全國土地開發(fā)整理工程的設(shè)培訓(xùn)課件

1、土地開發(fā)整理項目設(shè)計與實務(wù)周鵬偉北京國地土地整理規(guī)劃設(shè)計研究院一、土地開發(fā)整理項目工程設(shè)計概述二、土地開發(fā)整理項目工程設(shè)計三 、施工組織設(shè)計四、工程設(shè)計成果一、土地開發(fā)整理項目工程設(shè)計概述 1.工程設(shè)計的依據(jù)1）土地開發(fā)整理的相關(guān)法規(guī)、政策2）項目可行性研究報告及評估意見3）土地整理項目規(guī)劃4）土地開發(fā)整理項目規(guī)劃設(shè)計規(guī)范5）相關(guān)行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范 2.工程設(shè)計原則1）符合土地利用總體規(guī)劃、土地開發(fā)整理專項規(guī)劃及土地開發(fā)整理項目規(guī)劃的要求2）工程技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理3）因地制宜4）社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益兼顧 二 、土地開發(fā)整理項目工程設(shè)計 1.灌排工程2.道路工程3.農(nóng)田防護(hù)工程4.電力工程5.

2、土地平整工程 1.灌排工程灌排工程設(shè)計的基本任務(wù)：調(diào)節(jié)和改變農(nóng)田水分狀況及地區(qū)水利條件，消除水旱災(zāi)害，合理利用水資源，保障和促進(jìn)農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn) 1）常用技術(shù)術(shù)語2）灌溉工程設(shè)計3）排水工程設(shè)計4）渠系建筑物1）常用技術(shù)術(shù)語灌溉制度按作物需水要求和不同灌水方法制定的灌水次數(shù)、灌水時間、灌水定額及灌溉定額的總稱灌水定額指單位灌溉面積上的一次灌水量灌溉定額播種前和全生育期內(nèi)單位面積上的總灌水量，即各次灌水定額之和灌水時間指各次灌水的具體日期灌水次數(shù)指播種前和全生育期內(nèi)灌水的總次數(shù)灌溉用水量指灌溉土地需要從水源取用的水量，包括作物正常生長所需灌溉的水量、渠系輸水損失水量和田間灌水損失水量 灌水率指灌

3、區(qū)單位面積（例如以萬畝計）上所需要灌溉的凈流量，又稱為灌水模數(shù)，它是根據(jù)灌區(qū)作物的灌溉制度制定的灌溉設(shè)計保證率在工程設(shè)計使用期內(nèi)，能保證正常灌溉供水年數(shù)所占的百分?jǐn)?shù)抗旱天數(shù)農(nóng)作物生長期連續(xù)干旱時，灌溉工程能夠確保用水要求的天數(shù)2）灌溉工程設(shè)計（1）灌水方法（2）水源（渠首）工程（3）灌溉渠系（4）灌溉管道系統(tǒng)（3）灌溉渠系灌溉渠系的設(shè)計程序：灌溉方式及灌溉制度的確定需水量計算各級渠道設(shè)計流量的計算確定渠道橫斷面尺寸渠道縱斷面設(shè)計（渠系建筑物設(shè)計、田間灌溉要求的水位推求）繪制渠道縱斷面圖渠首設(shè)計和其他建筑物設(shè)計灌溉渠道流量 灌溉渠道水量損失渠道工作制度確定 渠道設(shè)計流量推算渠道縱橫斷面設(shè)計原理渠

4、道橫斷面設(shè)計渠道的水力計算 渠道橫斷面結(jié)構(gòu)渠道縱斷面設(shè)計案例灌溉渠道流量設(shè)計流量設(shè)計渠道斷面和渠系建筑物尺寸的主要依據(jù) 最小流量用以校驗渠道最低水位加大流量用以校驗渠道最高水位，確定堤頂高程設(shè)計流量計算公式：QgQnQ1 式中： Qg毛流量 Qn 凈流量 Q1 損失流量 灌溉渠道水量損失（1）經(jīng)驗公式估算渠道輸水損失流量可以按下式計算：Q1=LQn式中：Q1渠道輸水損失流量，m3/sL渠道長度，km Qn渠道凈流量，m3/s式中：每公里渠道輸水損失系數(shù)；Qn渠道凈流量；A渠床土壤透水系數(shù)；m渠床土壤透水指數(shù)。（2）經(jīng)驗系數(shù)估算渠道水利用系數(shù)渠道的凈流量與毛流量的比值渠系水利用系數(shù)各級固定渠道水

5、利用系數(shù)的乘積田間水利用系數(shù)灌入田間可被作物利用的水量與農(nóng)渠凈水量的比值 灌溉水利用系數(shù)灌入田間可被作物利用的水量與渠首引進(jìn)的總水量的比值渠道工作制度確定 續(xù)灌上級渠道向下級渠道連續(xù)供水的工作方式 ，這種輸水方式稱為續(xù)灌輪灌上級渠道向下級渠道輪流供水的方式叫做輪灌。渠道設(shè)計流量推算1）輪灌渠道設(shè)計流量的推算: （1）自上而下分配末級渠道的田間凈流量式中：Q農(nóng)田凈農(nóng)渠的田間凈流量，m3/sQ支田凈支渠的田間凈流量，m3/sn同時工作的斗渠條數(shù)k每條斗渠同時工作的農(nóng)渠條數(shù) （2）推算各級渠道的設(shè)計流量（毛流量）Qg=Qn(1+L)式中：Qg 渠道的毛流量，m3/s；Qn渠道的凈流量，m3/s；每公

6、里渠道損失水量與凈流量比值；L最下游一個輪灌組灌水時渠道的平均工作長度，km。計算農(nóng)渠毛流量時，可取農(nóng)渠長度的一半計算 2）續(xù)灌渠道設(shè)計流量計算：續(xù)灌渠道一般為干、支渠道，上、下游流量相差較大，一般需要分段計算渠道縱橫斷面設(shè)計原理式中：Q渠道設(shè)計流量，m3/s C謝才系數(shù)，m1/2/sR水力半徑，mi渠底比降 n 渠床糙率系數(shù) 渠道橫斷面設(shè)計影響橫斷面設(shè)計的因素 ：a）渠底比降 b）渠床糙率系數(shù)c）渠道的邊坡系數(shù)d）渠道斷面的寬深比e）渠道的不沖不淤流速渠道的水力計算過水?dāng)嗝婷娣e：濕周：水力半徑：校核渠道輸水能力：校核渠道流速：g）渠道橫斷面結(jié)構(gòu)挖方渠道斷面結(jié)構(gòu) 填方渠道斷面結(jié)構(gòu) 半挖半填渠道

7、結(jié)構(gòu) 挖方渠道斷面結(jié)構(gòu)填方渠道斷面結(jié)構(gòu)半挖半填渠道結(jié)構(gòu)渠道縱斷面設(shè)計縱斷面設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)灌溉水位要求確定渠道的空間位置，先確定不同樁號處的設(shè)計水位高程，再根據(jù)設(shè)計水位確定渠底高程、堤頂高程、最小水位等 a）灌溉渠道水位推算 b）渠道縱斷面圖的繪制 c）渠道縱斷面設(shè)計中的水位銜接 a）灌溉渠道水位推算為了滿足自流灌溉的要求，各級渠道入口處都應(yīng)具有足夠的水位。H進(jìn)A0+h+Li 式中：H進(jìn)渠道進(jìn)水口處的設(shè)計水位，mA0渠道灌溉范圍內(nèi)控制點的地面高程h控制點地面與附近末級固定渠道設(shè)計水位的高差，一般為0.10.2mL水流到控制點所經(jīng)各級渠道的長度，mi相應(yīng)各級渠道的比降渠道局部水頭損失之和b）渠道

8、縱斷面圖的繪制渠道縱斷面圖包括：沿渠地面高程線、渠道設(shè)計水位線、渠道最低水位線、渠底高程線、堤頂高程線、分水口位置、渠道建筑物位置等渠道縱斷面示例圖繪制步驟是：繪地面高程線標(biāo)繪分水口和建筑物的位置繪渠道設(shè)計水位線繪渠底高程線繪制渠道最小水位線繪堤頂高程線標(biāo)注樁號和高程標(biāo)注渠道比降渠道縱斷面示例圖c）渠道縱斷面設(shè)計中的水位銜接渠道設(shè)計中，建筑物引起的局部水頭損失和渠道分水處上下級渠道水位要求不同以及上下游不同渠段間水位不一致的解決方法 不同渠段間的水位銜接 建筑物前后的水位銜接上下級渠道的水位銜接案例某項目區(qū)灌溉面積3萬畝，灌區(qū)有一條干渠，長5.7km，下設(shè)三條支渠（如下圖），各支渠的長度及灌溉

9、面積如下表所示，全灌區(qū)土壤、水文地質(zhì)等自然條件和作物種植情況相近，第三條支渠灌溉面積適中，可作為典型支渠，該支渠有六條斗渠，斗渠間距800米，長1800米。每條斗渠有10條農(nóng)渠，農(nóng)渠間距200米，長800米。干支渠實行續(xù)灌，斗農(nóng)渠實行輪灌，渠系布置及輪灌組劃分情況見下圖。設(shè)計灌水模數(shù)=0.8（m3/s萬畝）。（1）灌區(qū)土壤為中粘壤土，推求干、支渠的設(shè)計流量。（2）若邊坡系數(shù)m=1.5，比降i=0.0005，渠床糙率系數(shù)n=0.025，渠道不沖流速0.8m/s，該渠道為清水渠道，無放淤要求，允許最小流速0.4m/s，求三支渠過水?dāng)嗝娉叽?。灌區(qū)基本情況表渠道一支二支三支合計長度（km）4.24.6

10、4.0灌溉面積（萬畝） 0.851.071.083.0項目區(qū)布置圖解：、求干、支渠的設(shè)計流量1 推求典型支渠及其所屬斗、農(nóng)渠設(shè)計流量（1）計算農(nóng)渠的設(shè)計流量，三支渠的田間凈流量為： （m3/s） 因為斗、農(nóng)渠分兩組輪灌，同時工作的斗渠有3條，同時工作的農(nóng)渠有5條，所以農(nóng)渠的田間凈流量為： （m3/s） 取田間水利用系數(shù)，則農(nóng)渠的凈流量為： （m3/s） 灌區(qū)土壤屬中粘壤土，可以查出相應(yīng)的土壤透水性參數(shù)：A=1.9，m=0.4。計算農(nóng)渠每公里輸水損失系數(shù)： 農(nóng)渠的毛流量或設(shè)計流量為： （m3/s）（2）計算斗渠的設(shè)計流量 因為一條斗渠內(nèi)同時工作的農(nóng)渠有5條，所以，斗渠的凈流量為： （m3/s）

11、斗渠的平均工作長度1.4km，斗渠每公里輸水損失系數(shù)為：斗渠的毛流量或設(shè)計流量為： （m3/s）（3）計算三支渠的設(shè)計流量支渠的平均工作長度3.2km，支渠的凈流量為： （m3/s）支渠每公里輸水損失系數(shù)為：支渠的毛流量為： （m3/s）2計算三支渠的灌溉水利用系數(shù)3計算一、二支渠的設(shè)計流量（1）計算一、二支渠的田間凈流量 （m3/s） （m3/s） （2）計算一、二支渠的設(shè)計流量一典型支渠（三支渠）的灌溉水利用系數(shù)作為擴(kuò)大指標(biāo)，用來計算其它支渠的設(shè)計流量。 （m3/s） （m3/s）4推求干渠各段的設(shè)計流量（1）BC段設(shè)計流量 （m3/s） （m3/s） （2）AB段設(shè)計流量 （m3/s）

12、（m3/s）（3）OA段的設(shè)計流量 （m3/s） （m3/s） 、三支渠過水?dāng)嗝娉叽? 初設(shè)b=1m，h=1m，作為試算的斷面尺寸2計算渠道輸水流量 m2 m m3計算渠道輸水流量 m3/s4校核渠道輸水能力5更換h值，重新計算，按上述步驟進(jìn)行計算，試算見下表。6校核渠道流速0.8m/s 0.54m/s 0.4m/s 所以，三支渠渠道設(shè)計過水?dāng)嗝娴某叽鐬椋篵1m，h0.841m底寬水深邊坡縱坡糙率過水?dāng)嗝鏉裰芩Π霃街x才系數(shù)試算流量設(shè)計流量流量誤差流速11.000 1.50 0.00 0.03 2.50 4.61 0.54 36.13 1.49 1.03 -0.44 0.41 10.900 1

13、.50 0.00 0.03 2.12 4.24 0.50 35.61 1.19 1.03 -0.15 0.49 10.860 1.50 0.00 0.03 1.97 4.10 0.48 35.40 1.08 1.03 -0.05 0.52 10.845 1.50 0.00 0.03 1.92 4.05 0.47 35.31 1.04 1.03 -0.01 0.54 10.843 1.50 0.00 0.03 1.91 4.04 0.47 35.30 1.04 1.03 -0.01 0.54 10.841 1.50 0.00 0.03 1.90 4.03 0.47 35.29 1.03 1.03

14、 0.00 0.54 （4）灌溉管道系統(tǒng)a）管道系統(tǒng)的組成 b）管道系統(tǒng)的布置 c）管道系統(tǒng)水力計算d）管道系統(tǒng)設(shè)計程序a）管道系統(tǒng)的組成灌溉管道系統(tǒng)是從水源取水，經(jīng)過處理后用有壓或無壓管網(wǎng)輸送到田間進(jìn)行灌溉的全部工程，一般由首部樞紐、輸配水管網(wǎng)、灌水器等部分組成 首部樞紐輸配水管網(wǎng)灌水器b）管道系統(tǒng)的布置水源工程的布置首部樞紐的組成及布置灌溉管道系統(tǒng)形式的選擇管道系統(tǒng)的工作制度c）管道系統(tǒng)水力計算管徑選擇沿程水頭損失計算局部水頭損失計算首部設(shè)計工作壓力的推求管徑選擇管徑計算公式：式中：Q設(shè)計流量，m3/s管道流速，m/s 沿程水頭損失計算計算公式：式中： hf沿程水頭損失，m f摩擦系數(shù) L

15、管道長度，m Q流量，m3/h d管道內(nèi)徑，mm m流量指數(shù) b管徑指數(shù) 局部水頭損失計算計算公式：式中： hj 局部水頭損失，m 局部阻力系數(shù) 管道內(nèi)水流的速度，m/s管道總水頭損失為：首部設(shè)計工作壓力的推求計算公式：式中： H0灌水器工作水頭，m； hf首部到典型點之間管路沿程水頭損失之和，m； hj首部到典型點之間管路局部水頭損失之和，m； 典型點高程與水源水面的高差，m。 d）管道系統(tǒng)設(shè)計程序1設(shè)計灌水定額和設(shè)計灌溉周期的擬訂2噴灌系統(tǒng)選型和管道布置方案3噴頭選型和組合形式的確定4管道系統(tǒng)布置5噴灌工作制度和運行方案的擬定6管道水力計算3）排水工程設(shè)計地面排水系統(tǒng)一般設(shè)計程序為：確定排

16、澇標(biāo)準(zhǔn)計算各級溝道的排澇流量及排漬流量確定溝道橫斷面尺寸計算確定末級排水溝道深度和間距溝道縱斷面設(shè)計（渠系建筑物設(shè)計）繪制渠道縱斷面圖其他建筑物設(shè)計（泵站等） （1）田間排水要求與方式（2）排水溝系統(tǒng) （3）暗管排水（1）田間排水要求與方式田間排水系統(tǒng)的任務(wù)：除澇、防漬、防止土壤鹽堿化、改良鹽堿土以及為適時耕作創(chuàng)作條件 1農(nóng)作物對排水的要求2排水方式（2）排水溝系統(tǒng)排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)排水流量計算排水溝深度和間距 排水溝設(shè)計水位排水溝斷面設(shè)計排水流量計算設(shè)計排澇流量 平均排除法水田：R=Ph田蓄E 旱田：R=aP 式中： Q設(shè)計排澇流量，m3/sR設(shè)計徑流深，mm；q設(shè)計排澇模數(shù)，m3/(skm2)F

17、排水溝控制的斷面面積，km2t規(guī)定的排澇時間，da徑流系數(shù)；P設(shè)計暴雨量，mmH田蓄水田滯蓄水深，mmE歷時為t的水田田間蒸發(fā)量，mm 排漬設(shè)計流量公式為：Q漬排漬設(shè)計流量，m3/s；Q漬排漬模數(shù)，m3/(skm2)；F排漬面積，km2 排水溝斷面設(shè)計當(dāng)自流排水時，橫斷面設(shè)計可應(yīng)用均勻流公式計算當(dāng)非自流排水時（即在外河水位頂托發(fā)生壅水現(xiàn)象的情況下），需按穩(wěn)定非均勻流公式，推算溝道水面線，由此確定溝道斷面及兩岸堤頂高程等排水溝縱斷面圖繪制4）渠系建筑物渠系建筑物系指各級渠道上的建筑物，按其作用的不同可分為以下幾類：（1）引水建筑物（2）配水建筑物（3）交叉建筑物（4）銜接建筑物（5）泄水建筑物（

18、6）量水建筑物（1）涵管（2）農(nóng)橋（3）跌水（4）倒虹吸（5）水閘 （6）渡槽1）涵管當(dāng)渠道采用填方通過溝溪、洼地、道路時，需要修建涵管 涵管的構(gòu)造涵管水力計算2）農(nóng)橋跨越河渠、溝谷，供運輸及耕作等農(nóng)事活動使用的橋梁 橋梁的型式與構(gòu)造 橋梁的下部結(jié)構(gòu)橋面3）跌水在渠道水流落差集中地段，用以連接不同高程上下游渠道的階梯形管式或明渠落差建筑物 跌水的構(gòu)造跌水水力計算4）倒虹吸渠道通過洼地、道路或與其他水道相交時，敷設(shè)在地面或地下的壓力輸水管道 倒虹吸管的布置形式倒虹吸管的構(gòu)造 倒虹吸水利計算5）水閘用來控制水位、水量或流量的閘門 水閘類型 進(jìn)水閘 、分水閘 、節(jié)制閘 、泄水閘 、排水閘 、沖沙閘

19、閘址選擇水閘布置水閘結(jié)構(gòu)6）渡槽渠道跨越洼地、道路或其他水道的橋式交叉建筑物 渡槽結(jié)構(gòu)型式： （a）渡槽型式 （b）渡槽型式 （c）渡槽型式渡槽構(gòu)造渡槽水力計算（a）渡槽型式（b）渡槽型式（c）渡槽型式2.道路工程平面設(shè)計縱斷面設(shè)計路肩、邊坡與邊溝路基填土、壓實 路面結(jié)構(gòu) 、材料3.農(nóng)田防護(hù)工程1.山坡截流溝設(shè)計洪峰流量 、溝道橫斷面 、溝道縱坡 2.梯田 梯田的作用與類型 、梯田的斷面設(shè)計 3.農(nóng)田防護(hù)林工程農(nóng)田防護(hù)林樹種的選擇 、種植規(guī)格 梯田的作用與類型梯田的主要作用：（1）梯田是根治水土流失的主要措施（2）梯田切斷了坡面徑流，減小了坡面匯流面積，減小了徑流量，可以有效的減弱和控制水土流失（3）梯田具有保水、保土、保肥作用（4）坡地的梯田化改善了生產(chǎn)條件，提高了單位面積產(chǎn)量，從而促進(jìn)退耕陡坡還林、還牧梯田分類：（1）階臺式梯田水平梯田、坡式梯田、反坡梯田、隔坡梯田 （2）波浪式梯田是在緩坡上