高标准农田建设项目：灌溉工程设计

1渠道工程设计

（1）设计灌水率

根据拟定的作物生育期的灌水定额、每次灌水的延续时间（按22h考虑）及作物种植面积，按如下公式计算灌水率：

经计算：＝（1×200）÷（7.92×10）＝2.526[m3/（s.万亩)]

＝（1×80）÷（7.92×5）＝2.020[m3/（s.万亩)]

（注：q1冼盐压碱时所需灌水率；q2为一般灌溉时所需灌水率。）

取洗盐压碱时灌水率2.526m3/（s.万亩)做为设计灌水率。

（2）渠道工作制度确定

渠道工作制度设计体现分散管理特点。本次设计涉及支、斗、农三级渠道，设计支渠均采用续灌方式，斗渠、农渠采用轮灌方式。

（3）灌溉渠道防渗结构选择

渠道防渗多采用混凝土防渗衬砌，混凝土防渗主要有以下四大优点：

① 防渗的效果非常好，一般都能减少渗漏损失的90～95％，而且经混凝土衬砌之后，渠道水的利用系数能达到0．97以上；

②耐久性比较好。在正常的情况下，运用防冻技术的混凝土衬砌渠道可使用20年以上；

③糙率较小。n值在0．012- 0.017之问，因而能够减少沿程的水头损失，同时，允许流速大，一般能达到3．5～6．Om／s。在坡降较陡的情况下，能够节省连接建筑物，从而缩小渠道断面，减少土方工程量与工程占地，实现节省投资的效果；

④ 强度较高，耐久性强，便于进行管理。混凝土衬砌的强度很高，能有力地防止动物、植物的穿透或其它外力的破坏，能够节省相当的管理费用。

经分析，本项目采用以下三种渠道防渗结构：

支渠——预制安装混凝土U型防渗渠。

斗渠——预制安装混凝土U型防渗渠。

农渠——土渠。

（4）渠道流量计算

本次设计充分贯彻分散管理原则，灌溉中每个分水闸控制1条支渠，以每台分水闸的支渠作为一个灌溉单元。

本项目选用的渠道为U型渠预制渠道，尺寸为厂家定型设计，因此本次设计仅对控制面积较大的支渠1进行计算，支渠1控制面积为895亩。

与厂家提供型号对比，选取UD90规格渠道，比降为1:4000，该渠道U型渠最大流量为0.386 m3/s，该渠道可满足本项目需要。

（4）渠道选取流量

1）支渠

支渠选取流量为0. 229m3/s。

2）斗渠

斗渠较多，计算设计流量0.07m3/s。为施工方便，根据厂家需要选取相应规格的UD60规格预制U型渠。

3）农渠

农渠在灌溉分组时可以较为灵活，为使项目区渠道整齐划一，本次按统一标准设计，选取流量统一为0.01m3/s。

2渠道横断面设计

（1）设计说明

支渠也为地上渠，采用U型渠，类型为装配式混凝土渠道，渠道由厂家组指导安装。

斗渠农渠流量较小，根据每种类型渠道的特点，结合当地施工要求，设计采用Ｕ型断面。Ｕ型断面接近水利最优断面，具有较大的输水输沙能力，占地较少，省工省料，而且由于整体性好，抵抗基土冻胀的能力较强。

（2）渠横断面设计

支渠比降为1:4000，斗渠比降取1:3000，农渠比降取1:1000，预制U型渠糙率均取0.015，土渠用糙率均取0.025。《明渠均匀流流量及水深计算》（甘肃省水利水电勘测设计院，2006）软件反复试算，结果详见表8-19。

支斗渠采用预制U型渠（支渠选取UD90规格渠道，斗渠选取UD60规格渠道），农渠为方便施工及农户进地耕作设计为土渠。

3渠道纵断面设计

纵断面设计时根据灌溉水位要求确定渠道的空间位置，先确定不同桩号处的设计水位高程，再根据设计水位确定渠底高程、渠顶高程等。

（1）渠道水位推算

为满足自流灌溉的要求，各级渠道入口处都应具有足够的水位，此水位是根据灌溉面积控制点的高程加上各种水头损失，自下而上逐级推算出来的，推算公式如下：

2）支渠水位推算

支渠设计为地上渠，渠首水位取决于连接处干渠水位。为避免支渠工程量过大，支渠比降取1: 4000。

3）斗渠水位推算

斗渠水位按农渠水位要求推算，满足所控制的各田块水位高程要求。斗渠比降典型按1:3000确定。

4）农渠水位

农渠水位按高于田面0.20m确定，斗、农渠水位高差取0.05m，比降典型按1:1000确定。

（2）绘制渠道纵断面图

根据相关推算出的数据绘制渠道纵断面图，纵断面图包括沿渠地面高程线、渠道设计水位线、渠底高程线、渠顶高程线、分水口位置、渠系建筑物位置等。

本次支、斗渠绘制全部纵断面图，农渠绘制典型纵断面图。

4渠系建筑物工程设计

（1）干渠渠系建筑物工程设计

1）分水闸

该引水闸设计为单孔采用直升式平板闸门，C30钢筋砼结构，QL-6.0T手摇启闭机。交通桥净宽5.00m。

2）过渠桥梁

桥梁采用板桥，双孔，总净跨12.00m，与干渠宽相同以避免桥梁阻水；板桥结构设计为M10浆砌块石桥墩，现浇Ｃ30钢筋砼桥面板。

（2）支渠斗渠系建筑物工程设计

1）倒虹吸工程设计

支渠、斗渠倒虹吸设计为缓坡式倒虹吸，进、出水口底为一斜坡，浆砌块石结构，管身采用Ｃ25钢筋砼管。

2）支、斗渠过田间道过渠涵工程设计

支、斗渠过田间道过渠涵设计为板涵，C25砼底座，C25钢筋砼涵板。

3）支、斗渠过生产路过渠涵工程设计

支、斗渠过生产路过渠涵设计为板涵，浆C25砼底座，C25钢筋砼涵板。

4）渡槽工程设计

渡槽槽身采用矩形，按淹没宽顶堰公式计算所需断面积，公式如下：

Ｑ＝εψω（2gz）0.5

即：ω＝Ｑ/[εψ（2gz）0.5]

式中：

Ｑ—流量，m3/s

ε—侧收缩系数，取0.93

ψ—流速系数，取0.95

ω—过水断面积，m2

g—重力加速度，9.80m/s2

z—水面跌差，取0.05m

根据上述公式计算结果进行横断面设计，并根据《明渠均匀流量及水深》计算软件试算渡槽槽身比降i，i取1：500。

渡槽槽身采用现浇钢筋Ｃ25砼结构，浆砌块石槽台。