【某农田水利工程设计探析实例8500字（论文）】

.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但提高了农民收入，并且提升了当地的生产与生活环境，有利于经济、资源与生态环境的协调发展。本研究以实际为出发点，有着深远的意义，主要体现在二点:一是提供了农业生产的安全防护，我国做为人口大国、农业大国，农业生产的稳定性是头等大事，粮食稳定供给才能确保粮食生产安全。政治、自然环境、农田水利建设等方面都会对农业的生产力带来影响，因而加强农田水利工程的设计，建造高效率水利设施，有效确保粮食总产量提升，更好的服务人民群众，完成民生大计，对确保民族崛起、社会稳定有着战略意义。二是加强抵挡自然灾害的能力。中国做为农业大国，自然灾害长期困扰了我国人民的生产与生活，特别是早涝灾害严重危害着我国农民的生产效率与生活品质。显然，我国在抵挡自然灾害这方面的能力始终比较弱，水利设施匾乏，因而，全力修建农田水利设施可以提高抵挡自然灾害的能力。特别是我国2010年发生在西南地区的巨大旱灾和许多城市的洪水灾害，这警醒了我们应该加强、加速水利设施的修建，更改农民“看天吃饭”这一个情况。因而，怎样加强农田水利工程设计，是我们目前面临的最大问题。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，它就是康巴藏区的政治、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。该试点项目坐落于东郊，占地面积48.16公顷，工程规模48.16公顷，大部分为闲置地。2.2项目建设要素研究2.2.1土地利用限制性因素依据调查具体情况得知，该地土地资源利用具有以下问题：(1)由于项目区没有任何浇灌与排水系统，无法满足农作物成长。项目区中心有一个水域，但是没有得到有效的运用。(2)项目区主要是以荒地居多，导致了土地的浪费，但区域内土壤层比较薄，无法直接变为农用地，由于目前的土壤肥力较低，不能达到粮食作物种植所需要的营养物质，减少了土地利用率。(3)项目区有一条大路能够进入，但道路比较短而且不能较佳的抵达区域内的各个地方，不能满足机械化耕种的要求。为解决上述制约因素给出以下解决对策：a)配套农田水利设施：兴建一部分贮水池；对区域内的耕地来进行浇灌。b)对荒地做好开发，将荒地变成可耕种的旱田或是水田。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。2.2.2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，但是没有修建较好的灌溉渠道，很难为农作物提供水源，农作物的用水需求基本是借助自然降雨。项目区土地的天然坡道虽大，不过在修建的地区，地形比较平整，坡道比较小，非常适合开拓为农耕地。通过建造提灌站及引水渠等基础设施，能够把该项目区域内约24.7143公顷规划为农耕地。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。2.2.3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基本都是项目区荒地和园地。建造面积为48.16公顷，预期新增耕地面积为24.339公顷，新增耕地率为50.54%。2.3规划目标(1)对农田、耕地品质进行大幅度改善，耕地面积增大，提升土地利用效率。(2)通过对区域内的荒地制订科学合理的开发方案。(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)农田水利提灌基础设施建设进行优化配置，提前项目区农作物抵御灾害的能力，确保项目区域内粮食生产的平稳性和土地可持续利用。提升区域内人民生活质量与生产力，为今后农业结构调节，集约化、规模化经营提前进行的铺垫。(6)推动农村经济稳定发展，改进农村民众居住条件，维系项目区所在城市的社会安定。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，因此把生产路作为主要。2.4.2灌溉规划标准按照《水利技术规范汇编灌溉排水卷》的要求，同时结合项目区实际情况，确保浇灌率达到80%。排水系统设计标准:按照《水利技术规范组成浇灌与排水容量标准》，同时结合项目区实际情况，排水标准是每5年取一次，遇24h大暴雨24h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：土地带宽5°～8°区域不少于5m，8°～15°区域不少于4m。（4）耕作层：充填表面层区域，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，明确参与项目区开发的类别。依据土地资源利用制图和评价结果、土地兼容分析与建设思路来进行项目区的发展: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。土地利用整体规划和确切的土地开发和稳定方案应约束土地利用，提升耕地的使用面积，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24339英亩的田地与7163英亩的荒地,,项目区土地利用结构变动见表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）农田道路与灌溉排水渠道的融合要综合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4.1.1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。《四川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——最高洪峰流量，m3/s；k——雨水径流指数，取0.60；F——存水总面积，km²；i——最高1h雨量。对四川省60分钟年降雨量平均轮廓的验证表明，当地1小时降雨率为43毫米。Cv=0.36，取Cs=3，5Cv，选取十年一遇的结果就是Kp=1.04，因此十年的强降雨就是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4.1.2截流沟断面设计计算通过计算出来的洪水率，根据截流井的断面理论，将豁口断面设计成方形，计算公式为：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4.1.3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4.2蓄水池设计蓄水池通常是考虑到蓄集降水填补浇灌。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。蓄水池容积及蓄水池数量落实蓄水池工程容量计算如：式中：-蓄水工程容积（m3）；-整年供水量（m3）；-蓄水工程挥发，渗漏损耗指数，通常取0.05～0.1区间，项目区取0.09；-容积系数，项目区取0.6。项目区水源供求平衡分析表明，这个区域缺水为6380m3,V=15742m3经测算，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：-整年供水量（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4.2.2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，墙体侧面压力较小，横截面面积小,另外，外侧高度较小，竖直方向轻，不需要降低较低的壁张力。图4-1显示了蓄水池抗滑稳定的计算。图4-1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。为了能最大程度地降低开挖、过于紧凑与地面压力，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/涵管设计项目区建造的滚筒是水渠和农田交叉式的结构。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,荷载为10t。9#涵洞为规划农田道与水域交叉处构造物，涵洞跨度为19.5m，高约1m。涵洞水力计算涵洞：经度4.0m，倾斜度1/100，水位20-30cm，宽=40cm，孔高=30-35cm。依据《浇灌与废水工程技术标准》1.2D，渗透性按短孔无压流进行计算。计算公式如下所示：B=AK/HK式中：-涵洞设计流量（m3/s）-没有压力流情况下的流量系数；-矩形涵洞底宽（m），非矩形断面时，按公式进行计算；-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）；-隧道水的相交部分（m2）;-与临界水深对应的断面（m2）；-洞内临界水深（m）；-进口处水深；-流速分布系数，可以选取1.05～1.1；V-涵洞进口断面均速（m/s）表4-5涵洞进口轮廓形状系数表经试算，涵洞设计流量为0.110m3/s。项目区鼓是农业通道交汇处的结构。项目区设计有12个滚筒。滚筒使用直径为0.4m的C20混凝土管。它批准C15混凝土平台和M7.5砂浆墙。管道长度2.0米。5.结论土地资源利用过于粗放，有非常大的开发潜能，进行合理的土地规划，可以提升当地的耕地可用率。本项目实施后，将水利设施配套齐全，可以有效浇灌新增农田，提高农田的生产率。灌溉排水系统、水利设施的修建，这对于当地的农业专业水平有着非常大的提高，可以促进产业结构的优化。在此次毕设中，我慢慢懂得了灵活运用所学的知识，并且对自身所学的专业和农田水利工程专业如何在日常生活中的运用有了一个更深刻、更全面的认识，这可以为我今后的进一步学习与步入职场奠定基础。但本次设计也并未一帆风顺，由于平时实践不足，对工程的实际状况不同有所生疏导致一些偏差，所以也遇到了许多问题。在这当中最主要的问题有：(1)对项目区具体情况不熟悉，许多指数也只能选取经验值，由于缺少实践经验，所选择的经验值很有