農(nóng)業(yè)水利工程畢業(yè)設(shè)計(灌排工程規(guī)劃設(shè)計—管道灌溉).doc

灌排工程規(guī)劃設(shè)計青華鎮(zhèn)西區(qū)井灌工程摘要為了提高青華鎮(zhèn)西區(qū)土地有效利用率和土地產(chǎn)出率，增加耕地面積，提高耕地質(zhì)量，增加農(nóng)民收入，特進行了土地整理項目的可行性研究。因灌排工程設(shè)計也屬于土地整理項目中的重要內(nèi)容，項目區(qū)土地平整規(guī)劃設(shè)計；所以本次設(shè)計主要是進行項目區(qū)內(nèi)的灌排工程的設(shè)計，以達到充分利用水資源和提高水資源的利用效率的目的。本次設(shè)計的主要內(nèi)容如下：水資源評價及平衡分析，在一定的灌溉保證率下的水量供需平衡；灌溉管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計；排澇工程設(shè)計水源設(shè)計；工程量統(tǒng)計及效益分析；在設(shè)計過程中，采用管道灌溉和明溝排水，灌溉管網(wǎng)的設(shè)計，主要是作物灌水率、管道設(shè)計流量以及管網(wǎng)壓力的推求。明溝排澇工程設(shè)計，目的是為了在排水標準要求的時間內(nèi)排出田間積水，排水溝采用梯形斷面；建筑物及構(gòu)筑物的設(shè)計，包括橋涵、跌水等的設(shè)計；另外還有道路工程和農(nóng)田生態(tài)防護林工程的設(shè)計。關(guān)鍵詞：水資源平衡分析、管網(wǎng)計算、明溝排水目錄摘要1Abstract：2緒論11.1 項目建設(shè)背景11.2 項目建設(shè)目的11.3 項目規(guī)劃任務(wù)21 基本資料的分析與整理32.1 青華鎮(zhèn)西區(qū)簡況32.2 項目區(qū)自然與地理條件。32.2.1 位置與范圍32.2.2 地形、地貌、地質(zhì)32.2.3 氣候與水文32.2.4 土壤與主要農(nóng)作物52.2.5 自然災(zāi)害52.2.6 社會經(jīng)濟條件52.2.7 水資源52.3 項目區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施狀況62.3.1 交通道路62.3.2 水利設(shè)施狀況62.3.3 電力設(shè)施62.3.4 林網(wǎng)建設(shè)狀況62.4 土地利用結(jié)構(gòu)62.4.1 土地利用概況62.4.3 土地利用存在的問題93 水資源平衡分析93.1 需水量分析93.1.1 灌溉設(shè)計保證率93.1.2 灌溉定額：103.1.3 灌溉需水量的計算103.1.4 鄉(xiāng)鎮(zhèn)，企業(yè)，及生活用水。113.2 供水量分析113.3.1 降雨入滲補給量113.3.2 灌溉回歸補給量113.3.3 河道滲漏補給水量123.3 水資源平衡分析124 土地平整規(guī)劃設(shè)計134.1 規(guī)劃目標134.2 規(guī)劃原則134.3 土地權(quán)屬調(diào)整134.4 耕作田塊規(guī)格134.4.1 灌水定額134.4.2 灌水周期144.4.3 單井控制面積144.5 土地平整154.7.1 土方平整方案154.7.2 平整土方量計算。155 灌溉管網(wǎng)工程設(shè)計195.1 管網(wǎng)布置原則與要求195.2 選擇管網(wǎng)的依據(jù)195.3 管網(wǎng)的布置形式205.4 管網(wǎng)流量的推求205.4.1 確定灌水制度205.4.2 劃分輪灌組205.5 管道設(shè)計215.5.1 管道流量計算215.5.2 管型選擇225.6 管網(wǎng)水力計算235.6.1 沿程水頭損失的計算235.6.2 局部水頭損失的計算245.6.3 管網(wǎng)入口設(shè)計壓力245.7 管道附件設(shè)計255.7.1 管道附件的技術(shù)要求255.7.2 連接附件255.7.3 控制附件255.8 附屬設(shè)施265.8.1 一般規(guī)定265.8.2 鎮(zhèn)墩265.8.3 配水井265.8.4 放水井265.8.5 其他設(shè)施276 排澇工程設(shè)計276.1 除澇設(shè)計標準、除澇模數(shù)。276.2 排水溝系的布置276.2.1 布置原則276.2.2 明溝排水系統(tǒng)276.3 排水溝斷面設(shè)計296.3.1 排澇流量的計算296.3.2 排水溝橫斷面設(shè)計296.3.3 排水溝縱斷面設(shè)計327 水源工程設(shè)計327.1 水泵選型：327.1.1 水泵流量327.1.2 水泵揚程的計算337.2 建筑物及構(gòu)筑物工程設(shè)計337.2.1 跌水工程設(shè)計337.2.2 消力池的設(shè)計347.3 交叉建筑物的設(shè)計367.3.1 農(nóng)橋設(shè)計367.3.2 涵洞設(shè)計377.4 道路工程377.5 電力工程387.6 農(nóng)田林網(wǎng)工程387.7 典型田塊說明388 工程量估算及工程效益分析398.1 工程量估算統(tǒng)計398.2 社會效益評價398.3 生態(tài)效益評價39結(jié)束語40參考文獻41緒論農(nóng)業(yè)節(jié)水是我國水資源優(yōu)化配置的關(guān)鍵。水資源短缺限制了我國農(nóng)業(yè)用水不可能大幅度增加，而且隨著我國人口的增加，農(nóng)業(yè)工程還必須滿足人們生活需求的糧食增長。因此，節(jié)水農(nóng)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的唯一出路，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)既是對水資源的有效保護，也是對農(nóng)業(yè)發(fā)展的有利促進。節(jié)水農(nóng)業(yè)，不僅僅就是灌溉用水量的減少，其實質(zhì)是高效用水。同時，根據(jù)灌區(qū)當?shù)氐淖魑锓N類及水文氣象等條件自己來制定作物的灌水計劃，確定灌溉流量。土地開發(fā)整理是增加有效耕地面積，實現(xiàn)耕地總量動態(tài)平衡的有效措施，是提高土地的質(zhì)量，促進集約化利用的重要手段，積極發(fā)展土地整理對于緩解人地矛盾，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和生態(tài)環(huán)境，促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)及經(jīng)濟發(fā)展具有極其重要的意義。為了更好的完成項目區(qū)土地開發(fā)整理，進行規(guī)劃。在本設(shè)計中，作物的灌溉設(shè)計流量的推求，渠道縱橫斷面的計算，渠系交叉建筑物的設(shè)計等都是為了合理利用土地，合理分配水資源而計算的。1.1 項目建設(shè)背景青華鎮(zhèn)西區(qū)灌溉排水項目涉及村莊為三李營、養(yǎng)心莊、杜莊三個行政村。該區(qū)群眾以務(wù)農(nóng)為主，有部分群眾外出務(wù)工或從事建筑業(yè)，少數(shù)群眾從事第三產(chǎn)業(yè)。農(nóng)民人均純收入為1150元，生活水平低于全縣平均水平。項目區(qū)水利設(shè)施配套標準低，土地質(zhì)量有待提高；土地利用結(jié)構(gòu)不盡合理；粗放經(jīng)營，土地生產(chǎn)力水平有提高潛力。耕地質(zhì)量不高，人均有效耕地面積少，因此，為了提高該地區(qū)土地有效利用率和土地產(chǎn)出率，增加耕地面積，提高耕地質(zhì)量，增加農(nóng)民收入，壯大地方經(jīng)濟，做此灌溉排水項目。1.2 項目建設(shè)目的設(shè)立該項目的主要目的是：（1） 貫徹“十分珍惜、合理利用土地和切實保護耕地”的基本國策，增加耕地面積，實現(xiàn)耕地總量動態(tài)平衡。（2） 實施田、水、路、林綜合治理，配套、完善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，保證土地可持續(xù)利用和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，更好地發(fā)揮土地資源在國民經(jīng)濟中的作用。（3） 優(yōu)化配置土地資源，促進農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加農(nóng)民收入，確保項目區(qū)農(nóng)民的經(jīng)濟利益。（4） 調(diào)整土地權(quán)屬關(guān)系，保護產(chǎn)權(quán)主體的合法權(quán)益，維護項目區(qū)的社會穩(wěn)定。（5） 通過此項目的實施，為盱眙縣的土地整理積累經(jīng)驗，推動其土地整理工作。1.3 項目規(guī)劃任務(wù)（1） 基本資料的分析整理；（2） 項目區(qū)灌溉水資源平衡分析計算； （3） 項目區(qū)土地平整規(guī)劃設(shè)計；（4） 灌溉管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計；（5） 排澇工程設(shè)計（6） 水源工程設(shè)計；（7） 工程量統(tǒng)計及效益分析；1 基本資料的分析與整理1.1 青華鎮(zhèn)西區(qū)簡況青華鎮(zhèn)位于河南省南陽市市境西南部。東靠潦河，與陸營鄉(xiāng)、潦河鎮(zhèn)毗鄰，西與鄧州市穰東鎮(zhèn)接壤， 南與新野縣歪子鄉(xiāng)相接，北與鎮(zhèn)平縣彭營鄉(xiāng)毗鄰，總面積91.59平方公里。轄青華南、青華北、王珍莊、遠場、高老家、楊李莊、杜莊、牛崗、楊官寺、席莊、嶺上、蔡莊、趙寨、馬集、華寨、葉寨、民金營、上徐寨、養(yǎng)心莊、三李營、黑家莊、任家莊、前所、后所24個村委會，115個自然村，總?cè)丝?9200人。多為漢族，另有蒙古族、回族等兄弟民族。鎮(zhèn)政府駐地青華，又名青華街，在礓石河右岸，距市區(qū)21.4公里。1984年改建為青華鄉(xiāng)；1996年撤鄉(xiāng)改建為鎮(zhèn)。，海拔在115米-110米之間。1993年耕地面積99364 畝，轄區(qū)主要河流有：礓石河，清代稱匯集河，北由王珍莊村流入，南從上徐寨出界，段長10公里；華河，源于杜莊村，南由葉寨村出境。境內(nèi)地表水缺乏，農(nóng)田灌溉主要依靠地下水，為主要井灌區(qū)。南鄧公路經(jīng)青華街東、南兩面，焦枝鐵路經(jīng)過街北。該鎮(zhèn)馬集村有3.5萬伏變電站，主、干線通往6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，全鎮(zhèn)村村通電。文物古跡有楊官寺的兩漢、三國安眾古城遺址；三里營的新石器時代文化遺址，為縣級文物保護單位。青華鎮(zhèn)主要經(jīng)濟作物有小辣椒、大棗、金針菇、棉花等。1.2 項目區(qū)自然與地理條件。1.2.1 位置與范圍項目西區(qū)涉及村莊為三李營、養(yǎng)心莊、杜莊三個行政村。地理位置為：東經(jīng)1122006-1122506，北緯324916-325323。大致范圍為東至五道廟，南至張莊，西至石龍村、磨澗村，北至高低洼。1.2.2 地形、地貌、地質(zhì)臥龍區(qū)地處南陽盆地西北緣，地貌為山前沖、洪積平原。地下水類型為第四系孔隙水，淺層地下水埋深小于10m，含水層巖性為砂及砂卵礫石，單井出水量5001000m3/d，地下水流向NW-SE向。富水層埋深在3253m之間，含水層為多層結(jié)構(gòu)含水層，巖性為多層砂及砂礫石層。1.2.3 氣候與水文（1）氣候項目區(qū)氣候類型屬北亞熱帶半濕潤區(qū)大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，氣候適宜。春暖多變大風(fēng)多，夏熱雨大多旱澇，秋涼風(fēng)少日照足，冬長輕寒雨雪少。（2）氣溫年平均氣溫14.9。氣溫變差以4月份最大，溫度遞增最快，從8月份以后則依次遞減，11月份降溫最快。全年中7月份溫度最高，多年平均為27.1；1月份溫度最低，多年平均為0.4。歷年極端最高氣溫41.3，極端最低氣溫-16，分別在1966年7月19日和1969年1月31日。多年平均終霜日為3月28日，平均初霜日為11月4日，年平均無霜期229d。（3）日照項目區(qū)內(nèi)光熱資源豐富，全年平均日照總時數(shù)2116h，日照率49.2，太陽輻射年總量為116.6千卡/cm2，穩(wěn)定超過0的年積溫為5279，超過5的年積溫為5067，超過10的年積溫為4675，超過20的年積溫為2990，可滿足農(nóng)作物一年二熟所需積溫的需求。（4）風(fēng)項目區(qū)屬季風(fēng)氣候，56月份西南風(fēng)頻率最高，其他月份東北風(fēng)頻率最大。全年最多風(fēng)是東北風(fēng)，頻率為17，次多風(fēng)是西南風(fēng)，頻率為12。年平均風(fēng)速3.2m/s。各月平均風(fēng)速在2.83.8m/s之間。多年平均最大風(fēng)速是東北風(fēng)，為5.1m/s。（5）降雨量項目區(qū)多年平均降水量805.8mm，最大降水量1323mm，最小降水量420mm。年降水量相對變率為19.2。多年來年降水一般集中在69月份，占全年總降水量的60以上，且多為暴雨。每年的1月、2月、12月份，降水量僅占全年總降水量的4.6。多年平均相對濕度71%，為半濕潤氣候項目區(qū)屬長江流域漢水系。設(shè)計典型年平均月降雨量分配表： （2-1）月份123456789101112全年比例（%）1.31.83.98.68.19.724.617.712.37.63.31.1100（6）河流及溝渠礓石河從項目區(qū)西側(cè)流過，潦河從項目區(qū)東側(cè)流過，兩段河均是春涸秋溢季節(jié)性河流，沿岸地勢平坦而歷史上旱澇交替。建國后對兩河進行系統(tǒng)治理，基本上控制了水災(zāi)。其中在礓石河沿岸有大片的灘涂。在項目區(qū)內(nèi)部有幾條人工開挖的排水溝，河流及排水溝的走向均是從北向南，排入下游的華河內(nèi)。項目區(qū)內(nèi)缺少地表水，農(nóng)田灌溉主要依靠地下水?，F(xiàn)存部分機電井、提灌站，但不能滿足整個項目區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需，需要進一步配套完善。1.2.4 土壤與主要農(nóng)作物 （1）土壤項目區(qū)土層主要由河道沖積形成，地質(zhì)巖性為第四紀沉積物，表層為砂姜黑土。砂姜黑土和黑老土占 90%，余為黃老土和灰兩合土。砂姜黑土成土母質(zhì)主要為湖沼相沉積物、上覆蓋洪積、沖積物，耕作層質(zhì)地中壤，底層重壤，局部礫姜石直徑較大，分布較多。砂姜黑土中有機質(zhì)、鉀元素含量高，磷元素含量低。養(yǎng)分含量統(tǒng)計為：有機質(zhì)含量平均為1.098%，全氮0.079%，速效磷600ppm，速效鉀100-150ppm，總體上是富鉀、貧磷、少氮、有機肥不足。潮土成土母質(zhì)主要為河流沉積物，疏松易耕，耐旱耐澇，但面積?。火B(yǎng)分情況是：有機質(zhì)含量平均為1.043%，養(yǎng)分含量統(tǒng)計為：全氮0.082%，速效磷8-15ppm，速效鉀100-150ppm。（2）農(nóng)作物及植被項目區(qū)植被的種類較多，自然植被以灌木和雜草狀態(tài)存在，林木多為人工營造的農(nóng)田林網(wǎng)和果園；人工植被中，農(nóng)作物有小麥、玉米、紅薯、豆類、谷子等，經(jīng)濟作物有棉花、辣椒、煙葉、花生、芝麻、中草約等?，F(xiàn)狀農(nóng)作物一般一年兩熟，以小麥玉米和小麥紅薯種植結(jié)合較多，作物復(fù)種指數(shù)2.0。1.2.5 自然災(zāi)害主要自然災(zāi)害有風(fēng)災(zāi)、旱災(zāi)、澇災(zāi)、雹災(zāi)、霜凍等。1.2.6 社會經(jīng)濟條件該區(qū)群眾以務(wù)農(nóng)為主，有部分群眾外出務(wù)工或從事建筑業(yè)，少數(shù)群眾從事第三產(chǎn)業(yè)。農(nóng)民人均純收入為1150元，經(jīng)濟狀況一般。項目區(qū)共涉及6個行政村，人均收入僅為1150元，生活水平低于全區(qū)平均水平。1.2.7 水資源（1）地表水項目區(qū)屬長江流域漢水系。礓石河從項目區(qū)西側(cè)流過，潦河從項目區(qū)東側(cè)流過，兩段河均是春涸秋溢季節(jié)性河流，不能滿足項目區(qū)的灌溉用水需要。項目區(qū)內(nèi)缺少地表水，農(nóng)田灌溉主要依靠地下水。（2）地下水項目區(qū)內(nèi)地下水豐富,水質(zhì)較好。根據(jù)水利部門的打井物探資料，在100深度內(nèi)含水層總厚度在3050米之間，當鉆井深度到達3060米時，單井出水量超過45立方米/小時。以往成井深度約在50米左右。淺層地下水埋深510米，靜水位58米，動水位1015米。項目區(qū)內(nèi)有長期井灌的經(jīng)驗，有試驗的機井及成井資料。地下水地下水質(zhì)好，水溫低于35，pH值在5.58.5之間，全鹽量小于1g/l。適于作物生長發(fā)育，也符合生活飲用水標準。1.3 項目區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施狀況 1.3.1 交通道路 項目區(qū)內(nèi)縣級公路從項目區(qū)附近通過，交通條件較好，但項目區(qū)內(nèi)村與村相連接和田地之間的道路大多是簡易土路，布局凌亂，寬度規(guī)格不一，路面高低不平，通過能力有限，不能滿足機械化耕作和對外交通的需要。遇雨天路面泥濘不堪，不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)民生活。1.3.2 水利設(shè)施狀況（1）供水整個項目區(qū)內(nèi)原有部分機井，但由于年久失修，同時隨著地下水位的下降，機井大多已無法正常使用，此次設(shè)計中不予考慮。（2）排水項目區(qū)內(nèi)有部分人工排水溝，項目規(guī)劃時候需加寬斷面，保證排水通暢。項目區(qū)田間內(nèi)部沒有其它任何的排灌配套設(shè)施，局部地方出現(xiàn)積水項目區(qū)屬長江水系， 項目區(qū)的西側(cè)有礓石河流過，東側(cè)潦河從項目區(qū)邊界流過。二河均屬季節(jié)性河流，春涸秋溢，可做為排水承泄區(qū)使用。二河向下游匯入華河。1.3.3 電力設(shè)施項目區(qū)內(nèi)有10kVA高壓線路和380V低壓線路通過，為項目區(qū)供電力系統(tǒng)的配套（備）提供了條件。完全可以滿足用電要求。1.3.4 林網(wǎng)建設(shè)狀況項目區(qū)內(nèi)沒有農(nóng)田防護林網(wǎng)，僅在公路兩側(cè)有林帶，農(nóng)村道路兩旁僅有稀疏的林木，但還不成規(guī)模，雜亂無章，且缺乏經(jīng)濟效益。1.4 土地利用結(jié)構(gòu)1.4.1 土地利用概況（1）利用結(jié)構(gòu)項目區(qū)總面積2002.31公頃，建設(shè)規(guī)模1790.52公頃。其中農(nóng)用地1691.66公頃，占項目區(qū)總面積的84.49，其中耕地面積1580.82公頃，占項目區(qū)土地總面積的78.95%；其他農(nóng)用地面積106.95公頃，占項目區(qū)土地總面積的5.31%。建設(shè)用地面積224.93公頃, 占項目區(qū)總面積的11.23%。未利用土地85.71公頃, 占項目區(qū)總面積的4.28%（其中耕地1580.82公頃,占78.95%；園地1.91 公頃，占0.10%；林地2.0公頃，占0.10%；農(nóng)村道路42.75公頃,占2.14%;溝渠用地52.0公頃,占2.60%；打谷場9.70公頃，占0.45%；河流水面10.87公頃，占0.54%；坑塘水面2.5公頃，占0.12；居民點211.79 公頃，占10.58；磚瓦窯及工礦廢棄地11.38 公頃，占0.61%；水工建筑物1.09 公頃，占0.05；閑散地6.91 公頃，占0.35；灘涂44.87公頃，占2.24；未利用地23.06 公頃，占1.16。）項目區(qū)分片現(xiàn)狀情況詳見附表。（2）權(quán)屬項目區(qū)共涉及臥龍區(qū)青華鎮(zhèn)的的3個行政村。項目區(qū)土地詳查和確權(quán)工作已經(jīng)完成，土地權(quán)屬明確，界線清楚，權(quán)屬性質(zhì)均為集體所有，無權(quán)屬糾紛問題。1.4.2 土地適宜性評價土地利用適宜性評價指標表（1-1） 土地利用適宜性指標評價因素宜耕指標自然坡度25土層厚度50厘米土壤質(zhì)地石礫含量15%地下水位1米經(jīng)分析，青華鎮(zhèn)西區(qū)的土地完全適宜耕種。1.4.3 土地利用存在的問題（1）產(chǎn)出率低兩片項目區(qū)現(xiàn)有耕地1580.82公頃,園地1.91公頃。由于缺少水利設(shè)施,加上耕作粗放,土地產(chǎn)出率極低.目前項目區(qū)土地缺水少肥,土壤養(yǎng)分不足, 產(chǎn)出率低下。（2）利用率低兩片項目區(qū)現(xiàn)有未利用地85.71公頃,為閑散地、灘涂及未利用地等。項目區(qū)土地利用率79.95%。土地利用率較低主要受經(jīng)濟和自然條件限制。2 水資源平衡分析水資源平衡是一個相對的概念，是指在一定的保證率下的水量供需平衡。根據(jù)區(qū)域均衡法原理，將規(guī)劃區(qū)作為一個儲水整體，計算一年內(nèi)區(qū)域邊界補給或排泄水量，檢查是否平衡，能否滿足灌溉生產(chǎn)的需要。2.1 需水量分析2.1.1 灌溉設(shè)計保證率在進行水資源平衡分析之前，首先確定灌溉設(shè)計保證率。灌溉設(shè)計保證率：灌溉用水量在多年期間能夠得到滿足的概率。一般用設(shè)計灌溉用水量全部獲得滿足的年份占總年數(shù)的百分數(shù)表示。灌溉設(shè)計保證率可按公式（2-1）計算1： （2-1）灌溉設(shè)計保證率是在進行灌溉工程設(shè)計時選定的灌溉保證率，它因各地自然條件、經(jīng)濟條件、種植情況等不同而有所不同，可按我國GB50288灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范中的規(guī)定選取，見下表（21）。表21 灌溉設(shè)計保證率標準參考值灌水方法地區(qū)作物種類灌溉設(shè)計保證率（）地面灌溉干旱地區(qū)或水資源緊缺地區(qū)以旱作物為主5075以水稻為主7080地面灌溉半干旱、半濕潤地區(qū)或水資源不穩(wěn)定地區(qū)以旱作物為主7080以水稻為主7580地面灌溉濕潤地區(qū)或水資源豐富地區(qū)以旱作物為主7580以水稻為主8095噴灌、微灌各類地區(qū)各類作物8595本項目區(qū)屬半干旱、半濕潤地區(qū)，作物種類以旱作物為主，雖然雨量充沛，地下水豐富，但水源水位普遍偏低，所以灌溉保證率不宜太高，依據(jù)土地開發(fā)整理標準，確定灌溉設(shè)計保證率為75%。2.1.2 灌溉定額：參照項目所涉及的村莊目前的種植制度和今后種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，以玉米和冬小麥等兩種典型作物來確定灌溉定額項目區(qū)內(nèi)復(fù)種指數(shù)為2.0，小麥和玉米種植結(jié)構(gòu)比為1:1。根據(jù)中國主要農(nóng)作物需水量與灌溉與臥龍區(qū)農(nóng)業(yè)區(qū)劃得到：在75%灌溉保證率時，小麥凈灌溉定額為：120.7 m3/畝，玉米凈灌溉定額35 m3/畝。2.1.3 灌溉需水量的計算項目區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉需水量可利用下面的公式進行計算2：式中 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總需水量，m3；綜合毛灌溉定額 m3/畝；綜合凈灌溉定額 m3/畝；A灌溉面積 畝；作物種植比例；灌溉水利用系數(shù)，本設(shè)計采用低壓管道灌溉，取0.92。，各種作物的灌水定額。故： 2.1.4 鄉(xiāng)鎮(zhèn)，企業(yè)，及生活用水。在本項目區(qū)中，工業(yè)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水量，及除工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活以外的部門用水量，因并無具體資料，故按灌溉用水量的10%估算3。2.2 供水量分析項目區(qū)所在地的地下水，淺層地下水埋深一般在510米，富水層埋深在3253m，含水層厚度在21米左右，含水層為多層結(jié)構(gòu)含水層，巖性為多層砂及砂礫石層。靜水位58米，動水位1015米。地下水的供水量主要考慮降雨入滲補給量、灌溉回歸水量、河道側(cè)向補給量等。2.3.1 降雨入滲補給量項目區(qū)多年平均降水量值為805.8mm，年降水量相對變率為19.2%，降水量一般集中在6-9月份，占全年降水量的60以上，多為暴雨。全年中，各月降水量以7月份最多，12月份最少，1-4月份降水量遞增，5月份略減，6月份回增，7月份達到全年最高值，8-12月份遞減，12月份降到最低值。對應(yīng)灌溉保證率在75時的雨量為586.5mm。夏季雨量集中，雨熱同期，對農(nóng)作物生長十分有利，具體降水入滲補給可按式（2-2）計算如下：R=0.1PF （2-2）式中： R降雨入滲補給量；P典型年降雨量，為704.4mm（75保證率時）；降雨補給系數(shù)；根據(jù)當?shù)厮牡刭|(zhì)資料取0.23；F項目區(qū)內(nèi)總面積；則：項目區(qū)降水入滲補給量為R=0.10.23704.42002.310.01=324.40（萬m3/年）2.3.2 灌溉回歸補給量規(guī)劃區(qū)內(nèi)渠灌和井灌水均會部分入滲補給地下水，灌溉回歸水量受多種因素影響，因此，一般由當?shù)氐叵滤牡刭|(zhì)資料查得的灌溉回歸系數(shù)，計算灌溉回歸水量，其計算過程如下： （23）式中 灌溉回歸補給地下水量，；灌溉毛水量，；灌溉回歸入滲系數(shù)，根據(jù)南陽市臥龍區(qū)水利區(qū)劃，取0.08。灌溉毛水量取作物總的灌溉需水量，即：2.3.3 河道滲漏補給水量河道補給是影響淺層地下水儲量的因素之一，其具體計算過程可按下式計算：式中 河道側(cè)向滲漏補給量（m3）；K滲透系數(shù)（m/日）；查河南省臥龍區(qū)水利區(qū)劃為7.5；I垂直河流方向的水力坡降；查河南省臥龍區(qū)水利區(qū)劃為0.00518；L河道長度（m）；為礓石河和潦河在項目區(qū)內(nèi)的總長，經(jīng)量算為8035米；M含水層厚度（m）；取21米；T蓄水天數(shù)（天）。T值取210天；故：河道補給量為2.3.3 水資源平衡分析由以上的計算可知，設(shè)計本項目區(qū)可供水量需水量?？梢姡椖繀^(qū)年度水資源供給量大于年度需水量，可以滿足農(nóng)業(yè)灌溉需求。3 土地平整規(guī)劃設(shè)計3.1 規(guī)劃目標（1）通過土地整理，提高土地利用率，改良土壤，提高抗御自然災(zāi)害的能力。（2）通過土地平整和完善田間道路系統(tǒng)，使項目區(qū)達到“田成方，路成框”的效果，既為合理布局各種農(nóng)作物，調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)提供良好的平臺，又能滿足機械化作業(yè)的需要。（3）合理配置灌排系統(tǒng)，增強農(nóng)田水利設(shè)施排灌功能，提高灌溉保證率，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。（4）通過改造中低產(chǎn)田，提高作物產(chǎn)量，增加農(nóng)民收入。3.2 規(guī)劃原則在貫徹“十分珍惜、合理利用土地和切實保護耕地”基本國策的基礎(chǔ)上，本規(guī)劃遵循如下原則：（1）統(tǒng)一協(xié)調(diào)原則根據(jù)土地總體規(guī)劃的要求，確定土地整理規(guī)劃的用途；并與相關(guān)部門的規(guī)劃相協(xié)調(diào)。即土地整理規(guī)劃必須考慮農(nóng)業(yè)、水利、交通、村鎮(zhèn)等部門規(guī)劃，與相關(guān)規(guī)劃有機結(jié)合。（2）優(yōu)化配置原則優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，合理布局和布置各項工程，改善土地利用條件和土地質(zhì)量，提高土地的利用率和產(chǎn)出率。（3）因地制宜原則根據(jù)項目區(qū)的實際情況，因地制宜的確定土地利用的方向、各項工程的規(guī)模及其配置，提高規(guī)劃設(shè)計的可操作性。3.3 土地權(quán)屬調(diào)整該項目區(qū)土地所有權(quán)屬于個集體所有，均由所在各村村民承包使用，為了切實保護土地所有者和使用者的合法權(quán)益，本項目區(qū)的土地所有權(quán)按等面積予以調(diào)整，整理后的耕地一律由各村所屬村民承包經(jīng)營。3.4 耕作田塊規(guī)格在劃分田塊時，以單井控制面積為依據(jù)，結(jié)合項目區(qū)現(xiàn)狀圖，并以公路、河流，以及盡可能地利用鄉(xiāng)、村界和田間小路作為劃分田塊的天然界線。同時，盡可能的使田塊地形規(guī)則。最終把項目區(qū)劃分成81塊田塊。具體劃分見項目區(qū)規(guī)劃圖。3.4.1 灌水定額灌水定額主要由冬小麥拔節(jié)孕穗和抽穗開花期灌溉控制，按式（31）計算： （31）式中 灌水定額，；土壤干容重，取 1.4g/cm3；H土壤計劃濕潤層深度，取0.6m ；田間持水率下限，取14%（質(zhì)量百分比）；田間持水率上限，取22%（質(zhì)量百分比）；則：本項目區(qū)灌水定額為：3.4.2 灌水周期本項目區(qū)在4月上旬至5月上旬為需水高峰時期，灌水周期同樣由冬小麥拔節(jié)孕穗和抽穗開花期灌溉控制，按式（3-2）計算： (32)式中 灌水周期，（天）；灌水定額，為；日最大耗水量，6.5mm/d；則： （天）；為便于劃分輪灌組，取灌水周期為11天。3.4.3 單井控制面積整個項目區(qū)內(nèi)原有部分機井，由于年久失修，同時隨著地下水位的下降，大多無法正常使用，本設(shè)計中不予考慮。灌溉所需機井全部為新修的機井，單井出水量一般在，本規(guī)劃設(shè)計中取作為單井出水量。單井控制面積按式（33）計算 （33）式中 S單井控制面積，畝；Q單井出水量，??；t每天灌水的時間，一般在1220，本設(shè)計取為18；T灌水周期，為11天；m灌水定額，為；灌溉水有效利用系數(shù)，取0.9；則： 取單井控制面積S為178畝。3.5 土地平整土地平整是土地開發(fā)整理過程中一項重要內(nèi)容，土地平整的精度不但影響到整理后的土地質(zhì)量，而且關(guān)系到投資大小與效益問題，土地平整的中心任務(wù)是通過平整，使土地更適宜種植。在進行土地平整工程設(shè)計時，應(yīng)在滿足灌排要求的基礎(chǔ)上，合理調(diào)配土方，盡量做到挖填平衡，同時，要與水土保持、土壤改良相結(jié)合。土地平整應(yīng)盡量依據(jù)自然地形、地勢、合理設(shè)計高程，使挖填土方量最小，還要滿足機械作業(yè)、灌溉和農(nóng)作物耕種的要求。3.7.1 土方平整方案在土地平整的方案選擇中，主要考慮了項目區(qū)的地形地貌以及作物種植要求，盡量使平整工程的土方量最小。根據(jù)1/5000地形圖結(jié)合現(xiàn)場查看分析，項目區(qū)內(nèi)現(xiàn)有耕地比較平坦，滿足耕種灌溉要求，綜合當?shù)厝罕娨庖姡禾锩娓鲗咏?jīng)過數(shù)年努力才能培養(yǎng)成；一旦破壞，對耕作不利，所以現(xiàn)有耕地田塊不進行大面積土方平整。主要對廢棄磚瓦窯取土遺留的深坑、打谷場、廢棄地、閑散地及未利用地等作土地平整。3.7.2 平整土方量計算。（1） 計算方法及過程。平整主要使用散點法。首先選取田塊；讀取田塊內(nèi)多個高程點，與田塊的規(guī)劃高程相比，測點高程大于規(guī)劃高程的是挖方，小于規(guī)劃高程的是填方；計算各點與規(guī)劃高程的差數(shù)作為施工時應(yīng)掌握的挖填深度，根據(jù)公式分別計算出挖填平均深度、挖填方面積、挖填方量。計算方法如下：田面平均高程可以根據(jù)所測點的高程得出： 各測點高程大于平均高程的是挖方，小于的是填方。算出各點與的差數(shù)作為施工時應(yīng)掌握的挖填深度。挖方區(qū)的平均挖深：填方區(qū)的平均填高:式中：挖方區(qū)平均挖深，m；填方區(qū)平均填高，m；m測點讀數(shù)大于的測點數(shù)；L測點讀數(shù)小于的測點數(shù)；測點讀數(shù)小于的各點讀數(shù)之和；測點讀數(shù)大于的各點讀數(shù)之和；則挖方面積： 填方面積 ： 式中：測量地塊總面積。則挖方量： ；填方量： ；（2）計算過程說明在選取的典型田塊（3-1）中已知高程點上連線，并在線上分別選取三個點A,B,C利用內(nèi)插法計算各個高程點數(shù)值如下：A=119.27；B=118.73；C=119.28；典型田塊說明圖 圖（3-1）在田塊中選取的五個點的高程分別為：，；田面平均高程為：平均挖深：；平均填深：；挖方面積：；填方面積：；挖方量： 填方量： 具體各田塊土地整理土方量計算見表（3-1）土地整理結(jié)果統(tǒng)計表 （3-1）項目區(qū)土地平整工程量計算表田塊編號地面參數(shù)挖填方平均深度挖填方面積挖填方土方量田塊各高程點數(shù)值田塊設(shè)計高程挖方總高程填方總高程田塊面積挖方平均深度填方平均深度挖方面積填方面積12119.3 118.88 238.30 356.10 103600 0.27 0.18 41440 62160 11189 118.7 118.6 118.8 119.0 13119.4 119.16 357.95 237.83 108925 0.16 0.24 65355 43570 10500 119.1 119.3 118.7 119.3 17119.7 119.22 358.40 237.70 75850 0.25 0.37 45510 30340 11226 119.3 118.7 119.0 119.4 18120.3 119.72 240.20 358.40 117150 0.38 0.25 46860 70290 17807 119.9 119.3 119.5 119.6 19119.6 119.14 358.40 237.30 114275 0.33 0.49 68565 45710 22398 119.3 118.3 119.0 119.5 34116.4 116.94 351.60 233.10 107875 0.26 0.39 64725 43150 16828 117.0 117.4 116.7 117.2 45116.3 115.98 348.50 231.40 113575 0.19 0.28 68145 45430 12720 115.6 115.8 116.2 116.0 46116.1 115.80 232.30 230.90 111025 0.35 0.35 55512 55513 19429 115.5 115.4 116.2 115.8 49-2118.7 117.56 354.80 233.00 38375 0.71 1.06 23025 15350 16271 118.1 118.0 117.0 116.0 60115.1 114.96 345.40 229.40 104400 0.17 0.26 62640 41760 10858 114.5 114.9 115.3 115.0 64113.0 113.72 228.80 339.80 112575 0.68 0.45 45030 67545 30620 113.1 113.7 114.6 114.2 76112.1 113.00 340.00 225.00 109025 0.33 0.50 65415 43610 21805 113.2 112.9 113.3 113.5 合計12塊195,944.28 平均16328.69 注：其他田塊因比較平整，為了不損壞原有的土地狀況，只對其進行小范圍的平整，其工程量以已整理的田塊的10%進行估算即其他田塊的土方量為：1632810%=1632.8（m3）4 灌溉管網(wǎng)工程設(shè)計對于低壓管道灌溉系統(tǒng)，首先根據(jù)灌水定額和單井出水量確定單井控制面積，由此確定機井布局，選擇適宜的管網(wǎng)布置形式；4.1 管網(wǎng)布置原則與要求（1）應(yīng)使輸配水管網(wǎng)總長度最短，管道順直，水頭損失小，總造價低而管理運用方便。（2）輸配水地埋固定管應(yīng)盡可能布設(shè)在堅實的地基上，盡量避免填方區(qū)以及可能發(fā)生滑坡或受山洪威脅的地帶。（3）根據(jù)水源和灌溉田塊的情況，輸配水管網(wǎng)，在平原地區(qū)可采用環(huán)狀管網(wǎng)或樹枝狀管網(wǎng)，其各級管道應(yīng)盡可能采取兩側(cè)分水布置形式；并盡量減少管道起伏。（4）輸配水管網(wǎng)的進口設(shè)計流量和設(shè)計壓力應(yīng)根據(jù)灌溉管道系統(tǒng)所需要的設(shè)計流量和大多數(shù)輸配水管道進口所需的設(shè)計壓力確定。若局部地區(qū)供水壓力不足，而提高全系統(tǒng)工作壓力又不經(jīng)濟時，應(yīng)采取增壓措施。（5）輸配水管網(wǎng)各級管道進口必須設(shè)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(yīng)設(shè)置一個節(jié)制閥。管道最低處應(yīng)設(shè)置退水閥，各用水單位都應(yīng)安設(shè)獨立的配水口和閘閥，并應(yīng)裝設(shè)壓力和流量的計量裝置。在水泵出水口閘閥的下游，以及可能產(chǎn)生水錘負壓或水柱分離的管道處，應(yīng)安裝進氣閥；在管道的駝峰處或管道最高處應(yīng)安裝排氣閥；在水泵逆止閥的下游或閘閥的上游管道處應(yīng)安裝防止水錘的防護裝置。（6）應(yīng)盡可能發(fā)揮輸配水管網(wǎng)綜合功能，使輸配水管網(wǎng)的效益達到最高。4.2 選擇管網(wǎng)的依據(jù)（1）節(jié)水效益顯著使用管網(wǎng)輸水一般可比明渠節(jié)水30%-50%，并可防止因渠系滲水而導(dǎo)致土壤鹽堿化，沼澤化和冷浸田等的發(fā)生。（2）土地利用率高由于灌溉管道系統(tǒng)輸配水管網(wǎng)大部分或全部都埋設(shè)在地下，因此比明渠系可少占10%左右的耕地，提高了土地的利用率，擴大了有效灌溉面積，同時還方便了交通。（3）適應(yīng)性強便于實現(xiàn)自動化。灌溉管道系統(tǒng)運用靈活方便，容易調(diào)節(jié)控制和實現(xiàn)自動化；可適用于各種地形；不會影響機耕和田間管理，并便于與施肥施農(nóng)藥等相結(jié)合（4）輸水速度快，灌溉效率高灌溉管道系統(tǒng)一般比明渠系的灌溉效率可提高一倍以上，用工減少50%以上。（5）維修養(yǎng)護省工、省時、管理方便（6）灌水及時，作物增產(chǎn)增收效果顯著利用管道輸配水和灌水，不僅減少了水量損失和浪費而擴大灌溉面積或增加灌水次數(shù)，而且還因輸水迅速而有利于向作物適時適量地供水和灌水，從而有效地滿足了作物的需水要求，提高作物單位水量的產(chǎn)量和產(chǎn)值。4.3 管網(wǎng)的布置形式根據(jù)水源位置、控制范圍、地形條件、田塊形狀和作物種植情況等，輸配水管網(wǎng)可布設(shè)成樹枝狀、環(huán)狀和混合狀3種類型。本設(shè)計中采用樹枝狀管網(wǎng)。樹枝狀管網(wǎng)一般由干、支、毛管組成，并逐級向下級管道配水，其管線如同樹枝狀。特點是：管線總長度較短，構(gòu)造簡單，投資較低，所以目前大多數(shù)農(nóng)田灌溉輸配水管網(wǎng)均采用這用形式。本項目區(qū)田塊多為矩形和兩邊平行的四邊形，管網(wǎng)布置為樹枝狀，采用干、支兩級管道。根據(jù)機井的位置和田塊的形狀，項目區(qū)管網(wǎng)的布置形式多采用“王”字形和“工”字形，取出水口間距為75m，取兩條支管間距為100m，具體布置形式見圖（41）典型田塊管網(wǎng)布置圖 （4-1）4.4 管網(wǎng)流量的推求4.4.1 確定灌水制度管道的工作制度就是管道的輸水工作方式，分為輪灌和續(xù)灌兩種。在一次灌水延續(xù)時間內(nèi)，自始至終連續(xù)輸水的管道稱為續(xù)灌管道，這種輸水工作方式稱為續(xù)灌；同一級管道在一次灌水延續(xù)時間內(nèi)輪流輸水的工作方式叫做輪灌，實行輪灌的渠道稱為輪灌管道。本項目中采用分組輪灌工作制度。4.4.2 劃分輪灌組（1）輪灌劃分原則：輪灌編組應(yīng)有一定的規(guī)律，應(yīng)便于管理和農(nóng)事田間管理；各輪灌組的流量應(yīng)接近，以使整個管道系統(tǒng)的流量保持在最小的變動范圍內(nèi)；輪灌組內(nèi)同時工作的管道應(yīng)靠近，以便于控制和管理；輪灌組劃分應(yīng)有利于管道設(shè)備利用率的提高和水頭損失的降低；每一輪灌組各管道的流量之和要與上一級管道供給的流量相適應(yīng)；盡量照顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和群眾習(xí)慣，要便于調(diào)配勞力和組織灌水；（2）具體灌溉方式見下表41輪灌方式分組表 表41管網(wǎng)布置形式輪灌組同時工作的支管號同時工作的出水口號灌水持續(xù)時間“王”字形第一組一，二，三12.5天第二組一，二，三22天第三組一，二，三32天“工”字形第一組一，二11.75天第二組一，二21.5天第三組一，二31.5天第四組一，二41.5天4.5 管道設(shè)計4.5.1 管道流量計算以典型田塊為例進行說明見圖（4-2）管網(wǎng)流量計算說明圖 （4-2）管網(wǎng)中某一級管道的凈流量可按式（4-1）計算：式中： 管道設(shè)計流量，；設(shè)計灌水定額，m=44.82=67.23mm；管道控制的灌溉面積，；灌水周期，11天；每天灌水的時間，18；管道水有效利用系數(shù)，一般在0.950.98，本規(guī)劃設(shè)計取0.98；（2）管網(wǎng)中某一級管道的設(shè)計流量按下式計算： 式中： 管道設(shè)計流量，即毛流量，；管道水利用系數(shù)，取0.98。具體的各級管道的流量見附表：（4-4）4.5.2 管型選擇（1）管材的選擇管道是灌溉管道系統(tǒng)的主要組成部分，用量大，一般其投資都占到總工程投資的一半以上，故對工程質(zhì)量和造價以及效益的發(fā)揮有著決定性的影響。因此，進行灌溉管道系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計時，不僅要考慮當?shù)毓鄥^(qū)的條件及管道灌溉的要求，同時還應(yīng)慎重選用經(jīng)濟適用而質(zhì)優(yōu)的管材。本規(guī)劃設(shè)計中，選擇化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性能好，管道內(nèi)壁光滑，阻力系數(shù)較小，便于施工安裝和維修，且被廣泛使用的硬聚氯乙烯（PVC-U）管，作為項目區(qū)輸水的地埋固定暗管。（2）管徑的確定確定管網(wǎng)中各級管道或各管段的直徑是管網(wǎng)設(shè)計的主要任務(wù)，一般先根據(jù)各種管材的適宜流速及經(jīng)驗初選管徑，然后進行水力計算校核水頭損失是否合理，經(jīng)反復(fù)試算，最后選定符合市場生產(chǎn)規(guī)格標準的管徑。通常初選管徑可按式（4-2）計算 （4-2）式中： D管道內(nèi)徑，m；Q設(shè)計流量，m3/s；V管內(nèi)流速，m/s；圓周率，取3.1416.為防止管網(wǎng)產(chǎn)生水錘，或發(fā)生淤積，管內(nèi)流速不得高于2.5-3.0m/s,也不得小于0.5m/s。經(jīng)濟流速是指管道造價較低以及其運行費用也較低的適宜流速值，應(yīng)根據(jù)當?shù)毓懿膯蝺r和動力價格分析確定。不同管徑，其經(jīng)濟流速不相同，一般大直徑管道的經(jīng)濟流速大于小直徑管道的經(jīng)濟流速。在缺乏分析資料時，可考慮直徑100-250mm的管道，采用經(jīng)濟流速0.7m/s左右；直徑300-600mm的取1.0m/s左右；直徑700-800mm的取1.2m/s左右；直徑900mm以上的管道，經(jīng)濟流速可選用1.3m/s左右。低壓管道系統(tǒng)中，管網(wǎng)及管道內(nèi)的流速一般控制在0.4-1.8，各種管材的適宜流速可參考表（4-2）。低壓管道輸水流速值 表42管材混凝土管石棉水泥管水泥砂管等硬塑料管地面移動軟管鋼筋混凝土管鋼絲網(wǎng)水泥管適宜流速（）0.51.00.71.30.40.80.61.50.40.80.81.50.81.4本規(guī)劃設(shè)計中，按硬塑料管取經(jīng)濟流速為取0.8。在“工”字形和“王”字形的管網(wǎng)布置形式中，由于干、支管中通過的流量均相等，故取各干、支管管徑相同，按市場生產(chǎn)規(guī)格，最終選擇重型硬聚氯乙烯（PVC-U）管，作為本規(guī)劃設(shè)計的低壓輸水管道。具體規(guī)格見附表（4-4）4.6 管網(wǎng)水力計算4.6.1 沿程水頭損失的計算本設(shè)計中采用的管道為硬塑料管，其沿程水頭損失可按式（4-3）計算： （4-3）式中 沿程水頭損失，；與沿程阻力有關(guān)的系數(shù)；流量，按較不利流量取值。流量指數(shù)；管道內(nèi)徑；管徑指數(shù)；管道長度，；其中，硬聚氯乙烯（PVC-U）管的值見下表4-3。硬聚氯乙烯（PVC-U）管的值 表4-3管材（； ）備注硬聚氯乙烯（PVCU）0.9481.774.77光滑紊流，水溫10管道長度L取“王”字形和“工”字形管網(wǎng)布置形式中，一個輪灌組同時工作的所有支管長度與干管長度之和的較不利值。其管長分別為：則：考慮到塑料管埋沒于地下，局部起伏，以及管節(jié)連接間難以平直，要增加部分水頭損失，故計算得出的hf應(yīng)乘以系數(shù)1.2為宜。則加大以后的沿程水頭損失為：4.6.2 局部水頭損失的計算局部水頭損失一般均以流速水頭乘以局部水頭損失系數(shù)表示。對于管道的總局部水頭損失則等于管道上所有各局部水頭損失之和，在管道設(shè)計的規(guī)劃設(shè)計初級階段，為簡化局部水頭損失計算，通?？扇⊙爻趟^損失的10%-15%予以估算。本規(guī)劃設(shè)計中取為沿程水頭損失的10%進行估算。則： 4.6.3 管網(wǎng)入口設(shè)計壓力管網(wǎng)入口是指管網(wǎng)系統(tǒng)干管進口，在采用潛水泵或深井泵的井灌區(qū)，管網(wǎng)入口在機井出口處。為滿足管道灌溉要求，管網(wǎng)首部