农田水利毕业设计.doc

精选优质文档-倾情为你奉上桃江县牛田镇农田水利设计DESIGN OF FARMLAND IRRIGATION AND DRAINAGE ENGINRRTING FOR NIUTIAN TOWN IN TAOJIANG COUNTRY目 录摘要1关键词11前言21.1选题背景和工程目标21.2工程设计目标21.3国内外研究现状21.3.1国内研究现状21.3.2国外研究现状22项目概况32.1项目相关指标概述32.1.1项目区位置和范围32.1.2项目所在区简况32.1.3设计项目区基本指标42.1.4项目建设内容42.2项目设计编制原则4 2.3项目区自然条件52.3.1地形地貌52.3.2气象52.3.3土壤52.3.4植被52.3.5水文与水文地质62.3.6工程地质62.3.7天然建筑材料62.4自然灾害62.5社会经济状况62.6土地利用现状62.6.1土地权属62.6.2土地利用结构72.6.2土地利用程度7 3项目区条件分析73.1项目基础设施分析73.1.1道路交通设施73.1.2水利设施73.1.3电力设施73.2项目区基础设施现状73.2.1水源条件73.2.2田间灌排设施状况73.2.3道路交通设施状况83.2.4电力设施93.2.5农田防护与生态环境保持设施93.2.6农村居民点建设发展状况93.3新增耕地来源分析93.4新增耕地土地适宜性分析93.4.1划分评价单元93.4.2确定评价因子及其参数103.4.3确定评价因子权重10 3.4.4总适宜性等级的确定113.4.5评价结果113.5自然限制因素113.6农业设施限制因素113.7规划限制因素123.8其他限制因素124水土资源供需平衡分析124.1灌溉水源124.2灌溉需水量分析124.2.1计算范围124.2.2灌溉定额的确定124.2.3需水量计算134.3可供水量分析144.3.1项目区水资源概况144.3.2供水现状144.4水土资源供需平衡分析145项目规划155.1项目工程规划155.1.1土地平整工程规划155.1.2灌溉与排水工程规划165.1.3田间路桥工程规划175.1.4农田防护与生态环境保护工程规划175.2规划方案比选175.2.1土地平整方案比选185.2.2水源工程方案比选185.2.3田间道布置方案比选195.2.4农田防护与生态环境保护方案比选195.3土地利用结构调整196项目工程设计196.1土地平整工程设计206.1.1土地平整分区20 6.1.2田块修筑工程设计20 6.1.3耕作层地力保持工程设计21 6.2灌溉与排水工程设计216.2.1水源工程216.2.2输水工程设计216.2.3渠道设计226.2.4灌溉渠道横断面设计236.2.5灌溉渠道纵断面设计246.3排水工程设计256.3.1排水沟流量计算256.4建筑物266.4.1管涵设计266.4.2跌水设计276.4.3节制闸、进水闸设计296.4.4渡槽设计296.5田间路桥工程设计296.5.1田间道296.5.2生产路306.5.3农桥工程设计306.6农田防护与生态环境保护326.7典型田块327结论32参考文献33致谢34附录35专心-专注-专业桃江县牛田镇农田水利设计学 生：周文姝指导老师：田大作(湖南农业大学工学院，长沙 )摘 要：为统筹城乡发展，以土地综合整治项目为平台，优化土地利用结构布局，加强耕地和生态环境保护与建设，改善农村生产生活条件，促进农业现代化和社会主义新农村建设，推动城乡统筹协调发展，桃江县牛田镇农田水利设计项目通过进行综合整治，既能增加有效耕地面积、提高耕地质量，又能提高综合生产能力，增加农民收入；本设计坚持科学态度，结合农田水利建设的经验，讲究经济效益并从理论和技术上解决农田水利现代化中出现的新问题，把农田水利科学技术不断推向前进。关键词：农田水利；工程设计；土地整理；Design of farmland and irrigation and drainage engineering for Niutian town in Taojiang country Student: Zhou WenshuTutor: Tian Dazuo(College of Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha , China)Abstract: To take both urban and rural development into consideration, to optimize the structural arrangement of land with the integrated land remediation poojects as a platform, to strengthen the protection and construction of arable land and ecological environment, to improve rural production and living conditions ,to promote agricultural modernization and new socialist rural construction, to promote the overall coordination development between urban and rural areas, farmland water conservancy project of TaoJiang town in NiuTian town carry on the comprehensive improvement, both can increase effective arable land, improve the quality of cultivated land, and improve the comprehensive production capacity, increase farmers' income; This design adhere to the scientific attitude, combined with the experience of irrigation and water conservancy construction, pay attention to economic efficiency from the theory and technology and solve the new problems arising from the irrigation and water conservancy modernization. Key words: Irrigation and water conservancy; Design of engineering; Land consolidation1 前言1.1 选题背景与工程意义农田水利建设是指为发展农业生产服务的水利事业。基本任务是通过水利工程技术措施，改变不利于农业生产发展的自然条件，为农业高产高效服务。农田水利建设就是通过兴修为农田服务的水利设施，包括灌溉、排水、除涝和防止盐、渍灾害等，建设旱涝保收、高产稳定的基本农田。1.2 工程设计目标 工程主要设计内容：整修田间灌排渠系，平整土地，扩大田块，改良低产土壤，修筑道路和植树造林等。小型农田水利建设的基本任务，是通过兴修各种农田水利工程设施和采取其他各种措施，调节和改良农田水分状况和地区水利条件，使之满足农业生产发展的需要，促进农业的稳产高产。采取蓄水、引水、跨流域调水等措施调节水资源的时空分布，为充分利用水、土资源和发展农业创造良好条件；采取灌溉、排水等措施调节农田水分状况，满足农作物需水要求，改良低产土壤，提高农业生产水平。1.3 国内外研究现状1.3.1 国内研究现状纵观我国农业基础设施理论与实践的研究，虽然起步不是很早，但近十几年来发展迅速，我国学者对农业基础设施概念、用途、作用机制和关于农田水利供给等方面作了大量的研究。近年来，农田水利等农业基础设施问题已经引起学术界的高度关注，理论界对农业基础设施概念、作用机制等问题进行了大量的研究，同时针对农业基础设施的发展中存在的问题也提出了大量的对策措施。随着研究不断深入，取得了大量的研究成果。这些成果说明，对农田水利等农业基础设施问题的研究正不断取得新的进展，这些成果丰富了我国基础设施的经济理论，为完善社会主义市场经济体制提供了理论依据。正是基于以上众多学者的研究成果，本文对桃江县牛田镇农田水利基础设施建设的进行了论述，力求找出更好的适合当地的发展思路。1.3.2 国外研究现状国外很少有专门关于水利基础设施建设系统的研究，目前的研究主要在公共产品理论、基础设施概念、投资及供给等方面，但无疑这些相关的研究对农田水利等农业基础设施建设的研究具有很好的借鉴意义。纵观国内外，有关基础设施的研究一般从基础设施产业的整体出发，农村基础设施往往作为基础设施的重要组成部分，包含在基础设施的大概念中。总体上，国内外对基础设施的相关研究除了基础设施的内涵外，主要集中在基础设施与经济发展关系、基础设施投融资等方面。国外的研究表明，有关基础设施的研究一般从基础设施产业的整体出发，农业基础设施往往作为基础设施的重要组成部分，包含在基础设施的大概念中。总体上，国外对基础设施的相关研究除了基础设施的内涵外，主要集中在基础设施与经济发展关系、基础设施投融资等方面，对农业基础设施建设以及日后的管理方面比较少。2 项目概况2.1 项目相关指标概述2.1.1 项目区位置和范围本项目位于桃江县南部的牛田镇，距县城约20km。项目区涉及杉树仑村、肖家冲村、古杉村和桃仁村4个行政村。地理坐标界于东经112°0653112°0824，北纬28°260928°2709之间。2.1.2 项目所在地区简况桃江自然资源丰富。素有“竹子之乡”、“茶叶之乡”、“有色金属之乡”、“建材之乡”等美誉。桃物产资源丰富，是国家重点商品粮基地县，生猪生产大县。拥有楠竹91万hm2，面积居湖南第一，全国第三。1996年国家林业部授予桃江首批十大“中国竹子之乡”称号；锑、锰、金、铁、钒、铀、钨等28种矿藏遍布全县，其中陶粒岩储量居全国县市级首位，花岗石、锰和石煤储量巨大；水全县水资源总量22.78亿m3，资江干流已开发和正在开发的水能总量38.5万Kw；境内旅游资源丰富，有国家级森林公园有桃花江竹海、桃花湖、浮邱山三个景点及罗溪瀑布、凤凰山、天问阁、美人窝、羞女山等众多景点。牛田镇位于县城南端，毗邻石牛江、松木塘和灰山港，距县城约20km，是桃江县的主要产粮区。鸬清公路贯穿古杉村，四个行政村的乡村公路已全部硬化，交通非常便利。牛田镇总面积73.88km2，总人口3.3万人，辖15个行政村，1个社区，有村民小组356个，农户10106户，耕地面积32177hm2，山林面积50464hm2。獭溪河贯穿而过，这里气候适宜，土地肥沃，物产丰富，交通便利，信息灵通，区位优势明显，是益阳市的一个经济重镇。主要农产品有水稻、黄豆和瘦肉型牲猪及土鸡。牛田镇还是工业重镇，到目前为止，共有大小工业企业860家。素有水泥建材之乡和烟花鞭炮之乡的美称。水泥、烟花、轧钢和造纸已经成为牛田的四大支柱产业，拥有年产10万砘以上的水泥生产企业三家，年产值200万元以上的烟花鞭炮生产企业10家，年产值9500万元的轧钢企业一家。目前，两个设计能力为年产3万吨以上，产值可达8000万元的纸业园已经建成，现已进入试产阶段。目前，市级工业园牛田镇工业小区正在规划建设之中。2.1.3 设计项目基本指标设计项目区总规模203.98 hm2，农田整理区建设总规模为203.82 hm2；经整理后新增耕地面积为6.13 hm2，新增耕地率为3.01%；城乡建设用地增减挂钩拆旧区面积为0.16 hm2，全部作为建设用地周转指标。2.1.4 项目建设内容本项目主要建设内容包括：土地平整工程、灌溉与排水工程、田间路桥工程、农田防护及生态环境保护工程共四大工程。(1)土地平整工程是对部分现有耕地和新增耕地区域的平整。对现有耕地有选择性的局部平整，通过内部平整或田块间土方调配等工程措施，尽可能的使田块规范和规整，减少田坎占地面积，为农业的集约化和机械化提供有利条件；对项目区未利用土地进行改造，通过土地平整、土壤改良等工程措施，实现耕种。(2)灌溉与排水工程主要是完善项目区灌排体系，在充分利用现有沟渠的前提下，布置农田灌排体系，配套灌排基础设施。根据项目区地形特点和群众要求，对项目区主要的灌溉渠道和排水沟进行整修硬化，新增部分斗渠、斗沟、斗灌排渠、整修原有沟，配套农沟和农渠，形成渠相通、旱能灌、涝能排高效农田灌溉体系。项目区内实现土地流转和进行农业产业结构调整的区域，按照其种植作物的特点进行灌排设计。(3)田间路桥工程的布局以现有农村道路为基础，结合县交通部门实施的畅通工程规划，对项目区内原有田间道路进行整修，对部分连接较大居民点和主干道的田间道进行硬化；在原有田间道路的基础上新修二级田间道和生产路，为生产物资及农产品的运输、田间作业机械和人畜田间作业提供有利的条件，为农业机械化和集约化发展奠定基础。(4)农田防护与生态环境保护工程主要体现在垃圾池的设置及下田坡道的修建。在居民点集中区域，为方便居民生产生活，降低环境污染，拟修筑垃圾池。下田坡道的修建主要防止农业机械下田作业时对路肩、沟渠造成的破坏。2.2 项目设计编制原则 （1） 以土地整理复垦开发为平台，统筹规划，聚合资金，整村推进，集中连片开展“田水路林村”综合整治。 （2）优化土地利用结构与布局，加强耕地和生态环境的保护与建设，改善农村生产生活条件，促进农业现代化和社会主义新农村建设，推动城乡统筹协调发展。 （3）按现代农业及适度规模经营的发展要求，通过对项目区田块内部机械平整或田块间土方调配等工程措施，进行格田规整，适应农业机械现代化发展要求。 （4）通过农村土地综合整治，促进土地流转，引导土地向规模经营集中。立足区域特色，调整优化农业产业结构，培育主导产业，着力推广应用农业科技。 （5）对区内的其他草地及田坎进行整治，使土地得到合理利用，并达到新增耕地的目的。 （6）充分利用现有沟渠的基础上，参照项目地形条件和当地农户的生产习惯，完善现有灌排体系。 （7)以现有公路为基础，结合新农村道路建设工程，配套完善田间道路网络。 （8）配套完善农业生产配套设施（机耕桥、闸、涵、下田坡道等）和环保设施（如垃圾池）。2.3 项目区自然条件2.3.1 地形地貌 项目区地势较平坦、开阔，土地集中连片，土质肥沃，适宜于各种农作物生长，境内植被覆盖良好，无裸露山地。总体呈现西南部高，东北部低的缓坡，海拔在60米95米之间。2.3.2 气象 项目区属于亚热带季风湿润气候区，四季分明，气候温和，热量充足，雨水集中，春温多变，夏秋多旱，严寒期短，暑热期长。多年平均气温16.8，多年平均降雨量1433mm，多年平均无霜期275 d，多年平均日照1646 h，多年平均蒸发量1373.4mm，多年平均风速1.8m/s，降雨多集中在46月份（约占全年降雨的43.5%），7月以后雨量减少。2.3.3 土壤项目区成土母质属第四纪红色粘土和近代河流冲积物，第四纪红色粘土一般覆盖于花岗岩、板页岩等其他母质之上，属堆积母质，经耕种熟化后的农业土壤有熟红土、红泥土、红黄沙土等。近河流冲积物主要由溪河流水携带泥沙淤积于平缓地带，属冲积母质，其特性是质地疏松，通透性好，养分含量比较丰富。2.3.4 植被项目区内主要植被类型以农田生长植物为主，包括水稻、蔬菜等。另有次生人工植被，主要栽培西瓜。2.3.5 水文与水文地质项目区水资源由地表水和地下水两大部分组成，水量十分充足。牛田镇地表水资源非常丰富，桃花江水库为项目区的主要水源，通过桃花江水库西干渠、峡山支渠（源自桃花江水库西干渠）、白羊坪支渠（源自桃花江水库西干渠）、山塘及拦水坝等实现自流灌溉，排水畅通。地下水分布遍及全县，地下水属红层风化裂隙水，埋藏深度在10-20m左右，水量中等，一般民用井出水量10-175t/d。2.3.6 工程地质项目区大地构造属第四纪构造体系，岩性大部分为浅变质岩中的砂质板岩、泥质板岩，岩石较为坚硬，不易风华侵蚀，小部分为石灰岩薄层灰岩。项目区成土母质为板、岩风化物。2.3.7 天然建筑材料项目区周边可利用的天然建筑材料有木材、碎石、块石等，这些建筑材料距离项目区较近，交通便利，且储量较大，完全可以满足项目区工程建设的需要。项目建设所需的其它天然建筑材料，可到牛田镇及周边乡镇或桃江县城建材市场购买。2.4 自然灾害 项目区灾害天气主要是冷害和洪涝。冷害主要为春寒、五月寒和九月寒，极低气温达到零下13.6。桃江县降水年内和年际分布不匀，丰水年雨季多洪涝。2.5 社会经济状况牛田镇辖15个行政村，1个社区，共337个村民小组，杉树仑村、肖家冲村、古杉村、桃仁村四个村共104个村民小组，2925户，2010年末人口总数9403人，其中非农业人口200人，占2.1%，全镇土地总面积73.8km2，其中耕地面积31546hm2。农业生产总值6.7亿元，农民人均收入5820元，主要农作物为水稻、玉米、红薯、花生、油菜、马铃薯等。年产牲猪3.2万头，牛1200头。其中桃仁村牲猪养殖规模较大，数量较多。2.6 土地利用现状2.6.1 土地权属 项目区涉及杉树仑村、肖家冲村、古杉村和桃仁村4个行政村。项目区内全部土地为农村集体所有土地，土地权属清楚，界线明确，无土地权属纠纷，并都已颁发集体土地所有权证书，耕地土地经营权已承包到户。2.6.2 土地利用结构 项目区建设规模面积203.98hm2，其中农田整理区总面积为203.82hm2，（其中耕地面积168.67 hm2，草地面积6.41hm2，交通运输用地11.99hm2，水域及水利设施用地7.99 hm2，其它土地8.76 hm2）；城乡建设用地增减挂钩拆旧区面积为0. 16 hm2。2.6.3 土地利用程度 项目区土地利用率达到了100.00%，土地垦殖率达到了82.75%。3 项目区条件分析3.1 项目基础设施分析3.1.1 道路交通设施 项目区位于县城南端的牛田镇，毗邻石牛江、松木塘和灰山港，交通便利，省道S206和县道鸬清公路通过其境。交通与出行比较便利，加快了农村与城市的交流。3.1.2 水利设施 项目区水源充足，通过桃花江水库西干渠、峡山支渠（源自桃花江水库西干渠）、白羊坪支渠（源自桃花江水库西干渠）、山塘及拦水坝实现自流灌溉。3.1.3 电力设施 项目区农村电网改造已基本完成，农民生活用电基本得到满足，农业生产电力也基本满足需求。3.2 项目区基础设施现状3.2.1 水源条件项目区内河网密布，水系发达，给项目区提供水源的主要为桃花江水库（库容7260万m3），其中源自桃花江水库西干渠的白羊坪支渠和峡山支渠可供水量为312.24万m3，可以满足项目区耕地的灌溉。项目区的山塘主要起补充灌溉作用，灌溉山塘周边小部分耕地。水源比较丰富，基本能够满足农田的灌溉。3.2.2 田间灌排设施状况项目区水源充足，通过桃花江水库西干渠、峡山支渠（源自桃花江水库西干渠）、白羊坪支渠（源自桃花江水库西干渠）、山塘及拦水坝实现自流灌溉。但区内其配套灌排系统缺乏统一规划，比较紊乱且大部分沟渠为土质沟渠，淤积渗漏现象严重，部分硬化渠道，也由于年久失修，破损渗漏严重，无法满足灌溉排水要求，造成灌溉水的浪费和排水不畅，同时渠道配套设施也不完善，影响区内农作物正常生长和产量提高。据调查项目区现有渠道状况如表1。 表1 项目区现有渠道调查表 Tab.1 The project areas questionnaire of existing channels编号底宽(m)深(m)现状状况规划后状况原有沟渠-120.8土沟废弃原有沟渠-22.51.5土沟废弃原有沟渠-316.36.5土沟整修清淤原有沟渠-43.70.5梯形土沟整修原有沟渠-512.55.0梯形土沟保留现状原有沟渠-62.60.6矩形土沟保留现状原有沟渠-71.60.8矩形土沟废弃原有沟渠-81.50.5矩形土沟废弃原有沟渠-915.56.5矩形土沟整修清淤原有沟渠-107.52.5矩形土沟整修原有沟渠-114.31.5矩形土沟整修原有沟渠-125.52.0矩形土沟整修原有沟渠-1331.2矩形土沟保留现状原有沟渠-146.22.5矩形土沟整修原有沟渠-154.51.8矩形土沟整修原有沟渠-1620.8矩形土沟整修原有沟渠-1720.8矩形土沟废弃原有沟渠-182.31.2矩形土沟保留现状3.2.3 道路交通设施状况项目区对外交通比较便利，鸬清公路贯穿整个古杉村区内各村村级公路相连接，已全部硬化。但部分道路路况较差，路面坑洼不平，且项目区内农业生产的田间道和生产路较少，未形成网络，不能适应机械化耕作要求，原有道路设施状况如以下表2；表2 项目区原有道路调查表 Tab.2 The original project area questionnaire of roads编号路面材质路面宽度(m)路面状况规划状况原有道路-1水泥路3.5较好保留现状原有道路-2土路1.8一般整修（砂砾石）原有道路-3水泥路1.0较好保留现状原有道路-4土路4.0一般整修（硬化173.3米）原有道路-5土路3.0一般整修（砂砾石）原有道路-6碎石路面3.0一般整修（砂砾石）原有道路-7水泥路2.0一般保留现状原有道路-8土路3.0一般整修（砂砾石）原有道路-9碎石路面4.0一般整修（硬化）原有道路-10土路3.5较差整修（砂砾石）原有道路-11水泥路3.0一般保留现状续表2编号路面材质路面宽度(m)路面状况规划状况原有道路-12水泥路3.0一般保留现状原有道路-13水泥路4.0一般保留现状3.2.4 电力设施据实地调研，项目区农村电网改造已基本完成，电力充足。项目区各村均有220V和380V的中低压线路，基本覆盖整个项目区，已接入各村民小组和各居民点，完全能够满足项目区居民生活用电及农业生产用电的需要。3.2.5 农田防护与生态环境保持设施 (1) 林网建设状况。项目区属丘岗冲垄山地丘陵区，周边山地林木茂盛，项目区内无成片林带，树木稀少，原宅基地有少量竹林及杂树。(2) 项目区内无工业生产，农民的生活污水和农业生产的农药化肥是主要的环境污染源，但基本上不会超过环境的自净能力。3.2.6 农村居民点建设发展状况 项目区位于牛田镇，共涉及杉树仑村、肖家冲村、古杉村和桃仁村4个村。项目区农村居民点基本集中连片，各村内交通方便，居民住房多为两层楼房。全村已通电，村内各项配套设施较齐全。在确定项目范围时考虑了项目区村民建房的需要，结合桃江县土地利用总体规划，因此项目区周边农村居民点建设将不占用本项目区内的耕地，增减挂钩项目的拆旧区作为建设用地周转指标。3.3 项目区新增耕地来源分析本项目总面积203.98 hm2，整理区面积203.82 hm2，预计净增耕地6.13 hm2，新增耕地率为3.01。新增耕地来源于以下几种地类：项目区有其他草地6.41 hm2，通过整理可变为耕地。项目区进行平整面积共58.12 hm2，田坎面积减少2.60hm2。同时道路工程和农田水利工程建设占用部分耕地，道路建设多占用1.95 hm2，农田水利用地多占用0.93 hm2。 表3 净增耕地来源表 Tab.3 A net increase of cultivated land source table 单位：hm2合计其他草地田坎农村道路农田水利用地6.136.412.60-1.95-0.933.4 新增耕地土地适宜性分析3.4.1 划分评价单元评价单元是土地适宜性评价的基本单元，是评价的具体对象。评价单元的划分要综合考虑各因素之间的相互关系、组合方式以及对耕地质量的影响。项目区新增耕地可根据其来源类型划分以下评价单元。表4 新增耕地适宜性评价单元划分表 Tab.4 New arable land suitability evaluation unit table 单位：hm2 评价单元其他草地田坎面积合计面 积6.412.609.013.4.2 确定评价因子及其参数评价因子的选择应选择那些对土地利用影响明显而相对稳定的因素，以便能通过因子指标值的变动决定土地的适宜状况。根据本项目的实际情况选取评价因子如下：有效土层厚度、土壤质地、地形坡度、表层土壤肥力、水源条件。根据适宜性情况，各项评价因子分“好、较好、一般、差” 四个强弱等级，等级越高，分值越高，各参评因子的最高赋分为100分，最低赋分为10分。 3.4.3 确定评价因子权重根据各评价因子对耕地质量的影响程度，确定各评价因子的权重，权重之和为1。评价因子参数及权重见表5。表5 新增耕地适宜性评价因子权重Tab.5 New arable land suitability evaluation factor weights评价因子强弱等级指标取值权重有效土层厚度好80cm1000.3较好79-50 cm70一般49-30 cm40差29 cm10土壤质地好壤土1000.2较好粘土、砂壤土70一般重粘土、砂土40差砂质、砾质10地形坡度好6°1000.2较好6°15°70一般15°25°40差25°以上10表层土壤肥力好可直接耕种1000.15较好需施少量农家肥可耕种70续表5评价因子强弱等级指标取值权重表层土壤肥力一般需施大量农家肥可耕种400.15差需施大量农家肥和有机肥10水源条件好不间断自流1000.15较好自流与提水相结合70一般提水40差需进行区外引水103.4.4 总适宜性等级的确定根据加权求和计算各评价单元的分值，确定评价单元分值90分以上为一等宜耕地类、70分以上为二等宜耕地类、50分以上为三等宜耕地类、50分以下不宜耕类。3.4.5 评价结果根据以上评价方法，新增耕地适宜性评价结果详见表6.表6 新增耕地适宜性评价结果表 Tab.6 New arable land suitability evaluation results in Table评价单元评价因子其他草地田坎评价因子权重有效土层厚度1001000.3土壤质地70700.15地形坡度701000.2水源条件401000