土地整治与农田灌溉工程建设申报建设可行性研究报告.doc

1综合说明1.1 项目建设缘由1.2 工程任务和规模1.2.1 工程任务本次初步设计的主要任务是对项目区的田间工程全面配套。合理调整田间渠系布置，对主要灌水渠道防渗衬砌渠、全面配套渠、林、路、田及建筑物，平地缩块改造畦田，实现田间高效节水灌溉。建设规模万亩。1.2.2 工程规模本次初步设计的建设规模为：（1）衬砌典型区内条斗渠，长km；（2）配套各类建筑物座，其中进水闸座，节制闸座，桥涵座，田口座；（3）修建田间路km，其中：机耕路km，田间路km；（4）营造农田防护林株；（5）平整土地万亩。1.3 工程布置与设计1.3.1 工程布置工程建设本次实施片南至，西到，北以农业开发项目为界，西边界为，控制面积万亩，灌溉面积亩，现状有斗渠条，直农渠条，农渠条，毛渠条。本次设计由于现状渠道布置较合理，毛渠间距进行了调整。经设计，需新修条斗渠条农渠，条毛渠，项目区结合现状渠道布设，分斗、农、毛三级固定渠道和直农、毛、二级固定渠道布设型式，项目区共设条斗渠，条直农渠，条农渠和条毛渠。其布置详见工程平面布置图。1.3.2 工程设计（1）渠系工程设计斗渠流量m3/s，衬砌采用聚乙烯薄膜+M10砂浆垫层+预制砼板的复合防渗形式；直农渠流量m3/s，渠道防渗采用“U”形断面。（2）建筑物工程设计田间建筑物工程包括：斗渠进水闸带桥（设量水）、斗渠节制闸带桥、直农渠进水闸带桥（设量水）、农渠进水闸带桥及农渠进水闸不带桥、农渠节制闸、毛渠进水闸带桥及毛渠进水闸不带桥、斗渠生产桥及农、毛渠渠路交叉涵管等渠系建筑物。建筑物总座数为座。根据斗渠、斗直农渠控制面积、设计流量及工程规模，按照水利水电工程等级划分及洪水标准SL-252-2000规定，建筑物工程等别为V等，按5级建筑物设计。1.4 施工组织设计根据施工组织设计安排和工程建设的紧迫性及工程在停灌期间建设的原则，本工程工期为年，施工准备期个月，主体工程施工期个月，根据本工程特点，各分项工程应尽量做到同时施工，均衡施工。年月至月及年月中旬至月进行砼板预制及衬砌，年月初利用一个月的时间进行施工准备，年月开始至年月底进行渠道开挖及回填和建筑物配套工程建设，年月底竣工验收。根据施工进度安排，施工期高峰人数年月，施工总工日年月工日。1.5 投资估算根据水利部水总（2002）116号文，概算有关定额及标准和建筑物的工程量、施工组织确定的施工方法等进行编制。该工程总投资年月万元，其中建设工程年月万元，机电设备及安装工程年月万元，金属结构设备及安装工程年月万元，临时工程年月万元，独立费用年月万元，基本预备费年月万元。2 项目区概况2.1 水文、气象2.1.1 水文2.1.2 气象2.2 地形地貌及土壤2.2.1 地形地貌2.2.2 土壤2.3 水文地质及工程地质条件2.3.1 区域地质概况2.3.1.1 地层2.3.1.2 构造与地震2.3.2 水文地质条件2.3.2.1 水文地质条件概述2.3.2.2 地下水补给、径流、排泄条件2.3.3 工程地质条件2.3.3.1 各岩性物理力学指标2.3.3.2 建筑物基础渗透稳定性评价2.3.3.3 渠道边坡稳定性评价2.3.3.4 渠道冻涨程度评价2.3.3.5 地震液化评价2.4 社会经济概况2.5 水利工程现状及存在问题2.5.1 水利工程现状2.5.2 存在问题（1）工程老化失修、效益衰减（2）田间工程配套程度差（3）量水设施不完善3 工程任务及规模3.1 灌溉制度3.1.1 生产结构调整3.1.1.1 现状农牧业生产结构项目区现有灌溉面积万亩，现状种植业结构农、牧、林比例为82162，粮经比为8416，现状种植业结构详见表3-1-1。现状种植业结构表表3-1-1作 物比 例（）一、粮豆82.341、小麦44.272、玉米15.253、夏杂10.494、秋杂12.33二、经济作物16.341、葵花8.082、油料2.813、甜菜5.45三、林果1.32合计1003.1.1.2 调整后的农牧林生产结构结合地区经济发展及本地区的粮食需求和农产品需水预测，进行调整农牧林生产布局与种植结构。调整后的农、牧、林生产结构为563014，种植业粮经比为6040，调整后农、牧、林比例和种植结构见表3-1-2。调整后农、牧、林比例和种植结构表表3-1-2作 物比 例（）一、粮豆37.781、小麦33.382、套种23.373、夏杂24、秋杂2.4二、经济作物26.241、油料19.222、甜菜3.43、其它3.624、复种3.34三、林果10.5四、草25.481、牧草9.182、青饲料8.33、草田轮作8合计1003.1.2 灌溉制度地处我国内陆，系典型的大陆性气候区，冬季严寒少雪，夏季高温干热，蒸发大，降雨少，土地盐碱化现象遍及全灌区，又是无灌溉即无农业的地带，无霜期短，作物一年一熟，土壤冻融长达半年。据近三年统计资料，现状引水量为亿m3，灌溉面积万亩，平均灌区次。平均毛灌溉定额m3/亩。3.1.2.1 灌溉制度设计标准及原则（1）设计标准设计标准依据灌溉与排水工程设计规范GB5028-99，结合灌区特点等进行确定。灌溉设计保证率采用P50。（2）依据原则3.1.2.2 生育期灌溉制度设计（1）现有主要作物的灌溉制度试验成果（2）灌溉制度设计 设计典型年的选定本次规划依据水利部颁灌溉与排水工程设计规范GB50288-99规定，利用气象资料，按彭曼公式逐年推求标准作物潜在腾发量与设计缺水量值，缺水量按由小到大的次序排列，取其缺水量为P50的年份作为设计典型年。 灌水方法及灌水技术实行地膜覆盖灌溉技术以及采用相应的农业技术措施。 主要作物灌溉制度设计a、主要作物需水量利用“彭曼”法及试验成果，分析计算各灌域主要作物P50需水量，其结果见表3-1-4。主要作物需水量表3-1-4 单位：m3/亩作 物小麦玉米油料甜菜牧草（苜蓿）小麦、玉米套种项目区试验值b、灌溉制度设计计算公式：ME-Po-W地-（W0-W1）根据水量平衡公式，制定项目区主要作物的灌溉定额，详见表3-1-5。主要作物灌溉定额表3-1-5 单位：m3/亩 项目作物需水量有效降雨地下水补给量土壤储水量灌溉定额小 麦玉 米甜 菜油 料牧草（苜蓿）套 种灌水时间、灌水次数根据所各种作物高产的灌溉试验成果和群众高产、节水灌溉经验、渠系灌水现状以及作物生育期土壤墒情监测预测情况，拟定各灌域的灌水时间及灌水次数。灌水定额并参照试验成果分析拟定，头水定额采用m3/亩，其余灌水定额根据试验成果拟定，采用灌水定额为m3/亩。详见表3-1-6。田块与灌水定额表表3-1-6作物畦块（亩）灌水定额（m3/亩）田块平整程度玉米小麦玉米腹膜玉米沟灌c、作物生育期灌溉制度根据农牧林生产结构，灌溉制度设计原则以及确定的主要参数，制定出灌溉制度。项目区作物生育期综合净灌溉定额、毛灌定额分别为m3/亩和m3/亩。3.1.2.4 项目区灌溉制度根据规划水平年的农牧林生产结构、农业种植结构和各种作物的灌溉定额、灌水时间、灌水定额制定灌溉制度。项目区综合净灌溉定额m3/亩，其中：生育期m3/亩，秋浇定额m3/亩，生育期灌水，头水定额在m3/亩，其它灌水定在m3/亩。项目区灌溉制度详见表3-1-10。3.1.3 灌水率灌水率由下式计算：根据项目区的农林牧生产结构和农业种植结构，按常规方法计算各灌域的灌水率值，设计灌水率为m3/s/万亩，灌水率图详见附图。3.2 工程任务及规模3.2.1 工程任务本次初步设计的主要任务是对典型区田间工程全面配套。合理调整田间渠系布置，对主要灌水渠道防渗衬砌渠、全面配套渠、林、路、田及建筑物，平地缩块改造畦田，并配套量水设施，实现田间高效节水灌溉。建设规模万亩。3.2.2 工程规模本次初步设计的建设规模为：（1）衬砌典型区内条斗渠，长km；（2）配套各类建筑物座，其中进水闸座，节制闸座，桥涵座，田口座；（3）修建田间路km，其中：机耕路km，田间路km；（4）营造农田防护林株；（5）平整土地万亩。4 工程布置与设计4.1 设计依据及原则4.1.1 设计依据4.1.1.1 规程、规范（1）GB50288-99灌溉与排水工程设计规范；（2）GB/T50363-2006节水灌溉工程技术规范；（3）SL18-2004渠道防渗工程技术规范；（4）SL265-2001水闸设计规范；（5）SL203-97水工建筑物抗震设计规范；（6）SL/T191-96水工混凝土结构设计规范。4.1.1.2 以往规划成果4.1.2 设计原则（1）设计指标的确定应考虑灌区现状运行情况；（2）保证输水能力，边坡稳定，便于引水以及保证渠道不冲不淤；（3）本着经济合理，技术可行，结构稳定的原则，渠道尽可能顺直，使水流平顺，且挖、填方较小；（4）渠道衬砌后水位应满足现状运行水位；（5）设计应以测量、工程地质、水文地质成果为基础，并与当地气候等自然条件相结合；（6）施工、运行和管理方便。4.2 工程等别及设计标准4.2.1 工程等别依据渠道防渗工程技术规范（SL18-2004）中防渗渠道工程级别和规模划分标准，按渠道设计流量确定本次工程等别，斗（直农渠）渠道流量小于2m3/s，工程规模为小型，相应工程级别为5级，建筑物工程为4等5级。4.2.2 设计标准（1）灌溉保证率灌区属半干旱缺水地区，依据灌溉与排水工程设计规范（GB50288-99），考虑黄河水资源紧缺的现状，灌溉保证率取P50。（2）农田防护林标准根据项目区的实际情况，农田防护林网格面积控制在亩左右，主付林带结构相同，各种植行乔木。（3）田间道路田间道路（机耕路、田间路）通直，机耕路路面宽度m，路基宽m，路面高出地面m，上覆m厚的砂石料；田间路路面宽m，路基宽m，路面高出地面m。（4）畦田标准畦长m左右，畦宽m左右。4.3 工程总体布置工程建设项目区本次实施片南至，西到，北以为界，西边界为，控制面积万亩，灌溉面积亩，现状有斗渠条，直农渠条，农渠条，毛渠条。本次设计由于现状渠道布置较合理，毛渠间距进行了调整。经设计，需新修条斗渠条农渠，条毛渠，项目区结合现状渠道布设，分斗、农、毛三级固定渠道和直农、毛、二级固定渠道布设型式，项目区共设条斗渠，条直农渠，条农渠和条毛渠。其布置详见平面布置图。依据上述情况，工程布置如下：渠系及建筑物布置基本情况见表4-3-1、表4-3-2。渠系工程数量表表4-3-1灌域名称渠道级别数量（条）长度（km）斗渠直农渠农渠毛渠合计渠系工程基本情况表表4-3-2上级渠道名称渠道名称上级渠道桩号长度（km）灌溉面积（亩）14+2205.42359472+6141.81515634+8251.65610145+0502.7028481+2570.372621+6900.382253+4961.54311822+6600.244252+0901.2919383+3401.3813483+9901.4211514+4801.086684170+7400.732271+5800.616926440.341039110+3601.115241+4801.1211942+3501.3211304.4 渠系设计4.4.1 设计流量依据灌溉与排水工程设计规范和成果，斗、农渠渠道均采用轮灌的灌溉制度，一般均为两组轮灌，并且考虑渠道现状灌溉流量。斗渠流量为m3/s，农渠流量为m3/s，毛渠流量为m3/s。详见表4-4-1。4.4.2 渠道纵、横断面设计4.4.2.1 渠道纵坡渠道纵坡根据实测渠道纵断面图沿线地面比降及现有渠道运行比降，并且满足渠道不冲不淤渠道综合分析选定。4.4.2.2 水位选定各级灌溉渠道的进口水位推算，根据灌区面积上控制的高程自上而下逐级推算，并考虑沿程水头损失和各种建筑物的局部水头损失反复调整后比较确定，计算公式如下：Hx=A0+Li+式中：Hx某渠道对上级渠道要求水位，m； Ao渠道灌溉范围内的地面参考点高程，m； L各级渠道的长度，m； i各级渠道比降；水流通过渠系建筑物的水头损失，m；=0.051.0m。毛口和灌水田口损失及田间灌水深取m。渠道比降在考虑地面比降的基础上，根据实测渠道纵断面点，斗、农、毛渠比降分别为1/62001/1700、1/2000和1/1500。4.4.2.3 横断设计（1）计算公式采用明渠均匀流计算公式：式中：Q渠道设计流量，m3/s； 渠道过水断面面积，m2； C谢才系数，一般采用公式进行计算； R水力半径，m，R/；渠道湿周长，m；n渠床糙率。（2）渠道断面形式斗渠（直农渠）流量Qm3/s，采用弧形底梯形断面，斗渠（直农渠）流量Qm3/s，采用“U”形断面。（3）糙率选定采用塑料薄膜防渗、砼板全断面护砌，根据灌溉与排水工程设计规范，糙率取0.017；采用“U”砼槽防渗，糙率选取0.016。（4）边坡确定根据渠道所处地形、沿线土壤质地及现有渠道边坡情况，参照灌溉与排水工程设计规范。梯形断面内边坡为，外边坡为，“U”形槽渠道倾角=，外边坡为11。（5）渠道超高及堤顶宽渠堤超高根据灌溉与排水工程设计规范，考虑工程级别及运行特点，本次设计梯形断面超高选取m左右，“U”形槽超高选取m，梯形断面堤顶宽取m，“U”槽堤顶宽取m。根据上述原则及设计参数，各典型区斗（直农）、农渠水力要素成果见表4-4-1。4.4.2.4 渠道防渗衬砌结构设计斗渠（直农渠）防渗分二种形式，分别为塑料薄膜复合防渗和“U”形混凝土槽防渗。塑料薄膜防渗：全断面采用塑料薄膜防渗，膜上采用混凝土预制板做保护层，板下铺设厚的水泥砂砾，预制混凝土板厚cm，强度标号。聚乙烯膜性能指标见表4-4-2。“U”形混凝土槽防渗，壁厚cm，强度标号为。水力要素表表4-4-1渠道名称桩号设计水位（m）流量（m3/s）弦长（底宽）（m）半径（m）水深（m）渠深（m）边坡（倾角）比降流速（m/s）开口宽（m）堤顶宽（m）聚乙烯膜性能表表4-4-2技术项目性 能密度（kg/m3）900断裂拉伸强度（Mpa）12断裂伸长率（）300撕裂强度（kN/m）40渗透系数（cm/s）10-11低温弯折性-35无裂纹-70低温冲击脆化性能通过4.4.2.5 结构缝、伸缩缝及填缝材料根据渠道防渗工程技术规范，结构缝缝宽cm，填充材料为水泥砂浆。砼板做保护层段，每隔m设一横向伸缩缝，缝宽cm，填缝材料为聚氯乙烯胶泥；“U”形渠道每隔m设一横向伸缩缝，缝宽5cm，填缝材料为聚氯乙烯胶泥。4.5 渠系建筑物设计田间建筑物工程包括：斗渠进水闸带桥（设量水）、斗渠节制闸带桥、直农渠进水闸带桥（设量水）、农渠进水闸带桥及农渠进水闸不带桥、农渠节制闸、毛渠进水闸带桥及毛渠进水闸不带桥、斗渠生产桥及农、毛渠渠路交叉涵管等渠系建筑物。各种建筑物数量详见表4-9-2。4.5.1 建筑物设计标准及基本资料建筑物设计标准：根据斗渠、斗直农渠控制面积、设计流量及工程规模，按照水利水电工程等级划分及洪水标准SL-252-2000规定，建筑物工程等别为V等，按5级建筑物设计。基本资料：（1）地基土壤灌区成土过程主要有黄河冲积以及草甸化、盐渍化、沼泽化和灌淤熟化过程。灌区内成土母质主要是黄河冲积沙积物。土壤以草甸灌淤土、盐土和风沙土组成并插花分布。灌区内建筑物地基土壤为砂壤土、粉细砂、埋没在33.5m处，零星分布松软的淤泥质壤土、砂壤土薄层透镜体。（2）地震烈度地震基本烈度采用7度。（3）地下水位及冻土深降水量少、蒸发量大，灌区浅层地下水主要以潜水为主，而灌溉水是潜水的主要补给源，因此潜水埋置深度受灌溉的影响呈季节性周期动态变化。地下水埋深封冻前为0.911.24m，冻结前为2.052.13m，土壤冻土深度为1.01.5m。4.5.2 建筑物结构设计（1）水力计算 斗渠、直农渠、农渠进水闸、节制闸过流能力计算进水闸、节制闸均为平底宽顶堰淹没流，采用武汉水利电力学院编制的水利计算手册中有关公式：式中：B闸孔净宽； m流量系数，由表3-1-4查出； s淹没系数由表3-1-8查出； H闸前水深。由于斗渠、直农渠全部衬砌，衬砌渠道抗冲流速m/s，所以斗渠、直农渠进水闸、节制闸下游出口不设消能设施。根据灌区水闸运行经验，本次设计只在农渠进水闸及节制闸下游出口设置深的消力池，池长Lm。 农渠、毛渠渠路交叉涵管过流能力计算采用小型水利工程手册相关公式：式中：D涵管直径（m）； Z上、下游水位差（m）。设计时管中充水高度应为h/D=75，h为设计水深。（2）结构型式 斗渠进水闸、直农渠进水闸斗渠、直农渠进水闸（带桥）结构采用八字型进口后设钢筋砼闸室方涵，斗渠进口采用砼护底，砼渐下墙及护坡，农渠采用砼护底护坡；出口均设砼护坡护底渐变段与下游衬砌渠道连接。其结构详见结构设计图集。进水闸闸门均采用配套铸铁闸门。 斗渠、直农渠节制闸斗渠节制闸（带桥）结构型式同斗渠进水闸（带桥），其结构详见结构设计图集。节制闸闸门均采用配套铸铁闸门。 农渠进水闸、农渠节制闸农渠进水闸带桥采用钢筋砼一字板闸室、进口段八字型、砼渐下挡土墙、砼护坡、护底，出口段采用砼护坡护底与下游渠道连接。农渠节制闸采用钢筋砼一字板闸，进、出口段均采用砼护坡护底。进水闸、节制闸闸门均采用配套铸铁闸门。 毛渠进水闸毛渠进水闸采用钢筋砼一字板闸，直接与上下游渠道连接。毛渠进水闸带桥，在一字板后接圆涵，长m。闸门采用钢板闸门，尺寸，厚mm。 田间口闸田间口闸因为数量较大，为方便施工口闸采用整体式预制构件。 生产桥、路涵斗渠与机耕路交叉处设生产桥，桥面宽m。采用钢筋砼盖板涵，进、出口采用砼渐变段与上、下游衬砌渠道连接。生产桥车辆荷载等级选用。农渠、毛渠渠路交叉处均埋设预制钢筋涵管作为农桥，桥宽，进、出口采用砼护坡、护底。4.5.3 建筑物工程量建筑物详细工程量见表4-9-2。4.6 农田防护林设计项目区主要季风为春季西北偏西大风及夏初西南干热风。由于林带走向随田块走向，因此林带基本为东西、南北方向，所以主付林带结构相同，均为两行乔木，株行距均为2m，林网面积依据规划渠道及道路布设情况，控制在亩之间，农田防护林应充分利用渠、沟、路边隙地，尽量少占或不占耕地。4.7 田间道路设计田间道路（机耕路、田间路）尽量利用现有道路，机耕路路面宽m，路基宽m，路面高出地面m，上覆m的砂砾石；田间路路面宽m，路基宽m，路面高出地面m。4.8 平整土地及畦田建设现状畦田规格为亩，按照节水规范要求并考虑灌区现状与农民耕作习惯，确定畦田规格为亩畦。畦田内土地平整度达到5cm以内。4.9 工程数量及工程量工程数量及工程量详见表4-9-14-9-2。工程量表表4-9-1项目区名称渠道名称桩号流量（m3/s）长度（km）挖方（m3）填方（m3）砼（m3）砂浆垫层（m3）伸缩缝（m）膜料（m2）机耕路田间路（m3）防护林（棵）平整土地（m3）砂砾石（m3）土方（m3）土方（m3）建筑物工程量表表4-9-2渠道名称建筑物名称座数150#砼C20钢筋砼一字板200#预制钢筋砼200#钢筋砼方涵200#钢筋砼排架土方风积沙垫层100#砼垫层橡胶止水钢筋量闸门启闭机预制钢筋砼圆涵（60cm)预制钢筋砼圆涵（34cm)拆除工程量备注开挖回填钢筋砼浆砌石（座）(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)(m)(kg)(b*h)(扇)(t)（台）(m)(m)(m3)(m3)节制闸225.6622.40.3619810279.86.23627602*1.522210.431.2量水12.765.5754.4110小计328.420027.90.3620510784.26.2362870220010.431.2节制闸112.28.10.32683633.82.11610001.5*11114.29.6重建量水12.194.3964488小计214.390012.490.32744037.82.116108811004.29.60进水闸19.718.10.32884223.61.8810001.5*11114.29.6重建节制闸112.28.10.32683633.82.11610001.5*11114.29.6重建量水11.723.2153264小计323.630019.410.641618159.43.924206422008.419.2进水闸19.718.10.32884223.61.8810001.5*11114.29.6重建节制闸112.28.10.32683633.82.11610001.5*11114.29.6重建量水11.723.2153264小计323.630019.410.641618159.43.924206422008.419.2进水闸110.18.580.3218611238.51.8910401.5*1.2111新建节制闸113.68.580.32664845.62.51810401.5*1.21114.810.2重建量水12.765.5754.41100小计326.460022.660.6425916588.54.32731802004.810.2农渠进水闸54.776.021.175507.31.45730.80.8515农渠节制闸31.7763.610.661294.380.72343.80.80.8313毛渠进水闸(带桥)169.125.2816011212.161.12232.480.60.648毛渠进水闸4014.813.240048030.42.8581.20.60.616小计6430.46628.11001.7664765154.246.0401730.4840848000农渠进水闸21.912.410.4430202.920.56229.20.80.812农渠节制闸10.5921.2040.22431.460.24114.60.80.8211毛渠进水闸176.295.6117020413.921.19247.010.60.61小计208.7929.224000.6620422718.31.990590.811730000农渠进水闸10.9541.2040.2215101.460.28114.60.80.8111毛渠进水闸207.46.620024015.21.4290.60.60.620小计218.3547.804000.2221525016.661.680405.2110000农渠进水闸32.863.610.6645304.380.84343.80.80.8313农渠节制闸31.7763.610.661294.380.72343.80.80.8313毛渠进水闸(带桥)137.414.29130919.880.91188.890.60.61339毛渠进水闸3011.19.930036022.82.1435.90.60.630小计4923.14621.41001.3248749041.444.5701312.39639000建筑物工程量表续表4-9-2渠道名称建筑物名称座数150#砼C20钢筋砼一字板200#预制钢筋砼200#钢筋砼方涵200#钢筋砼排架土方风积沙垫层100#砼垫层橡胶止水钢筋量闸门启闭机预制钢筋砼圆涵（60cm)预制钢筋砼圆涵（34cm)拆除工程量备注开挖回填钢筋砼浆砌石（座）(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)(m3)(m)(kg)(b*h)(扇)(t)（台）(m)(m)(m3)(m3)直农渠进水闸(带桥)11.2041.2040.2215191.460.28114.60.80.81115毛渠进水闸62.221.9860724.560.4287.180.60.66量水151.723.21230.0641小计83.4248.184000.2276.7294.218.023.70201.844615000直农渠进水闸(带桥)11.2041.2040.2215191.460.28114.60.80.81115毛渠进水闸31.110.9930362.280.2143.590.60.63