田間工程改造疏浚治理排水溝排水工程設計說明

田間工程改造疏浚治理排水溝排水工程設計說明本期工程疏浚治理排水溝長60km，共開挖土方48萬m3，達到5年一遇排澇設計標準。1、設計原則各級排水溝要布置在各自控制范圍的最低處，以便能排除整個排水地區(qū)的多余水量。盡量做到高水高排、低水低排、自排為主，抽排為輔。各級溝道要與灌溉渠系的布置、土地利用規(guī)劃、道路網(wǎng)行政區(qū)劃等相協(xié)調(diào)。工程費用小、排水安全及時，便于管理。2、工程布局根據(jù)項目區(qū)現(xiàn)有水利工程現(xiàn)狀，以馬頰河為主干排水溝，胡姚河、裕民北支等鄉(xiāng)鎮(zhèn)溝渠為斗溝組成骨干排澇框架為基礎，田間排水網(wǎng)按照:“以據(jù)現(xiàn)狀、統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布置”的原則分干、支、斗、農(nóng)四級設置，農(nóng)溝沿方田垂直斗溝布置，計劃控制一塊標準方田，其長度為400-600m,間距為300-400m，控制面積一般在200-300畝左右；斗溝垂直于支溝布置，根據(jù)地形和控制面積加以區(qū)分，其長度一般為按1500-2000m考慮，間距一般控制在600-800m左右。各斗溝與項目區(qū)內(nèi)的支溝相連，經(jīng)支溝匯入流域內(nèi)主干排水渠道。各級溝渠布置基本形成規(guī)化方田，每個標準田塊的面積為200-300畝，平均在250畝。由于地形、水利工程、農(nóng)田澇、漬、鹽堿等方面的限制，個別地方略有調(diào)整。為保證田間交通，便于農(nóng)業(yè)機械田間作業(yè)，在各級排水溝渠上合理布置水工交叉建筑物。3、主要規(guī)劃內(nèi)容田間排水工程共規(guī)劃疏浚治理排水溝開挖土方48萬m34、排水工程設計排水方式選擇：根據(jù)當?shù)貙嶋H選取明溝排水，采用梯形斷面土質(zhì)渠，種植林草護坡。排澇標準：五年一遇，一日暴雨，2天排出。根據(jù)工程規(guī)劃布置，選取典型區(qū)域進行排水溝設計，選取王贊恒支溝為典型代表進行排水溝斷面尺寸進行設計。a、排水流量計算排水流量采用魯北平原排澇模數(shù)公式計算：式中：q澇----旱作排澇系數(shù)，m3/(s·km2),參照《山東省平原地區(qū)排水模數(shù)手冊》確定，q=0.38m3/(s·km2)。F-----排澇面積，km2；R-----設計徑流深，取66.39mm.T-----排澇歷時，2d.t-----每天排水時間，24h；計算結(jié)果如表下表表6-27項目區(qū)各級排水溝排澇流量計算表排水溝名稱單位農(nóng)溝斗溝支溝排澇面積km20.150.35.4排澇模數(shù)m3/(s·km2)0.380.380.38排水流量m3/s0.0570.1142.052b、排水溝的設計水位排水溝的設計水位按排漬水位設計，排澇設計水位進行校核，根據(jù)控制地下水水位的要求確定，按照以下公式確定：式中：Z排澇----排水干溝溝口的排漬水位(m)A0------最遠處低洼地面設程(m)，D農(nóng)-----農(nóng)溝排漬水位離地面距離(m)，根據(jù)作物耐漬深度取1.2L-----斗、支、干各級渠道長度(m)i-----斗、支、干各級渠道的水面比降(m)----各級渠道沿程局部水頭損失。項目區(qū)地下水埋深為1.5m左右，根據(jù)項目區(qū)溝渠現(xiàn)狀和地下水位情況，根據(jù)上述公式進行計算，農(nóng)溝只起排澇作用，支、斗溝用來控制地下水位，同時起到引黃補源的作用，農(nóng)溝日常水位低于田間0.5m，農(nóng)溝與斗溝、斗溝與支溝交匯處水位跌差均為0.1m。c、排水溝橫斷面設計根據(jù)項目區(qū)的土壤為中壤土，地形坡度較緩，選取各級排水溝參數(shù)，如下表。表6-28項目區(qū)各級排水溝參數(shù)選擇表參數(shù)類型溝特征邊坡系數(shù)m糙率n坡降i不沖流速(m/s)不淤流速(m/s)斗溝中壤土1.250.02751/30000.70.25支溝中壤土20.02751/40000.70.25干溝中壤土2.50.02751/50000.70.25農(nóng)溝橫斷面設計通過對項目區(qū)實地調(diào)查，并在征詢當?shù)赜嘘P專家意見的基礎上，農(nóng)溝采用全挖方的梯形斷面的排水溝，根據(jù)項目區(qū)內(nèi)土壤情況，選邊坡系數(shù)m=1.25,糙率n=0.0275,取縱坡i=1/3000,底寬b=0.5m。由于農(nóng)溝是起到排澇作用的末級固定排水溝，所以按控制地下水位要求確定其深度和間距。溝深按下列公式計算：Hq=h+△h+H0Hq---控制地下水位的末級固定農(nóng)溝深度。h----地下水臨界深度，淺層地下水礦化度＜2g/l,取0.8m,△h—-剩余水頭,取0.1m。H0-----排地下水時溝中水深，取0.1m。經(jīng)計算，Hq=1.0m。本次規(guī)劃的排水溝為自流排水溝道，其斷面尺寸可根據(jù)明渠均勻流公式進行計算。式中：Q----排水流量(m3/s)----排水溝過水斷面面積(m2)R----水力半徑(m)i----水力比降c----謝才系數(shù)(m0.5/s),采用C=(1/n)R1/6計算。式中：=(b+mh)*h=4.88m2;X=b+2h(1+m2)1/2=1+2*1.5*1.8=6.4mR=/x=4.88/6.4=0.76謝才系數(shù)C=34.74所以，輸水能力Q=2.70m3/s>農(nóng)溝設計排水流量0.002m3/s；流速校核：v= Q/=0.55m3/s>不淤流速0.25m3/sv= Q/=0.55m3/s<不沖流速0.7m3/s上述擬定斷面能滿足排水的要求，排水溝棄土可以修路、修堤，也可以抬高田面。因此，決定取用上述擬定的梯形斷面。斗溝橫斷面的設計通過對項目區(qū)實地調(diào)查，并在征詢當?shù)赜嘘P專家意見的基礎上，斗溝采用全挖方的梯形斷面的排水溝，根據(jù)項目區(qū)內(nèi)土壤情況，選邊坡系數(shù)m=2,糙率n=0.0275,取縱坡i=1/4000,底寬b=1.5m。由于設計斗溝不僅起排澇作用，同時控制地下水位，在引黃季節(jié)還要蓄水補源，結(jié)全項目區(qū)支溝引水水位較低的現(xiàn)狀，溝深按下式度算：Hq=h+H0+H1+ΔH式中：Hq----調(diào)控地下水位的末級固定溝深度(m);h----地下水臨界深度(m),取1.5m;H0----排地下水時，溝中水深取0.2m(m);H1----引黃蓄水深度，取0.5m;ΔH----剩余水頭，取0.3m經(jīng)計算，h=2.5m根據(jù)公式：驗算得，上述擬定斗溝斷面不僅能滿足排澇要求，有效控制地下水位，還能在引黃季節(jié)滿足蓄水補源的要求。支溝斷面的設計通過對項目區(qū)實地調(diào)查，并在征詢當?shù)赜嘘P專家意見的基礎上，支溝采用全挖方的梯形斷面的排水溝，根據(jù)項目區(qū)內(nèi)土壤情況，選邊坡系數(shù)m=2.5,糙率n=0.0275,取縱坡i=1/5000,底寬b=2.0m。由于設計支溝不僅起排澇作用，同時控制地下水位，在引黃季節(jié)還要蓄水補源，結(jié)全項目區(qū)支溝引水水位較低的現(xiàn)狀，溝深按下式度算：Hq=h+H0+H1+ΔH式中：Hq----調(diào)控地下水位的末級固定溝深度(m);h----地下水臨界深度(m),取1.5m;H0----排地下水時，溝中水深取0.2m(m);H1----引黃蓄水深度，取0.5m;ΔH----剩余水頭，取0.3m經(jīng)計算，h=2.5m根據(jù)公式：驗算得，上述擬定斗溝斷面不僅能滿足排澇要求，有效控制地下水位，還能在引黃季節(jié)滿足蓄水補源的要求。經(jīng)以上計算，各級排水溝設計結(jié)果見下表表6-29項目區(qū)各級排水溝設計成果表參數(shù)類型邊坡系數(shù)m糙率n坡降i下口寬(m)上口