北什轴乡圪什贵村节水灌溉工程实施技术方案Word文档格式.docx
《北什轴乡圪什贵村节水灌溉工程实施技术方案Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北什轴乡圪什贵村节水灌溉工程实施技术方案Word文档格式.docx（42页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
扇裙由北向南，由轴部向两翼、颗粒逐渐变细，砂层厚度逐渐变薄，层数增多。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），工作区地震东峰值加速度为0.2g/s，属地震基本烈度Ⅷ度区，本次设计工程建筑物按6度设防。
1.1.5水文地质
灌区范围内主要分布有全新统—上更新统含水层（浅层水）和中更新下段含水组（深层水）。
本区域地下水水质均良好，矿化度＜1g/L，可满足灌溉用水水质标准。
全新统—上更新统含水组广泛分布于灌区内，该组岩性由冲洪积扇裙顶部的砂卵石层向扇前缘渐渐变为中粗砂、中细砂，地下水位埋深大于20m，含水层厚度20～40m。
在冲洪积扇裙上部颗粒粗，径流条件好，单位涌水量大于1000m3/d·
m，由冲洪积扇的顶部向前缘，随着含水层颗粒的变细，径流减弱，单位涌水量减至500～1000m3/d·
m。
东南部的大黑河冲洪积平原和西南部黄河冲洪积平原含水层多为中细砂、粉细砂，径流进一步减弱，单位涌水量降至100～500m3/d·
中更新统下段含水组水文地质条件与同期古地理环境密切相关。
山前进滨带岩性为砂砾卵石夹砂砾石、砾砂，单位涌水量1000m3/d·
远滨带含水层含少量淤泥质与淤泥质粘性土不等厚互层，单位涌水量100～500m3/d·
浅湖带含水层岩性为中细砂、粉细砂，单位涌水量50～100m3/d·
1.1.6土壤
由于气候、植被、地形、地貌等因素的综合影响和相互作用，使红领巾灌区形成了多样的土壤类型，在地面分布上以草甸土、灰褐土为主，盐土、沼泽土零星分布。
根据《土默特左旗土壤》，灌区土壤可分为3个土类，即栗钙土、灰褐土和沼泽土。
栗钙土面积占灌区总面积的59%，主要分布在灌区的铁路以南，其成分母质较复杂，一般由酸性岩、坡积物、冲积洪积物和湖积淤积物等组成。
栗钙土由于质地土体构型的差异，土壤养分含量也有不同，表土层有机质含量为0.5～0.82%，全氮为0.106～1.141%，全钾在2～3%之间，土壤养分含量较丰富，土壤以壤土、砂土为主。
灰褐土面积占灌区总面积的38%，分布于铁路以北山前洪积扇中上部的大部分灌区。
灰褐土属于阴山山地的垂直带土壤，它的上限与山地草甸土相连，下届与山地栗钙土或草甸土相接。
从灰褐土的理化分析可看出过渡类型的特点，腐殖质层的有机质含量较高，一般均在3%，全氮含量在0.15～0.54%之间，碳/氮在10～14之间。
沼泽土面积占总土地面积的3%。
沼泽土属水成土壤，由于受地下水及地表水的影响，土壤水分长期处于饱和状态。
沼泽土的形成基本是有机质的堆积作用和潜育作用。
沼泽土发育比较稳定，有机质含量较高，一般在12%，土壤持水性能强，是灌区重点的土壤改良区。
1.2社会经济状况
工程区涉及北什轴乡出彦村，农户177户，人口611人，现有耕地面积8460亩。
种植农作物主要有小麦、玉M、高粱等；
经济作物主要以胡麻、葵花为主。
2010年人均收入4600元。
1.3灌区水资源状况
灌区水资源量由地表水、地下水两部分组成，水资源总量为7303.4万m3，可供总水量为5524.21万m3。
①地表水可供水量
本灌区地表水可供水量是以红领巾水库P=50%的径流量3332万m3为基础，经过年调节计算，并且满足水库汛期空库运行方案，得到水库可供水量为2996.70万m3。
水质较好，符合农业灌溉对水质的要求。
根据2002年8月内蒙古自治区水利勘测设计院编制的《红领巾水库除险加固初步设计报告》，水库建成运行40多年来，水库下泄的水沙全部都被利用。
由于水库上游是山区和半农半牧区，洪水夹带大量泥沙，泥沙中含有大量的牲畜粪便、腐殖质等有机肥料，对改良土壤，促进农业增产极为有利，因此引洪淤灌成为了当地主要的灌溉方式，改造了大批的荒滩及盐碱地，据统计，最大引洪淤灌面积达10余万亩，其中改造盐碱地2.8万亩、荒滩地1.8万亩。
引洪淤灌保证率P=33.33%（三年一遇）的引洪水量为397.52万m3。
②地下水可供水量
地下水是本灌区内水资源的重要组成部分，合理开发利用地下水，对于缓解水资源紧缺的现状具有重要作用。
地下水可开采量是在经济合理、技术可行、不造成水位持续下降、水源恶化及其不良后果的情况下，工程可开采的地下水资源量，经计算灌区内地下水补给量为3159.4万m3，可供水量为2527.51万m3。
地下水化学类型多为HCO3-Ca·
Mg，矿化度＜1g/L，符合灌溉要求。
1.4灌区农田水利状况
红领巾灌区为中型灌区，工程等别为Ⅳ等。
灌区以红领巾水库为主要灌溉水源，并且结合井灌，发展引洪淤灌。
红领巾水库是一座以防洪、灌溉为主的综合利用水库，始建于1958年，1960年正式投入运行，水库运行40多年，对灌区人民生活水平的提高，以及下游32万亩土地、71个行政村及公路、铁路等设施的防洪起到了极其重要的作用。
水库原设计总库容1660万m3，兴利库容760万m3，由于淤积和设施、设备老化，原设计防洪标准不能达到国家标准，2001年国家批准除险加固工程立项，2002年开工，2005年8月完工，工程实施后，原来年久老化失修的各类设施设备得以维修加固，水库达到了除险加固的目的，校核洪水位由原来200年一遇提高到1000年一遇，总库容提高到2100万m3，兴利库容710万m3，防洪和灌溉效益显著提高。
经调查分析，灌区现有土地面积20.4万亩，耕地面积14.9万亩。
灌区现有总干渠1条，长0.8km，干渠2条，长13.39km，其中西干渠长6.3km，东干渠长7.09km。
东干渠有支渠7条，总长76.2km。
西干渠包括西一支渠及西一分支渠，其中西一支渠长16.8km，西一分支渠长10.05km。
骨干工程现有各类建筑物85座，其中水闸27座，公路桥12座，铁路桥10座，生产桥27座，渡槽3座。
斗渠量水设施6套。
详见灌区渠系现状情况表2-3。
表1-3红领巾灌区渠系现状情况表
渠道
名称
条数
长度（km）
已衬砌（km）
未衬砌（km）
水闸（座）
铁路桥（座）
公路桥（座）
生产桥（座）
渡槽（座）
量水
设施（套）
备注
总干渠及干渠
3
14.19
1.57
12.62
6
10
支渠
9
93
20.19
72.81
21
17
合计
12
斗渠
18
14.05
2.25
11.8
仅限2009年实施范围内
农渠
130
64.83
7.83
57.0
55
8
灌区内现有机电井400多眼，单井控制灌溉面积100～150亩，渠灌面积和井渠双灌面积各占50%左右，现状综合毛灌溉定额为350m3/亩。
本次工程范围内没有机电井。
灌区内主要种植小麦、玉M、高粱，其次是经济作物和林地草地。
2008~2009年红领巾灌区实施农业综合开发节水改造工程工程，使灌区内各支渠得到节水衬砌改造，各支渠得以发挥灌溉效益，使红领巾水库灌区的边缘地带也能够得到适时的灌溉及引洪淤灌。
2工程区现状
2、1、范围：
工程区选在红领巾灌区西一支渠控制的范围内，规划面积4620亩。
南界线以红领巾灌区西一支渠的一分支为界，向北延伸1.1公里，东以一分支北的南北向斗渠为界，向西延伸2.8公里至原南北向斗渠为界，规划范围较规整。
工程区南端紧邻2011年土左旗小型农田水利重点县建设工程。
2、2、现状：
规划范围内有红领巾灌区西一支渠一分支1条，有东西向斗渠1条，南北向农渠3条，均因年久失修，渠堤破损，配套建筑物稀少且不能使用。
本次规划拟对工程区内斗、农渠进行土方开挖，恢复原有长度，增设新的斗、农渠，新增机电井4眼，利用“U”型衬砌进行节水改造，提高粮食产量。
3工程建设内容、数量、规模
本次规划范围内的4620亩节水改造工程位于红领巾灌区南部，北什轴乡境内。
结合灌区自然地势条件，当地群众对灌区发展的要求，并考虑尽量利用现有灌溉工程，进行建设范围内末级渠道的工程布置规划。
进行节水改造斗渠2条，长度6.0公里。
农渠22条，长度12.1公里。
控制面积4620亩。
斗渠间距550M，长1.1公里，农渠间路255M，长550M。
一条斗渠为旧渠需改造，另一条为新开渠道，农渠全部为新建渠道。
同时，由于该规划区地处红领巾灌区南端，遇有干旱年份，灌溉保证率得不到保证，故为满足种植经济作物的需要，在规划区一斗渠上，布设4眼机电井，并增设相应配套设施。
水源井单井涌水量按50m3/h计，单井控制面积按300亩计。
斗渠、农渠均在土质渠道上进行防渗衬砌。
在节水改造的各级渠道上，布置各类建筑物，包括进水闸、节制闸，退水闸及生产桥等。
按照田、林、路相结合的原则布置机耕路、农田路，路两则各布置一排防护林。
（1）主要目标：
灌溉利用系数达到0.66
粮食综合生产能力提高13.5%。
通过政府承诺，工程建成后，产权划归村集体管理或农民用水户协会管理，推进工程产权制度改革和用水户参与灌溉管理为重点的管理体制与运行体制改革。
（2）主要任务：
在现有工程建设的基础上，进行末级渠系节水改造及配套建筑物设计，结合田、林、路建设及土地平整，提高灌溉水利用系数，增强农业生产水平，改善农村基础设施建设。
工程建设数量及规模表
红领巾灌区
数量
长度（Km）
控制面积（亩）
1、渠道衬砌
条
2
5.6
2300
22
12.1
210
2、渠道建筑物
座
进水闸
24
斗渠2座,农渠22座
节制闸
230
斗渠10座,农渠220座
退水闸
田间进水闸
220
量水设施
生产桥
15
斗渠4座,农渠11座
3、道路及防护林
机耕路
田间路
防护林
4、土地平整
4600
4、工程设计
编制依据
（1）技术规范
①《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）；
②《节水灌溉工程技术规范》（GB/T50363-2006）；
③《渠道防渗工程技术规范》（SL18-2004）；
④《渠系工程抗冻胀设计规范》（SL23-91）；
⑤《水闸设计规范》（SL265-2001）；
⑥《水工钢筋混凝土设计规范》（SL/T191-96）；
⑦《水工建筑物抗冻设计规范》（SL211-98）；
⑧《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；
⑨《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）。
（2）文件、技术报告
①《2009年中央财政小型农田水利工程建设补助专项资金工程立项指南》（财政部、水利部以财办农[2009]37号文）；
②《小型农田水利重点县建设方案编写提纲》；
③《财政部、水利部关于实施中央财政小型农田水利重点县建设的意见》（财农[2009]92号）；
④《内蒙古呼和浩特市土默特左旗红领巾灌区2005年农业综合开发中型灌区节水配套改造工程实施方案》（呼和浩特市科兆丰水业勘测设计有限公司，2007年7月）；
⑤《内蒙古呼和浩特市土默特左旗红领巾灌区2005年农业综合开发中型灌区节水配套改造工程可行性研究报告》（中国灌排技术开发公司、中国灌溉排水发展中心农村水利设计研究院，2005年2月）。
⑥《内蒙古自治区土默特左旗小型农田水利重点县建设方案》（内蒙古水利科学研究院，2009年8）。
（1）灌溉制度设计
现状农林牧生产结构
本次粮食增产工程改造范围内灌溉面积4620亩，灌区现状农业生产结构为
农∶牧∶林为90∶3∶7，以种植业为主，种植业中粮食与经济作物的比例为70∶30，粮食作物主要以小麦、玉M、高粱为主，经济作物主要以油葵、胡麻为主。
现状种植结构如下表：
工程区现状种植业结构表
种植作物名称
种植面积（亩）
种植比例（%）
一、粮食作物
2910
63
小麦
462
玉M
1848
40
高粱
600
13
二、经济作物
1247
27
油葵
647
14
胡麻
三、牧草
139
四、林地
324
7
4620
100
调整后的农牧林生产结构
灌区在充分考虑节水的前提下，结合地区经济发展及市场预测，根据计划部门的参考控制，对种植结构调整，调整后种植业粮经比例73∶27。
规划后种植结构如下表：
工程区规划后种植业结构表
3373
73
554
2125
46
694
693
大葱
（3）现状灌溉制度
根据灌区实际情况，本次规划范围内耕地采用渠灌与井灌相结合，且干支渠骨干工程已全部配套完善，经调查分析，现状综合毛灌溉定额为350m3/亩，本规划4620亩，全年总灌水量为161.7万m3。
（4）灌溉制度设计
根据已确定的灌区农、牧、林种植结构和农作物种植比例、《内蒙古自治区主要作物灌溉制度与需水量等值线图》、生育期有效降雨，并参考灌区现行灌溉实践经验，制定本灌区灌溉制度。
以旱作物为主的地面灌溉设计保证率取50%，以引洪淤灌为主的灌溉设计保证率取30—50%，考虑红领巾水库主要以防洪为主，红领巾灌区属于引洪淤灌，故确定灌溉保证率为50%。
主要作物需水量
参改《内蒙古自治区主要作物灌溉制度与需水量等值线图》并分析计算，灌溉保证率P=50%时主要作物需水量见表：
作物需水量表
作物名称
需水量（m3/亩）
小麦
367
玉M
344
高粱
359
油葵
胡麻
299
主要作物灌溉定额计算表
作物名称
需水量
有效降雨量
地下水补给量
土壤储水量
灌溉定额
37
50
280
79
225
240
180
各种作物灌溉制度表
作
物
种植比例
（%）
（m3/亩）
灌水次数
灌水定额
时间（月、日）
灌水延续
时间（d）
灌水率[m3/（s.万亩）]
起
止
1
60
4.25
5.04
0.083
5.10
5.19
0.076
5.25
6.04
6.10
6.19
6.25
7.04
5.20
6.02
0.246
6.22
0.225
7.01
7.13
8.01
8.12
5.15
5.24
0.104
6.01
6.20
6.29
7.10
7.19
0.087
6.21
0.080
6.30
7.11
7.25
8.07
5.26
0.069
7.12
0.064
秋浇
80
10.10
10.29
0.206
春汇
4.05
4.16
20
0.208
（5）设计灌水率确定
根据各种作物灌溉制度设计，汇制灌水率图，并进行修正。
通过修证后的灌水率确定设计灌水率q=0.34m3/s万亩。
（6）节水效果：
按照规划后的种植结构及灌溉利度，计算综合净灌溉定额为228.5m3/亩，田间水利用系数为0.90，斗渠渠道水利用系数0.97，农渠渠道水利用系数为0.96，则综合毛灌溉定额为272.02m3/亩。
红领巾灌区从2010年、2011年2012年三年实施农田水利重点县建设共规划6.9万亩，工程区已进行农业综合开发土地2.5万亩，共计节水面积8.4万亩。
工程区现状总毛灌溉定额350m3/亩，这样可节水8.4×
（350-272.02）=655m3。
实施节水改造工程及作的种植结构调整后，可节水569.3万m3，节水率达到22.3%。
可满足本次节水改造工程区4620亩土地的灌水要求，使规划范围内的有效灌溉面积成为保灌面积。
4渠道节水改造工程
根据本次建设任务，规划范围内的斗渠、农渠进行防渗衬砌，并进行建筑物配套。
斗农渠渠道设计流量、衬砌断面的确定采用典型斗、农渠设计方法。
4、1、典型斗渠、农渠设计
（1）典型区选择原则
典型区选择的原则为该区内作物种植比例、土壤性质、灌溉面积等影响渠道流量的主要因素具有代表性、能够代表全灌区。
依据此原则，确定典型区为规划范围内的一条斗渠。
（2）典型区渠道流量推算
西一支渠总长9.4km，共有19条斗渠，总控制灌溉面积2.0万亩，分为10个轮灌组，每组同时工作的斗渠数n=2条。
典型斗渠的长度为980m，控制灌溉面积1020亩，控制农渠10条，分为2个轮灌组，每组同时工作的农渠数K=5条。
典型农渠的长度为680m，控制灌溉面积102亩，分为6个轮灌组，每组控制灌溉面积17亩。
斗渠和农渠设计流量的推算如下：
Q支田净=A支q=2.0×
0.34=0.68m/3s
Q农田净=A支田净/nk=0.68/2×
5=0.07m/3s
Q农净=A农田净/η田=0.07/0.9=0.078m/3s
Q农毛=Q农净+S农L农/1000=0.078+3.3×
10-3×
0.68=0.08m3/s
Q斗净=k×
Q农毛=5×
0.08=0.4m/3s
Q斗毛=Q斗净+S斗L斗/1000=0.4+8.8×
0.96=0.41m3/s
（3）斗渠和农渠横断面设计
衬砌斗渠和农渠的断面形式一般为U型和梯型，现将两者的性能进行比较，见表4-2-9。
U型和梯型断面比较表
断面形式
比较工程
“U”型断面
梯型断面
水力条件
优越
一般
水头损失
较小
较大
投资
较省
较贵
施工难易程度
较难，渠道断面的修整及砼预制都较梯型断面复杂一些。
较简单
适用断面尺寸
一般较大
综合以上情况，按照水力条件最佳及投资最省的原则确定衬砌斗渠和农渠的断面形式，因此本次改造斗渠和农渠的断面为“U”型断面。
断面尺寸的设计应考虑上一级渠道水位，保证渠道的输水能力和行水安全，且尽量减小工程量，降低投资。
1）计算公式
采用明渠均流计算公式：
Q=ωC（Ri）1/2
式中：
Q—渠道设计流量（m3/s）；
ω—渠道过水断面面积（m2）；
C—谢才系数，一般采用公式C=（1/n）R1/6进行计算；
R—水力半径（m），R=ω/χ；
χ—渠道湿周长（m）；
n—渠床糙率。
2）参数的选取
A.渠道比降
本次工程改造段考虑与现状渠道、建筑物高程的衔接，并结合土地平整，确定斗渠比降为1/1000，农渠比降为1/1500。
B.糙率选定
渠道断面采用混凝土板全断面护砌，根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99），斗渠和农渠糙率都取0.017。
C.边坡确定
根据渠道所处地形、沿线土壤质地及现有渠道边坡情况，按照规划
升级会员 