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1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。22、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q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。3tTmqniii36.01式中：i为第i种作物种植比例（％）；im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；n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m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3~5d。（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。田田净AqQ；田A——灌溉面积（万亩）。现状灌溉水利用系数现、规划灌溉水利用系数规（3）灌溉定额灌溉定额：作物全生育期各次灌水定额之和。imm。（4）灌溉用水量W净灌溉用水量：AmW净A——某种作物种植面积。毛灌溉用水量：/AmW毛现比较小，规有所提高，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。46、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；57）沟：干、支、斗、农；排水沟、撇洪沟；河流雍水坝进水闸节制闸干渠分水闸支渠斗渠农渠农渠斗沟农沟农沟斗渠斗沟支沟泄水闸容泄区干沟支沟图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：/AqQ；sm/3A——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：FMQ；sm/3M——设计排涝模数[23/)/(kmsm]。F——泵站排涝控制面积（2km）。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：6FTtRRRPM6.3水面水面旱田旱田水田水田其中：水田EhPR蓄水田；FF/水田水田；旱田PR旱田；为径流系数；FF/旱田旱田水面PR水面；FF/水面水面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。t——水泵每天开机时间（小时），一般18~22h。P——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：nmFRkM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）；k——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k、m、n值见表1。表1苏北平原区K、m、n值区域适用范围（km2）kmn设计暴雨历时(d)苏北平原区10~1000.02561.00-0.183100~6000.03351.00-0.243600~60000.04901.00-0.303（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7计算水泵净扬程（净H），再根据水泵管路损失（损H），推算出水泵设计扬程损净设HHH。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（108~23400m3/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0.12~2.2m3/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0.2~5.0m3/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0.2~6m3/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。8③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。最低水位最高水位HH允许H效吸hh3h2h1123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。9QLQLQL红色琉璃瓦图3立式机组干室型泵房