涉農(nóng)資金管理改革試點(diǎn)項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（河南方正水利工程咨詢有限公司）

涉農(nóng)資金管理改革試點(diǎn)項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

□王朝功（河南方正水利工程咨詢有限公司）

新蔡縣2016年度省級(jí)涉農(nóng)資金管理改革試點(diǎn)補(bǔ)助資金項(xiàng)目，以提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力、保障國(guó)家糧食安全、改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境為目標(biāo)。統(tǒng)籌安排當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)農(nóng)田水利建設(shè)、大力發(fā)展節(jié)水灌溉，適度增加灌溉面積，全面提高農(nóng)田水利投資效益、灌溉水利用率和農(nóng)業(yè)抗御自然災(zāi)害能力，為經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜業(yè)、林果業(yè)發(fā)展提供了有利條件。滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)“兩高一優(yōu)”的要求，并將提高灌區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，使農(nóng)民生活、生產(chǎn)水平上一個(gè)新臺(tái)階。主要工程形式有低壓管道灌溉工程、小型水源工程、溝渠疏浚及配套建筑物等。

涉農(nóng)資金；工程設(shè)計(jì)；要點(diǎn)分析

1 項(xiàng)目概況

1.1 自然條件

新蔡縣地處淮河流域，境內(nèi)有汝河、小洪河、大洪河、洪河分洪道四條骨干河道，同屬于洪汝河水系，水域面積占土地面積的8.67%。洪河、汝河貫穿新蔡全境?？h域內(nèi)地下水以淺層含水巖組為主，含水層較厚，富水性為中水量。地下水質(zhì)良好，適宜農(nóng)田灌溉和飲用，且淺層含水層厚度大、分布廣、埋藏淺、易開(kāi)發(fā)。縣域內(nèi)雖年降雨量較大，但因集中7-9月，缺少必要的集水設(shè)施，大部分流出境外，地表水利用率不高。

1.2 工程概況

新蔡縣2016年度省級(jí)涉農(nóng)資金管理改革試點(diǎn)補(bǔ)助資金項(xiàng)目，其中低壓管灌建設(shè)面積0.13萬(wàn)hm2，改善除澇面積0.09萬(wàn)hm2。涉及頓崗鄉(xiāng)：沈崗、林堯、雙莊、吳張莊、黃家冢、楊寨、蘇灣、頓崗等8個(gè)行政村，65個(gè)自然村，1.69萬(wàn)人。主要工程形式有低壓管道灌溉工程、小型水源工程、溝渠疏浚及配套建筑物等。

1.3 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求為《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50288-99）、《節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T50363-2008）、《農(nóng)田低壓管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T20203-2006）等相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50288-99）規(guī)定，小型水源工程：工程等別為Ⅴ等，建筑物級(jí)別為5級(jí)，除澇標(biāo)準(zhǔn)采用5 a一遇。根據(jù)《節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范》（SL/207-2000），低壓管灌灌溉設(shè)計(jì)保證率75%。低壓管灌灌溉水利用系數(shù)0.81。

2 建筑物工程設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)井工程

機(jī)井規(guī)劃：機(jī)井應(yīng)緊靠生產(chǎn)路布置，便于輸水和交通。根據(jù)計(jì)算，低壓管灌設(shè)計(jì)單井控制面積5.33 hm2。

井型選擇：根據(jù)新蔡縣2016年度省級(jí)涉農(nóng)資金管理改革試點(diǎn)補(bǔ)助資金項(xiàng)目區(qū)的水文地質(zhì)資料和新蔡縣農(nóng)用機(jī)井的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，井深確定為50 m，井內(nèi)徑40 cm，單井出水量30～40 m3/h，設(shè)計(jì)取32 m3/h。

水泵型號(hào)：200JQ32-26/2，配套電機(jī)功率為4.00kW，應(yīng)用于低壓管灌田塊。

井堡設(shè)計(jì)：機(jī)井工程及配套設(shè)備都在野外，應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)，均設(shè)計(jì)井臺(tái)井堡，井臺(tái)采用固定封閉形式，為1.40 m×1.40 m的方形現(xiàn)澆C20混凝土構(gòu)件，安裝好后其井臺(tái)高出地面28 cm，上部增設(shè)玻璃鋼井堡。井堡采用玻璃鋼井堡，長(zhǎng)1.00 m，寬1.00 m，高1.40 m，其中設(shè)機(jī)井控制柜。

機(jī)電設(shè)備：由于農(nóng)村電壓不正常，缺相和欠壓情況較為普遍，因此按臺(tái)區(qū)增配變壓器保證機(jī)井低壓管灌區(qū)及噴灌區(qū)供電。從變壓器到機(jī)井鋪設(shè)地埋電纜，實(shí)行單井單線，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查及典型設(shè)計(jì)確定地埋電纜長(zhǎng)度。

2.2 管網(wǎng)工程

2.2.1 管網(wǎng)布置

管道系統(tǒng)布置應(yīng)與當(dāng)?shù)氐缆?、林帶、供電、農(nóng)業(yè)耕作措施、行政區(qū)劃等密切結(jié)合，統(tǒng)籌兼顧；管網(wǎng)布置要做到管線平順，盡量減少拐彎、起伏現(xiàn)象，力求使管線最短、控制面積最大；在地形條件允許的情況下，應(yīng)盡量使管道雙向控制，使單位面積管道用量最少，以減少工程投資；出水口位置、間距以按灌溉面積均衡布置為原則，同時(shí)兼顧農(nóng)戶管理、使用方便，設(shè)計(jì)確定主要建設(shè)干支管道，給水栓間距為50 m，采用塑料軟管輸送井水到田間地頭，每次通過(guò)開(kāi)啟給水栓實(shí)施輪灌。

2.2.2 管材選用

對(duì)于田間灌溉系統(tǒng)，根據(jù)鋪設(shè)技術(shù)簡(jiǎn)易，施工工期短，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)易保證，造價(jià)低廉等原則，干管選用低壓PVC-UΦ110（0.40 MPa）塑料硬管，各種管件采用廠家定型配套產(chǎn)品。

2.2.3 管徑選擇

地埋管道干支管管徑采用經(jīng)濟(jì)流速法來(lái)計(jì)算。當(dāng)動(dòng)力為電動(dòng)機(jī)時(shí)，按式（1）計(jì)算：

式中：D—經(jīng)濟(jì)管徑（mm）；Q—設(shè)計(jì)流量（m3/h），取水泵出水流量Q=32 m3/h計(jì)算；V—經(jīng)濟(jì)流速，根據(jù)不同管材經(jīng)濟(jì)流速表查得，PVC-U管材經(jīng)濟(jì)流速為1.20 m/s。

由上式計(jì)算可得D=97.10 mm，參考類(lèi)似低壓管灌的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，確定干管、支管均采用Ф110、公稱壓力0.40 MPa的低壓PVC-U硬管。給水栓以外采用Ф90錦塑軟管。

2.2.4 管道埋設(shè)深度

根據(jù)凍土層深度和耕作要求，埋深取0.80 m。

2.3 排水溝工程

除澇標(biāo)準(zhǔn)采用5 a一遇，防洪標(biāo)準(zhǔn)10 a一遇。

2.3.1 排澇模數(shù)的確定

依據(jù)河南省水文水資源局2007年編制的《河南省水資源》，新蔡縣2016年度省級(jí)涉農(nóng)資金管理改革試點(diǎn)補(bǔ)助資金項(xiàng)目區(qū)徑流深R=170 mm，按5 a一遇，1 d降雨1 d排出的排澇標(biāo)準(zhǔn)。排澇模數(shù)采用平均排出法，這種方法就是按排水面積上的設(shè)計(jì)徑流深在規(guī)定排水時(shí)間內(nèi)平均排除的要求計(jì)算排澇模數(shù)為：2.78（m3/s）/km2。其計(jì)算公式（2）為：

式中：qp—排澇模數(shù)，（m3/s）/km2；R—設(shè)計(jì)徑流深，mm；T—規(guī)定的排水天數(shù)，T=1 d；t—每天排水時(shí)間，對(duì)于自流排水，t=24 h。

2.3.2 排澇設(shè)計(jì)流量的確定

設(shè)計(jì)排澇流量公式：Q=qpF（3）

式中：Q—設(shè)計(jì)排澇流量，m3/s；qp—設(shè)計(jì)排澇模數(shù)。F—流域面積，根據(jù)實(shí)際調(diào)查，典型斗溝控制面積為0.50～0.70 km2，即50～70 hm2；農(nóng)溝控制面積為0.20～0.40 km2，即20～40 hm2。

由此計(jì)算得：Q斗=1.40～2.00 m3/s；Q農(nóng)=0.60～1.20 m3/s。斗、農(nóng)排斷面均采用梯形，斷面設(shè)計(jì)按明渠均勻流計(jì)算。設(shè)計(jì)A、B型斗溝和A、B型農(nóng)溝共四種型式斷面的排水溝作為典型設(shè)計(jì)，由上述公式計(jì)算典型區(qū)斗農(nóng)溝設(shè)計(jì)成果見(jiàn)表1。

表1 典型區(qū)斗、農(nóng)溝設(shè)計(jì)成果表

2.4 生產(chǎn)橋涵

2.4.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)生產(chǎn)橋均為道路、渠道和排水溝上生產(chǎn)橋。

2.4.2 安全等級(jí)

根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2004）要求，按持久狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，公路橋涵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)安全等級(jí)劃分為三級(jí)。根據(jù)工程實(shí)際，橋涵結(jié)構(gòu)為小橋，因此橋涵設(shè)計(jì)安全等級(jí)為三級(jí)。

2.4.3 汽車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)

生產(chǎn)橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按農(nóng)橋-Ⅰ級(jí)。

2.4.4 鋼筋混凝土板橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

上部結(jié)構(gòu)?；炷疗桨鍢?，上部結(jié)構(gòu)型式C25為現(xiàn)澆鋼筋混凝土橋面板。下部結(jié)構(gòu)。下部結(jié)構(gòu)采用重力式混凝土橋臺(tái)結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，內(nèi)墻垂直，外坡比1：0.30，基礎(chǔ)采用C20混凝土結(jié)構(gòu)，厚度50 cm，基礎(chǔ)擴(kuò)大30 cm。

2.5 機(jī)耕路工程

對(duì)部分必要的道路進(jìn)行整修，主要以機(jī)耕路建設(shè)為主，能滿足中型以上農(nóng)業(yè)機(jī)械通行。設(shè)計(jì)中主要遵循標(biāo)準(zhǔn)新、技術(shù)可行、價(jià)格低、選材合理、施工方便、利于養(yǎng)護(hù)等原則，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為四級(jí)公路，正常維修情況下，使用年限10-15 a。

設(shè)計(jì)機(jī)耕路總寬6.00 m，中間采用18cm厚4.00 m寬水泥路面，路面由中心線向兩側(cè)均設(shè)1.00%的橫坡以排除路面積水；路基為原路基面，施工前進(jìn)行清掃、整平、壓實(shí)；路面兩側(cè)各設(shè)1.00 m寬素土夯實(shí)路肩，素土夯實(shí)，為防公路被水流沖蝕，路肩兩側(cè)種植綠化樹(shù)各一行，樹(shù)間距為2.00 m。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，新蔡縣對(duì)小型農(nóng)田水利工程建設(shè)高度重視，連續(xù)多年榮獲“紅旗渠精神杯”金杯獎(jiǎng)。特別是“十二五”以來(lái)，新蔡縣水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)堅(jiān)持全面規(guī)劃、綜合治理的原則，實(shí)行除害興利結(jié)合、防洪抗旱并舉、開(kāi)源節(jié)流并重、把節(jié)約放在首位的方針，努力搞好水資源的開(kāi)發(fā)、利用、節(jié)約和保護(hù)。通過(guò)近幾年的農(nóng)田水利工程建設(shè)，改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高了新蔡縣糧食綜合生產(chǎn)能力，改善了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，提高了農(nóng)民收入，帶動(dòng)了全縣農(nóng)田水利基本建設(shè)，促進(jìn)了全縣農(nóng)田水利基本建設(shè)深入、持續(xù)、健康發(fā)展。

編輯：國(guó)立杰劉長(zhǎng)垠

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2017-03-08