田間工程改造疏浚治理排水溝排水工程設(shè)計說明

田間工程改造疏浚治理排水溝排水工程設(shè)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(dá)到5年一遇排澇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。1、設(shè)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(fèi)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(chǔ)，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(shè)置，農(nóng)溝沿方田垂直斗溝布置，計劃控制一塊標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(shè)計排水方式選擇：根據(jù)當(dāng)?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(hù)坡。排澇標(biāo)準(zhǔn)：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(jìn)行排水溝設(shè)計，選取王贊恒支溝為典型代表進(jìn)行排水溝斷面尺寸進(jìn)行設(shè)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(shè)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(shè)計水位排水溝的設(shè)計水位按排漬水位設(shè)計，排澇設(shè)計水位進(jìn)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(yuǎn)處低洼地面設(shè)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(jìn)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(bǔ)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(shè)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(shè)計通過對項目區(qū)實地調(diào)查，并在征詢當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)專家意見的基礎(chǔ)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(jìn)行計算。式中：Q----排水流量(m3/s)----排水溝過水?dāng)嗝婷娣e(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(shè)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(shè)計通過對項目區(qū)實地調(diào)查，并在征詢當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)專家意見的基礎(chǔ)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(shè)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(bǔ)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(bǔ)源的要求。支溝斷面的設(shè)計通過對項目區(qū)實地調(diào)查，并在征詢當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)專家意見的基礎(chǔ)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(shè)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(bǔ)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(bǔ)源的要求。經(jīng)以上計算，各級排水溝設(shè)計結(jié)果見下表表6-29項目區(qū)各級排水溝設(shè)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