山东省小型农田水利工程建设技术手册文档格式.docx
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2工程等级
2.0.1根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)的有关规定:
塘坝(容积小于10万m3)、小型灌溉泵站(装机小于1000千瓦)、小型排水泵站(装机容量小于1000千瓦)、引水堰闸(流量小于1m3/s)、灌溉机井、雨水集蓄利用工程(容积小于500m3)等小型水源工程等别为V等,水工建筑物级别为5级。
大中型灌区末级渠系(流量小于1m3/s)、小型灌区渠系、井灌区输水管道、高效节水灌溉工程、控制面积3万亩以下的排水沟道等工程级别为5级,灌排建筑物为5级。
2.0.2塘坝(容积小于10万m3)、引水堰闸(流量小于1m3/s)、小型灌溉泵站(装机小于1000千瓦)、小型排水泵站(装机容量小于1000千瓦)等工程中位置特别重要,失事后将造成重大灾害,或采用新型结构、实践经验较少的5级主要建筑物;
5级的高填方灌排沟渠、大跨度或高排架渡槽、高水头或大落差水闸、倒虹吸、涵洞等灌排建筑物,其级别提高到4级。
2.0.4在防洪堤、挡潮堤上修建的小型农田水利工程,其级别不得低于防洪堤、挡潮堤的级别。
2.0.5倒虹吸、涵洞等灌排建筑物与公路或铁路交叉布置时,其级别不得低于公路或铁路的级别。
3技术标准
3.1防洪标准
3.1.1塘坝工程建筑物的防洪标准,按表3.1.1确定。
表3.1.1塘坝工程建筑物的防洪标准
项目
防洪标准(重现期a)
山区、
丘陵区
设计
30~20
校核
混凝土坝、浆砌石坝
200~100
土石坝、堆石坝
300~200
平原、
滨海区
设计
10
50~20
3.1.2引水堰闸(流量小于1m3/s)、小型灌溉泵站(装机小于1000kw)、小型排水泵站(装机容量小于1000kw)工程建筑物的防洪标准,根据《泵站设计规范》(GB/T50265-97)中表3.1.1之规定及《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-按表3.1.2确定。
表3.1.2引水堰闸、小型灌溉泵站、小型排水泵站工程建筑物的防洪标准
项目
引水堰闸
泵站
20
3.1.3大中型灌区末级渠系(流量小于1m3/s)、小型灌区渠系工程的灌排建筑物、灌溉渠道的防洪标准为10a一遇。
3.1.4灌区内必须修建的排洪沟(撇洪沟),其防洪标准可根据排洪流量的大小,按重现期5~10a确定。
3.2灌溉标准
3.2.1大中型灌区末级渠系(流量小于1m3/s)、小型灌区渠系、井灌区输水管道、高效节水灌溉工程等设计时,应首先确定灌溉设计保证率。
3.2.2灌溉设计保证率可根据水文气象、水土资源、作物组成、灌区规模、灌水方法及经济效益等因素,参照表3.2.2确定。
大中型灌区末级渠系(流量小于1m3/s)节水改造工程应与大、中型灌区的灌溉设计保证率一致。
表3.2.2灌溉设计保证率
灌水方法
作物种类
灌溉设计保证率(%)
地面灌溉
以旱作为主
50~75
以水稻为主
70~80
喷灌、微灌
各类作物
85~95
注:
作物经济价值较高的地区,宜选用表中较大值;
作物经济价值不高的地区,宜选用表中较小值。
3.2.3改良盐碱土或防治土壤次生盐碱化的地区,拟定作物灌溉制度时应考虑冲洗定额;
缺水地区拟定作物灌溉制度时宜考虑进行非充分灌溉。
3.2.4应采取措施提高灌区渠系水利用系数,使其设计值不低于表3.2.4所列数值。
表3.2.4渠系水利用系数
灌区面积(万亩)
>
30
1~30
<
1
渠系水利用系数
0.55
0.65
0.75
3.2.5管道水利用系数设计值不应低于0.95。
3.2.6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。
3.2.7灌溉水利用系数,应符合下列规定:
大型灌区不应低于0.50;
中型灌区不应低于0.60;
小型灌区不应低于0.70;
井灌区不应低于0.80;
喷灌区不应低于0.80;
微喷灌区不应低于0.85;
滴灌区不应低于0.90。
3.3排水标准
3.3.1排涝标准的设计暴雨重现期采用5~10a,大中型灌区末级渠系改造工程与大中型灌区骨干工程设计一致。
3.3.2设计暴雨历时和排除时间:
旱作区一般可采用1~3d暴雨从作物受淹起1~3d排至田面无积水;
水稻区一般可采用1~3d暴雨3~5d排至耐淹水深。
大中型灌区末级渠系改造工程与大、中型灌区骨干工程设计一致。
4小型水源工程
4.1总体要求
4.1.1小型水源工程主要是塘坝、小型引水堰闸、小型泵站、风力提水、小型蓄水工程、机井工程等。
4.1.2灌溉用水应以保持河、沟的合理流量和湖泊、水库的适宜水位,维持水体的自然净化能力为原则。
4.1.3塘坝、坑塘、渠、沟等水域岸边应保持天然植被,种植有经济价值并对水源有良好保护效果的乔木、灌木,建立水源保护区。
4.1.4生活饮用水与灌溉用水同用一个水源时,水源区不得有污染源存在。
4.1.5有污染源的地区,灌区取水工程应建在污染源上游,并应控制其取水量。
4.1.6开采具有多个含水层的地下水时,必须封闭水质不符合灌溉要求的含水层。
不得开采已被污染的潜水或承压水。
4.1.7地下水已过量开采的地区,有条件时应利用天然洼地、坑、塘、渠、沟或筑坝、建闸蓄水,进行渗水回补。
回补后的地下水水质不应劣于回补前,地下水位埋深不宜小于2m。
4.1.8塘坝、小型引水堰闸、小型泵站、风力提水、小型蓄水工程、机井工程等小型水源工程,要发挥民办公助的有效机制,推行“谁投资、谁受益、谁管理”的工程建设管理机制,因地制宜地推行运行管护机制,落实产权和管护主体。
4.1.9积极推行农民用水户协会管理机制,新建工程从建设之初到工程竣工验收,产权登记、移交,均有农民用水户协会参与,在水利部门和相关乡镇政府的指导、协调下,以农民用水户协会为主体,从工程规划、设计、招标、施工、竣工验收均有农民用水户协会参与,最终产权移交给农民用水户协会,由农民用水户协会对工程进行使用、维修维护和运行管理。
4.2塘坝
4.2.1塘坝坝型一般采用碾压式土石坝、混凝土坝、浆砌石坝等型式。
4.2.2塘坝设计除参照本手册外,应符合《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001),《砌石坝设计规范》(SL25-2006),《混凝土重力坝设计规范》(SL319-2005),《混凝土拱坝设计规范》(SL282-2003),《混凝土面板堆石坝设计规范》(SL228-98),《水闸设计规范》(SL265-2001),《溢洪道设计规范》(SL253-2000)等要求。
4.2.3塘坝工程设计规模应根据灌区灌溉设计保证率、水资源的可利用条件、灌溉用水量和其他用水量等,经调节计算并进行技术、经济比较后确定。
4.2.4塘坝型式应根据当地的地质条件,选择与周边环境相协调的工程形式,要考虑生态和美观效果。
4.2.5塘坝取水可采用卧管式取水设施,也可采用泵站取水方式。
4.2.6坝顶有生产交通要求时,坝顶路面宽不低于4m,上游侧设置栏杆或防浪墙;
无生产交通要求的,坝顶路面宽不低于1.5m,上游侧设置栏杆或防浪墙。
栏杆高度1.3m,要求美观结实、坚固;
防浪墙要求采用浆砌石或钢筋混凝土结构,并设置伸缩缝。
浆砌石防浪墙采用料石浆砌,高1.3m,厚度0.4m,料石帽石压顶,料石帽石单块尺寸可采用长0.8m、宽0.6m、厚0.3m;
钢筋混凝土防浪墙高1.3m,厚度可采用0.25~0.35m。
4.2.7塘坝大坝采用碾压式土石坝型式时,上游坝坡采取砌石或混凝土板护砌,下游采取草皮或混凝土梁格草皮护坡,排水设施应完善。
4.2.8塘坝建设要求大坝、溢洪道(必要时配置闸门)、放水洞或提水设施、坝后排水、安全检测设施配套齐全;
库容大于5万m3塘坝,需配备无人值守信息化监控与自动控制系统,以自动控制溢洪闸和放水洞闸门,保护塘坝安全。
4.2.9塘坝大坝采用混凝土坝、浆砌石坝型时,要求坝面光滑、美观,水力条件好、坝体稳定性好。
4.2.10为体现景观水利、生态水利,塘坝大坝、溢洪道(必要时配置闸门)、放水洞或提水设施等需美观大方、园林化、景观化,与周边环境协调一致,力求人水和谐。
塘坝竣工验收后,要落实管护主体,位置重要、防洪标准高的、跨行政边界的、库容大于5万m3塘坝,可将产权移交给当地镇政府,由当地乡镇水利站管理;
一般塘坝可建立农民用水户协会,产权移交农民用水户协会,并负责运行管理。
4.3小型引水堰闸
4.3.1渠首引水工程设计应根据河(湖)水位、河(湖)岸地形、地质条件和灌溉对引水高程、引水流量的要求,经技术、经济比较确定采用无坝引水或有坝(闸)引水方式。
4.3.2无坝引水渠首引水口位置的选择应符合下列规定:
(1)河、湖枯水期水位应能满足引水设计流量的要求。
(2)应避免靠近支流汇流处。
(3)位于河岸较坚实、河槽较稳定、断面较匀称的顺直河段或位于主流靠岸、河道冲淤变化幅度较小的弯道段凹岸顶点下游处。
(4)在弯道段河势不稳定的情况下,可根据高、中、低水位时不同弯曲半径所形成的弯道形态,采取必要的防洪护岸措施。
4.3.3无坝引水渠首的引水比宜小于50%,多泥沙河流上无坝引水的引水比宜小于30%。
4.3.4无坝引水渠首的引水角宜取30o~60o,引水口前沿宽度不宜小于进水口宽度的2倍。
4.3.5无坝引水渠首进水闸闸前设计水位,应取河、湖历年灌溉期旬或月平均水位进行频率分析,选取相应于灌溉设计保证率的水位作为闸前设计水位,也可取河、湖多年灌溉期枯水位的平均值作为闸前设计水位。
4.3.6无坝引水渠首进水闸设计流量,应取历年灌溉期最大灌溉流量进行频率分析,选取相应于灌溉设计保证率的流量作为进水闸设计流量,也可取设计代表年的最大灌溉流量作为进水闸的设计流量。
4.3.7采取侧面引水、正面排沙的有坝(闸)引水渠首,其进水闸应位于溢流坝一端或两端的河岸上,冲沙闸宜紧靠进水闸布置。
在多泥沙河流上,还应在进水闸前设置拦沙坎;
在冲沙闸前设置有导流墙分隔的沉沙槽,并在闸后设置冲沙槽。
4.3.8侧面引水、正面排沙的有坝(闸)引水渠首进水闸宜采用锐角进水方式,其前缘线宜与溢流坝坝轴延长线呈70o~75o夹角;
进水闸前的拦沙坎断面宜为倒“L”形,坎顶高程宜比设计水位时的河床平均高程高0.5~1.0m;
冲沙闸前的沉沙槽长度宜为进水闸宽度的1.3倍或比进水闸宽度长5~10m,其两侧导流墙的顶部高程宜高出溢流坝坝顶0.5m;
冲沙槽槽底坡降宜大于渠首所在河段河道底部平均坡降。
4.3.9有坝(闸)引水渠首位于河道狭窄、河岸较陡的山区河流,可采取隧洞引水方式。
进水闸可设在隧洞进口处。
在多泥沙河流上,也可在隧洞出口后设置沉沙槽,其末端可按正面引水、侧面排沙的方式布置进水闸和冲沙闸。
有坝(闸)引水渠首位于山区多泥沙河流、且要求引水流量较大时,可利用河势和有利地形采取人工弯道引水方式。
人工弯道宜布置在引水渠首段,其中心线宜与河道上泄洪闸的中心线成40o~45o夹角;
弯道的曲率半径可取水面宽度的5~6倍,长度不宜小于弯道曲率半径的1~1.4倍,弯道底部坡降宜缓于河道底部平均坡降。
在弯道末端可按正面引水、侧面排沙的方式布置进水闸和冲沙闸。
冲沙闸中心线宜与进水闸中心线呈35o~45o夹角。
有坝(闸)引水渠首位于大粒径推移质较多、水面比降较陡的山区河流时,可采取在溢流堰堰顶设底栏栅引水方式。
溢流堰堰顶高程宜高于河床多年平均高程的1.0~1.5m,底栏栅坡度宜取1/10~1/5。
小型引水堰闸竣工验收后,要落实管护主体,位置重要、防洪标准高的、跨行政边界的小型引水堰闸,可将产权移交给当地镇政府,由当地乡镇水利站管理;
一般小型引水堰闸可建立农民用水户协会,产权移交农民用水户协会,并负责运行管理。
4.4小型灌排泵站
4.4.1小型灌排泵站指装机功率小于1000kw的灌溉泵站、排水泵站、灌排结合泵站。
小型灌排泵站设计除参照本手册外,应符合《泵站设计规范》(GB/T50265-97),《泵站更新改造技术规范》(GB/T50510-2009)的要求。
4.4.2泵站选用的主泵应能满足设计扬程与设计流量的要求;
在加权平均扬程下,水泵应在高效区运行,并具有良好的抗汽蚀性能;
在最大扬程与最小扬程下,水泵应能安全稳定运行,不得产生汽蚀和动力机过载。
选用的水泵允许采用改变转速、车削叶轮和调整叶片安放角等调节运行工况的措施。
4.4.3小型灌排泵站选用的主泵台数按流量大小宜取3~9台,根据泵站的重要性可设1~2台备用泵。
4.4.4泵站动力机应首先采用电动机。
对电源紧缺且非经常运行的泵站,可采用柴油机,但必须设置能储存燃料油的储油设备。
有条件的地方,宜利用水力、风力或其它能源作为泵站动力源。
4.4.5泵站选用的动力机与水泵应配套合理。
动力机功率备用系数,电动机可采用1.05~1.3,柴油机可采用1.15~1.5。
如选用电动机,应对其启动特性进行校验。
4.4.6净扬程高于3m的轴流泵站与混流泵站,其装置效率不宜低于70%;
净扬程低于3m的轴流泵站,其装置效率不宜低于60%。
离心泵站的装置效率,抽取清水时,不宜低于65%;
抽取多泥沙水流时,不宜低于60%。
4.4.7从河道取水的灌溉泵站站址选择和总体布置,应根据地形、地质、水源、动力源等条件确定,并应满足防洪、防冲、防淤和防污要求。
取水口应选在主流稳定靠岸、能保证取水的河段。
取水建筑物设计应考虑河床变化的影响,并与河道整治工程相适应。
4.4.8从多泥沙河道取水的灌溉泵站,应采取防沙、沉沙、排沙和抗磨蚀等措施,控制过泵水流挟沙量不超过7%。
4.4.9高扬程提水灌溉工程,应根据灌区地形、分区、提蓄结合等因素确定一级或多级设站。
多级设站时,可结合行政区划与管理要求等,按整个提水灌溉工程动力机装机功率最小的原则确定各级站址。
排水泵站的布局,应根据自排与提排、排除涝水与降低地下水位、排水与灌溉相结合,以及现有和计划兴建的灌排渠系布置的要求,因地制宜选用集中或分散建站、一级或多级排水的方式。
排水泵站出水口不宜选在迎溜、岸崩、河床不稳定或淤积严重的河段。
有部分自排条件的排水泵站,宜与排水闸合建。
灌排结合泵站站址,应根据外水内引和内水外排的要求确定,总体布置应紧凑合理,配套涵闸的过流能力必须与泵站抽水能力相适应。
灌溉泵站的泵房位置以及引渠和出水管道的长度,应根据地形、地质、水流、泥沙等条件,经技术经济论证确定。
引水式布置应在引渠首部设进水闸,岸边式布置宜使进水建筑物前缘与岸边齐平或稍向水源凸出。
泵房结构布置必须满足泵房内机电设备布置、安装、运行和检修的要求,并应符合通风、采光、防火、防噪声的规定。
泵房应选择在岩土坚实和抗渗性能良好的天然地基上。
泵房地基岩土各项物理力学性能指标较差,且工程结构又难以协调适应时,可采用桩基、沉井基础或其它人工地基。
泵站前池或进水池应设置拦污栅,必要时应设防涡设施。
前池水流平面扩散角不应大于40o,向主泵进水口倾斜的底坡不宜陡于1:
4;
进水池流速不宜超过0.5m/s,超过其秒换水系数不应小于30。
进水管道内不得吸入空气和形成气囊。
管道应不断向主泵方向上升,且坡度不小于0.005,管口应有足够的淹没深度。
管道接头应密封。
进水管道的直径应根据管内允许流速确定:
管径为300~500mm时,管内允许流速可取1.0~1.5m/s;
管径为500~800mm时,可取1.5~2.0m/s;
管径大于800mm时,可取2.0m/s。
进水管道直径不得小于水泵的进水接管或水泵进口直径。
出水管道的出口上缘应淹没在出水池最低运行水位以下0.1~0.2m,末端应安装拍门或快速闸门。
虹吸式出水流道顶部应设置真空破坏阀。
进、出水流道的设计应使流速和压力沿程分布均匀变化。
在各种工况下进水流道内不得产生涡带。
进水流道的进口流速宜取0.8~1.0m/s,出水流道的出口流速宜取1.0~1.5m/s。
出水池与输水渠道的联接应采用渐变段,渐变段的平面收缩角不宜大于40o。
出水池流速不应大于2.0m/s,且不允许出现水跃。
高扬程、长管道的灌溉泵站,应对压力管道进行水锤计算。
计算项目应包括:
水泵启动时产生的启动水锤、关闭阀门时产生的关阀水锤和停泵时产生的停泵水锤。
必要时应设置水锤防护设施。
自动调压喷灌泵站的主泵,应选择高效区较宽、能覆盖泵站设计调压范围、并能实现流量搭接的同型号离心泵。
主泵台数宜取2~6台。
若无法由同型号泵实现流量搭接时,也可选用1~2台流量较小的泵。
调压泵配套电动机应允许频繁启动。
要建设园林式的泵站管理区,办理确权划界,建立管理区。
泵站厂房、管理用房要美观大方,厂区配电、管理、生活、休闲设施齐全,建设生态园林站区。
小型灌排泵站竣工验收后,要落实管护主体,位置重要、防洪标准高的、跨行政边界的小型灌排泵站,可将产权移交给当地镇政府,由当地乡镇水利站管理;
一般小型灌排泵站可建立农民用水户协会,产权移交农民用水户协会,并负责运行管理;
只具有独立排水功能、公益性的泵站,由县水利局成立专门水管单位或移交当地乡镇政府管理。
4.5风力提水工程
4.5.1风力提水工程范围:
本标准适用于单机功率0.1~20kw,总功率500kw以下的风力提水工程的规划、设计、施工、验收及管理。
4.5.2风力提水工程除参照本手册外,应符合《风力提水工程技术规程》SL343-2006的要求。
4.5.3风力提水工程的规模分类:
(1)风力提水站:
装机功率不大于1kw为微型泵站,大于1kw、不大于10kw为小型泵站,大于10kw、不大于20kw为中型泵站,大于20kw的为大型泵站。
(2)风力提水田:
总装机功率不大于100kw的为小型风力提水田,大于l00kw、不大于500kw的为中型风力提水田,大于500kw的为大型风力提水田。
4.5.4风力提水工程宜由以下部分组成:
风力机、风力机基础、控制系统、取水建筑物、水泵、输水管线(或渠道)、蓄水池、用水终端(或排水口)、必要的房舍及安全防护网。
图4.5.4风力提水系统示意图
1一水源;
2一水泵;
3一风力机;
4一上游输水管线;
5一控制室;
6一蓄水池;
7一下游输水管线;
8一用水终端
4.5.5风力提水工程建设地点应具备以下条件:
(1)有稳定、可靠的风能资源。
(2)有较适宜的水源条件,施工、运输较方便。
(3)便于工程的维护与管理。
(4)风力机的噪声不会对附近居民产生影响,机组运行对通信信号不会有大的电磁影响。
4.5.6风力提水工程建设地点的风能资源条件应符合下列要求:
(1)年平均风速不小于2.5m/s。
(2)年平均有效风能密度不小于300w/m2。
(3)年有效风速小时数大于3000h。
(4)30年一遇最大风速小于40m/s。
(5)盛行风向的风频应大于40%.次盛行风向的风频应大于25%。
(6)避开由于上风向地形的起伏或由于障碍物而引起的频繁湍流。
(7)避免风害对风力机寿命及生产安全的影响。
4.5.7应收集、整理风力提水工程建设地点的风能资源资料,包括以下内容:
(1)历年年、月平均风速(系列),系列标准差、离差系数及年际变化,年、月风速频率分布。
(2)年、月平均风能密度和有效风能功率密度。
(3)年、月各级有效风速小时数,各有效风速累积小时数及其频率。
(4)30年一遇极大、最大风速,大风日数,年、月盛行风向、次盛行风向及其频率。
(5)风速的日变化、月变化及季变化。
(6)连续无效风速小时数(日数)及频率分布。
(7)标准风压值。
(8)其他有关气象数据如:
气温极端值、气压、相对湿度、降水量、降水天数、日照时数、沙暴日数等。
4.5.8风力提水工程取水位置应符合下列要求:
(1)机械式直接提水机组的水源井应在机位附近区域,一般机位与水源工程为一体。
(2)发电式提水机组的机位和水源工程可分体布置,但机位与水源工程越近越好。
4.5.9风力提水工程的水源水量应符合下列要求:
(1)选用地下水源时,其允许开采量应大于设计取水量。
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