小型农田水利工程建设标准

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,小农水工程建设标准,贵州省水利厅 易耘,1,小农水工程的任务,贵州省小农水工程通常是指小水池、小沟渠、小坝塘、小堰闸、小泵站，现在又称为“五小”水利工程，是我省农村常见的水利基础设施。它的基本任务是合理利用水资源，改善对农业生产不利的条件，调节农田土壤水分状况，与其它农业增产设施相结合，为农业生产提供良好基础。,2,一、农村集雨工程,小水池、小水窖,3,集雨工程的好处,有效的解决缺水山区的人畜饮用水困难。,是解决干旱山区基本生活和生产条件的有效措施。,帮助农民解决生存问题，进一步调整产业结构，提高农业生产的经济效益。,适合山区农户居住分散的特点，便于管理。,有利于改善生态环境，建设秀美山川的家园。,改善农村居住环境和文化卫生条件，促进农村精神文明建设。,4,集雨工程采用的技术规范,5,集雨工程的组成,集雨工程,集流工程,蓄水工程,供水和灌溉设施,农业设施,汇流沟,集流面,输水渠,水窖,水池,。,管道,渠道,。,沉沙池,6,集雨工程总体布置图,7,第一部分 集流工程,集流工程,主要包括为集中和搜集降雨形成的径流而修建的,截流沟,、,汇流沟,、,集流面,和把水送到蓄水工程去的,输水渠,等几个部分。,8,集流面,一、现有生产、生活设施的表面,居住的房屋屋面,农户的庭院地面,铺了水泥混凝土或沥青的公路路面,农村中的土路,碾场、操场等,天然坡面,二、专门修建人工集流面,9,集流面面积的确定,一、确定生活、生产的用水量,生活用水：包括人的饮水、做饭、盥洗、洗衣服、冲厕等。我省居民生活用水定额可确定为,30,50L/,（,d,人）。,灌溉用水：应根据本地区农作物的需水特性和可能积蓄的雨水量，采用,非充分灌溉,原理（作物在不同生育阶段受旱对产量的影响是不同的，在,作物需水关键期,充分满足作物的水分要求，在,非关键期,，则少供水或不供水），确定补充灌溉次数和每次补灌量。缺乏资料时，可采用,SL267-2001,表,3.3.2-1,的规定取值。进行区域规划时，可以按照规范附录,B,进行计算。,养殖业和其它用水：主要是畜禽用水，再加上冲洗圈舍的用水，可以参考规范表,3.3.2-2,确定。,10,例题,确定我省严重缺水山区,4,口之家一年的需水量，有,1.5,亩玉米地，,1,头牛、,3,只猪和,5,只羊。,生活用水,，每人每日用水取为,50L,，则,1,年家庭用水为,4503651000,73m,3,灌溉供水,，计划播种时灌水,1,次，灌溉方法采用坐水种；生长期灌水,2,次，灌溉方法采用地膜穴灌。,1.53,1.552,19.5m,3,牲畜用水,（,140,315,55,）,3651000,40.15m,3,该户人家,1,年用水,共计,：,73,19.5,40.15,132.65m,3,11,二、确定多年平均年降雨量和降雨变差系数,降雨量资料可向县气象局查询。,降雨变差系数可向县水利局查询，缺乏资料时，我省降雨变差系数可以取用,0.2,及,0.2,以下。,三、计算集流面面积,确定供水保证率,供水项目,居民生活用水,集雨灌溉,畜禽养殖,小型加工业,保证率（,%,）,90,50,75,75,75,90,12,集流面面积计算,（一）一种用途的雨水积蓄利用工程,式中：,W,一种用途的年供水量，,m,3,；,S,i,第,i,种材料的集流面面积，,m,2,；,P,p,保证率为,P,时的年降雨量，,mm,；,k,i,第,i,种材料的年集流效率（小数）；,n,材料种类数。,13,（二）几种用途的雨水积蓄利用工程,式中：,S,i,i,种材料集流面总面积，,m,2,；,S,ij,j,种用途第,i,种材料的集流面面积，,m,2,；,（区分概念：不同用途的工程供水保证率不同，当一个工程有几种用途时，应采用不同保证率的降雨量分别计算不同用途所需的各类集流面面积，再把同类型集流面各种用途所需面积相加，即得到该类型集流面的总面积。）,年集流效率,根据各种材料在不同降雨情况下观测试验资料确定。缺乏资料时，按表,3.4.1-2,的规定取值。,14,汇流沟和输水渠的修建,利用屋顶面做集流面时，汇流沟可以布置在屋檐落水下的地面上，用宽度和深度各,20cm,的混凝土槽，混凝土厚,3cm,左右。,利用公路作为集流面且公路上原来修建了排水沟的，汇流沟可以利用公路排水沟，并在其出口处修建输水渠连接蓄水工程。,利用天然土坡面作集流面时，可在坡面上每,30,50m,沿等高线修建截流沟，其末端连接到汇流沟。,15,汇流沟和输水渠的断面结构,土质截流沟、汇流沟、输水渠的尺寸可以确定为：底宽,10cm,，深度,15cm,，口宽,25cm,。适宜坡度,1/,（,10,500,）。,衬砌截流沟、汇流沟、输水渠的尺寸可以确定为：底宽,10cm,，深度,15cm,，口宽,25cm,。适宜坡度,1/,（,10,300,）。,16,第二部分 蓄水工程,蓄水工程形式、容积确定及地址选择,（一）蓄水工程形式,水窖,：建在地下的埋藏式蓄水工程。,水池,：顶部位于地面或地面以上的蓄水工程。,水窑,：在土或岩石的崖面底部，水平方向开挖进去而形成的蓄水工程。,水罐,：储存饮用水，修建的罐状蓄水工程。,17,（二）蓄水工程容积的确定,式中：,V,蓄水容积，,m,3,；,W,全年供水量，,m,3,；,蓄水工程蒸发、渗漏损失系数，取,0.05,0.1,；,K,容积系数，我省可取,0.25,0.4,。,（,K,值，我省的一些经验，复蓄次数,3,4,次，相当于容积系数为,0.25,0.33,。）,18,（三）蓄水工程形式的选择,用于人饮用水目的的蓄水工程，应尽量采用水窖或采用池顶做得与地面一样高的带顶盖的水池。,蓄水容积大于,100 m,3,，或在岩石地区的蓄水容积大于,30 m,3,时，宜采用水池。,（四）蓄水工程地址的选择,应当选择地质条件较好的地点修建。,位置要便于使用。,位置应位于容易积蓄雨水的地方。,利用公路作为集流面时，蓄水工程应当距离公路有一定的距离。（离国道,20m,以外，离省道,15m,以外，离县道,10m,以外）,19,蓄水工程结构及尺寸,（一）蓄水工程结构,蓄水工程结构应当保证有足够的强度，满足蓄水要时的安全要求和具有很好的防渗性能，在此基础上，尽量降低工程造价。,20,（二）蓄水工程尺寸,可以参考贵州省水利厅编制的有关定型设计图。,下面给出一些参考尺寸：,岩石地区水窖的参考尺寸表,容积（,m,3,）,深度（,m,）,宽度（,m,）,长度（,m,）,15,2.2,2.2,3.5,20,2.4,2.4,3.8,30,2.6,2.8,4.4,21,水池的参考尺寸表,容积,（,m,3,）,圆形水池,矩形水池,直径（,m,）,深度（,m,）,深度（,m,）,宽度（,m,）,长度（,m,）,40,5.4,2.0,2.1,3.3,6.4,60,6.2,2.2,2.3,4.0,7.2,80,7.0,2.3,2.6,4.2,8.0,100,7.6,2.4,2.8,4.4,8.8,200,10.6,2.5,3.2,6.6,9.5,300,12.6,2.6,-,-,-,500,15.7,2.8,-,-,-,22,蓄水工程的附属设施,沉沙池,拦污栅,进出水管及冲洗和溢流设施,检修进人孔,护栏（高度不小于1.1m）,。,23,第三部分 供水与节水灌溉设施,生活用水管道宜使用聚乙烯和无毒聚氯乙烯塑料管。,采用节水灌溉方法，可用点灌、注水灌、坐水种、膜上穴灌、地膜沟灌、滴灌、微喷灌、小型移动式喷灌等，不得使用漫灌方法。,24,第四部分 工程施工,1,、建筑材料应符合下列要求：,水泥应符合,SDJ207-82,水工混凝土施工规范,第,4.1.1,条及第,4.1.7,条的规定，采用检测合格的产品，水泥标号不宜高于,425,号。,砂料应质地坚硬、清洁、级配良好，宜采用中砂，含泥量应小于,3%,。,粗骨料应质地坚硬，不得采用软弱、风化骨料；粒径应符合,SDJ207-82,第,4.1.13,条第（,1,）款的规定，含泥量不大于,1%,。,砌筑水窖（窑、池）使用的石料应坚硬完整，不得使用风化石或软弱岩石；砌筑时应将石料上的泥土、杂物洗刷干净。,拌和用水应符合,SDJ207-82,第,4.1.15,条、第,4.1.16,条的有关规定。,25,2,、土石方施工应符合下列要求：,基础应置于完整、均匀的地基上。水窖（窑、池）开挖时如发现基土裂缝宽度大于,0.5cm,且为通缝，应另选工程地址。不宜在地基条件不均匀或地下水位高的地方以及破碎基岩上建蓄水工程。,水窖（窑、池）开挖中应随时注意土基或岩石有无变形，及时支护，防止塌方。雨天施工，应搭建遮雨篷，基坑周围应设排水沟。,水窖（窑、池）土方开挖宜从中心向四周扩大，当基土干密度低于,1.5t/m3,时，开挖直径应比设计尺寸小,6,8cm,，预留部分土应击实砸平。,岩基开挖后如发现有裂缝时，应用混凝土或水泥砂浆灌填。开挖采用爆破作业时，应采取打浅孔、弱爆破的方法。,砖石砌体和混凝土构件背水面超挖部分和隧洞式水窑的拱顶之上，应回填密实，不得留有空洞。,26,3,、混凝土和砂浆施工应符合下列要求：,混凝土配合比的拟定应符合,SDJ207-82,的规定。砂浆配合比应符合,JGT/T,砌筑砂浆配合比设计规程,的规定。可在一县范围内，对混凝土原材料相似的不同地区，拟定几个适合不同条件的配合比供工程实施时应用。,模板与支撑应保证足够的刚度和稳定性。表面应平整光滑，接缝严密，表面应涂废机油或肥皂水。混凝土浇筑前，必须清除仓内杂物。,混凝土及砂浆应按照配合比进行拌和。采用人工拌和时，应干、湿料各拌,3,次。混凝土拌合料在拌和后至使用完毕的时间：在常温下不应超过,3h,，气温超过,30,时，不应超过,2h,。,混凝土浇筑应连续进行，每次浇筑高度不应超过,20cm,。如因故中途停止浇筑，间歇时间不得超过,SDJ207-82,第,4.5.11,条的规定。否则，应在浇筑停止,24h,后，将混凝土表面凿毛，清洗表面和排除积水，再用,1:1,水泥砂浆铺层,2,3cm,，方可浇筑新的混凝土。,混凝土浇筑时应进行振捣密实，有条件的宜采用机械震捣。抹面应平整光滑。,混凝土及砂浆应在终凝后覆盖麦草、草袋等物，洒水养护时间应不小于,7,天。夏天天气炎热时每天洒水不得少于,4,次，地下部位可适当减少养护次数。,27,4,、混凝土伸缩缝的形式、位置、尺寸及填缝材料的规格，均应符合设计规定。施工缝内杂物应清除干净，填充应饱满、密实。,5,、浆砌块片石应采用座浆砌筑，不得先干砌再灌缝。砌筑应做到石料安砌平整、稳当，上下层砌石应错缝，砌缝应用砂浆填充密实。石料砌筑前，应先湿润表面。,6,、施工中应按有关安全规程、规范执行，避免事故发生。,28,第五部分 工程验收,1,、雨水集蓄利用工程的验收应根据有关规范、规程、当地典型工程设计及地方性规定进行。验收应包括工程布置、集流工程、蓄水工程、供水设施和节水灌溉设施。,2,、工程布置验收应检查各组成部分是否齐全、配套，布置是否合理。验收可采用综合评判法，上述各项均合格者评定为合格，否则评定为不合格。,3,、集流工程验收应符合下列要求：,集流面面积和质量的检查，两项同时符合设计要求，评定为合格，否则为不合格。,集流面面积验收应采用量测法，不小于设计面积为合格。,集流面质量验收可采用直观检查法。集流面坡度一致，汇流沟、截水沟、边垅设置合理，硬化集流面无裂缝，塑膜集流面无破损为合格。新建混凝土集流面应进行厚度测定、伸缩缝及表面质量检查。厚度不得小于设计尺寸，伸缩缝应符合设计要求，表面应光滑密实。,29,4,、蓄水工程验收应符合下列要求：,容积、质量和配套设施同时符合设计要求为合格，否则为不合格。,容积检查宜采用量测法、不小于设计值为合格。,蓄水工程质量验收可采用直观检查和访问相结合的办法。工程牢固无损伤，防渗性能好为合格。,沉沙池、泄水渠（沟）等配套设施齐全，质量符合设计要求为合格。,5,、供水设施验收应采用试运行法，供水正常为合格。,6,、灌溉设施验收应符合下列要求：,灌溉面积和灌溉系统同时符合设计要求为合格，否则为不合格。,灌溉面积验收采用量测法，不少于设计面积的,95%,为合格。,灌溉系统验收采用试运行法，运行正常、满足设计要求为合格。,30,二、渠道工程设计,田间渠道,31,各级渠道设计流量的推算,推算各级渠道的设计流量，一般步骤如下,：,一、,调查收集资料,要调查收集的资料有：各级渠道控制的灌溉面积、作物种植结构比例与作物生育阶段；灌区的设计灌水率；调查灌区土壤的透水特性等。,32,二,、,确定渠道的工作制度,渠道的工作制度就是渠道的输水工作方式，有,续灌,和,轮灌,两种。,续灌,，即上级渠道向下级渠道连续供水的工作方式，续灌渠道在一次灌水期间连续输水，所以渠道流量小，相应的渠道断面和建筑物尺寸也小，可减少工程量，节约占地和投资，但灌水时间长，输水损失较大。由于贵州省灌区分布、地形条件和管理水平等原因，渠道多为续灌渠道。,33,轮灌,，即上级渠道向下级渠道轮流供水的工作方式。实行轮灌，同时工作的渠道少，灌水集中，流量大，可缩短输水时间，输水损失相应减小，有利于机动调配水量，提高灌水效率。但渠道流量大，相应要增大渠道的土方量和建筑物的工程量。,灌溉渠道在正常情况下，干、支渠一般应按续灌设计。斗、农渠一般应按轮灌设计，各轮灌组的面积应尽可能相等，如不相等，相差最好不超过,10%,。,34,三,、,渠道设计流量的推算,渠道设计流量,的推算，应从末级固定渠道开始，自下而上逐级逐段计入输水损失，直到干渠渠首，通常根据渠系布置渠道长度，控制面积，配水方式，确定各级渠道的灌溉水利用系数，推求各级渠道的设计流量。当无法取得各级渠道的灌溉水利用系数的经验值时，可以采用推算的方法确定。,35,灌溉水的利用效率,灌溉渠道流量分为田间净流量、净流量和毛流量（即设计流量）。,田间净流量,系指从干、支、斗、农渠送到田间的净流量。,毛流量,是包括渠道损失在内的流量，也就是下级渠道由上级渠道引入的流量。,净流量,则是扣除损失后的流量，即渠道送到下级流量的总和。毛流量和净流量重视相对而言，某一断面处的流量对于该断面下游是毛流量，而对上游另一断面却是净流量。,田间水量损失、各级渠道的水量损失的大小反映了灌溉水的利用效率，可以用以下四种系数来表示,：,36,一,、,渠道水利用系数,为灌溉渠道净流量与毛流量的比值，它反映渠段中水可被利用的程度。渠道水利用系数的计算应符合下列规定：,1,、有当地或条件类似地区的渠道净、毛流量实测值时，应采用下式计算：,式中,：,渠道水利用系数；,渠道净流量，,m,3,/s,；,渠道毛流量，,m,3,/s,。,37,2,、无实测资料时，可采用下式计算：,式中,：,渠道单位长度水量损失率,%/km,；,渠道长度，,km,；,渠道单位长度水量损失率可取自实测资料。缺乏实测资料时，可采用灌溉规范,3.1.8,的方法计算。,38,二,、,渠系水利用系数,渠系水利用系数,是渠道流量稳定时，同一时间末级固定渠道净流量之和与渠首引入流量的比值。它表示从渠首到最末一级固定渠道中水可以被利用的程度，是反映灌区自然条件及渠系工程技术状况和管理水平的综合指标。渠系水利用系数可用各级渠道的渠道水利用系数连乘求得。,式中,：,渠系水利用系数；,分别为干、支、斗、农各级渠道的渠道水利用系数。,39,在规划设计时，应根据灌区大小、水源情况、渠系布置以及渠道长度、土质、防渗措施和管理水平等因素，选定渠系水利用系数。应采取措施提高渠系水利用系数，当灌区面积小于,1,万亩时，渠系水利用系数设计值不得低于,0.75,。,40,三,、,田间水利用系数,实际灌入田间可被作物利用的有效流量和末级固定渠道放水出口流量的比值。即,式中,：,田间水利用系数；,实际灌入某农渠田间主要根系层土壤的有效净流量，,m,3,/s,；,某农渠放水出口的净流量，,m,3,/s,。,旱作灌区田间水利用系数设计值不应低于,0.90,；水稻灌区田间水利用系数设计值不应低于,0.95,。,41,四,、,灌溉水利用系数,实际灌入田间可被作物利用的总流量和渠首引入水量的比值，即：,式中,灌溉水利用系数；,42,灌溉渠道的典型流量,一、设计流量（,Q,设,）,渠道的,设计流量,又称为正常流量，系指在一定的灌溉设计标准条件下，为满足作物需水要求，在灌溉高峰期渠道应通过的最大流量。它与渠道灌溉面积的大小、作物种植结构、灌溉制度与渠道的配水方式等因素有关。渠道设计流量是设计渠道断面和渠系建筑物尺寸的主要依据。,43,1,、续灌渠道,未计入渠道输水损失和田间灌水损失的续灌渠道流量，可用下式计算。,式中：,Q,净,连续输水灌溉渠道的田间净流量，,m,3,/s,；,q,s,设计灌水率，,m,3,/,（,shm,2,）；,A,s,该渠道的灌溉面积，,hm,2,。,44,从水源到田间在渠道输水的过程中，有部分水量由于渠道渗漏、水面蒸发等原因造成了沿途水量损失，这部分损失的水量称为输水损失（,Q,损,），进行渠道设计时，设计流量（,Q,设,）必须是包括输水损失在内的流量。,式中：,Q,s,续灌渠道的设计流量，,m,3,/s,；,Q,损,灌溉渠道输水损失流量，,m,3,/s,；,s,该续灌渠道至田间的灌溉水利用系数。,45,2,、,轮灌渠道,轮灌渠道的设计流量可按下式计算确定。,式中：,Qn,轮灌渠道设计流量，,m,3,/s,；,N,该渠道轮灌组数；,An,该渠道轮灌组平均灌溉面积，,hm,2,；,n,该轮灌渠道至田间的灌溉水利用系数。,46,二、,渠道加大流量（,Q,加大,）,在特殊情况下，例如改变作物种植比例、临时扩大灌溉面积、突遇较大降雨有坡面径流少量进入渠道、或遇到严重干旱等情况发生时，渠道应能够通过的最大流量为,加大流量,。一般是根据设计流量，适当选择一个加大百分数来确定。加大流量是设计渠顶高程、校核渠道建筑物过水能力、验算渠道不冲流速的依据。在贵州省，根据灌溉与排水工程设计规范,GB50288-99,（以下简称灌溉规范）规定，当小于,1 m,3,/s,的续灌渠道加大流量的加大百分数取为,30%,。由泵站连续供水渠道的加大流量应为包括备用机组在内的全部装机容量。,47,加大流量可用下式计算：,式中,：,Q,加大,渠道加大流量，,m,3,/s,；,加大系数，为设计流量的百分数，可按照灌溉规范表,6.1.8,取值，当设计流量小于,1m,3,/s,时，取,30%,。,对于轮灌渠道不考虑加大流量。,48,三、,渠道最小流量（,Q,最小,）,当渠道给种植面积小，需水量较少的单独作物供水时，或因水源来水不足而必须缩减时，可出现渠道的最小流量。渠道最小流量是用来验算渠道的最低控制水位和渠道的不淤流速。验算渠道控制水位的目的是为了确定壅水建筑物如节制闸的位置。根据灌溉规范，续灌渠道的最小流量不宜小于设计流量的,40%,，相应的最小水深不宜小于设计水深的,70%,。,49,灌溉渠道断面设计,灌溉渠道的设计流量确定后，便可根据设计流量进行渠道纵、横断面设计。在任何情况下，渠道的纵、横断面结构都应满足稳定条件，它包括纵向稳定和平面稳定两个方向。纵向稳定是指在渠道的设计工作条件下，既不发生冲刷，也不发生淤积，或在一定的时间内冲淤平衡。平面稳定是指渠道的设计工作条件下，不发生左右摇摆，渠床和两岸不会产生局部冲刷和淤积。渠道断面设计应满足灌溉规范的有关规定。,50,1,、,渠道横断面设计,灌溉渠道可以按照明渠均匀流公式设计，基本公式为：,式中,：,Q,渠道设计流量，,m,3,/s,；,A,渠道过水断面面积，,m,2,；,R,水力半径，,m,；,i,水力比降，在均匀流中与渠底比降一致；,C,谢才系数，一般用满宁公式计算；,n,渠床糙率。,渠道横断面设计的依据除了渠道输水流量外，还有渠底比降、渠床糙率、渠道边坡系数、稳定渠床的宽深比以及渠道的不冲、不淤流速等参数，应合理选取。,51,渠道纵断面设计,设计灌溉渠道，一方面要使渠道断面能够通过设计流量和保持渠床稳定；另一方面还需有一定的水位高程，尽量将所辖灌溉面积能够进行自流灌溉。渠道水位控制，必须密切结合沿渠地形条件进行。在确定了渠道过水断面的尺寸后，应将这些设计断面通过渠道中心线的平面位置，相互联系起来，并结合渠道中线两侧的地形、土壤、地质条件，进一步确定渠道的设计水位线和断面结构，从而确定纵断面设计。,52,谢谢大家,邮箱：,53,