高標準農(nóng)田工程設計及概算編制的相關(guān)問題

1、高標準農(nóng)田項目工程設計及概算編制講解高標準農(nóng)田建設的規(guī)劃就是從技術(shù)上說明：為什么要建？要建什么？建在什么地方？要建多大？要花多少錢？效益多少？水資源夠不夠？高標準農(nóng)田建設工程設計就是要說明：選型的實用性、合理性；設計的安全性、經(jīng)濟性、科學性。高標準農(nóng)田建設的工程概算就是要說明：工程造價的真實性、科學性。一、關(guān)于項目區(qū)水資源平衡分析高標準農(nóng)田建設項目區(qū)的水資源平衡分析是項目立項審查的重要部分，因為水資源是高標準農(nóng)田建設必不可少的自然資源。如果水資源不足，建設再多、再大的灌溉工程也是與事無補的，只會成為擺設，浪費國家人力財力，由此可見，項目區(qū)水資源平衡分析是高標準農(nóng)田建設立項論證的一個十分重要的環(huán)

2、節(jié)。 高標準農(nóng)田建設項目區(qū)的水資源平衡分析是一個十分為難的事。理論上，水資源平衡分析只能對一個封閉的流域、灌區(qū)或有充分水文資料的省、縣（市）地域。而高標準農(nóng)田建設項目區(qū)往往區(qū)域較小，既不封閉，又缺乏相應的水文資料，在這樣的情況下，要進行水資源平衡分析困難較大。江蘇省一般不缺水，但淮北地區(qū)、沿海地區(qū)、丘陵山區(qū)及高亢的高沙土地區(qū)還是存在水資源不足的狀況，要慎重選擇高標準農(nóng)田建設項目區(qū)，更要慎重進行水資源平衡分析。1、水資源平衡單元（平衡區(qū)）水資源平衡分析是針對一個給定的區(qū)域而進行的不同水平年狀況下的來用水平衡計算。由于不同地理條件的水資源具有不同的特點，所以同一區(qū)域也可以劃分為若干個平衡單元。應根

3、據(jù)項目區(qū)所在區(qū)的水文特性確定?？紤]到水文資料的局限性，為了方便進行水量平衡分析，可以采用以下方法：（1）以全縣為平衡單元：摘錄縣水資源平衡報告相關(guān)數(shù)據(jù)。（2）以大中型灌區(qū)為平衡單元：摘錄項目所在的大中型灌區(qū)供需水量分析。（3）以項目區(qū)為平衡單元：自己計算供水、需水量。但需要注意的是，以全縣或大中型灌區(qū)為平衡單元進行的水資源平衡分析，由于區(qū)域大，加之水資源的全區(qū)域平衡性，所以往往水資源平衡結(jié)論達不到高標準農(nóng)田建設的灌溉設計保證率90%以上的要求。需要補充說明。2、水資源平衡計算的水平年針對未來可能遭遇的不同來水水平年進行平衡分析：25%（豐水年）、50%（平水年）、75%（一般干旱年）、95%（

4、特殊干旱年）。也可以直接針對項目區(qū)的灌溉設計保證率水平進行平衡分析。3、水資源可利用量估算地區(qū)總水資源量=地表水資源量+地下水資源量重復計算量。地表水資源量=本地徑流量+區(qū)外來水量（凈）。 地表水資源量包括不可以被利用水量和不可能被利用的水量。水資源可利用量是指在可預見的時期內(nèi)，在統(tǒng)籌考慮河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境和其它用水的基礎上，通過經(jīng)濟合理、技術(shù)可行的措施，在流域（或水系）水資源總量中，可供河道外生活、生產(chǎn)的一次性最大水量（不包括回歸水的重復利用）。W水資源可利用量W水資源總量W最小生態(tài)環(huán)境需水量W洪水棄水一般采用： W水資源可利用量K利用系數(shù)·W水資源總量 進行估算。也可以直接采用項目區(qū)

5、各村的取水許可證的數(shù)據(jù)，按照面積分攤。4、需水量估算主要考慮農(nóng)業(yè)需水、非農(nóng)業(yè)用水和生態(tài)環(huán)境用水三大部分。農(nóng)業(yè)需水則與自然界的水文氣象條件有密切的聯(lián)系。農(nóng)業(yè)灌溉用水一般是由灌水率、灌溉制度、灌溉面積、灌溉水利用系數(shù)來計算的。（1）灌水率 灌水率又叫灌水模數(shù)，是指灌區(qū)單位面積上所需灌溉的凈流量，單位為m3/s·萬畝，用符號q表示。 式中：為第i種作物種植比例（）；為第i種作物灌水定額（m3/畝），可按各作物峰量用水期灌水定額進行計算；為同時種植作物種類數(shù)；T為灌水周期（天）；t為每天灌水小時數(shù)，泵站灌區(qū)按1822小時、自流灌區(qū)按24小時計。大中型灌區(qū)一般根據(jù)設計標準通過灌溉制度推求灌水率

6、。而小型機電灌區(qū)由于水稻泡田期是用水量的時期，可以直接用水稻泡田期用水量來推求。一般水稻泡田定額為：粘土地區(qū)6080m3/畝、壤土地區(qū)80100m3/畝、沙土地區(qū)100120m3/畝。旱作物一般可按生育期最大灌水定額3050m3/畝 計。水稻泡田期是用水最緊張時期，灌水周期T一般取泡田期，大中型灌區(qū)715d；小型灌區(qū)35 d。（2）灌溉水利用系數(shù) 灌溉水利用系數(shù)：田間用水凈流量與渠首引水總流量之比。 ； 灌溉面積（萬畝）。現(xiàn)狀灌溉水利用系數(shù)、規(guī)劃灌溉水利用系數(shù)（3）灌溉定額 灌溉定額：作物全生育期各次灌水定額之和。（4）灌溉用水量W 凈灌溉用水量： A某種作物種植面積。毛灌溉用水量： 比較小，

7、有所提高，所以規(guī)劃建設后，毛灌溉用水量會有所減少，兩者的差即為項目建設后的節(jié)約用水量，從而項目區(qū)灌溉保證率會有所提高。非農(nóng)業(yè)需水量主要為項目區(qū)內(nèi)工業(yè)用水、村鎮(zhèn)居民生活用水及養(yǎng)殖業(yè)用水。項目區(qū)主要為高標準農(nóng)田建設區(qū)，所以可以忽略不計非農(nóng)業(yè)需水量。生態(tài)環(huán)境用水是為了維護水體生態(tài)平衡，區(qū)域內(nèi)河道應維持生態(tài)環(huán)境正常平衡所需要的基本水量。該部分水量可采用河流枯水期平均水量代替。但由于水資源可利用量中已經(jīng)考慮了保持這部分水量，所以可不再考慮生態(tài)環(huán)境用水量。5、水資源平衡需水量與水資源可利用量進行比較。應滿足高標準農(nóng)田建設標準的需要。6、水質(zhì)分析灌溉水水質(zhì)的好壞，也直接影響到高標準農(nóng)田建設。灌溉水的水質(zhì)應滿

8、足農(nóng)田灌溉水質(zhì)量標準（GB5084-2005），需要當?shù)刈罱臋z測數(shù)據(jù)資料支撐。二、工程類型與工程設計（一）、工程分類1、按照建筑物作用分類（1）灌溉工程： 1）水源工程：塘、壩、井、庫、灌溉站； 2）輸水工程：渠道、管道（低壓管灌、噴微灌等）； 3）渠系配套建筑物工程：引水閘、分水閘、節(jié)制閘、渡槽、倒虹吸、涵洞、跌水、陡坡、橋梁等； 4）田間建筑物工程：放水口、下田便橋等； 5）量水建筑物工程：量水槽、量水堰等。（2）排水工程 1）降漬：地下降漬暗管； 2）排水：溝道、河道、排澇站； 3）排水配套建筑物：排水閘、節(jié)制閘、渡槽、倒虹吸、涵洞、跌水、陡坡、橋梁等。（3）水土保持工程 梯田、護坡、

9、丁壩、淤地壩等。（4）防洪工程 堤防、圩口閘（防洪閘）、撇洪溝、水庫等。2、按照建筑物類型分類： 1）閘：圩口閘（防洪閘）、引水閘（進水閘）、分水閘、節(jié)制閘、排水閘（泄水閘）等；2）站：灌溉站、排澇閘、灌排結(jié)合站；3）橋：T型梁橋、板梁橋、箱梁橋等；4）涵：方涵、圓涵；5）壩：攔水壩、滾水壩、淤地壩、丁壩等；6）渠：干、支、斗、農(nóng)；U型、梯形；7）溝：干、支、斗、農(nóng)；排水溝、撇洪溝； 圖1 典型灌排系統(tǒng)圖8）渡槽：管、矩形、U型9）跌水，等（二）、灌排泵站工程1、泵站規(guī)模確定（1）灌溉泵站 由設計灌水率q計算泵站設計流量 ： ； A泵站灌溉控制面積（萬畝）。（2）排澇泵站由設計排澇模

10、數(shù)M計算泵站設計流量 ： ； M設計排澇模數(shù) 。F泵站排澇控制面積（）。推求出設計排澇流量后，根據(jù)澇水匯集情況，可設1座排澇站或多座排澇站，使總排澇流量不變。 其中，設計排澇模數(shù)M的計算如下：1）圩區(qū)平均排除法： 其中：水田 ； ； 旱田 ； 為徑流系數(shù)； 水面 ； T規(guī)定排澇時間（天）；主要根據(jù)作物允許耐淹歷時確定；水田：一般1日暴雨12天排除；旱田：耐淹較差，相對較短。水泵每天開機時間（小時），一般1822h。設計暴雨量，mm。江蘇一般采用日雨200mm兩日排出。2）平原區(qū)平原區(qū)設計排澇模數(shù)經(jīng)驗公式： 式中：M設計排澇模數(shù)（ m3/s·km2）；R設計暴雨產(chǎn)生的徑流深（

11、mm）;F設計控制的排水面積（km2）；綜合系數(shù)（反映降雨歷時、流域形狀、排水溝網(wǎng)密度溝底比降等因素）；m峰量指數(shù)（反映洪峰和洪量關(guān)系）。n遞減指數(shù)（反映排澇模數(shù)與面積的關(guān)系）。經(jīng)驗公式法適用集水面積較大的排水溝和河道的排澇設計。江蘇省蘇北平原區(qū)參數(shù)、m、n值見表1。表1 蘇北平原區(qū)K、m、n值區(qū)域適用范圍（km2）mn設計暴雨歷時(d)蘇北平原區(qū)101000.02561.00-0.1831006000.03351.00-0.24360060000.04901.00-0.303（3）灌排結(jié)合泵站要考慮排澇流量與灌溉揚程進行選泵，在出水池分設灌、排兩座控制閘，以便灌、排調(diào)配。由于排澇流量往往較大

12、，考慮灌溉流量與揚程，建議分設2臺排澇泵，灌溉時可以使用其中1臺；否則，用排澇流量去灌溉，渠道將很大。2、水泵選型（1）水泵設計揚程水泵設計流量Q確定后，應根據(jù)泵站所在位置的進水池水位、出水池水位差計算水泵凈揚程（），再根據(jù)水泵管路損失（），推算出水泵設計揚程。可以據(jù)此選擇適宜的水泵。查水泵樣本，選擇位于高效區(qū)內(nèi)運行的泵型。（2）水泵類型常用的泵型有離心泵、混流泵、軸流泵、潛水電泵等。1）離心泵又分：單級單吸離心泵（IS型），其口徑一般為12.5200mm，流量為4.5360m3/h，揚程8-100m，具有小流量、高揚程特點，適用于丘陵山區(qū)小型灌區(qū)和噴、滴灌區(qū)；雙吸離心泵（S、SH型）（單級、

13、雙吸中開式離心泵），其口徑一般為1501200mm，流量0.036.5m3/s（10823400 m3/h），揚程10140m，具有流量較大、揚程較高、檢修方便的特點，廣泛應用于丘陵山區(qū)和高地的灌溉提水。2）混流泵（HW、HB型）混流泵是介于離心泵與軸流泵之間的一種泵型，揚程適中，流量較大，高效區(qū)范圍寬，結(jié)構(gòu)簡單，安裝維修方便，重量輕，價格較低，與軸流泵相比，泵房投資省，施工安裝容易，是平原和丘陵崗地區(qū)優(yōu)選泵型。如常用的HW混流泵，其口徑300800mm，流量0.122.2 m3/s，揚程422m。3）軸流泵（ZLB型）軸流泵是一種低揚程、大流量的泵型，中小型軸流泵口徑為3501400mm，流

14、量0.25.0 m3/s，揚程37m。多用于圩區(qū)排澇、圩區(qū)灌溉。4）潛水電泵（QZB、QW、QJ型）潛水電泵是將電機和水泵組合成一體，具有體積小，重量輕，移動安裝方便的特點，它不需另建機房，可大大節(jié)省泵站土建投資。大口徑潛水電泵是開發(fā)的新泵型，已從350800mm發(fā)展到9001400mm，流量范圍達0.26 m3/s，揚程范圍1.59m。3、泵站的組成泵站工程分為泵站機電設備和配套建筑物兩大組成部分。（1）機電設備 水泵機組（主機組）：水泵機組包括水泵、動力機和傳動裝置。 抽水裝置：水泵及進出水管流道組成水泵裝置。抽水裝置由水泵、動力機、傳動設備、管（流）道及各種附件組成。 電氣設備：電氣設備

15、包括變電、配電和用電設備，是電力泵站不可缺少的設備，主要起改變電壓、分配電能和控制保護作用。 輔助設備：包括供油、供氣、供水、排水、抽真空、斷流以及起重、安裝、檢修、通風、采光、清污、檢測等設備。（2）樞紐建筑物泵站樞紐由進水建筑物、泵房、出水建筑物等主體工程及附屬建筑物組成。 進水建筑物：取水建筑物、引水建筑物、前池、進水池、進水流道等。 泵房：泵房是安裝主機組、電氣設備及輔助設備的建筑物，是主體工程。 出水建筑物：出水管（流）道、出水池、輸水渠（管）及控制建筑物等。 附屬建筑物：包括變電站、交通建筑物、管理設施等。4、泵房與進出水建筑物（1）泵房泵房是安裝水泵、動力機、輔助設備、電氣設備等

16、的建筑物。泵房的類型：固定式泵房按基礎和泵房下部結(jié)構(gòu)形式分為分基型、干室型、濕室型和塊基型。移動式泵房又分為泵車和泵船。 分基型泵房分基型泵房的主要特點是水泵機組的基礎和泵房的基礎分開，屬單層結(jié)構(gòu)。圖2 臥式機組分離型泵房1水泵；2閘閥；3進水管 干室型泵房當根據(jù)水泵安裝高程所確定的泵房底板高程較低時，為了防止水進入泵房，可將泵房的部分墻體與底板整體澆筑，從而形成一個干燥地下室，即干室型泵房。 圖3 立式機組干室型泵房 圖4 臥式機組干室型泵房1出水閘閥；2可控逆止閥；3漸擴管；4水泵；5偏心漸縮管；6檢修閘閥 濕室型泵房濕室型泵房是將進水池設于泵房下部，在電機層以下形成一個充水的地下室。圖5

17、 軸流泵機組濕室型泵房 塊基型泵房大型水泵機組多采用進水流道進水。塊基型泵房是將水泵基礎、泵房底板和進水流道澆筑在一起，形成一個塊狀的整體。圖6 堤身式塊基型泵房（2）進水建筑物進水池：進水池的作用是保證水泵有良好的吸水條件，要求進水池中水流平穩(wěn)、流速均勻、無漩渦、無回流。進水池的邊壁形式有矩形、多邊形、半圓形、圓形、馬鞍形和蝸殼形6種，如圖7所示。在工程實踐中，由于矩形邊壁便于施工，所以在中小型泵站中采用較多。 （a）矩形 （b）多邊形 （c）半圓形 （d）圓形 （e）馬鞍形 （f）蝸殼形圖7 進水池的邊壁形式圖8 進水池各部分尺寸進水池的池長L、池寬B，喇叭口懸空高度F、喇叭口淹沒深度E、

18、后墻距G、邊墻距b等各部分尺寸對水流流態(tài)、水泵裝置效率以及工程投資有直接影響。泵站設計規(guī)范GB/T50265推薦進水池各部分尺寸。進水池的水下容積可按共用該進水池的水泵3050倍設計流量確定。（3）出水建筑物出水池：出水池是連接出水管道和干渠的出水建筑物主要起消能穩(wěn)流作用，將出水管道的水流平順均勻地引人干渠中。根據(jù)進水與出流方向不同，出水池可分為正向出水、側(cè)向出水及多向出水形式。如圖9所示。（a）正向出水 （b）側(cè)向出水 （c）多向出水圖9 出水池形式5、潛水泵站 潛水泵是近年來應用比較多的一種泵型，因為其啟動方便，結(jié)構(gòu)簡單，施工與安裝都不復雜，可不設泵房或泵房設置地點靈活，造價低。 （a）潛

19、水泵傾斜安裝 （b）潛水泵垂直安裝 圖10 潛水泵站形式（三）水閘水閘是一種既擋水又泄水的低水頭水工建筑物，通過閘門的啟閉來控制水位和流量。在農(nóng)業(yè)水利工程中應用很廣。1、水閘的規(guī)模確定（1）設計排水量 由設計排澇模數(shù)M計算水閘的設計流量 ： ； M設計排澇模數(shù) 。F河（溝）道匯水面積（）。（2）閘門總凈寬閘孔尺寸按無坎寬頂堰流量公式計算：即：式中：Q過閘流量；淹沒系數(shù)；側(cè)收縮系數(shù)；m無側(cè)面收縮的流量系數(shù)；B閘門總凈寬；H0行近流速的堰上水頭。由設計上、下游水位確定。（3）閘孔凈寬 根據(jù)現(xiàn)狀河道口寬、閘門總凈寬，確定孔數(shù)（一般為單數(shù)），從而確定閘孔寬度，設計閘門與啟閉設備。2、水閘的類

20、型水閘的類型較多，按其功能不同，分為以下6類：圖11 水閘的類型1-河道；2-進水閘；3-干渠；4-支渠；5-分水閘；6-節(jié)制閘；7-攔河閘；8-排水閘；9-擋潮閘；10-堤防（1）進水閘通常建在河道、湖泊、水庫的岸邊，用以控制進入引水干渠的流量。又因進水閘位于渠首，所以也稱為渠首閘；位于次級渠道（支流、斗渠）的首部，則稱為分水閘、斗門。（2）節(jié)制閘為了灌溉、通航等需要，橫跨河流或渠道上建閘，用以控制閘前水位和過閘流量，這類水閘稱為節(jié)制閘。河道上節(jié)制閘也稱為攔河閘。渠道上的節(jié)制閘，常建在支、斗渠分水口的下游，用以抬高閘前水位，滿足下一級渠道引水要求。 （3）排水閘排水閘常建在圩區(qū)低洼地區(qū)排水渠

21、道末端，用以排除低洼地區(qū)的積水。在外河水位高于內(nèi)河水位時，關(guān)閘擋水，防止外水倒灌，在枯水期則關(guān)閘蓄水或引外河水灌溉。（4）擋潮閘濱海地區(qū)為了防止海潮倒灌入內(nèi)河（排水河），常在海岸穩(wěn)定的內(nèi)河出口處修建擋潮閘。（5）套閘套閘是一種小型簡易的船閘。3、水閘的組成水閘由上游連接段、閘室段、下游連接段三部分組成。（1） 上游連接段上游連接段包括上游翼墻、鋪蓋、護底、上游防沖槽及上游護坡等五個部分。（2） 閘室段閘室包括底板、閘墩、邊墻、岸墻、閘門、工作橋及交通橋等。（3） 下游連接段下游連接段通常包括下游翼墻、消力池、海漫、下游防沖槽及護坡等五個部。圖12 開敞式水閘上游連接段；閘室；下游連接段1-塊石

22、護底、護坡；2-鋪蓋；3-上游翼墻；4-底板；5-邊墻；6-閘門；7-工作橋；8-交通橋；9-消力池；10-海漫；11-下游翼墻；12-下游護坡4、水閘的消能防沖水閘設計上、下游水位差大，出閘水流具有較大動能，會對下游渠道產(chǎn)生有害的沖刷。需要有效消能防沖。（1） 消力池圖13 挖深式消力池 圖14 突檻式消力池小型水閘工程一般采用池深d=0.30.5m，池長L=（35）H（H為閘上游水深）。消力池底板又稱為護坦，應滿足抗沖和強度要求。其厚度可通過計算確定，小型的常采用0.40.6m；在消力池底板后面常布置孔徑為510cm冒水孔、孔距1.01.5m。冒水孔底部應鋪設反濾層，其作用是排水濾土。（2

23、） 海漫和防沖槽經(jīng)過消力池內(nèi)水躍消能后，過閘水流還有部分剩余能量，流速較大，且分布不均勻，因此，在消力池后面應設置海漫和防沖槽。海漫長度一般取上游水深（35）倍或通過水力計算確定。圖15 海漫及防沖槽布置示意圖海漫結(jié)構(gòu)要求表面應是粗糙的，結(jié)構(gòu)本身應是透水的，且具有一定柔性。海漫材料視流速情況而定，一般采用漿砌或干砌塊石筑成，厚度0.30.5m，下鋪設12層1015cm厚砂石墊層。5、防滲排水設計（1） 閘基防滲長度滲流沿閘基不透水地下輪廓（如鋪蓋、板樁、齒墻和底板等）流動的長度L，稱為滲徑長度，又稱防滲長度。為防止地基產(chǎn)生滲透變形，所需要的防滲長度應滿足下述條件，即： 式中：閘基防滲長度，m；

24、上、下游水位差，m；滲徑系數(shù)。表2 滲徑系數(shù)C值表地基類別粉砂、極細砂細砂中砂粗砂中、細砂粗礫夾卵石輕粉質(zhì)沙壤土砂壤土壤土粘土有反濾層913795745342.5379573523無反濾層/4734注：當閘基設板樁時，C值可采用小值。（2）地下輪廓布置地下輪廓布置的原則是上防下導，即在閘底板上游側(cè)設置不透水防滲鋪蓋、板樁齒墻等，用來延長滲徑、截斷滲流、減小閘底板下的滲透壓力，降低滲流出口處的坡降；在底板下游側(cè)護坦底部設置冒水孔，其底部布置反濾層，使?jié)B水盡快排出閘基，并防止產(chǎn)生滲透變形。圖16 粘土地基地下輪廓布置示意圖圖17 有限深砂土地基地下輪廓布置示意圖圖18 無限深地基地下輪廓布置示意圖

25、圖19 粉細砂地基地下輪廓布置示意圖圖20 閘室地下輪廓布置示意圖 單位cm6、閘室結(jié)構(gòu)布置閘室結(jié)構(gòu)一般包括底板、閘墩、胸墻、閘門、工作橋和交通橋等，見圖20。圖21 閘室結(jié)構(gòu)布置圖圖22 底板與閘墩的連接方式（a） 整體式；（b） 分離式圖23 水閘墩頭平面形式（a） 半圓形；（b）三角形；（c）流線形7、兩岸連接建筑物水閘與兩岸連接的建筑物，包括閘室段的邊墩，上、下游翼墻等。小型水閘常用翼墻的平面布置形式有： 圖24 小型水閘上、下游翼墻形式（a） 扭曲面；（b）斜降墻；（c）隔墻加切角；（d）八字墻；（e）隔墻小型水閘的翼墻高度較低，故其結(jié)構(gòu)形式采用重力式較多。（四） 涵洞涵洞是埋在路、

26、渠、溝或堤壩、下面，用來輸水或排水的建筑物。1、涵洞規(guī)格 （1）涵洞直徑D由通過涵洞的設計流量Q確定涵洞洞徑。由于涵洞一般埋設深，所以涵洞基本都為有壓孔流。涵管孔口尺寸D按下式計算：式中： Q過閘流量；c流量系數(shù)，；涵管過水面積，；Z涵洞上、下游水位差。（2）涵洞長度由涵洞穿路的道路寬度及路兩側(cè)的坡度確定。2、涵洞的類型（1） 按涵水流形態(tài)分類：涵洞可分為無壓、有壓。圖25 涵洞流態(tài)（a）無壓涵洞 （b）有壓涵洞（2） 按結(jié)構(gòu)形分類：涵洞可分為管涵、拱涵、箱涵和蓋板涵。圖26 管涵圖27 拱涵圖28 箱涵、蓋板涵（3） 按建筑材料分主要有鋼筋混凝土、混凝土和漿砌石三種。2、涵洞的構(gòu)造涵洞由進口

27、段、出口段及洞身段三部分組成，見圖。圖29 涵洞的構(gòu)造圖30 涵洞進出口形式（a）八字式；（b）錐坡式；（c）扭曲面式出口段型式常與進口段相似、除有胸墻、翼墻外，當出口流速過大時，應采取消能防沖措施。圖31 涵洞洞身（五）渡槽渡槽是輸送水流跨越河渠、道路、山?jīng)_等的架空輸水建筑物。1、渡槽規(guī)格由過渡槽的設計流量Q，計算渡槽的過水斷面。開敞式矩形斷面、U型斷面渡槽采用均勻流公式計算（參照渠道斷面計算）。涵洞形式的封閉有壓管斷面可以參照涵洞計算公式。2、渡槽基本組成渡槽由進、出口段、槽身段支承結(jié)構(gòu)和基礎等部分組成。進、出口長度約為46倍渠道水深，進口段稍短，出口段稍長。槽身是渡槽的主體部分，要求具有

28、較大的過水能力，工程上常采用矩形斷面和U形斷面。圖32 梁式渡槽組成3、渡槽的布置（1）槽址應盡量選擇在地質(zhì)良好、地形有利和施工方便的地方，有利縮短渠線和槽身長度，減少基礎工程量和槽架 高度。進、出口應置于挖方渠段上。（2）跨越河溝的渡槽，槽址應位于河床穩(wěn)定、水流順直的河段，避免在河流彎道上，以防河岸受沖刷，基礎遭破壞。（3）渡槽進出口與槽身的連接，在平面上盡可能成一直線，不 可急劇轉(zhuǎn)彎，使水流發(fā)生偏流，影響渡槽的進、出水條件。 （4）較重要的渡槽，在進口段前還需設置退水閘，這樣， 既保證了渡槽的安全輸水，又給檢修提供了方便。4、 渡槽的水力計算要點渡槽水力計算的主要任務是：確定合理的槽身比降

29、、槽身斷面尺寸；通過水頭損失及水面銜接計算，確定渡槽進、出口高程與連接形式。（六）農(nóng)橋四級公路以下的鄉(xiāng)村道路、田間道路、放牧道路等道路上人行便橋和通行汽車、三輪汽車、低速貨車、拖拉機、畜力車的生產(chǎn)橋統(tǒng)稱為農(nóng)橋。設計時速20km/h，一般為單車道設計。1、農(nóng)橋橋孔布置（1） 橋跨結(jié)構(gòu)1）孔徑。河、溝、渠上的農(nóng)橋孔徑布置應以不影響原斷面過水能力為前提。2）凈空。凈空是指橋上部結(jié)構(gòu)最下緣到設計水位或通航水位之間的距離。無通航要求的河道，橋面梁底至少應高于設計水位0.5m；在通航河道上，橋下凈空應滿足通航要求。（2） 農(nóng)橋的墩、臺橋墩、橋臺一般用漿砌石或混凝土現(xiàn)澆而成，設計時應滿足穩(wěn)定與強度的要求。橋

30、臺多為重力式或樁基式，重力式見圖32。圖33 漿砌石橋臺 圖34 樁式橋墩（預制樁） 圖35 樁式橋墩（灌注樁） 圖36 柱式橋墩（3） 農(nóng)橋的橋面板 圖37 空心板梁橋板 圖38 T型梁橋板圖39 現(xiàn)澆實心板梁橋板2、設計荷載（作用）（1）永久作用。包括農(nóng)橋結(jié)構(gòu)部分的自重、填土重、土壓力、水的浮力等。（2）可變作用。包括人群荷載、農(nóng)業(yè)機械荷載、汽車荷載、汽車荷載引起的沖擊力與制動力、汽車荷載作用在橋臺后填土面時給橋臺的土壓力。橋臺變位荷、漂浮物對橋臺的沖擊力、水流壓力、冰壓力等及溫度作用。汽車引起的沖擊力，即汽車荷載乘以沖擊系數(shù)。對填土厚度（包括路面厚度）大于或等于50cm建筑物，不計沖擊力

31、。汽車剎車時在路面與車輪間產(chǎn)生的摩擦制動力，在設計橋墩、橋臺時應加以考慮。對行車密度較小的農(nóng)橋，制動力可按一輛重車重力的30%計算。（3）偶然作用：汽車撞擊力、地震力等。農(nóng)橋不考慮偶然作用。農(nóng)橋設計標準：公路*0.8。（七）跌水與陡坡跌水與陡坡是灌排系統(tǒng)中常見的連接建筑物。當水流自跌水口出流后，呈自由拋射狀態(tài)，落于下游消力池內(nèi)的稱跌水；當水流自跌水口出流后，受到約束，沿槽身下泄的稱為陡坡。1、跌水基本組成：跌水由跌水口、跌水墻、消力池及出口組成。1） 跌水口工程上常把水流跌落水口縮窄，并采用不同的形狀，盡量使上游水位平穩(wěn)。跌水口有矩形、梯形和抬堰式三種。（見圖）（a） （b） （c）圖40 跌

32、水口型式（a）矩形式；（b）梯形式；（c）抬堰式圖41 跌水縱斷面2）跌水各部分尺寸的確定跌水口陡坡流量和各部分尺寸擬定見有關(guān)水工建筑物參考書。2、陡坡開敞式陡坡分梯形或矩形陡槽。1）基本組成。陡坡由于進口銜接段、陡槽段和出口效能設施三部分組成。圖42 陡坡縱斷面2）陡坡出口消能 陡坡出口消能形式主要淹沒消能、撞擊式消能。（八）襯砌渠道 1、渠道設計流量Q （1）機電灌區(qū)渠道：由水泵設計流量Q，按渠道工作制度逐級向下游分配。 （2）大型自流灌區(qū)渠道：自下而上按照渠道工作制度，逐級向上推求渠道所需要的設計流量。并考慮加大流量（140%）進行渠道設計。 2、渠道防滲材料與防滲厚度表3 渠道防滲材料

33、及防滲結(jié)構(gòu)適宜厚度 2、渠道斷面選擇圖43 防滲渠道斷面形式 江蘇常用渠道斷面形式： 1）梯形（或圓弧底梯形）：大中型渠道。 2）U形：小型渠道。整體性好。3）矩形：丘陵山區(qū)塊石方便的渠道 圖44 現(xiàn)澆U型與梯形渠道斷面 圖45 預制U形與梯形渠道斷面3、渠道斷面設計（1）渠道橫斷面設計1）梯形斷面設計采用均勻流公式進行橫斷面設計，梯形渠道水力最佳斷面（中小型渠道用）水力要素計算公式：對大中型渠道，一般采用實用經(jīng)濟斷面：式中，為水力最佳斷面流速與實用經(jīng)濟斷面流速的比值（1.01.04）。為內(nèi)邊坡；為渠道糙率；查下表。這樣可求得梯形的水深和底寬。2）U形斷面設計 計算公式： 其中： ； 填方渠道

34、，Kr取 1.00.8。 （2）渠道縱斷面設計襯砌渠道不能只注意橫斷面，縱比降是十分重要的參數(shù)。一般縱比降可參考：農(nóng)渠1/10001/2000，斗渠1/30001/5000，支渠1/50001/8000，干渠1/10000。渠道上涵、閘、橋等縮水建筑物需要考慮局部水頭損失（0.050.15m）。由渠末向上游推算渠底高程、渠首水位。式中：典型田面高程（m）；田面與農(nóng)渠設計水位的高差，取0.05-0.1m；沿程損失（m）；局部損失（m）。（九）擋土墻擋土墻是水利工程中最常見的一種工程，它可以單獨作為一種工程存在，如河道、山坡等的護坡；也可以作為工程的一部分存在，如橋臺、閘上下游翼墻、涵洞兩端擋墻等等。 重力式 懸臂式 扶壁式 圖46 擋土墻斷面示意圖滿足抗滑穩(wěn)定、抗傾穩(wěn)定計算要求。（十）丘陵區(qū)塘壩與撇洪溝丘陵區(qū)塘壩與撇洪溝主要受短歷時暴雨洪水影響，需要根據(jù)24小時設計暴雨，進行洪峰計算。1、洪峰計算洪峰流量計算方法較多，有推理公式、瞬時單位線、總?cè)肓鞑坌罘ǖ取＃▍⒄战K省水文手冊1976。）推理公式計算式： 式中：Q設計流量，m3/s；0.278單位換算系數(shù)；i時段降雨強度，mm/h；洪峰徑流系數(shù)，與流域特征參數(shù)L、J及匯流參數(shù)m等有關(guān)。F產(chǎn)水面積，km2；C徑流系數(shù)