吉林省延吉市农业综合开发土地治理项目项目设计方案书毕业论文.docx
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吉林省延吉市农业综合开发土地治理项目项目设计方案书毕业论文
吉林省延吉市农业综合开发
2013年土地治理项目项目
初步设计
吉林省正泰工程勘察设计有限公司
二0一二年三月
审批：
李胜学
审定：
侯五洲
审查：
刘艳春
校核：
刘玉柱
设计编写：
刘玉鹏冉聪聪
预算编制：
冉聪聪
第一章：
工程概况
1.1项目的确定
本初步设计主要是依据已批复的《吉林省延吉市农业综合开发2013年土地治理项目可行性研究报告》以及本次的勘察测量成果进行编制。
吉林省延吉市农业综合开发2013年土地治理项目有一座拦河坝、1.8公里长渠道列入本次初步设计。
1.2项目建设内容
在勤劳村附近重建勤劳拦河坝，拦河坝全长192.5米。
坝左端设置1座排砂闸和1座进水闸。
新建拦河坝上下游左岸堤防100m；新建春兴灌溉渠道衬砌1880m。
（1）勤劳拦河坝
拦河坝采用混凝土溢流坝。
溢流坝总长度为192.5m，溢流堰顶高程为215.40m，建基面最低高程为210.30m，最大坝高5.1m，坝底最大宽度4m，堰顶以下坝面曲线方程为Y=0.402×X1.85，与消力池底板相切的圆弧半径为1m，坝顶总长度为192.5m，坝体横缝间距为10m，混凝土标号为C25、F200。
消能设施采用底流式消能形式。
消力池长度为10m，池深0.6m，消力池底板高程212.70m，消力池底板厚0.6cm，消力池底板上每隔2m设置一直径为10cm的排水孔，消力池边墙顶高程216.60m，边墙宽为0.4m，消力池混凝土标号为C25、F200。
（2）进水闸
进水闸：
设计洪水标准为10年一遇，相应设计洪水位为216.60m。
校核洪水标准为20年一遇，相应校核洪水位为216.90m。
正常水位为215.30m，最大设计灌溉流量为3.75m3/s。
进水闸布置在溢流坝左岸，闸室段总长度2m，净宽3m，孔数2孔，闸室底板高程214.50m，采用钢筋混凝土结构，边墙厚为0.4m，底板厚0.8m。
（3）排砂闸
排砂闸布置在溢流坝左岸，闸室段总长度6.6m，净宽2m，孔数3孔，闸室底板高程214.00m，采用钢筋混凝土结构，边墙厚为0.8m，底板厚0.8m。
（4）堤防工程
拦河坝左岸新建堤防总长100m，堤顶宽为4m，边坡为1：
2.0，筑堤料为砂砾料，护坡采用12cm厚现浇混凝土板护坡，下铺设20cm厚卵砾石垫层，护脚采用混凝土挡土墙。
（4）渠道工程
渠道工程位于依兰镇春兴村，根据《灌溉排水工程设计规范》〔GB50288-99〕规定设计流量<1m3/s时，加大流量百分数为35%～30%，设计流量1～5m3/s时，加大流量百分数为30%～25%，设计流量5～20m3/s时，加大流量百分数为25%～20%。
各渠道加大流量百分数采用25%～30%。
本次设计加大流量系数采用30%。
渠道结构为边坡系数m=1∶1.5的倒梯形结构，采用pp纤维现浇混凝土板护底、护坡，护底、护坡厚度10cm，底下布设20cm砂砾石垫层和防渗膜。
1.3投资预算
延吉市农业综合开发2013年土地治理项目工程总投资1020.00万元，其中建筑工程投资为851.80万元，金属结构设备及安装投资15.22万元，临时工程投资48.02万元，农业措施20.00万元。
1.4效益
本项目建成后，旱田改良面积253hm2（3800亩），增产效益40.99万元，拦河坝改建后水田增产面积533hm2（8000亩），增产效益183.34万元，总效益224.33万元。
中低产田改造项目实施后，通过各项措施综合治理，加强了农业基础设施建设，生态环境将得到明显改善，基本实现农业生态的良性循环，使农业生产步入可持续发展的轨道。
1.5组织实施和建后管理
1.5.1实施管理
各单项工程建设交付使用阶段，不另设专职管理机构，水利工程项目由水利所管理，农业工程项目由农业站管理，按各部门条例，在各管辖的范围内行职责。
1.5.2建后管理
运行和维护要做到自负盈亏的原则，收取水费、服务费、台班费等做为人员工资，福利支出之外，又反馈到农田工作中，使各类工程效益能够正常发挥下去。
根据《灌溉与排水工程设计规范》的规定，凡管理机构所辖灌区的水源、渠道、渠道附属水工建筑物、防渗导流工程、穿堤建筑物、附属设施、护堤滩地、护岸工程、生产生活设施等，均属灌区管理和保护的范围。
渠顶外坡脚外要留2.0m的护渠地。
每年灌溉之前检查水源工程、渠道及附属水工建筑物，作好防冲、清淤工作，定期检查渠道过水流量，确保灌溉。
第二章项目区概况
2.1项目区位置及范围
本工程位于延吉市区郊外的勤劳灌区和春兴灌区，灌区涉及朝阳川镇勤劳村、依兰镇春兴村和九龙村等，本工程位于朝阳河流域，朝阳河发源于哈尔巴岭南端，由北往南流，注入布尔哈通河，发源地高程770m，流域内最高山顶高程1055m，流域内森林茂盛，高山峻岭，植被良好。
朝阳河主要支流有小梨树沟、东沟、梨树沟、罗圈沟、互助沟。
2.2地形、地貌及土壤
本区位置在1：
20万区域地质图延吉市（K-52-Ⅹ）图幅上。
测区属浅切割区，低山丘陵地貌，海拔高程一般300～500m，工程区位于测区中部，地表多被森林及耕地覆盖，生态环境良好。
区内河流属图们江水系，其主要支流有海兰河、布尔哈通河、嗄呀河，更次一级的水系遍布全区。
本工程的朝阳河就是布尔哈通河的主要支流之一。
本区地层区划属松花江区，吉林延边分区，延边小区。
出露的地层有：
侏罗系、白垩系、第三系及第四系地层。
本区所处大地构造体系位置，相当于中北部天山－阴山东西向复杂构造带和中国东部长白山新华夏系隆起带的交接部位，在区域性构造位置为延边山字型的西翼及弧顶部位，该流域主要地质构造有：
（1）延吉断陷：
泛指延吉与龙井盆地而言，其东西边缘均以断层与基盘接触，南北两端不整合于基底之上，断陷盆地东西向及南北向约在50km左右。
（2）布尔哈通河逆断层：
该断层走向NW310°－320°，由老头沟向西北延伸至南沟一带，全长58km，断层发生在二迭系及侏罗系中华力西晚期花岗岩亦为切割，断层倾向南西，倾角45°～65°；断层两侧岩石受强烈挤压，呈碎裂状，产生迭互式逆断层，压扭性特征也十分明显，沿断裂带有中性岩脉侵入。
（3）朝阳河断裂：
断裂北起屯林河，经朝阳河进入延吉盆地，全长70km，断裂活动迹象有：
断裂沿线挤压破碎现象明显，断层面多向西南倾，次级断层发育，五风地区尤为明显，沿构造线有数个辉石安山岩体侵入，为此平行的其它沟谷也很发育，构成布尔哈通河的“羽”状构造。
2.3水文与气象
工程点附近流域内有延吉气象站，主要观测项目有降水、蒸发、日照、风速、风向、气象、冻土等气象要素，资料完整。
本流域属于温带大陆性季风气候区，四季变化分明。
其气象特征：
春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽，冬季寒冷，春秋季短暂，冬季漫长，平均气温低于零度的时间，一般从11月中旬起直到翌年3月中旬，长达4个月。
延吉气象站多年平均降水量为517.9mm，降水量年内分配不均匀，降水量主要集中在6－9月份，6－9月降水量占全年降水量的72.7%。
多年平均温度为5.0℃，历年最高气温为37.6℃，发生在1977年7月30日，历年最低气温为-32.7℃，发生在1972年2月6日。
多年平均蒸发量为1339.7mm（φ20cm蒸发皿观测值），多年平均日照时数为2353.7h。
标准冻结深度为1.70m。
历年平均初冰日期为10月25日，历年平均终冰日期为4月1日，历年平均封冻期为130天左右。
历年平均初霜日期为9月23日，历年平均终霜日期为5月12日，历年平均无霜期为133天。
多年平均月风速为2.7m/s，历年平均最大风速为18.4m/s。
延吉气象站的气象要素和风速玫瑰图见表2-1、图2-1、图2-2。
图2-1
图2-2
延吉气象站气象要素统计表
表2-1
项目
月份
年平均
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
平均气温（℃）
-14.4
-10.8
-2.4
6.6
13.8
17.7
21.3
21.1
14.7
6.7
-3.2
-11.7
5
最高气温（℃）
8.6
15.1
21.7
31.2
35.5
37.2
37.6
36.2
31.6
30.2
21.1
10.1
37.6
年日
1979.25
1960.24
1980.29
1961.29
1958.29
1978.28
1977.30
1970.11
1958.12
1978.1
1979.4
1955.13
1977.30.7
最低气温（℃）
-31.7
-32.7
-25.7
-11.7
-5.2
3.9
9.1
6.5
-4
-13.6
-27.5
-32.2
-32.7
年日
1959.4
1972.2
1970.1
1978.1
1963.2
1977.14
1966.2
1972.31
1964.28
1976.3
1960.27
1964.28
1972.2.6
日照时数（h）
175.2
190.7
235.5
222.3
236.6
202.2
182.2
183.7
202.4
201.2
168.1
153.6
2353.7
平均风速（m/s）
3
3
3.5
3.5
3.2
2.6
2.5
1.9
1.8
2.1
2.5
2.8
2.7
最大风速（m/s）
20
18
20
20
19
14
12
15
>20
16
20
18
>20
风向
WNW
W
WNW
WNW
WNW
WSW
W
N
WNW
WNW
WNW
W
WNW
年日
1967.14
1960.13
1966.22
1955.27
1972.30
1972.1
1961.21
1972.10
1964.26
1956.19
1963.8
1960.17
1964.26.9
蒸发量（mm）
25.3
37.9
90.9
170.4
232.1
177.5
165.6
149
120.8
96.1
48.2
26
1339.7
降水量（mm）
3.80
4.80
8.70
24.30
54.50
85.00
112.40
120.10
59.00
24.80
14.00
6.30
517.9
最大降水量（mm）
22.8
22
25.9
58.1
133.4
180.7
331.3
283.6
203.6
69.2
78
51.2
792.5
时间
2000
1983
1956
1987
1982
1974
2000
1965
1994
1984
1964
1990
2000
2.4工程地质
2.4.1拦河坝工程地质条件
拦河坝地段左岸为Ⅰ级阶地的前缘，左岸为高漫滩上，各岩土层从上到下叙述如下：
砂壤土：
黄褐色，稍具塑性，可塑状态，厚度1.40m左右。
坡积粘土：
灰黑色，可塑状态，厚度1m左右。
砂砾石：
黄褐色，磨圆中等，砾含量60%～70%，砂占30%～40%，砾石粒径一般1cm～2cm，最大粒径大于15cm，中密至密实状态，厚度1.60m～3.70m。
沿堤线分布。
砂岩：
灰白色，中粗粒结构，层状构造，全风化状态；页岩：
灰黑色，泥质结构，层状构造，全风化状态。
安山岩：
灰色，块状构造，全风化状态。
花岗岩：
灰白色，中粗粒结构，全风化状态。
各岩土层物理力学指标详见表2-2、2-3。
堤基各土层物理力学指标建议值表
表2-2
岩（土）名称
湿密度
ρo
干密度
ρd
孔隙率（比）
n（e）
渗透系数K
内摩擦角φ
粘聚力
C
允许承
载力fak
允许水力比降
J允
允许不冲刷流速
g/cm3
g/cm3
%
cm/s
°
kPa
kPa
m/s
砂壤土
1.76
1.51
0.78
6×10-4
14
15
160
1
0.15
粘土
1.77
1.53
0.82
3×10-6
16
20
180
2
0.25
砂砾石
1.96
1.93
38
6×10-3
32/30
0
350
0.15
1.2
岩石物理力学指标建议值表
表2-3
岩土名称
岩石密度
g/cm3
饱和抗压强度
R（MPa）
允许承载力
fak（kPa）
变形模量
E（MPa）
与砼摩擦系数
f
砂岩
2.45
22
450
38
0.45
页岩
2.45
20
350
25
0.35
安山岩
2.50
80
550
6×103
0.55
花岗岩
2.57
75
500
1.3×103
0.55
右岸已建堤防修建于河漫滩上。
堤基各岩土层从上到下叙述如下：
砂砾石：
黄褐色，磨圆中等，砾含量60%～70%，砂占30%～40%，砾石粒径一般1cm～2cm，最大粒径大于15cm，中密至密实状态，厚度2.10m～3.00m。
沿堤线分布。
砂岩：
灰白色，中粗粒结构，层状构造，全风化状态；页岩：
灰黑色，泥质结构，层状构造，全风化状态。
2.4.2左岸堤防工程地质条件
堤防位于布尔哈通河左岸全长170m。
该段工程地质条件与拦河坝地段相同，未发现不利地质因素，砂砾石层可作为堤防堤体基础，堤脚基础建议置于基岩上。
抗滑与不均匀沉陷评价：
堤防段堤基主要由砂砾石构成，砂砾石内摩擦角φ=30°，沿两岸堤线未发现软弱夹层存在，堤基的抗滑能力较强，因此不会产生堤基滑动，堤基是稳定的。
堤基砂砾石结构呈中密状态，承载力fak=300kPa，堤体荷载不会对堤基产生大的沉降作用，不存在不均匀沉降问题。
渗稳评价：
根据土工试验资料分析地基土不存在流土、接触冲刷、接触流失的地质条件，存在可能产生管涌的地质条件。
2.4.3天然建筑材料
本工程所用建筑材料为：
填筑料、混凝土用料、块石料。
2.4.3.1填筑料场
筑堤料可就地取材，主要以河道内的砂砾石为主，质量满足填筑要求，取料要避开堤脚，避免水流直接冲掏护脚。
填筑料填筑控制指标建议值表
表2-4
岩（土）
名称
湿密度
ρo
干密度
ρd
孔隙率
n
渗透系数K
内摩擦
角φ
粘聚力
C
允许水力比降
J允
允许不冲刷流速
g/cm3
g/cm3
%
cm/s
度
kPa
m/s
风化料
2.01
1.96
33
3×10-2
36
0.2
0.5
砂砾石
1.80
1.73
34
3×10-3
32
0.15
1.3
2.4.3.2混凝土骨料场
混凝土用粗、细骨料可从老头沟至小北村河床内开采，运距25km左右，有乡村道路连接302国道通往堤防区，交通条件较好，储量和质量满足设计要求。
混凝土细骨料质量指标
表2-5
序号
项目
质量指标
试验指标
评价
1
表观密度
>2.55g/cm3
2.67g/cm3
合格
2
堆积密度
>1.50g/cm3
1.54g/cm3
合格
3
孔隙率
<40%
33.07%
合格
4
云母含量
<2%
0.10%
合格
5
含泥量（粘、粉粒）
<3%
2.70%
合格
6
碱活性骨料含量
7
硫酸盐及硫化物含量
<1%
8
有机质含量
浅于标准色
浅于标准色
合格
9
轻物质含量
≤1%
10
细度
细度模数
2.5～3.5为宜
2.73
合格
平均粒径
0.36～0.50mm为宜
混凝土粗骨料质量指标
表2-6
序号
项目
质量指标
试验指标
评价
1
表观密度
>2.6g/cm3
2.72g/cm3
合格
2
堆积密度
>1.6g/cm3
1.75g/cm3
合格
3
孔隙率
<45%
36.03%
合格
4
吸水率
<1.5%
1.05%
合格
5
冻融损失率
<10%
6
针片状颗料含量
<15%
9.33%
合格
7
软弱颗料含量
<5%
2.70%
合格
8
含泥量
<1%
0%
合格
9
碱活性骨料含量
10
硫酸盐及硫化物含量
<0.5%
11
有机质含量
浅于标准色
浅于标准色
合格
12
粒度模数
宜采用6.25～8.30
7.10
合格
13
轻物质含量
不允许存在
无
合格
2.4.3.3块石料场
块石料可从三峰洞块石料场购买，距离工程区15km左右，岩性为花岗岩，新鲜岩石致密坚硬，抗风化能力较强，是较为理想的石料，储量和质量满足设计要求。
块石料质量指标评价
表2-7
序号
项目
质量指标
实验指标
评价
1
饱和抗压强度
应按地域、设计要求与使用目的确定
76MPa
合格
2
软化系数
0.8
合格
3
冻融损失率
<1%
0.65
合格
4
干密度
>2.4t/m3
2.6t/m3
合格
2.4.4工程地质结论
工程区域上为地质构造基本稳定区。
地震基本烈度为Ⅵ度区，地震动峰值加速度为0.05g。
本区标准冻结深度为1.70m。
工程区地层岩性有：
第四系砂壤土、坡积粘土、第四系冲洪积砂砾石，下伏岩石为白垩系龙井组砂岩、页岩，侏罗系安山岩及华力西晚期花岗岩。
沿工程区产出的砂砾石层可作为堤防的地基，建议挡土墙基础及护脚置于砂岩、页岩层上。
工程区地下水丰富，埋深较浅，施工时注意基坑排水与支护，根据当地经验，本区环境水对砼不具腐蚀性。
左岸新建堤防布置在河漫滩上，工程地质条件较好。
建议挡土墙基础置于砂岩、页岩层上。
堤防区堤基由砂砾石构成，沿两岸堤线未发现软弱夹层存在，堤基的抗滑能力较强；堤体荷载不会对堤基产生大的沉降作用，不存在不均匀沉降问题。
根据土工试验资料分析堤基土存在产生流土、接触冲刷、接触流失、管涌的地质条件，但右岸靠近山体，不存在产生渗透破坏的地形条件。
各种天然建筑材料储量丰富，质量满足设计要求。
第三章项目建设的必要性和可行性
3.1工程建设的必要性
本灌区为老灌区，原有的水田和旱田大多数为低产田。
很多耕地由洪水淤积形成，土层厚、土质肥沃适宜种植水田，其缺点就是渗流量大，但只要水量充足，长期种植水田形成底层后可以使渗漏条件得到改善。
因此建设延吉市农业综合开发2013年土地治理项目，可以保证渠道和田间用水量，改善灌渠条件，使原有的低产田得到改良。
延吉市是祖国边疆城市，地理位置及自然条件十分优越，而且作为少数民族地区，还享受西部开发的优惠条件，修建灌区节水改造配套工程可以加快延吉市实现社会主义新农村建设的步伐。
灌区节水改造配套项目的建设是贯彻国家支持三农政策的体现以及中央及省委两个“一号文件”精神的体现。
发展灌区工程可以提高粮食产量，增加农民收入，推动农村经济的发展。
随着农业市场化进程的不断深入，发展优质品种、高效农业的路子是当前面临的关键任务，目前延吉市已开展了绿色米工程实施计划，发展潜力很大，绿色米产业已成为延吉市农业发展的主要动力，对农业产业化进程加快由很好的推动作用。
但是，由于灌区配套设施的落后，实施绿色米工程的不到有效的保证，影响了了彩色米工程计划的继续推进，也使农业的产业化进程收到影响，因此，加快灌区节水配套渠道衬砌工程建设已成为当务之急，迫在眉睫。
灌区占整个延吉市农业生产的比重较大，它的生产的好坏，直接影响延吉市农业经济的发展，对农村的稳定也将有十分重要的作用。
因此对灌区节水配套衬砌工程的建设是十分迫切和必要的，只有渠系配套建筑物跟上，合理利用有限水资源，才能保证灌区正常运营及农田灌溉的需要。
可见它是当地农民脱贫致富的保障，关系到延吉市国民经济发展和社会稳定问题，因此兴建本工程是当务之急，刻不容缓。
3.2项目建设的可行性
一是朝阳川镇是延吉市较大的水稻产区，绿色水稻基地，当地政府给予较大的倾斜政策。
二是农业产业化龙头企业进一步发展。
在农业产业化经营中，实现规模化经营。
如果改建或改善现有农田水利设施，做到旱能灌、涝能排，大幅度提高灌溉水利用效率，使智新镇呈现“田成方、渠成网、路通达、林茂盛”的新景象。
通过土壤改良把低产田改成中、高产田，就能多获得将近一倍的产量。
三是通过灌排工程的更新改造、节水灌溉技术的应用，灌区的经营管理，以及相应的农业技术措施等，其核心是提高灌溉水源利用率，输水、配水和田间工程的标准化和提高完好程度。
同时实现灌区的技术改造，要全面规划，统筹安排，要以科技为先导，综合运用农作物节水灌溉制度，各种节水灌溉技术，以及水资源优化调度技术等成果，还要在投资上执行倾斜政策，对重点区的技术改造给以重点支持，以确保水田的灌溉，实现稳产高产,提高当地农民种水田的积极性，增强安定团结，为本地区国民经济持续发展打下基础。
综述，该项目实施是可行的，而且是十分必要的。
第四章水资源评价及供需平衡分析
4.1项目区水资源状况
4.1.l流域特征
布尔哈通河中游，延吉市朝阳川镇勤劳村境内，工程点处地理位置东经129°15′，北纬42°53′，工程点以上集水面积为1938km2。
布尔哈通河属于图们江流域、嘎呀河水系。
布尔哈通河为嘎呀河支流，嘎呀河一级支流布尔哈通河全流域集水面积为7065km2，河道长度174km，河道坡度1.9‰。
布尔哈通河发源于哈尔巴岭东麓，河源高程为926m，流域内最高山顶高程1571m。
4.1.2气象
工程点附近流域内有延吉气象站，主要观测项目有降水、蒸发、日照、风速、风向、气象、冻土等气象要素，资料完整。
本流域属于温带大陆性季风气候区，四季变化分明。
其气象特征：
春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽，冬季寒冷，春秋季短暂，冬季漫长，平均气温低于零度的时间，一般从11月中旬起直到翌年3月中旬，长达4个月。
延吉气象站多年平均降水量为517.9mm，降水量年内分配不均匀，降水量主要集中在6－9月份，6－9月降水量占全年降水量的72.7%。
多年平均温度为5.0℃，历年最高气温为37.6℃，发生在1977年7月30日，历年最低气温为-32.7℃，发生在1972年2月6日。
多年平均蒸发量为1339.7mm（φ20cm蒸发皿观测值），多年平均日照时数为2353.7h。
标准冻结深度为1.70m。
历年平均初冰日期为10月25日，历年平均终冰日期为4月1日，历年平均封冻期为130天左右。
历年平均初霜日期为9月23日，历年平均终霜日期为5月12日，历年平均无霜期为133天。
多年平均月风速为2.7m/s，历年平均最大风速为18.4m/s。
4.1.3年径流
项目区位于布尔哈通河流域，本工程点以上集水面积为1938km2，根据吉林省水资源二次调查评价等值线图查得，本工程多年平均径流深为150mm，工程点处多年平均流量Q=9.218m3/s（29070万m3）、Cv=0.45、Cs/Cv=2.0，本工程年径流成果见表4-1。
本工程年径流成果表
表4-1
项目
均值
Cv
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