科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计方案-毕业论文.doc

科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计
科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计

1塘坝典型设计
1.1基本情况
本次塘坝典型设计采用科左后旗莲花吐塘坝作为典型设计。设计中P设=20%，P校=10%。
1.1.1工程位置
莲花吐塘坝位于科左后旗甘旗卡镇莲花吐村东南2公里处，属于柳河流域小青沟支流，沟内长年流水。
1.1.2社会经济情况
莲花吐村总人口585人，147户，劳动力283人，大小畜1200头（只），人口自然增长率12.5‰，人均纯收入970元。现有耕地5880亩，主要农作物为玉米、水稻。
1.1.3工程自然地理条件
该沟道发育由北向南倾斜，进入辽宁省境内，沟深50—70米、沟宽80—120米。沟道比降1/200，多年平均侵蚀模数为3850t/km2·年。工程所在地属于半干旱大陆性季风气候区，多年平均降雨量为431.35mm，平均气温为5.8℃。
1.2水文
1.2.1流域自然概况
莲花吐塘坝是柳河流域小青沟上的一座拦河塘坝，流域面积为7.55km2，河道长度15.0km，河道平均坡降1/200。
1.2.2气象
莲花吐塘坝的气象资料，采用邻近甘旗卡气象站的实测资料。
1.2.3降雨
莲花吐塘坝属于柳河流域，具有半干旱大陆性季风型气候特征。根据甘旗卡站观测资料，多年平均降雨量为431.35mm，降水年内分配极不均匀，年际变化大，春季4—5月份平均降水量在20—70mm之间，占全年降水量的5—16%，夏季降水集中，7—8月份平均降水150—250mm，占全年降水的40—60%，入秋以后降水减少，9月份降水30—80mm，占全年的7—18%，冬季降水极少。
1.2.4蒸发
本区多年平均蒸发量为1950mm（20cm蒸发皿）。
1.2.5风
本区是大风出现较多的地区，多年平均风速4.0m/s，多年平均最大风速为17m/s。
1.2.6气温
本区干旱少雨，天气多晴朗，日照时间较长，夏季炎热，冬季寒冷，该区多年平均气温5.8℃，年极端最高气温36.2℃，最低气温-32.2℃，一月平均气温-14.0℃，七月份平均气温23.2℃。
1.2.7冰冻
本区多年平均最大冻土深1.2m左右，最大冻土深达1.5m。水库水面冰冻厚度一般在0.7—0.8m。
1.3水文基本资料
1.3.1水文测站情况
莲花吐塘坝是柳河流域小青沟上的一座拦河塘坝，其邻近流域有东五家子水库、三刀水库、大青沟水文站等均有年径流观测资料。
1.3.2关于参证站的选择
莲花吐塘坝位于小青沟中游，其邻近流域有东五家子水库、三刀水库、大青沟水文站等均有观测资料，上述三个有观测资料的站点，大青沟位于柳河流域与莲花吐塘坝最近，因此本次莲花吐塘坝年径流量参证站采用大青沟水文站。大青沟水文站与莲花吐塘坝流域特征见表1-1。
表1-1 大青沟水文站与莲花吐塘坝流域基本情况对比表
项 目
大青沟水文站
莲花吐塘坝
河 长km
48
15
入库河长km
32
9
地 段
坨甸相向
坨甸相向
植 被
草 地
草 地
土 壤
沙 土
沙 土
流域宽度km
3.75
2.2
比 降
1/300
1/200
流 域 形 状
长方椭圆形
长方椭圆形
1.4径流
1.4.1计算方法
本次莲花吐塘坝年径流计算采用直接移值大青沟水文站的径流成果，按径流深换算到莲花吐塘坝，Cv、Cs均与大青沟水文站相同。
1.4.2径流
莲花吐塘坝以上流域面积为7.55 km2。按照大青沟水文站多年平均径流深为53.7mm，将其值直接移到莲花吐塘坝，则该塘坝多年平均径流量为40.52 万m3，Cv与C s值均采用大青沟水文站的特征值，Cv=0.52，C s=2.5 Cv，其成果见表1-2。
表1-2 年径流频率计算成果表
名称
均值
(万m3)
CV
CS/CV
P(%)
计算
采用
20
50
75
90
莲花吐塘坝
40.52
0.55
0.52
2.5
55.63
36.10
25
18.07
根据灌溉要求，按设计年径流P＝75%的情况来选择，考虑月分配因素选择作为P＝75%设计年的典型年，按其年内分配所占百分数，计算该水库P＝75%时各月入库水量。见表1-3。
表1-3　 莲花吐塘坝入库水量表 单位：万m3
月
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
合计
P＝75%
入库水量
0.1
0.2
3.4
1.3
2.05
3.35
6.05
6.1
2.1
0.2
0.15
0
25

1.4.3成果合理性分析
（1）Cv值按照后旗坨甸相向地貌的特征，三刀、东五家子水库以及大青沟水文站，其Cv均在0.7—0.3之间，因此本次采用的Cv=0.52是符合地区特点的。
（2）Cs值，三刀、东五家子水库以及大青沟水文站以及邻近地区均在Cs=2.0 Cv、Cs=2.5 Cv之间，所以本次采用Cs=2.5 Cv是合理的。
以上分析，认为莲花吐塘坝年径流成果是合理的。
1.5设计洪水
莲花吐塘坝无实测洪水资料，故本次设计采用吉林省水文图集中的地区经验公式法推求设计洪水。
1.5.1地区经验公式法
根据吉林省水文图集计算设计洪水，洪峰及洪量采用以下公式进行计算:
（1）洪峰流量
计算公式为：

（2）洪量
计算公式为：

式中： —洪峰流量均值（m3/s）
　　 —洪峰均值参数　＝0.5
F—流域面积为7.55km2
Kp—模比系数，根据该水文图集，洪峰Cv＝1.4
Cs＝2.5Cv，由此可得不同频率kp值
QP—各频率洪峰流量（m3/s）
—洪量均值（万m3）
—洪量均值参数，＝19.5
Wp—各频率洪量（万m3）
m—面积指数，m＝0.6。
计算成果见表1-4。
表1-4 设计洪水计算成果表（地区经验公式法）　　　　　
项　目
Cv
Cs
P=2%
P=5%
P=10%
P=20%
洪峰（m3/s）
1.4
2.5 Cv
9.28
6.32
4.27
2.44
洪量
（万m3）
1.4
2.5 Cv
36.2
24.7
16.7
9.5
1.6塘坝水位、库容关系计算
根据塘坝库区内实测资料，计算塘坝水位、库容、面积关系，计算成果见表1-5，塘坝水位、面积，水位、库容关系曲线见图2—1、2—2。

表1-5 水位—库容曲线表
水 位
（m）
水库面积
（m2）
平均面积
（m2）
水 层 厚
（m）
水层容积
（m3）
累积库容
（m3）
110
0

0
111
2000
1000
1
1000
1000
112
3000
2500
1
2500
3500
113
16000
9500
1
9500
13000
114
23400
19700
1
19700
32700
115
40500
31950
1
31950
64650
116
54200
47350
1
47350
112000
117
72000
63100
1
63100
175100
118
93200
82600
1
82600
257700
119
130000
111600
1
111600
369300
120
16300
146500
1
146500
515800
121
17500
169000
1
169000
684800
122
190000
182500
1
182500
867300

1.7工程等级和设计标准
1.7.1工程等级和设计标准
该工程为小塘坝，正常运行和非常运行洪水重现期分别为10年一遇设计和20年一遇校核。
1.7.2死库容及死水位的确定
本次确定塘坝死水位主要考虑以下两个因素：一是要满足除险加固30年后泥沙淤积要求；二是要满足塘坝养鱼要求及冰冻要求。
由于塘坝上游植被较好，泥沙淤积总量不大，认为泥沙全部淤积在死库容里。同时考虑冰厚以及养鱼过冬需水的水深为1.5m左右，故确定死水位为111.5m，相应死库容为0.225万m3，满足淤积与养鱼、冰冻要求。
1.8兴利调节
1.8.1灌溉用水
莲花吐塘坝灌溉设计面积为0.06万亩，主要种植作物为玉米。灌溉制度依据通辽市水科所汇编的《西辽河平原区主要农作物灌溉模式》研究成果，灌溉制度及用水量见表1-6。
表1-6 各 月 用 水 量
月 项 目
3
7
8
合计
毛灌水定额(m3/亩)
116.7
83.3
83.3
283.3
用水量(万m3)
7.00
5.00
5.00
17.00
灌溉面积(万亩)
0.06
0.06
0.06
0.06

1.8.2兴利调节计算
根据塘坝的库容曲线、来水过程和用水过程及蒸发、渗漏损失进行兴利调节计算，调节原则为以洪定需，调节方式为年调节。设计灌溉保证率采用P=75%。计算成果见表1-7。

32

表1-7 莲花吐塘坝P=75%（ 计入损失）兴利调节计算表
月
水库 来水
水库 用水
来水- 用水
月末 库容
月平均 库容
平均 面积
渗漏量
蒸发 损失量
水库 损失量
水库 总用水
来水- 用水
月末 库容

不计损失
万m3
Km2
万m3
万m3
万m3
万m3
万m3

11.525

6.16
1
0.1

0.1
11.625
11.575
0.04
0.11575
0.38
0.49
0.49
-0.39
5.77
2
0.2

0.2
11.825
11.725
0.041
0.11725
0.41
0.53
0.53
-0.33
5.44
3
3.4
7
-3.6
0.225
6.025
0.024
0.06025
0.32
0.38
7.38
-3.98
0.225
4
1.3

1.3
1.525
0.875
0.017
0.00875
0.29
0.30
0.30
1.00
1.22
5
2.05

2.05
3.575
2.55
0.019
0.0255
0.54
0.57
0.57
1.48
2.71
6
3.35

3.35
6.925
5.25
0.029
0.0525
0.86
0.92
0.92
2.43
5.14
7
6.05
5
1.05
7.975
7.45
0.033
0.0745
0.94
1.02
6.02
0.03
5.17
8
6.1
5
1.1
9.075
8.525
0.032
0.08525
0.88
0.96
5.96
0.14
5.31
9
2.1

2.1
11.175
10.125
0.035
0.10125
0.35
0.45
0.45
1.65
6.96
10
0.2

0.2
11.375
11.275
0.038
0.11275
0.32
0.43
0.43
-0.23
6.73
11
0.15

0.15
11.525
11.45
0.039
0.1145
0.25
0.36
0.36
-0.21
6.52
12
0

0
11.525
11.525
0.04
0.11525
0.24
0.35
0.35
-0.35
6.16

0

0

合计
25
17
8

0.9835
5.78
6.77
23.77
1.24

备注
水库的死水位为111.5m，死库容为0.225万m3；兴利水位为115.11m，兴利库容为6.735万m3。

1.9洪水调节
本次设计确定塘坝设计洪水标准为10—20年一遇，校核洪水标准为30年一遇，20年一遇洪水洪峰流量为4.27 m3/s，10年一遇洪水洪峰流量为2.44m3/s。设计洪水过程线见表1-8
表1-8　　　　　　设计入库洪水过程线计算表
时　段
设计入库洪水过程线
Q典
2%
5%
10%
20%
0
0
0
0
0　
0　
2
7.84
4.46
3.04
2.05
1.17
4
10.98
6.25
4.25
2.87
1.64
6
14.31
8.14
5.55
3.75
2.14
8
16.31
9.28
6.32
4.27
2.44
10
15
8.53
5.81
3.93
2.24
12
14.02
7.98
5.43
3.67
2.10
14
13.24
7.53
5.13
3.47
1.98
16
11.86
6.75
4.60
3.10
1.77
18
10.49
5.97
4.06
2.75
1.57
20
9.12
5.19
3.53
2.39
1.36
22
7.84
4.46
3.04
2.05
1.17
24
6.67
3.80
2.58
1.75
1.00
26
5
2.84
1.94
1.31
0.75
28
3.14
1.79
1.22
0.82
0.47
30
1.96
1.12
0.76
0.51
0.29
32
0
0
0
0
0

1.9.1汛限水位的确定
本次设计采用原汛限水位115.11m，主要是因为灌溉要求与兴利水位取一致。
1.9.2洪水调节计算
根据水位—泄量关系曲线，采用单辅助曲线法进行调洪演算。水位—泄量关系曲线见图3-1，辅助曲线见表1-9。调洪成果见表1-10、5-11.
表1-9 莲花吐塘坝单辅助曲线计算表
时 段
水位I(m)
库容V

q
q/2

(万m3)
t=2小时
115.11
0
0
0
0
0

115.5
1.88
2.61
0.39
0.195
2.81

116
4.24
5.89
1.34
0.67
6.56

116.5
5.52
7.67
2.62
1.31
8.98

117
10.55
14.65
4.16
2.08
16.73

图3—1 莲花吐塘坝q-- 辅助曲线
0
1
2
3
4
5
6
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
ｑ

表1-10 莲花吐塘坝（P=20%）调洪计算表
时段 （小时）
Q入 (m3/s)
Q平均 (m3/s)
v/Δt+q/2
时段末q
V
（万m3）
0
0

0
0
0
2
1.17
0.585
0.585
0.1
0.15
4
1.64
1.405
1.35
0.21
1.05
6
2.14
1.89
1.79
0.27
1.21
8
2.44
2.29
2.16
0.3
1.35
10
2.24
2.34
2.19
0.32
1.42
12
2.1
2.17
2.01
0.29
1.3
14
1.98
2.04
1.90
0.28
1.25
16
1.77
1.875
1.74
0.25
1.16
18
1.57
1.67
1.55
0.23
1.12
20
1.36
1.465
1.35
0.21
1.05
22
1.17
1.265
1.16
0.15
0.92
24
1
1.085
1.01
0.14
0.87
26
0.75
0.875
0.81
0.12
0.72
28
0.47
0.61
0.55
0.09
0.12
30
0.29
0.38
0.34
0.08
0.1
32
0
0.145
0.11
0.07
0.09
q=0.32m3/S H=115.41m v=8.38万m3

表1-11 莲花吐塘坝（P=10%）调洪计算表
时段 （小时）
Q入 (m3/s)
Q平均 (m3/s)
v/Δt+q/2
时段末q
V
（万m3）
0
0

0
0
2
2.05
1.025
1.025
0.13
0.86
4
2.87
2.46
2.40
0.35
1.66
6
3.75
3.31
3.14
0.59
1.98
8
4.27
4.01
3.72
0.71
2.2
10
3.93
4.1
3.75
0.75
2.5
12
3.67
3.8
3.43
0.62
2.1
14
3.47
3.57
3.26
0.61
2
16
3.1
3.285
2.98
0.42
1.92
18
2.75
2.925
2.72
0.37
1.78
20
2.39
2.57
2.39
0.34
1.5
22
2.05
2.22
2.05
0.29
1.35
24
1.75
1.9
1.76
0.27
1.2
26
1.31
1.53
1.40
0.22
1.1
28
0.82
1.065
0.96
0.13
0.8
30
0.51
0.665
0.60
0.1
0.15
32
0
0.255
0.21
0.075
0.095
q=0.75m3/S H=115.64m v=9.46万m3
1.9.3计算结果
根据调洪成果可知，塘坝总库容为9.46万m3，设计洪水位为115.41m，校核洪水位为115.64m。
1.10工程布置及建筑物设计
1.10.1大坝工程
大坝为均质土坝，采用当地土质，满足筑坝要求。
①坝顶高程的确定
1)设计波浪爬高
A、平均波高：
平均波高的计算公式采用《水工建筑物》上册中2—6公式：
2hl=0.0166V5/4D1/3
式中: v—库面上的风速(米/秒)。在正常蓄水位和设计洪水位时，宜采用相应洪水期多年平均最大风速的1.5—2.0倍；在校核洪水位时，宜采用相应洪水期多年平均最大风速；
D—库面的波浪吹程（公里）。按照通常情况，它
是从坝算起沿着库水面直到对岸的最大直线距离；当库面特
别狭长时，以5倍平均水面宽度为限。D=0.15公里。
计算结果均列于表5-12。
B、设计波浪爬高的计算
根据《水工建筑物》上册第五章公式计算:
Ha=3.3K(2h)tgθ
式中: Ha—波浪在坝坡上的爬高(米)。
K—坝坡护面粗糙系数，块石K=0.77。
θ—上游坝面坡角。
计算结果见下表5-12。
2)风壅水面高度：
风壅水面高度的计算公式采用《水工建筑物》上册中5—2式即：

式中：e—坝前库水位因风浪引起的壅高(米)。
D—吹程（公里）；D=0.15公里。
H—坝前水深（米）。
—计算风向与坝轴线法线的夹角，0—45°。
计算结果列于表4-1。
3)大坝超高
莲花吐塘坝设计洪水位为115.41m，校核洪水位为115.64m。大坝超高计算采用的公式为《水工建筑物》上册5—2公式即：
Y= Ha +e+A
式中：
Y—大坝超高（m）
Ha—波浪爬高（m）
e—风壅水面高（m）
A—大坝安全加高（m）。
大坝超高值计算见表5-12。
表5-12 风浪要素计算成果表
水位
平均波高
（m）
平均波浪
爬高（m）
风雍高度
（m）
安全加高
（m）
坝顶超高（m）
坝顶高程
（m）
设计水位
0.51
0.32
0.003
0.5
0.82
116.23
校核水位
0.30
0.19
0.003
0.3
0.49
116.13
根据以上计算结果，确定大坝坝顶高程为116.30米。
②大坝稳定计算
大坝结构稳定计算
A、计算条件
根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001进行坝体结构稳定计算，计算条件为：设计洪水位下的稳定渗流期的上、下游坝坡稳定、校核洪水位下的稳定渗流期的上、下游坝坡稳定、正常蓄水位时上、下游坝坡稳定、水库不利水位（1/3坝高）时的上游坝坡稳定四种计算情况。
经计算，校核洪水位时坝体不能形成稳定渗流，可不考虑此种情况；且1/3坝高与正常蓄水位相接近，故本次设计只考虑正常蓄水位与设计洪水位时水库运行情况。
B、计算公式
根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001，对于均质坝可采用不计条间作用力的瑞典圆弧法计算坝坡抗滑稳定安全系数，按有效应力法公式进行计算。

式中：
b—条块宽度
W—土条重量
Q、U—分别为水平和垂直地震惯性力（本次计算不考虑）
u—作用于土条底面的空隙压力u=0
α—条块的重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角
C/、φ—土条底面的有效应力抗剪强度指标
Z—坝坡外水位高出条块底面中点的距离
MC—水平地震惯性力对圆心的力矩
R—圆弧半径。
C、稳定计算参数的确定
塘坝坝体为粉细砂，土的比重为G=2.65 t/m3，土料的平均含水量W=5.2%，干容重r干=1.59t/m3，经计算r湿=1.64t/m3，r饱=1.97t/m3，r浮=0.97t/m3，修止角φ＝31°。
计算结果见表5-13。
表5-13 大坝上下游坝坡抗滑稳定计算成果表
滑
弧
K
断
面

上游坝坡
下游坝坡
设计洪水位
校核洪水位
1/3坝高
设计洪水位
校核洪水位
1/3坝高
0+060
1.92
1.95
1.91
1.89
1.89
1.88
由上表可知，各断面的抗滑稳定安全系数均大于允许抗滑稳定系数[k]=1.25，说明坝坡是稳定的。
③大坝渗透稳定计算
坝体渗透稳定计算对大坝断面进行分析计算，采用库水位为校核水位115.64米，下游水位110.00米，正常汛限水位115.11米，下游无水情况下按有限深透水地基进行计算，参考《水工设计手册》进行计算。
A、通过坝体与坝基的渗流量为

式中：
q—坝体部分渗流量，按在不透水地基上的均质土坝计算
K0—地基渗透系数为0.013米/昼夜
H1—上游水深
H2—下游水深
L—坝体上游水深至下游坝脚的水平距离（米）
m1—上游边坡
T—透水地基深取2倍的坝高（米）。
B、沿下游坝坡渗出段的出渗坡降计算为：

沿坝基表面出渗坡降计算为：

经计算渗流量 q=0.0120(m3/昼夜/米)
沿坝坡渗出段出逸坡降J=0.24
参考《水工设计手册》对Ⅴ级土坝，允许坡降值，细砂为[J]=0.26＞0.24，说明大坝渗流稳定满足要求。
1.10.2建筑物设计
①涵洞的布置及主要尺寸
大坝建筑物为泄洪洞。泄洪洞由进口段、闸室段、洞身段及消能防冲段组成，最大泄量为1m3/s。
死水位为111.5m，而且考虑闸前淤积，所以确定新建泄洪洞闸底坎高程为112.00m，前铺盖长14.54m，其中：铅丝石笼7.4m，厚0.5 m，下设0.15m碎石垫层及土工布一层。八字形进口，斜降墙为U型槽结构，长8.85m，底板厚0.5 m，下设0.1m的素混凝土垫层。闸室采用竖井结构，底板厚1.0m，前后两端设齿墙，深0.5m，闸室长6m，设工作闸门，孔口尺寸为1.0m（高）×1.0m（宽），洞身尺寸为1.2m×1.2m。洞身断面厚0.4 m，长14.5m。消力池长19.19m，其中：斜坡段坡比为1：4，长4.0m，池深0.5m，消力池底板厚0.6m，U型槽型式。
②泄洪洞过流能力计算
塘坝设计洪水位115.41 m，校核洪水位115.64m，最大泄量为1m3/s，相应下游水位114.33m。闸底板高程112.00m，闸孔净宽1.0m，共1孔，孔口高1.0m。
A、涵洞进口泄量的计算
出流情况的判别
（ht-iL）/H0≥0.75为淹没出流
（ht-iL）/H0＜0.75为自由出流
式中:
H0—以涵洞进口断面底板高程起算的上游水头，校核水位下的H0=3.64米。
ht—下游水深，ht=1.0米。
L、i—分别为涵洞长度和涵洞底坡，L=14.5m，i=0.01。
经计算：（ht-iL）/H0=0.23＜0.75故为自由出流。
B、过流计算

式中：
U—流量系数，u=0.60
b—底宽(m,b=1.0m
e—闸门开度，取最大开度计算，e=1.0m
H0—闸前总水头(m)，H0=3.64m。
经计算，Q=5.07m3/s＞1m3/s
故孔口泄流能力满足要求。
③大坝尺寸泄洪涵洞具体尺寸见结构图。
④大坝上游采用干砌石护坡，护坡结构为一层土工布反滤，10cm厚碎石垫层，再用40cm厚干砌石护坡。
1.11工程量
1.11.1塘坝及建筑物主要工程量见下表。
典型塘坝设计工程量表
名称

部位
拆除
m3
基清
m3
填方
m3
挖方
m3
砼
m3
砌石
m3
碎石垫
层m3
土工布
m2
石笼
万m3
大坝

1843
9777

694
173
1734

泄洪洞
25

150
163.7
4
30
616
231

2灌排工程典型设计
小型农田水利工程设施规划灌排工程体系设计，选取具有代表性的三刀灌区作典型设计。
2.1概况
2.1.1工程位置
三刀灌区位于我旗南部，常胜镇境内，三刀水库下游主要以灌溉水田为主。三刀灌区以三刀水库为水源。三刀水库兴建于1956年，是我旗最早的一座小型水库，坝质为均质砂土。
2.1.2水文、气象概况
1、水文
三刀灌区以三刀水库为水源，根据三刀水库初步设计，由于该地区无水文测站，年径流采用等值线图法。经计算，多年平均径流量为1675.1万立方米。P=50%年径流量为1608.7万立方米，P=75%年径流量为1273.5万立方米。
2、气象
该灌区属于北温带大陆性气候区。多年平均降雨量为435.7mm，降水年内分配极不均匀。夏季降水集中，6-8月份降雨量占全年降雨量的70%以上，入秋后降水减少，9月份降水占全年降雨量的14%，冬季降水极少。
多年平均气温5.8℃，最高气温34℃，最低气温-29.5℃，温差较大，大于10℃的积温3100℃，平均日照28914小时。多年平均蒸发量1758.9mm（20cm），冬季寒冷蒸发量小，夏季炎热蒸发量高。多年平均无霜期144天，多年平均最大风速10.7m/s，多年平均冻土深1.2m，最大冻土深1.5m。
2.1.3水资源
1、地表水
三刀灌区是从三刀水库的泄水闸引水，P=75%时水库来水量为1273.5万立方米。
2、地下水
三刀灌区地下水类型为松散岩类孔隙潜水，补给来源是大气降水和上游地下径流的侧向补给，含水层厚度达100m以上，根据《西辽河平原区地下水资源评价报告》（1989年通辽市水利勘察设计院完成），本地区综合补给量为6.0万立方米/km2。其多年平均综合补给量为120万立方米，可开采系数为0.7，则可开采量为84万立方米。
3、水资源总量
项目区水资源量为1795.1万立方米。其中：地表水1675.1万立方米，地下水120万立方米。可利用水资源量1084万立方米，其中：地表水1000万立方米（P=75%水库供水），地下水84万立方米。
2.2灌区概况
2.2.1农业社会经济状况
灌区行政所属六个村，一个水库管理所。2008年总人口0.7万人，总劳动力0.2万人，每劳力负担人口3.5人。
该灌区是科左后旗农业区划的农业区。以农为主，林牧业为辅。2008年农业总产值为840万元，其中：农业产值720万元，占总产值的85.7%；牧业产值80万元，占总产值的9.5%；林业产值40万元，占总产值的4.8%；人均纯收入3200元。
2.2.2基础设施状况
甘旗卡至金宝屯县级公路贯穿灌区，整个灌区已实现村村通电，农田网络健全，各村均已安装程控电话，通讯畅通，当地无建筑材料，主要材料需从外地购进。
2.2.3农业生产及土地开发状况
三刀灌区为水田灌区，水田单产600公斤，由于灌区田间工程不配套,严重影响灌区水田的发展,也影响加大灌区农业结构调整力度，发展“两高一优”农业，提高灌区经济效益，增加农民收入势在必行。
2.2.4灌区水利设施状况
1、地表水利工程设施
三刀灌区输水干渠由四条干渠组成，总长15.38公里，均为土渠，控制灌溉面积0.5万亩。
三刀灌区现有的建筑物有永胜进水闸一座，三刀干渠跌水六座，节制分水闸二座，农桥四座；地卜干渠枢纽一处，跌水一座。
2、机电井情况
灌区共有完好井50眼，均为农田灌溉井，全部配套，灌区内机电井只用于水田灌溉。
3、排水工程
灌区内有马莲河贯穿，可做为排水主干渠。
2.3灌区内小型农田水利工程存在的主要问题
三刀水库灌区兴建于1956年，受当时社会环境和经济条件限制，存在设计标准不高，配套不完善，渠道输水渗漏损失严重等主要问题。
2.3.1灌区内小型农田水利工程配套设施不全。灌区在兴建之初主要修建了干渠节制分水闸，而且大多数年久失修已毁坏。用户只能采取扒堵渠道的取水方式引水浇地，造成了人力物力浪费，增加了农民负担。
2.3.2输水损失严重：灌区渠道均为土渠，渠道土质以砂性土为主，渗漏性较强，水量损失大，导致了输水渗漏损失严重，灌溉面积逐年减少，影响了农民的增产增收。
2.4三刀灌区小型农田水利工程项目建设的必要性
三刀灌区是开发四十年的小型灌区，但灌区存在老化不配套及输水渗漏损失严重等问题，所以进行田间配套工程建设是十分必要的。
2.5设计原则
依据小型农田水利工程设施规划具体规定进行设计，小型农田水利设施是指灌溉面积1万亩，除涝面积3万亩，库容10万立方米，渠道流量每秒1立方米以下的水利工程和农村供水工程。重点是大中型灌区的田间灌排工程，小型灌区，抗旱水源工程。
2.6选取典型地块
根据小型农田水利工程设施规划具体规定，选取渠道流量小于1m3/s的三刀灌区地卜干渠的四、五、六、七、八、九支渠控制地块作典型设计。各支渠的流量见渠道流量计算表。
2.7农田灌溉制度及灌水定额
2.7.1农田灌溉制度及综合灌水定额
水 稻 灌 溉 制 度
生育期
灌水日期
灌水次数
灌水定额
(m3/亩)
灌溉定额
(m3/亩)
备 注
泡田期
5.11-5.20
1
120
120
净灌水
定额、
净灌溉
定额
插秧、返青期
5.21-6.20
5
20
100
分蘖期
6.21-7.20
5
20
100
拔节孕穗期
7.21-8.10
4
25
100
抽穗开花期
8.11-8.20
2
20
40
乳熟期
8.21-8.31
2
20
40
全年

19

500
经计算现状水平年净灌溉定额为500m3/亩。
2.7.2水稻灌水率和玉米灌水率见灌水率图。
2.7.3灌溉水利用系数
灌区现在实际农田灌溉地表水利用系数为0.43（多次实测值），经过配套后灌溉水利用系数能达到0.63，按0.63进行计算。
2.8渠道与建筑物流量推算
渠道四、五、六、七、八、九支渠与建筑物的设计流量，依据《灌溉排水与工程设计规范》GB50288-99公式（6.16-12）计算确定，其公式为：
QS=Q（1+σL）
Q=qS·AS
式中：
QS—渠道设计流量（m3/s）
Q—不计入输水损失的渠道流量（m3/s）
qS—设计灌水率（m3/s·万亩）
AS—渠道控制面积（万亩）
σ—渠道单位长度水量损失率（%km）
L—渠道长度（km）。
根据各支渠的控制面积以及所确定的设计灌水率，对渠道及建筑物的设计流量自下而上逐级进行推求，渠道及建筑物的设计流量详见渠道及建筑物流量计算表。
渠道及建筑物流量推求计算表
渠道名称
渠道控制面积AS（亩）
渠道长度（km）
净流量
Q（m3/s）
设计流量
QS（m3/s）
备 注
说 明
九支渠
355
0.92
0.0057
0.023

七支渠
1269
2.02
0.0204
0.156

七支渠与九支渠之间应建节制闸
914
1.10
0.0147
0.068
建节制闸
五支渠
1617
2.35
0.0260
0.228

五支渠与七支渠之间应建节制闸
703
1.25
0.0113
0.058
建节制闸

渠道及建筑物流量要表
地
卜
干
渠
流量

渠段
加大
b
h
I
m
n
A
P
R
C
V
设计
最小
四支渠
0.090
0.3
0.28
1/1500
1.5
0.017
0.21
1.32
0.16
43.13
0.44
0.064
0.3
0.24
1/1500
1.5
0.017
0.16
1.17
0.14
42.24
0.40