xx灌区xx农渠节水改造工程实施方案
一、设计主要依据
1、《节水灌溉工程技术规范》(GB/T50363---2006)
2、《渠道防渗工程技术规范》(SL18—2004)
3、《雨水集蓄利用工程技术规范》(SL267—2001)
二、工程概况
项目区所属灌区为xx县xx水库xx农渠灌区,提供水源为xx水库,xx农渠位于井研县xx乡境内,实际灌溉xx乡的繁荣、界牌、雨台、赛功、幸福等5个村45个村民小组灌溉面积0.43万亩,其中:田0.33万亩,土0.1万亩。
xx农渠设计流量0.50m3/s,渠水从xx县慈航乡雨台村和xx乡界牌村交界处流入xx乡境内,可满足该灌区用水量要求(见项目区作物灌溉制度、需水总量及需水流量计算)。
三、项目区作物灌溉制度、需水总量及需水流量
根据《雨水集蓄利用工程技术规范》(SL267—2001),结合我县丘陵地区实际情况,按照灌区各种农作物灌溉时节、不同作物的灌溉定额和不同作物灌溉面积,xx水库xx农渠控灌范围包括xx乡的繁荣、界牌、雨台、赛功、幸福等5个村45个村民小组农田面积0.43万亩,其中:田0.33万亩,土0.1万亩。
灌区内主要种植小麦、玉米、水稻等农作物,复种指数120%,整治后的渠道有效利用系数为80%,各种农作物灌溉时节及灌溉定额如下表:
作物名称
灌溉时节
灌溉天数(天)
灌溉面积(亩2)
灌溉定额(m3/亩2)
小麦
冬灌
20
500
30
玉米
3—4月
30
700
30
水稻
4—5月
20
3300
207
计算各种农作物所需的渠道引水量如下:
Q小麦=30×500/(20×86400×80%)=0.011m3/s
Q玉米=30×700/(30×86400×80%)=0.010m3/s
Q水稻=207×3300/(20×86400×80%)=0.49m3/s(最大值)
四、水源供需平衡分析
原xx水库xx农渠流量Q=0.5 m3/s,大于最大计算渠道引水流量Q水稻=0.49m3/s,复核设计流量能够满足灌区供水需求。
五、工程总体布置
xx水库xx农渠全长6.425公里,其中明渠6.129公里、隧洞 278米/10处,渡槽18米/1座,渠首流量0. 5 m3/s,渠底坡降1 /2000,隧洞、渡槽坡降为1 /1000。 控灌范围包括井研县xx乡的繁荣、界牌、雨台、赛功、幸福等5个村45个村民小组灌溉面积0.43万亩,其中:田0.33万亩,土0.1万亩。
本次规划设计主要是对xx水库xx农渠渠道进行全面防渗整治,渠道设计流量0.5 m3/s,采用梯形断面设计,C15砼宰底、浆砌单砖护坡方式衬砌,拟防渗整治土渠3760米,对2369米石渠、278米隧洞、18米渡槽进行勾缝治漏处理。
六、渠道工程设计
(一)材料比较
因为本次整治的渠道基础条件较稳定,且项目区无料石可采,最近采集石料地点在市中区石龙乡,离xx集镇约90公里左右,搬运成本较高,因此不宜采用浆砌条石衬砌;项目区境内有xx机砖厂1座,购运较为便宜,而采用砼衬砌,砼成本明显高于浆砌砖,因此采用浆砌砖衬砌进行防渗处理较为经济实用。
(二)水利计算
根据渠道和渡槽的设计流量(Q=0.5 m3/s),本着节约工程量和投资,渠道不冲不淤的原则,计划拟定渠道护砌断面按明渠均匀流公式:
Q=ωV=ωC(Ri)1/2
C=R1/6/n
1、明渠水力计算
(1)、设:明渠渠底坡降1:2000,渠道糙率n=0.015,边坡系数m=0.5,渠底宽b=1.2m,水深h=0.8m,超高Δh=0.3 m,则过水断面ω=1.28m2,湿周X=2.99m,水力半径R=ω/X=0.43,C=43.44,V=0.52 m/s,Q假设=0.66 m3/s。经试算,Q假设=0.66 m3/s与渠道设计流量Q=0.5 m3/s相差太大,应调整假设的各种参数。
(2)、调整渠底宽b=0.8m,明渠渠底坡降1:2000,渠道糙率n=0.015,边坡系数m=0.5,水深h=0.8m,超高Δh=0.3m,则过水断面ω=0.96m2,湿周X=2.59m,水力半径R=ω/X=0.37,C=42.38,V=0.58m/s,Q假设=0.5 m3/s。经试算,Q假设=0.5 m3/s与渠道设计流量Q=0.5 m3/s相等,符合设计要求,各种设计参数见下表:
xx乡农渠明渠水力计算成果表
流量
Q
(m3/s)
比降
i
边坡
m
糙率n
底宽b(m)
水深h(m)
超高Δh(m)
流速v(m/s)
备注
0.5
1/2000
0.5
0.015
0.8
0.8
0.3
0.58
2、根据原石渠、渡槽、隧洞断面尺寸,复核流量。
原1座渡槽矩形断面尺寸为:渠底宽b=0.8m,渠水深1.2m,超高Δh=0.3m,渡槽比降为1:1000,其水力计算成果表于下表:
流量
Q
(m3/s)
比降
i
边坡
m
糙率n
底宽b(m)
水深h(m)
超高Δh(m)
流速v(m/s)
备注
0.55
1/1000
0
0.02
0.8
1.2
0.3
0.69
石渠矩形断面尺寸为:渠底宽b=0.8m,渠水深1.3m,超高Δh=0.3m,比降为1:2000,其水力计算成果表于下表:
流量
Q
(m3/s)
比降
i
边坡
m
糙率n
底宽b(m)
水深h(m)
超高Δh(m)
流速v(m/s)
备注
0.53
1/2000
0
0.02
0.8
1.3
0.2
0.51
原隧洞渠底宽b=0.8m,渠水深1.3m,渠高1.7m,拱高h=0.2m,渡槽比降为1:1000,其水力计算成果表于下表:
流量
Q
(m3/s)
比降
i
边坡
m
糙率n
底宽b(m)
水深h(m)
拱高h(m)
流速v(m/s)
备注
0.53
1/2000
0
0.02
0.8
1.3
0.2
0.51
根据复核成果,原渡槽、石渠、隧洞,其流量分别为0.55 m3/s、0.53 m3/s、0.53m3/s,流速0.69 m/s、0.51 m/s、0.51 m/s,满足设计要求。
(三)主要建筑物、量水点布设与结构设计
1、主要建筑物
本次设计针对xx灌区xx农渠的明渠、渡槽和隧洞进行全面整治(见工程平面布置图)。这次整治渠系主要建筑物及渠系病害情况如下:
编号
名 称
长度(m)
病险类型
1
土 渠
3760
渗漏、垮塌
2
石 渠
2369
渗漏
3
渡 槽
18
渗漏
4
隧 洞
278
部分砂浆脱落
合 计
6425
2、量水点布设
因本次xx农渠渠系流量(0.5 m3/s),渠系断面较小,因此不考虑量水点布设。
3、结构设计
(1)渠道防渗设计
对1座渡槽18米、10处隧洞378米、2369米石渠M10砂浆勾缝治漏处理,对3760米土渠采用M7.5浆砌砖衬砌,M10砂浆抹面,渠口宽1.6m,底宽0.8m,水深0.8米,超高部分用高0.3m、宽0.4m的浆砌砖盖顶 (见明渠断面图);考虑周边群众通行方便,每50米远设一人行桥,人行桥用长2.5米的钢筋混凝土预制板铺设,宽0.5米。
(2)施工技术要点
①土方
根据《渠道防渗工程技术规范》(SL18—2004)的要求,对防渗渠道基土,应特别注意渠坡新土、老土的结合,填筑时,应将原渠坡挖成台阶状,再在上面夯填新土,整修成设计要求的渠道断面;开挖时,仅挖去填筑时加宽50cm的部分土体,然后修整渠道基槽,达到设计要求。
②砖砌体
本次渠道设计护坡采用M7.5浆砌单砖砌筑,标准单砖规格尺寸为240mm×115mm×53mm,砌筑前洒水润湿,控制砖的含水率在10%—15%,砌筑时,应先C15砼垫底后再砌渠坡,砌渠坡时,从坡脚开始,由下而上分层砌筑,水平灰缝砂浆的饱满度不得低于80%,厚度为8mm——12mm;渠线直段平直、弯道圆滑顺畅。
③混凝土
浇筑混凝土前,土渠基应先洒水浸润,在岩石渠基上浇筑混凝土,或需要与早期混凝土结合时,应将基岩或早期混凝土凿毛并刷洗干净,铺一层厚度为1—2cm的水泥砂浆,水泥砂浆的水胶比,应较混凝土小0.03—0.05;混凝土应采用机械拌和,拌和时间应不少于2min,混