高标准农田工程设计及概算编制的相关问题.doc

高标准农田项目工程设计及概算编制讲解

高标准农田建设的规划就是从技术上说明：为什么要建？要建什么？建在什么地方？要建多大？要花多少钱？效益多少？水资源够不够？
高标准农田建设工程设计就是要说明：选型的实用性、合理性；设计的安全性、经济性、科学性。
高标准农田建设的工程概算就是要说明：工程造价的真实性、科学性。
一、关于项目区水资源平衡分析
高标准农田建设项目区的水资源平衡分析是项目立项审查的重要部分，因为水资源是高标准农田建设必不可少的自然资源。如果水资源不足，建设再多、再大的灌溉工程也是与事无补的，只会成为摆设，浪费国家人力财力，由此可见，项目区水资源平衡分析是高标准农田建设立项论证的一个十分重要的环节。
高标准农田建设项目区的水资源平衡分析是一个十分为难的事。理论上，水资源平衡分析只能对一个封闭的流域、灌区或有充分水文资料的省、县（市）地域。而高标准农田建设项目区往往区域较小，既不封闭，又缺乏相应的水文资料，在这样的情况下，要进行水资源平衡分析困难较大。
江苏省一般不缺水，但淮北地区、沿海地区、丘陵山区及高亢的高沙土地区还是存在水资源不足的状况，要慎重选择高标准农田建设项目区，更要慎重进行水资源平衡分析。
1、水资源平衡单元（平衡区）
水资源平衡分析是针对一个给定的区域而进行的不同水平年状况下的来用水平衡计算。由于不同地理条件的水资源具有不同的特点，所以同一区域也可以划分为若干个平衡单元。应根据项目区所在区的水文特性确定。
考虑到水文资料的局限性，为了方便进行水量平衡分析，可以采用以下方法：
（1）以全县为平衡单元：摘录县水资源平衡报告相关数据。
（2）以大中型灌区为平衡单元：摘录项目所在的大中型灌区供需水量分析。
（3）以项目区为平衡单元：自己计算供水、需水量。
但需要注意的是，以全县或大中型灌区为平衡单元进行的水资源平衡分析，由于区域大，加之水资源的全区域平衡性，所以往往水资源平衡结论达不到高标准农田建设的灌溉设计保证率90%以上的要求。需要补充说明。
2、水资源平衡计算的水平年
针对未来可能遭遇的不同来水水平年进行平衡分析：25%（丰水年）、50%（平水年）、75%（一般干旱年）、95%（特殊干旱年）。也可以直接针对项目区的灌溉设计保证率水平进行平衡分析。
3、水资源可利用量估算
地区总水资源量=地表水资源量+地下水资源量—重复计算量。
地表水资源量=本地径流量+区外来水量（净）。 地表水资源量包括不可以被利用水量和不可能被利用的水量。
水资源可利用量是指在可预见的时期内，在统筹考虑河道内生态环境和其它用水的基础上，通过经济合理、技术可行的措施，在流域（或水系）水资源总量中，可供河道外生活、生产的一次性最大水量（不包括回归水的重复利用）。
W水资源可利用量＝W水资源总量－W最小生态环境需水量－W洪水弃水
一般采用： W水资源可利用量＝K利用系数·W水资源总量 进行估算。
也可以直接采用项目区各村的取水许可证的数据，按照面积分摊。

4、需水量估算
主要考虑农业需水、非农业用水和生态环境用水三大部分。农业需水则与自然界的水文气象条件有密切的联系。
农业灌溉用水一般是由灌水率、灌溉制度、灌溉面积、灌溉水利用系数来计算的。
（1）灌水率
灌水率又叫灌水模数，是指灌区单位面积上所需灌溉的净流量，单位为m3/s·万亩，用符号q表示。

式中：为第i种作物种植比例（％）；为第i种作物灌水定额（m3/亩），可按各作物峰量用水期灌水定额进行计算；为同时种植作物种类数；T为灌水周期（天）；t为每天灌水小时数，泵站灌区按18～22小时、自流灌区按24小时计。
大中型灌区一般根据设计标准通过灌溉制度推求灌水率。而小型机电灌区由于水稻泡田期是用水量的时期，可以直接用水稻泡田期用水量来推求。
一般水稻泡田定额为：粘土地区60~80m3/亩、壤土地区80~100m3/亩、沙土地区100~120m3/亩。旱作物一般可按生育期最大灌水定额30~50m3/亩 计。
水稻泡田期是用水最紧张时期，灌水周期T一般取泡田期，大中型灌区7~15d；小型灌区3~5 d。
（2）灌溉水利用系数
灌溉水利用系数：田间用水净流量与渠首引水总流量之比。
； ——灌溉面积（万亩）。
现状灌溉水利用系数、规划灌溉水利用系数
（3）灌溉定额
灌溉定额：作物全生育期各次灌水定额之和。。
（4）灌溉用水量W
净灌溉用水量： A——某种作物种植面积。
毛灌溉用水量：
比较小，有所提高，所以规划建设后，毛灌溉用水量会有所减少，两者的差即为项目建设后的节约用水量，从而项目区灌溉保证率会有所提高。
非农业需水量主要为项目区内工业用水、村镇居民生活用水及养殖业用水。项目区主要为高标准农田建设区，所以可以忽略不计非农业需水量。
生态环境用水是为了维护水体生态平衡，区域内河道应维持生态环境正常平衡所需要的基本水量。该部分水量可采用河流枯水期平均水量代替。但由于水资源可利用量中已经考虑了保持这部分水量，所以可不再考虑生态环境用水量。
5、水资源平衡
需水量与水资源可利用量进行比较。应满足高标准农田建设标准的需要。
6、水质分析
灌溉水水质的好坏，也直接影响到高标准农田建设。灌溉水的水质应满足《农田灌溉水质量标准》（GB5084-2005），需要当地最近的检测数据资料支撑。
二、工程类型与工程设计
（一）、工程分类
1、按照建筑物作用分类
（1）灌溉工程：
1）水源工程：塘、坝、井、库、灌溉站；
2）输水工程：渠道、管道（低压管灌、喷微灌等）；
3）渠系配套建筑物工程：引水闸、分水闸、节制闸、渡槽、倒虹吸、涵洞、跌水、陡坡、桥梁等；
4）田间建筑物工程：放水口、下田便桥等；
5）量水建筑物工程：量水槽、量水堰等。
（2）排水工程
1）降渍：地下降渍暗管；
2）排水：沟道、河道、排涝站；
3）排水配套建筑物：排水闸、节制闸、渡槽、倒虹吸、涵洞、跌水、陡坡、桥梁等。
（3）水土保持工程
梯田、护坡、丁坝、淤地坝等。
（4）防洪工程
堤防、圩口闸（防洪闸）、撇洪沟、水库等。
2、按照建筑物类型分类：
1）闸：圩口闸（防洪闸）、引水闸（进水闸）、分水闸、节制闸、排水闸（泄水闸）等；
2）站：灌溉站、排涝闸、灌排结合站；
3）桥：T型梁桥、板梁桥、箱梁桥等；
4）涵：方涵、圆涵；
5）坝：拦水坝、滚水坝、淤地坝、丁坝等；
6）渠：干、支、斗、农；U型、梯形；
7）沟：干、支、斗、农；排水沟、撇洪沟；

图1 典型灌排系统图
8）渡槽：管、矩形、U型
9）跌水，等
（二）、灌排泵站工程
1、泵站规模确定
（1）灌溉泵站
由设计灌水率q计算泵站设计流量 ：
；
A——泵站灌溉控制面积（万亩）。
（2）排涝泵站
由设计排涝模数M计算泵站设计流量 ：
；
M——设计排涝模数 []。F——泵站排涝控制面积（）。
推求出设计排涝流量后，根据涝水汇集情况，可设1座排涝站或多座排涝站，使总排涝流量不变。
其中，设计排涝模数M的计算如下：
1）圩区
平均排除法：

其中：水田 ； ；
旱田 ； 为径流系数；
水面 ；
T——规定排涝时间（天）；主要根据作物允许耐淹历时确定；水田：一般1日暴雨1~2天排除；旱田：耐淹较差，相对较短。
——水泵每天开机时间（小时），一般18~22h。
——设计暴雨量，mm。江苏一般采用日雨200mm两日排出。
2）平原区
平原区设计排涝模数经验公式：

式中：M——设计排涝模数（ m3/s·km2）；R——设计暴雨产生的径流深（mm）;
F——设计控制的排水面积（km2）；——综合系数（反映降雨历时、流域形状、排水沟网密度沟底比降等因素）；
m——峰量指数（反映洪峰和洪量关系）。n——递减指数（反映排涝模数与面积的关系）。
经验公式法适用集水面积较大的排水沟和河道的排涝设计。
江苏省苏北平原区参数、m、n值见表1。
表1 苏北平原区K、m、n值
区域
适用范围
（km2）

m
n
设计暴雨历时(d)
苏北
平原区
10~100
0.0256
1.00
-0.18
3
100~600
0.0335
1.00
-0.24
3
600~6000
0.0490
1.00
-0.30
3
（3）灌排结合泵站
要考虑排涝流量与灌溉扬程进行选泵，在出水池分设灌、排两座控制闸，以便灌、排调配。由于排涝流量往往较大，考虑灌溉流量与扬程，建议分设2台排涝泵，灌溉时可以使用其中1台；否则，用排涝流量去灌溉，渠道将很大。
2、水泵选型
（1）水泵设计扬程
水泵设计流量Q确定后，应根据泵站所在位置的进水池水位、出水池水位差计算水泵净扬程（），再根据水泵管路损失（），推算出水泵设计扬程。可以据此选择适宜的水泵。查水泵样本，选择位于高效区内运行的泵型。
（2）水泵类型
常用的泵型有离心泵、混流泵、轴流泵、潜水电泵等。
1）离心泵又分：
①单级单吸离心泵（IS型），其口径一般为12.5~200mm，流量为4.5~360m3/h，扬程8-100m，具有小流量、高扬程特点，适用于丘陵山区小型灌区和喷、滴灌区；
②双吸离心泵（S、SH型）（单级、双吸中开式离心泵），其口径一般为150~1200mm，流量0.03~6.5m3/s（108~23400 m3/h），扬程10~140m，具有流量较大、扬程较高、检修方便的特点，广泛应用于丘陵山区和高地的灌溉提水。
2）混流泵（HW、HB型）
混流泵是介于离心泵与轴流泵之间的一种泵型，扬程适中，流量较大，高效区范围宽，结构简单，安装维修方便，重量轻，价格较低，与轴流泵相比，泵房投资省，施工安装容易，是平原和丘陵岗地区优选泵型。如常用的HW混流泵，其口径300~800mm，流量0.12~2.2 m3/s，扬程4~22m。
3）轴流泵（ZLB型）
轴流泵是一种低扬程、大流量的泵型，中小型轴流泵口径为350~1400mm，流量0.2~5.0 m3/s，扬程3~7m。多用于圩区排涝、圩区灌溉。
4）潜水电泵（QZB、QW、QJ型）
潜水电泵是将电机和水泵组合成一体，具有体积小，重量轻，移动安装方便的特点，它不需另建机房，可大大节省泵站土建投资。大口径潜水电泵是开发的新泵型，已从350~800mm发展到900~1400mm，流量范围达0.2~6 m3/s，扬程范围1.5~9m。
3、泵站的组成
泵站工程分为泵站机电设备和配套建筑物两大组成部分。
（1）机电设备
① 水泵机组（主机组）：水泵机组包括水泵、动力机和传动装置。
② 抽水装置：水泵及进出水管流道组成水泵装置。抽水装置由水泵、动力机、传动设备、管（流）道及各种附件组成。
③ 电气设备：电气设备包括变电、配电和用电设备，是电力泵站不可缺少的设备，主要起改变电压、分配电能和控制保护作用。
④ 辅助设备：包括供油、供气、供水、排水、抽真空、断流以及起重、安装、检修、通风、采光、清污、检测等设备。
（2）枢纽建筑物
泵站枢纽由进水建筑物、泵房、出水建筑物等主体工程及附属建筑物组成。
① 进水建筑物：取水建筑物、引水建筑物、前池、进水池、进水流道等。
② 泵房：泵房是安装主机组、电气设备及辅助设备的建筑物，是主体工程。
③ 出水建筑物：出水管（流）道、出水池、输水渠（管）及控制建筑物等。
④ 附属建筑物：包括变电站、交通建筑物、管理设施等。
4、泵房与进出水建筑物
（1）泵房
泵房是安装水泵、动力机、辅助设备、电气设备等的建筑物。
泵房的类型：固定式泵房按基础和泵房下部结构形式分为分基型、干室型、湿室型和块基型。移动式泵房又分为泵车和泵船。
① 分基型泵房
分基型泵房的主要特点是水泵机组的基础和泵房的基础分开，属单层结构。

图2 卧式机组分离型泵房
1—水泵；2—闸阀；3—进水管
② 干室型泵房
当根据水泵安装高程所确定的泵房底板高程较低时，为了防止水进入泵房，可将泵房的部分墙体与底板整体浇筑，从而形成一个干燥地下室，即干室型泵房。

图3 立式机组干室型泵房

图4 卧式机组干室型泵房
1—出水闸阀；2—可控逆止阀；3—渐扩管；4—水泵；5—偏心渐缩管；6—检修闸阀
③ 湿室型泵房
湿室型泵房是将进水池设于泵房下部，在电机层以下形成一个充水的地下室。

图5 轴流泵机组湿室型泵房
④ 块基型泵房
大型水泵机组多采用进水流道进水。块基型泵房是将水泵基础、泵房底板和进水流道浇筑在一起，形成一个块状的整体。

图6 堤身式块基型泵房
（2）进水建筑物
进水池：进水池的作用是保证水泵有良好的吸水条件，要求进水池中水流平稳、流速均匀、无漩涡、无回流。
进水池的边壁形式有矩形、多边形、半圆形、圆形、马鞍形和蜗壳形6种，如图7所示。在工程实践中，由于矩形边壁便于施工，所以在中小型泵站中采用较多。

（a）矩形 （b）多边形 （c）半圆形 （d）圆形 （e）马鞍形 （f）蜗壳形
图7 进水池的边壁形式
图8 进水池各部分尺寸
进水池的池长L、池宽B，喇叭口悬空高度F、喇叭口淹没深度E、后墙距G、边墙距b等各部分尺寸对水流流态、水泵装置效率以及工程投资有直接影响。《泵站设计规范》GB/T50265推荐进水池各部分尺寸。进水池的水下容积可按共用该进水池的水泵30～50倍设计流量确定。
（3）出水建筑物
出水池：出水池是连接出水管道和干渠的出水建筑物．主要起消能稳流作用，将出水管道的水流平顺均匀地引人干渠中。
根据进水与出流方向不同，出水池可分为正向出水、侧向出水及多向出水形式。如图9所示。

（a）正向出水 （b）侧向出水 （c）多向出水
图9 出水池形式
5、潜水泵站
潜水泵是近年来应用比较多的一种泵型，因为其启动方便，结构简单，施工与安装都不复杂，可不设泵房或泵房设置地点灵活，造价低。

（a）潜水泵倾斜安装 （b）潜水泵垂直安装
图10 潜水泵站形式
（三）水闸
水闸是一种既挡水又泄水的低水头水工建筑物，通过闸门的启闭来控制水位和流量。在农业水利工程中应用很广。
1、水闸的规模确定
（1）设计排水量
由设计排涝模数M计算水闸的设计流量 ：
；
M——设计排涝模数 []。F——河（沟）道汇水面积（）。
（2）闸门总净宽
闸孔尺寸按无坎宽顶堰流量公式计算：

即：
式中：Q——过闸流量；σ——淹没系数；ε——侧收缩系数；
m——无侧面收缩的流量系数；B——闸门总净宽；
H0——行近流速的堰上水头。由设计上、下游水位确定。
（3）闸孔净宽
根据现状河道口宽、闸门总净宽，确定孔数（一般为单数），从而确定闸孔宽度，设计闸门与启闭设备。
2、水闸的类型
水闸的类型较多，按其功能不同，分为以下6类：

图11 水闸的类型
1-河道；2-进水闸；3-干渠；4-支渠；5-分水闸；6-节制闸；
7-拦河闸；8-排水闸；9-挡潮闸；10-堤防
（1）进水闸
通常建在河道、湖泊、水库的岸边，用以控制进入引水干渠的流量。又因进水闸位于渠首，所以也称为渠首闸；位于次级渠道（支流、斗渠）的首部，则称为分水闸、斗门。
（2）节制闸
为了灌溉、通航等需要，横跨河流或渠道上建闸，用以控制闸前水位和过闸流量，这类水闸称为节制闸。河道上节制闸也称为拦河闸。渠道上的节制闸，常建在支、斗渠分水口的下游，用以抬高闸前水位，满足下一级渠道引水要求。
（3）排水闸
排水闸常建在圩区低洼地区排水渠道末端，用以排除低洼地区的积水。在外河水位高于内河水位时，关闸挡水，防止外水倒灌，在枯水期则关闸蓄水或引外河水灌溉。
（4）挡潮闸
滨海地区为了防止海潮倒灌入内河（排水河），常在海岸稳定的内河出口处修建挡潮闸。
（5）套闸
套闸是一种小型简易的船闸。
3、水闸的组成
水闸由上游连接段、闸室段、下游连接段三部分组成。
（1） 上游连接段
上游连接段包括上游翼墙、铺盖、护底、上游防冲槽及上游护坡等五个部分。
（2） 闸室段
闸室包括底板、闸墩、边墙、岸墙、闸门、工作桥及交通桥等。
（3） 下游连接段
下游连接段通常包括下游翼墙、消力池、海漫、下游防冲槽及护坡等五个部。
图12 开敞式水闸
Ⅰ—上游连接段；Ⅱ—闸室；Ⅲ—下游连接段
1-块石护底、护坡；2-铺盖；3-上游翼墙；4-底板；5-边墙；6-闸门；7-工作桥；
8-交通桥；9-消力池；10-海漫；11-下游翼墙；12-下游护坡
4、水闸的消能防冲
水闸设计上、下游水位差大，出闸水流具有较大动能，会对下游渠道产生有害的冲刷。需要有效消能防冲。
（1） 消力池

图13 挖深式消力池

图14 突槛式消力池
小型水闸工程一般采用池深d=0.3~0.5m，池长L=（3~5）H（H为闸上游水深）。
消力池底板又称为护坦，应满足抗冲和强度要求。其厚度可通过计算确定，小型的常采用0.4~0.6m；在消力池底板后面常布置孔径为5~10cm冒水孔、孔距1.0~1.5m。冒水孔底部应铺设反滤层，其作用是排水滤土。
（2） 海漫和防冲槽
经过消力池内水跃消能后，过闸水流还有部分剩余能量，流速较大，且分布不均匀，因此，在消力池后面应设置海漫和防冲槽。海漫长度一般取上游水深（3~5）倍或通过水力计算确定。

图15 海漫及防冲槽布置示意图
海漫结构要求表面应是粗糙的，结构本身应是透水的，且具有一定柔性。海漫材料视流速情况而定，一般采用浆砌或干砌块石筑成，厚度0.3~0.5m，下铺设1~2层10~15cm厚砂石垫层。
5、防渗排水设计
（1） 闸基防渗长度
渗流沿闸基不透水地下轮廓（如铺盖、板桩、齿墙和底板等）流动的长度L，称为渗径长度，又称防渗长度。为防止地基产生渗透变形，所需要的防渗长度应满足下述条件，即：
式中：—闸基防渗长度，m；—上、下游水位差，m；—渗径系数。
表2 渗径系数C值表
地基
类别
粉砂、极细砂
细砂
中砂
粗砂
中、细砂
粗砾夹卵石
轻粉质沙壤土
砂壤土
壤土
粘土
有
反滤层
9~13
7~9
5~7
4~5
3~4
2.5~3
7~9
5~7
3~5
2~3
无
反滤层
/
/
/
/
/
/
/
/
4~7
3~4
注：当闸基设板桩时，C值可采用小值。
（2）地下轮廓布置
地下轮廓布置的原则是上防下导，即在闸底板上游侧设置不透水防渗铺盖、板桩齿墙等，用来延长渗径、截断渗流、减小闸底板下的渗透压力，降低渗流出口处的坡降；在底板下游侧护坦底部设置冒水孔，其底部布置反滤层，使渗水尽快排出闸基，并防止产生渗透变形。

图16 粘土地基地下轮廓布置示意图

图17 有限深砂土地基地下轮廓布置示意图

图18 无限深地基地下轮廓布置示意图

图19 粉细砂地基地下轮廓布置示意图

图20 闸室地下轮廓布置示意图 单位cm
6、闸室结构布置
闸室结构一般包括底板、闸墩、胸墙、闸门、工作桥和交通桥等，见图20。
图21 闸室结构布置图

图22 底板与闸墩的连接方式
（a） 整体式；（b） 分离式

图23 水闸墩头平面形式
（a） 半圆形；（b）三角形；（c）流线形
7、两岸连接建筑物
水闸与两岸连接的建筑物，包括闸室段的边墩，上、下游翼墙等。小型水闸常用翼墙的平面布置形式有：
图24 小型水闸上、下游翼墙形式
（a） 扭曲面；（b）斜降墙；（c）隔墙加切角；（d）八字墙；（e）隔墙
小型水闸的翼墙高度较低，故其结构形式采用重力式较多。
（四） 涵洞
涵洞是埋在路、渠、沟或堤坝、下面，用来输水或排水的建筑物。
1、涵洞规格
（1）涵洞直径D
由通过涵洞的设计流量Q确定涵洞洞径。由于涵洞一般埋设深，所以涵洞基本都为有压孔流。
涵管孔口尺寸D按下式计算：

式中： Q——过闸流量；
μc——流量系数，；
ω——涵管过水面积，；
△Z——涵洞上、下游水位差。
（2）涵洞长度
由涵洞穿路的道路宽度及路两侧的坡度确定。
2、涵洞的类型
（1） 按涵水流形态分类：
涵洞可分为无压、有压。

图25 涵洞流态
（a）无压涵洞 （b）有压涵洞
（2） 按结构形分类：
涵洞可分为管涵、拱涵、箱涵和盖板涵。

图26 管涵

图27 拱涵

图28 箱涵、盖板涵
（3） 按建筑材料分主要有钢筋混凝土、混凝土和浆砌石三种。
2、涵洞的构造
涵洞由进口段、出口段及洞身段三部分组成，见图。

图29 涵洞的构造

图30 涵洞进出口形式
（a）八字式；（b）锥坡式；（c）扭曲面式
出口段型式常与进口段相似、除有胸墙、翼墙外，当出口流速过大时，应采取消能防冲措施。

图31 涵洞洞身
（五）渡槽
渡槽是输送水流跨越河渠、道路、山冲等的架空输水建筑物。
1、渡槽规格

由过渡槽的设计流量Q，计算渡槽的过水断面。开敞式矩形断面、U型断面渡槽采用均匀流公式计算（参照渠道断面计算）。涵洞形式的封闭有压管断面可以参照涵洞计算公式。
2、渡槽基本组成
渡槽由进、出口段、槽身段支承结构和基础等部分组成。进、出口长度约为4~6倍渠道水深，进口段稍短，出口段稍长。槽身是渡槽的主体部分，要求具有较大的过水能力，工程上常采用矩形断面和U形断面。

图32 梁式渡槽组成
3、渡槽的布置
（1）槽址应尽量选择在地质良好、地形有利和施工方便的地方，有利缩短渠线和槽身长度，减少基础工程量和槽架 高度。进、出口应置于挖方渠段上。
（2）跨越河沟的渡槽，槽址应位于河床稳定、水流顺直的河段，避免在河流弯道上，以防河岸受冲刷，基础遭破坏。
（3）渡槽进出口与槽身的连接，在平面上尽可能成一直线，不 可急剧转弯，使水流发生偏流，影响渡槽的进、出水条件。
（4）较重要的渡槽，在进口段前还需设置退水闸，这样， 既保证了渡槽的安全输水，又给检修提供了方便。
4、 渡槽的水力计算要点
渡槽水力计算的主要任务是：①确定合理的槽身比降、槽身断面尺寸；②通过水头损失及水面衔接计算，确定渡槽进、出口高程与连接形式。
（六）农桥
四级公路以下的乡村道路、田间道路、放牧道路等道路上人行便桥和通行汽车、三轮汽车、低速货车、拖拉机、畜力车的生产桥统称为农桥。设计时速20km/h，一般为单车道设计。
1、农桥桥孔布置
（1） 桥跨结构
1）孔径。河、沟、渠上的农桥孔径布置应以不影响原断面过水能力为前提。
2）净空。净空是指桥上部结构最下缘到设计水位或通航水位之间的距离。无通航要求的河道，桥面梁底至少应高于设计水位0.5m；在通航河道上，桥下净空应满足通航要求。
（2） 农桥的墩、台
桥墩、桥台一般用浆砌石或混凝土现浇而成，设计时应满足稳定与强度的要求。桥台多为重力式或桩基式，重力式见图32。

图33 浆砌石桥台

图34 桩式桥墩（预制桩）

图35 桩式桥墩（灌注桩）

图36 柱式桥墩
（3） 农桥的桥面板

图37 空心板梁桥板 图38 T型梁桥板

图39 现浇实心板梁桥板
2、设计荷载（作用）
（1）永久作用。包括农桥结构部分的自重、填土重、土压力、水的浮力等。
（2）可变作用。包括人群荷载、农业机械荷载、汽车荷载、汽车荷载引起的冲击力与制动力、汽车荷载作用在桥台后填土面时给桥台的土压力。桥台变位荷、漂浮物对桥台的冲击力、水流压力、冰压力等及温度作用。
汽车引起的冲击力，即汽车荷载乘以冲击系数。对填土厚度（包括路面厚度）大于或等于50cm建筑物，不计冲击力。汽车刹车时在路面与车轮间产生的摩擦制动力，在设计桥墩、桥台时应加以考虑。对行车密度较小的农桥，制动力可按一辆重车重力的30%计算。
（3）偶然作用：汽车撞击力、地震力等。农桥不考虑偶然作用。
农桥设计标准：公路Ⅱ*0.8。
（七）跌水与陡坡
跌水与陡坡是灌排系统中常见的连接建筑物。当水流自跌水口出流后，呈自由抛射状态，落于下游消力池内的称跌水；当水流自跌水口出流后，受到约束，沿槽身下泄的称为陡坡。
1、跌水
基本组成：跌水由跌水口、跌水墙、消力池及出口组成。
1） 跌水口
工程上常把水流跌落水口缩窄，并采用不同的形状，尽量使上游水位平稳。跌水口有矩形、梯形和抬堰式三种。（见图）

（a） （b） （c）
图40 跌水口型式
（a）矩形式；（b）梯形式；（c）抬堰式

图41 跌水纵断面
2）跌水各部分尺寸的确定
跌水口陡坡流量和各部分尺寸拟定见有关水工建筑物参考书。
2、陡坡
开敞式陡坡分梯形或矩形陡槽。
1）基本组成。
陡坡由于进口衔接段、陡槽段和出口效能设施三部分组成。

图42 陡坡纵断面
2）陡坡出口消能 陡坡出口消能形式主要淹没消能、撞击式消能。
（八）衬砌渠道
1、渠道设计流量Q
（1）机电灌区渠道：由水泵设计流量Q，按渠道工作制度逐级向下游分配。
（2）大型自流灌区渠道：自下而上按照渠道工作制度，逐级向上推求渠道所需要的设计流量。并考虑加大流量（140%）进行渠道设计。
2、渠道防渗材料与防渗厚度

表3 渠道防渗材料及防渗结构适宜厚度

2、渠道断面选择

图43 防渗渠道断面形式
江苏常用渠道断面形式：
1）梯形（或圆弧底梯形）：大中型渠道。
2）U形：小型渠道。整体性好。
3）矩形：丘陵山区块石方便的渠道

图44 现浇U型与梯形渠道断面

图45 预制U形与梯形渠道断面
3、渠道断面设计
（1）渠道横断面设计
1）梯形断面设计
采用均匀流公式进行横断面设计，梯形渠道水力最佳断面（中小型渠道用）水力要素计算公式：

对大中型渠道，一般采用实用经济断面：

式中，为水力最佳断面流速与实用经济断面流速的比值（1.0~1.04）。为内边坡；为渠道糙率；查下表。这样可求得梯形的水深和底宽。

2）U形断面设计

计算公式：

其中：

；
填方渠道，Kr取 1.0～0.8。

（2）渠道纵断面设计
衬砌渠道不能只注意横断面，纵比降是十分重要的参数。一般纵比降可参考：农渠1/1000~1/2000，斗渠1/3000~1/5000，支渠1/5000~1/8000，干渠1/10000。
渠道上涵、闸、桥等缩水建筑物需要考虑局部水头损失（0.05~0.15m）。由渠末向上游推算渠底高程、渠首水位。

式中：——典型田面高程（m）；
——田面与农渠设计水位的高差，取0.05-0.1m；
——沿程损失（m）；
——局部损失（m）。
（九）挡土墙
挡土墙是水利工程中最常见的一种工程，它可以单独作为一种工程存在，如河道、山坡等的护坡；也可以作为工程的一部分存在，如桥台、闸上下游翼墙、涵洞两端挡墙等等。

重力式 悬臂式 扶壁式
图46 挡土墙断面示意图
满足抗滑稳定、抗倾稳定计算要求。
（十）丘陵区塘坝与撇洪沟
丘陵区塘坝与撇洪沟主要受短历时暴雨洪水影响，需要根据24小时设计暴雨，进行洪峰计算。
1、洪峰计算
洪峰流量计算方法较多，有推理公式、瞬时单位线、总入流槽蓄法等。（参照《江苏省水文手册》1976。）
推理公式计算式：
式中：Q——设计流量，m3/s；0.278——单位换算系数；
i——时段降雨强度，mm/h；
——洪峰径流系数，与流域特征参数L、J及汇流参数m等有关。
F——产水面积，km2；C——径流系数。
2、洪水总量
山丘区小流域或撇洪沟有暴涨陡落的特点，一般用24h设计暴雨所形成的洪水量作为设计洪水总量。

式中：W——一次暴雨的洪水总量（万m3）；
R24——设计24h净雨量（mm）；根据设计暴雨量扣损计算。
F——集水面积（km2）。
3、塘坝蓄水容积
（1）按来水估算
（万m3）
式中：——蓄水系数 统计 0.6～0.8
——代表年平均径流深 (mm)，根据设计年雨量推求。
N——复蓄次数，3~5次/年，南大北小。F——流域面积（km2）。
（2）按需水估算
（万m3）
式中： t——抗旱天数；一般旱作区 t=30～50天；水稻区50～80天；
e——作物田间耗水强度 mm/d； A——灌溉面积，万亩；
4、塘坝溢洪道（滚水坝）
小型塘坝由于调蓄能力弱，按照最不利的设计洪峰（或稍作洪峰平头）作为过流能力进行计算。
溢洪道如是水闸可以采用无坎宽顶堰进行过流计算确定闸门宽、如是涵闸可以按照孔流进行计算确定涵洞直径、如是滚水坝可按堰上水头计算堰顶高程。
5、撇洪沟
丘陵山区撇洪沟是拦截高地地面径流的排水沟道。由于地形因素，山洪暴涨陡落，因此，撇洪沟断面按照设计洪峰流量进行设计，可根据断面形式，采用均匀流公式计算断面参数。
三、关于工程概算
工程建设项目在不同的进度阶段，一般由投资估算、设计概算、招投标价格、施工图预算、施工预算、工程结算、竣工决算等形式。
工程概算是建设项目在初步设计阶段计算工程投资与造价的设计文件。
1、编制依据
（1）行业主管部门的编制办法；
（2）定额依据（软件已经自带，水利行业定额）；
（3）设计文件（初步设计图集）；
（4）人工单价（工资标准）；
（5）材料价格（当地最新）。
2、工程费用构成

3、工程概算编制的主要方法：
单价法就是以工程量乘以工程单价（定额价）来计算工程投资的方法。
如：浆砌块石墙造价=浆砌块石墩墙工程量×工程单价（定额价）
M15浆砌块石墩墙（2-11）概算定额组成如下：

4、定额选用
（1）分大类，列项目

（2）分工程及工程部位，选定额

5、概算编制要诀
编制好工程概算应做到以下几点：
1、熟悉编制依据。
了解编制要求、有关取费标准。如：概算软件、人工单价、取费标准等。
2、使用最新当地材料价格。
当地最新“XX市建筑材料造价信息”。如水泥、黄沙、石子等主要材料价及设备原件。
3、看懂设计图纸。
看清工程平面图、立面图、剖面图、配筋图及配套金属设备等细部结构；
4、弄清施工过程。
算对挖填土方，临时工程合理，定额套用科学等。
5、分清工程部位，算对工程量。
一个工程由多个部位组成，为防止多项、漏项、错算工程量，需要分清工程的各个部位，才能正确计算工程量，为用对概数定额提供基础。
6、用对概算定额。
概算造价=定额单价×工程量。用对定额非常关键，这就需要看懂图纸、分清部位，科学套用概算定额。
7、谨防漏项、多项。
学会核查、反查。
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