科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计 推荐

科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计

1塘坝典型设计 1.1基本情况

本次塘坝典型设计采用科左后旗莲花吐塘坝作为典型设计。设计中P设=20%，P校=10%。 1.1.1工程位臵

莲花吐塘坝位于科左后旗甘旗卡镇莲花吐村东南2公里处，属于柳河流域小青沟支流，沟内长年流水。 1.1.2社会经济情况

莲花吐村总人口585人，147户，劳动力283人，大小畜1200头（只），人口自然增长率12.5‰，人均纯收入970元。现有耕地5880亩，主要农作物为玉米、水稻。 1.1.3工程自然地理条件

该沟道发育由北向南倾斜，进入辽宁省境内，沟深50—70米、沟宽80—120米。沟道比降1/200，多年平均侵蚀模数为3850t/km〃年。工程所在地属于半干旱性季风气候区，多年平均降雨量为431.35mm，平均气温为5.8℃。 1.2水文

1.2.1流域自然概况

莲花吐塘坝是柳河流域小青沟上的一座拦河塘坝，流域面积为7.55km，河道长度15.0km，河道平均坡降1/200。

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1.2.2气象

莲花吐塘坝的气象资料，采用邻近甘旗卡气象站的实测资料。 1.2.3降雨

莲花吐塘坝属于柳河流域，具有半干旱性季风型气候特征。根据甘旗卡站观测资料，多年平均降雨量为431.35mm，降水年内分配极不均匀，年际变化大，春季4—5月份平均降水量在20—70mm之间，占全年降水量的5—16%，夏季降水集中，7—8月份平均降水150—250mm，占全年降水的40—60%，入秋以后降水减少，9月份降水30—80mm，占全年的7—18%，冬季降水极少。 1.2.4蒸发

本区多年平均蒸发量为1950mm（20cm蒸发皿）。 1.2.5风

本区是大风出现较多的地区，多年平均风速4.0m/s，多年平均最大风速为17m/s。 1.2.6气温

本区干旱少雨，天气多晴朗，日照时间较长，夏季炎热，冬季寒冷，该区多年平均气温5.8℃，年极端最高气温36.2℃，最低气温-32.2℃，一月平均气温-14.0℃，七月份平均气温23.2℃。 1.2.7冰冻

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本区多年平均最大冻土深1.2m左右，最大冻土深达1.5m。水库水面冰冻厚度一般在0.7—0.8m。 1.3水文基本资料 1.3.1水文测站情况

莲花吐塘坝是柳河流域小青沟上的一座拦河塘坝，其邻近流域有东五家子水库、三刀水库、大青沟水文站等均有年径流观测资料。 1.3.2关于参证站的选择

莲花吐塘坝位于小青沟中游，其邻近流域有东五家子水库、三刀水库、大青沟水文站等均有观测资料，上述三个有观测资料的站点，大青沟位于柳河流域与莲花吐塘坝最近，因此本次莲花吐塘坝年径流量参证站采用大青沟水文站。大青沟水文站与莲花吐塘坝流域特征见表1-1。

表1-1 大青沟水文站与莲花吐塘坝流域基本情况对比表

项 目 河 长km 入库河长km 地 段 植 被 土 壤 流域宽度km 比 降

大青沟水文站 48 32 坨甸相向 草 地 沙 土 3.75 1/300 32

莲花吐塘坝 15 9 坨甸相向 草 地 沙 土 2.2 1/200 科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计

流 域 形 状 1.4径流 1.4.1计算方法

长方椭圆形 长方椭圆形 本次莲花吐塘坝年径流计算采用直接移值大青沟水文站的径流成果，按径流深换算到莲花吐塘坝，Cv、Cs均与大青沟水文站相同。 1.4.2径流

莲花吐塘坝以上流域面积为7.55 km。按照大青沟水文站多年平均径流深为53.7mm，将其值直接移到莲花吐塘坝，则该塘坝多年平均径流量为40.52 万m，Cv与C s值均采用大青沟水文站的特征值，Cv=0.52，C s=2.5 Cv，其成果见表1-2。

表1-2 年径流频率计算成果表

名称 莲花吐塘坝 均值 (万m3) 40.52 CV 计算 0.55 采用 0.52 CS/CV 2.5 20 55.63 P(%) 50 75 36.10 25 90 18.07 32

根据灌溉要求，按设计年径流P＝75%的情况来选择，考虑月分配因素选择作为P＝75%设计年的典型年，按其年内分配所占百分数，计算该水库P＝75%时各月入库水量。见表1-3。

表1-3 莲花吐塘坝入库水量表 单位：万m3

月 1 2 3 4 5 6 7 8 6.1 9 10 11 12 0 合计 25 P＝75% 0.1 0.2 3.4 1.3 2.05 3.35 6.05 入库水量

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2.1 0.2 0.15 科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计

1.4.3成果合理性分析

（1）Cv值按照后旗坨甸相向地貌的特征，三刀、东五家子水库以及大青沟水文站，其Cv均在0.7—0.3之间，因此本次采用的Cv=0.52是符合地区特点的。

（2）Cs值，三刀、东五家子水库以及大青沟水文站以及邻近地区均在Cs=2.0 Cv、Cs=2.5 Cv之间，所以本次采用Cs=2.5 Cv是合理的。

以上分析，认为莲花吐塘坝年径流成果是合理的。 1.5设计洪水

莲花吐塘坝无实测洪水资料，故本次设计采用吉林省水文图集中的地区经验公式法推求设计洪水。 1.5.1地区经验公式法

根据吉林省水文图集计算设计洪水，洪峰及洪量采用以下公式进行计算:

（1）洪峰流量 计算公式为：Q （2）洪量 计算公式为：

W0.1BFmmCFnQKpm Q P

K W p pW

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Qm式中： —洪峰流量均值（m/s）

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C—洪峰均值参数 ＝0.5

F—流域面积为7.55km

Kp—模比系数，根据该水文图集，洪峰Cv

＝1.4

Cs＝2.5Cv，由此可得不同频率kp值 QP—各频率洪峰流量（m/s）

W3

2

—洪量均值（万m）

3

B—洪量均值参数，B＝19.5

Wp—各频率洪量（万m） m—面积指数，m＝0.6。

计算成果见表1-4。

表1-4 设计洪水计算成果表（地区经验公式法）

项 目 洪峰（m3/s） 洪量 （万m3） Cv 1.4 1.4 Cs 2.5 Cv 2.5 Cv P=2% 9.28 36.2 P=5% 6.32 24.7 P=10% 4.27 16.7 P=20% 2.44 9.5 3

1.6塘坝水位、库容关系计算

根据塘坝库区内实测资料，计算塘坝水位、库容、面积关系，计算成果见表1-5，塘坝水位、面积，水位、库容关系曲线见图2—1、2—2。

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表1-5 水位—库容曲线表

水 位 （m） 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 水库面积 （m2） 0 2000 3000 16000 23400 40500 54200 72000 93200 130000 16300 17500 190000 平均面积 （m2） 1000 2500 9500 19700 31950 47350 63100 82600 111600 146500 169000 182500 水 层 厚 （m） 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 水层容积 （m3） 1000 2500 9500 19700 31950 47350 63100 82600 111600 146500 169000 182500 累积库容 （m3） 0 1000 3500 13000 32700 650 112000 175100 257700 369300 515800 684800 867300

图2--1 莲花吐塘坝水位、面积曲线高程（m）12212011811611411211002468101214161820面积（万m2）

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图2--2 莲花吐塘坝水位、库容关系曲线高程（m）12212011811611411211005101520253035404550库容（万m3） 1.7工程等级和设计标准 1.7.1工程等级和设计标准

该工程为小塘坝，正常运行和非常运行洪水重现期分别为10年一遇设计和20年一遇校核。 1.7.2死库容及死水位的确定

本次确定塘坝死水位主要考虑以下两个因素：一是要满足除险加固30年后泥沙淤积要求；二是要满足塘坝养鱼要求及冰冻要求。

由于塘坝上游植被较好，泥沙淤积总量不大，认为泥沙全部淤积在死库容里。同时考虑冰厚以及养鱼过冬需水的水深为1.5m左右，故确定死水位为111.5m，相应死库容为0.225万m，满足淤积与养鱼、冰冻要求。 1.8兴利调节 1.8.1灌溉用水

莲花吐塘坝灌溉设计面积为0.06万亩，主要种植作物

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为玉米。灌溉制度依据通辽市水科所汇编的《西辽河平原区主要农作物灌溉模式》研究成果，灌溉制度及用水量见表1-6。

表1-6 各 月 用 水 量 月 3 7 项 目 3毛灌水定额(m/亩) 116.7 83.3 用水量(万m) 灌溉面积(万亩)

38 83.3 5.00 0.06 合计 283.3 17.00 0.06 7.00 0.06 5.00 0.06 1.8.2兴利调节计算

根据塘坝的库容曲线、来水过程和用水过程及蒸发、渗漏损失进行兴利调节计算，调节原则为以洪定需，调节方式为年调节。设计灌溉保证率采用P=75%。计算成果见表1-7。

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表1-7 莲花吐塘坝P=75%（ 计入损失）兴利调节计算表 水库 总用水 月末 月平均 平均 蒸发 水库 库容 库容 面积 渗漏量 损失量 损失量 水库 来水- 不计损来水- 323333用水 用水 失 万m Km 万m 万m 万m 万m 用水 11.525 0.1 11.625 11.575 0.04 0.11575 0.38 0.49 0.49 -0.39 0.2 11.825 11.725 0.041 0.11725 0.41 0.53 0.53 -0.33 7 -3.6 0.225 6.025 0.024 0.06025 0.32 0.38 7.38 -3.98 1.3 1.525 0.875 0.017 0.00875 0.29 0.30 0.30 1.00 2.05 3.575 2.55 0.019 0.0255 0.54 0.57 0.57 1.48 3.35 6.925 5.25 0.029 0.0525 0.86 0.92 0.92 2.43 5 1.05 7.975 7.45 0.033 0.0745 0.94 1.02 6.02 0.03 5 1.1 9.075 8.525 0.032 0.08525 0.88 0.96 5.96 0.14 2.1 11.175 10.125 0.035 0.10125 0.35 0.45 0.45 1.65 0.2 11.375 11.275 0.038 0.11275 0.32 0.43 0.43 -0.23 0.15 11.525 11.45 0.039 0.1145 0.25 0.36 0.36 -0.21 0 11.525 11.525 0.04 0.11525 0.24 0.35 0.35 -0.35 0 17 8 0.9835 5.78 6.77 23.77 1.24 水库的死水位为111.5m，死库容为0.225万m3；兴利水位为115.11m，兴利库容为6.735万m3。 月末 库容 万m3 6.16 5.77 5.44 0.225 1.22 2.71 5.14 5.17 5.31 6.96 6.73 6.52 6.16 月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合计 备注 水库 来水 0.1 0.2 3.4 1.3 2.05 3.35 6.05 6.1 2.1 0.2 0.15 0 0 25

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1.9洪水调节

本次设计确定塘坝设计洪水标准为10—20年一遇，校核洪水标准为30年一遇，20年一遇洪水洪峰流量为4.27 m/s，10年一遇洪水洪峰流量为2.44m/s。设计洪水过程线见表1-8

表1-8 设计入库洪水过程线计算表

时 段 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 设计入库洪水过程线 Q典 0 7.84 10.98 14.31 16.31 15 14.02 13.24 11.86 10.49 9.12 7.84 6.67 5 3.14 1.96 0 2% 0 4.46 6.25 8.14 9.28 8.53 7.98 7.53 6.75 5.97 5.19 4.46 3.80 2.84 1.79 1.12 0 5% 0 3.04 4.25 5.55 6.32 5.81 5.43 5.13 4.60 4.06 3.53 3.04 2.58 1.94 1.22 0.76 0 10% 0 2.05 2.87 3.75 4.27 3.93 3.67 3.47 3.10 2.75 2.39 2.05 1.75 1.31 0.82 0.51 0 20% 0 1.17 1. 2.14 2.44 2.24 2.10 1.98 1.77 1.57 1.36 1.17 1.00 0.75 0.47 0.29 0 3

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1.9.1汛限水位的确定

本次设计采用原汛限水位115.11m，主要是因为灌溉要求与兴利水位取一致。 1.9.2洪水调节计算

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根据水位—泄量关系曲线，采用单辅助曲线法进行调洪演算。水位—泄量关系曲线见图3-1，辅助曲线见表1-9。调洪成果见表1-10、5-11. 时 段 t=2小时 表1-9 莲花吐塘坝单辅助曲线计算表

V/t 库容V 水位V/tq/2 I(m) 115.11 (万m) 0 1.88 4.24 5.52 10.55 0 2.61 5. 7.67 14.65 0 0.39 1.34 2.62 4.16 0 0.195 0.67 1.31 2.08 0 2.81 6.56 8.98 16.73 3q q/2 115.5 116 116.5

ｑ 6 5 4 3 2 1 0 0 117 vq图3—1 莲花吐塘坝q--t2 辅助曲线 2 4 6 8 10 12 14 16 18

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表1-10 莲花吐塘坝（P=20%）调洪计算表 时段 Q入 3（小时） (m/s) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 0 1.17 1. 2.14 2.44 2.24 2.1 1.98 1.77 1.57 1.36 1.17 1 0.75 0.47 0.29 0 Q平均 v/Δt+q/2 3(m/s) 0.585 1.405 1. 2.29 2.34 2.17 2.04 1.875 1.67 1.465 1.265 1.085 0.875 0.61 0.38 0.145 0 0.585 1.35 1.79 2.16 2.19 2.01 1.90 1.74 1.55 1.35 1.16 1.01 0.81 0.55 0.34 0.11 时段末q 0 0.1 0.21 0.27 0.3 0.32 0.29 0.28 0.25 0.23 0.21 0.15 0.14 0.12 0.09 0.08 0.07 V （万m3） 0 0.15 1.05 1.21 1.35 1.42 1.3 1.25 1.16 1.12 1.05 0.92 0.87 0.72 0.12 0.1 0.09 q=0.32m3/S H=115.41m v=8.38万m3

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表1-11 莲花吐塘坝（P=10%）调洪计算表 时段 Q入 （小时） (m3/s) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 0 2.05 2.87 3.75 4.27 3.93 3.67 3.47 3.1 2.75 2.39 2.05 1.75 1.31 0.82 0.51 0 Q平均 v/Δt+q/2 3(m/s) 时段末q V （万m3） 0 0.86 1.66 1.98 2.2 2.5 2.1 2 1.92 1.78 1.5 1.35 1.2 1.1 0.8 0.15 0.095 0 1.025 1.025 0.13 2.46 2.40 0.35 3.31 3.14 0.59 4.01 3.72 0.71 4.1 3.75 0.75 3.8 3.43 0.62 3.57 3.26 0.61 3.285 2.98 0.42 2.925 2.72 0.37 2.57 2.39 0.34 2.22 2.05 0.29 1.9 1.76 0.27 1.53 1.40 0.22 1.065 0.96 0.13 0.665 0.60 0.1 0.255 0.21 0.075 q=0.75m3/S H=115.m v=9.46万m3 1.9.3计算结果

根据调洪成果可知，塘坝总库容为9.46万m，设计洪水位为115.41m，校核洪水位为115.m。 1.10工程布臵及建筑物设计 1.10.1大坝工程

大坝为均质土坝，采用当地土质，满足筑坝要求。 ①坝顶高程的确定 1)设计波浪爬高 A、平均波高：

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平均波高的计算公式采用《水工建筑物》上册中2—6公式：

5/41/3

2hl=0.0166VD

式中: v—库面上的风速(米/秒)。在正常蓄水位和设计洪水位时，宜采用相应洪水期多年平均最大风速的1.5—2.0倍；在校核洪水位时，宜采用相应洪水期多年平均最大风速； D—库面的波浪吹程（公里）。按照通常情况，它 是从坝算起沿着库水面直到对岸的最大直线距离；当库面特

别狭长时，以5倍平均水面宽度为限。D=0.15公里。

计算结果均列于表5-12。 B、设计波浪爬高的计算

根据《水工建筑物》上册第五章公式计算:

Ha=3.3K(2h)tgθ

式中: Ha—波浪在坝坡上的爬高(米)。

K—坝坡护面粗糙系数，块石K=0.77。

θ—上游坝面坡角。

计算结果见下表5-12。

2)风壅水面高度：

风壅水面高度的计算公式采用《水工建筑物》上册中5—2式即：

w2De0.036cosa(厘米）

H式中：e—坝前库水位因风浪引起的壅高(米)。 D—吹程（公里）；D=0.15公里。

H—坝前水深（米）。

—计算风向与坝轴线法线的夹角，0—45°。 计算结果列于表4-1。 3)大坝超高

莲花吐塘坝设计洪水位为115.41m，校核洪水位为

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115.m。大坝超高计算采用的公式为《水工建筑物》上册5—2公式即：

Y= Ha +e+A 式中：

Y—大坝超高（m） Ha—波浪爬高（m） e—风壅水面高（m） A—大坝安全加高（m）。 大坝超高值计算见表5-12。

表5-12 风浪要素计算成果表 平均波平均波风雍浪 水位 高 高度 爬高（m） （m） （m） 设计0.51 0.32 0.003 水位 校核0.30 0.19 0.003 水位 ②大坝稳定计算 大坝结构稳定计算 A、计算条件

安全加高 （m） 0.5 0.3 坝顶超高（m） 0.82 坝顶高程 （m） 116.23 0.49 116.13 根据以上计算结果，确定大坝坝顶高程为116.30米。

根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001进行坝体结构稳定计算，计算条件为：设计洪水位下的稳定渗流期的上、下游坝坡稳定、校核洪水位下的稳定渗流期的上、下游坝坡稳定、正常蓄水位时上、下游坝坡稳定、水库不利水位（1/3坝高）时的上游坝坡稳定四种计算情况。

经计算，校核洪水位时坝体不能形成稳定渗流，可不考虑此种情况；且1/3坝高与正常蓄水位相接近，故本次设计

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只考虑正常蓄水位与设计洪水位时水库运行情况。

B、计算公式

根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001，对于均质坝可采用不计条间作用力的瑞典圆弧法计算坝坡抗滑稳定安全系数，按有效应力法公式进行计算。

(WU)cosubseQsintgcbsecKWusinMc/R式中： b—条块宽度 W—土条重量

Q、U—分别为水平和垂直地震惯性力（本次计算不考虑） u—作用于土条底面的空隙压力u=0

α—条块的重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角

C、φ—土条底面的有效应力抗剪强度指标 Z—坝坡外水位高出条块底面中点的距离 MC—水平地震惯性力对圆心的力矩 R—圆弧半径。

C、稳定计算参数的确定

塘坝坝体为粉细砂，土的比重为G=2.65 t/m，土料的平均含水量W=5.2%，干容重r干=1.59t/m，经计算r湿=1.t/m，r饱=1.97t/m，r浮=0.97t/m，修止角φ＝31°。

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计算结果见表5-13。

表5-13 大坝上下游坝坡抗滑稳定计算成果表 滑 断 面 弧 K 上游坝坡 设计洪水位 1.92 校核洪水位 1.95 1/3坝高 1.91 设计洪水位 1. 下游坝坡 校核洪水位 1. 1/3坝高 1.88 0+060 由上表可知，各断面的抗滑稳定安全系数均大于允许抗滑稳定系数[k]=1.25，说明坝坡是稳定的。

③大坝渗透稳定计算

坝体渗透稳定计算对大坝断面进行分析计算，采用库水位为校核水位115.米，下游水位110.00米，正常汛限水位115.11米，下游无水情况下按有限深透水地基进行计算，参考《水工设计手册》进行计算。

A、通过坝体与坝基的渗流量为

qqDK0H1H2T

Lm1H10.88T式中：

q—坝体部分渗流量，按在不透水地基上的均质土坝计算

K0—地基渗透系数为0.013米/昼夜 H1—上游水深 H2—下游水深

L—坝体上游水深至下游坝脚的水平距离（米） m1—上游边坡

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T—透水地基深取2倍的坝高（米）。 B、沿下游坝坡渗出段的出渗坡降计算为：

h0H2J21m2yH210.25

沿坝基表面出渗坡降计算为： J12m2h0H2x'

3

经计算渗流量 q=0.0120(m/昼夜/米) 沿坝坡渗出段出逸坡降J=0.24

参考《水工设计手册》对Ⅴ级土坝，允许坡降值，细砂为[J]=0.26＞0.24，说明大坝渗流稳定满足要求。 1.10.2建筑物设计

①涵洞的布臵及主要尺寸

大坝建筑物为泄洪洞。泄洪洞由进口段、闸室段、洞身段及消能防冲段组成，最大泄量为1m/s。

死水位为111.5m，而且考虑闸前淤积，所以确定新建泄洪洞闸底坎高程为112.00m，前铺盖长14.54m，其中：铅丝石笼7.4m，厚0.5 m，下设0.15m碎石垫层及土工布一层。八字形进口，斜降墙为U型槽结构，长8.85m，底板厚0.5 m，下设0.1m的素混凝土垫层。闸室采用竖井结构，底板厚1.0m，前后两端设齿墙，深0.5m，闸室长6m，设工作闸门，孔口尺寸为1.0m（高）×1.0m（宽），洞身尺寸为1.2m×1.2m。洞身断面厚0.4 m，长14.5m。消力池长19.19m，其中：斜

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3

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坡段坡比为1：4，长4.0m，池深0.5m，消力池底板厚0.6m，U型槽型式。

②泄洪洞过流能力计算

塘坝设计洪水位115.41 m，校核洪水位115.m，最大泄量为1m/s，相应下游水位114.33m。闸底板高程112.00m，闸孔净宽1.0m，共1孔，孔口高1.0m。

A、涵洞进口泄量的计算 出流情况的判别

（ht-iL）/H0≥0.75为淹没出流 （ht-iL）/H0＜0.75为自由出流 式中:

H0—以涵洞进口断面底板高程起算的上游水头，校核水位下的H0=3.米。

ht—下游水深，ht=1.0米。

L、i—分别为涵洞长度和涵洞底坡，L=14.5m，i=0.01。 经计算：（ht-iL）/H0=0.23＜0.75故为自由出流。 B、过流计算

Qube2gH0

3

式中：

U—流量系数，u=0.60 b—底宽(m,b=1.0m

e—闸门开度，取最大开度计算，e=1.0m

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H0—闸前总水头(m)，H0=3.m。 经计算，Q=5.07m/s＞1m/s 故孔口泄流能力满足要求。

③大坝尺寸泄洪涵洞具体尺寸见结构图。

④大坝上游采用干砌石护坡，护坡结构为一层土工布反滤，10cm厚碎石垫层，再用40cm厚干砌石护坡。 1.11工程量

1.11.1塘坝及建筑物主要工程量见下表。

典型塘坝设计工程量表

3

3

名称 部位 大坝 拆除 m 3基清 填方 m 3挖方 m 3砼 m 3砌石 m 3碎石垫 层m 3土工布 2石笼 3m 3m 万m 1843 9777 694 173 1734 泄洪洞 25 150 163.7 4 30 616 231

2灌排工程典型设计

小型农田水利工程设施规划灌排工程体系设计，选取具有代表性的三刀灌区作典型设计。 2.1概况 2.1.1工程位臵

三刀灌区位于我旗南部，常胜镇境内，三刀水库下游主要以灌溉水田为主。三刀灌区以三刀水库为水源。三刀水库

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兴建于1956年，是我旗最早的一座小型水库，坝质为均质砂土。

2.1.2水文、气象概况

1、水文

三刀灌区以三刀水库为水源，根据三刀水库初步设计，由于该地区无水文测站，年径流采用等值线图法。经计算，多年平均径流量为1675.1万立方米。P=50%年径流量为1608.7万立方米，P=75%年径流量为1273.5万立方米。

2、气象

该灌区属于北温带性气候区。多年平均降雨量为435.7mm，降水年内分配极不均匀。夏季降水集中，6-8月份降雨量占全年降雨量的70%以上，入秋后降水减少，9月份降水占全年降雨量的14%，冬季降水极少。

多年平均气温5.8℃，最高气温34℃，最低气温-29.5℃，温差较大，大于10℃的积温3100℃，平均日照214小时。多年平均蒸发量1758.9mm（20cm），冬季寒冷蒸发量小，夏季炎热蒸发量高。多年平均无霜期144天，多年平均最大风速10.7m/s，多年平均冻土深1.2m，最大冻土深1.5m。 2.1.3水资源

1、地表水

三刀灌区是从三刀水库的泄水闸引水，P=75%时水库来水量为1273.5万立方米。

2、地下水

三刀灌区地下水类型为松散岩类孔隙潜水，补给来源是大气降水和上游地下径流的侧向补给，含水层厚度达100m以上，根据《西辽河平原区地下水资源评价报告》（19年

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通辽市水利勘察设计院完成），本地区综合补给量为6.0万立方米/km。其多年平均综合补给量为120万立方米，可开采系数为0.7，则可开采量为84万立方米。

3、水资源总量

项目区水资源量为1795.1万立方米。其中：地表水1675.1万立方米，地下水120万立方米。可利用水资源量1084万立方米，其中：地表水1000万立方米（P=75%水库供水），地下水84万立方米。 2.2灌区概况

2.2.1农业社会经济状况

灌区行政所属六个村，一个水库管理所。2008年总人口0.7万人，总劳动力0.2万人，每劳力负担人口3.5人。

该灌区是科左后旗农业区划的农业区。以农为主，林牧业为辅。2008年农业总产值为840万元，其中：农业产值720万元，占总产值的85.7%；牧业产值80万元，占总产值的9.5%；林业产值40万元，占总产值的4.8%；人均纯收入3200元。

2.2.2基础设施状况

甘旗卡至金宝屯县级公路贯穿灌区，整个灌区已实现村村通电，农田网络健全，各村均已安装程控电话，通讯畅通，当地无建筑材料，主要材料需从外地购进。 2.2.3农业生产及土地开发状况

三刀灌区为水田灌区，水田单产600公斤，由于灌区田间工程不配套,严重影响灌区水田的发展,也影响加大灌区农业结构调整力度，发展“两高一优”农业，提高灌区经济效益，增加农民收入势在必行。

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2

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2.2.4灌区水利设施状况

1、地表水利工程设施

三刀灌区输水干渠由四条干渠组成，总长15.38公里，均为土渠，控制灌溉面积0.5万亩。

三刀灌区现有的建筑物有永胜进水闸一座，三刀干渠跌水六座，节制分水闸二座，农桥四座；地卜干渠枢纽一处，跌水一座。

2、机电井情况

灌区共有完好井50眼，均为农田灌溉井，全部配套，灌区内机电井只用于水田灌溉。

3、排水工程

灌区内有马莲河贯穿，可做为排水主干渠。 2.3灌区内小型农田水利工程存在的主要问题

三刀水库灌区兴建于1956年，受当时社会环境和经济条件，存在设计标准不高，配套不完善，渠道输水渗漏损失严重等主要问题。

2.3.1灌区内小型农田水利工程配套设施不全。灌区在兴建之初主要修建了干渠节制分水闸，而且大多数年久失修已毁坏。用户只能采取扒堵渠道的取水方式引水浇地，造成了人力物力浪费，增加了农民负担。

2.3.2输水损失严重：灌区渠道均为土渠，渠道土质以砂性土为主，渗漏性较强，水量损失大，导致了输水渗漏损失严重，灌溉面积逐年减少，影响了农民的增产增收。 2.4三刀灌区小型农田水利工程项目建设的必要性

三刀灌区是开发四十年的小型灌区，但灌区存在老化不配套及输水渗漏损失严重等问题，所以进行田间配套工程建

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设是十分必要的。 2.5设计原则

依据小型农田水利工程设施规划具体规定进行设计，小型农田水利设施是指灌溉面积1万亩，除涝面积3万亩，库容10万立方米，渠道流量每秒1立方米以下的水利工程和农村供水工程。重点是大中型灌区的田间灌排工程，小型灌区，抗旱水源工程。 2.6选取典型地块

根据小型农田水利工程设施规划具体规定，选取渠道流量小于1m/s的三刀灌区地卜干渠的四、五、六、七、八、九支渠控制地块作典型设计。各支渠的流量见渠道流量计算表。

2.7农田灌溉制度及灌水定额 2.7.1农田灌溉制度及综合灌水定额

水 稻 灌 溉 制 度

灌水定额 生育期 泡田期 灌水日期 5.11-5.20 灌水次数 (m/亩) 1 5 5 4 2 2 19 120 20 20 25 20 20 3

33

灌溉定额 备 注 (m/亩) 120 100 净灌水 100 定额、 100 净灌溉 40 定额 40 500 3插秧、返青期 5.21-6.20 分蘖期 拔节孕穗期 抽穗开花期 乳熟期 全年 6.21-7.20 7.21-8.10 8.11-8.20 8.21-8.31 经计算现状水平年净灌溉定额为500m/亩。 2.7.2水稻灌水率和玉米灌水率见灌水率图。

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2.7.3灌溉水利用系数

灌区现在实际农田灌溉地表水利用系数为0.43（多次实测值），经过配套后灌溉水利用系数能达到0.63，按0.63进行计算。

2.8渠道与建筑物流量推算

渠道四、五、六、七、八、九支渠与建筑物的设计流量，依据《灌溉排水与工程设计规范》GB50288-99公式（6.16-12）计算确定，其公式为：

QS=Q（1+σL） Q=qS〃AS 式中：

QS—渠道设计流量（m/s）

Q—不计入输水损失的渠道流量（m/s） qS—设计灌水率（m/s〃万亩） AS—渠道控制面积（万亩）

σ—渠道单位长度水量损失率（%km） L—渠道长度（km）。

根据各支渠的控制面积以及所确定的设计灌水率，对渠道及建筑物的设计流量自下而上逐级进行推求，渠道及建筑物的设计流量详见渠道及建筑物流量计算表。

渠道及建筑物流量推求计算表

渠道控制渠道长度净流量 设计流量 渠道名称 面积A（亩） （km） Q（m3/s） QS（m3/s） S九支渠 355 1269 七支渠 914 五支渠

3

3

3

备 注 建节制闸 说 明 七支渠与九支渠之间应建节制闸 五支渠与0.92 2.02 1.10 2.35 0.0057 0.0204 0.0147 0.0260 32

0.023 0.156 0.068 0.228 1617 科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计

703 1.25 0.0113 0.058 建节制闸 七支渠之间应建节制闸 32

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渠道及建筑物流量要表

流量 渠段 四支渠 加大 设计 最小 0.090 0.0 0.026 0.080 五支渠 地 卜 干 渠 0.058 0.023 0.073 六支渠 0.054 0.022 0.092 七支渠 0.068 0.027 0.041 八支渠 0.030 0.012 0.031 九支渠 0.023 0.010 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.28 0.24 0.16 0.28 0.24 0.15 0.28 0.24 0.15 0.30 0.26 0.17 0.20 0.17 0.10 0.18 0.16 0.10 1/1500 1/1500 1/1500 1/1700 1/1700 1/1700 1/2000 1/2000 1/2000 1/800 1/800 1/800 1/1500 1/1500 1/1500 1/2000 1/2000 1/2000 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.21 0.16 0.08 0.20 0.16 0.08 0.20 0.16 0.08 0.22 0.18 0.09 0.12 0.09 0.05 0.10 0.08 0.05 1.32 1.17 0.86 1.30 1.16 0.84 1.30 1.16 0.86 1.38 1.24 0.90 1.01 0.90 0.68 0.96 0.87 0.67 0.16 0.14 0.10 0.15 0.14 0.09 0.15 0.14 0.10 0.16 0.15 0.10 0.12 0.10 0.07 0.11 0.10 0.07 43.13 42.24 39.86 43.01 42.14 39.68 42.98 42.17 39.78 43.46 42.65 40.18 41.05 40.22 37.81 40.68 39.90 37.69 0.44 0.40 0.31 0.40 0.37 0.29 0.37 0.34 0.27 0.41 0.38 0.30 0.35 0.32 0.25 0.30 0.27 0.22 b h I m n A P R C V 32

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2.9灌排建筑物典型设计

依据推求出的渠道及建筑物设计流量成果，做灌排建筑物典型设计，典型设计见灌排建筑物典型设计图。 2.10典型建筑物工程量表

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科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计

典型灌排建筑物工程量表

工程量 名称 砼 （m） .32 178.2 47.3 4 3 219.5 3石笼 （m） 69.2 138.6 8.25 3浆砌石 （m） 11.8 11.26 2.3 3碎石垫层 （m） 47.41 17.6 5 3土方 （m） 960 1080 255 200 150 295 3土工布 （m） 946 176 2钢筋 （t） 2.6 9.9 2.4 0.36 7 节制分水闸 进水闸 农用桥 涵洞 斗门 交通桥

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3节水工程典型设计

本次规划采用两种节水工程，一种采用低压管灌工程，另一种采用砼板衬砌工程结构。 3.1低压管灌工程典型设计 3.1.1设计参数

由表一确定设计参数如下： （1）设计灌水定额m=36m/亩 （2）日耗水强度Ea=6mm （3）设计灌水周期T=9d （4）灌溉水利用系数η=0.8。 3.1.2灌网工程布臵

根据《低压灌道输水灌溉工程技术规范》，本设计采用干支两级管道，为“王”字型布臵，并例举控制面积的典型地块，单井控制面积230亩。地块规格425×360m。管道总长1730m，支管间距90m，每条支管长360m，给水栓间距60m，设臵3个安全给水栓，共28个给水栓，其中四个角和距离井最近出水口上安装安全给水栓，每个给水栓控制面积8.21亩，平均每亩有管道7.43m。 3.1.3灌溉系统流量计算

管网布臵见管灌 灌典型设计管网布设示意图。 按照《低压管道输水灌溉工程技术规范》系统流量按下式计算Q0=amA/ηTt

式中：

Q0—灌溉系统设计流量m/s a—控制性作物种植比例a=1 A—灌溉系统设计灌溉面积A=230亩

32

33

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η—灌溉水利用系数η=0.8 T—一次灌水延续时间T=9d t—日工作小时数t=15h。 经计算Q0=78.3m/h h=0.02m/s。 4、管径设计及管网水利计算

为了扩大管灌工程的适应性，本管灌工程的固定地埋干支管均采用PVC塑料管，其管径选用经济管径计算公式计算.

d=1.13式中: d—管材内径m

Q—管道设计流量Q=0.02m/s

V—硬塑料管经济流速V=1—1.15m/s。 经计算d=0.16—0.14m。

根据管材系列选用外径φ160mm，壁厚≥2.8mm，内径为154.4mm的PP管，管内流速1.34m/s，出水口中心线距地面30cm，给水栓采用螺杆压盖式双向给水栓，可以调节出水量大小，为便于耕作应布臵在池埂上。

管灌设计参数计算结果表

r 作物名称 kg/cm玉 米 3 33

Q/V

3

h cm 60 β1 % β2 η % 0.8 mm 54 m m3/亩 36 w T md （d） 6 9 0.00145 22.5 17.5 3.2砼板衬砌典型设计

3.2.1灌区干渠为土渠输水，渠道土质以砂性土为主，渗透性能较强，干渠渠道水利用系数较低，输水渗漏损失严重，造成水资源严重浪费。导致灌区水资源供需矛盾日益突出，地下水位持续下降，使地下环境恶化，给灌区国民经济发展

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科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计

及生态环境造成不良影响。因此，对干渠进行防渗衬砌，本次规划采用三刀灌区的地卜干渠做为典型设计。 3.2.2衬砌渠道断面尺寸设计

衬砌渠道的断面依据《渠道防渗工程技术规范》，地卜干渠的设计流量为0.42m/s。

B=1.0m h=0.40m i=1:2000 m=1:1.5 W=4×0.4÷2=0.8 x=2h+b=2×0.4+1=1.8m n=w/x=0.8/1.8=0.44

11C0.44634.8

0.0253

QcRi0.834.80.440.00050.42m3/s

式中:

Q—干渠设计流量 W—过水断面面积m R—水力半径m x—渠道湿周长m

n—渠道糙率系数n=0.025 i—渠道纵比降 渠道安全超高为50cm。 3.2.3渠道衬砌结构

干渠渠道采用全断面聚乙烯薄膜防渗，砼板衬砌的渠道衬砌结构，砼板衬砌的尺寸为8cm×50cm×50cm，预制块之间预留了3cm缝隙用标呈为C15的1级配细石砼勾缝。衬砌构造分三层，在设计坡度上铺一层0.3mm厚的PE防渗膜之间必须粘接，且留1%的伸长量，在塑膜上铺一层3cm厚150

#

2

砂浆找平层，上部再铺素砼板,要求砼强度标号达到C20,抗冻

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科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计

标号为F150，铺砌时要错缝布臵，边角处用现浇砼封堵。

渠道衬砌具体见渠道砼板衬砌结构图。 3.3供水工程

3.3.1水源工程布臵情况

供水工程主要以水源井，取用地下水灌溉为主。 3.3.2供水对象

1、供水对象：水田、旱田。

2、水质情况：项目区灌溉为地下水，水质良好，符合灌溉水质标准。

3.3.3井型、井深的确定及出水量校核

井型、井深的设计根据本地区的水文地质条件以合理开发利用水资源，保护生态环境为原则结合农牧业生产及当地实际情况。井型采用无砂砼管井按照水文地质情况，结合调查实际情况以满足单井出水量确定井深，故井深为80米。

1、滤水管允许流速

滤水管允许流速由公式V允= C 〃3式中：

V允—滤水管允许流速（cm/s）

K—含水层渗透系数，取k=6m/d，（根据科左后旗《区域水文地质报告》）

C—经验系数（取80—100） 经计算滤水管允许流速为

水源井滤水管允许流速为0.17—0.21cm/s。 滤水管有效过水面积必须满足设计涌水量所需最小面

K/8

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积，即：F有效=2πRLn

Fmin =式中：

n—修正系数，一般为0.3—0.4，取0.4。 R—滤水管半径，0.15m。

L—滤水管长度33m(依据当地钻孔岩性资料确定)。 Q设—机电井设计出水量，拟定为80m/h。 经计算，F有效=12.43m＞Fmin=10.58m满足要求。

滤料根据含水层岩性特征进行设计。根据含水层的细砂，中细砂中砂为主的特点，要求滤料粒径选取为1—3mm，并要求级配合理1—2mm占50%，2—3mm占50%，滤料应进行水洗，含水量小于0.5%，滤料厚度为10cm。

2、井壁管设计

井壁管按本地实际采用内径300mm，外径400mm砼实管。长度44m，滤水管长度33m，井壁管与滤水管连接部分采用粘土止水，封闭上部浅层水止水厚度37m，以增加井的出水量，滤水管下设3m沉淀管，与井壁管同规格。

3、井的出水量校核

考虑到水源井在运行过程中，滤水管有淤塞和沙化现象，降低井的出水量，为使水源井的后期出水量也能满足需水要求，水源井的设计中机电井设计出水量拟定为80m/h。

供水区的水源井为潜水非完整砼管井，用下式进行井的出水校核。

32

3

2

23

Q设V允

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Q1.3K(2HS)S

LgR/r0式中：

Q—机井涌水量（m/h）。

K—渗透系数（m/d）依据科左后旗《区域水文地质报告》取K=6m/d。

H—含水层厚度，依据科左后旗《区域水文地质报告》，H=50m。

S—机井抽水降深（m）依据当地农田灌溉机电井抽水试验取S=12m。

R—机井影响半径（m），依据当地农田灌溉机电井抽水试验机井影响半径一般在150—500米之间，取R=300m。

r0—机井半径（m）r0=0.15m。

经计算，水源井出水量109 m/h，满足机电井设计出水量要求。

4大型时针式喷灌系统工程典型设计

大型时针式喷灌系统工程典型设计采用具有代表性的努古斯台镇项目区进行设计。 4.1设计原则

4.1.1本次设计要符合当地草场区划和草场水利规划要求。 4.1.2实事求是,注重效益,因地制宜,分类治理,切合实际,坚持高起点、高标准、高科技含量原则，具有可操作性。 4.1.3全面规划、统筹兼顾、标本兼治，田、林、路综合治理。

4.1.4项目区的选择要考虑土地资源,水资源等自然条件,注

32

3

3

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重当地和广大群众意见.

4.1.5项目区建设要使水利工程措施、农技措施和工程管理相结合，提高项目区的产出效益。 4.2设计依据

4.2.1《喷灌工程技术规范》HBJ85-85 4.2.2《节水灌溉技术规范》GB/T50363--2066 4.2.3《灌溉与排水工程设计规范》GB50288-99 4.2.4《水利建设项目经济评价规范》SL72-94 4.2.5《牧区草地灌溉与排水技术规范》SL334-2005 4.3大型时针式喷灌系统设计

根据牧区水利建设发展需要,以控制面积1000亩的喷灌系统进行典型设计. 4.3.1水源工程

项目区水源为地下水，水源工程60—100米深机电井，单井出水量50m/h。4眼井联合供水，供给时针式喷灌机。 4.3.1.1系统工作性能

灌区采用8120型时针式喷灌机用于灌溉,系统性能如表4--1.

8120型(4m)时针式喷灌机组性能表

项 目 设备长度(m) 跨体结构 控制面积(亩) 系统最大流量(m喷头类型 入口压力(米水压) 33

规 格 4.3 8*54.86m+悬臂25.08m 1000 200 ６ Valley Ｌｅｎ６ｐｓｉＣ／ｒｅｇ 22 /h) 调压器压力(磅/平方英寸)

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4.3.1.2系统布臵

根据时针式喷灌机特性，地块设计为圆形，半径长4m。按区域现有灌溉水源井出水量和时针式喷灌机工作流量，系统利用4眼流量50 m/h机井供水，机井由中心式远程控制开关控制水泵起闭。水流至系统中心处经缓冲灌汇水后利用加压泵一套向系统供水，实施喷灌作业。在主管道最低处设臵泄水井，用以冬天生产停止后管道泄水。时针式喷灌系统典型设计平面布臵图见附图。 4.3.1.3输水管道选择

本设计管道材料全部采用PVC（0.6Mpa）硬塑料管，按照技术规范要求，管内流速应在1.5—1.0m/s。主管道选材时流量按50 m/h计，根据经济流速公式e3

3

4Q设12计算，适

宜的管内径范围在Φ108.6mm-Φ133.0mm之间，经技术经济比较，选择主管道管外径为Φ140（内径d=131.8mm）的PVC管。

4.3.1.4供水管道水力计算及水泵选型

塑料管道沿程水头损失按下列公式计算：

hfFQ1.770.948104.77L

d532

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式中：L—管长（m），考虑不同井位时的最不利情况，输水管最长取500m；

d—管道内径（mm），为131.8mm; Q—设计流量（ m/h），50 m/h。 其中：L=35m；泵管长度。 D=102mm。

注入口水头22m，局部水头损失按沿程水头损失的15%考虑。则计算水头损失和系统设计扬程如表4-2所示。

水力计算表

表4—2

设计流量 泵管水头损供水管水头（m33

3

注入水头 （m） 22 水泵深 （m） 35 设计扬程 （m） 63.3 /h） 失（m） 2.28 损失（m） 4.02 50 根据计算结果,水泵选型见表4—3

水泵性能表

表4—3

型号 额定流量（ m3/h） 175QJ50-66/6 50 额定扬程（m） 66 效率 （%） 76 功率 （kw） 13 输水 用途 4.3.1.5管道附件及其它设施

为保证输水管道的正常使用,便于维护和管理,在输水管道首部上需配臵各种必要的管件和设臵一些附属设施.管道首端就近配臵泵房,系统中心处设臵动力房(结构如泵房),并配臵控制监测设备.在管道中心低洼处设臵泄水井,井深2m,直径1.4m.根据灌区气候、土壤条件，供排水管道埋深1.7m，下设0.2m厚垫层，沟底宽0.75m,开口3.6m,单位长度挖方4.1m3。

4.3.1.6系统主要工程量和设备材料用量表

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表4—4

时针式喷灌机（1000亩）单机系统设备材料及工程量表

项目名称 输水泵 流量表 逆止阀 空气阀 规格及型号 175QJ50-66/6 4″ 4″ 4″ 4″ 4″ 4″ φ140×2″×1200 4″ 4″×2″ φ140/0.6Mpa 8120 6 m 3单位 数量 套 个 个 个 个 m 个 套 片 片 m 个 座 座 座 m3 备注 包括：泵管，防水电缆和减压启动柜 4 1 1 1 1 3 3 1 12 3 2000 1 4 1 1 8300 1 2 包括排水阀和泄水阀门 包括缓冲罐、控制开关等 设备材料 压力表 钢管 焊接弯头 泄水装臵 法兰片 法兰片 PVC管 喷灌系统 泵房建筑 主要工程量 喷灌动力设备建筑 泄水井 土方开挖回填 镇墩 支墩 6m3 φ1400×1800 4.1 m/m 40cm×40cm×40cm 30cm×30cm×30cm 3个 个 5滴灌节水工程典型设计

根据项目区实际，对水源工程、水源配套工程、节水灌溉系统、林网道路及电力配套工程等总体布臵进行设计。 因甘旗卡镇北甘旗村地势较平坦的特征作为典型地块设计，地块的形状较规整，种植方向为南北，种植作物全部为蔬菜。 5.1 水源井设计

示范区节水灌溉工程水源为地下水。根据项目区实际情况，考虑基础设施建设的要求、运行管理等方便，一座大棚一眼小管井，共新打25926眼，井深为40米，单井控制面积为2.7亩。根据示范区水文地质资料，示范区地下水静水

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位埋深为7.8米。 5.1.1 水源井的布局 1、井距的确定

根据示范区实际，井的布臵形式为梅花形布设，示范区所在区域水文地质条件差异不大，地下水的补给条件较好。根据SL 256-2000《机井技术规范》中规定,确定单井灌溉面积按下式计算:

QtT（11）F0 m2式中：F0—单井灌溉面积

Q—不受干扰的单井稳定出水量；Q=10.02m t—灌溉期间开机时间；t=1.88h T—每次轮灌期的天数;T=4d η—灌溉水有效利用系数; η=0.9

η1—干扰抽水的水量削减系数（根据抽水实验 确定系数为

η1=0.01）

m2—每亩每次综合平均灌水定额

经计算，单井灌溉面积为4.79亩大于实际单井控制面积2.7亩。

井按梅花形排列，确定计算公式为：

L027.8F03

式中:L0---井距，m；

FO---单井控制灌溉面积，亩。

单井控制灌溉面积为2.7亩，经计算,干扰井距为46m。本示范区新打井井距大于干扰井距完全能满足此条件。

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2、井的布臵形式

新打井井位的选定根据主管路最短、变压器到井的低压线路小于500米、并满足井的影响半径的要求，同时考虑道路、运输及日常管理方便等因素，井均布臵在大棚内部，采用梅花形布设。 5.1.2 井型及结构 1、井型、井深的确定

根据示范区水文地质条件，以合理开发利用水资源，保护生态环境为原则，结合农业生产及当地实际情况，井型采用砼管井，该区附近供水井井孔地质柱状图显示，地层10.0m以下至80m之间均为含水性较好的粉细砂、中细砂。根据该地区水文地质条件和附近钻孔资料，并根据本次节水工程对井出水量要求，井深设计为40米。 2、井径结构

为满足井出水量和安装水泵的需要，设计砼管内径为220毫米，砼管外径为320毫米。上部砼实管为15米，含水层安装砼滤水管20米，井管下部5米为实管。钻井井孔直径500毫米，滤料厚度100毫米，填充高度应高于滤水孔1.0米，滤料规格应大于透水岩层颗粒径的8～10倍，采用滤料直径2～8毫米，合理级配。 5.1.3 井的参数校核

1、单井涌水量校核

根据本地区水文地质资料及钻孔柱状图，确定该井为潜水非完整井。涌水量应采用下式计算：

Q1.3k(2HS)SlgR/r32

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式中：

Q—单井涌水量，m/d；

K—含水层渗透参数，根据当地钻孔资料确定K=3m/d； H—含水层厚度H(m)，H=25m； S—水位降深(m)， S=3.3m；

R—井影响半径(m)，R=46m（根据当地水文地质资料）； r—井半径(m)，r=0.11m；

经计算，Q=240.57m/d=10.02m/h＞设计流量5.61m/h，单井涌水量满足需求。 2、井孔直径校核

井孔直径（内径）应根据设计取水量、允许井壁进水流速、设计取水含水层厚度和埋深、过滤器类型、钻井工艺等通过技术经济确定。

井孔直径应满足下式要求： DkQ/(LgVj) 式中：Dk—井孔直径，m；

Q—设计取水量，Q=10/3600=0.00278 m/s； Lg—过滤器长度，Lg=25×85%=21.25m； Vj—允许井壁进水流速，m/s；

允许井壁进水流速按吉哈尔特公式计算：

Vj K1/2/15

3

3

3

3

3

式中：K—含水层渗透系数(m/s)，K=0.000065m/s； 经计算得：允许井壁进水流速Vj=0.00054m/s。 井孔直径(内径)计算结果Q/(LgVj)＝0.077m。 本次设计井内径为0.220m，外径Dk=0.320m， 内径＝0.220 m≥Dk＝0.077m，井径设计合理。 3、滤水管允许流速及过水断面校核

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滤水管有效过水断面面积必须满足设计涌水量所需最小面积:

F有效≥fmin F有效=mπDL=6.91m fmin= Q设/ Vg=0.28m

式中：F有效—滤水管有效过水面积(m) fmin—滤水管最小过水面积（m） m—修正系数，m=0.4；

D—滤水管内径（m）D=0.220m； L—滤水管长度（m）L＝25m；

Q设—设计涌水量，Q=10/3600=0.00278m/s； Vg—允许过滤器进水流速(m/s)，(表4.1.3-2 K<20 ，Vg=0.01m/s)

过水断面校核计算结果见下表5-1。

表5-1 过水断面校核计算结果列表

工程地址 大棚膜下滴灌示范区 计算值 F有效 6.91 fmin 0.28 3

2

2

22

由以上计算结果可以看出，滤水管有效过水断面面积F有效，完全可以满足设计涌水量所需最小面积fmin的设计要求。 表5-2 水源井技术参数表

工程 地址 井壁滤水沉淀井抽水 静水位 动水位 管 管 管 井深 日降深 埋深 埋深 （m） 内径 外径 长度 长度 长度 （m） （m） （m） （m m） （m m） （m） （m） （m） 井管 40 220 320 15 20 5 3.3 7.8 11.1 单 井 涌水量3（m/h） 10.02 设计 流量 3（m/h） 5.61 北甘旗村 5.1.4 成井工艺 1) 选址备料

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按照设计要求并结合实际情况确定水源井的位臵，然后准备井管、滤料、扶正木等。 2) 钻孔

钻井外径满足成井及填料要求，满足设计深度40米，倾斜度满足每100米小于2的设计要求。 3) 下管

按照设计要求下管，满足设计要求的滤水管深度和井壁管的深度要求。做好井壁管的防水，并保证井壁管的不透水。 4) 填料

在滤水管层填满满足设计要求的滤料，在不透水层回填粘土球等密封填料。 5) 成井及洗井

在成井一周左右进行洗井，洗井时间不少于12小时，以保证成井的透水性。 5.2 首部设计

膜下滴灌工程首部主要有过滤器、水表、压力表，及逆止阀等。主要控制和量测井的出水量、管道压力等，从而保证管道安全、正常运行。

5.3 灌溉设计保证率和灌溉制度 5.3.1 设计保证率和设计水平年

根据《微灌工程技术规范》GB/T50485-2009，微灌工程设计保证率取90%。根据项目区实际，本节水灌溉工程现状水平年为2008年，设计水平年2015、2020年，工程设计年限

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为12年。

5.3.2 灌溉制度的确定 1、设计参数

根据科左后旗甘旗卡镇节水的实际情况，本实施方案设计以滴灌节水工程为发展方向。本设计有关参数参照《微灌工程技术规范》及通辽市水利技术推广站2007年在昂乃村对蔬菜试验田实际测试结果加以确定。 （1）设计灌水定额： m＝0.1r〃H〃P(β1-β2)〃1/η

m蔬菜 ＝0.1×1.45×40×0.6×（22.5-17.5）×1/0.9 ＝19.33（mm） ＝12.(m/亩)

取蔬菜设计灌水定额14 m/亩，即21mm。 式中: m —设计灌水定额，mm； r —土壤容重，r=1.45g/cm； H —计划湿润层深度，取40cm； P —设计土壤湿润比，取60%。

β1 —适宜土壤含水量上限（β1=90%〃β田=90%〃25%=22.5%）；

β2 —适宜土壤含水量下限（β2=70%〃β田=70%〃25%=17.5%)； η —灌溉水利用系数，取0.9。 （2）作物日需水量W的确定

选用蔬菜各生育阶段需水量的平均值，即蔬菜日需水量W=4.0mm/d。

（3）设计灌水周期的确定 设计灌水周期的确定

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式中：T —设计灌水周期，（d）； m —设计灌水定额，（mm）；21 W —作物日需水量，（mm）；4.0 η—灌溉水利用系数,取0.9。

经计算T=4.72，即设计灌水周期取4.0天。 设计参数计算结果详见表3-3。

表3-3 设计参数计算结果表

节 水 方 式 膜 下 滴 灌 作 物 种 类 m W r H P ββT 备 1 2 3η （ mm/d 3（m/（g/cm） （ cm ） （%） （%） （%） （ d ） 注 ( m m ) ） 亩） 田间持水1.45 40 60 22.5 17.5 0.9 21 14.0 4.0 4 量取25% 蔬菜 2、 灌溉制度

按照作物生育期的需水要求，对于滴灌工程蔬菜在全生育期内灌水30次，可满足作物生育期的需水要求，详见滴灌蔬菜灌溉制度表5-4。

表5-4 滴灌蔬菜灌溉制度表

生 育 期 插秧～育苗 苗 期 苗期～中期 中期～开花期 开花期～结果期 结 果 期 合 计

灌水次数 4 2 6 6 6 6 30 灌溉定额（m3/亩） 56 28 84 84 84 84 420 32

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内蒙古通辽市科左后旗

农田水利建设规划报告

典型工程设计

科左后旗水务局 二0一0年十二月

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目 录

1塘坝典型设计- ------------------------------------1 2灌排工程典型设计--------------------------------21 3节水工程典型设计--------------------------------30 3.1低压管灌工程典型设计--------------------------30 3.2砼板渠道衬砌典型设计--------------------------31 4大型时针式喷灌系统工程典型设计------------------35 5滴灌节水工程典型设计----------------------------39 附：典型工程设计图

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