灌排渠道系工程设计方案.docx
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灌排渠道系工程设计方案
灌排渠道系工程设计方案
项目区属于半湿润地区，根据《灌溉与排水工程设计规范（GB50288）—99》确定，该项目所有新建配套的灌排渠道的工程级别为V级，相应的灌排建筑物为V级。
灌溉设计保证率设定为75%，各灌区轮灌一次需时10d～12d；排洪、排涝设计标准采用10年一遇，不校核。
按1～3d暴雨从作物受淹起1～3d排至田（地）面无积水。
按照上述标准，以灌排渠系所控制的灌面以及集雨块面进行设计。
需要说明的是，由于本项目所涉及的渠道均为整治，故不进行渠道纵断面设计。
1、灌排渠道
（1）灌溉渠道设计一般要求
灌溉渠道设计应达到以下要求：
1）保证设计的过水能力，边坡安全稳定和水流通畅;
2）渠道各分段之间，以及重要建筑物上、下游水面平顺衔接；
3）在完整砂岩地段，可按设计断面开挖，不另行浇筑，仅以砂浆抹面减糙处理；
4）渠道在各级流量运行下，满足不冲不淤、工程量小、施工运行和管理方便。
（2）灌水率设计
由于水稻的净灌溉用水量远大于旱地作物的灌溉用水量，因此项目区设计的各类灌渠，只要能满足水稻生长期中某次较大灌溉用水率，其余作物也都能够满足，故以水稻为代表作物，计算其生育期最大灌水率，并根据稻田作物单次灌水定额，计算项目区的灌水率。
按下式计算：
式中：
q—稻田作物某次设计灌水率，（m3/s·100hm2）；
m—稻田作物某次的灌水定额，（m3/hm2），取1500m3/hm2；
t—稻田作物某次灌水的延续时间，（d），取12d。
水稻生育期最大一次灌水定额约为，灌水历时12d，相应设计灌水率为0.145m3/s·km2。
（3）渠道流量计算
结合项目区现状，田间渠道按照续灌设计，根据以下公式进行渠道流量计算：
Qs=nqsAs/ηs
式中：
Qs—续灌渠道的设计流量，m3/s；
n—灌溉方式，续灌取1；
qs—设计灌水率，0.145m3/s·hm2，0.00145m3/s·hm2；
As—该渠道灌溉面积hm2，取350hm2；
ηs—灌溉水利用系数，取0.7。
按上式计算项目区渠道设计流量。
经计算，田间灌溉渠道流量为0.725m3/s。
（4）灌溉渠道横断面确定
在确定渠道的灌溉设计流量之后，根据各个灌面，按照明渠均匀流公式进行渠道设计参数的推算。
见下式：
式中：
Q—设计流量，m3/s；
A—过水断面面积，m2；
R—水力半径，m；
i—渠底比降，根据地面坡降定，取i=1/500；
C—谢才系数，C=R1/6/n，n为渠床糙率，对砼现浇的渠道，设计取0.017；
X—湿周，m；
b—水面宽度，m；
h—水深，m。
（5）灌排渠道设计流量计算
本规划所涉及的灌排渠为矩形断面，矩形断面的规格（宽×高）为100×100cm，渠墙采用M7.5水泥砂浆浆砌砼块，厚度为30cm，采用C15砼浇筑底板与渠墙，厚度为15cm，采用“底包墙”形式，即渠墙直接砌筑在砼基础之上。
在渠墙顶部搭盖长度1.6m的钢筋混凝土砼板，形成行走路面。
排渠过水深度为70cm，安全超高为30cm，渠底比降取值为2/1000，糙率取0.017。
A=1.0×0.7=0.7
x=1.4
R=0.7÷1.4=0.292
i取2‰，渠道糙率n取0.017
C=0.2921/6÷0.017=47.91
Q=AC（Ri）1/2=0.7×47.91×（0.292×0.002）1/2
=0.81m3/s﹥Q设=0.725m3/s
经计算，该渠道流量为0.81m3/s，大于灌面所需的渠道流量0.725m3/s，所拟断面尺寸符合设计要求。
2、排水渠道
排渠主要用来承担项目区洪水和田内涝水的排出任务，并汇流在项目区外安全地带，集中排向下游。
尽量在项目区每一冲积坝田或山脚下布置一条排渠，将冲田内涝水或山上降雨集中汇流排入下级河道。
根据项目区的地形条件，排渠一般设计为排灌合一的方式，在排渠适当位置设置农田制口和放水口，对排渠两边的水田进行灌溉。
在排渠的布置上，一是根据排水流量设计断面，二是能够满足其有效降低田面水位，控制地面径流，三是能够排湿，在对冬水田进行水旱轮作时，能够排干土壤水分。
排渠按10年一遇暴雨从作物受淹起1～3d排至田（地）面无积水的标准设计。
（1）排涝模数
1）水田排涝模数
排涝标准采用一日暴雨两天排出，设计排涝标准为10年一遇，采用（灌溉与排水工程设计规范）给定的公式计算排涝模数：
Qw＝（P-h1-ET´-F）/86.4T
式中：
Qw－水田设计排涝模数（m3/s·km2）；
P－历时为T的设计暴雨量（mm），该地区为165mm
h1—水田滞蓄水深（mm），平均为100mm；
ET´—历时为T的水田蒸发量（mm），根据当地蒸发资料，结合水稻生育期降水历时的水面蒸发量，取4.5mm；
F—历时为T的水田渗漏量（mm），项目区内土质主要为重壤土，渗漏量可取2mm/d；
T—排涝历时（d），d=3。
计算得项目区排涝模数为：
Qw＝（P-h1-ET´-F）÷86.4T
＝（165-50-13.5-6）÷（86.4×3）
＝0.368m3/skm2
2）旱地排涝模数
旱地排涝模数按下式计算：
q旱=R/84.6t
式中：
R—设计暴雨量的径流深度（mm），根据当地经验取250mm；
t—排水时间，取3d。
根据公式可求得旱地排涝模数q旱：
q旱=250÷（84.6×3）
=0.965（m3/s·km2）
3）综合排涝模数
综合排涝模数按下式计算：
q综=q水A水+q旱A旱/A水+A旱
式中：
A水—设计排涝面积中的水田面积，km2，7.9km2；
A旱—设计排涝面积中的旱地面积，km2，1.4km2。
q综=q水A水+q旱A旱/A水+A旱
=（0.214×7.9+0.579×1.4）/（7.9+1.4）
=0.444（m3/s·km2）
4）排渠设计流量计算
本规划所涉及的排渠为矩形断面，矩形断面的规格（宽×高）为120×100cm，渠墙采用M7.5水泥砂浆浆砌砼块，厚度为30cm，采用C15砼浇筑底板与渠墙，厚度为15cm，采用“底包墙”形式，即渠墙直接砌筑在砼基础之上。
在渠墙顶部搭盖长度1.8m的钢筋混凝土砼板，形成行走路面。
排渠过水深度为70cm，安全超高为30cm，渠底比降取值为2/1000，糙率取0.017。
排渠设计流量采用水田和旱地的综合排涝模数，按平均排除法进行计算。
排渠设计流量计算公式为
Q设＝Qw×F
式中：
Q设－排渠设计流量（m3/s）；
Qw－设计排涝模数（m3/s·km2），0.444m3/s·km2；
F－控制的排水面积，为1.0km2。
Q设＝Qw×F
＝0.444m3/s·km2×0.8km2
＝0.888m3/s
（2）排渠断面设计
渠道基础仍按照以下明渠均匀流公式进行渠道断面计算：
式中：
Q—设计流量，m3/s；
A—过水断面面积，m2；
X—湿周，m；
R—水力半径，m，R=A/X=（b+mh）h/[b+2h（1+m2）1/2]；
i—渠底比降，根据地面坡降定，i=1/500;
C—谢才系数，C＝R1/6／n，n为渠床糙率，对砼现浇渠道，渠床糙率取0.017；
渠道根据明渠均匀流公式可求得通过的流量Q:
1）120×100cm排渠
A=0.7×1.2=0.84
X=0.7×2+1.2=1.6
R=0.84÷1.6=0.323
i取1/500，渠道糙率n取0.017
C=1/0.017×0.3231/6=48.72
Q=AC（Ri）1/2=0.84×48.72×（0.323÷500）1/2
=1.04m3/s﹥Q设=0.888m3/s
由此可知，排洪渠流量满足控制排水面积1.0km2的设计要求。
渠道设计参数与成果见表2-5-1：
表2-5-1渠道设计参数与成果表
名称
结构型式
水深h（m）
超高
△h
（m）
底宽B（m）
比降i
糙率
n
过水断
面积A（m2）
湿周χ（m）
水力半径
R（m）
谢才
系数C
流量Q（m3/s）
排灌渠
矩形
0.7
0.3
1.0
0.002
0.017
0.7
1.4
0.292
47.91
0.81
排水渠
矩形
0.7
0.3
1.2
0.002
0.017
0.84
1.6
0.323
48.72
1.04
渠系整治工程量详见表2-5-2：
表2-5-2渠系整治工程量汇总表
编号
名称
单位
数量
[一]
100×100矩形渠整治
m
230
1
土方开挖
m3
514.464
2
土方回填
m3
91.264
3
M7.5砌筑C25预制砼块-25cm
m2
138
4
C25砼渠底-厚度15cm
m3
55.2
5
M10砂浆抹面
m2
230
6
C20预制砼盖板160×35×10cm
m3
36.8
7
钢筋制作与安装
t
3.5267
8
模板
m2
17.25
[二]
120×100矩形渠整治
m
211
1
土方开挖
m3
520.4853
2
土方回填
m3
83.7153
3
M7.5砌筑C25预制砼块-25cm
m2
126.6
4
C25砼渠底-厚度15cm
m3
56.97
5
M10砂浆抹面
m2
211
6
C20预制砼盖板160×35×10cm（m3）
m3
37.98
7
钢筋制作与安装
t
3.5555
8
模板
m2
6.7126
3、渠系主要附属配套建筑物
（1）过路涵管
当灌排渠沟穿越机耕道或田间便道时，需设过路涵和管人行便桥等交叉建筑物。
过路管涵设计为预制钢筋砼涵管，涵管埋藏深度不小于50cm，按汽-10级标准设计。
（2）沉沙池
为拦截水渠泥沙，沿灌排渠适当位置需布置沉沙池，沉砂沙采用矩形型式，容积1.4m3，其长、宽、高分别为1.0m、1.0m、1.2m，边墙采用M7.5浆砌块石衬护，厚度30cm；底板采用10cm厚C20现浇砼衬护。
渠系配套建物建筑物工程量详见表2-5-3：
表2-5-3渠系配套建物建筑物工程量汇总表
编号
名称
单位
数量
[一]
涵管安装
处
23
1
土方开挖
m3
161.67
2
土方回填
m3
126.5
3
C15砼底板-12cm
m3
8.74
4
涵管安装-D50
m
69
[二]
沉砂池
个
4
1
土方开挖
m3
14.45
2
土方回填
m3
4.450
3
砖压顶
m3
1.955
4
M10砂浆抹面
m2
23.525
5
C15砼池底-厚度10cm
m3
1.11
升级会员 