【導(dǎo)讀】農(nóng)民收入；既能做到城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展、實現(xiàn)城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤，又能建設(shè)生態(tài)高效農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)區(qū)。

　　

【正文】 一天暴雨一天排完的目標 ” 進行排水工程設(shè)計。因此，本項目排水工程設(shè)計按照 10 年一遇一日暴雨一日排完的標準進行。查《湖南省農(nóng)業(yè)區(qū)劃圖集》 ， 并參考《灌溉排水工程設(shè)計規(guī)范》（ GB5028899）中的《各地區(qū)設(shè)計排 澇標準表》 ， 確定該地區(qū)的設(shè)計暴雨量為 115mm。 排澇模數(shù)計算 22 根據(jù)有關(guān)規(guī)范和實地資料十年一遇的一日暴雨相應(yīng)的一日蒸發(fā)量為 ，一日的滲漏量為 。排澇模數(shù)計算如下： qw=(PwSEw)/() (6) 式中： qw—— 排澇模數(shù)（ m3 /s/km2 ）； P—— 設(shè)計暴雨量（ mm） ,P取 120mm； S—— 設(shè)計排澇歷時內(nèi)的稻田滲漏總量，本項目按 4mm 計算； Ew—— 設(shè)計排澇歷時內(nèi)田間騰發(fā)總量， E=aEoT（其中 Eo為同時段的水面蒸發(fā)量，取Eo=4mm/d）。據(jù)當(dāng)?shù)刭Y料系數(shù) a=，則 Ew =179。4= 。 t—— 排水時間，此處取 t＝ 1d。 入?yún)?shù)計算： qw=(PwSEw)/()=()/=(m3 /s/km2 ) 排澇設(shè)計流量計算 本項目 整修原有溝控制面積為 80 hm2，斗溝Ⅰ控制面積為 20 hm2，斗溝Ⅱ控制面積為 30 hm2， 農(nóng)溝 Ⅰ和農(nóng)溝Ⅱ 控制面積 均 為 6 hm2， 斗灌排 渠的控制面積為 hm2。 其相應(yīng)設(shè)計流量計算如下 ： 原有溝： Q＝ qw179。 80/100＝ (m3 /s) 斗溝Ⅰ： Q＝ qw179。 20/100＝ (m3 /s) 斗溝Ⅱ： Q＝ qw179。 30/100＝ (m3 /s) 農(nóng)溝： Q＝ qw179。 6/100＝ (m3 /s) 斗 灌排渠： Q＝ qw179。 ＝ (m3 /s) 因本項目的灌排兩用渠要滿足灌溉與排水兩種要求，故應(yīng)以其較大流量的要求作為斷面設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。根據(jù)上節(jié)所述，其灌溉要求的流量為灌排兩用渠 計流 量 Q＝ q毛 179。 40179。 ＝ （ m3/s），大于其排澇流量。因而應(yīng)以 (m3 /s)為其設(shè)計流量。 排水溝橫斷面設(shè)計 排水溝斷面采用明渠均勻流公式進行計 算 ，除農(nóng) 溝 Ⅰ（土溝）采用梯形斷面，其他 均采用矩型斷面。農(nóng)溝 Ⅱ采用 C15 現(xiàn)澆砼混凝土全斷面護砌，斗溝Ⅱ和整修原有溝采用 漿砌石護壁 ， 側(cè)壁每間隔 2m 設(shè)置一處φ 50mm 的 PVC 導(dǎo)滲管，導(dǎo)滲管施工傾角 3176。 。 RiACQ? (7) 其中： A—— 過水?dāng)嗝婷娣e（ m2）； 23 b—— 渠道設(shè)計底寬 (m)； h—— 渠道設(shè)計水深 (m)； m—— 渠道邊坡系數(shù)； R—— 水力半徑， R=A/X， X為濕周 , X=b+2h； C—— 謝才系數(shù)，采用公式 6/11RnC? 進行計算， n為溝床糙率； Q—— 設(shè)計流量（ m3/s）； i—— 排水溝比降 (農(nóng)溝取 1/1000)。 排水溝斷面計算與渠道斷面的設(shè)計方法相似，采用試算法先假定其斷面尺寸，然后進行流量和流速的校核計算，直到所選擇的斷面尺寸符合設(shè)計要求為止，并取其為設(shè)計斷面，其具體的計算過程就不在此詳述。 本項目的整修原有溝的斷面是根據(jù)其現(xiàn)有斷面進行調(diào)整，并確保其整修后的 過水?dāng)嗝娌恍∮谠羞^水?dāng)嗝妗? 排水溝設(shè)計成果見表 6： 表 6 排水溝斷面設(shè)計成果表 Table6 The result table of gutter crosssection design 名 稱 類 型 斷面 類型 控制 面積 hm2 設(shè)計 流量 m179。/s 邊坡 系數(shù) 比降 i 糙率 n 底寬 m 水深 m 溝（渠）深 m 整修原有溝 矩形 斗溝Ⅰ 矩形 斗溝 II 矩形 農(nóng)溝Ⅰ 矩形 農(nóng)溝 II 矩形 斗灌排渠（排水） 矩形 斗 溝和 整修原有溝 每間隔 2m 設(shè)置一道導(dǎo)滲孔導(dǎo)排土壤水。 整修原有溝均在原有斷面的基礎(chǔ)上進行整修，并確保其整修后的過水能力大于原有斷面，因此未進行設(shè)計計算。 配套建筑物 配套 水工建筑物工程主要包括：管涵、跌水、水閘等。 管涵設(shè)計 本項目設(shè)計溝渠過田間道管涵和溝渠過生產(chǎn)路管涵兩大類。 24 根據(jù)灌排工程布置需要，在斗渠、農(nóng)溝、農(nóng)渠、灌排兩用渠 、整修引水渠 與田間道路交叉處設(shè)置溝渠過田間道管涵；與生產(chǎn)路相交處設(shè)置溝渠過生產(chǎn)路管涵。 管涵分為半有壓流和無壓流兩種。本次管涵設(shè)計為半有壓管涵，上游渠道水深與管涵直徑一般大于或等于 1，而過路管涵的下游水位又較低，不影響 管涵的過水能力，其計算公式如下： Q=μ W )(2 ???OHg (8) 式中： Q—— 設(shè)計管涵的流量（ m179。/s）； μ —— 流量系數(shù)，取 （查《水工設(shè)計手冊》）； W—— 管嘴過水面積，（面積 A=πR 2,R為管涵的半徑）； η —— 修正收縮系數(shù)，取 （查《水工設(shè)計手冊》）； a—— 管涵內(nèi)徑（ m）； HO—— 從管涵出口斷面底板起算的上游總水頭，gvHH 2200 ?? (9) v—— 管前水流速度（ m/s）； g—— 重力加速度； H—— 管前水深； 管涵按上述過程計算，設(shè)計參數(shù)見表 7: 表 7 管涵設(shè)計成果表 Table7 The result table of pipe culvert design 渠道類型 渠道 設(shè)計流量 涵管內(nèi)徑 管前流速 管前水深 HO 涵管設(shè)計流量 m3/s m m/s m m m3/s 斗渠 兩用渠 農(nóng)渠 農(nóng)溝 管涵與道路相交處，其過水中心線與溝渠過水中心線盡量齊平，并略低于路面，滿足人畜力通行要求。管涵在鋪設(shè)時，首先要滿足渠道過水要求。 管涵具體分布及設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸、布置形式、耗材以及斷面形式參見設(shè)計圖冊。 跌水設(shè)計 當(dāng)溝渠通過地面坡度較陡的地方時，為了保持溝渠的設(shè)計縱坡，以保證輸送需要的流量，防止溝渠受到?jīng)_刷，避免大填方和深挖方，增強溝渠的穩(wěn)定性，25 需將水流的落差集中，并在落差集中的地方修建跌水或陡坡等消能連接建筑物。本項目規(guī)劃溝渠的跌差均不超過 2m，在溝渠水流落差集中處，設(shè)置直落式跌水（又稱單級跌水）。 跌水口水力計算 跌水口斷面形式的確定： 考慮到規(guī)劃溝渠的設(shè)計流量和斷面形式以及保證跌水前水面不致過分降落等因素，本設(shè)計選擇施工方便的矩型跌水口。 堰前水頭計算： 堰前水頭按下式計算： gvHH 2200 ?? (10) 式中： H0—— 堰上水頭（ m）； H—— 堰前水深（ m）； V0—— 堰前過水?dāng)嗝嫔系钠骄魉伲?m/s）； g—— 重力加速度， g=。 跌水口寬度計算： 根據(jù)設(shè)計流量和堰前水頭，按照下式計算跌水口寬度： 2/32 Hgm nbQ CS??? (11)式中： B—— 跌水口寬度（ m）； Q—— 設(shè)計流量（ m3/s）； 0? —— 側(cè)收縮系數(shù)， 0? =～ ； m—— 跌水口流量系數(shù)； b) 消力池水力計算： 消力池內(nèi)單寬流量計算： 消力池內(nèi)單寬流量計算公式如下： q=Q/B3 (12)式中： q—— 消力池內(nèi)的單寬流量（ m2/s）； B3—— 消力池底寬（ B3=B+）（ m）； 26 躍前水深計算： 用試算法計算 hC 值，將上面以求得的值代入下式： P0+ H0＝ hC+q2/（ 2g? 2 hC2） 式中： P0—— 跌差（ m）； H0———— 堰上水頭（ m）； hC—— 躍前水深（ m）； ? —— 流速系數(shù)，取 ? =～ ； 通過多次試算，取使得公式兩端的值最為相近的 hC為計算結(jié)果。 計算躍后水深，躍后水深的 公式為： ?????? ?? 1812″ 21rcc Fhh (13) 式中： 39。Ch —— 躍后水深（ m）； 計算消力池深度：消力池深度估算公式為： sC hhd ?? 39。39。? (14) 式中： ? —— 淹沒安全系 數(shù)，取 ～ ； hs—— 下游溝渠水深（ m）； 計算消力池長度，消力池長度由水流跌落時的水平拋射距離和水躍長度所組成，其計算公式為： LK =+{(P0+)H0}+LJ (15) LJ =( 39。Ch hC) (16)式中： LK—— 消力池長度（ m）； LJ— 自由水躍長度（ m）； 項目區(qū)溝渠跌水具體設(shè)計成果見表 8： 27 表 8 跌水設(shè)計成果表 Table8 The result table of waterfall design 類型 流量 m179。 消力池底寬 m 渠深 m 消力池長 m 消力池深 m 落差 m 農(nóng)渠 農(nóng)溝 斗渠 兩用渠 節(jié)制閘進水閘設(shè)計 控制渠道水位、調(diào)節(jié)流量、保證配水 ， 在灌排兩用渠 和斗渠 沿線設(shè)置節(jié)制閘，斗、農(nóng)渠渠首位置設(shè)置進水閘，調(diào)節(jié)流量、實施輪灌。 小型水閘為直插式小型水閘， 閘身采用整體式結(jié)構(gòu)，采用 C15 現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu) ， 閘板采用 50mm 厚鋼筋混凝土板。 田間路橋工程設(shè)計 田間道路 田間道路共分為三個級別：一級田間道、二級田間道、生產(chǎn)路。根據(jù)《湖南省土地開發(fā)整理 工程 建設(shè)標準》 (試行 )確定各級道路結(jié)構(gòu)參數(shù)： 一級田間道：路面寬 ，占地寬 ，高出田面 。 C25 現(xiàn)澆混凝土路面厚，路面以下鋪設(shè) 厚的碎石墊層，原有路基。 二級田間道：包括新修二級田間道和整修二級田間道兩種類型。其中，新修二級田間道：路面寬 ，占地寬 ，高出田面 ， 泥結(jié) 石路面厚 ，路面以下鋪設(shè) 厚的碎石墊層，素土路基高 ，無溝渠的一側(cè)設(shè)置漿砌石路肩（頂寬 ，底寬為 ，高 ） ；整修二級田間道：路面寬 ，占地寬 ，高出田 面 ，泥結(jié) 石路面厚 ，路基為原有道路路基。 生產(chǎn)路 生產(chǎn)路：路面寬 ，占地寬 ，高出田面 。 泥結(jié) 石路面厚 ， m素土路基， 梯形斷面路基。 農(nóng)橋工程設(shè)計 因田間道和生產(chǎn)路跨整修原有溝時，需要設(shè)置農(nóng)機橋。根據(jù)與之對接的道路的不同和跨度的不同可分為三種： 28 類型一：跨整修原有溝 1與田間道連接的機耕橋，凈跨 6m，橋面寬 4m，采用 M10砂漿砌筑的漿砌石橋墩，橋面板采用 C30 鋼筋砼現(xiàn)澆，磚砌護欄，橋兩端設(shè)置漿砌石翼墻，河床拋石護底； 類型二：跨整修原 有溝 2與田間道連接的機耕橋，凈跨 4m，橋面寬 4m，橋墩底部基礎(chǔ)采用 漿砌塊石 ，橋臺采用 漿砌塊石 ，臺帽采用 C20 鋼筋砼現(xiàn)澆，橋面板采用 C25 鋼筋砼現(xiàn)澆； 類型三 :跨整修原有溝 2 與生產(chǎn)路連接的為人行橋，凈跨 4m，橋面寬 ，結(jié)構(gòu)形式與機耕橋同。 以跨整修原有溝 2的機耕橋 3為例進行橋板配筋計算： 以機耕橋類型一為例，進行配筋計算。 橋板配筋計算： 設(shè)計標準：機耕橋設(shè)計標準為汽 10，人群荷載： qK=179。= kN/m。 1) 設(shè)計已知條件： 估設(shè)截面尺寸 b179。h=4000179。2 20mm 進行設(shè)計； 人群荷載： qK=179。= kN/m； 混凝土自重： gK=26179。179。 2=； 橋的凈跨： ln=4m；邊墩搭接長度： a2=； 橋的動荷載根據(jù)設(shè)計要求為： 汽車 10級； 板在二級環(huán)境中配筋要求保護層厚度： a=25mm； 設(shè)計采用的混凝土等級為 C25， fc=； 設(shè)計采用鋼筋為 Ⅱ 級， fy=310N/mm2；