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1、2018/10/28,1,灌溉与排水工程设计,2018/10/28,2,第一节 土地开发整理灌溉与排水工程设计的主要内容,一、蓄水、提水工程 二、灌溉输配水系统 三、排水系统 四、田间工程 五、灌排建筑物 六、喷灌系统,2018/10/28,3,第二节 蓄水、提水工程,一、蓄水工程1、蓄水工程的定义土地开发整理项目工程设计涉及的蓄水工程主要是指项目区内或项目区附近有河流通过，利用蓄水设施调蓄河川径流，通过修建塘堰等蓄水工程，对径流进行调节，以解决供需水不相适应的矛盾。2、土地开发整理蓄水工程的主要形式（1）坝：钢筋混凝土溢流坝、石笼潜水坝、橡胶坝。 （2）方塘：坡塘、平塘。,2018/10/2
2、8,4,一、坝工程设计,一、坝定义 坝属于地表水拦蓄工程，对于地表水丰富的地区适宜修建。 二、坝设计 （1）坝位置的选择 （2）坝防洪标准及泄流量的确定 （3）坝结构设计：混凝土、浆砌石 三、坝灌溉系统设计 （1）确定灌溉范围 （2）灌溉方法的选定 （3）灌溉类型的选定 （4）首部枢纽布置,橡胶坝 1、充水式 2、充气式,2018/10/28,5,钢筋混凝土溢流坝剖面,修建拦蓄建筑物一般规模比较大，修建前最应与当地水利设计部门进行方案比较、论证。因为水力边界条件及防洪标准水利部门比较清楚。,2018/10/28,6,二、方塘工程设计,一、方塘定义 方塘属于地表水汇集工程，对于地表水丰富的地区及
3、项目区低洼适宜修建。 二、方塘设计 （1）方塘位置的选择 （2）方塘容积确定 （3）结构设计 三、方塘灌溉系统设计 （1）确定灌溉范围 （2）灌溉方法的选定 （3）灌溉类型的选定 （4）首部枢纽布置 （5）田间管网布置,2018/10/28,7,方塘结构图,2018/10/28,8,方塘提水点剖面图,塘堰是小型蓄水工程，主要拦蓄当地地面径流。一般有山塘和平塘两种。在坡地上或山冲间筑坝蓄水所形成的塘称山塘。在平缓地带挖坑筑堤蓄水所形成的塘称平塘。,2018/10/28,9,（一）大口井1、大口井定义及适用条件2、大口井类型 3、大口井构造,二、提水工程,2018/10/28,10,3.1 大口井
4、下部结构3.1.1 钢筋混凝土结构大口井构造井筒、进水部分、滤料、刃脚 和底盘。3.1.2 砖石结构大口井构造井筒壁、井壁进水结构、滤料等。3.2 大口井上部结构井台、井沿、栏杆等。,2018/10/28,11,钢筋混凝土结构,井筒厚度： 井径小于4米时，井筒壁上部250mm，下部为350400mm; 井径大于4米时，井筒壁上部250300mm，下部为400500mm。,刃脚结构,2018/10/28,12,钢筋混凝土结构大口井剖面图,2018/10/28,13,2018/10/28,14,2018/10/28,15,采用沉井法施工，井筒壁厚可按经验数值选用。 砖石加钢筋砌筑的井筒，井径小于5
5、m时，井筒壁厚上部为240370mm，下部为 470500mm。 井筒材料强度等级应采用：砖大于M7.5 。,2018/10/28,16,2018/10/28,17,2018/10/28,18,砌石结构大口井,基本结构： 1、井壁、井底同时进水； 2、上部浆砌石封井； 3、井壁进水部分及井底按照级配做滤料； 4、进水结构为干砌石预留缝； 5、每4米做一道混凝土圈梁。,2018/10/28,19,（二）管井1、管井类型 2、管井构造3、管井设计4、管井成井工艺,2018/10/28,20,2018/10/28,21,2018/10/28,22,2018/10/28,23,管井及井房剖面图,管井一
6、般结构：包括井口、井壁管（亦称实管）、滤水管（亦称花管）和沉淀管等几部分。,管井种类（1）潜水井（2）承压水井（3）完整井（4）不完整井,管井设计出水量与降深，应采用抽水实验资料确定。资料不足时，可采用探采结合井的实测资料或根据附近同类条件的机井资料确定 。,2018/10/28,24,2018/10/28,25,各种过滤器的适用条件及适用管材表,井壁管和滤水管根据井深、水质、技术和经济条件等，选用钢管、铸铁管、钢筋混凝土管、塑料管、混凝土管、无砂混凝土管等管材。各种管材的适宜深度按下表规定取值。,各种管材适宜深度表,2018/10/28,26,3*3m砖混井房施工图,2018/10/28,2
7、7,图1,2018/10/28,28,图2,2018/10/28,29,图3,2018/10/28,30,图4,2018/10/28,31,5*4m轻钢彩板井房施工图,2018/10/28,32,图1,2018/10/28,33,图2,2018/10/28,34,图4,2018/10/28,35,图5,2018/10/28,36,（三）井群规划与布置,1、井位的选定,2、井网的布置,2018/10/28,37,2、井网的布置,2018/10/28,38,1、设计标准2、工程布局 3、流量确定4、设计扬程5、水泵类型及选型 6、泵房 7、进、出水建筑物设计,（四）泵站,泵站按照用途分：灌溉泵站排
8、水泵站,2018/10/28,39,（一）设计标准,排灌泵站分等指标,泵站建筑物级别划分,2018/10/28,40,泵站建筑物的防洪标准,（二）泵站工程规划布局,1、灌溉泵站规划布局,2、排水泵站规划布局,2018/10/28,41,一区一级供水,二区一级供水,一区三级供水,分区分级供水,提水灌区分区分级的种类,2018/10/28,42,一级排水方式,二级排水方式,一级、二级排水结合方式,排水分区分级的种类,2018/10/28,43,（三） 泵站设计流量1、灌溉泵站设计流量（1）按照灌水定额计算,（2）按照灌水率计算,2018/10/28,44,2、排水泵站设计流量排水泵站设计流量：Q=
9、qA,(1)排涝模数(平均排除法)1）平原区旱地设计排涝模数:,2）平原区水田设计排涝模数:,2018/10/28,45,（四）泵站设计扬程,泵站总扬程为出水池和进水池的设计水位之差，进、出水池的水力损失，进、出水流道或进、出水管道损失（包括局部损失和沿程损失）之和。,2018/10/28,46,（五） 水泵类型及选型,1.常用泵型离心泵、混流泵、轴流泵,2.水泵结构形式,3.水泵选型的方法和步骤,卧式、立式、斜式,2018/10/28,47,（六） 泵房,1、设备布置：单排与双排布置,2、泵房尺寸的确定,（1）泵房宽度的确定,（2）泵房长度的确定,（3）泵房高度的确定,2018/10/28,
10、48,常规分基型泵房水泵安装图,泵房高度为设备高度与设备起吊高度之和。,2018/10/28,49,3、常用泵房形式 （1）砖混结构 （2）轻钢彩板结构,4、泵房结构（1）泵房基础（2）泵房墙面（3）泵房屋面,2018/10/28,50,2018/10/28,51,2018/10/28,52,2018/10/28,53,2018/10/28,54,结构设计依据1、【水工混凝土结构设计规范】SL-191-962、 【混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图】 03G1013、【砌体结构设计规范】 GB50003-2001,2018/10/28,55,1、进水池 1）进水池形状和尺寸的确
11、定。 2）进水池喇叭口直径的确定。 3）进水池宽度B的确定。 4）悬空高度P的确定。 5）淹没深度的确定。 6）进水池长度。,2、出水池 1）出水池类型。 2）出水池各部尺寸的确定。 3）出水池底板高程。 4）出水池池顶高程。,（七） 进、出水建筑物,2018/10/28,56,第三节 灌溉输配水系统,1、总体布置 2、各级渠道设计流量 3、灌溉渠道的横断面设计4、灌溉渠道纵断面设计5、渠道的放线和施工 6、渠道防渗衬砌 7、灌溉管道系统,2018/10/28,57,（一） 渠系灌排总体布置示意图,2018/10/28,58,一、干渠的布置原则: (1)干渠渠线应选在整个灌区的较高位置,在保证
12、足够的设计纵坡下, 尽量于等高线平行,以控制最大的自流灌溉面积。 （2)干渠渠线应选在地质条件较好，土壤渗透性较小的地段，以增加 渠道岸坡的稳定和减少水量渗漏损失。 （3）干渠的位置应尽可能做到多方利用水源。 （4）为保证干渠和沿线建筑物的安全，在干渠末端及沿线应选择合适位置设退水闸。,二、支渠、斗渠的布置原则: (1)支渠和斗渠的布置应考虑到机械化的发展。因此渠线宜尽量整齐平直， 使田块形状有规则，以利机耕。 (2)斗渠的间距决定了农渠的长度，在平原地区要能满足机耕方面的要求， 其间距最好使田块长度不少于400米，农渠不小于100米。,三、排水系统的布置原则: (1)排水沟宜布置在低洼地带,
13、并尽量利用天然河沟。 （2)13级排水沟线路宜避免高填、深挖和通过淤泥、流沙及 其它地质条件不良地段。 （3）排水线路宜短而直。 （4）13级排水沟之间及其与承泄河道之间的交角宜为3060度。 （5）排水沟出口宜采用自排方式。,2018/10/28,59,灌溉标准,设计灌溉工程时应首先确定灌溉设计保证率。灌溉设计保证率可根据水文气象、水土资源、作物组成、灌区规模、灌水方法及经济效益等因素，按照下表确定。,灌溉设计保证率,2018/10/28,60,（二）各级渠道设计流量,选择轮灌制度，一般干渠、支渠续灌，斗渠、农渠轮灌。 1.轮灌渠道设计流量的推算 （1）自上而下分配末级续灌渠道的田间净流量
14、1)计算支渠的设计田间净流量 2)由支渠分配到每条农渠的设计流量 （2）自下而上推算各级渠道的设计流量 1)计算农渠的净流量 2)计算各级渠道的设计流量（毛流量） 2.渠道最小流量和加大流量的计算,2018/10/28,61,北方主要旱作物的灌水定额和灌溉定额,2、灌溉制度,主要包括：灌水次数、灌水时间、灌水定额、灌溉定额,大面积水稻灌区（万亩以上）的设计净灌水率： 大面积旱田灌区（万亩以上）的设计净灌水率： 水田、旱田均有的情况加权平均。 灌溉面积较小的斗、农渠（几十几千亩）q净可适当加大。,3、灌水模数,2018/10/28,62,2、渠底比降 山区：一般为1/20001/5000，流量不
15、满1.0立米/秒时，比降可陡些。 平原区：一般为1/50001/10000，支、斗渠可在1/10001/3000。 3、宽深比的选择,4、渠道不冲不淤流速 渠道的设计流速V设应符合以下条件。即： V不淤V设计V不冲,1、渠道横断面尺寸计算 按明渠均匀流量公式计算：,5、安全超高,6、堤顶宽度,加大水深,（三）灌溉渠道的断面设计,2018/10/28,63,灌溉渠道常用形式,2018/10/28,64,1、灌溉渠道的水位推算2、渠道纵断面图包括： 沿渠地面高程线 渠道设计水位线 渠道最低水位线 渠底高程线 堤顶高程线 分水口位置 渠道建筑物位置及其水头损失等。,（四）灌溉渠道纵断面设计,2018
16、/10/28,65,渠道纵段图,2018/10/28,66,（五）渠道工程施工,1、渠道的放线2、渠道的施工3、渠道工程量计算,2018/10/28,67,红线部分表示机械挖土，黑色填充部分表示人工修坡。因此渠道开挖计算工程量时要分两部分，分别计算。,计算渠道挖方时，应采用将设计断面与实测断面相结合的办法来计算工程量。,2018/10/28,68,一、渠道衬砌的类型 二、砌石与混凝土防渗工程施工 （一）砌石防渗工程施工 （二）混凝土防渗工程施工 三、衬砌渠道有关规定,（六）渠道衬砌,2018/10/28,69,渠道防渗衬砌设计应符合国家现行标准： 渠道防渗工程技术规范 SL/T 18的规定,常用渠道防渗形式： 1、块石护砌 2、混凝土板 3、土工膜 4、膜袋混凝土,防渗渠道的断面形式,（a）梯形断面（b）弧形底梯形断面 (c) 弧形坡脚梯形断面 (d) 复合形断面 (e) U形断面(f) 矩形断面 (g) 城门洞形暗渠 (h)(i) 正反拱形暗渠(j) 圆形暗渠,
