農(nóng)田水利設施工程設計

農(nóng)田水利設施工程設計4．3．1目的保證適時適量提供，并滿足作物不同生長發(fā)育階段需要的人工補充水量。農(nóng)田水利設施工程有兩類，一是水源工程，其作用是將適宜的水（量）從灌溉水源中取引出來，該項工程有蓄水工程、引水工程、提水工程和蓄、引、提相結(jié)合的工程等。二是輸配水工程和田間工程，輸配水工程的作用是將適宜的水（量）逐級輸送并分配到田間，這類工程包括渠道或管道系統(tǒng)，以及系統(tǒng)上的建（構(gòu)）筑物等，田間工程包括排灌溝渠、畦、格田工程以及土地平整工程等。4．3．2設計標準4．3．2．1堤防工程的級別及設計標準a）堤防工程的防洪標準及級別1）堤防工程防護對象的防洪標準應按照現(xiàn)行國家標準確定。堤防工程的防洪標準應根據(jù)防護區(qū)內(nèi)防洪標準較高于防護對象的防洪標準確定。堤防工程的級別應符合附錄B表B1的規(guī)定。2）遭受洪災或失事后損失巨大，影響十分嚴重的堤防工程，其級別可適當提高；遭受洪災或失事后損失及影響較小或使用期限較短的臨時堤防工程，其級別可適當降低。采用高于或低于規(guī)定級別的堤防工程應報行業(yè)主管部門批準；當影響公共防洪安全時，應同時報有批準權(quán)的水利行政主管部門批準。3）海堤的鄉(xiāng)村防護區(qū)，當人口密集、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)較發(fā)達。農(nóng)作物高產(chǎn)或水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)值較高時，其防洪標準可適當提高，海堤的級別亦相應提高。4）蓄、滯洪區(qū)堤防工程的防洪標準應根據(jù)批準的流域防洪規(guī)劃或區(qū)域防洪規(guī)劃的要求專門確定。5）堤防工程上的閘、涵、泵站等建筑物及其他構(gòu)筑物的設計防洪標準，不應低于堤防工程的防洪標準，并應留有適當?shù)陌踩６?。b）安全加高值及穩(wěn)定安全系數(shù)1）堤防工程的安全加高值應根據(jù)堤防工程的級別和防浪要求按附錄B表B2的規(guī)定確定。l級堤防重要堤段的安全加高值，經(jīng)過論證可適當加大，但不得大于1.5m。2）無粘性土防止?jié)B透變形的允許坡降應以土的臨界坡降除以安全系數(shù)確定，安全系數(shù)宜取1.5?2。無試驗資料時，無粘性土的允許坡降可按附錄B表B3選取，有濾層時可適當提高。特別重要的堤段，其允許坡降應根據(jù)試驗的臨界坡降確定。3）土堤的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不應小于附錄B表B4的規(guī)定。4）濱海軟弱堤基上的土堤的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，當難以達到規(guī)定數(shù)值時，經(jīng)過論證，并報行業(yè)主管部門批準后，可以適當降低。5）防洪墻抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，不應小于附錄B表B5的規(guī)定。6）防洪墻抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)不應小于附錄B表B6的規(guī)定。灌溉標準a）設計灌溉工程時應首先確定灌溉設計保證率。南方小型水稻灌區(qū)的灌溉工程也可按抗旱天數(shù)進行設計。b）灌溉設計保證率可根據(jù)水文氣象、水土資源、作物組成。灌區(qū)規(guī)模、灌水方法及經(jīng)濟效益等因素，按照附錄B表B7確定。排水標準a）排澇標準的設計暴雨重現(xiàn)期應根據(jù)排水區(qū)的自然條件、澇災的嚴重程度及影響大小等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟論證確定，一般可采用5－10年，或參照經(jīng)國家或相關(guān)權(quán)威部門批準過的地區(qū)性提法。經(jīng)濟條件較好或有特殊要求的地區(qū)，可適當提高標準；經(jīng)濟條件目前尚差的地區(qū)，可分期達到標準。b）設計暴雨歷時和排除時間應根據(jù)排澇面積、地面坡度、植被條件、暴雨特性和暴雨量、河網(wǎng)和湖泊的調(diào)蓄情況，以及農(nóng)作物耐淹水深和耐淹歷時等條件，經(jīng)論證確定。旱作區(qū)一般可采用1—3d暴雨從作物受淹起1—3d排至田面無積水;水稻區(qū)一般可采用1—3d暴雨3—5d排至耐淹水深。具有調(diào)蓄容積的排水系統(tǒng)，可根據(jù)調(diào)蓄容積的大小采用較長歷時的設計暴雨或一定間歇期的前后兩次暴雨作為設計標準；排空調(diào)蓄容積的時間，可根據(jù)當?shù)乇┯晏匦裕y(tǒng)計分析兩次暴雨的間歇天數(shù)確定，一般可采用7—15dC）農(nóng)作物的耐淹水深和耐淹歷時，應根據(jù)當?shù)鼗蜞徑貐^(qū)有關(guān)試驗或調(diào)查資料分析。無試驗或調(diào)查資料時，可按附錄B表B8選取。d）設計排澇模數(shù)應根據(jù)當?shù)鼗蜞徑貐^(qū)的實測資料分析確定。無實測資料時，可根據(jù)排水區(qū)的自然經(jīng)濟條件和生產(chǎn)發(fā)展水平等，選用經(jīng)過論證的方法計算。e）設計排漬深度、耐漬深度、耐漬時間和水稻田適宜日滲漏量，應根據(jù)當?shù)鼗蜞徑貐^(qū)農(nóng)作物試驗或種植經(jīng)驗調(diào)查資料分析確定。無試驗資料或調(diào)查資料時，旱田設計排漬深度可取0.8—1.3m,水稻田設計排漬深度可取0.4—0.6m；旱作物耐漬深度可取0.3—0.6m,耐漬時間3—4d。水稻田適宜日滲漏量可取2—8mm/d（粘性土取較小值，沙性土取較大值）。f）有漬害的旱作區(qū)，農(nóng)作物生長期地下水位應以設計排漬深度作為控制標準,但在設計暴雨形成的地面水排除后,應在旱作物耐漬時間內(nèi)將地下水位降至耐漬深度。水稻區(qū)應能在曬田期內(nèi)3—5d將地下水位降至設計排漬深度。土壤滲漏量過小的水稻田,應采取地下水排水措施使其淹水期的滲漏量達到適宜標準。g）適于使用農(nóng)業(yè)機械作業(yè)的設計排漬深度，應根據(jù)各地區(qū)農(nóng)業(yè)機械耕作的具體要求確定，一般可采用0石一0.sin。h）設計排漬模數(shù)應采用當?shù)鼗蜞徑貐^(qū)的實測資料確定；無實測資料時，可采用公式（2）：10311Hqh= 86.4T（2）式中：qh—設計排漬模數(shù)，m3/s?km2；1——土壤給水度（釋放水量與土壤體積的比值）；H——地下水位設計降低深度，m；T——排漬歷時，d?？诟牧见}堿土或防治土壤次生鹽堿化的地區(qū)，其排水標準除應執(zhí)行上述各條規(guī)定外，還應在返鹽季節(jié)前將地下水控制在臨界深度以下，地下水臨界深度應根據(jù)各地區(qū)試驗或調(diào)查資料確定。無試驗或調(diào)查資料時，可按經(jīng)驗值確定，其數(shù)值可查附錄B表B9。4.3.2.4防洪標準a）蓄水樞紐工程建筑物的防洪標準，應根據(jù)其級別按附錄B表B10確定。b）引水、提水樞紐工程建筑物的防洪標準，應根據(jù)其級別按附錄B表B11確定。c）灌排建筑物、灌溉渠道的防洪標準，應根據(jù)其級別按附錄B表B12確定。d）潮汐河口灌排（兼擋潮）建筑物的防洪標準，應根據(jù)其級別按附錄B表B13確e）灌區(qū)內(nèi)必須修建的排洪溝（撇洪溝），其防洪標準可根據(jù)其洪流量的大小，按重現(xiàn)期5－10年確定。f）灌區(qū)內(nèi)防洪堤或擋潮堤的防洪標準，應根據(jù)防護對象的重要程度和受災后損失的大小，按GB50286的規(guī)定確定。4．3．2．5灌排水質(zhì)標準a）以地面水、地下水或處理后的城市污水與工業(yè)廢水作為灌溉水源時，其水質(zhì)均應符合GB5084的規(guī)定。b）在作物生育期內(nèi)，灌溉時的灌溉水溫與農(nóng)田地溫之差宜小于10℃。水稻田灌溉水溫宜為15－35℃。C）灌區(qū)內(nèi)外農(nóng)田、城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)排人灌排渠溝的地面水和污水水質(zhì)必須符合GB3838和GB8978的規(guī)定；回灌地下水的水質(zhì)除應符合上述規(guī)定外，還應該符合GB5084的規(guī)定。4．3．3蓄水工程設計蓄水工程是指通過人工修筑工程的方法攔蓄天然降水或利用地下水，以供灌溉用。本項工程應由具有資質(zhì)的水利工程設計部門專門負責。4．3．3．1設計要求a）灌溉供水水庫工程設計，應以項目規(guī)劃和灌區(qū)灌溉設計標準為依據(jù)。b）大、中型灌溉供水水庫工程設計規(guī)模應根據(jù)灌溉設計保證率、水資源的可利用條件、灌溉用水量和其他用水量等，經(jīng)調(diào)節(jié)計算進行技術(shù)經(jīng)濟比較確定。c）以灌溉水稻為主的水庫，應采用分層取水的方式。取水口的分層及底部高層應根據(jù)當?shù)鼗蛳噜彽貐^(qū)水庫的水溫與水深相關(guān)關(guān)系及其季節(jié)性變化的特點等分析確定。大、中型水庫可采用塔式取水建筑物，小型水庫可采用臥管式取水設施。4.3.3.2用作農(nóng)田水利設施的水庫，蓄水量在曠一l”d范圍內(nèi)，筑壩材料應因地制宜，采用當?shù)夭牧?，如上料、砂礫、石料以及混凝土。4.3.3.3水庫工程包括擋水建筑物、放水建筑物和溢洪道。擋水建筑物即蓄水壩，是水庫的主體工程，按建筑材料分，蓄水壩分土壩、堆石壩、土石混合壩，習慣上還包括漿砌石壩。4.3.3.4水庫位置應充分利用天然地形，根據(jù)經(jīng)濟與安全原則考慮。壩址盡可能選擇河谷較窄、庫內(nèi)地形平坦、地質(zhì)可靠、不漏水、不坍塌、不滑動、水源可靠、有足夠來水量的地段，集雨面積應是灌溉面積的1.5倍以上；壩址附近有足夠的適宜筑壩材料。壩址盡可能接近灌區(qū)，縮短渠道線路長度，減少渠系建筑物數(shù)量和沿途滲漏及蒸發(fā)損失；要注意保護庫區(qū)內(nèi)的山林綠化，防止水土流失，避免造成水庫淤積。4.3.3.5設計內(nèi)容包括水庫容積、來水量、用水量計算和水庫建筑物設計。4.3.4引水工程4.3.4.1渠首引水工程設計應根據(jù)河（湖）水位、河（湖）岸地形。地質(zhì)條件和灌溉對引水高程、引水流量的要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定后選擇采用無壩引水或有壩（閘）引水方式。4.3.4.2當河（湖）岸地形較陡。岸坡穩(wěn)定時，渠首工程宜采用岸邊式布置；當河（湖）岸地形較緩、岸坡不穩(wěn)定時，可采用引渠式布置。4.3.4.3元壩引水的渠首的引水角度宜取300—60°。引水角前沿寬度不宜小于進水口寬度的2倍。4.3.5灌溉泵站設計4．3．5．1灌溉泵站設計應對揚程、流量、泵的數(shù)量進行計算，泵址應根據(jù)地形、地質(zhì)、水流、動力源等條件確定。3．5．2泵站應進行泵房、泵房機電設備、進水管系、出水管系及配套設施的設計計算。4．3．5．3灌溉泵站設計詳見GB／T50265和GB50288。4．3．6機井設計3．6．1機井設計應根據(jù)水文地質(zhì)條件和地下水資源可利用情況進行設計，并進行技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。3．6．2機井設計應計算機井最大可能出水量、最大可能水位降落值、單井群井影響半徑、機井數(shù)量及井距。詳見GB50288。4．3．7灌溉輸配水工程a）輸配水工程的作用是將適宜的水（量）逐級輸送并分配到田間。這類工程包括渠道或管道系統(tǒng)及相應的建（構(gòu)）筑物等。4．3．7．1灌溉渠道系統(tǒng)設計 幻輸配水渠道系統(tǒng)通常分為干、支、斗、農(nóng)渠四級。各級渠道上可根據(jù)需要修建渠系建筑物，包括分水閘、節(jié)制閘、渡槽、跌水、陡坡、倒虹吸、橋梁、涵洞、涵管和量水建筑物等。b）灌溉渠道系統(tǒng)設計包括橫斷面設計和縱斷面設計。灌溉渠道設計流量計算及渠道橫斷面、縱斷面設計具體方法參見附錄C中C1、C2、C3。4．3．7．2灌溉管道系統(tǒng)設計a）灌溉管道系統(tǒng)組成及配置1）灌溉管道系統(tǒng)可根據(jù)地形、水源和用戶用水情況，采用環(huán)狀管網(wǎng)或樹枝狀管網(wǎng)。2）各用水單位應設置獨立的配水口。配水口的位置、給水栓的型式和規(guī)格尺寸，必須與相應的灌溉方法和移動管道連接方式一致。3）各級管道進口必須設置節(jié)制閥，分水口較多的輸配水管道，每隔3－5個分水口應設置一個節(jié)制閥；管道最低處應設置排水閥。4）水泵出口逆止閥或壓力池放水閥下游，以及可能產(chǎn)生水錘負壓或水柱分離的地方安裝進氣閥。5）管道的駝峰處或長度大于3km但無明顯駝峰的管道中段安裝排氣閥。6）水泵出口處（逆止閥下游或閘閥上游）安裝水錘防護裝置。7）在適當位置設置壓力、流量計量裝置。b）地下灌溉管道斷面形狀1）圓形管，以預制混凝土管套接埋設或現(xiàn)場澆制。2）馬蹄形管，上圓下方，可以預制構(gòu)件裝配，也可現(xiàn)場澆制。3）橢圓形管，宜現(xiàn)場澆筑。c）灌溉管道系統(tǒng)設計1）系統(tǒng)進口設計流量應根據(jù)全系統(tǒng)同時工作的各配水口所需要設計流量之和確定，設計壓力應經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。如局部地區(qū)水壓不足，提高全系統(tǒng)工作壓力又不經(jīng)濟時，可另行增壓；部分地區(qū)水壓過高時，應安裝調(diào)減壓裝置。2）管道沿程水頭損失和局部水頭損失計算可詳見附錄C中C4的有關(guān)部分。3）管道設計流速應控制在經(jīng)濟流速0.9—1.5m/s,超出此范圍時應經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。4）管道的縱、橫斷面應通過水力計算確定，并應驗算輸水管道產(chǎn)生水錘的可能性及水錘壓力值。管道轉(zhuǎn)角不應小于90°。5）輸水管道的強度可按下列各種荷載組合情況進行計算?！钔梁瓦\輸工具對放空管道的壓力?！艿乐兴墓ぷ鲏毫?、土壓力和運輸工具壓力?！艿乐挟a(chǎn)生水錘時的水壓力和土壓力。d）管材選擇應符合下列要求：所選管材的工作壓力應大于或等于灌溉管道系統(tǒng)分區(qū)或分段的設計工作壓力。2）固定管道宜優(yōu)先選用硬塑料管、鋼絲網(wǎng)水泥管或鋼筋混凝土管，選用鋼管、鑄鐵管時，應進行防腐蝕處理。3）所選管材外形、規(guī)格、尺寸、公差配合和技術(shù)性能指標必須符合國家現(xiàn)行標準的規(guī)定，管材使用年限應符合SL72的規(guī)定。4）所選管材必須經(jīng)國家計量認證的質(zhì)檢機構(gòu)抽檢合格。e）千畝以上連片農(nóng)田的灌溉管道系統(tǒng)，宜采用優(yōu)化方法進行設計。4.3.7.3渠道防滲工程設計a）渠道防滲工程是節(jié)約用水、保護水土資源、提高水的利用效率的重要措施。b）渠道防滲工程設計應結(jié)合當?shù)氐淖匀粭l件、灌區(qū)規(guī)模、水資源豐缺情況以及社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境等諸因素綜合評價，經(jīng)論證確定，優(yōu)選符合當?shù)鼐唧w條件的防滲工程。c）防滲材料的運用應堅持因地制宜、就地取材、量力而行和符合生態(tài)環(huán)境保護的原則。可選用土料、砌石、塑膜材料、瀝青混凝土、混凝土等材料。各種材料的防滲性能應經(jīng)過科學試驗，材料配合比應經(jīng)過試驗確定。詳見SL18。4．3．7．4噴灌、滴灌系統(tǒng)設計噴灌系統(tǒng)一般包括水源、動力、水泵、管道系統(tǒng)及噴頭等部分。噴灌系統(tǒng)設計包括灌水定額和灌水周期的設計及計算噴頭數(shù)。支管數(shù)、管道系統(tǒng)的水頭損失及水泵選擇動力功率。滴灌系統(tǒng)一般包括壓力源、輸配水管路、滴頭等部分。滴灌系統(tǒng)設計包括確定系統(tǒng)用水率、確定系統(tǒng)面積及進行滴灌系統(tǒng)布置設計、滴灌系統(tǒng)水力設計。具體方法參見附錄C中C4、CS。4．3．8農(nóng)田排水工程設計農(nóng)田排水工程，根據(jù)排水的目標基本分為除澇降低地