某農田水利工程設計分析目錄TOC\o"1-3"\h\u141691．引言 1156312.研究概況 264022.1研究對象 2323452.2項目建設要素研究 3249472.3.2土地利用限制性因素 3170772.3.3土地適宜性評價 3295542.3.4發展新的耕地 3182122.3規劃目標 4122892.4規劃標準 4185612.4.1道路規劃標準 4186672.4.2灌溉規劃標準 4246692.4.3地塊標準 5114323.工程布局 5148033.1土地利用結構布局 5323533.2灌溉與排水工程布局 5261043.3道路工程布局 6253763.3.1道路建設原則 653303.3.2道路布置 7300613.4田塊布局 7243134.工程設計 7314644.1截流溝設計 7279864.4.1設計流量計算 750244.4.2截流溝斷面設計計算 8305914.4.3新修截流溝工程 1064564.2蓄水池設計 1058844.2.1集雨面積分析 11215284.2.2結構設計 1171704.3沉沙池設計 1279924.4排水渠設計 12150164.5涵洞/涵管設計 1359685.結論 1423001參考文獻 151．引言農業在我們國家生計中的作用是無價的，農業的發展關乎到糧食供應、糧食安全的問題，這是民生的根基所在。同樣，農產品增長和作物生長，離不開水的滋潤，農業發展和現代化是水利建設不可分割的一部分。然而，我國的地理因素復雜，地形各異，不能處處都像東北平原，實施現代化的大規模水資源保護項目，如美國的大平原。大部分的農村、鄉鎮都是依靠著小型的水利設施進行耕作、生產。因此，農村小型水利設施的建設、管理和維護與農業生產效率密切相關，水利設施的工作效率，直接影響到農業的生產力，影響到農民的經濟水平、生活質量。從1982年開始，黨中央國務院以“一號文件”的形式表明了對農業、農村和農民的重視，對農田水利工作也提出了各項要求。一是著力加快農田水利建設，加快推進農業穩定發展，從根本上提升農田水利基礎設施建設；二是完善水利設施產權等領域改革，調動農民積極性，維護農民群眾根本利益，促進農民增收；三是完善鄉村治理機制，保障供水率，提升鄉村治理體系建立，提高鄉村治理能力。2009年，中央平均安排建設資金2035萬元到小型農田水利重點縣建設。2009年之后的每一年，中央安排的小型農田水利工程建設專項資金逐年提高，但是，由于使用過程中存在各種各樣的問題，小型農田水利工程的治理成為農田水利建設治理探討的焦點話題，在鄉村振興戰略實施階段，如何對小型農田水利工程進行治理顯得尤為重要。習總書記關于國家防水措施的重要指導意見，如“水資源保護優先、區域平衡、系統建設和兩手抓”，將圍繞關鍵水資源保護項目的平衡來實施，如洪水管理和預防洪澇，供水保障與生態保護體系。著力于水資源不足、水利災害、水利災害、水早期災害的解決。保護農業用地水域在農業發展中起著非常重要的作用，小規模農田水利建設和維護對農民生產至關重要。小型農地的水利設施像溝、池、井遍布田野，就像大腦的神經，錯綜復雜而數量繁多。但是這些細小的“神經”依然起著不可替代的作用，能夠進為農作物送來水分，加強雨水的流通，能夠有效避免農田的內澇。作為糧食主產地，該市領導非常重視小型農田水利的建設，多次在市經濟工作大會強調這些小型水利設施建設，把經費投入水利設施的研究、建造中，以促進玉屏糧食增收和農業發展。而許多小農地水利設施使用歷史比較長，維護的到位率比較低的情況系，就會影響灌溉，從而影響農作物的生長，最終導致糧食的產量降低。因此順應民意、根據廣大農民的需求，實行了新的土地開發項目?！罢湎恋?、合理利用土地、保護耕地”的基本國策已經成為指導思想。理解這一理念在司法領域的動態平衡不僅增加了農民的經濟收入，而且改善了當地的生產和生活條件，有助于社會經濟、資源和環境的可持續發展。本研究以實際為出發點，有著深遠的意義，主要體現在三點，一是提供糧食生產安全保障，中國作為一個農業大國、人口大國，糧食生產的穩定性是民生大事，糧食穩定供應才能實現糧食安全。國家政治、自然條件、水利設施建設等方面也會對糧食的生產力造成影響，因此搞好農田水利規劃設計，修建高效水利設施，確保我國糧食產量提高，更好地服務民眾，實現國家大計，對保證民族生存、國家穩定具有重大意義。二是增強抵御自然災害能力。我國是一個農業大國，自然災害一直是困擾著我國人們的生產和生活，尤其是早澇災害嚴重影響著我國農民的產生與生活。然而，我國在抵御自然災害能力一直比較薄弱，水利設施匾乏，因此，大力興建農田水利設施能夠增強防御自然災害的能力。尤其是2010年發生我國西南地區的重大旱災和大多數省份的水災，警示了我們必須加大、加快水利設施的建設，改變農民“靠天吃飯”這一局面。因此，在之前做好農田水利規劃設計，是我們不可輕視的問題。2.研究概況2.1研究對象位于四川省甘孜藏族自治州東部，是甘孜的一個地級市。康定有著悠久而精彩的歷史文化，川藏咽喉運河的中心地帶，古老的茶馬古道和藏漢切割點。自古以來，它就是西藏的政治、經濟、文化、商業、信息和交通中心。這座城市的面積為11600平方公里，主要由藏族和漢族、回族、彝族、羌族等多民族城市組成。試點項目位于東郊，總面積48.16公頃，建設規模48.16公頃，主要為閑置土地。2.2項目建設要素研究2.3.2土地利用限制性因素根據研究情況可見，當地土地利用有著下列的問題：(1)由于項目區無任何灌溉與排水設施，不能滿足農作物的生長。項目區中部有一水域，但沒得到很好的利用。(2)項目區是以荒草地為主，造成了土地資源浪費，但區內土層較薄，不能直接開發為耕地，由于現有的土肥力低，很難滿足農作物生長需要的養分，降低土地利用效率。(3)項目區有一條道路進入，但道路較短且不能較好的到達區域內各處，無法滿足機械耕作需求。針對以上限制性因素提出以下對策：a)配套的農田水利工程：新建一些蓄水池；對開發的耕地進行灌溉。b)對荒草地進行開發，將荒草地變為可耕作的旱地或者水田。c)項目區內更低交通的通達度可以通過建設田間路來提高。2.3.3土地適宜性評價項目區地處亞熱帶季風濕潤氣候區。對于農作物的生長非常有利，另外區內土壤條件也不錯，也有著一個足夠大的水域，但未建設良好的引水渠道，難以為作物水源，作物用水主要靠天然降水。項目區土地的自然坡度雖大，但在需要改建的荒草地區，地勢較為平坦，坡度相對較小，適宜開發為耕地。通過修建提灌站及灌溉渠等設施，能夠將項目區內約24.7143公頃區域規劃為耕地。綜上所述，在田間小道的布局上對田間道路和生產路進行更合理的規劃。根據經濟適用原則，結合區內的集雨面和耕地面積，來合理布局重新布置水池和引水渠的位置，以發揮更大的效用，提升灌溉的效率。在這次對水利、交通等方面的重新布局后，有望使該地區的土地利用率更高，適宜性更高，農業成產率也更高。2.3.4發展新的耕地現階段“土地開發整理與社會主義新農村建設”是當地土地資源開發的出發點，把水、路、田、林、村等為研究要素作為開展，進行綜合的治理，以提高耕地質量，增加農田耕地的使用率和面積，排灌的效率也設法提高，在保護環境的前提下，提高農業生產率。以本項目的實施為出發點，對農田水利基礎設施等進行建設，提高農田灌溉的覆蓋率，以此對耕地進行改造，讓其更肥沃，另一方面也要對耕地總量動態平衡進行保持，在這些基礎上不斷發展農業，保證糧食生產。項目區新增耕地面積主要來源于項目區荒草地與可調整園地的開發。建設規模面積為48.16公頃，預計新增耕地面積24.339公頃，新增耕地率50.54%。2.3規劃目標(1)農田、耕地質量提高改善，耕地有效面積增加，土地利用率提高。(2)通過對區內的荒草地制定合理的開發計劃。(3)結合“新農村”建設，提高農業生產現代化水平。(4)土地利用轉變方式，提高糧食生產率，提高農民收入水平。(5)農田水利排灌基礎設施合理化配置，增強項目區農作物的抗災能力，保證項目區內農業生產的穩定性和土地的可持續利用。提高區內農民生活水平和生產力水平，為后續國家農業產業結構調整，規?；⒓s化生產經營做好妥當的鋪墊。(6)促進農村經濟可持續發展，改善農村人民居住環境，維護項目區所在地區的社會穩定。2.4規劃標準2.4.1道路規劃標準農田建設的一個關鍵就是道路的通達水平，農業生產、運輸、實現農業現代化以及村民生活等等方面都對道路的建設不斷提出了新的要求。將根據項目區及周邊地區的交通、地形和運河布局以及項目區的實際情況進行規劃和實施，置因此把生產路作為主要。2.4.2灌溉規劃標準根據《水利技術標準匯編灌溉排水卷》的標準，并結合項目區的具體情況，保證灌溉率達到80%。排水設計標準:根據《水利技術標準組成灌溉與排水容積標準》，結合項目區具體情況，排水標準為每五年取一次，遇24小時暴雨24小時內排水完成。2.4.3地塊標準最大化有效農業面積是一個基本原則，但不影響農業生產的生態平衡和投資節約是發展的先決條件。山地地形是最重要的區域類型，因此施工作業必須挖高填低。將土壤翻深，調整土壤形狀，平整土壤,場地建設標準:平坦、厚實、土壤、固體和肥料,根據工程實際情況，現場施工必須按以下要求進行：（1）砌塊高度:門檻高度小于2.5m，外側傾角通常為70°～76°。（2）平整度：土地水平，水田不超過一個，曲率不超過三厘米。（3）帶寬：地塊帶寬5°～8°區域不小于5m，8°～15°區域不小于4m。（4）耕作層：填充表面區域，栽培層的分離面積應為二十厘米，填充四十厘米，使栽培層達到四十厘米以上的厚度,土壤類型和理化特性一致。3.工程布局3.1土地利用結構布局相關專業人員進行勘測，為明確當地土地利用現狀，根據當地土地利用規劃、農業規劃和水土保護技術規范及規定實施本項目。首先，確定參與項目區開發的國家類型。根據土地利用制圖和評估結果、土地兼容性分析和建設目標確定項目區的發展:廢廢草地和可調節花園。根據國家農村發展和鞏固政策，土地是主要的農業區，項目區的生態環境對原有現狀影響很大。土地使用總體規劃和具體的土地開發和穩定計劃應限制土地使用，增加土地面積，并嘗試將它們結合起來。同時，根據國家的相容性分析，水稻和玉米是目前大田的主要作物。重新設計、增加或減少項目區的田間道路，盡量讓你更明智地為項目區未來的發展和農業產業結構的適應做準備。當然，田地的建設是根據人們的意見，充分考慮當地農民的生活和生產方式，并考慮到發展中國家的實際情況，盡量將道路與耕地結合起來。伴隨著項目區土地利用與發展，項目區土地利用結構也即將發生變化。除了大斜坡外，估計將種植28，99公頃的荒地,種植24339英畝的田地,項目區土地利用結構變化見表3-1。3.2灌溉與排水工程布局灌與排工程以適應當地具體情況，有目的性地針對未前提，合理組織河道排水、排澇和供水工程，確保排水渠道、自來水排水溝、蓄水池和沉淀池防止水土流失，以穩固耕地，保護農作物，提高在暴雨、山洪等自然災害中的防御力。在項目區修建一條圍堵溝、十個儲罐、十個砂室、引水渠和排水通道。3.3道路工程布局3.3.1道路建設原則（1）田間道路與灌排渠道的結合充分考慮農民的便利程度。（2）通過便利的內部和外部交通，適應社區生產需求，從而形成交通便利的生產運輸網絡。（3）特別是，道路結構的設計考察了當地的地質條件、氣候和環境，高度必須得到很好的控制，以防止墜落和下沉。表3-1項目區土地利用結構變化表單位：公頃一級類（編號）二級類（編號）開發前開發后增減面積比例面積比例面積比例旱地（013）0.375324.714324.339小計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小計17.124135.56%17.08135.47%-0.0431-0.03%草地（04）其他草地（043）29.11614.3148-24.8013小計29.116160.45%4.31488.96%-24.8013-51.5%特殊用地（09）墓地（095）0.07420.07420小計0.07420.15%0.07420.15%00交通運輸用地（10）公路用地（102）0.0360.33640.3004小計0.0360.07%0.33640.7%0.30040.62%水域及水利設施用地（11）河流水面（111）0.18510.185100.24%溝渠（117）00.21740.2174小計0.18510.38%0.40250.84%0.21740.41%城鎮及工礦用地（20）村莊（203）0.02430.02430小計0.02430.05%0.02430.05%00合計48.1618100.00%48.1618100.00%3.3.2道路布置本文涵蓋了道路布局的全部成本、當地真實條件、可用性、舒適性等方面,因此以田間道和生產路為兩大建設路線，并加強與項目區外的溝通、聯系。保證新的道路能對大部分的地塊進行輻射。結合地塊、灌溉管道、水箱等要素的田間布局和綜合設計，主要發展是提高居民活動和管理的舒適度?？紤]到人畜的舒適性，也是現代農業生產的前進動力和前進方向。3.4田塊布局項目面積48，16公頃，土地開發增加耕地24339公頃。鑒于耕地質量差，有必要從城市建設占用的土地中提取土地，覆蓋肥沃的土壤,減少土地建設量，降低成本的同時獲得高水平的土地，因此，經過分析比較，征地補償工程引入了傾斜和澆筑技術。項目區的邊坡按照“等高不等高、寬不均勻、大轉角跟轉角、小轉角直”的原則布置在梯田上，二十以下的邊坡設計為梯田。發達農業區設計為水田，閾值高度是為傾斜而設計的。規劃山脊高度1.0米平均場寬9.77m，設計高度8.653米,平均場寬7.05米，15°-20°邊坡設計門檻高度為1.5m；平均場寬為5.53米。4.工程設計4.1截流溝設計4.4.1設計流量計算由于項目區多山，植被較好，景觀為中低山景觀?！顿F州縣暴雨洪水實踐手冊》中計算洪峰極低流量的公式如下：Q=0.278×k×i×F式中：Q——最大洪峰流量，m3/s；k——暴雨徑流系數，取0.60；F——集水面積，km2；i——最大1h點雨量。對貴州省60分鐘年降雨量平均輪廓圖的驗證表明，當地1小時降雨率為43毫米?？促F州省降雨60分鐘輪廓圖，Cv=0.36，取Cs=3，5Cv，選擇10°一年遇表的結果是Kp=1.04，所以十年的暴雨是43x1.04=45mm。峰值截止流量計算見表4-1。表4-1截流溝洪峰流量計算表工程名稱長度（m）集雨面積F（hm2）徑流系數K1小時最大降雨量i（mm）洪峰流量Q（m3/s）新修截水溝-01258.294.210.6450.09新修截水溝-02120.581.290.6450.03新修截水溝-03103.741.710.6450.04新修截水溝-04454.755.580.6450.12合計937.36————4.4.2截流溝斷面設計計算根據計算出的洪水率，確定截流井斷面理論，將缺口斷面設計為矩形，公式為：Q計=A·C·（Ri）1/2R=A/XA=b·hX=b+2hC=1/n·R1/6式中：Q計—計算流量（m3/s）；R—水力半徑（m）；A—過水斷面面積（m2）；Χ—濕周（m）；C—謝才系數；n—渠道糙率，（取0.17）；b—設計溝道底寬（m）；h—設計溝道過水高度（m）；i—比降（%）。如上計算截流井設計流量和相應的橫截面積。詳見表4-2。表4-2截流溝斷面參數計算表渠道名稱長度過水斷面過水斷面積A（ω）濕周（X）水力半徑（R）粗糙系數（n）謝才系數（C）坡降（i）流量（m3/s）超高△h（m）理論渠道斷面設計渠道斷面（m）過水高h0（m）寬b（m）高h（m）寬（m）高h（m）寬（m）新修截流溝-01258.290.120.30.0360.540.0670.01737.460.0130.0200.060.180.30.30.3新修截流溝-02120.580.130.30.0390.560.0700.01737.730.0150.0290.060.190.30.30.3新修截流溝-03103.740.10.30.030.50.0600.01736.810.0110.0200.060.160.30.30.3新修截流溝-04454.750.110.30.0330.520.0630.01737.150.0150.0360.060.170.30.30.3合計937.30——————————————4.4.3新修截流溝工程根據以上計算，攔截分數接受0.3m，為矩形切割。用于外展的建筑材料在現場用C20混凝土模制，溝渠的壁厚為15厘米，基底厚度為10厘米。表4-3截流溝結構設計表工程名稱長度渠道規格渠道墻規格及建筑材料渠道底規格及建筑材料凈寬凈深墻高墻寬建筑材料底寬底厚建筑材料碎石墊層（m）（m）（m）（m）（m）—（m）（m）—（m）新修截流溝-01258.290.30.30.30.15C20砼0.60.1C20砼0.1新修截流溝-02120.580.30.30.30.15C20砼0.60.1C20砼0.1新修截流溝-03103.740.30.30.30.15C20砼0.60.1C20砼0.1新修截流溝-04454.750.30.30.30.15C20砼0.60.1C20砼0.1合計937.36—————————4.2蓄水池設計蓄水池主要是考慮蓄集雨水補充灌溉。地質方面：以實際情況為出發點，將土地開采分為三種土壤類型，進行蓄水基坑開挖。蓄水池大小及蓄水池數量的落定蓄水池工程容積計算按照下列式中：式中：-蓄水工程容積（m3）；-全年供水量（m3）；-蓄水工程蒸發，滲漏損失系數，一般取0.05～0.1，項目區取0.09；-容積系數，項目區取0.6。項目區水資源供需平衡分析顯示，該區域缺水6380m3,V=15742m3經計算，項目區降雨量較高，一年回流三次。結合項目區種植結構和灌溉場地，設計了10個水箱，容量為30m3/座。有效容積為300m3。儲存三次，可提供900m3水。4.2.1集雨面積分析集裝箱的降水面積直接從實際地形圖中測量，可用的降雨量計算如下：式中：-年供水量（m3）-種材料集流面面積（m2）-種材料集流效率（植被稀少自然突坡，取0.35）-灌溉保證率為p時的年降雨量（mm）詳細計算詳見下表；表4-4蓄水池集雨面積分析工程名稱集雨面積（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結構設計容器的技術質量為5級，為埋地,正方形，間距30m3，罐體半徑7,5，由砌磚臺階、溢流口、溢流槽、轉運槽和沉淀池組成。集裝箱的側壁使用M7.5的磚石重力，并有一個3厘米厚的M10墻來防止泄漏。邊墻頂寬0.5m，底寬50cm，高4m，水池高0.4m，池底有15cm碎石墊層，15cm厚C20混凝土基礎；在石膏石階上放置十個臺階,進口處設置鋼筋門。穩定性檢查:池底未裝載，厚度較薄,最大的問題是遏制,C20混凝土用于保護基底免受滲透。穩定性分析用于評估側壁的大小，主要是分析水箱內是否有水,墻外有沒有填土等等。當水土不填時，這種情況下側墻可以承受高壓，這是最不利的組合。水箱內有水時，墻體內外水平壓差小，墻體側壓力小，橫截面積小,同時，側壁高度小，垂直方向輕，不需要降低較低的壁張力。圖5顯示了滑動阻力的計算圖1。圖5-1蓄水池抗滑穩定計算示意圖計算公式采用下式計算：式中：-穩定安全系數，巖基為1.05～1.1；-漿石塊石重量，t，漿砌石容重取2t/m3，-填土重量，t，土容重取1.7t/m3；-磨擦系數，巖石取0.5，-土壓力，t。-土的內摩擦角，取-墻高，m；-土容重，t/m3，取1.7t/m3各值代入1.24計算得1=1.24>1.1；2=1.18>1.1，符合要求。為了最大限度地減少開挖、過度擁擠和地面壓力，如果在施工過程中觀察到一塊完美的石頭，應垂直開挖池壁，并將地面開挖成盡可能陡峭和穩定的斜坡。4.3沉沙池設計沉砂池：本文中糧倉寬度的經度x為設計值1.0×1.0m，糧倉深度為1.0m，側墻為15cm厚的澆筑C20混凝土，底板為10cm厚的C20混凝土基層和15cm厚的碎石墊層。4.4排水渠設計排入和排水通道:每個容器設計有5米的分離通道和5米的污水通道。渠道和污水渠道的技術細節為0.3米0.3米。C15用于澆筑混凝土。通道側面厚度和底部0.15米。4.5涵洞/涵管設計項目區設計的滾筒是溝渠和田地交叉處的結構。滾筒設計用于容納車輛的10噸負載，其中1#～7#噸轉鼓建造在新污水管道的連接處,轉鼓的凈半徑分別為9.75米和0.3米，這個鼓是在一個新的管道連接處建造的。凈鼓質量為9.75米，高度為0.3米。桶壁由M7.5水泥石膏制成。塊石，底板為C20混凝土，厚度為10cm，墊層為C20混凝土，頂板為預制鋼板C30，單塊寬1，2m，厚25cm，長4m，凈距9，75cm，兩端搭接40cm。8#滾筒建造在生產道路和水域的交叉口，凈滾筒距離19.5米，高度1米,設計荷載10t。9#涵洞為規劃田間道與水域交叉處構筑物，涵洞凈跨19.5m，高為1m。涵洞水力計算涵洞：經度4.0m，坡度1/100，水深20-30cm，寬=40cm，孔高=30-35cm。根據《灌溉與污水工程設計規范》1.2D，透水性按短孔無壓流計算。公式如下：B=AK/HK式中：-涵洞設計流量（m3/s）-無壓力流時的流量系數；-矩形涵洞底寬（m），涵洞為非矩形斷面時，按式計算；-重力加速度（m/s2）;-計及流速水頭的涵洞進口水頭（m）；-進水口輪廓形狀系數，可根據進水口查得；-涵洞入口水深橫截面積（m2）；-隧道水的交叉部分（m2）;-對應于臨界水深的斷面（m2）；-洞內臨界水深（m）；-涵洞進口水深；-流速分布系數，可取1.05～1.1；V-涵泀進口斷面平均流速（m/s）表4-5涵洞進口輪廓形狀系數表進口型式圓錐形護坡，邊坡1：1～1：1.50.315八字墻，擴散角=3