【導讀】國家農業(yè)綜合開發(fā)。張家界市桑植縣洪家關鄉(xiāng)。小流域生態(tài)綜合治理項目。懷化市水利電力勘測設計研究院

　　

【正文】 規(guī)定：農田水利示范園區(qū)的 34 除澇設計重現期應為 10~20 年，保護區(qū)面積小于 200km2的防洪設計重現期應為10~20年。 《國家農業(yè)綜合開發(fā)土地治理項目建設標準》規(guī)定：排水系統(tǒng)健全，排水出路通暢，排水渠系斷面及坡度設計合理，橋、涵、閘等建筑物配套，末級固定排水溝的深度和間距，符合當地機耕作業(yè)、農作物對地下水位的要求。 《農田水利示范園區(qū)建設 標準（ SL3712020）》規(guī)定：農田地下水位應在雨后 2~3天內降至距田面 ，田間排水明溝襯砌材料的滲透系數應大于土壤的滲透系數。 為保證本項目區(qū)排澇工程標準本次規(guī)劃項目區(qū)防洪設計標準為 5 年一遇 1天設計暴雨，旱作區(qū)從作物受淹起 1 天排至田面無積水，水稻區(qū) 1 天排至耐淹水深。 3）灌溉工程建設標準 《國家農業(yè)綜合開發(fā)土地治理項目建設標準》規(guī)定：灌溉系統(tǒng)規(guī)劃科學，灌溉用水有保證，水質符合農田灌溉用水標準；新建、除險加固和更新整修的小型水庫、塘壩及引水渠首等工程，符合水利部規(guī)定的技術要求和設計標準；輸水、 配水渠系（管道），橋、涵、閘等建筑物和田間灌溉設施配套齊全，性能與技術指標達到規(guī)范標準；渠道襯砌應堅固耐用；推行科學合理的灌溉模式，水稻區(qū)推廣“薄、淺、濕、曬”模式。 《農田水利示范園區(qū)建設標準（ SL3712020）》規(guī)定：在農田水利示范園區(qū)，應大力推廣節(jié)水灌溉工程和綜合節(jié)水技術與措施，節(jié)水灌溉面積應占有效灌溉面積的 80%以上，渠灌區(qū)灌溉水利用系數應大于 ；中溝（或斗渠）級以下配套建筑物標準化、系列化程度應達 90%以上。 灌排渠道布置密度不低于 ，襯砌率不低于 70%。 橋、涵、閘等灌排渠系建 筑物和田間灌溉設施（進水口、排水口）配套齊全，性能與技術指標達到《灌溉與排水工程設計規(guī)范 GB50288— 99》的規(guī)定。 根據當地生產生活需要，渠道兩側應因地制宜設置必要的便民設施（人行橋、居民下渠取水碼頭）。 4）排水工程建設標準 35 《國家農業(yè)綜合開發(fā)高標準農田建設示范工程建設標準》規(guī)定：排水系統(tǒng)健全，排水出路通暢，排水渠系斷面及坡度設計合理，橋、涵、閘等 建筑物配套，末級固定排水溝的深度和間距符合當地機耕作業(yè) 、農作物對地下水的要求。 《農田水利示范園區(qū)建設標準（ 3712020）》規(guī)定：農田地下水位應在雨 后23 天內降至距田面 以下，田間排水明溝襯砌材料的滲透系數應大于土壤的滲透系數。 5）渠道斷面設計 執(zhí)行 SDJ217— 84《灌溉排水渠系設計規(guī)范》，渠底、渠堤寬度不應小于 30cm。 6）其他設計標準 其他設計標準本次設計參考《國家農業(yè)綜合開發(fā)農業(yè)開發(fā)建設示范工程建設標準（試行）》和《國家農業(yè)綜合開發(fā)湖南省農業(yè)開發(fā)建設示范工程實施細則》確定。 田間灌渠、田間排渠禁止使用空心混凝土預制塊和紅磚護砌。田間排渠采用漿砌石渠，降漬溝襯砌結構必須滿足透水要求，并設置排水孔。 砌石渠塊石強度≥ MU30，水泥砂漿強 度≥ M5，底板現澆混凝土厚度≥ 7cm/強度等級≥ C15。漿砌石渠一般不設伸縮縫，軟基上擋土墻式漿砌石應設沉降縫，縫距 10～ 15m。 混凝土渠：宜采用現澆混凝土和預制鋪砌渠?，F澆混凝土渠應每隔 5～ 8m設一道橫向伸縮縫，縫寬不宜小于 ，縫內填充灌實適應結構變形、粘結力強、防滲性能好的填料。 農業(yè)措施 根據《國家農業(yè)綜合開發(fā)高標準農田建設示范工程建設標準》確定農業(yè)措施標準如下： 1）通過施用農家肥、秸稈還田等措施，土壤耕作層有機質含量提高 百分點以上； 2）改造瘠薄地要加厚土層，使耕作層達到 20cm以上； 3）在項目區(qū)建立優(yōu)質良種繁育基地，修建種植晾曬、倉儲設施，配備必要的種子加工監(jiān)測設備； 36 4）田間道路布局合理，順直通暢。機耕路建設分干道、支路兩級， 干道與鄉(xiāng)、村公路連接，部分路段進行簡易硬化，保證晴雨天暢通，能滿足中型以上農業(yè)機械的通行；支路配套橋、涵和農機下田（地）斜坡，便于農機進出田間作業(yè)和農產品運輸。 5）機耕路路面寬度取 ，以滿足當地常用農業(yè)機具的交通要求，田間道宜為單車道，路面高出田面 ，采用泥結石路面或者砼路面。 建設規(guī)模 2020年度 洪家關 鄉(xiāng) 小流域 生態(tài)綜合治理項目 ，項目總治理面積 3200畝 （控制水土流失面積 200畝） ，其中： 新增灌溉面積 280畝 ， 改善灌溉面積 2920畝 。 規(guī)劃布局 、 總體布局原則 總體規(guī)劃原則有以下幾點：一是堅持因地制宜的原則。重點開發(fā)糧食生產潛力大的區(qū)域。通過改善農業(yè)生產條件，調整產業(yè)結構調整，來提高開發(fā)效益。二是堅持突出重點的原則，在土地治理項目區(qū)選擇對未有開發(fā)連片集中土地進行重點扶持，并選擇那些積極性高而農民樂意接收的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。三是建立和完善多方投資的激勵機制。鼓勵農民籌資投勞，積極爭取社會資金投入，壯大經濟實力 ，實現整體開發(fā)和規(guī)模開發(fā)相結合的模式。四是逐步提高農業(yè)的科技含量，加強對項目區(qū)一部分農民進行科技培訓，加大項目區(qū)的科技推廣示范力度，引導廣大農民由傳統(tǒng)農業(yè)向現代高效農業(yè)地過渡與轉變，以提高農業(yè)開發(fā)的科技貢獻率。 、 水利工程布局 主要內容：灌溉系統(tǒng)、排水溝系統(tǒng)兩部分。 灌溉系統(tǒng)布置原則 采用自灌的方式，經濟合理，力求線短，結合機耕、交通、林網、土地平整規(guī)劃。 根據灌溉需要，項目區(qū)內共規(guī)劃整修骨干渠道 4條共長 2958米。 排水溝系統(tǒng) 項目區(qū)排水主要以斗溝為主，并匯入低洼處自然形成的溪溝。項目區(qū) 現有 37 排水設施完好，且能滿足排水要求，故本次規(guī)劃不作設計 。 最佳方案選定 、 灌溉水源選擇 灌溉水源主要有溪溝水和自流地下水（泉水）。項目區(qū)內水源的水質滿足灌溉的要求，選擇水源主要以就近且能滿足自流灌溉耕地為主。 、 渠道襯砌形式選擇 渠道的襯砌方式采用漿砌石結構、砼防滲，渠墻及渠底基礎用 ，然后渠道內側用 C20砼防滲，防滲厚度 5cm。渠道每間隔 5米設置一條伸縮縫，伸縮縫采用瀝青杉木板，縫寬 厘米，渠道內伸縮縫處迎水面可采用瀝青砂漿止水。 、 溝道治理 工程方案 溝道治理工程的主要內容： 新修溪流護岸 2 處共長 890 米。 根據工程地形條件結合工程投資分析比選，溪溝右岸采用生態(tài)護坡型式、左岸采用仰斜式漿砌石擋土墻型式。 38 第六章 開發(fā)任務和工程設計 開發(fā)任務 2020年度洪家關鄉(xiāng)小流域生態(tài)綜合治理項目，項目總治理面積 3200畝（控制水土流失面積 200畝），其中：新增灌溉面積 280畝，改善灌溉面積 2920畝。 本項目 主要建設內容 、 水利措施 1）水源工程，新修攔河壩 1座。 2）灌排渠系工程 ⑴、襯砌渠道： 整修骨干灌渠 4條共長 2958米。 3） 溝道治理工程：新修溪流護岸 2處共長 890米。 主要工程 典型 設計 、 水源工程設計 本次項目水源工程設計主要內容：新修攔河壩 1座。 一、攔河壩工程設計 （一）、 新修攔河壩設計 洪家關攔河壩設計 洪家關 攔河壩位于洪家關鄉(xiāng)洪家關村境內，該壩工程等級為 V 等，主要建筑物、次要建筑物均按 5級設計，攔河壩以上控制集雨面積 ，流域長度，流域坡降為 ?。 10 年一遇設計洪水 Q10％ 為 581m3/s， 20 年一遇校核洪水 Q5％ 為 652m3/s，相應 10 年一遇設計洪水位為 m， 20 年一遇校核洪水位為 m。攔河壩為重力壩，主要由溢流壩、非溢流壩 2 部分組成，其作用是蓄積水源、保證人飲和保護兩岸農田及灌溉，以及增加城市景觀等。 ①、閘門 閘門采用水力自控雙鉸翻板閘門，為鋼筋混凝土結構，由閘門面板、支腿、 39 支墩與滾輪等構件組裝而成。閘門系列利用水力和杠桿的原理，使其繞水平軸轉動，從而達到自動開啟和關閉的目的。由于設計中采用連桿結構等措施，可有效防止“振動”、“沖撞”、“浮走”等現象的產生。 當攔河壩水位高于正常蓄水位 279m（翻板 閘門頂） 15cm時，閘門開始啟動，當攔河壩水位高于正常蓄水位 279m（翻板閘門頂） 60cm時，閘門全部打開。宣泄洪水同時沖砂，其最小傾角為 10176。，當攔河壩水位下降至 ，閘門自動關閉，攔蓄河水。 閘門頂高程 279m，門高 3m，門寬 6m 的共 7 扇。每扇閘門均采用雙支腿、支墩，閘門可由廠家直接提供，并負責安裝調試。具體見設計圖。 ②、溢流壩 溢流壩長 42 米，壩頂高程 276m，壩底高程 ，最大壩高 ，屬低堰。壩身底寬 10m，為便于閘門安裝，溢流壩的堰頂寬頂堰。壩體采用 漿砌塊石，溢流 面采用 C20砼，壩前、壩后及壩底采用 C20砼。 ③、非溢流壩 非溢流壩位于溢流壩的兩端，兩端各長 3 米，非溢流壩頂高程 ，壩底高程 ，最大壩高 。壩身底寬 10m。詳見設計圖。 ③、壩體應力及穩(wěn)定計算 該壩為溢流重力壩，參照《 SDJ2178混凝土重力壩設計規(guī)范》和《 SD13384水閘設計規(guī)范》的規(guī)定及本壩的實際情況，對以下 2 組荷載組合進行了計算。①基本組合：正常蓄水位靜水壓力 +泥沙壓力 +壩體自重 +揚壓力 +浪壓力；②特殊組合：校核洪水位靜水壓力 +泥沙壓力 +壩體自 重 +揚壓力 +浪壓力； 由于壩太矮，只作抗滑穩(wěn)定計算，不作應力計算?；炷僚c巖石的摩擦系數 f取 。河床部分壩體的計算成果見下表。 表 溢流段壩體穩(wěn)定成果表 40 抗滑穩(wěn)定系數 kc 計算值 要求值 設計洪水位 ≥ 校核洪水位 ≥ 正常水位 ≥ 新建攔河壩工程量見表 。 表 新建攔河壩主要工程量表 項目名稱 砂卵石開挖 （ m3） 石方開挖 （ m3） C20 砼 （ m3） 鋼筋制安 （ kg） （ m3） 翻板閘門 （ m） 洪家關攔河壩 1008 42 、 灌排渠系工程設計 根據項目工程布局，擬整修骨干灌渠共計 5條 /。 灌溉渠道側墻采用漿砌石結構，三面砼防滲，塊石采用 ，砼采用 C20現澆。 1. 灌溉渠道工程設計 1） .渠道襯砌方案的確定 本項目區(qū)所有渠道均按矩形斷面設計。設計中需針對不同情況分別制定治理措施。 整修項目需渠道內三面防滲時，防滲厚度為 5cm，需基礎處理時，漿砌基礎厚度不小于 10cm，漿砌基礎、邊墻砼防滲厚度根據渠道設計斷面而定。具體各渠段施工斷面尺寸見渠道斷面圖。砼及砌體標號分別設計為基礎及側墻為 漿砌，底板側墻及墻頂防滲砼為 C20砼。 2） .干渠水力要素及水面線推求。 （ 1）灌溉渠系配水計算 ①灌水模數計算： 灌水模數是指單位面積上所需灌溉流量，采用以下公式計算： 計 算 結 果 荷 載 組 合 41 萬畝）（ /s/m864 3Tmaq ii? 式中： ai— 指灌區(qū)內某種作物種植的比例，按全部種植水稻計算，則 ai=100%； mi— 灌溉作物一次性灌水定額，取表 最大旬灌水定額， mi= m3／畝； T— 一次灌水時間， T=10天。 則： qmax= 10864 ?? =（ m3/s/萬畝） （ 2）渠道配水計算： 渠道的設計流量按下式公式計算 Q 設 =Q 凈 +Q 損 Q 凈 =q 最大 A Q 損 =1000LS （ m3／ s） 式中： A— 該渠道灌溉面積； Q損 — 在長度 L的渠道輸水損失量； L— 渠道長度（ km）； S— 每公里渠道長輸水損失， S=10KQ 凈 1m（ L/S/km）； K— 土壤透水系數，取 （輕壤土）； m— 土壤透水指數，取 （輕壤土）； 而渠道采用砼防滲后， S 防 =as。式中 a— 減少系數，對于砼防滲， a=5～ 15%，取 10%，則在砼防滲后，在 L長度的渠道輸入損失為： Q損 = L s/1000(m3／ s) 式中： L— 渠道長度（ km） 則 Q損 = 10 Q凈 （ ） ／ 1000 在計算渠道的設計流量時，采用續(xù)灌方式時應考慮其加大流量，設計流量小于 ～ 30%計算，本次取 30%。 按以上公式計算渠道的設計流量，見成果表 42 渠 道設計水面線銜接的原則為：當前段渠道水深大于后段渠道水深時，作渠底平滑連接，降低下游水面高程。否則作水面平滑連接，降低下游渠底高程。 （ 3）渠道水力要素按照渠道均勻流公式計算 Q 設 = RiwC C=1/n*R 1/6 R=xw w=BH x=B+2H 式中： Q設 — 渠道設計流量（ m3/s） W— 渠道過水斷面面積（㎡） C— 謝才系數 R— 水力半徑（ m）， n— 渠道糙率，砼渠道取 n= B— 渠道設計底 寬（ m） H— 渠道設計水深（ m） X— 濕周（ m）。 渠道水力要素計算成果見表 （ 4）渠道斷面確定 根據已計算出的各灌區(qū)干渠水力要素 B設、 H設，再根據流量大小，確定渠道的安全超高。各干渠設計斷面見表 。 洪家關鄉(xiāng)項目區(qū)骨干灌渠道水力要素表 序號 渠道名稱 控灌面積