U形渠道防渗工程设计实例(修改稿).docVIP

第十章 工程实例 一、基本资料 某项目区位于一黄河流域提水灌区下游，面积2900亩，主要种植作物为小麦、玉米、豆类等。项目区属河流滩地地貌，地面相对高差小，地势平坦开阔，地面海拔高程332～334m之间，相对高差1m左右，总体地势西高东低。土壤主要为潮土和淤土，土壤容重1.4g/cm3，田间持水量22%（重量比），土层深厚，质地良好，适种作物广泛。 项目区属暖温带半干旱季风气候，四季冷暖、干湿分明，光热资源丰富，降水偏少，干旱是影响农业生产的主要自然灾害。年日照时数2385.2小时，年总辐射量125.8千卡/平方厘米，年平均气温13.4℃，最冷月（1月）平均气温-1.4℃，最热月（7月）平均气温26.8℃，极端最高气温42.8℃，.5℃，最大冻土层深度35cm。平均早霜始于10月27日，晚霜终于3月27日，无霜期212天。多年平均年降水量514mm，降水多集中于7、8、9三个月，占全年降水量的51.2%。项目区地下水埋深15m左右，地下水质主要为CI·HCO3-Na型，苦咸，矿化度一般大于2g/L，最大可达5g/L以上，不能用于农业灌溉。项目区属于一提水灌区灌溉供水范围，灌区干渠从项目区西侧经过，田间原有灌溉与排水渠道布置基本完善，干渠为混凝土衬砌渠道，支渠、斗渠和农渠均为土渠，干渠和支渠上的混凝土分水闸和节制闸基本完好。灌区干渠在该地段的设计流量为2.1m3/s，加大流量为2.8 m3/s，原支渠设计供水流量为0.32m3/s。渠水为多泥沙水源，悬沙平均粒径为0.036mm，最大含沙量为12%（重量比）。 项目区自然条件较好，交通便利，土壤肥沃，但由于地处灌区下游，加之田间工程设施差，灌水技术落后，灌溉用水渗漏损失大，用水浪费严重，灌溉保证率低，作物产量低而不稳，严重制约了项目区农业生产的发展。同时，由于地下水矿化度高，地下水位逐年上升，对农业生产和生态环境将产生不利影响。根据这一实际情况，决定对项目区的支渠及以下渠道进行续建配套与更新改造，在原渠系规划布置的基础上，对支渠和斗渠进行混凝土衬砌防渗，减少渠道渗漏损失，有效地控制地下水位，提高渠道输水效率，以满足农作物高产稳产的需水要求。 二、工程总体布置 根据项目区水源、地形、田间生产路、作物种植等具体情况，计划充分利用已有的渠道及渠系建筑物，在复核原土渠相关水力参数的基础上，进行支渠、斗渠和农渠规划布置。支渠利用干渠已有的节制闸和分水闸引水，支渠沿程比降为1：2000；支渠两侧结合2m宽生产路修建10条斗渠，斗渠沿程比降为1：1500，斗渠上修建配水闸与农渠连接，农渠沿程比降1：800。斗渠垂直于支渠，沿生产路东侧布置，斗渠间距400m左右。农渠垂直于斗渠，结合田间生产路和田块边界布置，农渠间距200m左右。根据项目区田间道路、排水沟道布置情况，为减小田间跨越建筑物的数量，降低工程投资，便于机械化作业，斗渠均采用单向控制。项目区规划总控制灌溉面积2900亩。 支渠和斗渠均采用U型混凝土衬砌结构型式。工程总体布置详见图10-1渠道衬砌防渗工程平面布置图。  图1 渠道衬砌防渗工程平面布置图 三、渠道纵横断面设计 1．设计参数 （1）田间持水量：β田＝22％； （2）土壤干容重：γ＝1.4t/m3； （3）灌溉保证率：P＝75％； （4）渠系(支渠及以下固定渠道)水有效利用系数：η渠＝0.80； （5）田间水有效利用系数：η田＝0.90； （6）灌溉水有效利用系数：η＝0.72； （7）U形混凝土衬砌渠道糙率：n＝0.013； （8）渠底比降：支渠i =1/2000，斗渠i =1/1500，农渠i =1/800； 2．渠道设计流量计算 （1）灌水定额的确定 项目区主要种植作物为小麦、玉米、豆类，小麦与玉米或小麦与豆类间作，一年两熟，玉米生长期正逢雨季，当地豆类种植一般不灌溉，小麦是灌溉需水量最大的作物。因此，该区以满足冬小麦生长为依据，确定设计灌水定额。其设计灌水定额计算如下： m=1000γh(β1-β2) （10-1） 式中：m为设计灌水定额，mm；γ为土壤干容重，t/m3；h为土壤计划湿润层深度，m；β1、β2分别为土壤适宜含水量(重量含水量)的上、下限，%。 取适宜土壤含水量上、下限分别为田间持水量的60%～95%，土壤计划湿润层深度为0.6m。则设计灌水定额为： m=1000γhβ田(0.95-0.60) =1000×1.4×0.6×0.22×(0.95-0.60) =64.68（mm） （10-2） 式中：为支渠设计流量，m3/h；为作物种植比例；A为设计灌溉面积，亩；η为灌溉水有效利用系数