導(dǎo)語：山區(qū)土地整頓水利設(shè)計一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

近年來．隨著人El增長、社會經(jīng)濟的發(fā)展和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，各行各業(yè)對土地的需求不斷增加，對耕地產(chǎn)生了巨大壓力．人地矛盾日趨尖銳為了提高耕地質(zhì)量，合理、高效利用土地，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、生態(tài)和環(huán)境，促進社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，通過對土地的整理、灌排設(shè)施的配套和農(nóng)田防護林的建設(shè)．增加耕地面積。加強農(nóng)業(yè)機械化程度，建成高效、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)區(qū)，為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化、規(guī)模化經(jīng)營創(chuàng)造有利條件土地整理是人類利用自然和改造自然的措施．是社會經(jīng)濟發(fā)展到一定階段解決土地利用問題的必然選擇。土地整理的基本內(nèi)涵是在一定區(qū)域內(nèi)．按照土地利用規(guī)劃或城市規(guī)劃確定的目標和用途．采取行政、經(jīng)濟、法律和工程手段，對土地利用現(xiàn)狀進行調(diào)整改造、綜合整治，促進土地的合理利用，提高土地利用效率。改善生產(chǎn)、生活條件和生態(tài)環(huán)境的活動農(nóng)田水利工程是土地整理項目規(guī)劃的重要組成部分，是指在對洪、澇、旱、漬、鹽、堿等進行綜合治理和水資源合理利用的原則下．對灌排渠系統(tǒng)及其建筑物等進行的建設(shè)。主要包括排灌工程、噴微灌工程、豎井(機電井)工程、排灌電氣工程等。而設(shè)計工作的好壞對整個工程有重要的作用．因此科學(xué)合理的設(shè)計非常重要對低山區(qū)土地整理中的農(nóng)田水利工程灌溉水源選擇、水源工程和輸配水工程進行分析和研究．為進一步提高土地整理質(zhì)量提供參考。

1項目背景

項目區(qū)位于河北省保定市順平縣北部的臺魚鄉(xiāng)西柏山村．太行山北段東麓山前平原．總的地勢由西南向東j匕微傾斜．地貌類型為低山丘陵。項目區(qū)地理坐標為東經(jīng)115。0826．18”一1100917．76”．北緯38o5738．76"-38~5803．33”．共分為三個片區(qū)，片區(qū)一面積2．68hm．片區(qū)二面積21．41hm．片區(qū)三面積6．34hm2屬暖溫帶半濕潤區(qū)．大陸性季風(fēng)氣候特征明顯，四季分明。年降雨量分配不均，易造成春旱秋澇．形成大面積的低產(chǎn)農(nóng)田．致使土地利用率和產(chǎn)出率低下．限制了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展項目區(qū)水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜．全縣地下水比較豐富．均以潛水形式存在全部地下水資源總量為10001．32萬m，項目區(qū)土壤種類主要為褐土土類和潮土土類．項目區(qū)土地以種植業(yè)為主．主要栽培作物種類很多，主要有小麥、玉米、大麥、稻、高粱、山藥、芝麻等。

2農(nóng)田水利工程設(shè)計

2．1灌溉水源的選擇項目區(qū)內(nèi)灌溉水源選擇地下水．并根據(jù)當?shù)丶夹g(shù)人員勘測．確定新打機井位置．位于項目區(qū)片區(qū)二北部約280m．新打兩口井相距140m

2．2水源工程設(shè)計

2．2．1單井控制面積計算根據(jù)《機井技術(shù)規(guī)范》(SL256-2000)中2．4．5單井控制面積公式計算：Fo=QxTxtxrlx(1．0一r／1)／m，式中，一單井控制灌溉面積。hm；()——單井出水量，m3／h，根據(jù)當?shù)厮块T提供資料為50m3／h：每次輪灌期的天數(shù)，取10d；——灌溉期每天開機時間，16h；叼——灌溉水利用系數(shù)，取0．9；叼——干擾抽水的水量消減系數(shù)。0．1；m——綜合凈灌水定額，m／hm，根據(jù)當?shù)厮块T提供資料取450m3／hmz。則200m機井的Fo=50xl0xl6x0．9x(1．0—0．1)／450=14．4hm。

2．2．2井深與井徑設(shè)計根據(jù)《供水管井技術(shù)規(guī)范》(GB50296-99)Ⅲ規(guī)定，管井深度設(shè)計應(yīng)根據(jù)擬開采含水層(組、段)的埋深、厚度、水質(zhì)、富水性及其出水能力等因素綜合確定。據(jù)提供的資料，第三含水組底界埋深240～280m．含水層厚度為100～1301TI，砂層厚4080m。單位涌水量10～15m3／(m．h)，礦化度<lg／L。此含水組水質(zhì)好，水量大，是目前機井主要的開采層段為保證項目區(qū)地下水的可持續(xù)利用，以及機井長期、穩(wěn)定、高效運作，參考試驗井資料．確定成井深度為200In經(jīng)計算，2001TI機井選用的潛水泵適宜的最小井管內(nèi)徑為200mm根據(jù)《機井技術(shù)規(guī)范》(SL256-2000)，安裝泵段井管內(nèi)徑應(yīng)根據(jù)設(shè)計出水量及測量動水位儀器的需要確定．并且比選用的抽水設(shè)備標定的最小值大50rnm、因此．確定200m機井安裝泵段井管內(nèi)徑為250mm。

2．3輸配水工程設(shè)計

在項目區(qū)三個片區(qū)分別在高點修建蓄水池．從新打機井鋪設(shè)上水管路．引水至最高點蓄水池．通過高差自流到各級支管片區(qū)一修建一座50m蓄水池．片區(qū)二修建兩座100m3蓄水池．片區(qū)j修建一座50ms蓄水池片區(qū)一及片區(qū)i采用提水管作為灌溉輸水管．片區(qū)二分別為蓄水池新布設(shè)兩條輸水管。蓄水池采用圓形敞開式設(shè)計，漿砌石結(jié)構(gòu)，50m，蓄水池直徑6．0m，池深2．0m，池壁厚0．5nl，3cm厚抹面防滲．基礎(chǔ)深0．5m：1001"113蓄水池直徑7．0m，池深3．0m，池壁厚0．5m，3cm厚抹面防滲．基礎(chǔ)深O．5m。

2．3．1管道灌溉設(shè)計

1)灌溉制度。①設(shè)計灌水定額。根據(jù)《低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》(SL／T153-95)j公式2．2．5計算：m=loooydg3(／3：)，式中，m——設(shè)計灌水定額。mm：——計劃濕潤層深度，m，一般大田作物取0_3～0．4m；——計劃濕潤層土壤容重。t／m3；——土壤適宜含水量(重量百分比)上限，取田問持水量的60％75％：／3，——土壤適宜含水量(重量百分比)下限．取田間持水量的45％～60％：這里僅以需水量較大的大田作物小麥為對象進行計算項目區(qū)為潮土，計劃濕潤層深度h取0．4n：根據(jù)《管道輸水工程技術(shù)》，田間持水量為22％～30％，取26％；1取75％，／32取45％；為1．4t／m。m=1O00x0．4x26％x(75％一45％)x1．4=43．7mm⑦設(shè)計灌水周期。T理=m／E，式中：71理——理論灌水周期，d；m——設(shè)計灌水定額，ilm；E．廠作物最大日平均耗水量．mm／d：根據(jù)項目區(qū)的自然條件，設(shè)計作物最大日平均耗水量為4．2mm／d．則：T理=43．7／4，2=10．40d．考慮到作物生長期項目區(qū)的降水情況．將設(shè)計灌水周期定為10d，即71=10d。

2)灌溉設(shè)計流量。根據(jù)《低壓管道輸水灌溉rI=程技術(shù)規(guī)范》(SL／Tl53—95)公式3．1．1計算：Q＆=O．667xmxAx15／(Txtx~)，式中，Q設(shè)——灌溉設(shè)計流量，mS／h；m——設(shè)計灌水定額，mm；——灌溉總面積，取18．23hm。；卜設(shè)計灌水周期，取10d；——每天灌溉時間，取20h；卵——灌溉水利用系數(shù)，取0．9；各參數(shù)取值及計算結(jié)果見表1。Q設(shè)=0．667~43．7x18．23×15／(20×10×0．9)=44．28m3／h。

3)灌溉工作制度設(shè)計支管上給水栓的數(shù)量根據(jù)梯田田面來確定．每有一田面就設(shè)置一出水口．便于灌溉。由于原地面坡度不同。梯田田面寬各異．因此支管上的出水VI不是等距的．根據(jù)各支管長度及地面坡度計算的結(jié)果．大約需要給水栓200個分別以50m3蓄水池1和100m3蓄水池3為例～式中，7Vl_一輪灌組數(shù)；Q設(shè)——灌溉設(shè)計流量，mS／h；口廠一第個出水口設(shè)計流量。取8mS／h；n——系統(tǒng)出水口的個數(shù)蓄水池1灌區(qū)內(nèi)有給水栓30個．蓄水池3灌區(qū)內(nèi)有給水栓50個。經(jīng)計算，蓄水池1灌區(qū)：輪灌組數(shù)Ⅳ為6．每個輪灌組同時開啟給水栓數(shù)為int(／Ⅳ)=5個；蓄水池3灌區(qū)：輪灌組數(shù)Ⅳ為10，每個輪灌組同時開啟給水栓數(shù)為int(n／N)=5個。

2．3．2管道水力計算

管道水力計算一般按如下步驟進行：

1)確定管道水力計算的控制點管道水力計算的控制點是指管網(wǎng)運行時所需最大揚程的出流點．即最不利灌水點．一般應(yīng)選取離管道首端較遠且地面高程較高的地點。

2)確定管道水力計算的線路對于不同的輪灌組．水力計算的線路長度和走向不同．應(yīng)確定各輪灌組的水力計算線路。通過計算比較。加以確定。經(jīng)分析．蓄水池l灌區(qū)管道水力計算線路最長為500in：蓄水池3灌區(qū)管道水力計算線路最長為800m。

3)管段流量計算。根據(jù)灌區(qū)面積灌水定額計算出干管設(shè)計流量．再根據(jù)輪灌分組．確定出支管流量，此灌溉區(qū)干管流量為44．28mS／h．各支管人口管段流量均為22．14m。

4)管徑的確定。管徑確定的方法有計算簡便的經(jīng)濟流速法和界限流量法．還有借助于計算機的多種管道優(yōu)化計算方法。設(shè)計根據(jù)《土地整理工程設(shè)計》經(jīng)濟流速法計算：1000、／一18．8、／V3600TryV為管道內(nèi)水的經(jīng)濟流速．鑄鐵管經(jīng)濟流速為0．81．5rn／s。設(shè)計干管內(nèi)經(jīng)濟流速t，干=1．2m／s，支管內(nèi)經(jīng)濟流速t，=1．2m／s。經(jīng)計算，干管管徑d干=ll4．27mm，支管管徑d支=80．80mm。結(jié)合市場情況，確定鑄鐵管經(jīng)濟管徑(公稱外徑)為125mm、100mm。

5)各管段水頭損失水頭損失包括沿程水頭損失和局部水頭損失。管道沿程水頭損失根據(jù)《低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》(SL／T153-95)公式3．3．1計算：h：fQ"Z／db，式中，九廣管道沿程水頭損失，m；卜摩阻系數(shù)；p——流量，mS／h；附一流量指數(shù)；管道內(nèi)徑，mm；6——管徑指數(shù)江——管長，m；鑄鐵管的各種參數(shù)．i-6．25x105，m=1．9。b=5．1。選擇管線較長、位置較高的給水栓作為最不利情況．按最大流量進行水利計算．蓄水池1灌區(qū)干管長425m．計算管道內(nèi)徑為130mm。支管管長75m．計算管道內(nèi)徑為105mm．計算結(jié)果為：h：6．25xlOSx44．28x425／130?+6．25xlOx22．14x75／1055．1=6．73m：蓄水池3灌區(qū)干管長514m．計算管道內(nèi)徑為130mm，支管管長286m，計算管道內(nèi)徑為105mm．計算結(jié)果為：ha=6．25xlOSx44．28Lgx514／130s+6．25~105x22．14L9X286／105s_1=10．30m為簡化計算．取局部水頭損失為沿程水頭損失的1O％～15％由于地塊起伏較大，故計算中取系數(shù)為15％，即：對于蓄水池1灌區(qū)：總水頭損失為總=6．73x1．15=7．74m．而蓄水池和最不利點的高差為20m．高差自流可以滿足灌溉需求對于蓄水池3灌區(qū)：總水頭損失為h10．30x1．15=11．85m．而蓄水池和最不利點的高差為45m．高差自流同樣可以滿足灌溉需求6)水泵選型。機井到最高點蓄水池引水管線長度為1860m．計算管道內(nèi)徑為130mm．其水頭損失hc=fOmL／db=6．25xlOx44．28?×1860／130～=25．83m．其高差測量為115m．則水泵揚程應(yīng)該大于136．97m。查水泵手冊，水泵選擇潛水泵，型號為：2O0QJ63—144／12。流量63m3／h，揚程14411．配套功率45kW。

2．3．3排水系統(tǒng)設(shè)計

1)排水溝設(shè)計流量計算項目區(qū)規(guī)劃采用明溝排水方式。根據(jù)灌溉排水的相關(guān)設(shè)計規(guī)范．項目區(qū)的排澇設(shè)計標準為十年一遇暴雨．一日暴雨2d排完。根據(jù)順平縣氣象資料。十年一遇一日暴雨量為130mm。設(shè)計流量根據(jù)《土地整理工程設(shè)計》相關(guān)公式進行計算：Q=axFxR／(86．4xT)，式中，9——設(shè)計排水流量．m3／s；a——徑流系數(shù)。根據(jù)順平縣水文資料，取0．15：卜某一級排水溝的控制排水面積，hm。；R——某一設(shè)計頻率下項目區(qū)一El最大暴雨量，取130mm：卜設(shè)計排澇歷時，根據(jù)小麥耐淹水深及土壤特點．規(guī)劃設(shè)計標準為一13暴雨2d排出，故此處取2d。計算得出斗、農(nóng)溝控制面積和設(shè)計流量如表2所示。

2)排水溝斷面尺寸計算。排水溝的過流斷面根據(jù)《土地開發(fā)整理標準》(TD／T1012-2000)]C40均勻流公式進行計算：Q=A、／，式中，p——設(shè)計排水流量，m3／s：A——過水斷面面積，1''''1；C——謝才系數(shù)，m5／s；尺——水力半徑，m；——溝道比降；梯形溝道水力最優(yōu)斷面水力要素計算，根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》(GB50288-99)公式H．0．1進行計算。99[nQbo=2(、v／1+／n2-m)hoAo=boh0+，砒o2Ro=AoNo。=Ao式中，——水力最優(yōu)斷面水深，m；n——溝道糙率；p——設(shè)計流量，m3／s；m——邊坡系數(shù)；——坡降：6水力最優(yōu)斷面底寬，m；A水力最優(yōu)斷面的過水斷面面積，m2；廠水力最優(yōu)斷面濕周，m；廠水力最優(yōu)斷面的水力半徑，m；水力最優(yōu)斷面流速，m／s。經(jīng)計算．項目區(qū)各級排水溝斷面設(shè)計成果和設(shè)計參數(shù)如表3所示。

從農(nóng)田整體規(guī)劃角度考慮，同時為方便工程施工．對排水溝尺寸進行了適當調(diào)整，使其規(guī)格較為統(tǒng)一．同時對調(diào)整后的設(shè)計流速進行校核。根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范)(GB50288-99)，石質(zhì)溝道的不沖流速為4-6m／s，取6m／s。排水溝的不淤流速可根據(jù)黃河水利委員會水利科學(xué)研究所的不淤流速公式進行計算，即耐：、／一，式中，廣不淤流速，m／s；C不淤流速系數(shù)，Q<5m／s時Co為0。4；p——設(shè)計流量，m3／s。具體數(shù)據(jù)見排水溝斷面設(shè)計成果和設(shè)計參數(shù)(表3)以及流速校核表(表4)。

3結(jié)論

經(jīng)以上分析計算．項目區(qū)共規(guī)劃井深200ITI的機井2眼，井管采用鑄鐵管，井管直徑250mm，配套揚程144m的潛水泵2臺；機井房為3ITIx3ITI。鋪設(shè)地上低壓鑄鐵干管5967m，管徑125mm；鑄鐵支管2988ITI．管徑100mm；為了保證支管垂直田面布設(shè)時牢固穩(wěn)定．根據(jù)實際情況大約每隔10ITI在梯田田面上布設(shè)一個鎮(zhèn)墩．共需280個．排水溝共分為斗溝和農(nóng)溝兩級，其符合項目的蓄水、排水要求。土地整理能最大限度恢復(fù)土地的使用．研究結(jié)合具體土地整理項目．討論了在低山區(qū)土地整理規(guī)劃中農(nóng)田水利工程設(shè)計的基本方法及相關(guān)水力計算分析認為．項目中的農(nóng)田水利建設(shè)關(guān)系到未來土地的利用方式和生產(chǎn)率．合理規(guī)劃農(nóng)田水利布局，使土地利用過程中做到旱能灌、澇能排，提高水資源的利用率改善區(qū)域用水狀況和農(nóng)業(yè)水環(huán)境，優(yōu)化區(qū)域灌溉系統(tǒng)．使土地整理T作造福于民，為進一步提高土地整理質(zhì)量提供借鑒。