小型農田水利項目設計要點

□梁小娟（河南方正水利工程咨詢有限公司）

小型農田水利項目設計要點

□梁小娟（河南方正水利工程咨詢有限公司）

為進一步加快農田水利建設，獲嘉縣2013年度小型農田水利重點縣結余資金項目工程設計從獲嘉縣實際出發，以提高農田抗御旱澇災害能力、保障國家糧食安全和增加農民收入、改善農業生產和農村生態環境為目標，在原有布局的基礎上進一步完善和提高。根據實際情況，因地制宜，以項目區內現有干、支渠為基礎，增設改造支、農渠及配套工程；增加配套地下水水源工程。工程項目的實施，改善了水源工程和灌排骨干工程的運行狀況，擴大了有效灌溉面積，進一步提升農業抗災減災能力，改善農業生產條件，提高土地利用率，增加農民收益，促進農業發展。

農田水利；工程設計；農業生產

1 工程概況

項目主要規劃設計為：①水源工程：新打機井118眼，配套水泵118套，配套地埋線37.71km。②田間灌溉工程∶襯砌渠道14.82km，其中襯砌支渠2條，長1.38km；襯砌農渠38條，長13.44km。③配套建筑物工程：渠系配套建筑物（節制閘30座、毛門360座），其他渠系建筑物74座（生產橋5座、過路涵69座）。

2 工程設計

2.1 灌溉渠道設計

獲嘉縣2013年度小型農田水利重點縣結余資金項目設計方案：干渠按續灌渠道設計；支渠及其以下渠道按輪灌渠道設計。根據河南省人民勝利渠灌區節水改造成果，各級渠道水利用系數分別為：總干渠0.96、干渠0.93、支渠0.86、斗渠0.82、農渠0.80、田間旱作0.9、田間水作0.95，旱作區設計凈灌水率為4.65m3/s·萬 hm2，水作區設計凈灌水率為 9.75m3/s·萬hm2，按設計水平年規劃。計算公式如下：

式中：Qs—渠道設計流量（m3/s）；As—該渠道灌溉面積（hm2）；ηs—該渠道至田間的灌溉水利用系數；N—輪灌組數，干渠續灌為1，支、斗、農渠輪灌N＝3。

灌溉水利用系數按照該級渠道以下渠系水利用系數乘以田間水利用系數計算。

2.2 灌溉渠道斷面設計

獲嘉縣2013年度小型農田水利重點縣結余資金項目有關設計渠底、設計水位及渠底比降，按明渠恒定均勻流公式對渠道設計斷面進行復核。

式中：Q—渠道設計流量（m3/s）；ω—渠道過水斷面面積（m2）；C—謝才系數；R—水力半徑（m）；i—渠底比降；n—糙率，取1.50×102；X—過水斷面濕周（m）。

2.3 灌溉渠道岸頂超高設計

堤頂設計依據規范要求，堤頂超高計算按公式：

式中：Fb—渠道岸頂超高（m）；hb—渠道通過加大流量時的水深。

根據獲嘉縣2013年度小型農田水利重點縣結余資金項目灌溉渠道實際情況，渠道共設計5種斷面：

斷面一：設計底寬40cm，上口寬180cm，渠深70cm，堤頂寬 50cm，內外邊坡均為1∶1，縱比降為1/3000，糙率取 1.50×102，設計水深33cm，設計流量0.09m3/s。C20現澆混凝土襯砌，襯砌厚度為7cm。主要適用于農渠，項目區共設計該斷面渠道1481m。

斷面二：設計底寬40cm，上口寬150cm，渠深70cm，堤頂寬50cm，內邊坡為1∶0.80，外邊坡為1∶1，縱比降為1/3000，糙率取1.50×102，設計水深33cm，設計流量0.08m3/s。C20現澆混凝土襯砌，襯砌厚度為7cm。主要適用于農渠，項目區共設計該斷面渠道4057m。

斷面三：設計底寬30cm，上口寬110cm，渠深50cm，堤頂寬50cm，內邊坡為1∶0.80，外邊坡1∶1，縱比降為1/3000，糙率取1.50×102，設計水深17cm，設計流量0.02m3/s。C20現澆混凝土襯砌，襯砌厚度為7cm。主要適用于農渠，項目區共設計該斷面渠道7324m。

斷面四：設計底寬30cm，上口寬60cm，渠深50cm，堤頂寬50cm，內邊坡為1∶0.30，外邊坡1∶1，縱比降為1/3000，糙率取1.50×102，設計水深17cm，設計流量1.20×102m3/s。C20現澆混凝土襯砌，襯砌厚度為7cm。主要適用于農渠，項目區共設計該斷面渠道577m。

斷面五：設計底寬50cm，上口寬330cm，渠深140cm，堤頂寬50cm，內邊坡為1∶1，外邊坡1∶1，縱比降為1/3000，糙率取1.50×102，設計水深85cm，設計流量0.66m3/s。C20現澆混凝土襯砌，襯砌厚度為7cm。主要適用于支渠，項目區共設計該斷面渠道1375m。

3 建筑物設計

3.1 水閘設計

農渠節制閘均采用定型設計，由于流量較小，采用涵管式，按涵洞進行水力計算，計算公式如下：

式中Q—設計流量（m3/s）；m2—壓力流時流量系數；A—涵洞斷面面積（m2）；H0—計及流速水頭的涵洞進口水頭（m）；i—洞底坡降；L—涵洞長度（m）；∑ξ—局部水頭損失系數的總和；C—謝才系數（m1/2/s）；R—水力半徑（m）；h2—涵洞出口水深（m）。

農門節制閘于設計流量均較小，計算所需涵管斷面面積也較小。考慮灌區為渾水灌溉，易淤積，結合灌溉管理經驗，閘門采用平面鑄鐵閘門，規格為PZ0.50m×0.50m，啟閉機采用0.50t螺桿式啟閉機。

3.2 橋、涵設計

橋梁荷載設計標準為公路二級折減,根據渠道斷面和道路交通要求，橋面凈寬度均為4.50m，橋墩采用M7.50砌石墩結構，橋面為C25鋼筋混凝土板結構，橋梁為一跨，跨度2m；過路涵管采用C25混凝土圓管涵，管徑分Φ40、Φ50、Φ60三種。

獲嘉縣2013年度小型農田水利重點縣結余資金項目區規劃設計灌溉渠道生產橋2m跨5座，Φ40涵管52座、Φ50涵管1座、Φ60涵管14座、Φ100涵管2座。

4 機井工程設計

獲嘉縣2013年度小型農田水利重點縣結余資金項目區采用井渠雙配套，單井控制面積4～5.33hm2。設計原則：①渠灌為主，井灌為輔，井渠結合，合理布置。②應與灌排渠道、道路的布置相協調，便于管理和運用。③對于純井灌地塊，地面坡度較陡或起伏不平，井位應布設在高處；地面坡度較平緩，井位居中布置。④盡量布置在斗、農渠旁邊，以便利用斗、農渠道輸水。

為增加機電井的濾水面積，提高出水量和便于安裝檢修設備，并結合實際情況選定井徑為φ300mm。根據項目區含水層情況，含水層厚30m左右，機電井設計深度40～60m。按照鉆井地層記錄，在含水層設置濾水井管，在非含水層設置普通井管，并在濾水管外圍填充足夠的砂石濾料，這樣成井后出水量設計流量可達30～40m3/s。

依據《獲嘉縣水資源調查評價報告》和實地抽水實驗，本次機井設計參數如下：單井出水流量為30m3/h；井徑為300mm；井深為48～80m。

經計算單井控制面積為4hm2，計算井距217m，根據實際布置，最小井距在200m左右，局部存在一定的干擾。根據現有機井設計資料，參考各區域富水程度擬定井深分別為48m（靜水位6m，動水位15m）。機井井管內徑300mm，成孔直徑600mm，井管采用C30鋼筋混凝土管，壁厚3cm；上部為鋼筋混凝土封閉實管，中部24m為鋼筋混凝土多孔濾水管，其開孔率≥15%，井底部放4m實管作為沉淀管。井管外圍包裹濾網并回填濾料；濾料頂部至頂口段采用粘土泥球封閉5m，并設C20混凝土井臺。

5 電力配套工程設計

獲嘉縣2013年度小型農田水利重點縣結余資金項目區內經過電網改造及電力設施完善建設，已基本滿足用電要求，為保證生產用電安全，低壓輸電線選擇防鼠蟻農用直埋鋁芯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜線NLYV-Y3×16mm2，埋深在地面以下0.80m。為方便開挖，設計開挖溝槽深0.80m，溝槽寬0.50m，垂直開挖。根據工程布置，采用一井一線、一溝多線型式布設，共需埋設低壓電纜37.71km。

6 項目區工程標識設計

6.1 項目區標識牌設計

獲嘉縣2013年度小型農田水利重點縣結余資金項目規劃設計立項目區標識牌，安置在項目區道路入口明顯位置處。外觀尺寸為高3.50m、長4m，展面內容以外邊框均采用藍色，混凝土結構。展面正反兩面為項目簡介和工程平面布置圖。

6.2 項目行政村公示牌設計

每個項目行政村設公示牌1座，安置在行政村主要道路明顯處，外觀尺寸為高1.30m，長1.40m，展面內容為建設內容、建設時間、建設單位、監理單位、施工單位、監督電話等內容。項目規劃設計行政村公示牌7座。

6.3 建筑物標識牌設計

獲嘉縣2013年度小型農田水利重點縣結余資金項目的建筑物設立標識牌。，灌溉渠道工程沿兩側相向設置一組標識牌，橋、涵、閘、機井各設對應標識牌1個。項目規劃設計標識牌302個，其中閘牌30個，橋牌5個，涵牌69個，渠道牌80個，機井牌118個。

TV93

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1673-8853（2017）09-0056-02

2017-6-23

編輯：左英勇