土地整理项目中水利规划的技术要点 2013年1月.

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1 土地整理项目中水利规划的技术要点 2013年1月

2 主 要 内 容 一、工程规划的主要工作内容及程序 二、基础资料收集与分析 三、水土资源平衡分析 四、工程规划 五、工程规模 2

3 一、工程内容与程序 资料收集，分析 进行水土资源平衡 工程现状及问题 论证项目建设的 分析及水资源配置 必要性与可性行 推求水位、流
确定工程 任务及标准 推求水位、流 量等设计要素， 确定工程规模 论证技术方案、进行 总体布局和工程布置 3

4 二、基本资料收集与分析 （一）项目区及所在区域的资料收集 （二）论证项目建设的必要性与可行性
1、自然地理：包括气象、水文、地形、地貌、地质、土壤等方面。 2、水利工程现状：主要包括骨干和田间的灌溉、排水、防洪等工程设施的现状及运用情况。 3、自然灾害：调查灾害类型、成灾面积、受灾原因及经济损失。 4、社会经济：主要包括行政区划、人口、土地利用现状、种植结构、耕作制度、作物产量、交通、电力和农民收入等。 5、相关规划：主要收集项目区所在区域的国民经济与社会发展总体规划、国土整治规划、农业区划、水利规划、水资源评价成果及开发利用规划、水土保持规划，以及农、林、牧、渔及和关部门的发展规划等。资料收集时一定要结合项目区有针对性，主要是为选取规划方案做依据。 （二）论证项目建设的必要性与可行性 根据收集的上述资料，客观分析项目区存在的主要问题和建设条件，论证项目建设的必要性与可行性。

5 三、水土资源平衡分析 （一） 水土资源及利用现状分析评价 1、水资源 ⑴水资源量
分析项目所在区域地表水资源量、地下水资源量，水资源总量及地表水可利用量和地下水可开采量，分析水资源的时空分布特点及其开发利用条件。 ⑵水资源开发利用现状 调查现状水平年，项目所在区域现状供用水状况，包括地表水、地下水供水情况，现状用水结构，现有水利工程供水能力，灌溉区的灌溉方式等。 ⑶水资源开发利用存在的主要问题 分析评价水资源开发、利用、管理中存在的问题，并提出对策与措施建议。 2、土地资源 对区内土地资源及利用现状进行分析评价，并应根据各类用地的数量、比例等指标，分析其存在的问题及开发潜力，并进行土地适宜性分析。 5

6 三、水土资源平衡分析 （二） 水土资源平衡分析 1、灌溉分区 若区内水土资源状况、种植结构、供水与灌溉方式存在差异，应进行灌溉分区。
2、需水量预测 需水量预测主要包括农业、工业和生活及生态和环境的水量，其中农业需水包括农田灌溉和林牧渔业用水。土地整理项目需水量预测主要以农田灌溉为主，其需水量及需水过程分析要依据灌溉制度。灌溉需水量预测内容、步骤为： 制定灌溉 设计标准 进行灌溉 制度设计 确定净 灌溉定额 确定灌溉 水利用系数 进行需 水量预测 6

7 三、水土资源平衡分析 ⑴灌溉设计标准 灌溉设计标准一般以灌溉设计保证率表示，为设计灌溉用水量全部获得满足的年数占计算总年数的百分率表示。即供水量大于或等于用水量的年分为m年，计算系列的总年数为n年(不少于30年)。灌溉保证率用下列公式计算。 我省灌溉设计标准：水田区松嫩平原西部干旱地区为75～80%，松嫩平原东部及三江平原地区、东南部山区、湿润地区和水资源丰富地区为75～85%。旱田喷灌区为85～95%。 7

8 三、水土资源平衡分析 ⑵灌溉制度设计 xx灌区设计灌溉制度成果表(水田)
灌溉制度是按作物需水要求和不同灌水方法制订的灌水次数、灌水时间及灌溉定额的总称。项目若所在灌区或区域已有灌溉制度成果时，应进行合理性分析后采用，否则需进行灌溉制度设计。 xx灌区设计灌溉制度成果表(水田) 生育期 日 期 日耗水量 有效降水 田间水层 灌水量 灌溉定额 修正后灌水率 (mm) 量(mm) (m3/亩) (m3/s/万亩) 泡 田 期 5.1～5.15 150.5 0.741 插 秧 期 5.16～5.31 8.8 30.3 30～0 135 80.04 返 青 期 6.1～6.7 18.3 30～20 65 43.37 0.717 分蘖初 6.8～6.14 9.9 4.4 70～30 75 50.03 0.441 分蘖末 6.15～6.30 19.8 76 55 36.69 0.425 晒 田 7.1～7.2 0.1 拔节孕穗 7.3～7.31 20.2 125.5 175 116.73 0.496 抽穗开花 8.1～8.14 10.3 25 20～0 115 76.71 0.634 乳 熟 8.15～8.20 9.6 0.7 0.708 黄 熟 8.21～8.31 6 12.9 合 计 5.1～9.13 87.4 280.2 675 590.76 8

9 三、水土资源平衡分析 ⑶灌溉水利用系数的确定
灌溉水由水源经各级渠道输送到田间，有部分水量损失掉，主要为渠道渗漏，因此水的利用系数小于1，即Q净/Q毛＜1。 田间水利用系数：旱作区不低于0.9；水田区不低于0.95；管道不低于0.95 渠系水利用系数：可用各级渠道水利用系数连乘求得（Q净/Q毛）。 灌溉水利用系数：等于田间水利用系数乘以渠系水利用系数。 ⑷灌溉需水量 灌溉需水量是指灌溉土地需从水源取用的水量，在灌溉面积、灌溉定额确定后，即可由下式求得净灌溉需水量,W净=mA(m3）；净灌溉需水量除以灌溉水利用系数即为毛灌溉需水量。 大型灌区 （＞30万亩） 中型灌区 （1～30＞万亩） 小型灌区 （＜1万亩） 井灌区 喷灌区 微喷灌区 滴灌区 ＞0.5 ＞0.6 ＞0.7 ＞0.8 ＞ 0.85 ＞0.9 9

10 三、水土资源平衡分析 3、供水量预测 地表水资源量：某特定区域在一定时段内由降水产生的地表径流总量。 ⑴ 地表水量有关概念
可供水量：可供水量是指在不同水平年、不同保证率的情况下，考虑需水要求，供水工程设施可能提供的水量。 10

11 三、水土资源平衡分析 ⑵地下水量有关概念 3、供水量预测 地下水资源量：指区 内降水和地表水对饱水岩土
层的补给量，包括降水入渗、河道湖库、渠系、田间等地表水 体的入渗补给量。 地下水可开采量：指在可预见的时期内，通过经济合理、技术可行的措施，在不引起生态环境恶化条件下允许从含水层中获取的最大水量。 ⑵地下水量有关概念 地下水可供水量：考虑可开采量、需水要求情况下机井可能提供的水量。 11

12 三、水土资源平衡分析 可供水量，不是供水工程最大供水量，也不是实际供水量，是最大供水能力中能被用水工程利用的那部分。有别于工程的实际供水量和工程的供水能力。 工程的弃水和不能为用户所利用的水量都不能作为工程可能提供的水量。 如图所示，在丰水年份，供水能力较大，而需水量很小，故有弃水，可供水量决定于需水量，在枯水年份（图右侧）需水量较大，但供水能力小，可供水量决定于供水能力，小于需水量。 以需定供 以供定需 12

13 三、水土资源平衡分析 ⑵影响可供水量的因素 来水条件：不同年的来水变化，以及年内的时空变化，所算出的可供水量不同。
用水条件。不同年的用水特性（用水结构、分布、性质、要求、规模等）、合理用水节约用水情况等，所算出的可供水量是不同的。另外用水条件之间也常相互影响，如河道的冲淤、河道内的生态环境用水等都可能直接影响河道外工业、农业、城市生活的可供水量；河道上游的用水要求也可能影响下游的可供水量，等等。 水质条件。不同年的水源泥沙和污染程度等情况，会影响所提供的可供水量大小。高矿化度地下水，未经改良和处理，不能供工农业生产使用，更不能供城乡人畜生活饮用。 工程条件。现有工程参数的变化，不同的调节运用方式以及不同发展时期新增工程设施等情况，都会算出不同的可供水量。 13

14 三、水土资源平衡分析 ⑶地表水可供水量 地表水源供水量分计量别按蓄水、引水、提水和调水工程四种形式统计。土地整理项目经常涉及前三项，由于蓄水工程可供水量计算更复杂些，这里主要介绍引提水工程可供水量 引提水工程可供水量的大小与河道天然来水量、下游河道过水流量要求、引水工程过水能力、用户的用水要求有关。 式中：Wk—引提水工程可供水量；D—用户需水量；Qmax—引提水工程供水能力；Yup—河道来水量；Ydonw—河道下游要求水量。 14

15 三、水土资源平衡分析 可供水量 河道来水量与用户用水量过程 单位：m3/s
例：有一河流引水工程向某地区供水，引水工程供水能力Qmax＝70m3/s，河道下泄要求Ydown=60 m3/s ，河道来水量和用户用水量见下表，试计算该工程可供水量。 河道来水量与用户用水量过程 单位：m3/s 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 来水Yup 110 120 130 140 150 115 100 90 需水Dt 65 80 50 70 60 75 可供水量 55 40 30 上游 下游60m3/s 取水点 15

16 三、水土资源平衡分析 ⑷地下水可供水量 ①可开采量计算
平原区浅层地下水可开采量有4种计算方法：实际开采量调查法、可开采系数法、类比法。多年调节计算法 a.实际开采量调查法 实际开采量调查法适用于浅层地下水开发利用程度较高、浅层地下水实际开采量统计资料较准确、完整且潜水蒸发量不大的地区。如某地区，在1980～2000年期间，1980年初、2000年年末的地下水水位基本相等，则该期间多年平均浅层地下水实际开采量近似确定为该地区多年平均浅层地下水可开采量。 16

17 三、水土资源平衡分析 b．可开采系数法 可开采系数法适用于含水层水文地质条件研究程度较高的地区。这些地区，浅层地下水含水层的岩性组成、厚度、渗透性能及单井涌水量、单井影响半径等开采条件掌握得比较清楚。所谓可开采系数是指某地区的地下水可开采量（Q可开）与同一地区的地下水总补给量（Q总补）的比值，即ρ＝Q可开/Q总补。ρ应不大于1。确定了可开采系数ρ，就可以根据地下水总补给量Q总补，确定出相应的可开采量Q可开，即：Q可开＝ρ·Q总补。可开采系数ρ是以含水层的开采条件为定量依据，一般在0.7～0.8。 c．多年调节计算法 所谓调节计算，是根据一定的开采水平、用水要求和地下水的补给量，分析地下水的补给与消耗的平衡关系。需进行调算（方法略） 。 d．类比法 缺乏资料地区，可根据水文及水文地质条件类似地区可开采量计算成果，采用类比法估算可开采量。 17

18 三、水土资源平衡分析 ②地下水可供水量计算 实际供水量调查法 a.根据泵的提水能力与开机时间计算 b.根据耗电量和耗油量计算
c.根据灌水次数和灌水定额计算（需水量） 18

19 三、水土资源平衡分析 4．水土资源平衡分析 案例： ⑴可供水量 项目区位于灌区南部，灌溉水源主要为河水和地下水。 a、地表水
项目区地表水取自与灌区三干渠相接的独立分干。三干渠将从总干渠分河水输至独立分干，在项目区东北部独立分干节制闸处引水，闸后新建1条输水支渠，将河水引入项目区。 1) 河水 灌区渠首取水口处多年平均年径流46.42亿m3，4月下旬至8月下旬P=75%可利用量16.59亿m3。渠首闸后总干渠设计流量68m3/s，则灌区水源工程可供水量7.02亿m3。 灌区设计灌溉水田面积43.6万亩，设计灌水定额590.76m3/亩，灌区水田灌溉水利用系数0.58，则灌区水田需水总量为4.39亿m3，灌区各时段需水过程见表。 19

20 三、水土资源平衡分析 4．水土资源平衡分析案例示意图 灌 区 总干渠 三 干 渠 分 干 支渠 项目区 20

21 三、水土资源平衡分析 由表灌区供需平衡分析结果看出：河流来水时空分布不均，丰枯变化较大，4月下旬至5月中旬为枯水期，其来水量不能满足灌区该时段的用水要求，需由建于灌区内2座水库和机电井补水，从5月下旬开始，河流来水量加大，能够使渠首及总干渠达到最大供水能力，因此该时段渠首和总干渠除能保证灌区需水要求外，还有2.91亿m3余水量可发展灌溉面积。 21

22 三、水土资源平衡分析 2) 三干渠来水量 由于项目区从灌区三干渠引水，因此项目区的可供水量主要取决于三干渠的供水能力。
三干渠控制灌溉面积10.55万亩，设计流量19.53m3/s，加大流量22.46m3/s，三干渠可供水量及控制区需水量见下表。 由右表看出：4月下旬和5月中旬三干渠来水量（包括水库补水量）只能保证其控制的灌溉面积，其他时段除能保证灌区需水要求外，还有1.23亿m3的余水量可用于发展灌溉面积 。 22

23 三、水土资源平衡分析 因此1.23亿m3扣除损失外 ，项目区的地表水可利用量为（通过三干渠引河水）1.01亿m3。其P=75%来水过程见下表。 项项止 项目区地表水来水过程 23

24 三、水土资源平衡分析 b.地下水 地下水资源量采用灌区分析成果，本地区地下水较丰富，年综合补给量为7290万m3，可开采量6367万m3，扣除各业用水后，农业地下水可利用量为2723万m3。 ⑵需水量预测 a.灌溉设计标准:水田灌溉保证率P=75%。 b.灌溉制度:本次水田灌溉制度采用《xx灌区工程初步设计》成果。 24

25 三、水土资源平衡分析 c.需水量预测 根据灌溉制度成果及灌溉面积预测项目区农业总需水量。项目区整理后可发展水田面积4.37万亩，水田设计灌溉定额590.76m3/亩，区内灌溉水利用系数地表水为0.66，地下水为0.86，则预测项目区水田灌溉需水量3774万m3。其需水过程详见下表。 25

26 三、水土资源平衡分析 ⑶.水量供需平衡分析 由前面供水量分析结果，4月下旬和5月中旬因河流仅能供给灌区用水，因此项目区无地表水可利用，需用地下水补充灌溉，5月上旬和下旬虽然水量可满足灌区部分需水，但因渠道的输水能力只能满足灌区用水，因此项目区不宜引河水灌溉，也需用地下水补充，因此项目区地表水源工程独立分干可供水量为 万m3，供水期为6～8月，其他时段则抽取地下水补充灌溉。经分析区内地下水农业可用水量为2723万m3，打机井可供水量 万m3，供水期为4～5月，项目区供需水量基本平衡。 26

27 四、灌排工程布局 灌溉与排水工程布局主要由水源工程、灌溉渠道、排水沟道及渠（沟)系建筑物等组成。 一、灌溉水源与了取水方式
面状水源：如水库、湖泊 1、灌溉水源 线状水源：河流、骨干输水渠道 点状水源：灌溉井等 2、取水方式 常用取水方式有：无坝取水、有坝取水、抽水取水和水库取水及井灌。 27

28 四、灌排工程布局 灌溉取水方式示意图 河流水源取水方式
⑴无坝引水：当灌区附近河道枯水期水位和流量均能满足灌溉要求时，即可在河岸上选择适宜的地点建闸开渠引水。 ⑵有坝引水：当河流水源虽较丰富，但水位较低时，可在河道上修建壅水建筑物（坝或闸），抬高水位，壅水入渠，形成有坝引水的方式。 ⑶抽水取水：当河流水量比较丰富，但灌区位置较高，修建其他自流引水工程困难或不经济时，可就近采取抽水取水方式。 取水口应选在主流稳定靠岸、能保证取水的河段，一般为凹岸顶点的下游。 灌溉取水方式示意图 无坝引水 进水闸 干 进水闸 渠 壅水坝 泵站 有坝引水 提水 28

29 四、灌排工程布局 ⑷水库取水 当河流的流量、水位均不能满足灌溉要求，且在河流上有适当地点建库时，可修蓄水工程对河流进行径流调节，以解决来水和用水之间的矛盾。 当以地下水为灌溉水源时，根据灌溉用水量和水文地质等不同的开采条件建取水建筑物，建筑物可分为垂直、水平和双向取水类型。通常我省采用垂直取水建筑物，即机电井。 29

30 四、灌排工程布局 二、灌溉渠系工程 1、组成 灌溉系统是从水源取水并将其输送、分配到田间的工程设施。一个完整的灌溉系统主要包括渠首取水建筑物、各级输水和配水渠道、渠系建筑物和田间渠系工程等。 进水闸 支渠分水闸 干渠 斗渠 农渠 节制闸 灌溉渠道：分固定和临时渠道两大类。固定渠道宜按干、支、斗、农渠四级设置。农渠以下为临时渠道（毛渠、灌水沟）。较大灌区可设总干、分干、分支等多级渠道；较小灌区也可少于四级，例如支、斗、农渠或斗、农渠等。 渠系建物：包括分水闸、节制闸、泄水闸、渡槽、跌水、陡坡、倒虹吸、桥梁、涵洞等。 水源 灌溉系统组成示意图 支渠 30

31 四、灌排工程布局 二、灌溉渠系工程 2、干、支渠道的布置
干、支渠一般承担输配水任务，常称之为骨干渠道，其布置具有全局性的意义。其布置原则主要有以下几点： ⑴尽可能布置在较高地带，以便控制最大的灌面。 ⑵应与土地利用规划、农业区划、交通规划和排水系统等结合进行，尽量避免渠系与沟、路的交叉，以减少交叉建筑物。 ⑶要与排水沟的布置相配合，注意尽量不打乱天然排水系统，不切断排水出路，在平原灌区，灌溉渠道往往要服从排水沟的布置。 31

32 四、灌排工程布局 32

33 四、灌排工程布局 三、排水沟系工程 1、排水沟系组成
排水沟系和灌溉渠系相似，一般分为干、支、斗、农四级固定沟道。但当排水面积较大或地形较复杂时，可多于四级，反之，也可少于四级。干、支、斗三级沟道组成输水沟网，农沟及以下的田间沟道组成田间排水网。其布置原则主要有以下几点： ⑴布置在控制范围的低洼处，并尽量利用天然河道，应能满足汛期排水要求。 ⑵应做到高水高排、低水低排，自排为主，提排为辅，分片、分级排放，当地洪涝水与外来客水分别排放。 ⑶干沟出口应布置在承泄区水位较低的地方。 ⑷下级沟道的布置应为上级沟道创造良好的排水条件，不产生壅水。 ⑸应与灌溉渠系、道路、林带、村镇等布置相协调，并与土地利用规划和行政区划相适应。 33

34 四、灌排工程布局 34

35 四、灌排工程布局 四、田间工程 田间工程通常指最末一级固定渠沟及其所包围的田块内部的毛渠、毛沟、田间道路、田埂、小型建筑物以及土地平整等农田基本建设工程。 1、平原区排渠沟道布置 渠道和沟道配合有灌排相邻、灌排相间两种基本形式。灌排相邻布置主要应用在地势向一侧倾斜的地区，渠道向一侧灌水，汇水沟也只能接纳一边径流，渠道和沟道只能并行，上灌下排，互相配合。在地形平坦或有微地形起伏的地区适宜灌排相间布置，即将渠道和沟道交错布置，沟、渠是两测控制，工程量较省。 35

36 四、灌排工程布局 四、田间工程 2、山丘区的灌排渠沟布置
山丘区的支斗渠一般沿岗岭脊线布置。农渠垂直于等高线，沿坡田短边布置。由于坡田是层层田，两田之间有高差，固农渠上修筑跌水衔接。农渠多为双向控制。 36

37 四、灌排工程布局 四、田间工程 3、井渠结合的田间灌溉网
井渠结合是渠水与井水联合运用的一种灌溉方式，井渠结合的规划原则是合理确定年开采量和渠井结合的灌溉面积，做到地表水、地下水资源统一调配，总的原则应是充分利用地表水，合理开采地下水。井渠结合灌区，井灌与渠灌应结合为一套系统，井水入渠后应统一调配，集中使用。 以渠为主、以井补渠的井网规划布置，应以固定灌溉渠道（斗、农渠）为骨架，井网走向沿渠道布置，采用梅花形戒方格形布井。如右图所示。 以井为主，以渠补井有两种布置形式：一种是井位在田块中心向四周供水，适用于平坦地形或中间高两边低的地形；另一种为井位设田块一侧，向一个方向灌水，适用于地面坡度较大并向一侧倾斜的地形。 37

38 四、灌排工程布局 四、田间工程 4、田、林、路的规划布置
田间工程规划除合理规划布置田间灌排渠系外，还需同时考虑农村道路及林带的规划布置。农村道路一般分为干道、支道、田间道和生产路4级（即三道一路），一般沿支、斗、农级渠沟布置，沟渠路林的配合形式应有利于排灌、机耕、管理和不影响作物光照条件。其相对位置一般有田--沟—林--路—渠、田--沟—林--渠--路、田--路—沟—林—渠三种配置形式。布置时可根据具体情况选用，在以涝为主的平原区，应以先布置排水系统，然后布置渠系及田间道路；在山丘区，应先从灌溉渠道着手。 38

39 四、灌排工程布局 田--沟—林--路—渠 道路处于渠沟之间，其优点为路与下级灌排渠系均不相交，灌排方便，但由于道路进入田间必须跨越沟、渠，需修较多涵洞，增加投资。 田--沟—林--渠--路 道路布置在田块上端，位于渠道一侧，位置较高，不易受水淹；道路别一侧紧靠农田，人、畜、机下地方便，但道路跨越下级渠道（农渠），必须修建较多的桥涵。 田--路—沟—林—渠 道路布置在田块下端，位于沟的一侧，优点是路邻沟离渠，路面干燥，便于灌溉和人、畜、机下地生产，缺点是道路在斗沟的上游一侧，与农沟相交需建较多涵洞，田块排水也要穿路埋管，且多雨季节。 39

40 四、灌排工程布局 5、建筑物工程布置 土地开发整理工程渠系建筑物包括：水闸、渡槽、农桥、涵洞、跌水与陡坡、斗门及农门等。其规划布局总要求为：布置在地形和地质条件良好的地点，应满足灌排系统水位、流量、施工、运行、管理的要求和适应交通、群众生产、生活的需要。 （1）水闸布置：在灌溉渠道轮灌分界处或渠道断面变化较大的地点应设节制闸；在分水渠道进口应设分水闸；在干渠主要建筑物或重要渠段上游设泄水闸；引洪入渠段下游设排洪闸；在干、支渠末端应设退水闸；低洼地区排水沟出口段应设排水闸等。中小型水闸可与就近的渡槽、跌水、桥涵等其他渠系建筑物联合布置。 排水闸 排 干 泄水闸 节制闸 排洪闸 退水闸 干 渠 倒虹吸 进水闸 分水闸 斗渠 截流沟 河 流 节制闸 农渠 农门 支渠 斗门 退水闸 排 干 斗门及农门（制口）布置：斗门、农门是调节、控制引入斗渠、农渠流量的进水建筑物。斗门设在干或支渠渠岸的侧旁。农门设在斗（支）渠岸的侧旁。斗门、农门进水高程要满足田块灌水要求，一般应高出平整后田面接水端10cm以上。斗门及农门一般以90°的引水角引水。 40

41 四、灌排工程布局 5、建筑物布置 (2）渡槽：渠道跨越河流、渠沟、洼地、道路，采用其它类型建筑物不适宜时，可选用渡槽。渡槽应选择地形平缓、地质条件坚固、渡槽轴线短而直，高度较低的挖方地基处修建。 （3）倒虹吸：渠道跨越河流、渠沟、洼地、道路，采用其它类型建筑物不适宜时，可选用倒虹吸。 河道 倒虹吸 41

42 四、灌排工程布局 5、建筑物工程布置 （4）农桥布置：田间道、生产路跨越渠道、排水沟或天然沟处应布置农桥。
（5）涵洞布置：排水沟穿越填方渠道、渠道或排水沟穿越填方道路时，可在渠下或路下设置涵洞。涵洞轴线宜短而直，并宜与渠道、道路中心线正交，进、出口应与上、下游渠道平顺连接；涵洞洞身尽可能布置在地质条件坚固的地段，避免产生不均匀沉陷。 渡槽、倒虹吸、桥、涵均为交叉建筑物，在选择形式上要进行方案比较，尤其是沟和渠、渠和路平交时。土地项目中多存在桥涵形式选择，其考虑因素有功能、流量、水位、填土厚等。 42

43 四、灌排工程布局 5、建筑物工程布置 （5）跌水与陡坡布置：渠道或排水沟经过陡峻的地段时，可设置跌水或陡坡。跌水或陡坡的型式应根据跌差和地形、地质等条件确定。跌差小于或等于5m时，可采用单级跌水或单级陡坡；跌差大于5m，可采用多级跌水或多级陡坡。多级跌水可按水面落差相等或台阶跌差相等的原则分级，每级高度不宜大于5.0m。跌水与陡坡下游必须设置消能设施。 水面线 地面线 跌水 43

44 固定式：全部管道埋于地下，灌溉季节或常年固定不动
四、灌排工程布局 6、喷灌工程布置 ⑴喷灌系统组成 喷灌系统由水源、水泵和动力机、管道系统、喷头及附属设备和附属工程组成。 固定式：全部管道埋于地下，灌溉季节或常年固定不动 管道式 半固定式：干管一般不动，支管移动 移动式：干管、支管均可移动 轻小型机组 ⑵喷灌系统分类 定喷式 滚移式 机组式 中心支轴式 行喷式 绞盘式 44

45 四、灌排工程布局 6、喷灌工程布置 ⑶管道式喷灌系统布置 ①泵站应尽量位于喷灌区的中心或中间位置，有利于缩短干管输水距离；有利于喷灌区工作压力的均衡。两种典型布置：　 45

46 四、灌排工程布局 46

47 四、灌排工程布局 ③支管尽可能垂直于主风向布置，尽量与作物种植行向或耕作方向平行，便于运行管理。
③支管尽可能垂直于主风向布置，尽量与作物种植行向或耕作方向平行，便于运行管理。 　　 ④支管尽量与干管垂直，支管长度尽量一致，便于设计、施工、运行管理。 　　 耕作方向 47

48 五、工程规模 决定灌排渠系工程规模的因素主要为流量和水位。 1、灌溉渠道 （1）渠道工程制度 48

49 五、工程规模 1、灌溉渠道 （1）流量推求 ①续灌渠道按设计、加大、最小三种流量进行设计，轮灌渠道只按设计流量进行设计。
或 式中：Qs---续灌渠道的设计流量(m3/s)； qs---设计灌水率(m3/s/万亩)； As---该渠道灌溉面积(万亩)； ηs---该续灌渠道至田间的灌溉水利用系数 Q---该渠道分出的总流量(m3/s)； σ---该渠道单位长度水量损失率(%/km)； L---该渠道工作长度(km)。 轮灌渠道的设计流量按下式计算： 式中： Qn---轮灌渠道的设计流量(m3/s)； N---该渠道轮灌组数； An---该渠道轮灌组平均灌溉面积(万亩)； ηn-该轮灌渠道至田间的灌溉水利用系数。 49

50 五、工程规模 ②最小流量和加大流量推求 渠道最小灌溉流量按最小灌水率及灌溉面积逐段计入输水损失进行推算，其值不宜小于设计流量的40%，相应最小水深不宜小于设计水深的60%；加大流量根据设计流量加大百分数计算，其加大系数按《灌溉与排水工程设计规范》选取，其加大百分数表： 由泵站供水的续灌渠道加大流量应为包括备用机组在内的全部装机流量。 50

51 五、工程规模 ⑵灌溉水位推求 灌溉渠道不仅要满足输送设计流量的要求，还要满足水位控制的要求，同时也是纵断面设计的依据。纵断面可根据设计水位确定渠底高程、堤顶高程等。 ①灌溉渠道的水位推算：为了满足自流灌溉的要求，各级渠道取水口或分水口处都应具有足够的水位高程。这个水位是根据灌溉面积上控制点的高程加上各种水头损失，自下而上逐级推算出来的。水位公式为： H进 = A0 +h + ∑Li + ∑φ 式中：H进为渠道进水口处的设计水位(m)；A0为渠道灌溉范围内较高、较难灌到水的地面高程(m)，可保证80％以上的面积可自流灌溉；h 为控制点地面与附近末级固定渠道设计水位的高差，一般取 m； L为各级渠道的长度(m)；i为渠道的比降；φ为水流通过渠系建筑物的水头损失(m)，其值见下表。 建筑物初估水头损失值表 名 称 水闸 桥梁 倒虹吸 涵洞 渡 槽 水头损失(m) 0.05～0.1 0.05 0.2～0.5 0.1 0.2 51

52 五、工程规模 当灌区坡度较陡（陡于1/1000），渠首水位已确定时，可根据渠首水位，考虑不冲流速，自上而下逐级确定水面线即可。
地面坡度较陡的灌区渠道水位推算 当灌区坡度较陡（陡于1/1000），渠首水位已确定时，可根据渠首水位，考虑不冲流速，自上而下逐级确定水面线即可。 一般能满足自流灌溉要求的各级渠道水位高出地面的最小高度 农渠水位高出地面一般不应小于0.2－0.25m，对局部高地允许与地面相等或稍低； 支斗渠水位高出地面一般不应小于 m，在无分出下级渠道的渠段，允许低于地面 干渠一般下级渠道出口处水位高于地面 m，即能满足自流灌溉要求，其他渠段允许低于地面。 52

53 五、工程规模 ②节点处的水位衔接 渠道纵断面的水位衔接是处理渠道与建筑物、渠道上下段和上下级之间的水位关系问题
a.上、下级渠道的水位衔接。在渠道分水口处，上、下级渠道的水位应有一定的落差，以满足分水闸的局部水头损失。即以设计水位为标准，上级渠道的设计水位高于下级渠道的设计水位，以此确定下级渠道的渠底高程。若当上级渠道输送最小流量时，相应的水位可能不满足下级渠道引取最小流量的要求，就需要在上级渠道该分水口的下游修建节制闸，把上级渠道的最小水位升高，使上、下级渠道的水位差等于分水闸的水头损失，以满足下级渠道引取最小流量的要求，如图(a)所示。如果水源水位较高或上级渠道比降较大，也可以最小水位为配合标准，抬高上级渠道的最小水位，使上、下级渠道的最小水位差等于分水闸的水头损失，以此确定上级渠道的渠底高程和设计水位，见图(b)。 53

54 五、工程规模 ②节点处的水位衔接 b.建筑物前后的水位衔接。渠道上的交叉建筑物(渡槽、隧洞、倒虹吸等)一般都有阻水作用，会产生水头损失，在渠道纵断面设计时，必须予以充分考虑。如建筑物较短，可将进、出口的局部水头损失和沿程水头损失累加起来(通常采用经验数值)，在建筑物的中心位置集中扣除。如建筑物较长，则应按建筑物位置和长度分别扣除其进、出口的局部水头损失和沿程水头损失。 54

55 五、工程规模 55

56 五、工程规模 2、排水沟道工程规模 （1）排涝标准与排涝模数
a.排涝标准：以排水区发生一定重现期的暴雨量，在一定时间内排除，农作物不受涝为标准，是作为设计排涝工程规模的依据。我省采用的农田排涝标准一般为重现其5～10年，旱日1日暴雨2日排除(田面无积水)；水田3日暴雨3～5日排至作物耐淹水深（水稻）。 b.排水模数（q）：是指在一定的涉率的设计暴雨下，每平方公里的地面所产生的径流量，以立方米/秒/平方公里表示。 （2）设计排水流量 根据排水模数及排水区内各沟道相应的水田及其它占地的排水面积计算。采用公式如下：Q=F·q·ηφ 式中：F—排水面积（km2）； q—排水模数（m3/s/km2）； η、φ—槽蓄迟缓系数，与排水面积和坡降有关，规模较小的沟道其值为1。 56

57 五、工程规模 3）排水水位推 根据每条排干控制面积的大小，选择一定数量代表80%排水面积的地面点为参考点，从田间到农、斗逐级推出要求水位。末级沟出口水位按下式计算： H=A0-∑Li-Σφ-ho 式中： Ao—地面参考点高程(m)； ΣLi—沟道长度和比降 (m)； Σφ—过水建筑物水头损失； h0—末级沟水位距地面高差，一般取0.2～0.3m。 根据推求出来的末级沟出口要求水位逐级确定支、干沟的设计水面线，在尽量满足各级沟道出口水位要求的基础上尽量按地形坡降，同时要满足不冲不淤流速要求，经反复调整，使其符合排水要求。 57

58 五、工程规模 4、建筑物工程规模 主要推求各类建筑物工程的设计参数。 ⑴泵站主要设计参数
a.设计流量：灌溉泵站的设计流量一般相应于渠道的设计流量；排水泵站要考虑站前沟道的调蓄情况，简单方法为相应沟道的设计流量乘折减系数（0.7左右）。 b.特征水位：包括站前和站后的设计水位、最高运行水位、最低运行水位、平均水位 ⑵机井 单井控制面积计算：ω井＝QTtη(1-η1)/m 式中：Q—单井流量（m3/t）； T—灌水周期（1d）； t—每天灌水时间（t)； η—灌溉水利用系数，取0.8以上； η1—干扰抽水的水量消减系数，取0.05； m—综合平均灌水定额。。 58

59 五、工程规模 a.桥、涵设计参数 4、建筑物工程规模 ⑶灌排渠系建筑物
灌溉建筑物应按设计流量设计，加大流量验算；排水建筑物可只按设计流量设计；灌排水位同所在渠沟上相应位置的各特征水位。 a.桥、涵设计参数 59

60 五、工程规模 b.水闸、跌水等设计参数 60

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