以涵洞基本都为有压孔流。涵管孔口尺寸D按下式计算：2QZc式中：——过闸流量；11μ——流量系数，；ccLdcD2ω——涵管过水面积，；4Z——涵洞上、下游水位差。（2）涵洞长度由涵洞穿路的道路宽度及路两侧的坡度确定。2、涵洞的类型（1）按涵水流形态分类：涵洞可分为无压、有压。图25涵洞流态（2）按结构形分类：涵洞可分为管涵、拱涵、箱涵和盖板涵。图26管涵图27拱涵图28箱涵、盖板涵）2、涵洞的构造图29涵洞的构造胸墙翼墙(b)护底(a)(c)图30涵洞进出口形式（bc）扭曲面式出口段型式常与进口段相似、除有胸墙、翼墙外，当出口流速过大时，应采取消能防冲措施。515176图涵洞洞身（五）渡槽渡槽是输送水流跨越河渠、道路、山冲等的架空输水建筑物。1、渡槽规格由过渡槽的设计流量Q，计算渡槽的过水断面。开敞式矩形断面、型断面以参照涵洞计算公式。2、渡槽基本组成渡槽由进、出口段、槽身段支承结构和基础等部分组成。进、出口长度约为4~6倍渠道水深，进口段稍短，出口段稍长。槽身是渡槽的主体部分，要求具有较大的过水能力，工程上常采用矩形断面和U形断面。图32梁式渡槽组成3、渡槽的布置（1）槽址应尽量选择在地质良好、地形有利和施工方便的地方，有利缩短渠线和槽身长度，减少基础工程量和槽架高度。进、出口应置于挖方渠段上。（2）跨越河沟的渡槽，槽址应位于河床稳定、水流顺直的河段，避免在河流弯道上，以防河岸受冲刷，基础遭破坏。（3可急剧转弯，使水流发生偏流，影响渡槽的进、出水条件。（4）较重要的渡槽，在进口段前还需设置退水闸，这样，既保证了渡槽的安全输水，又给检修提供了方便。渡槽的水力计算要点过水头损失及水面衔接计算，确定渡槽进、出口高程与连接形式。（六）农桥20km/h，一般为单车道设计。1、农桥桥孔布置（1）桥跨结构1）孔径。河、沟、渠上的农桥孔径布置应以不影响原断面过水能力为前提。2）净空。净空是指桥上部结构最下缘到设计水位或通航水位之间的距离。0.5m空应满足通航要求。（2）农桥的墩、台求。桥台多为重力式或桩基式，重力式见图32。图33浆砌石桥台图34桩式桥墩（预制桩）图35桩式桥墩（灌注桩）图36柱式桥墩（）图37空心板梁桥板图38T型梁桥板图39现浇实心板梁桥板2、设计荷载（作用）（1）永久作用。包括农桥结构部分的自重、填土重、土压力、水的浮力等。（2）可变作用。包括人群荷载、农业机械荷载、汽车荷载、汽车荷载引起荷、漂浮物对桥台的冲击力、水流压力、冰压力等及温度作用。度）大于或等于50cm建筑物，不计冲击力。汽车刹车时在路面与车轮间产生的摩擦制动力，在设计桥墩、桥台时应加以考虑。对行车密度较小的农桥，制动力可按一辆重车重力的30%计算。（3）偶然作用：汽车撞击力、地震力等。农桥不考虑偶然作用。农桥设计标准：公路Ⅱ*0.8。（七）跌水与陡坡由抛射状态，落于下游消力池内的称跌水；当水流自跌水口出流后，受到约束，沿槽身下泄的称为陡坡。1、跌水基本组成：跌水由跌水口、跌水墙、消力池及出口组成。1）跌水口工程上常把水流跌落水口缩窄，并采用不同的形状，尽量使上游水位平稳。跌水口有矩形、梯形和抬堰式三种。（见图）梯形式抬堰式（）（）（）图40跌水口型式图41跌水纵断面2）跌水各部分尺寸的确定跌水口陡坡流量和各部分尺寸拟定见有关水工建筑物参考书。2、陡坡开敞式陡坡分梯形或矩形陡槽。1）基本组成。陡坡由于进口衔接段、陡槽段和出口效能设施三部分组成。图42陡坡纵断面2）陡坡出口消能陡坡出口消能形式主要淹没消能、撞击式消能。（八）衬砌渠道、渠道设计流量Q（1）机电灌区渠道：由水泵设计流量，按渠道工作制度逐级向下游分配。（2）大型自流灌区渠道：自下而上按照渠道工作制度，逐级向上推求渠道所需要的设计流量。并考虑加大流量（140%）进行渠道设计。、渠道防渗材料与防渗厚度表3、渠道断面选择图江苏常用渠道断面形式：12）U形：小型渠道。整体性好。3）矩形：丘陵山区块石方便的渠道图44现浇U型与梯形渠道断面图45预制U形与梯形渠道断面、渠道断面设计（1）渠道横断面设计1）梯形断面设计水力要素计算公式：3/8m)mih1.189021/2b21m1/2mh2002.5对大中型渠道，一般采用实用经济断面：h/h2/0hh200b/h/h21m1/2mmh220式中，为水力最佳断面流速与实用经济断面流速的比值（1.0~1.04m为内边坡；n为渠道糙率；h/h查下表。这样可求得梯形的水深和底宽。hb02）U形断面设计计算公式：其中：；填方渠道，Kr取1.0～0.8。（2）渠道纵断面设计衬砌渠道不能只注意横断面，纵比降是十分重要的参数。一般纵比降可参1/1000~1/20001/3000~1/50001/5000~1/80001/10000。渠道上涵、闸、桥等缩水建筑物需要考虑局部水头损失（0.05~0.15m渠末向上游推算渠底高程、渠首水位。HAhLi渠首0Aoh；Li（九）挡土墙挡土墙是水利工程中最常见的一种工程，它可以单独作为一种工程存在，涵洞两端挡墙等等。重力式悬臂式扶壁式图46挡土墙断面示意图满足抗滑稳定、抗倾稳定计算要求。（十）丘陵区塘坝与撇洪沟丘陵区塘坝与撇洪沟主要受短历时暴雨洪水影响，需要根据24小时设计暴雨，进行洪峰计算。、洪峰计算洪峰流量Q计算方法较多，有推理公式、瞬时单位线、总入流槽蓄法等。m（参照《江苏省水文手册》1976QiF推理公式计算式：式中：——设计流量，m/s；0.278——单位换算系数；3i——时段降雨强度，mm/h；——洪峰径流系数，与流域特征参数、J