土地整治項目工程設計培訓課件

土地整治項目工程設計2014年4月2023/2/11內(nèi)容提要一、工程設計的主要內(nèi)容二、常用參考書籍三、設計成果2023/2/12一、工程設計的主要內(nèi)容（一）工程設計主要工程1土地平整及土壤改良2灌溉排水3道路4農(nóng)田防護等（二）工程施工設計內(nèi)容1土地整理項目施工的特點2土地整理項目施工布置3土地整理項目施工方法4土地整理項目質(zhì)量控制5土地整理項目進度管理2023/2/13二、常用參考書籍1《土地開發(fā)整理理論與實踐》；2《農(nóng)田水利學》；3《水土保持工程學》；4《渠道襯砌工程技術》；5灌區(qū)建筑物叢書，包括：《水閘》《倒虹吸》《渡槽》《農(nóng)橋》《渠道輸水工程》6《泵站》2023/2/14三、設計成果設計報告：1設計說明2施工組織設計3項目實施及運行管理圖紙：1現(xiàn)狀圖2規(guī)劃圖3設計圖2023/2/15第二部分工程設計一、土地平整二、灌溉排水(農(nóng)田水利)工程三、道路工程四、農(nóng)田防護和水土保持工程2023/2/16一、土地平整土地平整工程量的計算方法1方格網(wǎng)法：地形平緩或臺階寬度較大的地段，在田塊平面形狀比較方正的情況下，計算精度較高。2

DEM法：測量精度比較高，高程點數(shù)據(jù)比較密集的區(qū)域比較實用。3散點法：地形雖然有起伏，但變化比較均勻，不太復雜的地形。這種方法的特點是測量不受限制，可以根據(jù)地形情況，布置測點。4其它方法：調(diào)查法；實物工程量法。2023/2/17土地平整分區(qū)類型1）按地形分

1平原地區(qū)

2丘陵地區(qū)2）特殊用地平整分區(qū)

1采礦區(qū)(包括塌陷、地質(zhì)沉降、矸石壓占、棄渣壓占)2災毀地區(qū)(包括水毀、火燒、風蝕、地震、化學污損)3裸巖石礫地

4紫色巖區(qū)

5河灘地區(qū)(亂礫石地、砂土地)6鹽堿、澇漬地區(qū)

7居民點、工礦廢棄地2023/2/18方格網(wǎng)法計算土地平整工程量實例：

①劃分方格；

②確定各樁點設計高程：

③計算零點位置；

④計算土方工程量。2023/2/19成果要求

1平原區(qū)應將格田的田面設計高程逐塊標注于規(guī)劃圖上；

2梯田，不能將具體田塊全部繪制在規(guī)劃圖上，應單繪梯田土方計算圖。有兩種方法：

一是選取典型地塊，采用橫斷面法計算典型地塊的平整工程量，其典型面積不小于所代表面積的10％，需有平面圖和斷面圖；

二是進行坡度分區(qū)，根據(jù)不同坡度的田面寬及高度，分坡度計算單位面積的平整工程量，再按照項目區(qū)不同坡度面積計算項目區(qū)土地平整工程量。需有分區(qū)坡度圖。

3土地平整盡量做到格田內(nèi)部挖填平衡，如為滿足特殊要求而調(diào)整田面設計高程的，應盡量做到區(qū)域土方平衡，做好土方調(diào)配，降低工程造價。2023/2/110灌溉排水工程設計2023/2/111灌溉排水工程（一）作物灌溉制度（二）灌溉水源（地表水和地下水）（三）水土資源平衡分析（四）田間灌水方式（五）輸水工程：渠道和管道（六）排水系統(tǒng)（七）渠系建筑物2023/2/112灌溉標準灌溉保證率，常用下式進行計算：

式中：

p——灌溉設計保證率（%）；

m——灌溉設施能保證正常供水的年數(shù)；

n——灌溉設施供水的總年數(shù)。灌溉設計保證率因各地自然條件、經(jīng)濟條件的不同，多介于50～95%之間。一般缺水或以旱作物為主的地區(qū)，其灌溉設計保證率可低一些；而豐水或以水稻為主的地區(qū)，其灌溉設計保證率可高一些。2023/2/113（一）作物灌溉制度灌溉制度：作物播種前（水稻插秧前）及全生育期內(nèi)的灌水次數(shù)、每次的灌水日期、灌水定額和灌溉定額。灌水定額：一次灌水單位灌溉面積上的灌水量，各次灌水定額之和稱為灌溉定額。2023/2/114灌溉制度的制定1總結群眾豐產(chǎn)灌水經(jīng)驗。多年來進行灌水的實踐經(jīng)驗是制定灌溉制度的重要依據(jù)。灌溉制度調(diào)查應根據(jù)設計要求的干旱年份，調(diào)查這些年份的不同生育期的作物田間耗水強度(mm/d)及灌水次數(shù)、灌水時間間距、灌水定額及灌溉定額。根據(jù)調(diào)查資料，可以分析確定這些年份的灌溉制度。2根據(jù)灌溉試驗資料制定灌溉制度。

許多灌區(qū)設置了灌溉試驗站，試驗項目一般包括作物需水量、灌溉制度、灌水技術等。試驗站積累的試驗資料，是制定灌溉制度的主要依據(jù)。但是，在選用試驗資料時，必須注意原試驗的條件，不能一概照搬。3按水量平衡原理分析制定作物灌溉制度。

在參考群眾豐產(chǎn)潛水經(jīng)驗和田間試驗資料的情況下，用水量平衡原理進行計算。2023/2/115水稻泡田定額及生育期灌溉定額調(diào)查成果表（中等干旱年）單位：m3/畝2023/2/1161、泡田期灌溉用水量（泡田定額）用水量平衡原理計算水稻灌溉制度2023/2/117注：h0=30mm~50mm泡田定額與土壤、地勢、地下水埋深和耕犁深度等因素均有關。不同土壤的泡田定額如下表：幾種土壤的泡田定額2023/2/118用水量平衡原理計算水稻灌溉制度2、水稻生育期內(nèi)灌水量2023/2/119水稻生育期灌溉制度2023/2/120水量平衡法制定旱作物的灌溉制度2023/2/121設計灌水率灌水率是根據(jù)全灌區(qū)各種作物的灌溉制度，及作物種植面積占總種植面積的比例計算制定的，利用它可以計算出灌區(qū)各級渠道的設計流量。

如某種作物種植面積占灌區(qū)總種植面積的比例為a，其某次灌水定額為m（m3畝-1），則該作物本次灌水所要求的灌水率為：

（m3/s/萬畝）

式中：T―本次灌水延續(xù)的時間（d）；

t―每天灌水時數(shù)，一般自流灌區(qū)按24h/d計，揚水灌

區(qū)按20～22h/d計

主要作物的灌水延續(xù)時間如下：

水稻：泡田期灌水7～15d；生育期灌水3～5d。

小麥：播前灌水10～20d；拔節(jié)后灌水10～15d。

棉花：苗期、花鈴期灌水8～12d；吐絮期灌水8～15d。

玉米：拔節(jié)抽穗期灌水10～15d；開花期灌水8～13d。

2023/2/122

灌溉水源地表水a(chǎn)）引水工程：引水樞紐b）攔蓄工程：塘堰d）提水工程：泵站地下水源a）大口井b）筒井2023/2/123引水樞紐引水樞紐又稱為渠首工程，通常有壩（或者攔河閘）、進水閘、沖沙閘、沉沙池和上下游整治工程等。引水樞紐可分為有壩引水和無壩引水。2023/2/124塘壩1、塘壩規(guī)劃要素：集水面積（即來水量）調(diào)蓄容量，即合適的塘面、塘深和塘容灌溉面積，盡量做到自流灌溉2023/2/125塘堰設計圖2023/2/126泵站1、泵站的設計內(nèi)容

抽水站的設計涉及泵站的規(guī)劃選址、管道布設、水力學計算、水泵的選配、安裝與維護保養(yǎng)等諸多內(nèi)容。2、泵站組成

抽水站一般由主機房、進水池、出水池、管道系統(tǒng)等組成。機房中的水泵機組，是抽水站的主要設備。3、水泵的主要參數(shù)

①流量

②揚程

③允許吸上真空高度

2023/2/127根據(jù)提灌區(qū)的灌溉需水流量確定，可參照渠道設計流量的相關公式計算，但要考慮機械每天能夠工作的時數(shù)。

式中：

Q—設計抽水灌溉流量（m3/s）；

qi—第i種灌溉作物的灌水率（m3/s/萬畝）(i=1,2,...,n)；

Ai—第i種灌溉作物的灌溉面積（萬畝）(i=1,2,...,n)；

T—設計灌水周期（d）；

t—抽水機的日工作小時數(shù)（h/d），一般可取16h/d；

η—灌溉水的有效利用系數(shù)。

灌水流量的確定泵站設計圖2023/2/128a）輸水渠道設計

b）輸水管道設計輸水工程——渠道或管道2023/2/129①引水部分

②輸水、配水渠道

③田間灌水系統(tǒng)（田間工程）

④排水泄水系統(tǒng)

⑤渠系建筑物渠系的組成2023/2/1301）渠道設計流量、加大流量確定

2）渠道斷面

按形狀可分：矩形斷面、梯形斷面和U形斷面；

按施工挖填方分：挖方渠道、填方渠道和挖填方3種。

3)斷面設計參數(shù)要素：

①邊坡系數(shù)m；

②渠道超高a；

③渠頂寬度d；

④底寬b；

⑤水深h；

⑥比降i；

⑦糙率n。渠道輸水系統(tǒng)設計2023/2/131渠道設計流量渠道工作制度輪灌渠道續(xù)灌渠道輪灌有利于減少輸水損失，提高灌水效率，但同時也加大了設計流量，增加了工程量。一般在較大的灌區(qū)，斗渠以下實行輪灌。渠道設計流量=凈流量+損失水量凈流量=設計灌水率×控制面積2023/2/132橫斷面選擇渠道單體實例2023/2/133尺寸設計根據(jù)渠道斷面類型用下式計算：2023/2/134先確定渠底寬度b、邊坡系數(shù)m，試算設計流量時的h設計水深加大流量時的h加大水深h設計渠深=h加大水深+

安全超高a流速檢驗：v不淤<v設計<v不沖渠道設計參數(shù)確定2023/2/135襯砌形式2023/2/136主要設計內(nèi)容：在已定線的渠線縱斷面圖上，推求設計水位線、渠底線、渠頂線，標出建筑物類型，計算土方工程量等。

渠道縱斷面設計2023/2/137管道輸水系統(tǒng)設計1、管材的種類①塑料硬管②軟質(zhì)管③水泥類預制管④金屬管2023/2/138管道輸水系統(tǒng)設計2、設計流量3、管徑選擇管徑在滿足流量和壓力的前提下按費用最小的原則進行選擇。管道的管徑選擇一般是先根據(jù)各種不同管材的經(jīng)濟流速選定，然后進行水力學計算校核水頭損失是否合理。4、管路水力計算

①局部水頭損失：

②沿程水頭總損失：

2023/2/139灌溉系統(tǒng)的一般設計程序明渠灌溉系統(tǒng)的一般設計程序為：灌溉方式及灌溉制度的確定→需水量計算→各級渠道設計流量的計算→確定渠道橫斷面尺寸→渠道縱斷面設計（渠系建筑物設計、田間灌溉要求的水位推求）→繪制渠道縱斷面圖→渠首設計和其他建筑物設計→計算工程量

2023/2/140a）排水標準

b）排澇流量和排漬流量

c）排水溝間距

d）排水溝道縱橫斷面設計

排水工程2023/2/141a）排水標準

1、排水標準的制定

排澇設計標準一般是用發(fā)生某一頻率（或重現(xiàn)期）而不受災的暴雨雨量和降雨歷時來表示的，亦被稱之為設計暴雨。

目前，我國大多數(shù)地區(qū)采用重現(xiàn)期為5~10年一遇（頻率P=20~10%）的暴雨作為排澇設計標準，條件較好的地區(qū)可適當提高標準。

允許排水時間，不少地區(qū)采用一日暴雨兩天或三天排除，三日暴雨三天或五天排除為標準。

2023/2/142b）排澇流量和排漬流量

1、定義

排澇設計流量：系指在發(fā)生排澇設計標準規(guī)定的暴雨時，排水溝所能通過的最大流量或平均流量，由排澇設計標準及排水溝道控制的排水面積大小決定。排水系統(tǒng)應按發(fā)生排澇設計標準規(guī)定的暴雨所產(chǎn)生的最大徑流流量Qmax（洪峰流量）進行設計。

排漬流量：與田間地表徑流量一樣，地下排水流量自降雨開始后也有類似的變化過程，同樣存在一個流量高峰，此高峰要滯后于地面徑流洪峰，地下徑流高峰過后，地下水位將逐漸回落，直至某一要求的排水控制深度，之后排水溝排出的地下水流量稱為日常設計流量或排漬流量。

2、計算方法

①經(jīng)驗公式法：

②平均排除法：

2023/2/143c）排水溝間距

田間排水溝間距除滿足除澇排水要求以外，還應根據(jù)機耕及其他方面的要求進行綜合分析確定。

我國南方地區(qū)末級排水溝間距多為100~200m。

單純排除地面水的排水溝溝深視排水流量而定，一般不超過0.8~1.0m，兼有控制地下水位作用的明溝，其深度則視防漬和防鹽要求而定。2023/2/144d)排水溝道橫斷面設計

（1）排水溝的比降i。一般要比灌溉渠道坡度為大，平原地區(qū)可參照以下范圍選擇：斗溝1/2000―1/5000，農(nóng)溝1/1000―1/3000。

（2）排水溝道的邊坡系數(shù)m。一般比灌溉渠道邊坡為緩。

（3）排水溝道的糙率n。由于排水溝內(nèi)常年有水，且養(yǎng)護管理情況一般較灌溉渠道差，所以進行縱橫斷面設計時應選擇較大糙率，通常取值0.025～0.03。

（4）排水溝的不沖、不淤流速和灌溉渠道的設計一樣，排水溝道縱橫斷面設計的最小流速（即不淤流速）一般采用0.2～0.3m/s。不沖流速主要決定于土壤質(zhì)地

（5）其他指標溝道的最高水位一般低于地面0.2～0.3m以上；下級溝道溝底不得高于上級溝道溝底；上下級溝道銜接處要有一定的水位落差(一般為0.1～0.2m)。2023/2/1452023/2/146渠系建筑物（1）引水建筑物：渠首進水閘、有壩引水時的引攔河壩、沖沙閘、渠首的提水灌溉水泵站；（2）配水建筑物：配水建筑物主要包括分水閘和節(jié)制閘；（3）交叉建筑物：隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞，橋梁等；（4）銜接建筑物：跌水和下田埠；（5）泄水建筑物：渠岸上溢洪道或泄水閘，干、支、斗渠的末端退水閘和退水渠；（6）量水建筑物：量水堰、量水槽；2023/2/147閘的類型（1）進水閘：進水閘是建于渠首處,從河道、水庫或湖泊岸邊引水的水閘（2）分水閘：干渠以下各級渠道首部控制并分配流量的閘（3）節(jié)制閘：調(diào)節(jié)上游水位，控制下泄流量的水閘（4）泄水閘：

一種航電和水電樞紐工程中的泄水閘,包括堰體、閘墩、閘門、啟閉機房和軌道梁（5）排水閘：是用以排泄洪澇漬等多余水量的水閘，常建于排水渠末端的江河沿岸堤防上。（6）沖沙閘：利用河（渠）道水流沖排上游河段或渠系沉積的泥沙的水閘。又稱排沙閘。小型泄水閘2023/2/148渡槽渡槽是渠道跨越河、渠、溪谷、洼地、道路的明流輸水建筑物，與倒虹吸相比，水頭損失小，便于通航，管理運用方便2023/2/149倒虹吸倒虹吸是設置在渠道與河流、谷地、道路相交的壓力輸水建筑物，與渡槽相比造價低、施工方便的優(yōu)點，但是水頭損失大，運用管理不方便。山谷、溪流因谷道深邃難以修建渡槽，需要高填方，采用繞線方案有困難，經(jīng)過經(jīng)濟技術比較，采用倒虹吸的方案較為經(jīng)濟合理則采用。2023/2/150涵涵洞是公路或鐵路與溝渠相交的地方使水從路下流過的通道，作用與橋相同，但一般孔徑較小，形狀有管形、箱形及拱形等。涵管指一種埋設于地表以下的管道，用鋼筋混凝土澆鑄而成，俗稱水泥管。2023/2/151橋梁渠道橋梁是道路跨越渠道的交叉建筑物，可分為公路橋、簡易公路橋和便橋。土地整理項目涉及的橋梁多為中小型。2023/2/152跌水當灌溉、排水及其他引水渠道通過地形陡峻的地區(qū)時，為了保持渠道的設計比降和避免流速過大而發(fā)生沖刷破壞，可以通過跌水進行銜接。跌水是水流由跌水缺口流出，呈自由拋射狀態(tài)跌落于消力池的連接建筑物，有單級跌水和多級跌水兩種形式。2023/2/153下田埠當田面比田間道路的高程要低，形成斜坡狀時為了方便人、畜、機下田作業(yè)一般需要設計下田埠，下田埠通過溝渠的需要設計涵管。2023/2/1541、滿足田間灌水、分水要求。

2、滿足排水、泄水要求。

3、滿足地面交通要求。

4、滿足建筑物功能需要，主體結構和尺寸不缺少。

5、建筑物設計盡量定型化，方便施工。

6、注意各部位協(xié)調(diào)連接。

7、滿足建筑物安全需要：如基礎埋深，防洪、泄流等。

8、滿足指導施工、招標需要。建筑物設計要點2023/2/155a）主要技術參數(shù)

b）路基填土

c）路面結構

三、道路工程設計2023/2/156a）主要技術參數(shù)

1）平面設計

2）縱斷設計。主要反映兩條線，一是地面線，是根據(jù)道路中線上各樁的高程而點繪成的一條不規(guī)則折線，反映了原地面的起伏變化情況；另一是設計線，它是經(jīng)過技術研究后確定出來的一條具有規(guī)則形狀的幾何線形，反映了道路路線的起伏變化情況。

3）路肩、邊坡與邊溝

路肩的作用主要是保護路面結構的穩(wěn)定、供發(fā)生故障的車輛臨時停車、進行養(yǎng)護操作等。對于土地整理項目道路系統(tǒng)，在滿足路肩功能最低需要的前提下，盡量采取較窄的路肩。對于田間道和生產(chǎn)路，一般采用土路肩，寬度控制在0.5～1.0米之間。

邊溝的作用排除由邊坡及路面匯集的地表水，確保路基與邊坡的穩(wěn)定，邊溝的形式主要有梯形、三角形兩類。邊溝的底寬與深度一般不應低于0.4米，縱坡一般不小于0.5%。

2023/2/157

1）砂土。應適當摻加一些粘性大的土，或?qū)⒈砻婕庸烫岣呗坊€(wěn)定性。

2）砂性土。砂性土是修筑路基的良好填料，加路邊石。

3）碎石質(zhì)土。其顆粒較粗，含細粒成分不多時，具有足夠的強度、抗變形能力和水穩(wěn)性，是修筑路基的良好材料。

4）礫石、不易風化的石塊。透水性很強，水穩(wěn)定性好，強度高，施工季節(jié)不受影響，是最好的路基填筑材料。

5）粉土和粘土，透水性和穩(wěn)定性均差，不適于做路基。b）路基填土2023/2/1581）面層

直接承受行車作用的層次。表面應有良好的抗滑性和平整度，根據(jù)土地開發(fā)整理要求，面層可選擇為砂礫、碎石摻土或不摻土的混合料，厚度一般在15～20cm，根據(jù)基層需要，路邊可做巖石固定。

2）墊層

設置在面層之下。主要用來調(diào)節(jié)基層受力條件，將面層力均勻傳于地基。修筑墊層的材料一般就地取材，對筑基材料分析后采用。一般砂土、碎石質(zhì)土、礫石等透水性好的材料作為墊層較好。c）路面和基礎結構2023/2/159四、農(nóng)田防護工程防護林建設要符合林業(yè)總體規(guī)劃，在水土流失嚴重的地區(qū)更應重視防護林的建設。（1）樹種選擇防護林以防護為目的，防護林的樹種一般應具有生長快、郁閉早、壽命長、防護作用久、根系發(fā)達、耐干旱、再生力強、繁殖容易等特點，還要兼顧經(jīng)濟效益。（2）工程設計中要考慮立地條件、造林密度等，使防護林工程達到防護效果。2023/2/160制圖要求2023/2/161現(xiàn)狀圖測繪要素測繪項目區(qū)各地類的數(shù)量及分布情況。調(diào)查測繪區(qū)內(nèi)溝渠走向、寬度、水深、堤頂高程，道路寬度、路面材料。區(qū)內(nèi)水工建筑物及其它建筑物要定位。實地調(diào)查測繪地類界和權屬界限。對區(qū)外必要的水系、道路等進行測繪，反映與區(qū)內(nèi)的相互聯(lián)系。對區(qū)內(nèi)的塘、壩、庫等水源工程需要進行詳細的測繪。擬建塘、壩、庫等工程選址處要加密測點或測量大比例尺地形圖。涉及拆遷的居民點等建筑物要確定位置、面積、權屬。測繪項目區(qū)的電力線路及附近變電站。2023/2/162現(xiàn)狀圖繪圖要求圖例繪制清晰，色調(diào)協(xié)調(diào)，地類界限明顯，涉及到的圖例及色標應按標準規(guī)定的圖例及色標執(zhí)行。較為重要的道路、灌排溝渠等線性地物應按比例尺繪制。道路、灌排溝渠等級及結構形式宜進行標注。項目區(qū)內(nèi)的建筑物（如水工建筑物）應標注于圖紙上。項目區(qū)內(nèi)權屬界線應標注清楚，宜標注到最末級所有權主體。排水涉及到溝道、湖泊、外河等，需要標注堤頂高程、水位等。區(qū)外道路應有與區(qū)內(nèi)連接段。2023/2/163現(xiàn)狀圖繪圖要求河流、坑塘、湖泊等水系應標示清晰。水源涉及到塘、壩、水庫等，需要標注該蓄水工程的特征水位，如堤頂高程、溢洪水位、灌溉渠首水位等。涉及居民點拆遷工程的應對需要拆遷的建筑物進行標注。不涉及拆遷的建筑物只繪制其范圍界線即可。項目區(qū)電力線路要區(qū)分高低壓線路并注明電壓等級，根據(jù)調(diào)查注明項目區(qū)附近的可利用變電站。必須標注土地利用變更日期和繪制土地利用結構表（按新三級地類統(tǒng)計并具體到村）。圖幅整飾包括圖名、圖例、坐標系統(tǒng)、指北針、編制單位、比例尺、制圖日期等內(nèi)容2023/2/164規(guī)劃圖繪制要素規(guī)劃圖要反映原始地形、地物及土地利用狀況。規(guī)劃圖要繪制反映規(guī)劃后土地利用的地類符號或以色標標識土地分類。必須繪制能夠反映整理前后土地利用變化的面積統(tǒng)計表。要清晰標識出原有工程（原有工程、改建工程）設施。項目區(qū)田塊要編號，平原區(qū)田塊宜標注設計高程。清晰標識道路、渠道（流向）、排水溝（流向）、防護林、機井、農(nóng)橋、閘、涵、電力線路、跌水及其它有關建（構）筑物的位置。標示項目區(qū)外附近的重要地物，如道路、干渠、河流、排水承泄區(qū)等，反映與區(qū)內(nèi)相應工程的聯(lián)系。圖幅整飾要齊全，布局要協(xié)調(diào)美觀。2023/2/165規(guī)劃圖繪制要求規(guī)劃圖必須以現(xiàn)狀圖為底圖繪制。地類符號和色標按相關規(guī)定繪制，整理后的各地類面積按片（可不分村）統(tǒng)計。