小型灌区

小型灌区（精选八篇）

小型灌区 篇1

1 小型灌区渠系设计的准备工作

为促进小型灌区渠系设计工作的顺利开展, 在规划设计之前应当充分做好准备工作, 收集小型灌区工程相关信息, 准确把握该小型灌区工程的整体情况, 包括水源分布情况、灌区地形以及所在地理位置。相关设计人员应当收集小型灌区内种植作物的资料, 以保证渠系规划设计的合理性。在此基础上应当全面了解该小型灌区河流主干河道以及具备排水功能的河道, 明确灌区内干支渠, 在明确灌溉制度的同时, 确定灌区面积和土壤性质, 为小型灌区渠系的合理设计提供可靠的数据信息支持。

2 小型灌区渠系设计的基本原则

为保证小型灌区渠系设计的合理性和有效性, 在实际设计过程中应当遵循以下原则:

一是将干渠设置于灌区内部地势较高的部位, 以变对灌溉面积进行有效控制。针对面积相对较小的局部高处, 可以通过提水灌溉的方式进行妥善处理。

二是在小型灌区渠系设计中, 应当在保证灌溉效果的基础上合理控制工程成本, 尽可能保证渠线处于短直状态, 减小占地面积, 并合理控制工程量。若在小型灌区渠系设计中地形条件比较特殊, 地质条件复杂, 则应当将渠线绕岗以及穿岗设计方案进行优化对比, 进而选定最佳的设计方案。

三是为保证渠道位置选取的合理性, 应当以行政区规划为主要依据, 保证用水渠道具有一定规范性, 且能够满足不同单位的用水需求, 进一步提高整体管理效果。上级渠道与下级渠道应当保持良好的垂直状态, 以便于机械操作。

四是灌区渠系建设应当避免对生态环境及水资源之间平衡产生不利影响。小型灌区渠系设计过程中应当遵循灌排相结合的原则, 对水资源进行优化利用。

3 小型灌区渠系的布局

3.1 布局原则

为保证小型灌区渠系布局的合理性, 促进小型灌区顺畅灌溉, 在小型灌区渠系布局过程中应当遵循以下原则:一是将渠道布置于较高地带和分水岭上, 对灌区面积进行科学化控制。二是遵循经济合理的原则, 避免渠线交叉布置而影响灌区占地面积。三是避免禅悦险工地段, 保证工程安全。四是尽量保持原有排水系统, 不打乱自然排水流势。

3.2 渠系布置要点

在小型灌区渠系布局方面, 保证灌区用水稳定性, 应当在规划设计中将干渠控制在较高地带, 尤其是提水灌区的干渠应当布置在较高地带, 以减少填方量。应当结合小型灌区的地形条件加以科学化分析, 并选取适宜的布置形式。山丘区地形应当以环山开渠水不低头以及岗脊行水, 白马分鬃为干渠主要布置形式。在此基础上, 小型灌区渠系设计中应当合理通过障碍。相关实践研究表明, 在小型灌区渠系设计中, 山丘区渠道布置往往会遇到河流、山谷以等天然地形装哎, 为保证小型灌区渠系设计的合理性, 在灌区设计中应当采取合理的穿越方式, 随弯就弯, 以减少水头与水量损失, 选定最佳的设计方案。川地平原地区具有一定特殊性, 等高线与河流呈平行或斜交状态, 地面坡度倾向于河流。为保证小型灌区渠系设计的合理性, 应当沿着灌区最高边缘等高线对干渠进行科学化布置。针对支渠以下渠道, 在设计过程中应当保证水量分配的均衡性。

4 渠道流量的推求

在小型灌区渠系设计中, 农作物灌溉净流量与渠道损失流量之和为渠道设计流量, 在实际设计过程中, 大多通过以下三种流量作为设计参考的重要因素。

4.1 正常流量

正常流量是指小型灌区渠道正常运作条件下所通过的流量, 小型灌区主要以此作为渠道和渠系建筑物设计的重要依据。正常流量的计算主要以渠道控制范围内的净流量灌溉面积和灌水模数作为主要计算要素。

4.2 最小流量

最小流量是下一级渠道检验核对的重要条件, 在明确节制闸建筑物位置方面始终发挥着重要的作用。最小流量基于设计灌溉水模数图以及灌溉水流量过程线最小值得以确定。就小型灌区渠系设计的具体情况来看, 渠道最小流量应当在设计流量的40%以上。

4.3 加大流鼍

考虑到渠道在运行中, 可能出现气候剧变或灌区内作物组成可能有变化, 需水量增大;或凶渠道发生事故, 在停水后的短时间内要强迫通过较大流量;或是为了通过短暂的设计高峰等因素, 而提出的满足供水的措施, 需要加大流量。加大流量是确定渠顶高程的依据, 一般按正常流量增加10%~30%计算。满足了以上3个条件的渠道才是合理的, 否则不是渠道水出槽, 就是水位太低无法和下一级渠道衔接。

5 进行排涝设计

5.1 明确具体除涝设计标准

1以治理区出现某一重现期暴雨, 没有影响到作物生长为标准。2将治理区作物没有受涝的保证率当做标准。3将一定量暴雨或发生严重涝灾的那种典型年当做排涝设计标准之一。

5.2 合理布置排水沟道

通常设计排水沟道的时候, 应该遵循下列原则:1将排水沟设计于各自控制范围里面的最低位置, 这样就可以把排水区多余水全部排出;2遵循高水高排以及低水低排, 抽排进行辅排以及自排为主原则;3将干沟出口设置于承泄区水位相对较低以及河床稳定位置;4对下级沟道进行布置的时候, 需要对上级沟道提供优良排水条件;5不同等级沟道应该和行政区划、灌溉渠布置情况、土地规划工作、林带以及道路网有效结合起来;6尽量降低工程成本, 提高排水安全性以及及时性, 方便进行管理。同时排水沟应该避开土质不好地带, 并且不影响到交通设施;7如果排水区或者是灌区存在外水入侵问题, 就需要设计截流沟或者是撇洪沟, 这样就可以把外水有效引至排水沟或者是直接引进承泄区。

结束语

农田水利工程的有效建设可以促进我国经济的进一步发展, 特别是小型农田灌区渠系工程, 为了确保工程建设质量, 首先应该对其进行合理有效的规划设计, 严格遵循灌溉渠道具体规划原则, 对渠道渠线、灌溉系统以及排涝工程进行科学设计, 这样才能给灌区渠系工程的有效建设奠定良好基础, 将渠系所具有的作用充分发挥出来。

摘要：现代社会的不断发展进步, 推进了农田水利工程基础设施建设的不断完善。在实际操作中, 积极开展小型灌区渠系设计, 有助于提高灌溉水利用率, 在满足灌区供水需求的基础上, 降低工程造价。就小型灌区渠系设计进行简要探讨, 仅供相关人员参考。

关键词：小型灌区,渠系设计,布局,规划设计原则

参考文献

[1]高士杭小型灌区渠系设计的探讨[J].黑龙江水利科技, 2009, 37 (4) :122-122

[2]郭迎春解析小型农田灌区渠系规划设计[J].大科技, 2016 (6)

[3]焦伟轩, 石峰, 曹恩华.小型农田灌区渠系规划设计[J].现代企业教育, 2014 (18) :389-390

[4]王立川, 李荣辉浅谈农田水利灌溉工程的规划设计[J].华夏地理, 2015 (6) :213-214.

小型灌区 篇2

报告》编制内容及要求

2006年12月 《县级灌区小型农田水利工程实施方案报告》

编制内容及要求

应自治区水利厅农牧水利处的要求，本人十分高兴参加这次《小型农田水利工程基本建设项目前期工作培训班》，就《县级灌区小型农田小利工程实施方案报告》编制工作的主要内容和要求，与大家相互交流和探讨，以便将我区小型农田水利工程基本建设项目前期工作做的更好。

作为评审专家，今年我多次参加了中央小农水补助资金项目及自治区小农水补助资金项目可行性研究报告和实施方案的评审工作。在项目评审过程中发现，大部分县市所报实施方案报告能够按照水利厅下发的《县级灌区小型农田小利工程实施方案编制提纲》的要求进行编制，内容比较完整，设计深度满足要求，但也有少部分县市所报实施方案报告问题较多，在小农水项目实施方案报告编制中主要存在以下几个问题。

（一）部分县市所报实施方案报告设计深度不够。

2006年按照自治区农田水利总体规划要求，自治区小农水补助资金主要用于田间高效节水、盐碱地治理、田间设施配套及末级渠系量水设施建设。考虑到单个项目投入少、技术要求不高、项目县市前期费用紧张等因素，只要求高效节水、盐碱地治理项目有资质的设计单位承担实施方案编制工作；对田间设施配套及末级渠系量水设施建设项目的实施方案编制，则没有要求必须由有资质的设计单位承担编制工作。因此许多项目县（市）由水利局自行编制了实施方案。通过 审查，没有设计资质单位编制的实施方案，从深度、广度、规范上讲，都远不及有设计资质单位所编制的实施方案质量好，个别实施方案要完全重新编制。

（二）部分县市所报项目内容把握不够，所报项目没有按自治补助专项资金项目补助项建设内容审报。

相当一部分项目县（市）和地（州），对《自治区小型农田水利工程设施建设补助专项资金项目立项建设指南的通知》理解不够，对所涉及到的四项建设内容没能很好把握。如：末级渠系量水设施建设主要是在斗渠进口处设立量水设施，以县为单元一次性解决全县的斗渠量水设施建设，在自治区小农水补助资金及配套资金能够完全解决全县末级量水设施的前提下，可以实施支渠、干渠及渠系配套建筑物建设。而不能以某个灌区或某几个乡为单元实施田间配套和末级渠系量水设施建设。

（三）技术方案中普遍存在设计方案论证内容深度不够的问题。①.缺少方案比选的内容。

②.设计参数的选取缺少基础资料数据。③.施工组织设计深度不够。

④.部分项目图纸设计不规范，图件和报告不一致，工程量计算不准。

⑤.部分项目工程投资概算未严格按规范编制。多项、漏项情况较多，部分项单价过高，个别项目选用定额有误。配套资金筹集措施不具体。⑥.工程管理内容过于简单，没有针对性缺乏真实的水价核算。针对施方案报告中存在的上述问题，现在我按水利厅下发的《县级灌区小型农田小利工程实施方案编制提纲》的要求，将实施方案编制的具体内容和要求叙述一下。

《县级灌区小型农田小利工程实施方案编制提纲》共分9部分： 1.综述；

2.项目区基本情况；

3.项目建设的必要性和可行性； 4.工程建设的目标； 5.实施方案； 6.施工组织设计； 7.工程管理； 8.工程投质概算； 9.效益分析：

（一）综述

所谓综述，就是要将整个项目的情况进行综合说明。具体内容包括：项目背景、项目区的地理位置，水文、气象、水文地质、工程地质、工程建设的必要性和可行性、工程建设的目标、工程规模、实施方案内容，施工组织设计，工程管理，工程投资概算，经济评价等，也就是将编制提纲中的的第2～9章的主要内容提练出来，通过阅读综述，对整个工程有一个初步的认识，以便下一步详细了解各部分的设计内容，在综述这一章内容中最好增加一张项目区位置示意图和工 程特性表。

（二）项目区基本情况

在本章内容中，应说明项目区的地理位置，地形地貌，水文气象条件、土壤条件、水文地质条件，工程地质条件、水土资源利用现状，社会经济现状、农田小利工程现状。

（三）项目建设的必要性和可行性

在这章内容中，主要说明项目区的现状，项目区存在的主要问题，项目区建设的必要性（列几条必要性的内容）。所谓可行性就是当地政府支持，农民物质和财力上支持，能够改善灌溉生产条件，提高经济效益，促进当地的农业生产，将产生明显的经济效益和社会效益，因此工程建设是必要的，也是可行的。（此章内容比较简单，一带而过）

4、工程建设的目标

在这一章内容中应简单介绍一下通过工程的建设，要达到什么目的，是提高渠道的防渗率，节约用水；还是通过末级渠系量水设施的建设，提高灌溉水量的精确计量，配合配水到户工作的开展，使水利工程工作逐步走向正规化，规范化。

5、实施方案

此章是本报告的重点，主要包括以下内容：

（一）设计依据

（1）工程等别和建筑物级别（2）设计基本资料 ①.工程的任务：

②.基础设计资料：包括气象、水文、土壤、水文地质条件（主要是地下水埋深以及水质是否具有腐蚀性）、工程地质条件（地层的岩性、覆盖层的厚度、冻胀土的厚度、土壤是否具有侵蚀性，地基的承载力，天然建筑材料的质量和储量等）。

（二）工程设计规模 在这里分二个项目介绍： 1.田间设施配套工程 2.末级渠系量水设施工程

应有大农业结构，各业发展指标，灌溉制度，渠系水利用系数，田间水利用系数，水土平衡分析计算，设计灌水率，引水流量计算的内容。

（三）工程设计

1.田间设施配套工程（渠道防渗渠道工程及渠系建筑物工程）①.渠道设计：具体内容包括渠道纵断面面设计、渠道横断面设计、渠道水力学计算，渠道防冻胀设计、工程量计算及设计图纸等内容。其中渠道纵断面面设计，包括渠线布置及渠道纵坡设计（应进行方案比较）；渠道横断面设计：包括边坡系数，糙率，超高、底宽的设计；横断面衬砌方案比选（抗冲，防渗、运行管理，施工、建筑材料，工程量、投资几方面进行比较）；渠道水力学计算（明渠均匀流）；渠道防冻胀设计（设计冻深和换填厚度的计算）。

②.建筑物设计（闸、涵、桥、渡槽等设计）：具体内容包括水力 学计算、稳定计算（抗滑、抗倾、基底应力计算）、结构配筋计算（内容几乎没有）、工程量计算及设计图纸等内容。2.未级渠道量水设施设计

应对量水设施的选择进行方案比较（无喉量水堰、梯级量水堰，三角形量水堰），另外应进行水力学计算，结构设计及配筋计算、工程量计算及设计图纸等工作。

6、施工组织设计

作为实施案是重点：包括以下内容：

（1）施工条件：具体内容包括工程条件和自然条件两部分内容。其中工程条件为：对内外交通条件，天然建筑材料来源，钢筋、水泥、油料、生活及大部分物资供应以及施工用水，用电通讯如何提供；自然条件包括气温（最高气温、最低气温）、多年平均最大风速，最大冻土深度及工程地质条件等内容。

（2）施工导流：根据灌溉制度确定的灌水时间，在不影响灌区生产的前提下，确定施工工期，然后确定工程施工是否需要设临时导流渠。

（3）料场选择和开采（一般买成品料）

（4）主体工程施工：包括土主开挖、土方回填、浆砌石衬砌、干砌卵石灌浆，混凝土浇筑等施工方法，主体施工方法（没有具体的施工机械和方法），要列出施工机械设备表。（5）施工交通运输（对外交通和对内交通）

（6）施用总布置：主要是临时仓库、临时生活住房、小型修配厂 混凝土拌合站，水站，施工用电及通讯的布置。

（7）施工工厂设施：主要混凝土拌合系统，水电设施的规模和容量。

（8）施工总进度，施工进度图（横道图）（9）施工招投标方案

7、工程管理：

主要内容是建设期管理和运行期管理两大部分内容： 具体内容如下：（1）管理机构（2）管理设施（3）管理办法；

（4）运行管理（管理范围及保护范围：工程安全运行管理）（5）建设期管理（实行三制，项目建设法人制，建设工程施工招标制，工程建设监理制）。

8、工程投资概算（1）工程概况（2）编制原则及依据（3）基础单价计算（4）其他（5）资金筹措方案（6）工程投资概算表（7）概算附件

9、效益分析：

小型灌区渠道U型渠设计探讨 篇3

1 小型灌区农田水利渠道设计

1.1 工程简介

本文以某县城的小型灌区农田水利渠道建设为研究案例, 对该小型灌区农田水利渠道的设计施工进行详细的探讨分析。该水利工程由于建设时间久远, 建设与上世纪七十年代左右, 当时的建设水平有限, 对工程建设的要求标准不高, 但是沿用至今, 已经完全不能满足当前的农田灌溉需求, 由于该水利工程的建设处于土渠的阶段, 所以存在大量的倒塌、渗漏以及淤塞的现象。探测到其水源利用系数仅在0.4左右, 这不仅造成了水利资源的浪费, 还对农作物经济效益造成直接的损失。

1.2 农田水利渠道设计规划

小型灌区农田水利工程的建设, 必为了保证农田水利渠道能够最大限度满足农田灌溉用水, 必须要按照水利渠道的建设施工方案来进行工程的建设规划, 让水利渠道不管是在经济性指标方面还是技术性指标方面, 都能最大限度的达到工程设计要求。另外, 为了使水利渠道能够呈现出平顺的渠线状态, 对水利渠道进行裁弯处理则是非常有必要的工序。另外只工程施工之前, 要根据工程的实际情况来进行U型槽的规格设计。其中该水利工程的面积、实况等方面的具体数据则是工程施工的依据, 另外为了保证对耗损水流量以及净流量两方面数据的掌握, 要对工程中的干渠、斗渠以及支渠等渠道在施工完成之后, 所能承载的流量进行设计。然后对流量数据进行计算, 再根据该数值来进行U型槽的具体尺寸的确定, 以及以该数值对U型槽中所存在的具体水流量进行确定, 以保证U型槽断面能够充分满足工程各项标准要求。

2 小型水利渠道的设计方法

2.1 确定渠道水位高程

这一环节就要以灌溉区域内的地面高度作为水位高程确定的参考点, 并根据沿途渠道的水流损失来进行水位高程的确定。

2.2 渠道纵、横断面的设计

在进行渠道纵、横断面的设计时, 先进行纵、横断面的测量, 对纵、横断面进行测量, 对渠道沿途的整体起伏情况进行全面了解, 以便进行渠道的设计以及施工。在进行水利渠道纵、横断面的测量时, 要根据渠道沿线的水准线, 将渠线按照与相邻两端水准线能够组成附和水准线的标准分成小段, 要注意附和水准线的长度要保持在2千米以内。从渠道水准线的首段开始逐一测量, 其高程闭合差不应大于±40Lmm (L为附和路线总长, 以km计算) 。要注意此处的闭合差是不用调整的, 如果超出了范围值, 则要进行重新测量, 另外测量的标尺到水准仪的测量距离应该在150米之内。在测量好渠道的纵、横断面后, 就要渠道水流量进行观测, 在流量一定时, 渠道地板的比降、水流速度将会影响到渠道断面尺寸的设计, 而影响到渠道流量的因素有水流中的含沙量、渠道内的土质以及渠道面的坡度。其中, 当渠道的比降较小的时候, 其水流速度就会减小, 此时的渠道断面就应该设计得较大, 避免因为泥沙的沉积, 致使渠道堵塞。反之亦然。所以, 在进行渠道纵、横断面的设计时不仅要通过渠道水流量、高度来进行其顶宽的确定, 还需要对渠道侧墙进行稳定计算, 满足重负荷的压力对渠道侧墙的影响。

3 小型灌区农田水利渠道U型槽设计

目前在灌溉渠道的断面设计、施工进行过程中, 主要选择的是U型的渠道断面形式作为渠道的最终断面形式, 并在实际的应用中取得了良好的效果, 结合实际经验, 对这种施工形式的注意事项进行探讨。薄板U型槽断面示意图如图所示。

3.1 U型槽的预制设计

小型罐区农田水利渠道设计中的重点就是U型槽的预制。预制U型槽所使用的机械设备, 其构件必须是通过国家认证成型的设备, 该工程的U型槽即是用混凝土预制而成。在当前的水利工程中, 由于要考虑到设备的投入成本和制作流程的工艺复杂度, 所以在混凝土U型槽的预制中比较常用的成型设备就是型号为LZYB—1的设备。一般来讲, 常用的U型槽有UD40、UD50以及UD60规格的, 其U型槽的壁厚要求在3cm—4cm之间, 每条U型槽的长度要求在0.5m左右。然后对混凝土的配比设计, 其混凝土中的水泥、鹅卵石、砂子比例为2:4.7:3.6。水灰比在0.47左右, 卵石粒径在20mm左右, 砂子细度是3左右的中粗砂。其混凝土强度配比等级是:C20, 采用的水泥是33级的普通硅盐酸。然后再在混凝土中加入粉煤灰和早强减水剂, 以保证骨料级配达到设计标准。

3.2 U型槽的安装设计

(1) U型渠基础挖填。在挖填之前先放样, 然后开挖, 在开挖过程中一定要避免出现超挖现象。然后在进行填土的过程中, 要保证填土的平整性, 平整性是保证U型槽安装精准度的前提。另外, 为了保证基槽自身断面能在一个精确的设计数值范围之内, 将制造好的U型槽, 准确放置在土槽中, 以作样板用, 各样板之间的间距最少要保证在21m之上, 以作为一个标准的基准线, 只有保证基准线的精准, 才能保证土槽断面能在一个较为精准的范围之内。

(2) U型槽的安装。在进行安装设计时, 要注意保证所浇垫层的厚度均匀, 以达到较好的垫层作用。然后按照设计比降, 每间隔7m左右就设置一个控制点, 按照设计要求, 将U型槽自下而上安装在控制点处, 在U型槽的安装过程中要注意槽底的高度必须满足设计标准要求。

(3) 回填夯实施工。为了保证回填后, U型槽的夯实, 应该对U型槽侧面墙与顶部在回填土之前进行轻微的调整, 其回填土不能有大石、杂草或者树根, 要保证回填土的紧密。

4 总结

综上所述, 通过对该工程的农田水利渠道的设计施工研究, 在我国的小型灌区农田水利渠道中应用U型槽这一施工技术, 有着重要的影响价值。U型槽在农田水利工程中的作用不仅仅能够切实减少水利工程的施工成本, 还能大大缩短工程施工工期, 也有效降低了农田水源的损失率, 提高了水源利用率, 同时该技术的应用还大大改善了施工外部环境。

摘要：农田水利渠道设计与施工在农田水利工程中的影响重大, 是保障农田产量的一个重要工程项目。农田水利渠道在施工之前的设计环节非常重要, 设计必须科学合理化, 才能保障农田水利工程在施工过程中能够有一个准确的标准参考。在进行水利渠道施工的时候, 要严格按照水利渠道设计标准来进行施工。本文就小型灌区农田水利渠道的设计进行探讨和分析。

关键词：小型灌区农田,水利渠道,渠道设计

参考文献

[1]袁月丽, 廖丽丽.小型农田水利渠道设计与施工中的问题分析[J].科技致富向导, 2013 (13) :378, 417.

[2]左令中.小型灌区农田水利渠道设计与施工分析[J].农技服务, 2014, 31 (7) :139.

[3]邓杰元.探讨农田水利渠道工程存在的问题以及解决措施[J].大科技, 2014 (22) :159, 160.

小型灌区 篇4

1 小型灌区农田水利渠道设计的基本原则与内容

1.1 设计基本原则

农田水利渠道设计是一个十分复杂的过程, 需要考虑多方面因素, 保证渠道综合效益的最大化, 在满足农田灌溉功能要求的基础上, 提高水利渠道的经济和社会效益, 设计的基本原则包括:

首先, 水资源使用效益最大化, 尽量减少水资源浪费问题, 使水利渠道覆盖的灌溉面积达到最大。

其次, 渠道功能的多样化, 水利渠道除了能够完成农田灌溉外, 还应当兼具生活用水、防洪和排涝等多种功能。

最后, 渠道设计的实用性, 在水利渠道设计中, 要对小型灌区的实际情况进行深入、详细的了解, 确保设计的水利渠道与当地需求相符合, 具有良好实用性。

1.2 设计的内容

在U型槽断面设计中, 首先, 要确定渠道纵断面的渠底、渠顶高程以及水位工程, 其中, 渠底高程由水位高程减去设计水深来得到, 渠顶高程由水位高程与水位超高a相加来得到, 水位高程是地面高程、灌溉水渠高h与各级渠道坡降、长度以及水头损失之和;斗渠、支渠以及干渠的渠道流量设计为损耗流量、净流量之和, 需根据灌溉区面积和实际情况进行计算。

其次, 在横断面尺寸设计中, 流量应根据均有流原理来计算, 公式为, 其中, A、R、i分别表示过水断面面积, 水力半径和渠道比降, 其中, 渠道必将对工程造价起着关键性作用, 主要与边坡系数、稳定渠床宽深以及渠道糙率等有关[1]。

最后, 在渠道断宽深壁选择时, 应满足水利最优的断面宽深比:, 式中m表示渠道垂直方向的投影长度, 是渠道边坡系数的决定因素, 与边坡系数成反比例关系, 同时, 为保证渠床的稳定, 渠道流速Vd应满足:Vcd<Vd<VCS, 其中, Vcd、VCS分别表示不冲流速和不淤流速。

2 小型灌区农田水利渠道施工的流程与技术要点

就我国当前小型灌区农田水利渠道而言, 采取的大多还是混凝土结构, 常见的有混凝土U型槽、现浇砼衬砌、浆砌石支砌, 其施工流程与技术要点表现为以下几方面。

2.1 混凝土U型槽施工流程与技术要点

第一, U型槽预制的质量控制, 一是从机械设备和材料方面入手, 选择合适的、通过国家认证的机械设备, 比如LZYB-1;材料则应根据小型灌区的气候条件、水资源特点等情况来确定, 保证预制U型槽性能良好。二是从U型槽的养护方面入手, 做好防冻、保湿两个方面工作, 确保U型槽不会发生麻面、蜂窝或者变形等问题。

第二, 渠道放样控制, 在渠道放样过程中, 要将渠道中心线确定出来, 然后在固定中心桩, 再次对高程、比降进行测量, 最好确定水平杆位置。在各个放样环节当中, 都需要进行严格校对, 保证各项放样参数的偏差在允许范围之内, 并做好标桩间隔的控制, 加强对渠底开挖深度的重视, 避免开挖过度或者开挖不足等问题的发生。

第三, 沟渠开挖控制, 在沟渠开挖过程中, 为保证沟渠开挖的质量, 需要严格按照放样的结果, 根据设计图纸要求, 根据土质情况, 选择合适的开挖方法, 做好各个渠段的土方开挖工作, 所开挖的深度、宽度, 以及坡度等都达到设计要求。

第四, U型槽的安装技术, 先在开挖的基槽中设置垫层, 垫层要保证均匀、密实, 质量符合要求, 垫层材料多为细石混凝土。然后, 设置相应的控制点, 各控制点间隔距离以5-10m为宜, 然后将预制的U型槽按照设计要求放入到控制点当中。再次, 按照从上游到下游的施工顺序, 逐步完成U型槽的安装作业, U型槽彼此间应留有20mm左右的缝隙, 以确保后续勾缝作业的正常进行。最后, 在勾缝作业中, 应先使用1:2.5的水泥砂浆来涂刷, 然后使用1:2的水泥浆抹光、压平和填满勾缝, 保证勾缝施工质量[2]。

第五, 回填土施工技术, 先要做好回填土质量的控制, 禁止使用含有大石块、树根或者杂草的土壤, 保证回填土具有良好的紧密性和均匀性, 提高回填的水平。然后, 要对U型槽侧墙、顶部位置进行适当微调, 以便于回填土施工, 使回填土起到更佳固定作用, 并做好回填后的夯实工作。最后, 在U型槽的回填土技术指标上, 侧墙顶填土的高度要超出5-10cm, 宽度要大于30cm。

第六, 现浇混凝土压顶技术要点, 采取C20强度的预制混凝土空心压条, 具体的尺寸和孔径需要结合U型槽来确定, 能够起到提高U型槽稳定性的作用。

2.2 现浇砼衬砌施工流程与技术要点

第一, 做好施工准备工作。根据组织设计的要求, 做好相应的用电、用水和机械设备等的准备, 并设置必要的临时性或永久性排水设施。

第二, 土方工程施工。在衬砌渠道施工中, 大多是新筑填方渠道, 需要做好渠道放样和土方回填施工, 具体要点有: (1) 渠道放样要在土方施工前, 先借助经纬仪确定渠道中心控制线, 设置中心桩, 其在直线段和弯道处分别隔50m、5m设置一个, 中心桩间距离误差要<1/1000, 闭合精度要在20mm以内, 临时高程控制点间隔为200mm, 最后放样得到渠道底脚线和渠口线。 (2) 在土方回填施工中, 首先, 要做好渠床清理工作, 将存在的腐质土、淤泥、垃圾和树根等全部清除干净;然后, 设计渠坡夯实厚度, 在渠底角处和堤顶处分别向内侧水平夯实1.5m和1m;再次, 采取分层开蹬夯实方法, 每层铺土要做到平整均匀, 厚度要不能低于30cm, 根据渠道土质选择合适的处理方法, 保证土壤含水率的达标, 采用蛙式打夯机进行夯实, 夯实遍数不能少于4次;最后, 对渠坡进行修正, 根据人工挂线进行精削, 保证渠坡高程和表面平整度。

第三, 做好材料的控制, 现浇砼衬砌需要的材料有水泥、砂、碎石和外加剂等, 材料质量对渠道质量有着直接的影响。在材料选择中, 水泥应具有一定的抗冻能力, 通常采用325或425标号的普通硅酸盐水泥;砂的要求为耐久性好、颗粒洁净、质地坚硬, 含泥量和含水率应分别小于3%和4%;碎石的直径应在1-4cm以内, 级配良好, 超径含量和逊径含量分别要控制在15%与10%以内, 针片状碎石含量也不能超过10%;外加剂主要是为了提高渠道的抗渗和抗冻能力, 常用的有M型减水剂、PC-2型引气剂等。此外, 还需要做好配合比控制, 保证现浇砼的强度、抗渗和抗冻能力达到相应要求, 其中, 水灰比不能超过0.6, 砼坍落度在1-3cm以内[3]。

第四, 砼浇筑施工。在砼浇筑前, 需要先做好模板制作和安装, 保证模板表面平整、无杂物, 连接无缝隙, 在渠道纵向、宽度方向以及对角线上的误差要分别控制在10mm、20mm、10mm以内。在砼浇筑过程中, 先对渠床进行湿润, 避免浇筑砼发生水分流失, 表面形成裂纹, 保证浇筑过程的连续性, 人工平仓, 然后使用平板振动器按从上往下的顺序进行振捣;在振捣完成后, 进行磨平处理, 直到表面有水泥浆泛出为止, 最后人工压光处理。在模板拆除时, 要保证砼已经有足够强度, 并在拆模后进行养护, 养护时间要超过2周。

2.3 浆砌石支砌施工流程与技术要点

首先, 土方开挖施工。在土方开挖施工中, 需要严格按照设计的边坡标准作业, 根据施工区域地质情况, 选择合适的支护结构, 比如打桩、支挡土板和临时支撑等, 避免发生塌方事故;同时, 还需要做好施工监测, 对开挖平面标高、尺寸进行校正, 预防超欠挖问题。

其次, 浆砌石施工。在浆砌石施工中, 先要做好石料的选择, 石料应当坚实、无裂纹或风化剥落层, 并做好石料表面的清洁, 保证无水锈、污垢等杂质。然后, 在砌筑前, 需要先在基础面上铺设一层稠砂浆, 厚度约为3-5cm, 为浆砌石提供良好基础。在砌筑时, 要对石料进行湿润处理, 保证粘结的良好, 采用的砌筑方法通常为坐浆法, 采取分层砌筑的方式, 砌筑的顺序为角石-面石-腹石。其中, 角石的作用是确定渠道开始位置, 要选用较为方正的石料, 在试放与修凿后, 在进行铺灰安砌;面石厚度与角石相近, 要保持外露面的平整, 在砌筑时, 也需要先进行试放与修凿, 再行砂浆铺灰, 安放面石后要挤紧灰浆;腹石通常选用体积较小的石块, 采取分层填筑的方式, 在填筑前要先行座浆的铺设, 第一层腹石应当大面朝下, 石料间缝隙应用灰浆填满1/3-1/2后, 再采用适当的石片, 用锤敲击挤入灰缝当中。

3 结束语

综上所述, 水利渠道对农业生产有着重要作用, 我省小型灌区众多, 为保持农业的健康发展, 必须加强对型灌区农田水利渠道设计的重视。在小型灌区农田水利渠道中, 要根据相应设计原则, 提高设计水平, 并做好施工各个环节的控制, 保证施工质量, 从而有效提高农田水利渠道设计和施工整体效果, 提升渠道的综合效益。

参考文献

[1]左令中.小型灌区农田水利渠道设计与施工分析[J].农技服务, 2014, 7:139.

[2]杨.探析小型农田水利渠道的设计与施工问题[J].低碳世界, 2014, 17:120-121.

浅议怀集县小型农田水利灌区改造 篇5

关键词：农田水利,灌区改造

1 前言。

怀集县位于广东省西北部, 地处北江干流绥江上游, 是广东省农业水利大县, 全县共有土地面积3573km2, 耕地40.7万亩, 其中水田面积34.1万亩, 旱地面积6.6万亩。据统计, 全县现有中小型水库141座, 总库容33819万立方米, 灌溉库容16319万立方米, 其中中型水库6座, 总库容23928万立方米, 灌溉库容8682万立方米;小 (一) 型水库14座, 总库容3828万立方米, 灌溉库容2849万立方米;小 (二) 型水库121座, 总库容2772万立方米, 灌溉库容2503万立方米。

怀集县小型灌区渠网建设比较完整、发达, 也具有群众自发性冬修水利的优良传统, 但自取消农业税后, 灌区管理单位运营艰难, 群众冬修水利主动性缺失, 灌区渠网破坏、淤积严重, 极大地制约了农业生产和发展。小型灌区渠网改造已成为怀集县水利建设的重中之重。

2 小灌区现状。

怀集县小型灌区多建于上世纪50~60年代, 受当时的经济和技术条件的限制, 工程建设标准低, 施工质量差, 配套不完善, 此为"先天不足"。管护跟不上, 工程老损严重, 此为"后天失调", 致使工程效益和灌溉面积逐年衰减。

2.1 设计标准低、质量差。

由于各灌区始建时正处在国家困难时期, 渠道均由当地人民群众自筹建设, 渠道开挖断面"三度"达不到要求, 回填土压实质量差导致回填土防渗达不到要求, 有很多渠段欠挖欠填或超挖。填筑渠堤普遍单薄, 下边坡较陡, 导致下渠基经常滑坡出险溃渠。

2.2 管理不力, 维护不够。

农村居民区内渠道垃圾乱倒, 渠内杂草丛生, 淤积严重, 部分渠段内外坡均较陡, 时有垮塌现象发生, 隧洞浆砌石衬砌结构多处塌落, 渡槽槽身接头、节制闸、分水闸闸门止水大多老化损坏, 闸门锈蚀严重, 启闭设施简陋、落后。

2.3 渠道滑坡。

部分渠段, 由于地势陡峻, 坡顶垂高超10m, 在暴雨袭击下, 滑坡时有发生, 已经造成这部分渠道淤积, 如果继续发展, 不采取相应的工程措施, 甚至堵塞渠道, 产生严重的后果。

2.4 建筑物老损严重

灌区渠系建筑物建成运行至今, 没有进行过系统的维修, 部分建筑物已严重老化损坏, 部份渠系建筑物支架已露筋、抹面剥落严重, 工程存在的安全隐患较大, 直接影响运行安全。

2.5 水资源严重浪费。

由于渠道渗漏、毁损老化, 建筑物跑水和管理原因, 致使水资源浪费严重。在灌区, 半挖半填和填方渠道占的比例较大, 受填筑质量和土料影响, 渠道普遍存在散浸, 有的还存在明漏现象。部份渠道淤塞, 输水不畅, 造成上游出现漫堤跑水, 下游用水得不到满足, 或者是根本得不到供水。渡槽接头、泄洪闸、分水涵闸止水大多数已老化或损坏, 漏水现象较普遍。同时由于建筑物配套不全, 随意扒口, 串灌漫灌现象普遍, 供水损失大, 管理困难。

3 灌区改造

3.1 水文、地质情况

怀集县属亚热带湿润季风气候, 雨量充沛, 多年平均降雨量1820mm, 多年平均径流量40.51亿m3, 水资源蕴藏量丰富。怀集县水资源主要依靠降雨补给, 受季节性影响很大, 且水资源在时空分布也极不均匀。农田用水主要依靠水库、塘坝、闸坝工程措施拦蓄雨水灌溉, 拦蓄总供水量3.91亿m3, 总有效灌溉面积达32.71万亩, 年供水量3.69亿m3。流域地面径流大部分由降雨形成, 年内分配不均, 与降雨同步, 汛期 (4-9月) 径流量约占全年的77%以上, 枯水年枯水期基流较小。怀集县区内以构造侵蚀地貌为主, 属华南亚热带中低山区。区内主要是寒武系地层, 第四系地层以残坡积物和崩积、冲洪积物为主, 分布于河床及两岸山坡, 厚度一般在20米以内。区内位于加里东早期的寒武系八村群中下亚群地层, 上面不整合盖有寒武系地层;主要岩性为中粗粒花岗岩等。在大地构造上属华南准地台桂粤隆起区。燕山运动是本区最为强烈的造山运动, 喜山期本区仅见有轻微的隆起和断裂运动。区内构造形迹以断裂构造为主, 出露地层为第四纪冲积土和第四纪残积土。

3.2 灌区布局规划。

灌区改造仍以旧渠网渠系为基础, 对部份弯曲变形渠道进行拉顺取直, 局部灌渠可新建或撤销, 尽量少占农田, 减少因地纠纷, 因地制宜, 控制坡降及搞好农毛渠取水口设计, 合理布置灌渠、排渠、排灌结合渠。水源工程、渠系建筑物、机耕路等工程是灌区改造不可缺少的一部份, 应根据实际地形状况及需要进行改造, 必须时, 可考虑新建水源蓄水工程、渠系建筑物或修建、扩宽机耕路等。

3.3 灌区渠网改造

3.3.1 水力计算及断面设计

3.3.1. 1 渠道引水流量的确定。

渠道引水流量是灌区农田灌溉净流量和渠道损失流量的总和。它与灌区水源水量大小、灌区作物种类、种植面积、农田土质、灌水定额、灌区气候、渠道长短等因素有关。渠道引水量的计算应根据作物的灌溉制度及所控制的灌溉面积, 按照同一时期不同作物同时用水量最多的情况计算, 其计算公式如下:

渠系有效利用系数, 是考虑渠道的渗漏和蒸发损失等因数的一个系数, 一般干渠可采用0.5~0.7;支渠采用0.6~0.8;渠道衬砌时可提高到0.8~0.9。

3.3.1. 2 渠道水位高程的确定。

渠道的水位高程, 是根据灌区内地面参考点的高程和各级渠道的沿渠水头损失确定的。沿渠水头损失包括渠道比降损失和通过渠道建筑物的水头损失。

3.3.1. 3 渠道横断面设计。

渠道引水量确定后, 即可进行渠道断面设计。渠道断面采用的尺寸在流量一定时, 它与流速、比降等因素有关。

(1) 渠道比降及渠道流速

渠道比降取决于渠道土质、水流泥沙含量和灌区地面的坡度。渠道比降大, 则流速大, 通过一定流量所需的断面小, 节省土石方量, 水头跌落快, 渠系控制的灌溉面积减少, 容易冲刷渠床;如渠道比降过缓, 流速过小, 又会使渠道淤积, 渠道输水能力降低。因此渠道比降过大或过小都是不适宜的。为避免深挖高填, 选择渠道比降时, 最好能使渠道与渠线所经过的地面坡度大致相适应。当渠线经过的个别地段, 地面坡度较陡, 渠道比降不能适应时, 可采用跌水、陡坡等联接建筑物调整渠道比降, 使渠线的绝大部分能适应地形, 减少挖填工程量。一般渠道采用的比降范围如下:干支渠:1/500~1/2500;斗渠:1/200~1/1500;农毛渠:按地形和流量确定。渠道流速应小于渠道的最大允许不冲流速和大于允许不淤流速, 以保证渠床稳定。最小允许流速 (即不淤流速) , 可根据渠道水流中泥沙的性质按下式计算:Vk=C。V为最小不淤流速 (米/秒) ;R为水力半径;C为根据渠道泥沙性质而决定的系数。 (2) 渠道断面设计。根据灌区田间渠道现状, 参考当地农村居民实际意见, 为了尽量减少地表占地, 灌区渠道除干渠和比较大的支渠外, 其余渠道断面均可采用矩形断面设计, 矩形断面设计亦符合所推荐的渠道结构设计方案。 (3) 渠道超高。为保证行水安全, 渠堤顶应高出渠道最高水位一个高度△H, 即渠道的超高。它与渠道级别、流量有关。渠顶超高确定。据 (GB50288-99) , 渠顶超高值按下列计算式确定:

式中:Fb:渠道岸顶超高值。

hb:渠道断面通过加大流量时水深。

据 (GB50288-99) , 本工程各渠段加大流量的加大百分值按20%计取。

(4) 渠堤顶宽。渠堤顶宽应按照渠岸高度及流量大小而定。如渠堤与道路结合, 道路一侧的堤顶宽, 应按交通要求修筑。汽车路面宽度可采用5米;田间干道可采用1.5~2.0米。

(5) 渠道断面水力计算。通过渠道断面的流量可用明渠均匀流公式计算:

式中:

Q─通过渠道的流量 (立方米/秒) ;

ω─过水断面面积 (平方米) 。

对矩形断面ω=bh。R为水力半径, R=ω∕x为湿周, 即过水断面内水流与渠床接触线的长度。矩形断面x=b+2h;

3.3.1. 4 渠道纵断面设计

渠道纵断面设计, 一般是与横断面设计同时进行。它包括:沿渠地面高程线、渠道正常水位线、渠道最低水位线、渠底高程线以及渠道堤顶高程线、分水口位置以及渠道建筑物设置等的内容。渠道的纵断面设计图, 首先是根据渠道的平面布置图, 按不同里程相应的地面高程, 在纵断面图上绘出地面高程线。然后参照水源或上一级渠道水位高程、沿渠底面坡降、各分水点所要求的水位高程, 根据一定的比降 (指渠底比降, 与水力计算中所采用的水力比降i相同) , 绘出正常水位线。有了正常水位线, 便可根据渠道的正常水位线, 绘出渠底高程线, 接着按最小水深、加大水深和渠道超高, 平行于渠底线向上绘出最低水位线、加大水位线和堤顶高程线。在满足下一级渠道分水点所要求的水位高程前提下, 在上一级渠道的地面坡度很陡或有突变之处, 可以结合综合利用的需要, 具体选择跌水和陡坡, 并确定其高差及位置。上一级渠道向旁侧分出水量时, 除应保证在正常流量下顺利向下级配水外, 还必须保证在最小流量时, 也能满足下级渠道引水的要求, 这样往往就需要修建节制闸。渠水通过沿渠的节制闸及其他渠道建筑物 (如渡槽、倒虹管、涵洞等) 的水头损失, 必须加以估算, 并表达在纵断面图上。

3.3.2 结构设计。

渠道防渗要求防渗效果好, 寿命长, 施工简单, 防渗衬护的方法很多, 如现浇砼、浆砌块石、浆砌实心砖、塑性水泥土及土工膜加砼保护层等。从项目区土壤构造出发, 结合近几年渠道防渗与施工的实践, 考虑到工程材料的来源等条件, 现选取现浇砼、浆砌条砖和浆砌块石衬护作为比较方案。

3.3.2. 1 浆砌石衬砌。

块石体积、厚度较大, 衬砌厚度按0.4m设计, 比较于其他方式, 则石料外运量较大, 而且渠道沿线交通运输并不方便, 大部分渠段只能用小型机具进行二次运输才能到达现场, 材料运输成本高。另一方面, 从工程实践经验看, 浆砌石防渗效果亦不如混凝土及防渗砂浆抹面等防渗效果好。经分析, 浆砌石衬砌构造每平方米造价为115元/m2, 造价较高。

3.3.2. 2 浆砌实心砖。

衬砌厚度按0.18~0.24m设计, 砂石外运量少于浆砌石衬砌, 底板仍采用现浇砼形式, 两边侧墙采用浆砌实心砖加砂浆抹面形式, 防渗效果理想, 同时施工速度快、施工质量容易控制、外观质量好。经分析, 每平方米造价约100元/m2。

3.3.2. 3 砼衬砌。

采用现浇形式, 衬砌厚度按0.1~0.12m设计 (无筋) , 砂石外运量少于浆砌石衬砌, 同时防渗效果理想, 在运行管理和维护成本低、耐久性高, 但由于砼厚度较薄, 振捣困难, 砼施工质量较难控制;渠线较长, 模板立模成型难以划一, 外观质量较难控制, 受田间交通、电力条件限制, 砼拌制、运输困难。经分析, 砼衬砌每平方米造价为110元/m2。

通过比较上述三种常用渠道衬砌方式及综合多年相类似工程经验可见, 渠道结构的设计采用浆砌实心砖方案比另两种方案更为优越, 故推荐使用浆砌实心砖加砂浆抹面方案。

结束语。通过小灌区渠网改造, 能有效地提高灌区的灌排保证率, 大大降低旱涝灾害的发生频率和降低其成灾程度, 极大地改善了农业生产基础和农业生态环境条件, 起到经济效益, 社会效益, 环境效益相统一的多重效果, 主要体现在:1) 减少了水资源浪费, 让水资源得到充分利用, 实现了节水目标。2) 减少了农民耕种的风险, 实现了农民增产增收, 提高了农民的实际经济收入。3) 通过灌区改造, 对实现农村现代化和农业现代化起到十分重要的推进作用。4) 改善了农业生产和自然生态环境条件, 防止水土流失, 有利于生态环境保护。5) 减少了农村用水纠纷, 构筑了和谐的社会环境, 促进了农村精神文明建设和农民文化素质的提高, 促进农村稳定繁荣, 有力地推进了社会主义新农村建设

参考文献

[1]《灌溉与排水工程设计规范》 (GB50288-99)

[2]《节水灌溉工程技术规范》 (GB/T50363-2006)

小型灌区 篇6

尊村引黄灌区是1976年经水电部 (76) 水电规字第50号文批准兴建的, 工程规模为九级三十一站, 总扬程165.44 m, 总装机6.14万k W, 设计提水流量46.5 m3/s, 灌溉面积166万亩。

尊村引黄已建成九级二十二站, 总装机5.57万k W。灌区总干渠 (一至九级站) 1条, 长113.554 km;分干渠5条 (条山分干、东下分干、四十里岗分干、夏县分干、峨嵋分干) , 总长136.753 km;支渠134条, 总长776.589 km。到目前为止, 除峨嵋分干未实施外, 已修建总干和分干渠209.57 km, 支渠86条, 长587.124 km。

根据工程灌溉的需求, 本次小型水利工程配套5条斗渠, 总长7.88 km, 建筑物113座, 分布在韩家庄北分支、廉家庄支及二干六支3条支渠上。其中, 韩家庄北分支渠配套斗渠1条, 长3.55 km, 渠系建筑物39座;二干六支渠配套斗渠1条, 长1.98 km, 渠系建筑物36座;廉家庄支配套斗渠3条, 总长2.35 km, 渠系建筑物48座。

2 工程建设的必要性

尊村灌区控制面积较大, 自1991年节水改造以来, 有限的资金基本上全部用在泵站、分干渠和支渠改造配套方面, 田间工程配套建设严重滞后, 大多数斗渠还是没有防渗的土渠, 末端渠系水利用系数非常小。为了有效计量, 尊村引黄灌溉管理局在每条斗渠的起点都建有量水设施。但斗渠在没有防渗的情况下, 渗漏损失较大, 直接影响了群众的用水积极性。

一干韩家庄站及北分支改造是2007年节水改造项目, 设计灌溉面积1.94万亩, 提水流量0.67 m3/s, 灌溉范围包括永济市栲栳镇及蒲洲镇的7个行政村。由于末级渠道建设滞后, 使完成的骨干工程效益难以发挥。

二干廉家庄支渠改造是2010年节水改造项目, 设计灌溉面积1.1万亩, 提水流量0.378 m3/s, 灌溉范围包括永济市卿头镇4个行政村, 存在斗渠不配套, 骨干工程效益难以发挥的问题。

二干六支改造是2006年节水改造项目, 设计灌溉面积1.23万亩, 提水流量0.42 m3/s, 灌溉范围包括永济市卿头镇4个行政村, 同样存在斗渠不配套, 骨干工程效益难以发挥的问题。

3 工程设计方案

本次设计结合灌区灌溉运行实际, 以扩大实灌面积为主。确定工程建设内容为:韩家庄北分支渠配套斗渠1条 (9斗) , 总长3.55 km, 渠系建筑物39座;二干六支渠配套斗渠1条 (6斗) , 总长1.98 km, 渠系建筑物36座;廉家庄支配套斗渠3条 (11, 12, 13斗) , 总长2.35 km, 渠系建筑物48座。

3.1 渠道工程布置原则

渠道布设的原则:1) 结合当地实际情况, 因地制宜, 合理布置渠道走向、长度和断面尺寸, 尽可能使线路短、占地少、控制面积大, 各斗渠均应选择在各自控制范围内地势较高地带, 支渠对各斗渠实行分组轮灌;2) 渠线避免深挖、高填和穿越村庄;3) 渠道的转弯半径不应小于水面宽度的2.5倍;4) 照顾行政区划, 每个村庄均应有独立的配水口;5) 做好渠、林、路的统一规划, 使田块形状较有规则, 减少交叉建筑物便于配水和灌水, 提高灌水工作效率。

本次配套斗渠长0.5 km~3.5 km, 间距根据机耕要求和农渠的长度相适应来确定, 为0.3 km~0.5 km, 控制面积370亩~2 600亩。

3.2 典型工程设计

本次斗渠配套范围涉及3条支渠, 故选择渠系配套较为集中廉家庄支渠的斗渠作为典型工程进行计算。

3.2.1 轮灌组的划分

廉家庄支配套有1斗~17斗, 根据《灌溉与排水工程设计规范》结合灌区内的地形条件, 行政区划, 并参照续渠道上节制闸位置划分轮灌组, 划分结果见表1。

3.2.2 流量分配

廉家庄支支渠设计流量0.378 m3/s, 根据本次规划斗渠和已建斗渠的控制面积对支渠流量进行分配, 各斗渠控制面积和设计流量见表1。

3.3 渠道纵横断面设计

3.3.1 渠道纵断面设计

按照灌区渠系规划布置原则, 渠道布设在各自控制范围内较高地段, 以增加灌溉面积, 各斗渠从支渠上直接取水, 为最大限度控制灌溉面积, 根据《灌溉与排水工程设计规范》第6.1.14条的规定, 末级渠道放水口的水位高出平整后田面进水端不少于10 cm, 斗渠布设以填方为主, 渠道设计纵坡根据实际地形确定。

3.3.2 渠道横断面设计

渠道防渗断面采用U型渠, 其优点主要有:1) 水力条件好, 挟沙能力强, 适于输含沙水流;2) 渠口窄, 不会增加占地;3) 整体性强;4) 便于滑模和U型机械施工, 施工速度快。U型渠道的断面尺寸严格按照山西省水利厅发布的《山西省小型U型渠道防渗工程标准图集》进行。

渠道输水能力根据明渠均匀流公式计算:

其中, Q为流量, m3/s;ω为过水断面的面积, m2;C为谢才系数, C=R1/6;R为水力半径, , X为湿周;i为渠道纵坡。

各斗渠断面及水力要素见表2。

3.4 渠系建筑物设计

渠系建筑物的布置原则:1) 满足渠道输水、分水、量水和防洪的要求;2) 建筑物的数量在保证安全运行、便于管理的前提下, 力求数量少、工程量省;3) 流态稳定, 水头损失小, 能控制较大的灌溉面积;4) 应做到灌区交通顺畅, 便利群众生产。本次设计渠道配套各斗渠所经地段, 地形坡度起伏不大, 按照灌区规划原则, 考虑灌区交通、机耕、配水管理等要求相应地布设了农口、机耕桥、量水槽等渠系建筑物113座。

建筑物的分布情况统计见表3。

3.4.1 量水槽

为了方便管理, 准确测量进入每条斗渠流量, 在每条斗渠起始段都设置1座无喉道式量水槽。这是在巴歇尔量水槽基础上改进的一种新型量水设施, 具有结构简单、省工省料、不易淤积和观测精度高等优点。槽体采用现浇C20混凝土结构, 根据渠道过水能力, 选择适宜的量水槽尺寸 (喉宽和槽长) 。另外, 根据渠道壅水要求和水槽为自由出流, 相应确定槽底高程。水槽进口段以3∶1收缩, 出口段以6∶1扩散, 在距进口和出口为槽长1/9处设立上、下游观测水尺, 用以计量。

3.4.2 机耕桥

根据渠道与田间机耕路交叉和农业机械进地的通行要求, 需在渠道上布置机耕桥。本次设计的5条斗渠上共需设置44座机耕桥, 考虑到道路车辆运载的实际情况, 桥梁荷载按“汽—10”设计, “履带—50”校核。为了不改变渠道水流条件, 渠道在桥下仍保持原“U”形断面。桥面净宽3.5 m, 桥板采用预制C20钢筋混凝土结构, 根据渠道规格, D50渠道的桥板长度为1.3 m, 板厚14 cm。铺装层为现浇C25细石混凝土厚6 cm。路缘石采用M7.5水泥砂浆砌砖结构, 宽0.25 m, 高0.3 m。轻型桥台支承为M7.5水泥砂浆砌块石结构, 顶宽0.5 m, 高1.2 m~2.4 m, 底宽0.8 m, 上部设现浇C20钢筋混凝土台帽, 桥台基础采用0.3 m厚3∶7灰土垫层。经计算, 桥台地基承载力要求不小于120 k Pa。

3.4.3 农口

根据各斗渠控制的灌溉面积和地形条件, 结合渠道交叉建筑物和村级行政区划等因素设置农口。经实地勘察规划, 本次设计的5条斗渠上共需布置农口64座, 农口间距50 m~150 m。各农口与斗渠成90°分水角, 为方便施工, 农口在保持U形渠道断面不变的情况下, 在进口处预留20 cm的矩形分水口, 底部高程与斗渠底齐平。农口采用现浇C20混凝土结构, 厚度10 cm, 进口处设一闸槽, 侧槽底槽尺寸均为3 cm×5 cm (宽×深) , 考虑防盗要求, 闸板采用铁片结构。农口后接的毛渠全部为土渠, 为了满足农口的渠基防冲要求, 农口末端设40 cm×40 cm的消力池, 池深10 cm。

4 主要评价结论及建议

该工程建成后, 较好地解决了当地农业灌溉用水不足的问题, 为该地农业抗旱减灾提供有力保障, 对促进国民经济快速发展, 提高农民的收入有着重要的意义。因此, 建议尽快实施。

摘要：阐述了尊村灌区2012年小型农水工程渠道的布置原则, 并对典型工程的设计、渠道纵横断面及渠系建筑物的设计方案进行了介绍, 论述了该工程建设的必要性, 同时提出了优化建议, 为该地农业抗旱减灾提供了依据。

小型灌区 篇7

新一轮灌区加固工作已全面铺开, 对灌区里的硬件配套设施进行了全面的升级改造。可是, 沿用多年的管理技术和基础管理设施明显不能满足完建后的灌区管理要求, 采用新能源、新技术提升灌区基础设施和管理水平形成了新的趋势, 特别是近年灌区使用功能不断拓宽, 渠道除了保证原有灌溉需求外, 还不同程度地与供水相结合, 这样对水质的要求提高, 对渠道过流的要求也随之提高, 采用高新技术提升灌区的基础设施水平已经到了迫在眉睫的阶段。

针对灌区交接断面管理的关键技术问题, 选取了樟木山交接断面渠道清污作为改造示范点。樟木山交接断面是广东省茂名市共青河灌区的干渠交接断面, 肩负着理顺水权纠纷、检验节水措施效果和保证供水质量的重要使命。随着城市化进程的不断加快, 原深居乡村僻野的中小型灌区渠道, 现在有部分都穿越了城乡结合的工业区、生活区, 导致灌区水环境与人类的生活紧密相连。但近年沿线村民生活垃圾随意倾倒, 使渠道淤积加剧, 水环境污染严重, 整个水体都受到了前所未有的威胁, 缺乏有效的收集手段等系列难题困扰着灌区管理决策者。灌区交接断面管理技术研究课题组从以高新技术为平台, 专题研究了浮桥式拦污、清污平台项目, 使其能够作为有效的管理技术, 应用于灌区交接断面上, 解决了交接断面管理技术的关键问题, 为保障农村生态环境, 实现人与自然和人与水的和谐, 为农村经济社会的可持续发展提供技术支持。

2设计思路

(1) 总体布置。

布置时, 既要考虑清污平台上设置的拦污栅能够有效的拦截渠道漂浮物, 又要兼顾减小清污平台的阻水, 故结构纵轴线与所处渠道水流成一定角度, 一般30°～45°为宜。由于该渠道为灌区的干渠, 为了最大限度的较少阻水, 确保干渠过水流量和浮桥的安全, 选定纵轴线与水流方向得夹角为45°。浮桥式清污平台结构由工作平台及拦污结构两大部分组成。工作平台由镀锌角钢组合经过防腐干燥处理的实木条而成, 宽度1.5 m, 满足一台手拉车平稳通行。整座浮桥是由不饱和聚酯树脂外表涂刷强力炭黑防腐涂料, 内部充满整块EPS泡沫制成的浮箱承重, 箱体尺寸1 200 mm×800 mm×550 mm。拦污栅根据渠道水深变化情况确定单块尺寸, 分两节挂于平台纵向桁架上。平台顶部水流上、下游设栏杆, 高度1 m, 以保证清污人员的安全。平台通过钢丝绳一端固定于平台结构上, 一端用锚定板固定于渠岸。浮桥式垃圾清污平台示意图见图1。

(2) 拦污栅。

拦污栅栅体结构由∠40°角钢作为横担, Φ22圆钢作为栅条, 经焊接构成栅块。设计高水位至正常高水位范围为第一块栅体的高度, 正常高水位至最低水位范围为第二块栅体的高度, 两块栅体通过套筒连接, 当水位降低时, 底部栅体自动调节拦挡范围。伸缩式镀锌拦污栅既有效的拦截渠道的漂浮物, 又使结构避免了枯水期触底支起造成的变形破坏。伸缩式镀锌拦污栅立面图见图2。

(3) 与渠岸的连接。

浮桥式拦污、清污平台专为中小型渠道设置, 从保证渠系建筑物安全出发, 区别于浮桥, 为单独连接一方渠岸的建筑物, 由与拦污、清污平台铰接的一字板式结构与渠岸简支, 随着水位变动, 一字板在渠岸设置的坡面上滑动, 保证清污平台与渠岸的连接。

(4) 运行机理。

浮桥式清污平台在渠道的管理交接断面安装后, 外观上看是栈桥, 当渠道水位变化时, 平台的吃水深度保持一个相对稳定的值, 清理人员可以自如地在平台上清理每天由栅体拦截的水面漂浮物。当渠道水位降低时, 拦污栅底部根据水深调节拦污高度, 以保证平台的平衡。

3设计计算

3.1浮力计算

(1) 设计条件。

浮箱采用不饱和聚酯树脂外表涂刷强力炭黑防腐涂料, 内部充满整块EPS泡沫制成的浮箱承重, 箱体尺寸1 200 mm×800 mm×550 mm。自重组合标准值:拦污栅128 N/m, 桥面结构672 N/m2, 配重块共3.2 kN。全桥由12组浮箱组成, 浮箱自重450 N/m2, 承重20 kN/m2。

(2) 设计计算。

①平台静荷载计算:

拦污栅为128×25×10=32 000 N;桥面结构为672×25×1.5=25 200 N;配重块为320×10=32 000 N;浮箱为450×25×1.5=16 875 N;合计为106.08 kN。

②平台承载力计算:

式中:A为箱体上表面积;Fs为单位面积的承重, 取20 kN/m2。

算得浮箱总承重为750 kN。

通过计算可知, 浮桥不但能承受自重, 还允许一次不多于25人上桥。

3.2锚定系统验算

根据历史记录, 共青河极限流速为3.22 m/s.以最不利状况即假设浮箱100%浸没悬浮在水中时的状态来计算浮桥的锚定系统各部件的稳定参数。

(1) 箱体水流阻力F阻为:

式中:f为箱体摩擦系数, 取0.17;S为箱体水下面积, m2;v为水的流速, 取3.22 m2/s;ω为箱体阻水系数, 取5;Ad为箱体水下部分垂直于水流方向的投影面积;γ为水的密度, 取1.02 kg/m3。

算得箱体水流阻力F阻为29.89 kN。

(2) 锚定计算。钢筋混凝土锚为:

式中:W为每个锚碇重量, t;n为主锚碇个数, 4个;K4为钢筋混凝土锚效率, 根据河床覆盖层地质情况取0.3～0.5, 取0.3。

算得每个钢筋混凝土锚 (含埋土) 重量不少于2.5 t。

(3) 缆绳计算。缆绳选择为:

式中:[K]为缆绳破断安全系数, 取5;[T]为单个锚碇的钢丝绳破断拉力, kN;P为单个锚碇的水平拉力, kN。

根据算得[T]最大为98.32 kN, 查找钢丝绳性能的材料手册选定规格为6×19 s的钢丝绳。

综上所述, 浮箱对水流产生的阻力为29.28 kN, 由4股钢丝绳共同承担, 平均每个锚块的重量不少于2.5 t, 每股钢丝绳承受的拉力为79.26 kN。最大一根为①号钢丝绳, 其受到的拉力为98.32 kN。考虑施工及其他不均衡因素的影响, 选用6×19 s钢丝绳作为拉索。布置示意图见图3。

4施工要点

(1) 浮箱由厂家加工在运送到施工河岸前必须进行水密性检验, 杜绝因箱体不密封而出现渗漏水问题, 用作锚固拉索的钢丝绳使用前应进行必要的检验检测合格后才能用于工程施工, 确保浮桥使用期间的安全可靠。

(2) 在岸边将浮箱拼装成标准节段。

(3) 浮箱标准节段下水前必须先把锚块埋设好, 确保平台下水后可以马上定位。

(4) 利用吊车把标准节段吊往渠道交接断面并用拉索作好临时固定和挂上牵引索。

(5) 浮桥标准段下水时必须与水流方向平行, 下水后必须靠岸固定好, 待下一个标准段下水就位后马上进行水上拼合。

(6) 浮桥就位后先松开绑扎铁丝使拦污栅自然伸展, 再调节配重块的位置使浮桥平稳。

(7) 完善桥头联结和桥面通行系统。

5使用和维护

(1) 地锚和钢丝绳索是该类型浮桥赖以存在的生命线, 作好位移观测记录, 并有专人负责检查防止人为的蓄意破坏行为和事件的发生。

(2) 由于水流受到浮箱阻挡产生了向下的拉力, 浮箱实际迎水面比理论计算大, 相应的使得钢丝绳的牵引力也增大了, 因此在清污作业时宜将斗车置于非迎水面一侧, 并且在漂浮物积聚到一定量时, 必须及时清理, 从而减轻钢丝绳受到的牵引力, 提高浮桥的安全性能。

(3) 为避免浮桥由于受到水流的反复作用而产生局部构件松脱和破坏, 应对浮桥进行定期的检查, 及时采取加固措施, 消除安全隐患。

6结语

经过2年多的使用, 浮桥式清污平台运行良好, 箱体并未发现漏水现象。对工程地处台风多发地区, 地锚和钢丝绳索应适当提高一个级别, 以避免遭遇特殊恶劣天气造成的破坏。浮桥式拦污、清污平台的设置与周边的环境协调, 布置合理, 施工快速、简便, 同时最大限度地降低了生活区对灌区渠道水资源环境的污染。对完善灌区的管理, 提高供水质量提供了一个新的方式。该设计具有良好的应用前景, 适宜在全国的已建中小型灌区交接断面及渠道的管理运用中推广。

参考文献

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[5]刘鸿文.材料力学[M].北京:高等教育出版社, 1993.

小型灌区 篇8

1 水毁原因分析。

1.1构造物自身结构特点以及施工方法决定了溢流堆石坝的易毁性。溢流堆石坝大多是在天然软基上采用传统的简易堆石方法砌筑而成, 坝体石料依靠自重和相互间的摩擦力咬合在一起, 它的结构稳定和抗冲能力取决于坝体石料自重以及砌筑时的密实度, 但在人力搬运、人工砌筑等施工条件的限制下, 坝体石料个体体积和自重不可能太大, 这种松散的结构形式, 在水流特别是洪水的冲击下, 很容易发生变形或冲毁。1.2这些简易堆石坝所在流域大多没有控制性蓄水工程, 降雨汇流时间短、流量大, 加上河流比降大, 滩地植被脆弱, 表层抗冲能力低, 极易造成冲刷, 使堆石坝遭到破坏。1.3在主河槽上修建拦河坝, 改变了河道的自然形状和水流条件, 缩窄了河道行洪断面阻塞了主河槽, 在坝体上游河水极易出槽, 冲刷坝头和滩地;出槽河水在坝下回归主槽, 造成下游两岸土体冲刷;过坝水体上下游水位落差较大, 高速水流冲刷坝体, 造成筑坝石料松动位移并推向下游, 从而造成水毁。1.4小型灌区渠首简易溢流堆石坝大都属于群众性工程, 限于建设资金和技术力量不足等原因, 在建设时, 坝体下游坡比普遍偏大, 两岸护坡长度不足或根本没有, 满足不了坝体面流消能以及防止坝下两岸归槽水流冲刷要求。

2 防治对策的探讨。