涉農資金管理改革試點項目的工程設計要點

（河南方正水利工程咨詢有限公司）

涉農資金管理改革試點項目的工程設計要點

□王朝功（河南方正水利工程咨詢有限公司）

新蔡縣2016年度省級涉農資金管理改革試點補助資金項目，以提高農業綜合生產能力、保障國家糧食安全、改善農村生態環境為目標。統籌安排當前和長遠農田水利建設、大力發展節水灌溉，適度增加灌溉面積，全面提高農田水利投資效益、灌溉水利用率和農業抗御自然災害能力，為經濟作物、蔬菜業、林果業發展提供了有利條件。滿足現代農業“兩高一優”的要求，并將提高灌區工農業生產的經濟效益，使農民生活、生產水平上一個新臺階。主要工程形式有低壓管道灌溉工程、小型水源工程、溝渠疏浚及配套建筑物等。

涉農資金；工程設計；要點分析

1 項目概況

1.1 自然條件

新蔡縣地處淮河流域，境內有汝河、小洪河、大洪河、洪河分洪道四條骨干河道，同屬于洪汝河水系，水域面積占土地面積的8.67%。洪河、汝河貫穿新蔡全境。縣域內地下水以淺層含水巖組為主，含水層較厚，富水性為中水量。地下水質良好，適宜農田灌溉和飲用，且淺層含水層厚度大、分布廣、埋藏淺、易開發。縣域內雖年降雨量較大，但因集中7-9月，缺少必要的集水設施，大部分流出境外，地表水利用率不高。

1.2 工程概況

新蔡縣2016年度省級涉農資金管理改革試點補助資金項目，其中低壓管灌建設面積0.13萬hm2，改善除澇面積0.09萬hm2。涉及頓崗鄉：沈崗、林堯、雙莊、吳張莊、黃家冢、楊寨、蘇灣、頓崗等8個行政村，65個自然村，1.69萬人。主要工程形式有低壓管道灌溉工程、小型水源工程、溝渠疏浚及配套建筑物等。

1.3 建設標準

建設標準和技術要求為《灌溉與排水工程設計規范》（GB50288-99）、《節水灌溉工程技術規范》（GB/T50363-2008）、《農田低壓管道輸水灌溉工程技術規范》（GB/T20203-2006）等相關技術規范要求。根據《灌溉與排水工程設計規范》（GB50288-99）規定，小型水源工程：工程等別為Ⅴ等，建筑物級別為5級，除澇標準采用5 a一遇。根據《節水灌溉技術規范》（SL/207-2000），低壓管灌灌溉設計保證率75%。低壓管灌灌溉水利用系數0.81。

2 建筑物工程設計

2.1 機井工程

機井規劃：機井應緊靠生產路布置，便于輸水和交通。根據計算，低壓管灌設計單井控制面積5.33 hm2。

井型選擇：根據新蔡縣2016年度省級涉農資金管理改革試點補助資金項目區的水文地質資料和新蔡縣農用機井的建設經驗，井深確定為50 m，井內徑40 cm，單井出水量30～40 m3/h，設計取32 m3/h。

水泵型號：200JQ32-26/2，配套電機功率為4.00kW，應用于低壓管灌田塊。

井堡設計：機井工程及配套設備都在野外，應加強保護，均設計井臺井堡，井臺采用固定封閉形式，為1.40 m×1.40 m的方形現澆C20混凝土構件，安裝好后其井臺高出地面28 cm，上部增設玻璃鋼井堡。井堡采用玻璃鋼井堡，長1.00 m，寬1.00 m，高1.40 m，其中設機井控制柜。

機電設備：由于農村電壓不正常，缺相和欠壓情況較為普遍，因此按臺區增配變壓器保證機井低壓管灌區及噴灌區供電。從變壓器到機井鋪設地埋電纜，實行單井單線，根據現場勘查及典型設計確定地埋電纜長度。

2.2 管網工程

2.2.1 管網布置

管道系統布置應與當地道路、林帶、供電、農業耕作措施、行政區劃等密切結合，統籌兼顧；管網布置要做到管線平順，盡量減少拐彎、起伏現象，力求使管線最短、控制面積最大；在地形條件允許的情況下，應盡量使管道雙向控制，使單位面積管道用量最少，以減少工程投資；出水口位置、間距以按灌溉面積均衡布置為原則，同時兼顧農戶管理、使用方便，設計確定主要建設干支管道，給水栓間距為50 m，采用塑料軟管輸送井水到田間地頭，每次通過開啟給水栓實施輪灌。

2.2.2 管材選用

對于田間灌溉系統，根據鋪設技術簡易，施工工期短，質量標準易保證，造價低廉等原則，干管選用低壓PVC-UΦ110（0.40 MPa）塑料硬管，各種管件采用廠家定型配套產品。

2.2.3 管徑選擇

地埋管道干支管管徑采用經濟流速法來計算。當動力為電動機時，按式（1）計算：

式中：D—經濟管徑（mm）；Q—設計流量（m3/h），取水泵出水流量Q=32 m3/h計算；V—經濟流速，根據不同管材經濟流速表查得，PVC-U管材經濟流速為1.20 m/s。

由上式計算可得D=97.10 mm，參考類似低壓管灌的實際經驗，確定干管、支管均采用Ф110、公稱壓力0.40 MPa的低壓PVC-U硬管。給水栓以外采用Ф90錦塑軟管。

2.2.4 管道埋設深度

根據凍土層深度和耕作要求，埋深取0.80 m。

2.3 排水溝工程

除澇標準采用5 a一遇，防洪標準10 a一遇。

2.3.1 排澇模數的確定

依據河南省水文水資源局2007年編制的《河南省水資源》，新蔡縣2016年度省級涉農資金管理改革試點補助資金項目區徑流深R=170 mm，按5 a一遇，1 d降雨1 d排出的排澇標準。排澇模數采用平均排出法，這種方法就是按排水面積上的設計徑流深在規定排水時間內平均排除的要求計算排澇模數為：2.78（m3/s）/km2。其計算公式（2）為：

式中：qp—排澇模數，（m3/s）/km2；R—設計徑流深，mm；T—規定的排水天數，T=1 d；t—每天排水時間，對于自流排水，t=24 h。

2.3.2 排澇設計流量的確定

設計排澇流量公式：Q=qpF（3）

式中：Q—設計排澇流量，m3/s；qp—設計排澇模數。F—流域面積，根據實際調查，典型斗溝控制面積為0.50～0.70 km2，即50～70 hm2；農溝控制面積為0.20～0.40 km2，即20～40 hm2。

由此計算得：Q斗=1.40～2.00 m3/s；Q農=0.60～1.20 m3/s。斗、農排斷面均采用梯形，斷面設計按明渠均勻流計算。設計A、B型斗溝和A、B型農溝共四種型式斷面的排水溝作為典型設計，由上述公式計算典型區斗農溝設計成果見表1。

表1 典型區斗、農溝設計成果表

2.4 生產橋涵

2.4.1 設計標準

設計生產橋均為道路、渠道和排水溝上生產橋。

2.4.2 安全等級

根據《公路橋涵設計通用規范》（JTGD60-2004）要求，按持久狀況承載能力極限狀態設計時，公路橋涵結構的設計安全等級劃分為三級。根據工程實際，橋涵結構為小橋，因此橋涵設計安全等級為三級。

2.4.3 汽車荷載標準

生產橋設計標準按農橋-Ⅰ級。

2.4.4 鋼筋混凝土板橋結構設計

上部結構。混凝土平板橋，上部結構型式C25為現澆鋼筋混凝土橋面板。下部結構。下部結構采用重力式混凝土橋臺結構，混凝土強度等級為C20，內墻垂直，外坡比1：0.30，基礎采用C20混凝土結構，厚度50 cm，基礎擴大30 cm。

2.5 機耕路工程

對部分必要的道路進行整修，主要以機耕路建設為主，能滿足中型以上農業機械通行。設計中主要遵循標準新、技術可行、價格低、選材合理、施工方便、利于養護等原則，設計標準為四級公路，正常維修情況下，使用年限10-15 a。

設計機耕路總寬6.00 m，中間采用18cm厚4.00 m寬水泥路面，路面由中心線向兩側均設1.00%的橫坡以排除路面積水；路基為原路基面，施工前進行清掃、整平、壓實；路面兩側各設1.00 m寬素土夯實路肩，素土夯實，為防公路被水流沖蝕，路肩兩側種植綠化樹各一行，樹間距為2.00 m。

3 結語

近年來，新蔡縣對小型農田水利工程建設高度重視，連續多年榮獲“紅旗渠精神杯”金杯獎。特別是“十二五”以來，新蔡縣水利基礎設施建設堅持全面規劃、綜合治理的原則，實行除害興利結合、防洪抗旱并舉、開源節流并重、把節約放在首位的方針，努力搞好水資源的開發、利用、節約和保護。通過近幾年的農田水利工程建設，改善了農業生產條件，提高了新蔡縣糧食綜合生產能力，改善了農村生態環境，提高了農民收入，帶動了全縣農田水利基本建設，促進了全縣農田水利基本建設深入、持續、健康發展。

編輯：國立杰劉長垠

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2017-03-08