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农田建设田间灌溉工程设计浅析

农田建设田间灌溉工程设计浅析摘要: 摘要本文以凤翔县陈村镇2万亩高标准农田建设田间灌溉工程设计为例,对高标准农田建设灌溉工程设计进行研究,为同类工程建设提供参考。 关键词高标准农田;灌溉工程;设计;研究 1工程概况 凤翔县陈村镇位于凤翔县城…

摘要本文以凤翔县陈村镇2万亩高标准农田建设田间灌溉工程设计为例,对高标准农田建设灌溉工程设计进行研究,为同类工程建设提供参考。

关键词高标准农田;灌溉工程;设计;研究

1工程概况

凤翔县陈村镇位于凤翔县城西南15km处,高标准农田建设项目涉及该镇的尹家务村、老疙瘩村、王堡村、紫荆村、雒家务村、庞家务村、槐北村、李家堡村等8个行政村,计划建设高标准农田2万亩,计划总投资2773万元,其中财政资金2600万元,群众自筹资金173万元。计划新打机井46眼,修复配套机井8眼,配套输变电线路24.46km,埋设低压输水管道113.52km,衬砌渠道21.45km,配套渠系建筑物229座;农业措施改良土壤2万亩;林业措施计划营造防护林0.2万亩,栽植国槐、杨树等苗木1.2万株;科技措施计划技术培训5000人次,示范推广小麦新品种面积0.2万亩;田间道路水泥硬化田间干道7km,砂石硬化田间支道26km。该项目以推进农村土地整治,加快农村土地整理复垦,着力提高耕地质量建设,大规模建设旱涝保收高标准农田,夯实农业现代化基础为目标。通过大力推进农村土地整治、大规模建设高标准基本农田,实现耕地数量管控、质量管理和生态管护目标,促进粮食安全、经济安全和生态安全的有机统一,建设高标准基本农田,能够有效解决耕地分割细碎、水利设施短缺、质量较低和农田环境恶化等问题,增强农业抗灾能力,提高粮食综合产能,既可以提升粮食安全保障能力,又可以加快推进以转变农业发展方式为主线的中国特色农业现代化,还有利于该项目区农民收入持续增长与宜居家园建设。

2水源工程设计

2.1抽水灌溉

项目区南部主要利用槐塬抽水站三级站进行抽水灌溉。西三支渠、西四支渠为本项目的渠首工程,由于西三支渠和西四支渠衬砌时间较长,渠道已有多处损坏,在实际运行时“跑、冒、漏”现象严重,实际运行时流量达不到设计流量的要求,此次设计对损坏严重区段进行改造修复。项目区北部以及地势难以满足渠道灌溉区域,主要开采地下水作为补充灌溉水源。经实地踏勘,项目区目前现有机井46眼,实际可运行机井38眼(其中8眼主要用于人饮),出水量在为27m3/h~30m3/h;须修复机井8眼,修复完成后出水量可达25m3/h~30m3/h。为了满足项目区灌溉的需求,本次设计新打机井46眼,出水量32m3/h,修复机井8眼,项目实施后可以满足项目区的灌溉需求。

2.2机井工程

项目区属于黄土塬区,塬面平坦,略有起伏,表面为黄土、黄土状土、亚砂土及亚粘土等,总厚度在300m~1000m,该区含水层以中、细砂层、亚砂土层为主,虽含水量不很丰富,但含水层分布广泛,含水层埋深在75m~250m之间,根据周围机井出水量及电测分析,单井出水量27m3/h~32m3/h左右,参考项目区内其他机井运行情况,成井一般200m左右。根据当地的地质条件及地下水较深的情况,机井采用管井,井径为300mm,井深180m。布置机井时,根据当地地形和水文地质条件,并与沟、渠、路、林、机耕、输电线路和作物布局等密切配合,所选井位与周围的机井保持一定距离,以免相互影响减少出水量,根据当地经验,井间距采用200m。机井的井体结构:井口必须牢固,防止井口周围坍塌和漏水,同时为了便于送水到田间,防止地面水进入井内污染井水,井口必须高于地面约0.5m左右。透水管安装在含水层处,起着护壁、拦沙、进水的作用,根据当地经验采用D300的多孔混凝土滤水管。不透水管安装在不透水处及靠近地面的部位,起支撑井壁,防止坍塌及防井水被污染的作用,不透水管采用D300的预制混凝土管。底盘是水井的基础,它承受管柱的全部重量,并将荷载传送给地基,底盘选用钢筋混凝土底盘。滤水层是包在透水井管四周的一圈砾石填料,填料厚度一般为75mm~100mm。在不透水管即实管四周可不填砾石而填礓石、砖渣,以降低造价。井管上部10m左右为防止雨水渗入及污染,必须用粘土围填。滤料采用1.5#河卵石,过滤器为沙网、棕皮包扎,管口为沥青粘合,竹板捆扎。为了便于机井管理及安全管护,建机井管护房一间9m2,为砖混结构。

3输水工程设计

3.1渠道设计

(1)流量设计:项目区渠系分为输水渠道和灌溉渠道,输水渠道为续灌渠道,灌溉渠道为轮灌渠道。本次设计项目区西三支渠和西四支渠两条渠道为输水渠道,西三支渠原设计流量0.56m3/s,西四支渠原设计流量0.35m3/s,对这两条支渠道进行修复改造。斗渠设计流量为0.175m3/s左右,分渠流量控制在0.062m3/s~0.08m3/s。(2)纵、横断面设计:渠道纵断面设计主要是根据定线测量资料选择合适的渠道比降,确定渠道水位衔接关系,一方面要使渠道能够通过设计流量和保持渠床稳定,另一方面还需要有一定的水位高程足以控制所辖灌溉面积,并使之能自流灌溉。根据灌区地形条件,经勘测,斗渠比降采用1/500~1/1000,分渠比降均控制在1/300~1/500,确保田块进水口高程高于田面10cm。横断面选择U型断面接近水力最优断面,具有较大的输水输沙能力,占地较少,省工省料,而且由于整体性好,抵抗基土冻胀破坏的能力较强。(3)渠道设计要求:支、斗渠在原有渠系的框架上进行改造,对于个别渠线不合理的渠段进行局部改线调整,以满足斗、分渠输、配水要求,分渠以斗渠为基础布置。为便于施工,结合项目区实际农田水利工程情况,渠道深度不足的一律按设计深度修建,保证地形因素变化或超量供水时渠道安全;渠道深度小于渠道设计依据地形情况确定渠底标高,使设计渠底线高出田面5cm左右,以便自流灌溉;取水口高度和位置设置根据实地地形和田块需水要求,在施工中预留。渠道砼强度等级为C15,抗渗等级为W4,抗冻等级为F50。渠道开挖后基础应先夯实,土方夯填干容重不低于1.60g/cm,夯填土方的密实度不低于0.95;渠道每隔4m设一道横向伸缩分(缝宽20mm)采用聚氯乙烯胶泥填塞,再用M10水泥砂浆抹平。本次渠道设计:修复改造支渠2条,总长5496m,新建斗渠12条,总长3398m,新建分渠41条,总长10428m。(4)渠系建筑物:渠系建筑物应能满足渠系输水、分水、泄水等要求,保证渠道正常运行,做到分水有门,过路有桥。渠道建筑物包括配水建筑物、联接建筑物、交叉建筑物和量水建筑物,根据渠道所处的地形条件和需要设置。为了统一标准,渠道主要建筑物设计分别选用《陕西省农业综合开发田间工程配套设计图集》中的建筑物形式和尺寸。本项目共设计支渠闸门、斗渠引水闸及分渠引水闸55座,分渠分水口358座(其中双向分水口57座),设计过路农桥80座。

3.2管道设计

(1)管网布置:管网布置采用单井管道系统,即一眼机井一套管道系统,管道采用干管输水、支管配水两级固定管道,支管与干管垂直,出水桩间距30m,支管间距控制在60m~120m。管网在区内布设长度平均7m/亩。在管道系统首部安装进排气阀、流量计、蝶阀等设备。灌溉工作制定拟定为每眼机井每次开一条管道,一个给水栓,按地块位置依次轮灌。管材采用PVC管,选用DN110PVC-U管,壁厚2.2mm,公称压力0.32MPa。为了不影响耕作及保证管网安全,管道埋深为0.8m,埋于冻土层以下,沟槽开挖宽度0.6m。(2)管道系统水力计算分析:在低压输水管道系统中,因开启的给水栓不同,管道系统的工作水头在一定范围内变动,这一范围的上、下界就是管道系统的最大、最小工作水头。设计选取28#井作为典型机井,计算其在运行过程中相应的水头损失,据此来选择相应的工作水泵。根据当地地形,地块较平整,高差只有0.55cm左右,该机井共布置南北3条支管,南边支管最东端出水栓为供水最远点,即为整个系统的最不利点,机井运行时只要满足该点出水栓工作水头,则其出水栓均可满足。经计算最大工作水头为8.84m,最小工作水头为0.67m。管道系统设计工作水头为4.76m,灌溉系统设计扬程为154.76m(3)水泵选型:项目区内地下水流为承压水,水位埋深80m左右,机井动水位一般在130m~150m,机井静水位一般在80m~90m。机井深度一般为160m~180m,机井水泵进水口宜设在120m~160m。由水力计算结果看,灌溉系统设计扬程154.76m,因此选配200QJ32—169/13型农用潜水泵,配套电机25KW,井用电缆规格3×25mm2。

4结语

田间灌溉工程的高标准规划设计,对项目高标准建设起到极大的支撑作用,项目区内渠系得到较高标准衬砌配套和修建,水利用系数得到显著的提高,新增改善灌溉面积2万亩,对项目区农业生产条件的改善起到极大的促进作用,为项目区农业产业结构调整、农业增产、农民增收打下了坚实基础。

作者:贾淼 王爱云 单位:凤翔县水利局

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作者: 中国论文网

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