【某农田水利工程设计分析8500字（论文）】

某农田水利工程设计分析目录TOC\o"1-3"\h\u141691．引言 1156312.研究概况 264022.1研究对象 2323452.2项目建设要素研究 3249472.3.2土地利用限制性因素 3170772.3.3土地适宜性评价 3295542.3.4发展新的耕地 3182122.3规划目标 4122892.4规划标准 4185612.4.1道路规划标准 4186672.4.2灌溉规划标准 4246692.4.3地块标准 5114323.工程布局 5148033.1土地利用结构布局 5323533.2灌溉与排水工程布局 5261043.3道路工程布局 6253763.3.1道路建设原则 653303.3.2道路布置 7300613.4田块布局 7243134.工程设计 7314644.1截流沟设计 7279864.4.1设计流量计算 750244.4.2截流沟断面设计计算 8305914.4.3新修截流沟工程 1064564.2蓄水池设计 1058844.2.1集雨面积分析 11215284.2.2结构设计 1171704.3沉沙池设计 1279924.4排水渠设计 12150164.5涵洞/涵管设计 1359685.结论 1423001参考文献 151．引言农业在我们国家生计中的作用是无价的，农业的发展关乎到粮食供应、粮食安全的问题，这是民生的根基所在。同样，农产品增长和作物生长，离不开水的滋润，农业发展和现代化是水利建设不可分割的一部分。然而，我国的地理因素复杂，地形各异，不能处处都像东北平原，实施现代化的大规模水资源保护项目，如美国的大平原。大部分的农村、乡镇都是依靠着小型的水利设施进行耕作、生产。因此，农村小型水利设施的建设、管理和维护与农业生产效率密切相关，水利设施的工作效率，直接影响到农业的生产力，影响到农民的经济水平、生活质量。从1982年开始，党中央国务院以“一号文件”的形式表明了对农业、农村和农民的重视，对农田水利工作也提出了各项要求。一是着力加快农田水利建设，加快推进农业稳定发展，从根本上提升农田水利基础设施建设；二是完善水利设施产权等领域改革，调动农民积极性，维护农民群众根本利益，促进农民增收；三是完善乡村治理机制，保障供水率，提升乡村治理体系建立，提高乡村治理能力。2009年，中央平均安排建设资金2035万元到小型农田水利重点县建设。2009年之后的每一年，中央安排的小型农田水利工程建设专项资金逐年提高，但是，由于使用过程中存在各种各样的问题，小型农田水利工程的治理成为农田水利建设治理探讨的焦点话题，在乡村振兴战略实施阶段，如何对小型农田水利工程进行治理显得尤为重要。习总书记关于国家防水措施的重要指导意见，如“水资源保护优先、区域平衡、系统建设和两手抓”，将围绕关键水资源保护项目的平衡来实施，如洪水管理和预防洪涝，供水保障与生态保护体系。着力于水资源不足、水利灾害、水利灾害、水早期灾害的解决。保护农业用地水域在农业发展中起着非常重要的作用，小规模农田水利建设和维护对农民生产至关重要。小型农地的水利设施像沟、池、井遍布田野，就像大脑的神经，错综复杂而数量繁多。但是这些细小的“神经”依然起着不可替代的作用，能够进为农作物送来水分，加强雨水的流通，能够有效避免农田的内涝。作为粮食主产地，该市领导非常重视小型农田水利的建设，多次在市经济工作大会强调这些小型水利设施建设，把经费投入水利设施的研究、建造中，以促进玉屏粮食增收和农业发展。而许多小农地水利设施使用历史比较长，维护的到位率比较低的情况系，就会影响灌溉，从而影响农作物的生长，最终导致粮食的产量降低。因此顺应民意、根据广大农民的需求，实行了新的土地开发项目。“珍惜土地、合理利用土地、保护耕地”的基本国策已经成为指导思想。理解这一理念在司法领域的动态平衡不仅增加了农民的经济收入，而且改善了当地的生产和生活条件，有助于社会经济、资源和环境的可持续发展。本研究以实际为出发点，有着深远的意义，主要体现在三点，一是提供粮食生产安全保障，中国作为一个农业大国、人口大国，粮食生产的稳定性是民生大事，粮食稳定供应才能实现粮食安全。国家政治、自然条件、水利设施建设等方面也会对粮食的生产力造成影响，因此搞好农田水利规划设计，修建高效水利设施，确保我国粮食产量提高，更好地服务民众，实现国家大计，对保证民族生存、国家稳定具有重大意义。二是增强抵御自然灾害能力。我国是一个农业大国，自然灾害一直是困扰着我国人们的生产和生活，尤其是早涝灾害严重影响着我国农民的产生与生活。然而，我国在抵御自然灾害能力一直比较薄弱，水利设施匾乏，因此，大力兴建农田水利设施能够增强防御自然灾害的能力。尤其是2010年发生我国西南地区的重大旱灾和大多数省份的水灾，警示了我们必须加大、加快水利设施的建设，改变农民“靠天吃饭”这一局面。因此，在之前做好农田水利规划设计，是我们不可轻视的问题。2.研究概况2.1研究对象位于四川省甘孜藏族自治州东部，是甘孜的一个地级市。康定有着悠久而精彩的历史文化，川藏咽喉运河的中心地带，古老的茶马古道和藏汉切割点。自古以来，它就是西藏的政治、经济、文化、商业、信息和交通中心。这座城市的面积为11600平方公里，主要由藏族和汉族、回族、彝族、羌族等多民族城市组成。试点项目位于东郊，总面积48.16公顷，建设规模48.16公顷，主要为闲置土地。2.2项目建设要素研究2.3.2土地利用限制性因素根据研究情况可见，当地土地利用有着下列的问题：(1)由于项目区无任何灌溉与排水设施，不能满足农作物的生长。项目区中部有一水域，但没得到很好的利用。(2)项目区是以荒草地为主，造成了土地资源浪费，但区内土层较薄，不能直接开发为耕地，由于现有的土肥力低，很难满足农作物生长需要的养分，降低土地利用效率。(3)项目区有一条道路进入，但道路较短且不能较好的到达区域内各处，无法满足机械耕作需求。针对以上限制性因素提出以下对策：a)配套的农田水利工程：新建一些蓄水池；对开发的耕地进行灌溉。b)对荒草地进行开发，将荒草地变为可耕作的旱地或者水田。c)项目区内更低交通的通达度可以通过建设田间路来提高。2.3.3土地适宜性评价项目区地处亚热带季风湿润气候区。对于农作物的生长非常有利，另外区内土壤条件也不错，也有着一个足够大的水域，但未建设良好的引水渠道，难以为作物水源，作物用水主要靠天然降水。项目区土地的自然坡度虽大，但在需要改建的荒草地区，地势较为平坦，坡度相对较小，适宜开发为耕地。通过修建提灌站及灌溉渠等设施，能够将项目区内约24.7143公顷区域规划为耕地。综上所述，在田间小道的布局上对田间道路和生产路进行更合理的规划。根据经济适用原则，结合区内的集雨面和耕地面积，来合理布局重新布置水池和引水渠的位置，以发挥更大的效用，提升灌溉的效率。在这次对水利、交通等方面的重新布局后，有望使该地区的土地利用率更高，适宜性更高，农业成产率也更高。2.3.4发展新的耕地现阶段“土地开发整理与社会主义新农村建设”是当地土地资源开发的出发点，把水、路、田、林、村等为研究要素作为开展，进行综合的治理，以提高耕地质量，增加农田耕地的使用率和面积，排灌的效率也设法提高，在保护环境的前提下，提高农业生产率。以本项目的实施为出发点，对农田水利基础设施等进行建设，提高农田灌溉的覆盖率，以此对耕地进行改造，让其更肥沃，另一方面也要对耕地总量动态平衡进行保持，在这些基础上不断发展农业，保证粮食生产。项目区新增耕地面积主要来源于项目区荒草地与可调整园地的开发。建设规模面积为48.16公顷，预计新增耕地面积24.339公顷，新增耕地率50.54%。2.3规划目标(1)农田、耕地质量提高改善，耕地有效面积增加，土地利用率提高。(2)通过对区内的荒草地制定合理的开发计划。(3)结合“新农村”建设，提高农业生产现代化水平。(4)土地利用转变方式，提高粮食生产率，提高农民收入水平。(5)农田水利排灌基础设施合理化配置，增强项目区农作物的抗灾能力，保证项目区内农业生产的稳定性和土地的可持续利用。提高区内农民生活水平和生产力水平，为后续国家农业产业结构调整，规模化、集约化生产经营做好妥当的铺垫。(6)促进农村经济可持续发展，改善农村人民居住环境，维护项目区所在地区的社会稳定。2.4规划标准2.4.1道路规划标准农田建设的一个关键就是道路的通达水平，农业生产、运输、实现农业现代化以及村民生活等等方面都对道路的建设不断提出了新的要求。将根据项目区及周边地区的交通、地形和运河布局以及项目区的实际情况进行规划和实施，置因此把生产路作为主要。2.4.2灌溉规划标准根据《水利技术标准汇编灌溉排水卷》的标准，并结合项目区的具体情况，保证灌溉率达到80%。排水设计标准:根据《水利技术标准组成灌溉与排水容积标准》，结合项目区具体情况，排水标准为每五年取一次，遇24小时暴雨24小时内排水完成。2.4.3地块标准最大化有效农业面积是一个基本原则，但不影响农业生产的生态平衡和投资节约是发展的先决条件。山地地形是最重要的区域类型，因此施工作业必须挖高填低。将土壤翻深，调整土壤形状，平整土壤,场地建设标准:平坦、厚实、土壤、固体和肥料,根据工程实际情况，现场施工必须按以下要求进行：（1）砌块高度:门槛高度小于2.5m，外侧倾角通常为70°～76°。（2）平整度：土地水平，水田不超过一个，曲率不超过三厘米。（3）带宽：地块带宽5°～8°区域不小于5m，8°～15°区域不小于4m。（4）耕作层：填充表面区域，栽培层的分离面积应为二十厘米，填充四十厘米，使栽培层达到四十厘米以上的厚度,土壤类型和理化特性一致。3.工程布局3.1土地利用结构布局相关专业人员进行勘测，为明确当地土地利用现状，根据当地土地利用规划、农业规划和水土保护技术规范及规定实施本项目。首先，确定参与项目区开发的国家类型。根据土地利用制图和评估结果、土地兼容性分析和建设目标确定项目区的发展:废废草地和可调节花园。根据国家农村发展和巩固政策，土地是主要的农业区，项目区的生态环境对原有现状影响很大。土地使用总体规划和具体的土地开发和稳定计划应限制土地使用，增加土地面积，并尝试将它们结合起来。同时，根据国家的相容性分析，水稻和玉米是目前大田的主要作物。重新设计、增加或减少项目区的田间道路，尽量让你更明智地为项目区未来的发展和农业产业结构的适应做准备。当然，田地的建设是根据人们的意见，充分考虑当地农民的生活和生产方式，并考虑到发展中国家的实际情况，尽量将道路与耕地结合起来。伴随着项目区土地利用与发展，项目区土地利用结构也即将发生变化。除了大斜坡外，估计将种植28，99公顷的荒地,种植24339英亩的田地,项目区土地利用结构变化见表3-1。3.2灌溉与排水工程布局灌与排工程以适应当地具体情况，有目的性地针对未前提，合理组织河道排水、排涝和供水工程，确保排水渠道、自来水排水沟、蓄水池和沉淀池防止水土流失，以稳固耕地，保护农作物，提高在暴雨、山洪等自然灾害中的防御力。在项目区修建一条围堵沟、十个储罐、十个砂室、引水渠和排水通道。3.3道路工程布局3.3.1道路建设原则（1）田间道路与灌排渠道的结合充分考虑农民的便利程度。（2）通过便利的内部和外部交通，适应社区生产需求，从而形成交通便利的生产运输网络。（3）特别是，道路结构的设计考察了当地的地质条件、气候和环境，高度必须得到很好的控制，以防止坠落和下沉。表3-1项目区土地利用结构变化表单位：公顷一级类（编号）二级类（编号）开发前开发后增减面积比例面积比例面积比例旱地（013）0.375324.714324.339小计0.37530.78%24.714351.32%24.33951.32%林地（03）有林地（031）16.845516.8024-0.0431-0.03%灌木林地（032）0.27860.27860小计17.124135.56%17.08135.47%-0.0431-0.03%草地（04）其他草地（043）29.11614.3148-24.8013小计29.116160.45%4.31488.96%-24.8013-51.5%特殊用地（09）墓地（095）0.07420.07420小计0.07420.15%0.07420.15%00交通运输用地（10）公路用地（102）0.0360.33640.3004小计0.0360.07%0.33640.7%0.30040.62%水域及水利设施用地（11）河流水面（111）0.18510.185100.24%沟渠（117）00.21740.2174小计0.18510.38%0.40250.84%0.21740.41%城镇及工矿用地（20）村庄（203）0.02430.02430小计0.02430.05%0.02430.05%00合计48.1618100.00%48.1618100.00%3.3.2道路布置本文涵盖了道路布局的全部成本、当地真实条件、可用性、舒适性等方面,因此以田间道和生产路为两大建设路线，并加强与项目区外的沟通、联系。保证新的道路能对大部分的地块进行辐射。结合地块、灌溉管道、水箱等要素的田间布局和综合设计，主要发展是提高居民活动和管理的舒适度。考虑到人畜的舒适性，也是现代农业生产的前进动力和前进方向。3.4田块布局项目面积48，16公顷，土地开发增加耕地24339公顷。鉴于耕地质量差，有必要从城市建设占用的土地中提取土地，覆盖肥沃的土壤,减少土地建设量，降低成本的同时获得高水平的土地，因此，经过分析比较，征地补偿工程引入了倾斜和浇筑技术。项目区的边坡按照“等高不等高、宽不均匀、大转角跟转角、小转角直”的原则布置在梯田上，二十以下的边坡设计为梯田。发达农业区设计为水田，阈值高度是为倾斜而设计的。规划山脊高度1.0米平均场宽9.77m，设计高度8.653米,平均场宽7.05米，15°-20°边坡设计门槛高度为1.5m；平均场宽为5.53米。4.工程设计4.1截流沟设计4.4.1设计流量计算由于项目区多山，植被较好，景观为中低山景观。《贵州县暴雨洪水实践手册》中计算洪峰极低流量的公式如下：Q=0.278×k×i×F式中：Q——最大洪峰流量，m3/s；k——暴雨径流系数，取0.60；F——集水面积，km²；i——最大1h点雨量。对贵州省60分钟年降雨量平均轮廓图的验证表明，当地1小时降雨率为43毫米。看贵州省降雨60分钟轮廓图，Cv=0.36，取Cs=3，5Cv，选择10°一年遇表的结果是Kp=1.04，所以十年的暴雨是43x1.04=45mm。峰值截止流量计算见表4-1。表4-1截流沟洪峰流量计算表工程名称长度（m）集雨面积F（hm2）径流系数K1小时最大降雨量i（mm）洪峰流量Q（m3/s）新修截水沟-01258.294.210.6450.09新修截水沟-02120.581.290.6450.03新修截水沟-03103.741.710.6450.04新修截水沟-04454.755.580.6450.12合计937.36————4.4.2截流沟断面设计计算根据计算出的洪水率，确定截流井断面理论，将缺口断面设计为矩形，公式为：Q计=A·C·（Ri）1/2R=A/XA=b·hX=b+2hC=1/n·R1/6式中：Q计—计算流量（m3/s）；R—水力半径（m）；A—过水断面面积（m²）；Χ—湿周（m）；C—谢才系数；n—渠道糙率，（取0.17）；b—设计沟道底宽（m）；h—设计沟道过水高度（m）；i—比降（%）。如上计算截流井设计流量和相应的横截面积。详见表4-2。表4-2截流沟断面参数计算表渠道名称长度过水断面过水断面积A（ω）湿周（X）水力半径（R）粗糙系数（n）谢才系数（C）坡降（i）流量（m3/s）超高△h（m）理论渠道断面设计渠道断面（m）过水高h0（m）宽b（m）高h（m）宽（m）高h（m）宽（m）新修截流沟-01258.290.120.30.0360.540.0670.01737.460.0130.0200.060.180.30.30.3新修截流沟-02120.580.130.30.0390.560.0700.01737.730.0150.0290.060.190.30.30.3新修截流沟-03103.740.10.30.030.50.0600.01736.810.0110.0200.060.160.30.30.3新修截流沟-04454.750.110.30.0330.520.0630.01737.150.0150.0360.060.170.30.30.3合计937.30——————————————4.4.3新修截流沟工程根据以上计算，拦截分数接受0.3m，为矩形切割。用于外展的建筑材料在现场用C20混凝土模制，沟渠的壁厚为15厘米，基底厚度为10厘米。表4-3截流沟结构设计表工程名称长度渠道规格渠道墙规格及建筑材料渠道底规格及建筑材料净宽净深墙高墙宽建筑材料底宽底厚建筑材料碎石垫层（m）（m）（m）（m）（m）—（m）（m）—（m）新修截流沟-01258.290.30.30.30.15C20砼0.60.1C20砼0.1新修截流沟-02120.580.30.30.30.15C20砼0.60.1C20砼0.1新修截流沟-03103.740.30.30.30.15C20砼0.60.1C20砼0.1新修截流沟-04454.750.30.30.30.15C20砼0.60.1C20砼0.1合计937.36—————————4.2蓄水池设计蓄水池主要是考虑蓄集雨水补充灌溉。地质方面：以实际情况为出发点，将土地开采分为三种土壤类型，进行蓄水基坑开挖。蓄水池大小及蓄水池数量的落定蓄水池工程容积计算按照下列式中：式中：-蓄水工程容积（m3）；-全年供水量（m3）；-蓄水工程蒸发，渗漏损失系数，一般取0.05～0.1，项目区取0.09；-容积系数，项目区取0.6。项目区水资源供需平衡分析显示，该区域缺水6380m3,V=15742m3经计算，项目区降雨量较高，一年回流三次。结合项目区种植结构和灌溉场地，设计了10个水箱，容量为30m3/座。有效容积为300m3。储存三次，可提供900m3水。4.2.1集雨面积分析集装箱的降水面积直接从实际地形图中测量，可用的降雨量计算如下：式中：-年供水量（m3）-种材料集流面面积（m2）-种材料集流效率（植被稀少自然突坡，取0.35）-灌溉保证率为p时的年降雨量（mm）详细计算详见下表；表4-4蓄水池集雨面积分析工程名称集雨面积（Si）年降雨量（Pp）集流效率（ki）供水量（W）（m2）（mm）（m3）1#蓄水池181.6420000.35127.1482#蓄水池178.4920000.35124.9433#蓄水池185.7220000.35130.0044#蓄水池147.9220000.35103.5445#蓄水池180.5620000.35126.3926#蓄水池179.3220000.35125.5247#蓄水池189.5820000.35132.7068#蓄水池174.3620000.35122.0529#蓄水池182.4320000.35127.70110#蓄水池178.3320000.35124.8314.2.2结构设计容器的技术质量为5级，为埋地,正方形，间距30m3，罐体半径7,5，由砌砖台阶、溢流口、溢流槽、转运槽和沉淀池组成。集装箱的侧壁使用M7.5的砖石重力，并有一个3厘米厚的M10墙来防止泄漏。边墙顶宽0.5m，底宽50cm，高4m，水池高0.4m，池底有15cm碎石垫层，15cm厚C20混凝土基础；在石膏石阶上放置十个台阶,进口处设置钢筋门。稳定性检查:池底未装载，厚度较薄,最大的问题是遏制,C20混凝土用于保护基底免受渗透。稳定性分析用于评估侧壁的大小，主要是分析水箱内是否有水,墙外有没有填土等等。当水土不填时，这种情况下侧墙可以承受高压，这是最不利的组合。水箱内有水时，墙体内外水平压差小，墙体侧压力小，横截面积小,同时，侧壁高度小，垂直方向轻，不需要降低较低的壁张力。图5显示了滑动阻力的计算图1。图5-1蓄水池抗滑稳定计算示意图计算公式采用下式计算：式中：-稳定安全系数，岩基为1.05～1.1；-浆石块石重量，t，浆砌石容重取2t/m3，-填土重量，t，土容重取1.7t/m3；-磨擦系数，岩石取0.5，-土压力，t。-土的内摩擦角，取-墙高，m；-土容重，t/m3，取1.7t/m3各值代入1.24计算得1=1.24>1.1；2=1.18>1.1，符合要求。为了最大限度地减少开挖、过度拥挤和地面压力，如果在施工过程中观察到一块完美的石头，应垂直开挖池壁，并将地面开挖成尽可能陡峭和稳定的斜坡。4.3沉沙池设计沉砂池：本文中粮仓宽度的经度x为设计值1.0×1.0m，粮仓深度为1.0m，侧墙为15cm厚的浇筑C20混凝土，底板为10cm厚的C20混凝土基层和15cm厚的碎石垫层。4.4排水渠设计排入和排水通道:每个容器设计有5米的分离通道和5米的污水通道。渠道和污水渠道的技术细节为0.3米0.3米。C15用于浇筑混凝土。通道侧面厚度和底部0.15米。4.5涵洞/涵管设计项目区设计的滚筒是沟渠和田地交叉处的结构。滚筒设计用于容纳车辆的10吨负载，其中1#～7#吨转鼓建造在新污水管道的连接处,转鼓的净半径分别为9.75米和0.3米，这个鼓是在一个新的管道连接处建造的。净鼓质量为9.75米，高度为0.3米。桶壁由M7.5水泥石膏制成。块石，底板为C20混凝土，厚度为10cm，垫层为C20混凝土，顶板为预制钢板C30，单块宽1，2m，厚25cm，长4m，净距9，75cm，两端搭接40cm。8#滚筒建造在生产道路和水域的交叉口，净滚筒距离19.5米，高度1米,设计荷载10t。9#涵洞为规划田间道与水域交叉处构筑物，涵洞净跨19.5m，高为1m。涵洞水力计算涵洞：经度4.0m，坡度1/100，水深20-30cm，宽=40cm，孔高=30-35cm。根据《灌溉与污水工程设计规范》1.2D，透水性按短孔无压流计算。公式如下：B=AK/HK式中：-涵洞设计流量（m3/s）-无压力流时的流量系数；-矩形涵洞底宽（m），涵洞为非矩形断面时，按式计算；-重力加速度（m/s2）;-计及流速水头的涵洞进口水头（m）；-进水口轮廓形状系数，可根据进水口查得；-涵洞入口水深横截面积（m2）；-隧道水的交叉部分（m2）;-对应于临界水深的断面（m2）；-洞内临界水深（m）；-涵洞进口水深；-流速分布系数，可取1.05～1.1；V-涵泀进口断面平均流速（m/s）表4-5涵洞进口轮廓形状系数表进口型式圆锥形护坡，边坡1：1～1：1.50.315八字墙，扩散角=3