高标准农田建设渠道排水沟设计.pdf

农田水利 东北水利水电 2 0 1 5 年第 9 期 【 文章编号】 1 0 0 2 - 0 6 2 4 ( 2 0 1 5 ) 0 9 -0 0 5 6 -0 3 高标准农田建设渠道排水沟设计 金飞 ( 辽宁江宁招标咨询服务有限公司， 辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 0 ) 摘耍】 本文以辽宁大石桥 市盘海营高速沿线 高标准农 田建设示范项 目排水沟建设工程为 例。 介绍了标准农田建设示范项 目中渠系排水沟道的设计要求和设计的关键点， 及设计中应注 意的问题和解决的方法。 【 关键词】 渠道； 排水沟； 农田建设； 高标准 中图分类号】 $ 2 7 6 7 + 1 【 文献标识码】 B 1 工程概 况 辽宁大石桥市盘海营高速沿线高标准农田建 设示范项 目排水沟道工程包括支渠和斗渠两部 分 ， 排水沟全长 5 1 k m， 在整个渠系布置设有 4条 支渠和 1 2 条斗渠。支渠全长 8 9 3 k m；斗渠全长 8 3 8 k m； 农渠 9 3条 ， 全长 3 3 6 。 项目区土壤类型自东向西主要为棕壤型草甸 土、 潜育草甸土、 盐化草匈土以及泛滥地草甸土 ， 土壤质地分布较为均一，中部表土以壤质土为主 占5 9 ， 其余多为粘质土， 地表 1 5 m以下为粉砂 及砂土。 经过几十年的种稻改良， 多数地块表土盐 分为极轻度和轻度， 中度以上的盐化土较少【习 。 2 高标准农 田渠道排水沟设计 设计排水沟 ，一方面要使沟道能通过 排涝设 计流量， 使涝水顺利排入外河； 另一方面还要满足 控制地下水位等要求。 2 1 设计原则 按照排水系统工程布局和工程标准，确定田 间排水沟深度和间距，并分析计算各级排水沟道 和建筑物的流量、 水位 、 断面尺寸和工程量。 田 问排水网排水沟间距和断面尺寸由排水要求和机 耕要求确定。除涝排水沟的农沟间距一般为 1 0 0 5 6 4 O O m。 沟深一般为 l m左右。 排水农沟深度与农 沟的间距有关 ，一般首先根据作物要求的地下水 埋藏深度日和施工条件 ，初步确定排水农沟的 深度， 再确定相应的排水沟间距。由于排水地区的 水 文地质条件 复杂 ，排水沟的深度和 间距需要通 过试验资料和相近地区的成功经验分析选定。 2 2 断面设计 1 ) 排水沟断面形式 。 当排水沟 的设计 流量和设计水位 确定后 ， 便 可确定沟道的断面尺寸， 包括水深与底宽等。 设计 时， 一般根据排涝设计流量计算沟道的断面尺寸。 多年平均降水最为 6 5 2 m m， 降水量多集中在 7 9 月份， 占全年总降水量的 7 0 。 渠道排水沟一般是按恒定均匀流公式设计断 面。 排水沟的比降， 一般要求与沟道沿线所经的地 面坡降相近， 以免开挖太深， 排水沟边坡一般比灌 溉边坡要缓， 不同土质排水沟边坡系数取值见表 1 。 裒 1 土质 排水沟边 坡系数衷 2 0 1 5 年第9 期 东北水利水电 农田水利 2 ) 排水沟断面确定。 依据农田灌溉用水量设计排水沟的水深与底 宽。 灌区内2 0 0 8 年实际灌溉水田4 1 万 h m2 ， 灌溉定 额 1 4 3 4 0 m 3 h m2 ，用水量 5 8 7 9 4 万 m 3 o采用试算 法， 即先按排涝、 灌溉等要求确定沟道断面水深与底 宽。这样计算的排水沟的水深设计是比较合理的。 裹 2 项目区排水沟断面水力要素裹 3 ) 根据灌溉引水要求校核排水沟道底宽。 当利用排水沟引水灌溉时，水位往往形成倒 坡或平坡 ，这就需要按非均匀流公式推算排水沟 引水灌溉时的水面曲线，借以校核排水沟在输水 距离和流速等方面能否符合灌溉引水的要求 ， 如 不符合， 则应调整排水沟的水力要素， 见表 2 。 4 ) 排水沟流量确定。 首先， 根据 所规 定确定排涝模数。 项 目区水田排水方式为自排， 依 据表 3中数值并结合当地近期的实测数据 ，确定 项 目区排涝模数采用 0 5 2 8 n 1 3 ( s ) 。 裹 3 排涝模数表 注 ： 1 O 年一遇 3 d降雨 P 1 9 0 - 2 2 0mmo 项目区排水沟道为排涝、 排渍两用排水沟， 按排 渍要求确定沟深， 按排涝设计流量进行断面校核。 排水流量的计算 ： Q排 ； A g排 式中： 排涝面积 ， k m 2 ； q排 排涝模数 ， 水 田自排取 0 5 2 8 m 3 ( s k m 2 ) 。计算结果见表 4 。 5 ) 排水沟断面流量验算 ， 计算公式： Q设 计 = o a C 裹 4项 目区排水沟流量计算裹 式中： Q设 计 排水沟设计过水流量 ， m 3 s ； n 广一 过水断面面积 ， m2 ； 谢才系数上 R 1 6 ； R ， I 水力半径， ； ， l 沟道糙率， 取 0 0 2 5 一 湿周 ， m； 卜排水沟比降。 裹 5项 目区排水沟断面流量验算裹 流量验算见表 5 。校核是否发生冲淤：根据 G B 5 0 2 8 8 9 9 ( 灌溉与排水工程设计规范 沟道土壤 为中壤土 ， 即 t I 不 冲 = O 6 5 m s ， 秽 不 於 = O 3 0 m s o 口 不 冲 - , -I- V 不 於 ， 满足设计要求o 3 设计应注意的问题及解决办法 防止排水沟的塌坡现象是设计沟道横断面的 重要问题 ， 特别是在砂质土地带， 更需重视。沟道 塌坡不但使排水不畅， 而且增加清淤负担。 针对边 坡破坏的主要原因， 在结构设计中， 除应用稳定的 边坡系数外，还可以采取下列措施以稳定排水沟 的边坡。 1 ) 首先对于沟逗较深和土质松散的排水沟， 采 用复式断面， 可以减少沟坡的破坏。 排水沟开挖深 度 大于 5 0 m 时 ，应在沟底 以上每隔 3 4 1 1 3 设置 宽度不小于 0 8 1 0 m的戗台。 在通过排涝设计流 量时， 沟道之间产生短期的壅水现象， 是可以允许 的， 但一般沟道的最高水位， 尽可能低于沟道两侧 的地面高程 0 2 3 m 嘲 。 2 ) 其次 ， 减轻地下径流的破坏作用， 排水沟与 灌溉渠道如采取相邻布置的方式， 则沟、 渠之间可 安排道路或使沟道采用不对称断面。 3 ) 最后， 防止地面径流的冲蚀采取护坡措施， 如种植草皮、 干砌块石等。 5 7 农田水利 水电 2 0 1 5 年第 9 期 4 结语 标准农田建设示范项目中排水沟道工程的兴 建就是为了更好地解决水利农田灌溉 ，在盘海营 高速沿线将会大量地建设高标准的农田水利工程 建设，对于农田水利工程中的排水沟的设计与建 设 ， 对于农业灌溉有很大的帮助。 开发高标准农田 建设示范项 目在农业发展方面十分有利，在开发 与建设的过程中应充分地考虑盘海营地区的实际 情况， 依据实际情况进行农田水利工程建设【4 】 。 高标准农田建设示范项 目实施后，加强了项 目区的农业基础设施建设，充分利用现有的水土 资源，提高水的利用率，项目区高标准农田建成 后 ， 将会给用水户带来可观的经济效益。 【 参 考 文 献】 1 李硗 斌建设 高标准基本农田 的几点思考 J 长治学院 学报， 2 0 1 2 ( 0 6 ) 2 张丽茜 ， 赵国存， 吴荣涛 对 的解读与建议 J 农学学报， 2 o 1 3 ( 0 5 ) 3 于瑞东城市 河道滨岸带 改建与重构技 术及应用分析 J 华东师范大学， 2 0 1 0 4 师文洋 山西省应县高标准基本农田建设研究 D 北 京： 中国地质大学 。 2 0 1 3 【 收稿日 期 】 2 0 1 5 0 3 2 7 ( 上接第 1 8页 ) 木桩， 然后竹+ 3 o o ra n 1 块石+ 2 0 0蚴碎石屑做 基础处理， 同时在管道两侧打木桩， 管顶木桩上加 预制钢筋混凝土盖板。 采取以上加固措施后 ， 安装 好的 P C C P管 4 个月后再次复查， 接口没有变化。 该工程部分 P C C P管与倒虹管连接，倒虹管 采用钢管。管道安装后在对全线进行检测的过程 发现，有两处 P C C P管与倒虹连接处出现 3 4 个 P C C P管口间隙增加的问题 ， 其中一处间隙已超过 6 0 n l l n ， 并有渗水现象。初步判断， 由于倒虹管在 P C C P管施工后安装， 而倒虹管开挖较深 ， 在施工 过程 中出现 对 P C C P管 的基础 产生扰 动引起 P C C P管向倒虹管方向侧移。 后改用先安装倒虹管 再安装 P C C P管， 较少了对 P C C P管的扰动 ， 取得 了较好效果。 2 3管道回填 管子安装就位后 ， 需及时回填覆土， 回填前应 对安装管子进行定位，以防安装下一根管子时对 它造成扰动， 回填时需两侧同时进行， 避免一侧土 压力过大， 造成二次扰动。由于管子通过大部分地 方为软土地基，原状土因含水量太大不能用作回 填， 管道两侧采用砂或碎石回填至胸腔 ， 胸腔以上 部分采用开挖土回填并夯实。 2 4管道试压 目前， 我国尚未出台 P C C P管试压相关规范。 结合 目前我国在建和已建工程经验，大致有 3 种 方式试压方式： 1 ) 分段试压法， 试验范围为 3 0 抽 样试压 ， 每段 1 k m进行试压。试验压力为 0 8 一 5 8 1 0 MP a ； 2 ) 整体试压法， 通常将全部 P C C P管一 次性试压 ， 试验压力取 0 5 0 9 MP a ； 3 ) 只进行接 口密封试压 ， 不做整体试压直接试通水， 通过试通 水检验安装质量， 试通水压力为工作压力， 通常为 0 4 O 6 MP a 。 根据不同情况选择合适的试压方式， 避免试压对 P C C P管造成不必要的破坏。该工程 采 用 P C C P管整体试压方式 ，试验压 力取 0 6 MP a ， 一次性通过试压。 3 结语 该工程对大口径 P C C P管在软土地区的应用 提供了参考 ， 至目前为止通水情况良好。结合工程 实践得出： 1 ) 在设计及施工过程中， 应特别注意管 线的整体稳定性。 在软弱土质中使用时， 应慎重考 虑地基处理及安装的方式。在软弱土质中安装和 使用都存在较大风险，工程的关键段不建议使用 P C C P管。2 ) 在施工过程中要注意施工顺序， 宜采 用先深后浅、 先远后近的原则。 3 ) 在过路、 鱼塘、 暗 河及地质变化比较复杂地段， 不宜采用 P C C P管 ， 最好用钢管替换。 参 考 文 献 1 G B T 1 9 6 8 5 2 0 0 5 ， 预应力钢筒混凝土管I s 北京 ： 中国 建筑工业出版社 ， 2 0 0 5 ， 1 0 2 王东黎 ， 南水北调工程P C C P管道设计的关键技术研 究 1 水利水电技术， 2 o o 9 ( 1 1 ) ： 3 3 3 8 【 收稿日期】 2 0 1 4 - 1 2 0 4