农田水利规划设计，这些单体工程不能忘！

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（一）工程等级及防洪标准

参照 《水利水电工程等级划分及洪水标准》分别确定出农田水利工程中水工建筑物、蓄水工程、引水建筑、泵站工程、排洪渠和灌溉渠道及渠系出版物的工程级别、建设规模、使用年限以及有防洪任务的建筑物的防洪标准。农田水利工程建设规模都不太大，建筑物一般为4等或5等以下建筑物。

 

 

（二）拦河坝设计

蓄水枢纽是以挡水建筑物—拦河坝为主体的水利枢纽。拦河坝的作用是拦截河道水流以积蓄来水，抬高上游水位以形成具有一定库容的水库。

坝是蓄水枢纽中的主要建筑物，根据不同的建筑材料将坝分为土石坝，浆砌石坝，混凝土坝。常见的坝型有土石坝，重力坝和拱坝。

农田水利工程中拦河坝多采用土石坝，砌石坝和混凝土坝。

土石坝设计

土石坝是指由土、石料等当地材料填筑而成的坝，是历史最悠久的一种坝型，是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。

土石坝按坝高可分为：低坝、中坝和高坝。

土石坝按施工方法可分为：碾压式土石坝，充填式土石坝。其中以碾压式土石坝应用最为广泛。

土石坝设计应包括以下内容：

（1）坝轴线选择及平面布置。

（2）坝基处理和岸坡连接

应做好土石坝坝基处理以及土石坝同岸坡的连接设计，使土石坝蓄水后不致于产生超过允许值的渗流量，既不会引起管涌、流土、冲刷等渗透破坏，也不会因坝基不均匀沉降导致坝体开裂、倾斜，以确保土石坝安全运行。在农田水利工程中常见到的地质有：岩石地基、土基、砂砾石地基、湿陷性黄土等地基。不同类型地基应采用不同的地基处理方式和岸坡的连接方式。

 

（3）土石坝坝型选择： 土石坝按土料组合和防渗体的位置不同，可分为均质土坝、心墙土坝、斜墙土坝和土石混合坝，主要是看当地的筑坝材料。

（4）土石坝断面尺寸拟定：主要尺寸有①坝顶宽度（坝高 小于10m时，可选2m宽）②土坝坝坡③坝高由防洪标准确定。

（5）排水体设计：有棱体排水和贴坡排水两种形式。

（6）土坝护坡设计：① 上游面可采用干砌石或浆砌石护坡②下游护坡可采用干砌石、浆砌石或草皮护坡。

（7）土坝的渗流计算：①确定坝体浸润线、坝体及坝基等势线或流网图，供坝休稳定计算或选定排水作用 ②确定坝体或坝基渗流量，用以估算水库渗流量③确定坝坡及坝基和岸坡连接的渗透比降，以判断其渗透稳定性。

（8）土坝的稳定计算：初步拟定了土坝的断面尺寸并进行了渗透计算后，还应进行土坝的稳定计算，以便决定土坝的边坡，或验算已选边坡的稳定性。

（9）土坝的溢洪道设计：按防洪标准设计(30年一遇设计，100年一遇校核

2. 浆砌石坝设计

⑴ 浆砌石坝类型
浆砌石坝按坝顶是否溢流，可分为溢流坝和非溢流坝两种，前者又称滚水坝，后者又称稳挡水坝。在一个工程中，常根据需要将一部分坝体设计成溢流坝，以宣泄洪水，而将另一部分坝体设计成非溢坝，用以挡水。一般溢流坝布置在河床中间，而将非溢流坝布置在靠岸边的两侧。其最大的特点是：就地取材。

⑵ 浆砌石非溢流坝断面尺寸的确定
①坝顶高程（满足防洪和库容要求） ②坝顶宽度
③上下游坝坡：④坝底宽度

⑶ 溢流坝断面拟定与下游消能
①剖面形状 （一般按实用堰设计）
②溢流坝坝顶高程确定
③下游防冲消能

⑷ 浆砌石坝防渗
① 水泥砂浆仔细勾缝 ； ②在坝上游做混凝土防渗面，抹面应分缝，缝内应设柔性止水带 ； ③粘土斜墙防渗（土办法）

⑸ 坝基处理和同岸坡的连接
土基和岩基则采用不同的处理方法。

3.混凝土坝的设计

混凝土坝的设计包括以下主要内容

（1）剖面设计：可参照已建类似工程，拟定剖面尺寸。

（2）稳定分析：验算坝体沿地基面或地基中软弱结构面抗滑稳定的安全度。

（3）应力分析：使应力条件满足设计要求，保证坝体和坝基有足够的强度。

（4）构造设计：根据施工和运用要求确定坝体的细部构造，如廊道系统、排水系统、坝体分缝等。

（5）地基处理：根据地质条件和受力情况，进行地基的防渗、排水、断层软弱带的处理等。

（6）溢流重力坝和泄水孔的孔口设计：包括堰顶高程、孔口尺寸、体形及消能、防护设计等。

（7）监测设计：包括坝体内部和外部的观测设计，制定大坝的运行、维护和监测条例。

(三）蓄水池设计

1. 蓄水池的结构形式
按其构造特点分为开敞型和封闭型两类。按其在地层中的建设位置分为平地式、半埋式和地上式三种。

2. 蓄水池容积的确定
水池的大小和布置数量要考虑水源情况、控制面积大小和投资情况而定。

3. 蓄水池选址
①地质条件好，无断层、滑坡等不良地质情况；② 运输条件较便于运送建筑材料； ③选择在供水受益区集中的制高点，使供水管道的距离较短；④不占耕地；⑤为降低工程造价， 蓄水池的几何形状优先选用圆形，依次为正方形、矩形，根据选址处的地质特点，选择开挖工程量小，最节省工程投资的形状。

4. 蓄水池建筑材料
浆砌石、素砼、钢筋砼，采用浆砌石时要作好防渗处理。

5. 做好蓄水池的基础处理：
蓄水池的基础处理非常重要，尤其是湿陷性黄土地区，如有轻微渗漏，将危及工程安全，基础处理不彻底， 蓄水池将发生开裂和倾覆等现象。

6. 砼水池分缝：
对于容积较大的砼水池，可设沉陷缝、温度缝，分缝处应设柔性止水和填充材料。

7. 其它设计
①内置爬梯 ②池底排污管 ③开敞式水池的护栏。

（四）塘坝工程设计

塘坝分类：
塘坝一般根据蓄水容量大小可分为小塘、大塘。小塘的蓄水容量在1万m3以下；大塘为蓄水容量在 1～10万m3之间的塘坝。
2. 塘坝的塘址的选择
①地形条件好；②地质条件好；③水源条件好；④靠近灌区；⑤施工、交通及管理方便；⑥行政区划单一，归属权界定清楚；⑦有人畜用水要求的尽量靠近村庄，或选择位置较高处能自压给水。

3. 塘坝供水量的估算

（1）塘坝供水量的估算
①复蓄次数法；②抗旱天数法；③塘堰径流法
（2）塘坝有效容量的确定
（3）塘坝实际蓄水量的计算
（4）塘坝灌溉面积的计算

4. 塘坝坝体设计

塘埂形式与断面设计要根据塘埂高度、筑埂材料、塘址的地形和地基条件以及当地的水文、气象、施工、劳动力等因素，因地制宜，进行综合分析。

（1）土质塘埂的形式
①均匀土质塘埂；②粘土心墙塘埂；③粘土斜墙塘埂。

（2）土质塘埂横断面
土质塘埂横断面随塘埂高度而变化，并受填土土质及密实度的影响。

（3）放、泄水建筑物的设计
①放水涵洞；②溢洪道。

（五）提灌站设计

提灌站分区方式：

①一站一区式，全灌区由一个泵站集中控制，泵站将水全部抽送到灌区的最高控制点，再由一条或多条输水管道分配将水分配到全部灌溉面积上；②一站二区式，当灌溉区的面积高差较大，分布在不同的位置时，可在灌区内建一座泵站，安装两台以上不同扬程的水泵，分别向不同高程的出水池供水，分别灌溉不同高程的农田。其优点是避免高水低灌，节约运行成本。

2. 站址选择

⑴ 水源条件：水量丰富、水位稳定、水质良好的河流、塘坝或水库上。

⑵ 地形：泵站应选在地形开阔，岸坡适宜的地方。

⑶ 地质：泵站的主要建筑物应建在基础坚固、抗渗性能良好的天然地基上，对于不良地基应慎重研究确定基础类型，采取相应的基础加固措施。（如淤泥、流沙、湿陷性黄土、膨胀土）。

⑷ 交通方便。

⑸ 泵站应尽可能靠近电源。

3. 泵站建筑物布置
泵站建筑物包括：①泵房 ；②进水建筑物（进水闸、引渠、前池和进水池等）；③出水建筑物（出水管道、出水池或压力管道）；④专用变电站；⑤管护用房；⑥对外交通。

4. 泵站设计参数 （Q，H）的确定
泵站设计流量（Q）和设计扬程（H）是水泵选型的基本依据，避免小马拉大车和大马拉小车现象。

⑴ 设计流量：Q设＝∑mA/3600Tt (m3／s)

⑵ 特征扬程

①设计扬程：是进水池水位与灌到农田最高点的高差，再加上相应的管路水头损失。设计扬程为选择泵型的主要依据。

②最低扬程：它是进水池水位和灌溉农最低点的高差，再加上管路的水头损失。最低扬程时水泵工况点应在水泵的高效区范围内运行，这样运行经济，且避免发生水泵汽蚀现象。

5. 泵站进出水口建筑设计

包括：①引渠；②前池；③进水池；④出水池（或压力管道）；⑤出水管道设计 管道管径初选 D＝13Q1/2 。

6. 泵房设计
包括：①泵房结构形式选择；②泵房各部分尺寸确定（长宽及设备）；③泵房结构设计

7. 泵站电力工程设计
包括：①线路（低压380/220，高压10kv）电杆； ②电气（变压器，泵站开关，熔断器，断路器，避雷针）

（六）机井及井泵房设计

应由水利或水文地质部门依据《机井技术规范》 SL256—2000：结合当地水文地质勘探资料对井深、单井出水量等进行机井工程规划设计。
1. 单井出水量
1） 理论计算（D upuit ）勘察规划阶段
2） 抽水实验设计管理阶段

2. 单井控制面积
f=QtT/m，以50—100亩为宜。

3. 机井结构设计
1）井管材料：钢管 铸铁管 塑料管 混凝土管
2）井管直径：井孔直径：定型产品

3) 机井结构：井壁管 滤水管 沉淀管
4.水泵选型
机井的单井出水量和动水位应由抽水实验资料确定或水文地质勘探资料确定，依据上述资料确定设计流量和设计扬程，使水泵工况点在水泵的高效区运
5.填料和井管外围封闭
不良含水层一般应用粘土球封闭
6.井房设计
大小一间，房顶可设检修孔

7.井盖：
开敞式的机井应配备井盖或井台

（七）管网工程设计

1. 管材选择：⑴塑料管 （PVC管、PE管）⑵钢管（水源点至调蓄水池的引水管或压力大的地方局部）⑶砼管

⑷“小白龙”（田间出水口到间沟畦）

2. 管道辅助件：⑴镇墩、⑵支墩、⑶排气阀、⑷泄水阀；

3. 管件：⑴连接件、三四通；⑵控制件、闸门；

4. 管网布置形式：⑴树状网；⑵环状网；

5. 管道铺设：管道埋深为80cm，长度也要准确；

6. 管径选择：初选 D＝13Q1/2

（八）灌溉渠道和排洪渠设计

1. 灌溉渠道设计

⑴ 设计流量：Q净＝Aq净 Q设 ＝Q毛 ＝Q损 +q净
设计流量是确定渠道断面和渠系建筑尺寸的主要依据。其大小与灌溉面积、作物组成（灌溉制度以及渠道的工作制度）等因素有关。

⑵ 渠道纵横断面设计： Q=AC（Ri）1/2：主要确定底宽、边坡、比降等水力要素，采用梯形断面。

⑶ 渠道建筑物设计：①引水建筑物：拦河坝、冲沙闸、进水闸；②配水建筑物：分水闸、节制闸；③交叉建筑物：隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁；④衔接建筑物：跌水、陡坡； ⑤泄水建筑物：泄水闸、退水闸。

⑷ 渠道衬砌：砼或浆砌石

2.排洪渠

⑴ 排洪渠防洪标准：渠10年一遇 ； 建筑物20年一遇。

⑵ 主干排洪渠： 规格为宽60—80cm×高50—80 cm的排水沟渠，断面为矩形和梯形，衬砌材料为砼或浆砌石。
⑶ 工型支渠：规格为宽40—60cm×高30—50 cm的排水沟渠,断面为矩形和梯形衬砌材料为砼或浆砌石。

⑷ Ⅱ型支渠：规格为宽30—50cm×高30—50 cm的排水沟渠,断面为矩形和梯形，衬砌材料为砼或浆砌石。

⑸ 排洪渠断面尺寸确定：排洪渠断面的大小主要是由排洪渠担当的排水任务大小而定（排洪设计流量），进行旧改造后，由于水力条件的改善，断面会比原来小一些，少占耕地。

(九)农村饮水安全工程

1.供水规模和用水量确定
居民生活用水量、大小牲畜用水量、最高日用水量

2.取水构筑物设计
1)取水构筑物的型式和位置
2)管井结构设计（井深、井径和单井出水量）

3.输配水管网设计
最大设计流量计算、管材和管径确定、水力计算

4.供水站设计
1)设计参数
2)压力罐选型设计（最低/最高工作压力、压力罐调节容积、压力罐总容积）
3)水泵选型设计（设计扬程、设计流量）

5.消毒设施设计（自动加氯机选型）

6.管理房设计（面积、结构、管理区）

7.电力配套 （低压线路、配电盘）

土石 泵站 塘坝

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