土地整治项目设计课件

《土地整治学》资源与环境学院李平一、概述二、设计标准三、土地平整工程设计四、灌溉与排水工程设计五、田间道路工程设计六、农田防护与生态环境保护工程设计第四部分土地整治项目设计本章教学要求熟悉项目设计的基本原则、基本内容和程序熟悉项目设计的标准掌握各类工程设计内容与方法第四部分土地整治项目设计第一节概述一、设计的原则和依据1.设计原则与相关规划衔接与总规、土地整治专项规划、土地整治项目规划衔接整体性工程技术可行、经济合理因地制宜社会、经济和生态效益兼顾。第一节概述一、设计的原则和依据2.设计依据土地整理的政策、法规；项目可行性研究、规划报告；项目规划设计任务书；相关行业技术标准与规范。第一节概述二、设计的主要内容1.土地平整工程。包括田块修筑和地力保持；2.灌溉与排水工程。农业灌溉、农田排水。包括灌溉渠道、排水沟横、纵断面设计，水工建筑物设计等；3.田间道路工程。包括道路位置、横断面设计和典型道路纵断面设计；4.农田防护林与生态环境保持工程。包括农田防护林、岸坡防护、沟道治理、防风固沙、治滩等，确定工程位置、数量尺寸、结构形式等。第一节概述三、设计的程序1.确定项目区土地利用布局。2.优选确定工程布局方案根据工程布局图及其说明，列出所有需要设计的工程名称、设计标准、位置及其注意事项；在全面熟悉设计对象的基础上，有针对性地搜集所需资料；进行有关参数选取和计算，及单体工程设计；计算单体工程设训工程量。3.工程量汇总确定各单项工程的建设内容、数量及技术参数，并汇总。4.项目预算和施工进度计划主要包括编绘土地整理项目工程设计图册，编写土地整理项目工程设计报告及其他需要提交的重要设计资料并装订成册，第二节设计标准一、新增耕地率1.开发类不低于60%2.复垦类不低于40%3.整理类不低于3%4.高标准基本农田建设项目，可适当低于3%@讨论@工程设计的新增耕地率标准如上，其依据是什么？第二节设计标准二、土地平整标准1.耕作田块北方平原不低于13.33hm2；南方不宜低于6.67hm2；丘陵地区可适当减少；2.水田田面平整度应小于6cm，旱地应小于10cm3.耕作层土壤符合国标（GB15618）4.梯田土坎小于2m，石坎高度小于3m第二节设计标准三、灌溉标准1.灌溉来源：地表为主，地下为辅；严格控制开采深层地下水禁止未经处理的污水灌溉，水质符合国标2.灌溉设计保证率第二节设计标准四、排水标准1.排涝标准设计暴雨重现期大于10年2.旱作区暴雨历时和排出时间1-3d，暴雨1-3d排至田面无积水；水田区暴雨历时和排出时间1-3d，暴雨1-5d排至作物耐淹水深3.排涝模数，项目区有则沿用，无则采用国标502884.旱田排渍深度0.8-1.3m，耐淹3-4d；水田0.4-0.6m，晒田期内2-4d将地下水降到设计排渍深度。&小百科&农作物的设计排渍深度是指农作物在不同生育阶段要求保持一定的地下水适宜埋藏深度，即土壤中水分和空气状况适宜于农作物根系生长(有利于农作物增产)的地下水深度第二节设计标准五、田间道路标准1.路网密度应满足农业机械化和生产生活便利需要2.支路宽4-6m；田间道路3-4m；生产路1-3m；各地因地制宜确定具体标准3.田间道路通达度平原区应达100%，丘陵区不低于90%第二节设计标准六、农田防护标准1.农田防护墙（堤）防洪标准不低于20年一遇；干旱半干旱或少雨地区农田防洪采用20年一遇3-6h最大暴雨2.农田防护林宽6-8m，林带占地3%-11%，在重风沙区应高于10%，一般风害区3%-8%，强台风区的小型经济林网15%-40%或更大3.紧密结构防护林疏透度小于0.25，透风系数小于0.35；疏透结构防护林、通风结构防护林标准依次降低4.林网的网格面积通常15-20hm2，不超过30hm2，风害严重地区控制在15hm2以下第三节土地平整工程设计技术标准《高标准基本农田建设标准》（TD/T1033-2012）（P117）布局要求目标区由可研阶段成果复核确定；按项目区地形、土壤、土地平整工程特点确定具体工程布局特殊工程的布局第三节土地平整工程设计一、耕地田块修筑工程设计1.田面高程原则因地制宜；确保农田旱涝保收；填挖土方量最小；与农田水利工程设计相结合。高程设计地形起伏小，土层厚旱涝保收的农田根据土方填挖量决定防涝为主农田，田面设计高程应高于常年涝水位0.2m以上坡地农田因地制宜确定地下水位较高的农田，田面设计高程应高于常年涝水位0.8m以上第三节土地平整工程设计一、耕地田块修筑工程设计2.梯田田坎设计原则：安全稳定、占地少、用工省、材料因地制宜梯田各要素关系:αβBn/2Bn/2B1BHBmH/2hdHctgBmdHctgBndctgctgHBBBnm)(θ─原地面坡度，（°）；α─埂坎外侧坡度；H─埂坎高度，m；B─田面净宽，m；Bn─埂坎占地，m；Bm─田面毛宽，m；d─田埂顶宽。第三节土地平整工程设计一、耕地田块修筑工程设计梯田田坎设计土质黏着力越小或田坎越高，田坎外侧坡度应越缓；高度3m以下，外侧坡可选用45-80°，内侧坡45-60°稳定性按土力学进行第三节土地平整工程设计二、耕作层地力保持工程设计1.客土回填工程设计客土来源：就近选择优先选择壤土、沙壤土质地较好的人工土回填厚度：不小于项目规划标准的最小厚度回填步骤回填区、来源区土壤调查评价平整、清理回填区，确定田面高程和回填土方量确定来源区范围、挖掘厚度及挖掘方式制定施工方案、进行施工作业回填后平整第三节土地平整工程设计二、耕作层地力保持工程设计2.表土保护工程设计表土剥离：指采用机械或人工措施，将适宜耕作的表土层或腐殖层土壤挖掘剥离出来的过程。表土储存与保育储存地点：距离剥离区较近、地形平坦、排水良好储存方式：集中、临时存放：表土边缘加固、层间隔离、上层覆盖防水排水第三节土地平整工程设计二、耕作层地力保持工程设计2.表土保护工程设计表土剥离厚度黄土及风沙区：无需剥离黑土区：50-80cm土石山区10-50cm红壤区30-50cm第三节土地平整工程设计二、耕作层地力保持工程设计表土剥离与再利用步骤剥离区、储存区土壤调查确定剥离范围和厚度，计算土方量和剥离率选择剥离工艺和工具指定剥离施工方案、进行剥离、运输作业表土分类堆放、确定堆高及堆量采取保水保肥和水保等保育措施剥离区平整后将储存土回填或其他利用第三节土地平整工程设计二、耕作层地力保持工程设计3.耕地土壤综合培肥工程基本要求根据整治后状况确定培肥目标基础指标改良优先田间协同实施保障主导产业与效益平衡实现农业资源循环利用（秸秆还田，表土再利用）轮作与用养结合实时监测调整技术措施（P120）第三节土地平整工程设计三、土方开挖1.涉及土方开挖的情况平整田块土层保护-表土剥离新增耕地翻耕平整田块表面的人工细部平整2.开挖量计算田地内部土方平整工程，可选断面法、方格网法、散点法、DEM模型以30cm为界，挖填土方地表平整按水平投影面积算，竖向平衡按体积算废弃损毁污染土地按面积算表土剥离回填按一般土方工程量计算第三节土地平整工程设计三、土方开挖人工细部平整工程安水平投影面积算爆破按爆破边界以天然密实体算挖运淤泥流沙按开挖边界和深度以体积算土方运输按天然密实体算第三节土地平整工程设计四、土方工程量计算（以断面和方格网为例）1.断面法适用范围：高差变化大，地形起伏大，自然地面复杂垂直挖深度大、截面又不规则道路等带状地形计算原理2311212...222nnnFFFFFFVlll式中：V—相邻两横断面间的土方量（m³），F1、F2……Fn—相邻两断面的挖（或填）方断面面积（㎡），l1、l2……ln—相邻两断面的间距（m）。P123公式注意事项第三节土地平整工程设计四、土方工程量计算2.方格网法适用范围：地形平坦、高差不大大四方棱划分方格网（依底图比例尺）填入原地形标高（网格交叉点，可采用等高线插值）填入设计标高计算差值（施工标高）求零点线计算土方量第三节土地平整工程设计四、土方工程量计算根据方格网中各个方格的填挖情况，分别计算出每一方格土方量。由于每一方格内的填挖情况不同，计算所依据的图式也不同。计算中，应按方格内的填挖具体情况，选用相应的图式，并分别将标高数字代入相应的公式中进行计算。第三节土地平整工程设计六、土方调配1.调配原则挖方与填方同时进行，减少重复倒运，同时保证挖方与填方平衡；运距最短，运输费用最小；尽量保留表土，以保证整理耕地质量；分区调配与全场调配相协调、相结合，避免只顾局部平衡，任意挖填而破坏全局平衡；土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合，地面施工与地下构筑物施工相结合。选择恰当的调配方向、运输路线。第三节土地平整工程设计六、土方调配2.调配步骤划分调配区。在平面图上先划出挖填区的分界线，并在挖方区和填方区适当划出若干调配区，确定调配区的大小和位置。划分时应注意以下几点：①划分调配区应与田块和其他建筑物的位置相协调，并考虑它们的施工顺序，工程的分期施工顺序；②调配区的大小应符合施工机械的行驶操作要求；③调配区的范围应和土方工程量计算划分的方格网相协调，通常可由若千个方格组成一个调配区；④当土方运距较大或场地范围内土方不平衡时，可考虑就近借土或弃土，此时一个借土区或一个弃土区可作为一个独立的调配区。计算各调配区的土方量。计算各挖、填方调配区之间的平均运距。确定土方最优调配方案。绘土方调配图.第四节灌溉与排水工程设计一、水源工程设计1.泵站工程设计灌溉泵站布置有引水渠：泵站尽可能靠近储水池无引水渠：水源岸坡陡、水位变化不大，直接从水源中提水第四节灌溉与排水工程设计一、水源工程设计泵站设计流量按灌水定额：Q为设计流量（m³/s），m为最大一次灌水定额（m³/hm2），A为灌溉面积(hm2），T为灌水延续时间(d)，t为水泵每天工作时间（h），η为灌溉水有效利用系数按灌水率TtmAQ3600AqQ第四节灌溉与排水工程设计一、水源工程设计灌溉泵站设计扬程泵站总扬程为出水池和进水池的设计水位之差，进、出水池的水力损失，进、出水流道或进、出水管道损失（包括局部损失和沿程损失）之和。其设计扬程为：H=(1+K)H净式中：H为特征扬程，H净为与H相应的特征扬程，K为估计的管道水利损失占净扬程的百分比。水泵选型（P133）第四节灌溉与排水工程设计一、水源工程设计2.机井工程设计管井出水量及单井控制面积出水量：理论公式或抽水试验单井控制面积井距与井数方形布井梅花形布井第四节灌溉与排水工程设计一、水源工程设计管井结构设计直径与深度：管径与出水量成对数正比关系，即含水层富水性强，井的口径也应越大，反之越小，（P134表6-5）受含水层埋藏深度、厚度影响井管管材类型钢管铸铁管钢筋混凝土管塑料管混凝土管无砂混凝土管适宜深度（m）＞400200~400150~200≤150≤100≤100第四节灌溉与排水工程设计二、输水工程设计1.渠道输水工程设计渠道流量推算输水损失计算（经验公式）第四节灌溉与排水工程设计二、输水工程设计1.渠道输水工程设计渠道流量推算输水损失计算（经验系数）渠道水有效利用系数渠系水利用系数田间水利用系数灌溉水利用系数第四节灌溉与排水工程设计二、输水工程设计配水方式（续灌、轮灌）设计流量计算轮灌：自上而下分配末级渠道的田间净流量田间水利用系数。三种轮灌情况，即支、斗、农渠全部轮灌；支渠续灌，斗、农渠轮灌；支、斗渠续灌，农渠轮灌。续灌：经验公式、经验系数最大最小流量计算最小流量是指渠道用水流量的最小值。一般渠道最小流量以不低于设计流量的40%，相应的最小水深不小于设计水深的70％为宜，以保证对下级渠道正常供水。加大流量是考虑到今后灌区内作物种植比例可能有变化，需要增加灌溉用水量；或由于气候的剧变