湖北省武汉市黄陂区蔡家榨镇基本农田土地整理项目
设计高程的高差,近似计算每个棱柱或棱锥的填挖方量,最后汇总得到各待平整区域的填(挖)方量。
其计算过程如下:
(1)将计算区域用封闭的多边形封闭;
(2)选择CASS6.0软件“工程应用”菜单的“方格网法计算土方计算”;
(3)选中该封闭的多边形封闭;
(4)根据弹出的对话框,选定地形图的坐标数据文件; (5)确定格网大小(项目计算中方格网为20320米); (6)计算出挖填方量,和区域内平衡的平衡高程;
(7)根据设计需要,局部调节设计高程,重新计算改变高程后的挖填方量。
项目区田块表层肥沃土壤的厚度约30cm,设计对平整单元内平均高差大于30cm的格田(或水平梯田)进行表土剥离,表土剥离厚度为25cm。如果相邻格田(或水平梯田)都需要进行表土剥离,则采用“逐台下移法”对前一格田(或水平梯田)不进行表土回填,否则因为运距太大不经济,设计计算表土回填。
因为项目区面积较大,格田(或水平梯田个数)较多,成果输出时按耕作田块汇总了计算的土方挖填量和表土剥离回填量。各格田(或水平梯田个数)的土方挖填量和表土剥离回填量见田块平整工程量表。
5.2农田水利工程
5.2.1水源工程
项目区降水大,地表水丰富。水资源较为丰富,项目区博士片有绵羊山水库、刘家山水库与新生水库等用于项目区的用水主要来源,雨台片有
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凤凰河等过境客水流经项目区,为泵站提供了充足的水源,设计流量1.5 立方米/秒。项目年降水量平均为1196.6毫米,大小堰、垱、坝260多处。星罗棋布的塘坝,其蓄水量达45万立方米。新建和维修部分引水渠已达自流灌溉,以及修建部分泵站满足提水灌溉,在主干渠道修建部分节制闸,抬高渠首水位,选适当的地点建适量的泵站,对原有斗、农清淤、硬化,以满足灌溉要求。 5.2.2灌溉渠道
(1)灌水定额和灌水周期的确定
按《土地开发整理标准》规定,灌溉方法采用地面灌溉,湿润地区或水资源丰富地区以水稻种植为主的,灌溉设计保证率取85-95%。根据项目区实际情况及当地水利建设实践经验,确定灌溉设计保证率为85%。项目区整理后水田区以种植水稻为主,灌水定额(泡田定额)取80立方米/亩,灌水周期取6天。
(2)项目区灌溉渠道工作制度的确定
综合考虑设计渠道的工程量及其设计水力要求等因素,农渠均采取续灌的方式。
(3)设计灌溉标准下,项目区毛灌水率(灌水模数)的确定 项目区的灌水方式为自流灌溉与提水灌溉相结合,因此,毛灌水率的计算分别采用以下公式:
q1=15a2m/(36003222T2ε)=15a2m/(792002T2ε) q2=15a2m/(36003242T2ε)=15a2m/(864002T2ε) 式中:
q1——提水灌溉方式下设计毛灌水率(立方米/秒2公顷); q2——自流灌溉方式下设计毛灌水率(立方米/秒2公顷);
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a——单位灌水面积(1公顷);
m——灌水定额(按当地多年平均春旱季节早稻泡田用水每亩70方); T——灌水周期(取6天); ε——渠道利用系数(取0.85)。 (4)灌溉控制面积的确定
灌溉控制面积确定为灌区内实际需要灌溉面积。 (5)项目区续灌条件下设计流量的计算
项目区续灌条件下渠道设计流量,按照下式计算: Q = q12A或Q = q22A 式中:
Q——设计流量(m3/s); A——灌溉面积(公顷);
q1——提水灌溉方式下设计毛灌水率(立方米/秒2公顷) q2——自流灌溉方式下设计毛灌水率(立方米/秒2公顷)
上式算得的流量是按渠道正常引水考虑的,考虑到项目区灌水为自流与提水灌溉相结合,根据项目区气候变化等因素,采用续灌方式时,还应计算渠道加大流量。加大流量按经验值计算,依据《水工设计手册》数据,一般当渠道流量小于1m3/s时,加大20%~30%;流量在1~10m3/s时,加大15%~20%;流量大于10m3/s时,加大10%~15%。
由于各条渠道实际控制的灌溉面积的差异和灌溉方式的不同,据此计算得来的渠道设计流量和加大流量种类众多,不便于项目施工和后期管理。因此,需要将上述计算结果进行统计分类。统计分类的过程是:首先根据各条规划渠道的设计流量的大小,将各规划渠道进行分组;然后将各组最大的设计流量值分别确定为该组各条规划渠道的最终设计流量;最后将同
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一组内的各条渠道统一为同一类别的渠道,即得到的斗渠、农渠两种类别的灌溉渠道。灌溉渠道的设计流量如表5-1。
表5-1 灌溉渠道设计流量表
分类 农渠 斗渠 设计流量(m3/s) 0.314 0.435 设计流速(m/s) 0.724 1.211 (6)渠道横断面设计 根据以上计算所得的渠道设计流量和加大流量,渠道横断面水力计算采用下式:
Q??v??CRi式中:
Q——设计渠道的流量(m3/s);
ω——过水断面积(m2);
v——渠道平均流速(m3/s);
i——渠道比降,其值根据项目区的地形比降结合土壤特点选定; R——水力半径(m); C——流速系数(谢才系数)。
各变量的计算公式如下:
???b?mb??h 矩形渠道(其中边坡系数m=0) ???R2/2?2Rh' U型渠道
v?CRi
R??x
x?b?2h2?mh'??2 矩形渠道(其中边坡系数m=0)
x??R?2h U型渠道 37
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C?11/6R n式中:
b——渠道净宽度(m); h——水深(m); R——U型渠道半径;
h'——U
型渠道水深减去半径R; x——湿周(m); n——渠床糙率,本项目中,U型渠取0.015。
经计算,各类渠道的横断面设计成果见表5-2,横断面具体形式见规划设计图册。
表5-2 U形渠横断面设计表
设计 流量 m3/s 设计 流速 m/s 渠宽设计水深比降 糙率 (2R) (h) m M 0.50 0.40 安全超直段长渠深壁厚高(h0) (h1) (H) (δ)m m m m 0.20 0.10 0.360 0.70 0.045 0.174 0.35 0.045 分类 斗渠 农渠 0.435 1.211 1/1000 0.015 0.8 0.314 0.724 1/500 0.015 0.5 (7)渠道纵断面设计 ①各级分水口设计水位线的确定
为了保证水提升到斗、农渠后,渠道对所控制的灌溉面积都能进行自流灌溉,斗渠、农渠在分水点处都具有足够的水位高程。各分水口的水位控制高程,是根据灌溉地区的地面高程加上渠道沿程水头损失以及渠水通过各种水工建筑物的局部水头损失,计算公式为:
B分?A0?h??li???
式中:
B分——表示分水口要求的控制水位高程;
A0——渠道灌溉范围内的地面参考点的高程(m);
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