土地整治高标准农田建设 第3部分:灌溉与排水
ICS 65.020 B 00 陕 DB61 西 省 地 方 标 准 DB 61/ T 991.3—2015 土地整治高标准农田建设 第 3 部分:灌溉与排水 Land reclamation construction of high standard farmland Part 3: Irrigation and drainage 2015 - 11 - 24 发布 陕西省质量技术监督局 2016 - 01 - 01 实施 发 布 DB61/ T 991.3—2015 目 前 次 言 ............................................................................ II 1 范围 ............................................................................... 1 2 规范性引用文件 ..................................................................... 1 3 一般规定 ........................................................................... 1 4 水源工程 ........................................................................... 4 5 输水与灌溉工程 .................................................................... 23 6 喷微灌工程 ........................................................................ 32 7 排水工程 .......................................................................... 39 8 渠系建(构)筑物 .................................................................... 45 9 泵站工程 .......................................................................... 52 参考文献 ............................................................................ 59 表 1 灌溉与排水工程等别划分标准 ....................................................... 2 表 2 灌溉与排水工程允许修建的建筑物级别 ............................................... 2 表 3 地面灌溉设计保证率表 ............................................................. 3 表 4 分区田间水、渠系(管道)水利用系数 ............................................... 3 表 5 各工程类型区适宜溢流坝型表 ....................................................... 7 表 6 溢流坝坝高及坝坡比表 ............................................................. 7 表 7 溢流坝底宽 ....................................................................... 8 表 8 均质土坝断面尺寸参考表 .......................................................... 12 表 9 黏土斜墙土石坝断面尺寸参考表 .................................................... 12 表 10 黏土心墙土石坝断面尺寸参考表 ................................................... 13 表 11 各工程类型区农用井特性指标 ..................................................... 15 表 12 雨水集蓄工程居民生活供水定额 ................................................... 19 表 13 雨水集蓄工程畜禽养殖供水定额 ................................................... 19 表 14 不同作物集雨灌溉次数和灌水定额 ................................................. 19 表 14 不同作物集雨灌溉次数和灌水定额 (续) ......................................... 20 表 15 雨水集蓄工程供水保证率 ......................................................... 21 表 16 容积系数 ....................................................................... 22 表 17 水窖窖型及容积参考表 ........................................................... 23 表 18 混凝土性能的允许最小值 ......................................................... 26 表 19 灌水沟要素 ..................................................................... 27 表 20 灌水畦要素 ..................................................................... 28 表 21 不同管材摩阻系数、流量指数、管径指数值表 ....................................... 31 表 22 不同管材的管内经济流速 ......................................................... 32 I DB61/T 991.3—2015 表 23 表 24 表 25 表 26 表 27 表 28 表 29 表 30 表 31 表 32 表 33 表 34 表 35 表 36 表 37 表 38 表 39 表 40 表 41 表 42 II 设计日灌水时间 ................................................................. 34 喷头组合间距 ................................................................... 35 各类土壤的允许喷灌强度 ......................................................... 36 坡地允许喷灌强度降低值 ......................................................... 36 喷灌雾化指标 ................................................................... 36 微灌设计土壤湿润比 ............................................................. 38 微灌设计耗水强度 ............................................................... 38 微灌滴水器(滴灌带出水点)间距 ................................................. 39 排渍模数经验值 ................................................................. 41 土质排水沟最小边坡系数 ......................................................... 42 旱作区末级固定排水沟深度和间距表 ............................................... 42 排渍防碱末级固定排水沟深度和间距表 ............................................. 43 吸水管埋深经验值 ............................................................... 44 吸水管埋深与间距 ............................................................... 45 透水孔宽度表 ................................................................... 45 砌石拱涵尺寸参考表 ............................................................. 51 动力机备用系数 K 值参考表 ....................................................... 55 不同海拔高程处的大汽压力表 ..................................................... 56 不同水温时的饱和蒸汽压力表 ..................................................... 56 喇叭口悬空高度及淹没深度 ....................................................... 58 DB61/ T 991.3—2015 前 言 DB61/T 991分为 7 个部分,每个部分可单独使用: ——第1部分:规划与建设; ——第2部分:土地平整; ——第3部分:灌溉与排水; ——第4部分:农田输配电; ——第5部分:田间道路; ——第6部分:农田防护与生态环境保持; ——第7部分:辅助工程。 本部分为DB61/T 991的第3部分。 本部分按照GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本部分由陕西省国土资源厅提出并归口。 本部分起草单位:陕西省土地整理中心、陕西诚业土地勘测规划设计公司。 本部分主要起草人:史鉴、陈悦、姜曾安、寇宗武、赵碧波、郑克敬、丁天寿、崔耀武、邓贤艺、 雷行忠、刘立明。 本部分由陕西省土地整理中心负责解释。 本部分首次发布。 联系信息如下: 单位:陕西省土地整理中心 电话:029-88450992 地址:西安市雁塔区高新路52号高科大厦 邮编:710075 III DB61/ T 991.3—2015 土地整治高标准农田建设 第 3 部分:灌溉与排水 1 范围 DB61/T 991的本部分规定了土地整治高标准农田建设中,有关灌溉与排水工程所涉及的一般规定、 水源工程、输水与灌溉工程、喷微灌工程、排水工程、渠系建(构)筑物、泵站工程等方面的要求。 本部分适用于陕西省内各级国土资源管理部门批准建设的土地整治高标准农田建设项目,可作为项 目设计、建设管理、施工监理和主管部门对项目审查、审批、竣工验收的依据。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 5084 农田灌溉水质标准 GB/T 20203 农田低压管道输水灌溉工程技术规范 GB/T 50085 喷灌工程技术规范 GB 50265 泵站设计规范 GB 50288 灌溉与排水工程设计规范 GB/T 50363 节水灌溉工程技术规范 GB/T 50485 微灌工程技术规范 GB/T 50596 雨水集蓄利用工程技术规范 GB/T 50600 渠道防渗工程技术规范 GB/T 50625 机井技术规范 SL/T 4 农田排水工程技术规范 SL 21 水工建筑物抗冰冻设计规范 SL 24 堰槽测流规范 SL 189 小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范 SL/T 225 水利水电工程土工合成材料应用技术规范 SL 265 水闸设计规范 SL 482 灌溉与排水渠系建筑物设计规范 DB61/T 279-1999 U型道量水槽基本要求 DB61/T 280-1999 U型道直降式量水槽基本要求 DB61/T 281-1999 U型道扰物形喉口式量水槽基本要求 DB61/T 282-1999 U型梁道U型长喉道量水槽基本要求 DB61/T 991.2-2015 土地整治高标准农田建设 第2部分:土地平整 DB61/T 991.5-2015 土地整治高标准农田建设 第5部分:田间道路 3 一般规定 1 DB61/T 991.3—2015 3.1 工程等级 3.1.1 工程等别划分 引水枢纽工程等别按引水流量划分;泵站工程等别按单站流量和单站装机功率划分;灌溉渠道工程 等别按输水流量划分;排水沟渠工程等别按排水流量划分;渠系建筑物工程等别按过水流量划分。灌溉 与排水工程等别划分标准见表1。 表1 灌溉与排水工程等别划分标准 流 量 3 m /s 工程等别 引水枢纽 泵站工程 灌溉渠道 排水沟渠 渠系建筑物 4 10~2 10~2(1.0~0.1) 20~5 50~10 20~5 5 ﹤2 ﹤2 (﹤0.1) ﹤5 ﹤10 ﹤5 注:括弧内为单站装机功率,单位为兆瓦(MW)。 3.1.2 建筑物级别划分 灌溉与排水工程中允许修建的建筑物级别,宜与工程等别相一致,并结合项目区已有工程现状按表 3 2 确定。其中,新修引水枢纽工程的引水流量不宜大于2m /s;泵站工程应按单站流量和单站装机功率 划分;对于排灌结合的渠道,当灌溉和排水流量分属两个不同建筑物级别时,应按其中较高的级别确定。 表2 灌溉与排水工程允许修建的建筑物级别 引水流量 工程项目 3 m /s 10~2 4 ﹤2.0 5 10~2(1.0~0.1) 4 ﹤2(﹤0.1) 5 20~5 4 ﹤5.0 5 50~10 4 ﹤10.0 5 20~5 4 ﹤5.0 5 引水枢纽 泵站工程 灌溉渠道 排水沟渠 渠系建筑物 注:括弧内为单站装机功率,单位为兆瓦(MW)。 3.2 灌溉标准 3.2.1 灌溉设计保证率 2 建筑物级别 DB61/ T 991.3—2015 灌溉设计保证率应根据水文气象、水土资源、作物组成、灌区规模、灌水方法及经济效益等因素确 定。在灌区内进行工程建设时,灌溉设计保证率宜采用原灌区的灌溉标准;新建灌区的地面灌溉设计保 证率可按表3选定。 当项目区水资源充沛或作物经济价值较高时,灌溉设计保证率可适度提高,但旱作区的灌溉设计保 证率不宜超过75%,水稻 区的灌溉设计保证率不宜超过85%;采用微灌、喷灌方式的灌溉设计保证率可取 85%~95%;引洪淤灌系统的灌溉设计保证率可取85%~90%。 表3 地面灌溉设计保证率表 灌溉设计保证率 工程类型区 % 风蚀沙化区 50 黄土丘陵沟壑区 50 黄土梁塬沟壑区 50 渭北黄土台塬区 50 渭河河谷冲积平原区 75 秦巴山地区 旱作区 50~75、水稻区 80 汉中盆地川道区 旱作区 75、水稻区 85 3.2.2 灌溉水利用系数 土地整治高标准农田工程均应实行节水灌溉。灌溉水利用系数在不同灌区分别为:蓄引灌区不应低 于0.65;井灌区不应低于0.80;喷灌区、微喷灌区不应低于0.85;滴灌区不应低于0.90。其中,地面灌 溉的田间水利用系数、渠系水和管道水利用系数宜符合表4的要求。 表4 分区田间水、渠系(管道)水利用系数 渠系(管道)水利用系数 地面灌溉田间 工程类型区 水利用系数 蓄引灌区 2 667hm ~3333 hm 2 井灌区 2 <667hm 渠道防渗 管道输水 风蚀沙化区 >0.92 0.70 0.75 0.90 >0.97 黄土丘陵沟壑区 >0.92 0.70 0.75 0.90 >0.97 黄土梁塬沟壑区 >0.92 0.70 0.75 0.90 >0.97 渭北黄土台塬区区 >0.90 0.75 0.80 0.90 >0.97 渭河河谷冲积平原区 >0.90 0.70~0.75 0.80 0.90 >0.97 秦巴山地区 >0.90 0.70 0.75 0.90 >0.97 汉中盆地川道区 >0.90 0.70 0.75 0.90 >0.97 注1:田间水利用系数为实际灌入田间的有效水量与从农(分)渠口引进水量的比值,渠系水利用系数为斗渠以上 (含斗渠)的渠道水利用系数乘积; 2 注2:3333 hm 以下的中小型抽水灌区渠系水利用系数为自流灌区渠系水利用系数+0.05。 3.3 排水标准 3 DB61/T 991.3—2015 3.3.1 排涝标准 3.3.1.1 应以排水区发生一定重现期暴雨,作物不受淹作为设计排涝标准。 3.3.1.2 排涝标准的设计暴雨重现期应根据排水区的自然条件、涝灾的严重程度及影响大小等因素, 经技术经济论证确定,一般可采用 5 年~10 年。关中渭河冲积平原和汉中盆地川道区采用 10 年;其他 地区采用 5 年。经济条件较好或有特殊要求的地区,可适当提高标准。 3.3.1.3 设计暴雨历时和排除时间应根据排涝面积、地面坡度、植被条件、暴雨特性和暴雨量,以及 农作物耐淹水深和耐淹历时等条件, 经论证确定。旱作区一般可采用 1 日~3 日暴雨从作物受淹起 1 日~ 3 日排至田面无积水;水稻区一般可采用 1 日~3 日暴雨 3 日~5 日排至耐淹水深。关中平原区和陕南 山地丘陵区暴雨历时和排除时间可采用 3 日,水稻区排除时间可采用 5 日;其他地区可采用 1 日暴雨 1 日排出。 3.3.2 排渍标准 3.3.2.1 有渍害的旱作区,农作物生长期地下水应以设计排渍深度作为控制标准,但在设计暴雨形成 的地面水排除后,应在旱作物耐渍时间内将地下水位降低至耐渍深度。水稻区应能在晒田期内 3 日~5 日将地下水位降至设计排渍深度;改良盐碱土或防治土壤次生盐碱化的地区,应在返盐季节前将地下水 控制在临界深度以下。除以上要求外,还应满足农业机械耕作要求,排渍深度一般可采用 0.6m ~0.8m。 3.3.2.2 设计排渍深度、耐渍深度、耐淹时间和水稻田适宜日渗漏量,应根据当地或邻近地区农作物 试验或种植经验调查资料分析确定。无试验资料或调查资料时,旱田设计排渍深度可取 0.8m ~1.3m, 水稻田设计排渍深度可取 0.4m ~0.6m,旱作物耐渍深度可取 0.3m ~0.6m,耐渍时间 3d ~4d,。水稻 田适宜日渗漏量可取 2mm/d~8mm/d(黏性土取较小值,砂性土取较大值)。 3.3.3 模数设定 设计排涝模数和设计排渍模数均应根据当地或邻近地区的实测资料分析确定,并应符合7.1.4的规 定。 3.4 灌排水质 3.4.1 农田灌溉用水的水质应符合 GB 5084 的规定。其中,pH 值宜为 5.5~8.5;含盐量应小于 2000mg/L;水田作物灌溉用水中的悬浮物含量应小于 150mg/L,旱作物灌溉用水中的悬浮物含量应小于 200mg/L,蔬菜种植区灌溉用水中的悬浮物含量应小于 100mg/L;含沙量不应大于渠道输沙能力,泥沙 粒径宜小于 0.15mm; 在作物生长期内灌溉水温与农田地温之差宜小于 10℃,水稻田灌溉水温宜为 15℃~ 35℃。喷微灌工程还应符合喷微灌系统对水质的要求。 3.4.2 利用处理后的城市污水灌溉时,其水质还应符合 SL 368 的相关规定。 3.4.3 排入灌排渠系的地面水和污水应符合 GB 3838 和 GB 8978 的规定。 3.4.4 不得引用医药、生物制品、化学试剂、农药、石油炼制、焦化和有机化工处理后的污水进行灌 溉。 4 水源工程 4.1 无坝引水 4.1.1 适用条件 在地表河流、沟、溪上引水,当河道流量、水位能满足灌溉引水要求时,宜修建无坝引水工程。 4 DB61/ T 991.3—2015 4.1.2 规划原则 4.1.2.1 无坝引水的设计流量应根据河道来水量和灌溉需水量综合分析确定。当河道来水量大于灌溉 需水量时,应按设计代表年的最大灌溉流量作为引水设计流量;当河道来水量小于灌溉需水量时,应按 河流历年枯水期平均流量作为引水设计流量。 4.1.2.2 无坝引水工程枢纽建筑物的设计洪水重现期为 10 年(P=10%),校核洪水重现期为 20 年(P=5%)。 4.1.3 工程布置 4.1.3.1 无坝引水口宜选择在坚固、稳定的微弯河段凹岸顶点偏下游处,以减少泥沙入渠,其距弯道段 凹岸顶点的距离应满足公式(1)的要求: = L KB R +1 B ……………………………(1) 式中: L——引水口至弯道段凹岸顶点的弧线长度,单位为米(m); K——弯道系数,K值为0.6~1.0 ,一般取0.8(系数K的值主要与分沙比ε值有关,当K=0.8时,ε 值最小,因此规定系数k值一般取0.8); B——弯道段水面宽度,单位为米(m); R——弯道段河槽中心的弯曲半径,单位为米(m)。 4.1.3.2 无坝引水口所在河段应河势较为稳定,并应避开易产生漩涡及浅滩的地方,以避免河道中泥 沙淤积引水口。 4.1.3.3 为防止河道两岸冲刷、主槽摆动,引起主流远离取水口,宜在受冲刷处修建护岸工程;若存 在主流摆动,引起主流远离取水口的情况时,经技术论证可修建相应的顺坝及护岸坝垛等工程;在河窄 流急,河床有下切趋势的河段,取水口处可采取稳固河床的工程措施。 4.1.3.4 取水口位于推移质泥沙少、流量小的河道时,可在满足引水水位的河床内,横向开凿导流槽 引水入渠。导流槽与河道水流方向应成小于 90 º的夹角,进水闸应布置在取水口附近。 4.1.3.5 无坝引水的引水角宜取 30º~60º,引水口前沿宽度不宜小于进水口宽度的 2 倍。 4.2 小型溢流坝 4.2.1 工程类型及适用条件 4.2.1.1 工程类型 小型溢流坝按坝体材料分为浆砌石坝、混凝土坝、堆石坝。 4.2.1.2 适用条件 4.2.1.2.1 当河道流量较丰,但水位不能满足灌溉引水要求时,可修建拦河坝,壅水灌溉。 4.2.1.2.2 枯水期时,当河道缺少地表径流,而地下潜流比较丰富时,可修建截潜坝,拦截地下潜流 灌溉。 4.2.2 溢流坝规划 4.2.2.1 规划原则 3 4.2.2.1.1 溢流坝坝高一般不宜超过 5.0m,引水流量宜控制在 2m /s 以下。 5 DB61/T 991.3—2015 4.2.2.1.2 溢流坝应建于河流顺直、河势稳定、地质条件较优的河段。若条件受限,也可选择在弯曲 河段或裁弯取直的新开河段。进水闸宜选择在河岸稳定的顺直河段或弯曲段凹岸顶点稍偏下游处。 4.2.2.1.3 溢流坝枢纽平面布置应力求紧凑,功能满足,工程量最省,便于施工及运行管理。 4.2.2.1.4 溢流坝应适应河流水位涨落变化,满足灌溉引水的要求。 4.2.2.1.5 溢流坝应尽量修建在岩基上。若在非岩基上修坝时,宜修建在密实地层上。 4.2.2.2 技术要求 4.2.2.2.1 设计引水量应根据河道来水量和灌溉需水量综合分析确定。当河道来水量大于灌溉需水量 时,应按设计代表年的最大灌溉流量作为引水设计流量;当河道来水量小于灌溉需水量时,应按河流历 年枯水期平均流量作为引水设计流量。 4.2.2.2.2 灌溉需水量的值应根据灌溉制度、灌溉面积、灌溉水利用系数计算确定。灌溉设计保证率、 灌溉水利用系数应符合表 3、表 4 的规定。 4.2.2.2.3 冲沙闸设计流量应满足冲沙和稳定主槽的要求,一般采用 50%~70%频率的洪峰流量。 4.2.2.2.4 溢流坝枢纽建筑物的设计洪水重现期为 10 年(P=10%),校核洪水重现期为 20 年(P=5%)。 4.2.2.2.5 溢流坝坝顶设计高程应满足灌区引水要求,但不宜过高,以免对上、下游河道产生较大影 响。溢流坝校核洪水的坝前壅水位不得高于相应河段的河岸高程。 4.2.2.2.6 冲沙闸底板高程应低于进水闸底板高程,且不宜高于多年平均枯水位的河床平均高程。当 河流含沙量较大,而河床本身经常处于淤积情况时,底板高程应适当抬高。 4.2.3 工程布置 小型溢流坝工程一般由溢流坝体、冲沙闸、进水闸、岸墙(翼墙)等部分组成,总体布置通过技术经 济比较综合分析确定,工程布置应符合以下要求: a) 溢流坝坝址应位于河流顺直、河势较为稳定、地质条件较优的河段,或主流靠岸、河道冲淤变 化较小的弯道凹岸顶点稍偏下游处。坝轴线一般垂直河道主流布设。 b) 溢流坝一般采取侧面引水、正面排沙的方式。进水闸可布置于坝一侧或两侧的河岸处,进水闸 前缘线与坝轴线夹角一般为 70º~75°,冲沙闸应紧靠进水闸布置。 c) 溢流坝位于河道狭窄、两岸较陡的山区河流时,宜采取隧洞(引水渠)式引水。进水闸宜布设 在隧洞(引水渠)进口处。若河流含沙量大,宜在隧洞出口后或引水渠适宜地方设置沉沙槽,在 沉沙槽末端按正面引水、侧面排沙的方式布置进水闸和冲沙闸。 d) 较小河道的小型溢流坝工程,可不设置冲沙闸门和进水闸门,仅留冲沙口和进水口,冲沙口和 进水口宜设置用于简易拦水的闸槽。进水口可正面取水。 e) 截潜(流)坝应布置在沟谷较长、控制流域面积较大的谷口附近,或沟谷泉水露头的下游;也 可布置在沟谷较窄、两岸基岩出露、河床覆盖层较浅的地方。截流墙、截渗洞宜与沟谷水流方 向垂直布设。 f) 为了正确选择截潜坝位置和截潜深度,需要对可能开发的潜流量进行估计。一般可根据河沟上 游泉水露头、河床上的基流量或附近水井或探井的抽水试验指标估算。当覆盖层较浅时,可根 据截流地点上下游水井的情况估计,首先测出上下游水井(或探坑)的水位差△H 和距离 L, 推算出地下水面坡降 J,再根据河床覆盖层深度确定含水层的厚度和宽度,计算出过水断面面 积 ω,然后利用公式(2)估算河沟潜流量 Q。 Q = KJω 式中: Q——潜流量,单位为立方米每秒(m3/s); 6 ……………………………(2) DB61/ T 991.3—2015 K——含水层渗透系数,单位为米每秒(m/s); J——地下潜流水面坡降; ω——过水断面面积,单位为平方米(m2)。 4.2.4 坝型与结构 4.2.4.1 溢流坝坝型 4.2.4.1.1 溢流坝坝形应根据坝址处地形、地质条件和筑坝材料等因素分析确定。一般宜采用浆砌石 重力坝、混凝土坝和坝面采取工程措施的堆石坝。 4.2.4.1.2 各工程类型区适宜溢流坝坝型、坝高、坝坡比,可参考表 5、表 6 拟定。 表5 各工程类型区适宜溢流坝型表 工程类型区 适宜坝型 风蚀沙化区 浆砌石坝、混凝土坝 黄土丘陵沟壑区 浆砌石坝、堆石坝 黄土塬梁沟壑 程类型 黄土梁塬沟壑区 渭北黄土台塬区 冲 原 渭河河谷冲积平原区 类 浆砌石坝、混凝土坝 型 秦巴山地区 浆砌石坝、浆砌石拱坝 汉中盆地川道区 表6 溢流坝坝高及坝坡比表 坝 型 坝 坡 高 m 迎水面 比 背水面 重力坝 ≤5 0~1:0.33 1:0.70~1:0.85 堆石坝 ≤5 1:1.50~1:2.00 1:1.50~1:3.00 混凝土面板堆石坝 ≤5 1:1.50~1:2.00 1:1.50~1:3.00 拱坝 ≤5 0~1:0.30 0~1:0.30 4.2.4.2 溢流坝结构 4.2.4.2.1 溢流坝一般由坝体、上游防渗铺盖、下游消力池及护坦组成。 4.2.4.2.2 溢流坝坝面宜采用非真空抛面曲线,坝面曲线一般由坝顶曲线段、直线段和反弧段组成, 坝体断面尺寸应满足抗滑稳定和基底应力的要求。 4.2.4.2.3 对于较低的溢流坝,宜采用梯形断面,且坝顶转用半径 0.2m~0.5m 圆弧连接。 4.2.4.2.4 浆砌石溢流坝砂浆强度等级不宜低于 M10,石料强度不低于 MU30,混凝土溢流坝强度等级不 宜低于 C15。 4.2.4.2.5 溢流坝的底宽,应根据坝高和溢流水深确定。初步拟定时,坝底宽可参考表 7 确定。梯形 断面溢流坝的顶宽应根据选定的底宽和坝坡确定。 7 DB61/T 991.3—2015 表7 溢流坝底宽 地基土壤性质 溢流坝底宽 砂砾石、砾石 (1.25~1.75)H 砾壤土、沙土 (1.75~2.00)H 壤土 (2.00~2.25)H 黏土 (2.25~2.50)H 注:H为坝的上下游最大水位差。 4.2.4.2.6 溢流坝坝体抗滑稳定验算宜按以下方法进行: a) 考虑坝底与岩基间磨擦力时,应按公式(3)进行验算: KC = f ∑W ∑P …………………………………(3) 式中: K C ——抗滑安全系数(Ⅳ、Ⅴ等级坝非岩基时应不小于1.15,岩石地基时应不小于1.05); f ——磨擦系数,根据坝基地质类别(岩基或非岩性基础)确定; ΣW ——作用于1m宽坝段上所有垂直力的代数和,单位为吨或千牛(t或KN),包括自重、水重、泥 沙重和扬压力; ΣP ——作用于1m宽坝段上所有水平力的代数和,单位为吨或千牛(t或KN),含上下游水平方向水 压力和泥沙压力之和。 b) 考虑坝底与岩基磨擦力及黏着力时,应按公式(4)进行验算: K'C = f '∑W + C' A ∑P …………………………………(4) 式中: K C ——抗滑安全系数(Ⅳ、Ⅴ等级坝非岩基时应不小于1.15,岩石地基时应不小于1.05); f'——坝底与岩基间的磨擦系数或非岩性基础上坝底齿墙间土壤内磨擦系数,即f’=tgΦ(Φ为土 壤内磨擦角); ΣW ——作用于1m宽坝段上所有垂直力的代数和,单位为吨或千牛(t或KN),包括自重、水重、泥 沙重和扬压力; C'——坝底与岩基接触面上的黏着力或非岩性基础上坝底齿墙间土壤的黏着力,单位为吨或千牛 2 2 每平方米(t/m 或KN/m ); A ——坝基底面积或非岩性基础上坝底齿墙间土体剪切面面积,单位为平方米(m2); ΣP ——作用于1m宽坝段上所有水平力的代数和,单位为吨或千牛(t或KN),包括上下游水平方向 水压力和泥沙压力之和。 8 DB61/ T 991.3—2015 4.2.4.2.7 溢流坝上游应设置防渗铺盖,下游应设置消能、防冲及排水设施。对于黏土地基,宜在坝 体上游侧布设水平黏土(可加设土工膜)铺盖,下游侧布设排水及反滤设施;对于沙土地基,宜在坝体 上游侧布设混凝土铺盖,坝下宜设置混凝土板桩防渗,下游侧排水措施宜设置于护坦下面。防渗铺盖长 度宜为 3 倍~5 倍的坝前水头;黏土铺盖上游端厚度不小于 0.5m,且应向坝基方向逐步加厚,混凝土铺 盖上游端的厚度 0.25m~0.5m,与坝基连接处的厚度不小于 0.5m。 4.2.4.2.8 溢流坝下游护坦一般采用混凝土或浆砌石结构,混凝土护坦强度等级不低于 C20;浆砌石结 构的砂浆强度等级不低于 M10,石料强度不低于 MU30;护坦处应布设反滤层及排水孔。混凝土护坦厚度不 宜小于 0.3m,浆砌石护坦厚度不宜小于 0.5m。如溢流坝所在河段洪水流量较大,应在护坦下游设置海 漫,海漫宜采用干砌石或铅丝石笼,厚度不宜小于 0.5m。 4.2.4.2.9 溢流坝下游消力池一般采用浆砌石或混凝土结构。消力池池深不宜小于 0.5m,池底板厚不 宜小于 0.3m,池长为 3 倍~5 倍坝前水头。 4.2.4.2.10 浆砌石、堆石溢流坝坝面宜设置混凝土防冲防渗护面,采用素混凝土护面时,厚度不小于 0.3m;采用钢筋混凝土护面时,厚度不小于 0.2m,且护面内的构造筋应与坝体砌石采用钢筋锚固。当 溢流坝坝顶单宽流量较小时,也可采用质地良好的料石护面,料石厚度不小于 0.3m。 4.2.4.2.11 修筑于非岩性地基上的浆砌石溢流坝,应沿坝轴线每隔 20m~30m 设置一道伸缩缝;混凝 土溢流坝应每隔 10m~20m 设置一道伸缩缝。 4.2.4.2.12 溢流坝进水闸、冲沙闸、退水闸一般采用开敞式,闸室宜采用钢筋混凝土结构。闸门宜选 用铸铁闸门,启闭机宜选用螺杆式。 4.2.4.2.13 溢流坝坝体、铺盖、护坦及消力池等,应设置完整的止水设施。 4.3 陂塘 4.3.1 陂塘类型 4.3.1.1 陂塘按其修建位置分为山塘与平塘。修建在山谷谷口的称山塘,修建在平(缓)地上的称平 塘。 4.3.1.2 陂塘按筑坝材料分为土石塘坝、浆砌石塘坝、混凝土塘坝。 4.3.2 适用条件 4.3.2.1 陂塘适用于山地、丘陵区自然汇流条件较好的河谷地带,以拦蓄地表径流或泉水,为农田灌 溉供水。 4.3.2.2 陂塘适用于调蓄灌区内余弃水,用以补充灌溉高峰期供水之不足。 4.3.2.3 陂塘适用于干旱少雨,且年降雨量时空分布不均的山丘河谷地区,沿河(沟)集水蓄水,供 农田抗旱灌溉用水。 4.3.3 工程规划 4.3.3.1 陂塘选址应考虑地形、水文、地质、建筑物布置、施工及管理等因素,综合比较确定。 4.3.3.2 塘坝址宜选择在地质构造简单的岩基、厚度不大的砂砾石地基或密实的土基上。 4.3.3.3 陂塘坝址不宜选在深厚的强透水砂砾石层、岩溶发育地区、严重风化破碎的岩层、活动性断 裂层带以及软基上,如不能避开,应采取处理措施。 4.3.3.4 选址时,应考虑陂塘蓄水后,不会在库区产生大的渗漏,不会产生大规模的淹没、坍塌、滑 坡。在丘陵和平原地区,应避免浸没面积过大。 4.3.4 陂塘容积 9 DB61/T 991.3—2015 4.3.4.1 陂塘容积应根据多年平均来水量和灌溉需水量确定。当多年平均来水量大于灌溉需水量时, 应按灌溉需水量确定容积;当多年平均来水量不能满足灌溉需水量时,应按多年平均来水量确定容积和 4 3 5 3 3 3 灌溉面积。我省土地整治工程陂塘容积,山塘宜控制在 1×10 m ~1×10 m ,平塘宜控制在 1×10 m ~1 4 3 ×10 m 。陂塘坝高一般宜控制在 10m 以内。 4.3.4.2 陂塘容积宜按以下方法和公式进行计算: a) 按灌溉需水量确定时,采用公式(5)计算: V= nW需 η …………………………(5) 式中: V ——陂塘有效容积,单位为立方米(m3); n ——库容调节系数,取0.3~0.7,陕北地区宜取上限,陕南取下限,关中取0.5左右; W需——陂塘灌溉需水量,单位为立方米(m3); η——陂塘蓄水利用系数,一般取0.7左右。 b) 按多年平均来水量确定时,采用公式(6)计算: V = nW0 ………………………………………(6) 式中: V ——陂塘有效容积,单位为立方米(m3); n ——库容调节系数,取0.3~0.7,陕北地区宜取上限,陕南取下限,关中取0.5左右; Wo——陂塘多年平均来水量,单位为立方米(m3)。 4.3.5 陂塘来水量 在缺少水文资料的地区,陂塘来水量可采用径流深等值线法公式(7)、年雨量径流系数法公式(8) 进行计算,也可采用单位面积产水量法公式(9)进行估算: W0 = 1000Y0 F …………………………………(7) 式中: W0 ——陂塘多年平均来水量,单位为立方米(m3); Y0 ——多年平均径流深,单位为毫米(mm),一般从项目所在地“地区水文手册”查取; F ——陂塘集水面积,单位为平方公里(km2)。 W0 = 1000CX 0 F …………………………………(8) 式中: W0 ——陂塘多年平均来水量,单位为立方米(m3); C ——陂塘所在地区径流系数,为年径流深与年降雨量之比,一般从项目所在地“地区水文手册” 查取; Xo ——陂塘所在地区多年平均降雨量,单位为毫米(mm),一般从项目所在地“地区水文手册” 查取; F ——陂塘集水面积,单位为平方公里(km2)。 W0 =ω0 F 式中: 10 ………………………(9) DB61/ T 991.3—2015 W0 ——陂塘多年平均来水量,单位为立方米(m3); ω0 ——多年平均单位面积产水量,单位为立方米每公顷(m3/hm2),陕北 450m3/hm2,关中1050m3/ 2 3 2 hm ,陕南1500m / hm ; F ——陂塘集水面积,单位为公顷(hm2)。 4.3.6 陂塘灌溉需水量 陂塘灌溉需水量应根据灌溉制度、灌溉面积和渠系水利用系数计算确定。灌溉设计保证率应不低于 表 5 规定的要求,灌溉水利用系数应不低于表 6 规定的要求。地表水严重短缺地区,宜按非充分灌溉标 准计算陂塘灌溉需水量。 4.3.7 陂塘灌溉面积 陂塘灌溉面积宜采用公式(10)进行计算: A= Wa M …………………………………(10) 式中: A ——陂塘灌溉面积,单位为公顷(hm2); Wη——陂塘有效利用水量,单位为立方米(m3 ),为陂塘容积与复蓄次数的乘积,复蓄次数取 1.0~1.5; M ——灌溉定额,单位为立方米每公顷(m3/hm2)。 4.3.8 陂塘防洪标准 4 3 4 3 4.3.8.1.1 容积小于 1×10 m 的陂塘,设计洪水重现期为 5 年(P=20%)~10 年(P=10%);容积 1×10 m ~ 5 3 1×10 m 的陂塘,设计洪水重现期为 10 年(P=10%),校核洪水重现期为 20 年(P=5%)。陕南山地丘陵区 雨量丰沛,可按陂塘所在流域 10 年~20 年一遇 24 小时设计暴雨所形成的洪水总量设防。 4.3.9 陂塘工程布置 4.3.9.1 山地丘陵区,陂塘应布置在口小、肚大、底平、位置较高、能满足自流引水灌溉的谷口;平 (缓)地上,陂塘应布置在地形较高处的局部低地上。 4.3.9.2 灌区内利用渠水蓄水的陂塘,宜布置在引水渠渠侧或渠尾;利用灌区以外水源蓄水的陂塘, 宜沿引水渠“长藤结瓜”式布置。 4.3.9.3 沿河(沟)抽水蓄水的陂塘,应布置在灌区地形较高处,以便控制较多的自流灌溉面积。 4.3.9.4 拦蓄地表径流的平塘,宜利用荒地、废弃地、沼泽地、低洼地以及取土坑布置。 4.3.9.5 兼有人蓄用水要求的陂塘,应尽量靠近村庄,并选择位置较高处,以便自流供水。 4.3.9.6 陂塘工程布置应力求紧凑,满足功能要求,节省工程量,并方便施工和运行管理。 4.3.10 陂塘工程结构 4.3.10.1 挡水建筑物 4.3.10.1.1 陂塘挡水建筑物,一般采用土石坝、浆砌石坝。 4.3.10.1.2 土石坝可采用均质土坝、土质材料防渗体分区坝、非土质材料防渗体坝等型式。 4.3.10.1.3 土石坝顶宽一般不小于 2.0m,浆砌石坝顶宽一般不小于 1.5m。有行车要求时,坝顶宽度 应满足行车要求。土石坝断面尺寸可参考表 8、表 9、表 10 拟定;浆砌石坝上游坝坡坡比可采用 1:0.3~ 1:0.5,下游坝坡坡比可采用 1:0.7~1:0.85。坝体具体尺寸应结合稳定计算确定。 11 DB61/T 991.3—2015 4.3.10.1.4 土石坝坝体应密实均匀,具有足够的抗剪强度、较小的压缩性,并满足渗流控制标准。应 合理规定填筑标准,并通过生产性试验对规定的填筑标准进行验证。 4.3.10.1.5 工程区均值黏土较少时,宜修建黏土芯墙分区坝和黏土斜墙分区坝。黏土芯墙分区坝,黏 土芯墙设置在坝中,采用梯形断面,黏土芯墙的顶高不低于正常蓄水水位,顶宽不小于 0.8m,边坡坡 比依据坝高在 1:0.25~1:0.35 之间选定,底部与坝基截水墙结合。黏土斜墙分区坝,黏土斜墙布置在 坝体迎水面,黏土斜墙高与坝体同高,斜墙顶面水平宽度不小于 1.0m,且自上而下逐渐加厚,底部水 平宽度不小于 2.0m。 4.3.10.1.6 坝基防渗型式应根据坝址处地质情况和坝身防渗体的型式确定。一般在坝下设黏土截渗 墙、混凝土截渗墙防渗。坝基距不透水层较浅时,截水墙嵌入不透水层 0.3m~0.5m,不透水层较深时, 截水墙深取 1.0m~2.0m。黏土截水墙采用梯形断面,底宽 1.0m~2.0m,边坡比 1:1;混凝土截水墙可 采用矩形断面,厚不小于 0.3m。一般坝前采用黏土铺盖、土工膜铺盖、混凝土铺盖。铺盖长度为坝前 水深的 3 倍~5 倍。黏土铺盖、土工膜铺盖上游端厚度不小于 0.5m,与坝坡连接处厚度不小于 1.5m; 混凝土铺盖上游端厚度不小于 0.3m,与坝坡连接处厚度不小于 0.5m。土工膜铺盖的铺设、黏接和防护, 应满足 SL/T 225 的要求。 4.3.10.1.7 土石坝坝体可采用干砌石棱体排水或贴坡排水。排水体高度应高于正常水位时的侵润线尾 端 0.5m 以上。一般棱体顶宽不小于 0.5m,临坝体侧坡比 1:1,外侧坡比 1:1.5,棱体底部略低于地面, 坝体侧及底部设置不少于两层的反滤层,反滤层厚 0.6m~0.9m;贴坡排水体厚不小于 0.5m,水平段长 1.5m,坝体侧及底部反滤层同棱体排水。坝内排水(褥垫排水、竖向排水、网状排水),或以上两种或多 种组合的排水型式。排水体设计应按照 SL 189 的规定。 4.3.10.1.8 土石坝迎水面宜采用干砌石或混凝土预制板护坡,背水面宜采用草皮护坡。 4.3.10.1.9 对于黏性土料,压实干密度应按标准击实仪试验的最大干密度乘以压实度确定。压实度应 为 95%~97%,填土的含水量应按最优含水量控制,允许偏差为±3%。对于砾石土,宜采用大型击实仪 进行全样击实试验,求得不同粗料(d≥5mm)含量的全样最大干密度和最优含水量,再将最大干密度乘 以压实度 95%~97%,作为控制砾石土填筑的干密度。土坝断面尺寸应参照表 8、表 9、表 10 执行。 表8 均质土坝断面尺寸参考表 上游坝坡比 下游坝坡比 坝高 坝顶宽度 m m 第一级 第二级 第一级 第二级 ≤5 2 1:2.0~1:2.5 — 1:2.0 — 5~10 3 1:2.5 1:3.0 1:2.0 1:2.5 10~15 3.5 1:2.5 1:3.0 1:2.5 1:2.5 表9 黏土斜墙土石坝断面尺寸参考表 坝顶宽度 坝高 m 12 m 上游坝坡比 下游坝坡比 土顶宽 石顶宽 ≤5 3 1.5 1:2.50 1:2.25 5~10 3 1.6 1:2.75 1:1.50 10~15 3.5 1.8 1:3.00 1:1.75 DB61/ T 991.3—2015 表10 黏土心墙土石坝断面尺寸参考表 坝顶宽度 坝高 m m 上游坝坡比 下游坝坡比 土顶宽 石顶宽 ≤5 3 1.5 1:1.75 1:1.50 5~10 3 1.6 1:2.25 1:2.00 10~15 3.5 1.8 1:2.50 1:2.25 4.3.10.2 泄水建筑物 4.3.10.2.1 泄水建筑物应能满足运用条件和要求。泄洪能力应能满足宣泄校核洪水的要求。 4.3.10.2.2 泄洪建筑物的布置形式应根据地形、地质条件和泄洪规模、水头大小确定,溢洪道布置应 首先考虑正向开敞式。 4.3.10.2.3 溢洪道宜修建在天然垭口上。若无天然垭口,可布置在靠近坝肩处。溢洪道进口附近的坝 坡应采取可靠的防护措施,出口应采取可靠的消能措施,应保证消能后水流不淘刷坝脚和岸坡。浆砌石 坝宜采用坝面泄流。 4.3.10.2.4 溢洪道宜布置成直线。若设置弯道,则不得将弯道布设在泄槽段上,且其转弯半径应小于 5 倍的溢洪道底宽度。 4.3.10.2.5 溢洪道宜选择修建在岩基或密实的挖方土层上。修建在非密实土层上的溢洪道,应在进口、 泄槽及出口处采取防护措施。 4.3.10.2.6 溢洪道宜采用浆砌石或钢筋混凝土结构,控制段宜采用实用堰型式,泄洪涵闸应采用钢筋 混凝土结构。 4.3.10.2.7 平塘应在塘埂最高蓄水位处设置溢流泄水管或溢流堰。 4.3.10.3 放(取)水建筑物 4.3.10.3.1 陂塘放(取)水建筑物应优先考虑采用坝肩涵管和涵洞放水。涵管、涵洞基础应置于岩基 或密实的土基上,以避免因基础不均匀沉陷使涵管、涵洞产生破裂;如确需将涵管、涵洞置于非密实基 础上时,应先做好地基处理。对于湿陷性黄土地基应采取针对性处理措施,涵洞底坡坡比一般宜取 1/200~1/100。 4.3.10.3.2 管涵宜建在岩基上。如需设在非密实基础上时,应做好地基处理。管涵宜采用无压流。管 身尺寸应根据水力计算确定,并兼顾检查和维修的要求。 4.3.10.3.3 管涵为无压流时,可采用混凝土管、PE 管等管材。如为压力流,应采用钢管或钢筋混凝 土管。 4.3.10.3.4 管涵的截水环宜采用混凝土或砌石结构,沿管线方向一般 10m~20m 设置一道,每道长 30m~50cm。当埋管管径小于等于 30cm 时,截水环径向厚度不小于 30cm;当埋管管径大于 30cm 时,截 水环径向厚度不小于 50cm。 4.3.10.3.5 若布置条件受限,亦可采用坝下埋管方式,埋管应布置在密实的挖方体上,埋管沿线应采 取防止产生接触渗流破坏的构造措施(截水环)。 4.3.10.3.6 陂塘容积较大时,宜采用分级卧管分段放水。卧管应采用涵管或涵洞形式,下端布置消力 池与涵管或涵洞连接。卧管上端应设通气孔,卧管纵坡坡比一般以 1:2.5~1:3 为宜。 13 DB61/T 991.3—2015 4.4 农用井 4.4.1 适用条件 4.4.1.1 农用井适用于地表水缺乏或开发利用困难的地区,在地下水埋藏较深时,宜发展设施农业或 适宜的大田灌溉;在地下水埋藏较浅,且补给比较丰富时,宜建设群井灌区,发展大田灌溉。 4.4.1.2 农用井适用于季节性缺水的渠灌区,实行“以井补渠、井渠结合”,以补充和调节灌区水源。 4.4.2 规划 4.4.2.1 规划原则 4.4.2.1.1 应坚持合理利用水资源,地下水与地表水统筹考虑,旱、涝、盐、碱综合治理。 4.4.2.1.2 应坚持统一规划,符合区域和土地整治工程区田、水、路、林、村合理布局的要求。 4.4.2.1.3 应根据地下水资源状况,趋利避害,实行浅井、深井相结合,优先开采浅层地下水,不准 许在超采区继续开采地下水。限采区应严格控制开采地下水用于农业灌溉。 4.4.2.1.4 在已成井灌区新建或改建农用井,井深应与原有井基本一致,防止打深废浅,越打越深。 4.4.2.1.5 农用井的设计洪水重现期为 10 年(P=10%),校核洪水重现期为 20 年(P=5%)。 4.4.2.2 一般要求 4.4.2.2.1 陕北长城沿线风沙区,农牧业用水宜分散、零星开采,井数宜控制在每平方千米 5 眼以内。 项目区井灌面积,榆阳、横山地区不宜超过项目区总面积的 30%,靖边、定边地区不宜超过项目区总面 积的 10%。 4.4.2.2.2 陕北、关中黄土高原区地下水零星分布,开发利用条件差距大,宜因地制宜发展高附加值 农业、果园、大棚灌溉。 4.4.2.2.3 关中河谷平原区地下水资源较丰富,但开发利用程度高,局部区域地下水连年下降,应根 据地下水监测资料和年底水资源公报信息,确定开采方案,保持区域地下水动态稳定。 4.4.2.2.4 陕南河谷川道及山间平原地下水丰富,除少部地段外,均有开发利用潜力,宜合理开发利 用。 4.4.2.2.5 渠灌区实行井渠结合时,地表水与地下水的比例,应符合水资源平衡规定,且应满足地下 水动态平衡和防止盐沼化的要求。 4.4.2.3 井型选择 4.4.2.3.1 井型应根据项目区水文地质条件合理选择。地下水埋藏较深的地区,宜选择管井;地下水 埋藏较浅,含水层渗透性强,有丰富补给水源的地区,宜选择大口井。 4.4.2.3.2 开采潜水或浅层承压水,主要含水层埋深在 100m 以内时,宜选用井径为 600mm~800mm 的 浅管井;混合开采潜水、承压水或单独开采承压水,主要含水层埋深大于 100m 时,宜选用井径不大于 600mm 的深管井。管井井深应根据需水量和拟开采含水层埋深等因素综合确定,并应符合经济扬程的要 求。 4.4.2.3.3 主要取水层埋藏深度小于 50m,且富水性强,出水量较大时,可采用大口井型,直径一般 2m~8m,井深不超过 20m;需增加单井出水量,扩大单井灌溉面积时,可采用辐射井型,直径一般 2.5m~ 3.2m,井深不超过 40m。 4.4.2.3.4 管井、大口井和辐射井均可采用时,应通过技术经济比较确定最佳井型。我省土地整治高 标准农田建设各工程类型区的井型、井深、出水量以及单井灌溉面积等要素,宜按表 11 确定。 4.4.2.3.5 在榆林市风沙滩区,亦可根据实际选用经榆林市水利部门鉴定并推广的多管井。 14 DB61/ T 991.3—2015 表11 各工程类型区农用井特性指标 二级类型区 井型 井径 井深 出水量 单井面积 3 2 井 距 mm m m /h hm 浅管井 600~800 <50 20~30 3~5 中深管井 <600 <150 20~50 3~5 黄土丘陵沟壑区 管井 300以内 >100 10~20 1~2 根据地形 黄土塬梁沟壑区 管井 300以内 >80 10~30 2~3 根据地形 渭北黄土台塬区 管井 <300 20~300 15~50 2~3 根据地形 管井 <600 <100 大口井 2000~8000 <20 >50 >4 >300 辐射井 2500~3200 <20 浅管井 <600 <50 大口井 2000~8000 <20 20~30 1~2 根据地形 辐射井 2500~3200 <40 浅管井 <600 <30 大口井 2000~8000 <20 >50 2~3 200~300 辐射井 2500~3200 <40 风蚀沙化区 渭河河谷 冲积平原区 秦巴山山地区 汉中盆地川道区 m >500 4.4.3 农用井(井群)布置 4.4.3.1 地下水水力坡度较陡的地区,应沿等水位线交错布井;地下水水力坡度平缓的地区,应按梅 花形或方形布井。 4.4.3.2 地下水丰富的地区,可集中布井,地下水较贫乏的地区,宜分散布井。 4.4.3.3 在渠灌区,实行井渠结合时,宜均衡布井;其低洼、易涝、次生盐碱化地段,应相对集中布 井。 4.4.3.4 地面坡度较陡或起伏不平的地区,井位宜布设在高处;地面坡度平缓的地区,井位宜居中布 设。 4.4.3.5 沿河地带,可平行河流布井,湖塘地带,可沿湖塘周边布井。 4.4.3.6 井位布设应与灌排沟渠(管道系统)、道路、林带、输电线路的布置相协调。 4.4.3.7 单井控制灌溉面积的确定: 4.4.3.8 根据当地水文地质条件及井型、井深等因素,参照抽水试验资料或选用理论公式,确定机井 设计出水量。 4.4.3.9 单井控制灌溉面积宜按公式(11)计算确定: F0 = Qt3T2η (1 − η1 ) m2 ……………………………(11) 式中: FO ——单井控制灌溉面积,单位为亩; Q ——单井出水量,单位为立方米每小时(m3/h); t3 ——灌溉期间开机时间,单位为小时每天(h/d),一般取16h/d~20h/d; 15 DB61/T 991.3—2015 T2 ——每次轮灌期天数,单位为天(d),大田一般取7d~10d,经济作物根据需要确定; η1——干扰抽水的水量消减系数,经抽水试验确定,一般不大于0.2; m2 ——每亩每次综合平均灌水定额,单位为立方米(m3)。 4.4.3.10 井距宜按公式(12)计算初定: L0 = K F0 ……………………………(12) 式中: L0 ——井距,单位为米(m); K ——井距系数(按方形布井时K取100,按梅花形布井时K取107.5); F。——单井控制灌溉面积,单位为亩。 4.4.3.11 井数宜按公式(13)计算拟定,实需井数依据计算和田块分布确定: N= F1 F0 ………………………(13) 式中: N ——规划区需要的打井数,单位为眼; F1 ——规划区内井灌面积,单位为公顷(hm2); F。——单井控制灌溉面积,单位为公顷(hm2)。 4.4.4 农用井结构 4.4.4.1 管井 4.4.4.1.1 管井结构:包括井口、井壁管、过滤器和沉淀管。 4.4.4.1.2 井孔直径:井孔直径由井管(井壁管、滤水管)外径加上围填滤料厚度确定。围填滤料的 厚度,当采用非填砾过滤器时,孔径一般大于管径 100mm;采用填砾过滤时,中、粗砂含水层,孔径一 般大于管径 200mm;粉、细砂含水层,孔径一般大于管径 300mm。 4.4.4.1.3 井管直径:安泵安装段井管内径应能顺利安装抽水设备,并宜比抽水设备标定的最小井管 内径大 50mm。 其余井段,主要由过滤器的设计要求决定。一般井深小于 100m 时, 井管直径大于等于 300mm; 井深大于 100m 时,井管直径选 250mm~200mm。 4.4.4.1.4 过滤器直径和长度:过滤器直径应根据设计出水量,过滤器长度,过滤器表面的进水有效 孔隙率和过滤器容许入管流速确定;过滤器长度,含水层厚度小于 30m 时,宜取含水层厚度;含水层厚 度大于 30m 时,宜根据含水层的富水性和设计出水量确定。 4.4.4.1.5 井管材料:主要根据井深选定。井深小于 100m 时,宜选用混凝土管或无砂混凝土过滤管; 井深 100m~200m 时,宜选用钢筋混凝土管、塑料管和填砾过滤器;井深大于 200m 时,宜选用铸铁管或 钢管和填砾过滤器。 4.4.4.1.6 沉淀管长度:应根据井深和含水层岩性确定,一般松散地层中的浅管井沉淀管长度取 2m~ 4m;深井的沉淀管长度取 4m~8m;基岩中管井的沉淀管长度取 2m~4m。 4.4.4.1.7 井管外部封闭:井口外围应用黏土或水泥浆封闭,厚度不得小于 300mm;滤料顶部至井口 段,采用黏土球封闭,厚度 3m~5m,剩余部分可用黏土填实;水质不良含水层或非计划开采含水层井 管外围,一般可用黏土球封闭,水压较大时也可用水泥浆或砂浆封闭。 4.4.4.2 大口井 4.4.4.2.1 大口井结构包括井筒、刃脚、底盘和进水结构。 16 DB61/ T 991.3—2015 4.4.4.2.2 井筒一般采用砖砌、砌石或混凝土、钢筋混凝土结构,其材料强度等级为:砌砖大于 MU7.5; 砌石大于 MU20;混凝土大于 C10;钢筋混凝土大于 C15。 4.4.4.2.3 井筒壁厚可按经验数值选用。采用沉井法施工,钢筋混凝土井筒,井径小于 4m 时,其壁厚 上部为 250mm,下部 为 350mm~400mm; 井径大于 4m 时,上部为 250mm~300mm,下部 为 400mm~500mm; 砖石加钢筋砌筑的井筒,井径小于 5m 时,井筒壁厚上部为 240mm~370mm,下部为 470mm~500mm。 4.4.4.2.4 刃脚上端宽度:砖石井筒为井筒厚度加 150mm~250mm,钢筋混凝土井筒为井筒厚度加 100mm~200mm;刃脚下端宽度:一般比井筒厚度小 50mm~100mm;刃脚高度:砖石井筒为 1.2m~1.5m, 钢筋混凝土井筒为 1.0m~1.5m。刃脚斜面与平面夹角宜采用 50º~60º。 4.4.4.2.5 底盘规格:高为 0.3m~0.4m,内径与井筒内径相同,外径略大于井筒外径。一般为钢筋混 凝土构件,单块重量可根据施工条件选定。 4.4.4.2.6 进水结构形式包括井底进水、井壁进水和井底井壁同时进水。井底进水反滤层一般设 2 层~ 5 层,每层厚 200mm~300mm,总厚度为 0.6m~1.5m,靠刃脚处需加厚 20%~30%;井壁进水,干砌砖(石) 井筒利用砌缝进水,浆砌砖(石)井筒利用插入的短管进水,钢筋混凝土井筒应预留不同形式和规格的 进水孔;井底井壁同时进水,其结构与井底进水、井壁进水结构相同。 4.4.4.2.7 进水孔内充填的滤料为两层,总厚度与井壁厚度相同;井筒外围充填滤料,其高度应高出 井筒顶部进水孔 0.5m,厚度为 200mm~300mm。 4.4.4.3 辐射井 4.4.4.3.1 辐射井结构包括集水井(竖井)和辐射管(孔)。 4.4.4.3.2 集水井(竖井)直径根据施工机具、安装要求确定,不宜小于 2.5m。采用沉井法施工时, 井深、结构同大口井,不设进水孔和无砂混凝土滤料管段,可埋设钢管预留辐射管(孔)位;采用漂浮 下管法施工时,井筒宜采用预制的钢筋混凝土井筒,每节井筒高度宜为 1.0m,最下一节宜为带底的井 座。井深小于 20m,混凝土强度等级可选 C20~C25,壁厚 120mm~150mm;井深大于 20m,混凝土强度等级 可选 C20~C25,壁厚 150mm~200mm,均应根据结构计算配筋。 4.4.4.3.3 辐射管(孔)层数和根数应根据含水层地质条件及层厚确定。底层辐射管(孔)应高于井 底 1m~2m。 4.4.4.3.4 在砂、砾含水层中,含水层厚度小于 10m 时,可布设一层辐射管,每层 6 根~8 根,含水 层厚度大于 10m 时,可布设 2 层~3 层辐射管,每层 6 根~8 根。 4.4.4.3.5 黄土裂隙含水层中,宜布设一层辐射孔,每层 6 条~8 条,含水层厚度大时可布设 2 层~3 层,每层 6 条~8 条。 4.4.4.3.6 浅层黏土裂隙含水层中,宜布设一层辐射孔,每层宜为 3 条~4 条。 4.4.4.3.7 粗砂、卵砾石含水层,辐射管应为预打孔眼的滤水钢管,并应用顶进法或振冲顶进法施工。 滤水钢管宜采用Φ75mm~Φ200mm 的无缝或有缝钢管,条孔宽宜为 2mm~9mm,长宜为 40mm~120mm,圆 孔直径宜为 6mm~9mm,空隙率宜为 5%~15%。过滤管长宜为 15m~20m。 4.4.4.3.8 粉、细、中砂含水层,辐射管应采用双螺纹塑料过滤管或预打孔眼的塑料过滤管,并应采 用套管法施工。过滤管外径宜为 60mm~70mm,孔隙率 1.4%~4%,过滤管外套尼龙网套,尼龙网套宜采 用 60 目~80 目。过滤管管长宜为 15m~30m。 4.4.4.3.9 黄土裂隙含水层中辐射孔可不安装过滤管,在孔口出流段应安装固定护口管,固定护口管 长度不小于 5m。辐射孔径Φ宜为 120mm~150mm,孔长宜为 80m~120m。 4.4.4.3.10 浅层黏土裂隙含水层中辐射孔可不安装过滤管,在孔口出流段应安装固定护口管,固定护 口管长度不小于 5m。辐射孔径Φ宜为 110mm~130mm,孔长宜为 20m~30m。 4.4.5 农用井泵机配套 17 DB61/T 991.3—2015 4.4.5.1 水泵选择:井用水泵应按地下水位的埋深选择,当机井动水位埋深在卧式离心泵允许吸程范 围内时,宜选用卧式离心泵;机井动水位埋深大于 4m 时,宜选用潜水电泵或长轴深井泵。 4.4.5.2 水泵扬程应根据机井动水位埋深和输水要求选定。应使流量、扬程在水泵高效区对应的范围 内;安装深度必须满足在水泵最小淹没深度,避免发生气蚀和超载运行。 4.4.5.3 井泵配合间隙,应根据泵体的最大外径与泵体入井部分的井管最小内径之差值选定。对金属 井管,其差值不小于 50mm,非金属井管,其差值不小于 100mm。 4.4.5.4 动力机功率应根据水泵轴功率和动力机系列额定功率合理选配。动力备用系数:电动机采用 1.1~1.3,柴油机采用 1.2~1.4。 4.4.5.5 管路及附件:管路及附件应按水泵的规格选配。管道连接应方便可靠,管路尽量避免迂回弯 转。管路直径应按管内水流速确定, 进水管内流速宜为 0.5 m/s~1.0m/s,出水管内流速不宜大于 2.5m/s。 4.4.5.6 农用井装置效率:电动机配套的机井的装置效率不应低于 45%,柴油机配套的机井的装置效 率不应低于 40%。机井装置效率宜采用公式(14)进行计算: η = J ×100% e ………………………(14) 式中: η——机井装置效率,单位为百分比(%); J ——千吨米理论能源单耗,电动配套单位为2.72度每千吨米(2.73kw.h/kt.m),柴油机配套单 位为1.35公斤每千吨米(1.35kg/kt.m); e——千吨米机井能源单耗,单位为度或公斤(kw.h或kg),应实地测定电能或油料消耗。 其中:千吨米机井能源单耗,宜采用公式(15)进行计算: e= 1000∑E ∑VH j …………………………… (15) 式中: e ——千吨米机井能源单耗,单位为度或公斤(kw.h或kg); ΣE——某一时段内所消耗的电能或油料,单位分别为度或公斤(kw.h或kg); ΣV ——同一时段内的提水总量,单位为吨(t); Hj ——提水净扬程,单位为米(m)。 4.4.6 井房等设施配套 4.4.6.1 井房:在农用井布设相对集中区,可建立中心井房,比较分散的农用井,可单井建造井房。 井房的结构及尺寸,应便于机泵安装、检修,机井清淤、维修和管理。井在井房外时应加井盖,井盖应 为完整、坚固的铸铁防盗盖或钢筋混凝土盖。 4.4.6.2 井台:井台应高出地面 0.3m~0.8m,形状为圆形或方形,用混凝土浇筑。井台面积需根据井 型、井口尺寸、井房尺寸、水泵类型、安装形式等因素综合确定。不得将井台或泵座直接坐落在井壁管 上。 4.4.6.3 出水池:出水池(调压池)宜用混凝土浇筑,质量坚固完整、不漏水。 4.4.6.4 大口井的井口应设置井盖、防护栅栏或围墙。 4.4.6.5 阀门井:室外应设置阀门井,阀门井为圆形或方形,采用混凝土或砖石结构,尺寸以方便安 装、检修、操作为宜。一般圆形内径 0.8m~1.2m,方形内 边长 0.8m~1.2m,井口高出地面 0.3m~0.5m, 井深 0.8m~1.5m。阀门井应加盖,盖板由多块钢筋混凝土板组成,方便挪移。 4.5 雨水集蓄工程 18 DB61/ T 991.3—2015 4.5.1 工程形式及适用条件 4.5.1.1 雨水集蓄工程一般采用水窖、蓄水池、涝池等工程形式。 4.5.1.2 水窖和涝池适用于地表水、地下水缺乏,或地下水开采利用困难、且多年平均降雨量在 250mm~550mm 的半干旱地区,用于集蓄雨水,发展滴灌、渗灌等节水灌溉或供人畜用水。 4.5.1.3 蓄水池适用于经常季节性缺水的湿润、半湿润山地丘陵区,用于拦蓄地表径流,供农田抗旱 灌溉用水或村民生产、生活用水。 4.5.2 供水定额 4.5.2.1 雨水集蓄工程农村居民生活供水定额按表 12 确定。 表12 雨水集蓄工程居民生活供水定额 供水定额 降水量分区 L/(人·d﹞ 多年平均降水量250mm~500mm 20~40 多年平均降水量>500mm 40~60 4.5.2.2 雨水集蓄工程畜禽养殖供水定额宜按表 13 确定。 表13 雨水集蓄工程畜禽养殖供水定额 供水定额 畜禽种类 L/(头·d﹞或 L/(只·d﹞ 大牲畜 30~50 猪 20~30 羊 5~10 禽 0.5~1.0 4.5.2.3 雨水集蓄工程灌溉定额应根据本地区农作物、果树、林草的需水特性,采用节水灌溉和非充 分灌溉原理确定。缺乏资料时,灌水次数和灌水定额可按表 14 的规定取值。 表14 不同作物集雨灌溉次数和灌水定额 不同降雨量地区的灌水次数 作物 灌水定额 灌水方式 3 2 250mm~500mm >500mm m /hm 坐水种 1 1 45~75 点 灌 2~3 2~3 75~90 地膜穴灌 1~2 1~2 45~90 注水灌 2~3 1~2 30~60 玉米等旱田作物 玉米等旱田作物 19 DB61/T 991.3—2015 表 14 不同作物集雨灌溉次数和灌水定额 (续) 不同降雨量地区的灌水次数 作物 灌水方式 玉米等旱田作物 一季蔬菜 果 灌水定额 3 2 250mm~500mm >500mm m /hm 滴灌地膜沟灌 1~2 2~3 150~225 滴 灌 5~8 6~10 120~180 微喷灌 5~8 6~10 150~180 点 灌 5~8 8~12 70~90 滴 灌 2~5 3~6 120~150 小管出流灌 2~5 3~6 150~225 微喷灌 2~5 3~6 150~180 点灌(穴灌) 2~5 3~6 150~180 树 4.5.3 需水量确定 4.5.3.1 农村居民生活、畜禽养殖供水的需水量宜按公式(16)进行计算: n W = 0.365∑ AQ i i ………………………………(16) i =1 式中: W ——雨水利用生活用水的年需水量(在设计供水保证率条件下),单位为立方米(m3); n ——规划用水对象的种类; Ai ——第i 类规划用水对象的数量,单位为人、头或只; Qi ——第i 类规划用水对象的供水定额,单位为升每天人、头或只[(L/人▪d)或(L/头▪d)或 (L/只▪d)],按表12、表13的规定取值。 4.5.3.2 灌溉工程需水量宜按公式(17)进行计算: n W = ∑ Si M i ……………………………(17) i =1 式中: W ——雨水利用灌溉工程的年需水量(设计供水保证率条件下),单位为立方米(m3); n ——灌水次数; Si ——第 i 次灌溉面积,单位为公顷(hm2); 20 DB61/ T 991.3—2015 M i ——第 i 次灌溉定额,单位为立方米每公顷(m3/hm2),按表14的规定取值。 4.5.4 集水面积确定 4.5.4.1 雨水集蓄工程供水保证率应按表 15 的规定取值。 表15 雨水集蓄工程供水保证率 保证率 供水项目 % 生活用水 90 畜禽养殖 75 农田灌溉 50~75 农产品加工 75~90 4.5.4.2 单种用途雨水集蓄工程的集流面积宜按公式(18)进行计算。 n ∑S K i =1 i i ≥ 1000W PP …………………………(18) 式中: n ——材料种类数; S ι ——第 i 种材料的集流面面积,单位为平方米(m2); K ι ——第 i 种材料的年集流效率; W ——单用途雨水集蓄利用工程的年需水量,单位为立方米(m3); Pp ——保证率为P 时的年降雨量,单位为毫米(mm)。 4.5.4.3 几种用途雨水集蓄工程的集流面总面积宜按公式(19)进行计算。 m Si = ∑ S 0 ……………………………… (19) j =1 式中: Si ——第 i 种材料集流面总面积,单位平方米(m2); m ——雨水集蓄利用工程用途的数量; S0 ——第j 种用途第 i 种材料的集流面面积,单位为平方米(m2)。 4.5.5 蓄水工程容积确定 蓄水工程的容积宜按公式(20)进行计算: V= KW 1 −α ……………………………(20) 式中: 21 DB61/T 991.3—2015 V ——蓄水容积,单位立方米(m3); K ——容积系数,可按表16的规定取值; W ——设计保证率条件下的年需水量,单位为立方米(m3); α——蓄水工程蒸发、渗漏损失系数,取0.05~0.1。 表16 容积系数 容积系数 供水用途 降雨量250mm~500mm 降雨量500mm~800mm 降雨量>800mm 居民生活 0.55~0.60 0.50~0.55 0.45~0.55 旱作大田灌溉 0.83~0.86 0.75~0.85 0.75~0.80 水稻灌溉 — 0.70~0.80 0.65~0.75 温室、大棚蔬菜 0.55~0.60 0.40~0.50 0.35~0.45 4.5.6 工程布置 4.5.6.1 水窖布置 4.5.6.1.1 应对集流工程、蓄水工程、供水工程和节水灌溉设施综合考虑,统一布置。 4.5.6.1.2 应充分利用地形、地貌的有利条件,尽量获取较大的集流面积。梁峁地形,窖点宜布置在 道路两侧;山前台地,窖群应沿路堑两侧布置;缓坡地带,窖群宜布置在田间道路两侧的农田内;庭院 附近,可利用庭院地面、麦场、屋顶作为集水场地,合理布设窖点。 4.5.6.1.3 应避开填方或易滑坡地段,水窖外壁与崖坎和根系发育树木的距离不小于 5m。多个水窖布 置时,窖与窖衬砌外壁之间的距离应不小于 4m。 4.5.6.1.4 用于灌溉的窖群,窖点应选在比灌溉地块高 10m 左右的地方,以便自流灌溉。用于人畜用 水的水窖,窖点应选在农户居住地附近较高的位置,以便自流供水到户。 4.5.6.2 蓄水池布置 4.5.6.2.1 用于灌溉的蓄水池,应尽量布置在农田附近地形较高的天然局部低洼地上,以便汇集径流 和控制较多的自流灌溉面积;用于生产、生活用水的蓄水池,宜布置在村内较低处并易汇集径流的地方。 4.5.6.2.2 蓄水池应与水土保持坡面治理工程措施相结合。一般宜布置在有汇流条件的路边、沟头和 田间地头,也可布置在梯田内外,并“蓄、引、排”结合,以保证梯田安全。 4.5.7 工程结构 4.5.7.1 水窖 4.5.7.1.1 水窖按其结构分为黏土窖、水泥薄壁窖、窑窖、混凝土盖碗窖、钢筋混凝土窖。不同结构 的水窖由窖体、过滤池、进出水管及集雨场组成。 3 4.5.7.1.2 水窖的单窖容积一般不宜超过 100m 。水窖的窖体型式及容积可根据窖址处的土质情况参考 表 17 确定。 22 DB61/ T 991.3—2015 表17 水窖窖型及容积参考表 土 质 窖 型 容 积 m 3 黏土窖 30~40 水泥薄壁窖 40~50 窑窖 60~80 土质条件一般的壤质土区 混凝土盖碗窖 50~60 土质比较疏松的黄土和沙壤土区 钢筋混凝土窖 50~60 土质条件好、质地密实的红土、黄土区 4.5.7.1.3 供灌溉用水的窖群,其水窖数量应根据灌溉需水量和单窖容积确定。 4.5.7.1.4 水窖集雨场面积应根据当地的降雨量、径流系数以及单窖容积合理确定。集雨场宜用混凝 土或砖铺地面进行硬化处理。 4.5.7.1.5 水窖顶宜采用混凝土拱或砂浆砌砖拱。混凝土等级不宜低于 C15,厚度不小于 10cm,水泥 砂 浆等级不低于 M10。窖壁一般采用水泥砂浆或黏土防渗,水泥砂浆厚度不小于 3cm,强度等级采用 M10。对 于窖壁土质较软弱或砂砾含量较高时,宜采用混凝土支护,混凝土厚度宜不小于 10cm,强度等级采用 C15。 4.5.7.1.6 窖体结构尺寸宜根据当地实际确定。窖顶、壁和底均采用水泥砂浆或黏土防渗,无其他支 护的水窖最大深度不宜大于 8.0m,最大直径不宜大于 4.5m,顶拱的矢跨比不小于 0.5。窖顶采用混凝 土或砖砌拱、窖底采用混凝土、窖壁采用砂浆防渗的水窖总深度不宜大于 6.5m,顶拱矢跨比不宜小于 0.3。 4.5.7.1.7 水窖顶高于地面的高度不宜小于 30cm,水窖口径宜为 60cm~80cm。 4.5.7.1.8 直接引沟道或地表径流的水窖,应在过滤池前修建沉淀池。沉淀池尺寸宜为:2 m×1m×1m (长×宽×高)。 4.5.7.2 蓄水池 4.5.7.2.1 蓄水池按结构分为开敞式和封闭式,一般采用开敞式。 4.5.7.2.2 开敞式蓄水池一般由池底、边墙、进口、出口四部分及其附属设施组成。 3 4.5.7.2.3 蓄水池容积应根据蓄水池集流面积、径流系数,并结合灌溉需水量确定,宜控制在 100m ~ 3 1000m 。 4.5.7.2.4 蓄水池宜采用挖方或半挖半填断面。水池池底及边墙可采用浆砌石、素混凝土或钢筋混凝 土。采用浆砌石时,水泥砂浆强度等级不得低于 M10,厚度不得小于 25cm;采用混凝土时,强度等级不 得低于 C15,厚度不得小于 10cm。土基应进行翻夯处理,深度应不小于 40cm。 4.5.7.2.5 蓄水池内宜设置爬梯,最高水位处应设置溢流堰或溢流泄水管。 4.5.7.2.6 开敞式水池应设护拦,护拦高度不得小于 1.1m;封闭式水池应设清淤检修孔。 5 输水与灌溉工程 5.1 明渠输水 5.1.1 适用条件 明渠输水适用于除不良地质条件、穿越村镇、城区和为村镇提供人畜饮水以外的农田灌溉、防洪排 涝工程。 23 DB61/T 991.3—2015 5.1.2 工程布置 5.1.2.1 灌溉输水渠道应依干、支、斗、农四级顺序设置固定渠道。灌溉面积较小的灌区可减少渠道 的级数,但不宜少于两级固定渠道。河谷川道区引用小溪流灌溉,面积较小时,可设一级固定渠道。末 级固定渠道(农渠)以下接临时渠道(顺、腰渠)进行灌溉,不允许直接在固定输水渠道上开口浇地。 5.1.2.2 灌溉输水渠道应综合考虑水源位置、高程,灌区地形、地物及行政区划等因素,合理确定各 级渠道的控制高程、灌溉范围、面积以及渠道的分级与总体布局。 5.1.2.3 灌溉输水渠道应布置在各自控制区的地势较高地带,尽量满足自流灌溉要求。渠线宜短而直, 避免深挖、高填和穿越村庄;避免通过风化破碎的岩层、可能产生滑坡以及其他不良地质地区。干、支 渠宜沿等高线或分水岭布置,斗渠宜与等高线交叉布置。有条件的平原地区,斗、农渠宜按方田进行布 置,做到渠线短,占地少,工程量小,交叉建筑物少,群众生产、生活方便。 5.1.2.4 自流灌区范围内的局部高地,经技术经济论证可采用提水灌溉。地下水丰富地区宜实行渠、 井双灌。渠井双灌区宜共用一套灌溉系统。有条件的可实行“长藤结瓜”式灌溉系统布置。 5.1.2.5 应对渠道沿线山(原)坡面的洪水予以拦截引导,防止其进入灌溉渠道。确需引洪入渠时,应 校核渠道的泄洪能力和流速,确保渠道引水期、引洪期不会产生冲刷或淤积,并应设置相应的入渠、泄 洪等安全设施。 5.1.2.6 项目区须对老灌区灌溉渠系进行更新改造时,应符合原灌区的总体设计和布局。局部渠系布 置不尽合理的可适当进行调整;需要进行较大调整时,应与灌区管理单位协商,按地形条件、灌水习惯、 交通与耕作要求等重新布置。 5.1.2.7 方田中固定斗、农渠宜相互垂直布置。斗渠间距宜 400m~800m,长度宜 1000m~3000m ,控 2 2 2 2 制面积 40hm ~240hm ;农渠间距宜 150m~300m,长度宜 400m~800m,控制面积 6 hm ~24 hm 。斗渠比 降宜采用 1/1200~1/750,农渠 比降宜采用 1/1000~1/500。农渠宜间隔 50m~80m 设置一个固定分水口 与临时灌水渠道相接。 5.1.2.8 方田内临时渠道应以生产方田块为基础进行布置。一个方田为一个土地平整基本单元的,宜 布设顺渠、腰渠两级临时灌溉渠道。应顺地形坡度方向布设顺渠,顺渠间距宜为 50m~80m,顺渠长度 宜 75m~225m,比降宜 1/800~1/300。垂直顺渠布设腰渠,腰渠间距宜 50m~75m,长度宜 50m~80m。 比降宜大于等于 1/1000。方田分为 2 个以上生产方田块的,布设形式同上,顺、腰渠间距可根据田坎 和田块面积大小适当调整。顺渠在较高的田坎处宜设置固定式落差建筑物。 5.1.2.9 旱作灌水沟、畦宜以生产方田块为基础,应结合当地耕作习惯,且尽可能南北方向布设。畦 田长度 50m~75m,畦宽不宜大于 3m,并应与农业机具宽度相适应。灌水沟间距应与沟灌作物行距一致。 5.1.2.10 斗、农固定渠道上分水、控水、量水、联接、桥涵等建筑物应设置齐全。 5.1.3 工程设计 5.1.3.1 基本要求 5.1.3.1.1 过水能力应满足在设计标准下设计面积对水量的要求。 5.1.3.1.2 水位和比降应满足下级渠道引水和田间灌水的要求、渠系和建筑物上下游水面平顺衔接和 不冲不淤的要求。对于有引洪淤灌和高含沙输水的渠道,其水流还应满足挟砂要求。 5.1.3.1.3 对于深挖和高填方渠段,应满足内、外边坡的稳定要求。 5.1.3.2 设计流量 5.1.3.2.1 渠道设计流量应根据灌溉面积、灌溉制度、灌溉设计保证率、农作物种植比例、复种指数、 渠系水灌溉水利用系数以及轮灌、续灌方式等因素,通过分析计算确定。 5.1.3.2.2 对老灌区渠道进行更新改造时,宜采用原有的灌溉制度和各级渠道设计流量。 24 DB61/ T 991.3—2015 2 5.1.3.2.3 对于 667hm 以下灌区的干渠流量宜按续灌方式设计,支、斗、农渠按轮灌方式设计。支渠 轮灌组宜取 2 组~3 组;斗、农渠轮灌组宜取 3 组~4 组。各轮灌组的灌溉面积宜协调一致。灌水率 qs 3 2 值可采用以下经验值:平原地区旱作自流灌区 qs 取(0.40 ~0.33)m /(s·667hm ),抽水灌区 qs 取 3 2 3 2 2 0.5m /(s·667hm );其他地区可适当减小。水稻灌区 qs 取 1.0m /(s·667hm )。对于 667hm 以上灌 区的各级渠道流量设计,应按照 GB 50228 的规定分析计算确定。 5.1.3.3 渠道比降 5.1.3.3.1 渠道纵断面应根据渠道沿线地形、地质条件、设计流量和含沙量等因素,通过分析计算确 定。在满足渠道不冲不淤的条件下,宜采用较缓的渠道比降。计算方法应符合 GB 50228 的规定。 5.1.3.3.2 对老灌区渠道进行更新改造时,宜基本保持原渠线和渠道水力要素不变。对局部严重淤积 或冲刷渠段和水位不能满足灌溉的渠段,可适当调整比降。 2 5.1.3.3.3 667hm 以下灌区的渠道比降可依据地形情况选取 1/1500~1/500,并按 GB 50228 的要求进 行校核。 5.1.3.4 断面形式 5.1.3.4.1 明渠横断面形式有梯形、矩形、弧底梯形、弧脚梯形、“U”形及复式断面。 5.1.3.4.2 渠道横断面应根据灌溉面积、沿线地形、地质条件以及边坡稳定的需要和是否衬砌等因素, 按接近水力最佳断面进行设计。土渠宜采用梯形断面,石渠宜采用矩形或“U”形断面。混凝土和砌石 衬砌渠道适用于各种断面形式。 3 3 5.1.3.4.3 设计流量小于 2.0m /s 的渠道宜采用“U”形断面。设计流量大于 2.0m /s 的渠道,或不宜 选用“U”形断面时,可采用弧底梯形、弧脚梯形或梯形断面。 5.1.3.4.4 灌区干、支渠岸顶宽度应不小于 2m;斗、农渠岸顶宽宜结合渠道横断面尺寸选定,不宜小 于 1m,并应满足灌溉管理的需求。岸顶兼作交通道路时,其宽度应满足车辆通行要求。 3 3 5.1.3.4.5 设计流量大于 1.0m /s 的渠道横断面尺寸应按水力计算确定;设计流量小于 1.0m /s 的“U” 形渠道横断面尺寸可参照有关资料和标准图集选用。 5.1.3.5 防渗衬砌 5.1.3.5.1 土地整治高标准农田工程区内的全部斗、农渠均应防渗衬砌。 5.1.3.5.2 渠道防渗衬砌形式应贯彻因地制宜,就地取材的原则,选择技术先进、经济合理、经久耐用、 运行安全、管理方便的防渗衬砌形式,并通过技术、经济论证确定。 3 5.1.3.5.3 设计流量小于 2m /s 的“U”型渠道,宜采用现浇混凝土或混凝土预制槽衬砌,石料丰富地 3 区,也可采用浆砌石衬砌;矩形渠宜采用浆砌石、浆砌石水泥砂浆抹面等衬砌型式。设计流量小于 1m /s 的“U”型渠道,有条件的地方应采用“U”型混凝土衬砌机现场浇筑。“U”型混凝土预制槽宜整体预 制。 3 5.1.3.5.4 设计流量大于 2m /s 的渠道,宜采用现浇混凝土或混凝土预制板衬砌;石料丰富地区的沿 山渠段,宜采用浆砌石、浆砌石水泥砂浆抹面等衬砌型式。 5.1.3.5.5 渠道基土渗漏特别严重地段、自重湿陷性黄土地段、膨胀土地段和高填方渠段,宜采用聚 乙烯(PE)土工模与混凝土衬砌板结合的板膜复合衬砌型式衬砌。 5.1.3.5.6 渠道混凝土衬砌适厚度宜为 5cm~12cm;浆砌石衬砌厚度宜为 20cm~30cm;土工模宜采用 2 2 一布一膜,膜厚度宜为 0.18mm~0.25mm,布重宜为 100g/m ~200g/m 。 5.1.3.5.7 渠道衬砌混凝土强度等级宜采用 C10~C15,浆砌石强度等级宜采用 M7.5~M10 水泥砂浆砌筑, 石料强度 MU20~MU30。混凝土各性能等级的允许最小值应符合表 18 要求。 25 DB61/T 991.3—2015 表18 混凝土性能的允许最小值 地 混凝土性能 区 严寒地区 寒冷地区 温和地区 强度 抗冻 C15 F50 C10 — 抗渗 W4 3 注:适用于流量Q≤2m /s。 5.1.3.5.8 混凝土抗渗等级应不分地区一律采用 W4。 5.1.3.5.9 现浇混凝土衬砌渠道,宜 4m~5m 设一道横向伸缩缝,浆砌石渠道宜 10m~15m 设一道横向 3 伸缩缝。伸缩缝宽度宜为 2cm~3cm。设计流量大于 1.0m /s 的渠道伸缩缝宜采用焦油塑料胶泥热灌;设 3 计流量小于 1.0m /s 的渠道伸缩缝宜采用水泥砂浆填塞。 5.1.3.5.10 防渗渠道在边坡防渗结构顶部应设置水平封顶板,其宽度不得小于 15cm。当防渗结构下 有砂砾石置换层时,封顶板宽度应大于防渗结构与置换层的水平向厚度 10cm;当防渗结构高度小于渠 深时,应将封顶板嵌入渠堤。 5.1.3.6 抗冻设计 5.1.3.6.1 5.1.3.6.2 5.1.3.6.3 5.1.3.6.4 5.1.3.6.5 陕北和关中北部寒冷地区明渠的抗冻标号应不小于 F50。 渠线应尽量选在地下水位较深及无旁渗补给的地段。 应降低渠道基土的含水率,防止渠道渗漏。 压实冻胀范围内的渠基土壤的压实系数应不小于 0.95。 应采用“U”型断面整体衬砌防渗结构形式。 5.2 暗渠(涵)输水 5.2.1 适用条件 5.2.1.1 5.2.1.2 5.2.1.3 a) b) c) d) 输水工程的部分渠段出于环境需要和对水质的保护,应采用暗渠(涵)输水的形式。 3 土地整治高标准农田工程中暗渠(涵)输水的设计流量宜控制在 2.0m /s 以下。 暗渠(涵)输水适用于下述渠段和渠道: 渠线较长、工程量大、运行管理困难的深挖方渠段; 渠线沿山、塬布设,难以防止边坡泥石流入渠或开挖明渠难以保证边坡稳定的渠段; 靠近村镇繁华地区,影响居民生产、生活和工程难以管护的渠段; 农田灌溉和村镇人畜饮水共用的渠段。 5.2.2 工程布置 5.2.2.1 在水头允许的条件下,宜采用较大的渠道比降。 5.2.2.2 暗渠进出口应设稳定的护面工程和与上下游明渠连接的联接工程。联接工程宜采用圆锥形护 坡、扭面护坡、八字墙等形式,保证进出口工程安全和水流平顺畅通。暗渠采用原明渠的断面时,可不 设置联接工程。 5.2.3 工程设计 5.2.3.1 暗渠水流应为无压流,过水流量的确定与明渠相同。 26 DB61/ T 991.3—2015 5.2.3.2 横断面可采用圆形、“U”形、矩形、梯形等。断面尺寸应通过水力计算确定。最小尺寸应符 合施工和运行管理的要求。暗渠宜间隔一定距离设置检查孔,检查孔尺寸不应小于 0.8m×0.8m。 5.2.3.3 填方、半挖半填和挖深较小的暗渠宜采用混凝土“U”形渠加盖板的结构形式;石料丰富地区 可采用砌石“U”形、矩形渠加盖板的结构形式。深挖方和防止基土塌方的暗渠宜采用砌石拱形结构形 式或混凝土管道。有特殊要求的亦可采用箱涵。 5.2.3.4 盖板顶部应根据渠线环境确定是否填土。盖板顶部不宜通行机动车辆。盖板宜采用钢筋混凝 土结构,厚度和配筋应根据跨度和荷载通过结构计算确定。“U”形盖板暗渠应设置支承盖板的承台, 盖板不应直接架在“U”形渠上。 5.2.3.5 拱形结构暗渠圆拱矢跨比宜采用 1/2~1/8。暗渠水面以上净空高度不应小于洞高的 1/4。基 础宜根据跨径和地基情况可采用整体式或分离式。 5.2.3.6 暗渠基土有渗水时,应在侧墙设置排水孔或沿侧墙外侧或底版下布设排水暗管。排水孔、排 水管排出的水流应有安全的出路,不应滞留在暗渠中。 5.2.3.7 暗渠的防渗措施与明渠相同,应符合 5.1.3.5 的要求。 5.2.3.8 软弱土基上的暗渠的基土处理、分节、伸缩缝等均应按 SL 482 的相关要求设计。 3 3 5.2.3.9 设计流量大于 1.0m /s 的暗渠应按 SL 482 的相关要求设计,设计流量小于 1.0m /s 的暗渠可 参照标准设计和定型设计。 5.3 地面灌溉 5.3.1 灌溉方式及适用条件 5.3.1.1 地面灌溉主要有旱作沟灌、畦灌和水稻淹灌三种方式。灌溉方式应结合实际情况选用适宜的 节水措施:对旱作区,宜改“大水漫灌、大畦灌”为“小畦灌、沟灌或膜上灌”;水稻灌溉宜采用“控 灌中蓄”或“薄、浅、湿、晒”的模式。 5.3.1.2 沟灌适用于玉米、棉花、蔬菜等宽行距中耕作物;畦灌适用于小麦、谷子、蔬菜等窄行距密 植作物和牧草;淹灌适用于水稻。 5.3.2 技术要求 5.3.2.1 灌水沟畦要素宜通过分区专门试验或根据当地实践经验确定。不同土壤透水性沟灌的灌水沟 长度、比降、入沟流量等要素应按表 19 确定。灌水沟间距应与沟灌作物行距一致。其中,除土壤透水 性很弱的地区外,灌水沟长度不应大于 100m。 表19 灌水沟要素 土壤透水性 沟 长 入沟流量 沟底比降 m/h 强(﹥0.15) m L/s 50~100 ﹥1/200 0.7~1.0 40~60 1/500~1/200 0.7~1.0 30~40 ﹤1/500 1.0~1.5 70~100 ﹥1/200 0.4~0.6 60~90 1/500~1/200 0.6~0.8 中(0.10~0.15) 27 DB61/T 991.3—2015 表 19 灌水沟要素 (续) 土壤透水性 沟 长 入沟流量 沟底比降 m/h m 中(0.10~0.15) 40~80 ﹤1/500 0.6~1.0 90~150 ﹥1/200 0.2~0.4 80~100 1/500~1/200 0.3~0.5 60~80 ﹤1/500 0.4~0.6 弱(﹤0.10) L/s 5.3.2.2 不同透水性土壤的畦灌的畦长、畦田比降、单宽流量等要素应按表 20 确定。畦田内不应有横 坡,宽度应为农业机具宽度的整倍数,且不宜大于 3m,沟、畦的长度应与方田工程的布设相适宜。其中, 灌水畦要素与灌水定额、畦长、地形比降、单宽流量、土壤质地和灌水时间有关。 表20 灌水畦要素 土壤透水性 畦 长 单宽流量 畦田比降 m/h 强(﹥0.15) 中(0.10~0.15) 弱(﹤0.10) m L/s 60~100 ﹥1/200 3~6 50~70 1/500~1/200 5~6 40~60 ﹤1/500 5~8 80~120 ﹥1/200 3~5 70~100 1/500~1/200 3~6 50~70 ﹤1/500 5~7 100~150 ﹥1/200 3~4 80~100 1/500~1/200 3~4 60~90 ﹤1/500 4~5 5.3.2.3 水稻格田淹灌:格田应具有独立的进、出水口,不应串灌、串排。格田田面应平整,田面高 差应小于±3cm;大小应适应机耕,方便生产。格田长宽尺寸应符合 DB61/T 991.2-2015 中 4.2 的规定。 5.4 管道输水灌溉 5.4.1 适用条件 28 DB61/ T 991.3—2015 2 5.4.1.1 管道输水灌溉适用于灌溉面积 667hm 以下的工程。 5.4.1.2 管道输水灌溉宜用于严重缺水地区,或地形、地质条件受限不宜采用明渠输水灌溉的地区。 采用管道输水灌溉应通过经济技术分析与地面输水灌溉进行方案比选。 5.4.1.3 低压输水灌溉管道一般采用地埋式,管内压力在 0.4Mpa 以下。 5.4.1.4 管道输水灌溉适用于含沙量较小的水源。 5.4.2 工程布置 5.4.2.1 管道级数应根据系统灌溉面积(或流量)和经济条件等因素确定。旱作物区,当系统流量小于 3 3 3 30m /h 时,宜采用一级固定管道;当系统流量在 30 m /h~ 60 m /h 时, 宜采用干管、 支管两级固 3 定管道;当系统流量大于 60 m /h 时, 宜采用两级或多级固定管道;同时宜增设地面移动管道。水田 区,宜采用两级或多级固定管道。 5.4.2.2 管网根据地形条件、供水能力通过经济比较,宜布置为环状管网或树枝状管网。 5.4.2.3 干管走向宜平行于作物种植方向;支管(末级管道)走向宜垂直于作物种植方向。支管间距 2 宜为 50 m~150 m ,单向灌水时取较小值,双向灌水时取较大值。田间固定管道长度宜在 90 m /hm ~ 2 150 m/hm 之间。 5.4.2.4 管道平面布置应短而直,转角应不小于 90º,并应减少折点起伏,方便运行管理。 5.4.2.5 管道应布置在坚实的地基上,避开填方区和可能产生滑坡或受山洪威胁的地段。松软地基和 可能发生不均匀沉降的地段宜铺设柔性管材的管道;若铺设刚性管道,则应对管基进行处理。 5.4.2.6 管道纵向布置宜结合地形条件尽量平缓,地形复杂处可采取变坡布置,最大纵坡不宜大于 1: 1.5,倾角应小于等于土壤的内摩擦角,能满足管道的稳定、安全和避免管内产生负压的要求。 5.4.2.7 各用水单位应设置独立的配水口。配水口的位置、给水栓的型式和规格尺寸,应与相应的灌 2 2 溉方法和移动管道连接方式一致。给水栓灌溉面积宜为 0.25hm ~0.6hm ,单向灌水取较小值,双向灌 水取较大值。 5.4.2.8 管网压力分布差异较大时,应结合地形条件进行压力分区,采用不同压力等级的管材和不同 的灌溉方式。 5.4.2.9 管道埋深应不小于 60cm,并应在冻土层以下。 5.4.2.10 管道附属设施的节制阀,泄水阀,进、排气阀和水锤防护装置,压力、流量计量装置的布置 应满足安全运行和管理的要求。 5.4.2.11 出水栓间距宜为 50m~100m,地面毛渠灌溉时取小值,软管灌溉时取大值。出水栓一般出水 口中心距地面高差取 0.15m~0.3m,出水栓工作水头取 0.3m~0.5m,地面毛渠灌溉时取小值,软管灌溉 时取大值。 5.4.3 工程设计 5.4.3.1 设计流量 5.4.3.1.1 水量供需分析宜采用典型年法进行平衡计算。可供水量应根据规划区水资源评价成果,结 合配套设备能力确定。灌溉需水量应根据作物组成、复种指数、作物需水、降水可利用量,并考虑未来 可能的作物种植结构调整等确定;也可参照《陕西省行业用水定额(试行)》及临近灌区的灌溉经验确 定各项灌溉参数。 5.4.3.1.2 管道灌溉系统的设计流量应由灌水率图确定,或按公式(21)计算: n am A Q0 = ∑ i i ι =1 Ti tη ……………………………(21) 29 DB61/T 991.3—2015 式中 : Qo ——管道灌溉系统设计流量,单位为立方米每小时(m3/h); n ——灌水高峰期同时灌水的作物种类; αi ——灌水高峰期第i种作物的种植比例; mi ——灌水高峰期第 i种作物的灌水定额,单位为立方米每公顷(m3/hm2); Ti ——灌水高峰期第i种作物的一次灌水延续时间,单位为日(d); A ——设计灌溉面积,单位为公顷(hm2); t ——系统日工作小时数,单位为小时(h); η ——灌溉水利用系数。 5.4.3.1.3 树状管网各级管道的设计流量,应按公式(22)计算: Q= n Q0 N ………………………………(22) 式中: Qo——各级管道设计流量,单位为立方米每小时(m3/h); n ——该管道控制范围内同时开启的给水栓个数; Q ——某级管道的设计流量,单位为立方米每小时(m3/h); N ——全系统同时开启的给水栓个数。 5.4.3.1.4 环状管网各级管道的设计流量,应根据具体情况确定。一个给水栓的单井单环网管道的设 计流量应为灌溉系统设计流量的一半。 5.4.3.2 设计水头 5.4.3.2.1 管道系统最大工作水头和最小工作水头应分别按公式(23)和公式(24)计算: H max = Z 2 − Z 0 + ΔZ∑∑ hf 2 + 2 + h j 2 + h0 ……………………(23) 式中: Hma× ——管道系统最大工作水头,单位为米(m); Z2 ——参考点2 的地面高程(参考点2一般为距水源最远的给水栓),单位为米(m); Z0 ——管道系统进口高程,单位为米(m); △Z2——参考点2处给水栓出口中心线与地面的高差(一般取0.15),单位为米(m); Σhf2——管道系统进口至参考点2给水栓的管路沿程水头损失,单位为米(m); Σhj2——管道系统进口至参考点2给水栓的管路局部水头损失,单位为米(m); h0 ——给水栓工作水头,单位为米(m)。 H min = Z1 − Z 0 + ΔZ∑∑ hf 1 + 1+ h j1 + h0 …………………………(24) 式中: Hmin ——管道系统最小工作水头,单位为米(m); Z1 ——参考点1的地面高程(参考点1一般为距水源最近的给水栓),单位为米(m); Z0 ——管道系统进口高程,单位为米(m); △Z1 ——参考点1处给水栓出口中心线与地面的高差(一般取0.15),单位为米(m); Σhf1 ——管道系统进口至参考点1给水栓的管路沿程水头损失,单位为米(m); 30 DB61/ T 991.3—2015 Σhj1 ——管道系统进口至参考点1给水栓的管路局部水头损失,单位为米(m); h0 ——给水栓工作水头,单位为米(m)。 5.4.3.2.2 水泵加压的管道灌溉系统,其设计工作水头宜按最大和最小工作水头的平均值近似取用, 按公式(25)计算: H0 = H max + H min 2 ……………………………(25) 式中: H0 ——管道系统设计工作水头,单位为米(m); Hmax ——管道系统最大工作水头,单位为米(m); Hmin ——管道系统最小工作水头,单位为米(m)。 5.4.3.3 水头损失 5.4.3.3.1 管道沿程水头损失,应按公式(26)计算: hf Qm = f bL D ………………………………(26) 式中: hf ——沿程水头损失,单位为米(m); f ——管材摩阻系数(各种管材的 f值可按表21取用;其中,地埋薄壁塑料管的 f 值,宜采用表 内塑料管 f 值的1.05倍); Q ——管道的设计流量,单位为立方米每小时(m3/h); m ——流量指数(各种管材的 m值可按表21取用); L ——管长,单位为米(m); D ——管内径,单位为毫米(mm); b ——管径指数(各种管材的 b值可按表21取用)。 表21 不同管材摩阻系数、流量指数、管径指数值表 管材类别 管材摩阻系数 流量指数 管径指数 塑料管 0.948×10 5 1.77 4.77 石棉水泥管 1.455×10 5 1.58 4.89 混凝土管 1.516×10 5 2.0 5.33 旧钢管、旧铸铁管 6.25×10 5 1.9 5.1 5.4.3.3.2 对于管道较短,且管线起伏小、管径无变化的管道,其局部水头损失可按沿程损失的一定 比例(约 10%~15%)粗略计入;对于管线较长,且管线起伏较大、管径变化的管道,其局部水头损失 应按公式(27)进行计算: V2 hj=ζ 2g ……………………………… (27) 31 DB61/T 991.3—2015 式中: hj ——局部水头损失,单位为米(m); ζ——局部损失系数; V ——管内流速,单位为米每秒(m/s); g ——重力加速度,单位为米每秒平方(m/s2)。 5.4.3.4 给水栓工作水头 给水栓的工作水头,应按试验或厂家提供的资料确定,无资料时可按0.3m~0.5m取值。 5.4.3.5 管径与管道工作压力 5.4.3.5.1 管道系统各管段的直径,应通过技术经济计算确定;在初估管径时,可按表 22 给定的管内 流速进行管径计算。实际选用管径应为标准规格的管径,且应大于计算管径。 表22 不同管材的管内经济流速 管材 流速 m/s 钢管 1.5~2.0 硬塑料管 1.0~1.5 石棉水泥管 0.7~1.3 混凝土管 0.5~1.0 塑料软管 0.5~1.2 5.4.3.5.2 各管段的设计工作压力,应为正常运行情况下最大工作压力(不含冲击压力)的 1.4 倍;最大 工作压力应根据运行中可能出现的各种情况比较确定。正常运用情况下管道的工作压力(不含冲击压力) 不应为负值。 5.4.3.5.3 管道强度计算的荷载组合和管材选择应符合 GB 50288 的要求。 5.4.3.5.4 固定管道可选择钢管、塑料(聚氯乙烯(UPVC))管、聚乙烯(PE)管、改型聚丙烯(PP) 管等;移动管道宜选择塑料软管。 6 喷微灌工程 6.1 喷灌工程 6.1.1 使用条件 6.1.1.1 喷灌工程适用于水资源紧缺地区,或经济作物和瓜果蔬菜种植面积比较集中,采用喷灌经济 效益明显和经济发达的地区。 6.1.1.2 土地整治高标准农田工程区宜采用管道式喷灌系统;有条件时,应尽量采用自压式喷灌。 6.1.2 结构选型 32 DB61/ T 991.3—2015 6.1.2.1 在水源固定(如机井)、灌水频繁的经济作物区宜选用固定式管道喷灌系统;在地势较为平 坦,灌溉面积较大,灌水次数少的大田作物区宜选用半固定式喷灌系统。 6.1.2.2 在水源水位能满足喷灌压力要求时,应采用自压喷灌形式。 6.1.2.3 在水源水位不能满足喷灌压力要求时,应采用机械加压喷灌系统。 6.1.2.4 在面积较大的喷灌工程区,宜根据地形高差、作物布局等条件实行分区规划,针对不同的压 力区域或种植区域选用不同的喷灌方式,或选用组合喷灌系统。 6.1.2.5 以机井为水源的喷灌工程,宜采用直联式管道喷灌系统;出水量较小并与管道地面灌溉结合 的喷灌工程宜采用高位水塔(水池)形式的管道喷灌系统。 6.1.3 系统组成与管网布置 6.1.3.1 喷灌系统可分为管道式喷灌系统和机组式喷灌系统。按其主体结构,管道式喷灌系统又分为 固定式和半固定式;机组式喷灌系统又分为定喷式和行喷式。 6.1.3.2 喷灌系统由水源工程、首部枢纽、管网系统和喷头等组成。塘、库、机井、渠道水均可作为 喷灌水源。自压式喷灌的首部枢纽由高位蓄水池、进、出水管、控制阀、水表等构成;机组式喷灌的首 部枢纽由动力设备、水泵、过滤器、施肥器、泄压阀、控制阀、水表等构成。管网由不同规格的输水管 道和相应的连接管件、阀门等设备组成。喷头应根据设计要求,选用不同型号、规格的定型产品。 6.1.4 管网布置原则 6.1.4.1 配水干管或分干管宜布置在田块地面高处,并尽量与田间道路相结合;喷洒支管与配水干管 或分干管的连接应尽量平行或垂直。 6.1.4.2 喷洒支管宜平行等高线布置,且与作物种植方向一致。 6.1.4.3 喷洒支管应与主风向垂直,且不得逆坡布置。 6.1.4.4 喷洒支管应力求平顺,减少折点。自压式喷灌系统应在进水阀后的干管上设通气管,在管道 起伏的低处和管道未端设置泄水装置。 6.1.4.5 在连接地埋管和地面移动管的出地管上,应设给水栓。给水栓的间距、管内压力应符合灌水 方式的要求。 6.1.5 喷灌装置运行要求 6.1.5.1 喷灌装置应满足喷洒水利用系数、喷灌强度、喷灌均匀系数和喷灌雾化指标要求,不得漏喷, 不得产生地表径流。 6.1.5.2 喷灌系统应有控制、量测、排水设备和安全保护装置。 6.1.5.3 中心支架式、平移式和绞盘式喷灌机组应能运行安全、平稳。 2 6.1.5.4 轻型和小型移动喷灌机组的控制面积宜为 0.67hm /kw。 6.1.6 工程设计 6.1.6.1 喷灌工程总体设计应根据地形、土壤、气象、水文与水文地质、灌溉对象以及社会经济条件 等因素,通过技术经济分析及环境评价确定。 6.1.6.2 喷灌工程的水源可供水量应满足灌溉需求,当供水量不足时宜以水定地;并应采取适当的工 程措施以保证用水条件符合设计标准。 6.1.6.3 喷灌工程的系统设计流量、管道设计流量、管道选型与布置、水头计算均应符合 5.4 关于管 道输水灌溉的要求。 6.1.6.4 喷灌设计保证率应根据自然条件和经济条件确定,一般不应低于 85%。 33 DB61/T 991.3—2015 6.1.6.5 喷灌工程的设计灌溉定额、设计灌水定额、灌水周期、灌水次数、日灌水时间等参数应根据 当地试验资料确定。当缺乏试验资料时,可参照 DB61/T 943-2014 及临近灌区的灌溉经验确定。灌溉 系统的相关计算应按照 5.4 的要求进行。不同类型喷灌系统的设计日灌水时间应按表 23 确定。 表23 设计日灌水时间 设计日灌水时间 喷灌系统类型 h 固定式管道 12~20 半固定管道式 12~18 移动管道式 12~16 顶喷机组式 12~18 行喷机组式 14~21 2 2 6.1.6.6 农田灌溉用户系统的田间固定管道长度宜控制在 90m/hm ~150m/hm 。灌溉水利用系数应不低 于 0.85。 6.1.6.7 定喷式喷灌系统喷灌均匀系数不应低于 0.75,行喷式喷灌系统喷灌均匀系数不应低于 0.85。 风速低于 3.4m/s 时,喷洒水利用系数η取 0.8~0.9;风速为 3.4m/s~5.4m/s 时,η取 0.7~0.8。 喷灌均匀系数在有实测数据时应按公式(28)计算: Cn = 1 − Δh h ………………………………(28) 式中: Cn ——喷灌均匀系数; Δh——喷洒水深的平均离差,单位为毫米(mm); h ——喷洒水深的平均值,单位为毫米(mm)。 6.1.7 喷头工作压力 6.1.7.1 设计喷头工作压力均应控制在喷头所规定的压力范围内。 6.1.7.2 任何喷头的实际工作压力不得低于设计喷头工作压力的 90%。 6.1.7.3 同一条支管上任意两个喷头之间的工作压力差应在设计喷头工作压力的 20%以内。 6.1.7.4 喷灌区内配水管道,在满足压力区设计水头的前提下,应采用较小管径。初估管径时,可按 表 22 中的经济流速选择管径试算,并取大于计算管径的标准管径。 6.1.8 喷头组合间距 6.1.8.1 喷头组合间距应按表 24 确定。其中,在每一档风速中应按内插法取值;风向多变而采用等间 距组合时,应选用垂直风向栏的数值。 34 DB61/ T 991.3—2015 表24 喷头组合间距 组合间距 设计风速 m m/s 垂直风向 平行风向 0.3~1.6 (1.1~1.0)R 1.3R 1.6~3.4 (1.0~0.8)R (1.3~1.1)R 3.4~5.4 (0.8~0.6)R (1.1~1.0)R 注:R为喷头射程。 6.1.8.2 一个工作位置的灌水时间应按公式(29)计算: t= mab 100qPηP ……………………(29) 式中: t ——一个工作位置的灌水时间,单位为小时(h); m ——设计灌水定额,单位为毫米(mm); a ——喷头布置间距,单位为米(m); b ——支管布置间距,单位为米(m); qp ——喷头设计流量,单位为立方米小时(m3/h); ηp——田间水利用系数。 6.1.8.3 一天工作位置数应按公式(30)计算: nd = td t …………………… (30) 式中: nd——一天工作位置数; td——设计日灌水时间,单位为小时(h); t ——一个工作位置的灌水时间,单位为小时(h)。 6.1.8.4 同时工作喷头数应按公式(31)计算: np = NP nd T ………………………(31) 式中: np ——同时工作喷头数; NP ——灌区喷头总数; nd ——一天工作位置数; T ——灌溉历时,单位为天(d)。 35 DB61/T 991.3—2015 6.1.9 其他技术要求 6.1.9.1 喷灌应达到强度适宜,喷洒均匀,雾化程度好,土壤不板结、结构不破坏,作物不受损害且 均衡生长。 6.1.9.2 各类土壤的允许喷灌强度应符合表 25 的要求。 表25 各类土壤的允许喷灌强度 允许喷灌强度 土壤类型 mm/h 砂土 20 砂壤土 15 壤土 12 壤黏土 10 黏土 8 6.1.9.3 坡地允许喷灌强度降低值应符合表 26 的要求。 表26 坡地允许喷灌强度降低值 地面坡度 允许喷灌强度降低值 % % 5~8 20 8~13 40 13~20 60 ﹥20 75 6.1.9.4 喷灌雾化指标应满足不同作物要求。不同作物的雾化指标见表 27。 表27 喷灌雾化指标 作物种类 hp/d 值 蔬菜及花卉 4000~5000 粮食作物(小麦)经济作物、果树 3000~4000 牧草、饲料作物、草坪、绿化林木 2000~3000 注:hp为喷头工作压力水头,单位为米(m);d为喷头主喷嘴直径,单位为毫米(mm)。 36 DB61/ T 991.3—2015 6.2 微灌工程 6.2.1 使用条件 6.2.1.1 微灌工程宜用于瓜果、蔬菜、茶叶、花卉、食用菌等经济作物;干旱缺水地区亦可用于经济 效益较好的大田作物;严重干旱地区应充分开发利用当地细小水源,采用储水池、水窖设施发展微灌。 6.2.1.2 微灌系统按灌水方式分为滴灌、微喷灌、小管出流等。滴灌、小管出流适用于果树、棉花灌 溉;微喷灌适用于蔬菜、花卉、草坪及其他经济作物灌溉。微灌系统按毛管在田间的布置方式分为地面 固定式、地下固定式和移动式。地面固定式微灌系统适用于果园和宽行大间距作物灌溉;地下固定式适 用于菜园、花卉、草坪灌溉;移动式适用于种植面积零散的果树、蔬菜及其他经济作物。 6.2.2 结构选型 微灌工程应根据水源、气象、地形、土壤、作物种植、社会经济、生产管理水平等条件,因地制宜 地选择滴灌、微喷灌等灌水方式。土地整治高标准农田工程区宜采用地面固定式、移动式滴灌、微喷灌。 6.2.3 系统组成与布置 6.2.3.1 微灌系统通常由水源工程、首部枢纽、输配水管网和灌水器等组成。 6.2.3.2 塘、库、机井、蓄水池、水窖等均可作为微灌水源工程;首部枢纽包括水泵、动力机、肥料 和化学药品注入设备、过滤设备、控制器、控制阀、进排气阀、压力表、流量计等;输配水管网包括输 水干管、支管、毛管以及毛管上安装的灌水器;灌水器包括微喷头、滴头、滴灌管(带)等。 6.2.3.3 微灌水源应尽可能距离灌区最近且位于地形较高处。水源位置有足够水头时,应优先采用自 压微灌;水源位置的水头不能满足微灌要求时,应设置加压站。 6.2.3.4 微灌的首部枢纽通常与水源布置在一起。当水源距灌区较远时,首部枢纽可单独布置在灌区 中间或灌区附近。 6.2.4 输配水管网布置 6.2.4.1 微灌的输配水管网布置应能满足迅速分配水流和管理维修方便的需求。 6.2.4.2 微灌的田间配水管网布置应根据地块形状、作物种植方向等因素综合分析确定,一般多采用 树枝状布置。 6.2.4.3 微灌管网一般由干管、支管和毛管三级管道组成。灌溉面积较大的可增设总干管、分干管或 分支管,灌溉面积小的可只设支、毛管两级。 6.2.4.4 干管宜沿地势较高位置或等高线布置,支管宜垂直于作物种植行布置。毛管宜顺作物种植行 布置。地面较平时,干、支管应尽可能双向控制,在两侧布置下级管道。移动式管道应根据作物种植方 向、机耕等要求敷设,应避免横穿道路。 6.2.4.5 管道的纵剖面应力求平顺。 6.2.5 工程设计 2 2 6.2.5.1 平原区灌溉面积大于 100hm 、山丘区灌溉面积大于 50hm 的微灌工程,应分为规划阶段和设 计阶段进行。 6.2.5.2 微灌水源的可供水量应满足灌溉需求,供水量不足时宜以水定地,并采取适当的工程措施保 证微灌用水条件符合设计标准。在喷灌系统上设微灌用户时,应从输配水管路节点上引出微灌用户系统, 并在微灌干管首部设置水质净化装置。 6.2.5.3 微灌的系统设计流量、管道设计流量、管道选型与布置、水头计算等应符合 5.4 的要求;水 源工程、首部枢紐工程、管网系统和灌水器设备选择等应符合微灌系统设计要求。 37 DB61/T 991.3—2015 6.2.5.4 微灌设计保证率根据自然条件和经济条件确定,应不低于 85%。灌溉水利用系数:滴灌应不 低于 0.90,微喷灌应不低于 0.85。 2 6.2.5.5 条植作物移动式滴灌系统,灌水毛管用量不应少于 900m/ hm ;并应满足均匀度要求,不得产 生地表径流。 6.2.5.6 设计灌水定额和灌水周期、土壤湿润比应根据当地试验资料确定。缺乏试验资料时,可参照 DB61/T 943-2014 及临近灌区的灌溉经验确定各项灌溉参数。灌溉系统相关计算参照 5.4 关于管道输水 灌溉的规定执行。 6.2.5.7 微灌系统的设计日工作时间不应大于 22h。 6.2.5.8 微灌小区应按轮灌设计并设阀门控制,小区间流量偏差率应不大于 20%,均匀系数应不低于 0.80。 6.2.5.9 微灌一个工作位置的灌水时间、一天的工作位置数、同时工作喷头数可参照公式(29)、公 式(30)、公式(31)进行计算。 6.2.6 主要技术参数确定 6.2.6.1 微灌设计土壤湿润比应按表 28 选取。其中,干旱地区宜取上限值。 表28 微灌设计土壤湿润比 微灌设计土壤湿润比 作 % 物 滴灌、涌泉灌 微喷灌 果树 25~40 40~60 葡萄、瓜类 30~50 40~70 蔬菜 60~90 70~100 粮、棉、油 60~90 — 6.2.6.2 微灌设计耗水强度应由实测试验资料确定,在无实测试验资料时可根据表 29 选取。其中,干 旱地区宜取上限值。 表29 微灌设计耗水强度 微灌设计耗水强度值 作 mm/d 物 滴灌 微喷灌、涌泉灌 葡萄、果树、瓜类 3~7 4~8 蔬菜(保护地) 2~4 一 蔬菜(露地) 4~7 5~8 38 DB61/ T 991.3—2015 表 29 微灌设计耗水强度 (续) 微灌设计耗水强度值 作 mm/d 物 粮、棉、油等作物 滴灌 微喷灌、涌泉灌 4~7 一 6.2.6.3 微灌的滴水器(滴灌带出水点)间距可参考表 30 确定。 表30 微灌滴水器(滴灌带出水点)间距 微灌滴水器(滴灌带出水点)间距 m 土壤结构 滴水器流量 滴水器流量 滴水器流量 滴水器流量 滴水器流量 ﹤1.5 L/h 1.5 L/h~4.0 L/h 4.0 L/h~8.0 L/h 8.0 L/h~12.0 L/h ﹥12.0 L/h 粗 0.2 0.3 0.6 1.0 1.3 中 0.5 0.7 1.0 1.3 1.6 细 0.9 1.0 1.3 1.7 2.0 7 排水工程 7.1 明沟排水 7.1.1 适用条件 土地整治高标准农田工程区的明沟排水,适用于农田防洪、排涝及排碱、排渍的5等工程和5级以下 建筑物。 7.1.2 规划原则 7.1.2.1 明沟排水沟系应布局合理,各级排水沟的排水范围以及与上游排水沟系的衔接应清晰明确。 排水沟布置应力求线路短、平顺衔接,应就近将水排至下级排水沟或承泄区。地面水不宜直接漫入干、 支、斗沟。 7.1.2.2 各级排水沟的过水能力应能满足设计标准下的排涝、排渍流量和水位的要求;排水沟深度及 断面设计应按照 GB 50288 的要求确定。 7.1.2.3 各级排水沟应选定合理的比降,在排泄设计洪水时,不造成排水沟的冲刷和坍塌;在排除碱、 渍水时不造成严重的淤积。各级排水沟的设计水位应平顺衔接,做到排水顺畅。未级排水沟设计水位及 断面尺寸应满足田面排涝或排渍的要求。 39 DB61/T 991.3—2015 7.1.2.4 各级排水沟的横断面应符合内外边坡稳定的要求,各级排水沟都应有防止地面水和泥沙直接 入渠的有效措施。 7.1.2.5 排水干沟应有良好的出流条件、出口位置和承泄区。承泄区应有足够的承泄能力和滞洪容积, 出口处应有稳定的河槽和安全的堤防,保证排水出口排水畅通。当不能良好时,应采取适当的工程措施。 7.1.2.6 各级排水沟的联接建筑物和交叉建筑物应配套齐全。 7.1.3 工程布置 7.1.3.1 排水工程一般可按干沟、支沟、斗沟、农沟四级顺序设置固定排水沟道。洪涝频发区和渍害 区及防治土壤盐碱化地区宜在农沟以下布设毛沟等临时排水沟。干、支、斗三级为骨干排水沟,农沟和 毛沟为田间集水沟。土地整治高标准农田项目区新建排水工程固定排水沟不宜超过三级,秦巴山山地和 汉中盆地川道区面积较小的河谷川道排水工程宜按二级设置。 7.1.3.2 明沟排水系统应依据地形和村镇、道路、铁路、渠系等地面建筑物以及承泄区位置等确定各 级排水沟的排水范围和任务,确定总体布置方案。 7.1.3.3 排水沟宜布设在低洼地带,并尽量利用天然河沟和原有排水沟道。排水干沟至承泄区的渠线 应力求最短,并避免高填、深挖和通过淤泥、流沙及其他地质条件不良地段。斗、农沟应结合地形与灌 区灌溉渠道、田间道路、林带及田块统一规划,合理布局,相互协调。应力求线路短、占地少、工程量 小、交叉建筑物少、排水效果良好,运行管理方便。 7.1.3.4 排水系统应优先选用自排方式。受承泄区或上级排水沟水位顶托时,应设置涵闸或泵站抽排, 并建立合理的运行方式和管理制度。 7.1.3.5 沿山、傍塬项目区,山(塬)坡面水和地下水进入项目区时,宜沿山、塬布设截流沟或截渗 沟,并就近汇入排水干沟或承泄区。交汇处应设防冲蚀护面工程。排洪沟、截流沟排水标准应与排水工 程标准相同。 7.1.3.6 排水干沟与承泄区之间的夹角宜为 30º~60°,以保证出流平顺畅通。 7.1.3.7 排水明沟可与其他形式的田间排水设施结合布置;有条件的地区,农、毛沟宜采用暗管。 7.1.3.8 根据陕西省排水工程实践经验,排水系统布置时应兼顾分期实施因素,骨干排水沟应先行建 设,其余排水沟道可视骨干排水沟运行效果再行安排建设。 7.1.4 排涝排渍模数 7.1.4.1 明沟排水的设计排涝模数在无实测资料时,采用平均排除法进行计算: a) 旱地排涝模数可采用公式(32)进行计算: q旱 = R 86.4T ……………………………(32) 式中: q旱——设计排涝模数,单位为立方米每秒平方公里(m3/s▪km2) ; R ——设计暴雨产生的径流深(从当地水文手册中查取),单位为毫米(mm); T ——排涝历时(按作物耐淹历时确定),单位为天(d)。 b) 水田排涝模数可采用公式(33)进行计算: qW = P − h1 − ET ′ − F 86.4T …………………………(33) 式中: qw ——设计排涝模数,单位为立方米每秒平方公里(m3/s.km2); P ——历时为T的设计暴雨量,单位为毫米(mm); h1 ——水田滞蓄水深(确定此值应充分考虑前期水田的已有水深),单位为毫米(mm); 40 DB61/ T 991.3—2015 ET′——历时为T的水田蒸发量,单位为毫米(mm); F ——历时为T的水田渗漏量,单位为毫米(mm); T ——排涝历时(按作物耐淹历时确定),单位为天(d)。 7.1.4.2 明沟排渍模数的计算应符合以下规定: a) 在无实测资料时,可采用公式(34)计算: qh = 103 µ H 86.4T ……………………………… (34) 式中: qh ——设计排渍模数,单位为立方米每秒平方公里(m3/s.km2) ; μ——土壤给水度(释放水量与土壤体积的比值); H ——地下水位设计降低深度,单位为米(m); T ——排渍历时,单位为天(d)。 b) 面积较小的排渍工程,可按表 31 选用排渍模数经验值: 表31 排渍模数经验值 排渍模数 土 壤 3 2 m /(s﹒km ) 轻砂土壤 0.03~0.04 中壤土 0.02~0.03 重壤土、黏土 0.01~0.02 7.1.5 工程设计 7.1.5.1 宜按地形、涝渍成因、地下水埋深、地下水矿化度等条件选定设计排水标准。关中渭河河谷 冲积平原和汉中盆地川道工程类型区的灌区,地下水多年平均埋深小于 2m 的地区,宜按排渍标准设计 沟深和间距,用排涝标准的设计流量进行断面校核;地下水矿化度大于 2.0g/L 时,宜按临界深度设计 排水沟深度。地下水多年平均埋深 2m~5m 的地区,可只按排涝标准进行排水沟断面设计,而不必用设 计流量进行断面校核。其他地区的沿山、傍塬截流沟宜按排涝标准进行断面设计;截渗沟宜按排渍标准 设计排水沟深度,有防治盐碱化要求的宜按临界深度设计排水沟深度。兼作项目区排水的截流沟,还应 能满足项目区排涝、排渍的要求。 7.1.5.2 排水沟设计参数、设计排涝排渍模数、产流与汇流历时和对地下水位的确定,以及排水沟纵 横断面的设计均应符合 SL/T 4 的规定。 7.1.5.3 排水沟横断面宜采用土质梯形或复式断面。排水沟通过淤泥、流沙地段,难以维持边坡稳定时 宜采用块石、混凝土预制板等刚性材料进行砌护。陕南水稻区末级固定排水沟较深时,可采用块石、混 凝土砌护,横断面宜为矩形。 7.1.5.4 土质排水沟边坡系数应根据开挖深度、沟槽土质及地下水情况等,经稳定性分析计算后确定。 开挖深度不超过 5m、水深不超过 3m 的土质排水沟,其最小边坡系数宜按表 32 确定。开挖深度大于 5m 时,应从沟底以上每隔 3m~5m 设宽度不小于 0.8m 的戗道。 41 DB61/T 991.3—2015 表32 土质排水沟最小边坡系数 边坡系数 土质 排水沟深度 排水沟深度 排水沟深度 排水沟深度 ﹤1.5m 1.5m~3.0m 3.0m~4.0m 4.0m~5.0m 黏土、重壤土 1.0 1.25~1.5 1.5~2.0 ﹥2.0 中壤土 1.5 2.0~2.5 2.5~3.0 ﹥3.0 轻壤土、沙壤土 2.0 2.5~3.0 3.0~4.0 ﹥4.0 沙土 2.5 3.0~4.0 4.0~5.0 ﹥5.0 7.1.5.5 干、支沟排水堤顶宽度不宜小于 2.0m。堤顶兼作交通道路时,其宽度应满足车辆通行的要求。 斗、农沟堤顶宽度应根据当地生产、生活的需求确定,不宜小于 0.6m;砌石农沟堤顶宽度不宜小于 0.3m。 7.1.5.6 末级固定排水沟(农沟)的沟深与间距设计应符合以下规定: a) 末级固定排水沟(农沟)的深度和间距宜根据土壤质地、农作物对地下水位的要求、耕作和自 然经济条件,按排水标准设计并经综合分析确定。陕南山地丘陵类型区支、斗沟可灌排兼用, 但末级固定沟渠应灌排分开;关中地区应临时浅密明沟,适当加大末级固定排水沟间距。旱作 区末级固定排水沟深度和间距应按表 33 确定。 表33 旱作区末级固定排水沟深度和间距表 单位为米 间距 沟深 砂壤土 轻壤土 中壤土 重壤土 1.0~1.5 150 120~150 65 35 1.5~2.0 250 200~250 120 70 2.0~2.2 400 300~400 180 120 b) 用于排渍和防治土壤盐碱化的末级固定排水沟深度与间距,宜通过田间试验确定或计算分析确 定。无资料时可按表 34 确定。 42 DB61/ T 991.3—2015 表34 排渍防碱末级固定排水沟深度和间距表 单位为米 间距 沟深 黏土、重壤土 中壤土 轻壤土、沙壤土 0.8~1.3 15~30 30~50 50~70 1.3~1.5 30~50 50~70 70~100 1.5~1.8 50~70 70~100 100~150 1.8~2.5 70~100 100~150 — 7.1.5.7 各类排水建筑物的设计均应做到技术先进、结构合理、安全适用、经济可行、保护环境、美 观大方、便于施工和管理。排水沟建筑物设计可参照 8 中关于渠系建筑物的要求执行,斗级及其以下的 排水建筑物可采用与当地情况相适应的标准设计或定型设计。 7.2 暗管排水 7.2.1 适用条件 暗管排水的适用条件如下: a) 适用于排除地下水; b) 适用于末级固定排水沟及以下的具有自流排水条件的田间分、毛沟排水工程; c) 适用于渍害严重的高效经济作物区以及陕南山地丘陵类型区面积较小、地形比降大的川道水田 地区的排水、截渗工程。 7.2.2 布设形式和要求 7.2.2.1 暗管排水应因地制宜、明暗结合,采用单级排水或两级排水系统。单级暗管排水,在田间布 设吸水管,每条吸水管都有出水口,将水排入明沟;两级暗管排水系统,由吸水管和集水管组成,在田 间布设吸水管,将水排入集水管,再由集水管汇流后排入明沟或承泄区。集水管出口处应采取防冲措施。 7.2.2.2 排水暗管布设宜与方田建设结合。 7.2.2.3 吸水管应有足够的吸聚地下水的能力、合适的管径、管材、比降和埋设深度与间距。吸水管 周围应设防止管涌和增强透水性的外包滤料。 7.2.2.4 宜遵循就地取材、经济实用的原则选用暗管管材。其管材有:陶管、混凝土管、无砂混凝土 管和聚氯乙烯波纹管等。吸水管内径宜采用同一内径,且不小于 50mm;集水管应根据汇流情况采用不 同内径,实际选用管径不得小于 80mm。 7.2.3 工程布置 7.2.3.1 地形平坦地区吸水管应布置在集水管(沟)两侧呈正交或斜交形式;在纵、横向均为缓坡的 地区,吸水管应布置在集水管一侧呈正交或斜交形式。吸水管管线宜相互平行,尽量顺直,等间距布设, 并与地下水流动方向垂直或斜交,夹角不宜小于 40º。 43 DB61/T 991.3—2015 7.2.3.2 吸水管应避免与渠道、道路交叉,避免与灌溉渠道、排水明沟邻近、平行,首端应与灌溉渠 道保持不小于 3m 的距离。吸水管首末端高差不宜大于 0.4m。 7.2.3.3 集水管宜顺地面坡向在田块中部或环绕田块布置,与吸水管夹角不应小于 30°,应保证集水、 排水畅通,出口有自排条件。 7.2.3.4 当吸水管长度超过 200m、或集水管长度超过 300m 时,宜设检查井。检查井宜设置在暗管纵 坡变化处或吸水管与集水管交汇处。井距不宜小于 50m,井径不宜小于 80cm。井内上游管底应高于下游 管顶 10cm,井内应设 30cm~50cm 的沉砂深度。明式检查井顶部应加盖保护,暗式检查井顶部复土厚度 不宜小于 50cm。 7.2.3.5 关中渭河河谷冲积平原和汉中盆地川道工程类型区地形较平坦、低洼地区的田间排渍工程可 采用两级暗管排水形式(地面水应采用明沟排水)。集水管应顺地面坡向布置,长度宜在 400m~800m 之间,间距宜在 100m~300m 之间;集水管应与灌溉渠系,田间道路,排水明沟系统相结合。在稻田和 水旱轮作区,宜结合格田布置吸水管。当集水管通过斗沟或支沟排涝不能自流排出时,应在集水管出水 口处设置观测井和闸门,防止洪水进入集水管。 7.2.3.6 陕南山地丘陵工程类型区内的面积较小,地形比降较大的川道可采用单级暗管排水。每个格 田平行设置几条吸水管,排入明沟。吸水管不宜串田布设;只有当相邻田块的高程与作物等条件相同时, 才能串田布设。傍山、傍河面积较小的排水截渗沟,也可采用暗管,并兼有集水管和吸水管的作用;田 面布设吸水管,排入截渗暗管,构成两级暗管排水系统。傍河截渗暗管出口无法自排时,应设置抽水设 施进行抽排。 7.2.4 工程设计 7.2.4.1 沟深与间距 7.2.4.1.1 吸水管埋深应采用允许排水历时内要求达到的地下水位埋深与剩余水头之和,一般值取 0.2m 左右。吸水管埋深还应满足田间机械作业和防冻的要求。吸水管埋深可按表 35 选取。 表35 吸水管埋深经验值 单位为米 埋深 作物种类 无盐渍化威胁区 有盐渍化威胁区 浅根类旱作物 0.9~1.2 1.6~2.2 深根类旱作物 1.2~1.6 1.8~2.5 牧草 0.8~1.1 1.5~1.8 果树 1.6~2.0 2.2~2.6 7.2.4.1.2 吸水管间距宜通过田间试验确定。在无试验资料时,可按表 36 确定。 44 DB61/ T 991.3—2015 表36 吸水管埋深与间距 单位为米 间距 吸水管埋深 黏土、重壤土 中壤土 轻壤土、沙壤土 0.8~1.3 10~20 20~30 30~50 1.3~1.5 20~30 30~50 50~70 1.5~1.8 30~50 50~70 70~100 1.8~2.3 50~70 70~100 100~150 7.2.4.1.3 集水管埋深应低于集水管与吸水管连接处的吸水管埋深 10cm~20cm,间距与长度应根据灌 排系统平面布置要求确定,集水管间距宜在 100m~300m 之间,长度宜在 400m~800m 之间。 7.2.4.2 设计流量、管径、比降、滤料 排水暗管的设计流量、排水管径、比降及吸水管外包滤料等应按GB 50288 的规定设计,暗管排水 排渍的流量模数参照明沟排水。 7.2.4.3 吸水管结构 7.2.4.3.1 利用接头缝隙进水的陶管、混凝土短管,其缝隙宽度在黏土中应不大于 6mm,在非黏性土 壤中应不大于 3mm;利用管壁透水孔进水的聚氯乙烯波纹管,其透水孔的长度应在 1.0mm~2.4mm 之间, 透水孔的宽度应与周围的土壤和外包滤料相协调,按表 37 选定。 表37 透水孔宽度表 宽度 土壤类型 mm 粉土 0.6~0.9 细粒沙土 1.1~1.5 黏土、壤土、沙壤土 1.7~2.0 2 2 7.2.4.3.2 接头缝隙进水和透水孔进水的进口面积每米管长应不小于 6cm ~9cm (使用中可能发生淤 塞情况,宜采用大值)。 7.2.4.3.3 无砂混凝土吸水管的无砂管段,其骨料粒径宜根据暗管周围土壤类别试验确定,一般采用 3mm~7mm。无砂混凝土管在黏土层和砂砾层铺设时,可不敷外包滤料,接头宜按集水管接头处理。 7.2.4.3.4 无砂混凝土吸水管利用管接头进水时,应按接头进水吸水管的缝隙宽度铺设,并应铺设外 包滤料。 7.2.4.3.5 利用接头进水的吸水管,滤料铺设宽度宜为 30cm~40cm。 8 渠系建(构)筑物 45 DB61/T 991.3—2015 8.1 水闸 8.1.1 水闸分类 8.1.1.1 按引水、挡水功能可分为进水闸、分水闸、节制闸、泄水闸、退水闸、排水闸、冲砂闸等。 8.1.1.2 按闸室结构可分为开敞式和涵管式(封闭式)两种型式。 8.1.1.3 开敞式水闸包括有胸墙和无胸墙两种。水闸上下游水位差较大的引水闸、排水闸、冲沙闸等 可采用有胸墙开敞式水闸。胸墙较高时,可将胸墙后闸室作为封闭式,成为半封闭式水闸。上下游水位 差较小的引水闸、分水闸、节制闸、排水闸等宜采用无胸墙开敞式水闸。 8.1.1.4 涵管式(封闭式)水闸闸身为上部填土的涵洞或涵管。挖方较深的各级渠道上,常采用涵管 式水闸。涵管式水闸根据水力工作条件不同,可分为有压涵管式和无压涵管式。排水闸、冲沙闸多采用 有压式;小型分水闸、支、斗、农渠进水闸宜采用无压式。涵管式水闸应在进口处设置工作闸门和相应 的启闭设备。 8.1.2 工程布置 8.1.2.1 8.1.2.2 8.1.2.3 8.1.2.4 闸址应尽可能选择在地质条件良好,均匀密实天然地基上。 闸址位置应做到工程平面布置紧凑,满足功能要求。 水闸附近应具有较好的施工导流条件,并有足够的施工场地和有利的交通运输条件。 水闸的布置宜便于运行管理和防洪抢险。 8.1.3 结构形式 8.1.3.1 水闸由上游连接段、闸室段和下游连接段三部分组成。上、下游连接段应能引导水流平顺进、 出闸室,保护渠道不受冲刷破坏。 8.1.3.2 上游连接段包括渠底部分的铺盖、护底和与两岸翼墙或护坡。上游翼墙有角墙式、扭面式、 八字墙式等。断面宜采用重力式浆砌石挡土墙;护坡、护底可采用浆砌石或混凝土结构。 8.1.3.3 下游连接段包括下游渠底护坦、海漫和连接两岸的翼墙和护坡。翼墙的形式、断面结构应与 进口段的基本相同;护坡长度应能保证下游岸坡不受冲刷破坏。 8.1.3.4 闸室包括底板、闸墩、闸门、启闭机、工作桥和交通桥,应分别符合以下规定: a) 底板的宽度、厚度及地下轮廓布置应满足闸室底部地基承载力、抗滑稳定、闸基防渗、防冲安 全和闸室布置的要求。上下游水位差较大时,底板宜采用混凝土或钢筋混凝土;上下游水位差 较小时,可采用混凝土或浆砌石。 b) 闸墩的长度应能满足布置工作闸槽、检修闸槽、启闭机、工作桥和交通桥的需要,宜与底板等 长;闸墩的厚度应能满足强度与稳定的要求,宜采用混凝土和浆砌石结构。 c) 胸墙应紧靠闸门,并留出安装止水的空隙。弧形闸门的胸墙应位于门槽高水位侧,平板门的胸 墙应位于门槽低水位侧。胸墙宜采用钢筋混凝土结构,简支在闸墩上。在江河取水的进水闸胸 墙顶高程应在校核洪水位加安全超高以上;渠系水闸胸墙顶宜与渠道两侧堤顶齐平。 d) 闸门有弧形门、平板门、钢结构、钢筋混凝土结构和铸铁闸门。渠系闸门的尺寸应按加大流量 情况下的水力计算确定;在江河取水的进水闸闸孔宽度和闸门尺寸宜通过计算确定。土地整治 高标准农田工程区水闸宜采用钢筋混凝土平板闸门;斗、农渠的斗门、农门宜采用与“U”形 渠配套的定型铸铁闸门或钢闸板门。 e) 启闭机按动力可分电动与手动两类。电动启闭机机型式和动力应根据水闸等级、过水流量、闸 3 前水位、启门力和闭门力选定。土地整治高标准农田工程过闸流量小于 1.0m /s 的闸门启闭机 宜采用手动螺杆式启闭机。 46 DB61/ T 991.3—2015 f) 工作桥应能满足设置启闭机、附属设备和管理人员操作闸门的要求。桥的高程应符合下泄最大 流量时闸门能高出水面的要求。水闸工作桥宜采用钢筋混凝土简支梁、板支承在闸墩上。交通 桥应视当地群众生产、生活和交通需求确定是否修建。交通桥应按 DB61/T 991.5-2015 中关于 “农桥”的相关规定设计。 8.1.3.5 小型节制闸、分水闸、泄水闸、退(排)水闸一般不设置消能防冲设施,当其设计流量超过 3 1.0m /s 时,应考虑设置消能防冲设施。 8.1.3.6 水闸设计除应符合 GB 50288 的要求外,还应符合 SL 265 的相关规定。可参照有关标准设计 3 和定型设计选用流量 1.0m /s 以下的水闸。 8.1.3.7 应结合地质条件,对水闸基础提出针对性处理措施。对于淤泥、冻融土、湿陷性黄土等不良 地层,应首先考虑挖除换填措施;当确有困难时,经技术经济比较可采用其他基础处理方式。 8.1.4 节制闸 8.1.4.1 在灌溉渠道轮灌组分界处或渠道断面变化较大的地点应设节制闸;临近分水闸、泄水闸的渠 道下游和重点建筑物进口或下游可根据需要设置节制闸,并应尽可能采用联合建筑物型式。 8.1.4.2 节制闸的中心线宜与渠道中心线重合。节制闸闸室结构宜采用开敞式,闸底槛槛顶宜与渠底 齐平或稍高于渠底,闸孔设计过水断面面积应等于或略大于渠道过水断面面积。 3 8.1.4.3 设计流量小于 1.0m /s 的节制闸宜采用单孔,结构形式宜采用现浇混凝土或浆砌石“U”型节 制闸。其体形和结构尺寸可参照有关标准设计或定型设计选用。 8.1.5 分水闸 8.1.5.1 在分水渠道的进口处应设分水闸。 8.1.5.2 单股分水闸的分水角宜取 60º~90º,双股分水闸的分水角宜对称相等,方田中的斗渠双股分 水闸宜对称且分水角取 90º布置,多股分水闸的分水角可因地制宜确定。分水闸的进口不应突出于闸前 上级渠道之中。分水闸闸室结构宜采用开敞式或封闭式。闸前设计水位宜按分水比例采用比上级渠道设 计流量相应水位略低的水位;闸底槛槛顶宜与上级渠底齐平或稍高于上级渠底,多泥沙渠道上的闸底槛 槛顶应高于上级渠底。 3 8.1.5.3 流量小于 1.0m /s 的分水闸宜采用浆砌石或现浇混凝土结构。 8.1.6 进水闸 8.1.6.1 在干、支、斗、农渠各级固定渠道的进水口处应设进水闸(门)。 8.1.6.2 支、斗、农渠上进水闸(门)的布置要求和结构选型应与 8.1 中关于“水闸”的要求相同。 渠首进水闸应符合 4 中关于“水源工程”的布置要求。 3 8.1.6.3 设计流量小于 1.0m /s 的进水闸宜采用涵管式。涵管宜采用混凝土矩形槽加钢筋混凝土盖板 3 或钢筋混凝土管。流量小于 1.0m /s 的支、斗、分渠进水闸(斗门、分门)可参照有关标准设计或定型 设计选用。 8.1.7 泄水闸 8.1.7.1 在渠道流经的重要城镇、工矿或重要建筑物的上游,以及在傍山、靠塬渠道有排洪任务的渠 段下游,应设泄水闸。 8.1.7.2 泄水闸的中心线与灌排渠道中心线的夹角宜取 60º~90°,闸后泄水渠段应尽可能利用河流、 沟道,选择短直、合理的渠线进入承泄区。附近设有节制闸的泄水闸,其闸底槛槛顶宜与渠底齐平;多 泥砂渠道上的泄水闸,其闸底槛槛顶和闸前一段渠底均应适当降低。 47 DB61/T 991.3—2015 8.1.7.3 附近无节制闸的泄水闸,其闸底槛顶部宜低于渠底,闸前一段渠底应降低成跌塘,必要时可 在跌塘前设整流栅和导流墩。跌塘侧向下游渠道的连接段砌护长度不应小于下游水深的 3 倍。采用溢流 侧堰泄水时宜采用实用堰,堰顶宜与渠道加大流量的相应水位齐平,有特殊要求时可降低堰顶高程,增 设自动闸门或橡胶坝。泄水闸闸室结构可采用开敞式或封闭式。 8.1.8 退水闸 8.1.8.1 退水闸应设在位置重要的斗渠和斗渠上级渠道的末端。 8.1.8.2 退水闸的中心线宜与灌排渠道中心线重合。退水闸后退水渠道布置与泄水闸相同。在排水沟 出口段不能保证自由泄流时,应设排水闸,排水闸应布置在稳定的岸边或河堤上,闸底槛槛顶宜与排水 沟底齐平或稍低于排水沟底,闸孔设计过水断面面积应与排水沟过水断面面积相适应,闸室结构宜采用 开敞式。 8.2 渡槽 8.2.1 使用条件 当渠道跨越河流、渠沟、洼地、道路,采用其他建筑物不适宜,且渠底高程高于道路行车安全净空 (最大5m)、河道最大设计洪水位时,宜布设渡槽。选定渡槽方案前,应与倒虹方案进行综合比较,择 3 优确定。土地整治高标准农田项目渡槽工程规模仅限于设计流量1.0m /s以下,且单孔跨度不宜超过10m。 8.2.2 工程布置 8.2.2.1 渡槽轴线位置应依据地形地质条件确定,槽址应选在地形、地质良好,施工方便的地方。 8.2.2.2 渡槽的轴线应短而直,进、出口应与上下游渠道平顺连接。应尽量缩短槽身长度,降低槽墩 或排架高度;轴线宜与跨越的河流、渠道、道路等正交,并应能满足河道行洪、渠道过流、道路通行的 要求。 8.2.2.3 中小型渡槽宜采用单跨或多个结构型式相同的等跨布置方案。 8.2.3 结构形式 8.2.3.1 渡槽由与渠道连接的进、出口段,槽身及槽身支承结构等部分组成。 8.2.3.2 进、出口连接段形式应与槽身横断面形式相适应,一般宜采用矩形、“U”形等。进出口连接 段应设置在挖方上,在平面上宜成直线,不应急剧转弯,应保证进出口与上、下游渠道平顺连接,水流 平顺。 “U”型渠与“U”型槽身渡槽连接时,可不设渐变段和连接段,直接与槽身连接,连接处应按 沉陷缝要求设置止水。 8.2.3.3 槽身横断面及结构形式应根据过水流量、地形、地质条件和施工技术水平等确定。土地整治 高标准农田工程宜采用悬臂侧墙式钢筋混凝土矩形槽身或预应力钢筋混凝土“U”形槽身。槽身顶部宜 设拉杆,支座部位应设置端肋。槽身纵向支承形式宜采用简支式。 8.2.3.4 渡槽的支承结构应根据地形、地质、跨度、高度、建筑材料、施工条件等,选取墩式、排架 式或拱式。土地整治高标准农田工程梁式渡槽的支承结构宜采用混凝土或浆砌石重力墩。 8.2.3.5 地形平坦、渡槽的支承结构高度较小时,宜采用梁式渡槽;对于窄深的山谷地形,当两岸地 质条件较好,有足够的强度与稳定性,当地有质量符合,开采和运输方便的石料时,宜采用拱式渡槽。 单孔跨径 10m 以下的石拱渡槽,宜采用实腹式拱上结构。拱圈宜采用等截面圆弧实体板,拱圈矢跨比宜 在 1/6~1/2 之间,拱圈厚度宜选用 30cm~60cm,宽跨比不宜小于 1/20。槽身宜采用砌石矩形槽。支承 结构宜采用实体重力式墩(台)。 48 DB61/ T 991.3—2015 8.2.3.6 渡槽比降应尽可能取大值,但槽内流速宜控制在 1m/s~2m/s 范围内。槽身断面尺寸、分节、 伸缩缝等应按 SL 482 的要求确定。 8.2.3.7 渡槽基础应结合地质条件、支承结构的特性、基础水流冲刷影响等,选用刚性基础、柔性基 础、桩基础或沉井基础。一般宜选用浅埋深(小于 5m)的刚性基础。 8.2.3.8 项目区内有几个条件相近的渡槽时,应尽量采用一种结构形式。当地施工技术和设备较好时, 宜采用预制构件进行装配。 8.2.4 工程设计 3 3 田间斗、分渠上流量小于0.5m /s的渡槽可参照有关标准设计或定型设计选用,流量大于0.5m /s的 渡槽应按照SL 482的规定进行设计。 8.3 倒虹吸管 8.3.1 使用条件 当渠道穿越河流、渠沟、洼地、道路,采用其他建筑物不适宜,且渠底高程低于道路行车安全净空 高度(5m),或渠底高程低于河道最大设计洪水位时,宜布设倒虹吸管。土地整治高标准农田工程倒虹 3 吸工程仅限于通过 2.0m /s 以下的设计流量。 8.3.2 工程布置与结构形式 8.3.2.1 倒虹吸位置应根据地形、地质条件确定,宜设在地形较缓、稳定的岸坡处,尽可能产生滑坡、 崩塌及其它不良地质地段。倒虹吸轴线宜为直线,并宜与河流、渠道、道路等正交。 8.3.2.2 倒虹吸进口前、出口后应设渐变段与渠道平顺衔接,进口渐变段长度宜取上游渠道设计水深 的 3~5 倍,出口渐变段长度宜取下游渠道设计水深的 4~6 倍。 8.3.2.3 倒虹吸可根据地形、地质条件和穿越河流、渠沟、道路等具体情况,选用露天式、地埋式或 桥式布置。地埋式倒虹吸管埋入地面以下的深度不小于 0.5~0.8m,寒冷地区和严寒地区应埋入冻土深 度以下 0.5m; 穿越渠沟、 道路时应埋入渠沟底或路下 1.0m,穿越河流时应埋入设计洪水冲刷线以下 1.0m, 并采取砌护保护。桥式倒虹吸管的桥下净空应满足河(渠)道通水要求,桥面宽度等应满足交通和施工 要求。倒虹吸最低处应设排污孔或清淤排沙孔。 8.3.2.4 当低水头倒虹吸管进、出口采用斜坡池式或竖井式布置时,斜坡池底或竖井底部应略低于倒 虹水平管的管底,以形成消力水垫或清淤空间。 8.3.2.5 倒虹吸管横断面宜采用圆形,应根据流量、水头、工程造价、施工条件的不同,选用钢筋混 凝土管、预应力混凝土管、预应力钢筒混凝土管、玻璃钢夹砂管、球墨铸铁管、钢管等。在高差较大或 管段较长的情况下,也可分段采用不同管材。土地整治工程宜采用单管倒虹,管径应根据设计流量、设 计流速和最小允许水头损失计算确定,管壁厚度应根据水头、管径及管材许可应力等确定。 8.3.2.6 倒虹吸管过水能力及设计流速,应能满足水头损失最小和防止管内淤积的要求,流速宜控制 在 1.5m/s~2.5m/s。 8.3.2.7 倒虹吸管一般采用预制安砌,特殊情况下可采用现场浇筑。管床和基础可采用分层夯实的碎 石、三合土或素土,现浇钢筋混凝土倒虹吸管的分节应根据地基、施工条件、温度等确定。各节之间及 与进出口连接处应设伸缩和沉降缝,其缝距、缝内防渗止水应符合相关规范的要求。 8.3.2.8 倒虹吸管轴线方向变化处、管道材质变化处、地面式管段与架空式管段连接处、分段式钢管 每两个伸缩接头之间应设置镇墩,相邻两镇墩之间宜根据距离和结构需要加设中间镇墩。镇墩体型尺寸 应通过稳定、强度和墩底应力计算确定。镇墩宜设置于岩基上;置于土基或强风化岩基上的镇墩,还应 考虑基础沉陷对管道安全及管身内力的影响。 49 DB61/T 991.3—2015 8.3.3 工程设计 3 8.3.3.1 田间斗、分渠流量小于 1.0m /s 的倒虹吸工程设计可参照有关标准设计或定型设计选用。在 浑水灌区应对倒虹设计水头和输沙能力进行校核。 3 8.3.3.2 流量大于 1.0m /s 的倒虹吸应按照 SL 482 的规定进行设计。 8.4 涵洞 8.4.1 使用条件 渠道穿越沟溪、洼地、道路或填方渠道时,可设置涵洞,涵洞包括渠道输水涵和排洪涵。土地整治 高标准农田工程区一般采用明流无压涵洞。 8.4.2 工程布置与结构形式 8.4.2.1 涵洞轴线宜短而直,并宜与沟渠、道路正交,进、出口应与上下游渠道平顺连接。 8.4.2.2 涵洞由洞身、进口、出口三部分组成。涵洞进、出口应以圆锥形护坡、扭曲面护坡、八字墙、 翼墙与上下游渠道连接。渠道涵洞进、出口位置及高程应符合渠系设计要求,应尽量减少水头损失和进 口雍水。排洪涵洞轴线宜与排洪河(沟)道方向一致,顺水流方向布置,并宜与渠道正交。排洪涵洞进出、 口高程及比降宜结合地形、地质条件和洞内允许流速等条件确定,并尽可能利用自然沟底高程和比降。 排洪涵洞出口流速较大时,应有消能防冲设施,并将泄流安全输送至承泄区。 8.4.2.3 涵洞横断面结构型式有混凝土或钢筋混凝土管涵、矩形涵、箱涵和砌石拱涵,应根据水头、 建筑材料及施工条件等确定。土地整治高标准农田项目区宜采用管涵、钢筋混凝土矩形盖板涵和砌石拱 涵。 8.4.2.4 涵洞的横断面应根据渠道加大设计流量确定。排洪涵洞的设计流量宜根据现场洪水调查和按 小流域洪水流量计算分析确定。 8.4.2.5 输水涵洞应按输水渠道防渗要求进行防渗处理。管涵、拱涵水面以上净空高度不应小于管径 或洞高的 1/4。 8.4.2.6 涵洞顶部填土厚度应不小于 1m,上部为衬砌渠道时应不小于 0.5m。 8.4.2.7 涵洞(管)基础可采用分层夯实的碎石、三合土或素土。矩形涵、箱涵或拱涵,地基土压缩 性较小时,也可采用砂或碎石垫层。软土地基上涵洞的分节应根据地基、施工、温度等条件确定。各节 之间及与进、出口连接处应设伸缩和沉降缝,其缝距、缝内防渗止水应符合 SL 482 的要求。 8.4.3 工程设计 8.4.3.1 管涵:管涵的管径应通过水力计算确定,并应符合标准管径的要求。土地整治高标准农田工 程一般选用标准混凝土或钢筋混凝土预制管。管径宜取 0.8m~1.5m。管壁厚度宜根据埋管深度、管涵 铺设方式及荷载确定。埋深 6m 以下的管涵,其管壁厚度宜采用管内径的 1/12.5;埋深 6m 以上的管涵, 其管壁厚度宜取管内径的 1/10;按构造要求均应大于 8cm。管涵宜依据涵管铺设为弧形地基和刚性座垫 的不同方式进行强度验算和抗裂验算,并根据需要配置钢筋。土地整治工程区内的管涵宜根据使用条件、 过水流量、上部荷载,选用标准混凝土或钢筋混凝土预制管件。 8.4.3.2 钢筋混凝土矩形盖板涵:盖板涵由盖板和边墙、底板三部分组成。土地整治高标准农田工程 宜采用单孔钢筋混凝土盖板涵。盖板采用钢筋混凝土实心简支梁板,厚度为跨径的 1/15~1/20,应不 小于 8cm。分离式边墙宜采用浆砌石直墙或重力挡土墙,底板采用现浇混凝土或浆砌石。整体式边墙和 底板,宜采用混凝土或钢筋混凝土结构。 8.4.3.3 砌石拱涵:拱涵由拱圈和侧墙、底板三部分组成。拱圈矢跨比宜采用 1/2~1/6;拱圈厚度依 据跨径、荷载确定,不宜小于 30cm。侧墙和底板的体形应根据地形、地质条件确定。砌石拱涵宜采用 50 DB61/ T 991.3—2015 3 半圆拱、分离式拱台。流量小于 2m /s 的砌石拱涵尺寸可按表 38 初拟,并应进行拱圈和拱座的强度、 稳定性验算,以及地基土承载力验算。 表38 砌石拱涵尺寸参考表 净跨度 矢高 拱圈半径 拱圈厚度 边墙顶宽 边墙底宽 m /s cm cm cm cm cm cm 0.2~0.5 80 25 45 25 35 60 0.5~1.0 120 30 75 30 40 80 1.0~1.5 140 40 82 30 40 90 1.5~2.0 180 40 121 30 45 100 2.0~2.5 200 50 125 35 50 120 2.5~3.0 220 50 145 35 50 140 流量 3 3 3 8.4.3.4 设计流量小于 1.0m /s 的涵洞可参照有关标准设计或定型设计选用。设计流量大于 1.0m /s 的涵洞应按照 SL 482 的规定进行设计。 8.5 跌水、陡坡 8.5.1 适用条件 当灌排渠道经过陡峻地段时,为消减水能、保持水流平稳,应设置落差建筑物。土地整治高标准农 田项目区落差建筑物为5级以下直落式跌水或陡坡式跌水。 8.5.2 工程布置与结构形式 8.5.2.1 跌水或陡坡的型式应根据跌差和地形、地质等条件确定。地形特别陡峻或陡坎处地质条件较 好时,宜采用直落式跌水;当采用直落式跌水土方开挖工程量大或地质条件不适宜时,可采用陡坡式跌 水。当跌差小于等于 5m 时可采用单级跌水(陡坡);当跌差大于 5m 时,宜选用多级跌水(陡坡),每 级跌差宜相等并应不大于 5m。 8.5.2.2 跌水(陡坡)宜布设在挖方地段,轴线应与上下游灌排渠道轴线一致,进、出口应设连接段 (收缩或扩散)。连接段长度应根据上游渠道底宽和水深的比值确定;进口连接段底边收缩线与渠道中 心线的夹角不宜大于 45°,出口连接段长度宜使每側收缩角为 8°~20°。 8.5.2.3 跌水口可采用矩形、梯形、或台堰形。跌水墙宜采用重力式。消力池横断面宜采用矩形、“U” 形或梯形。跌水进口上游有引水要求时,应采用节制闸与跌水或陡坡联合建筑的形式。 8.5.2.4 陡坡宜采用等宽式。受地质或其它条件限制时,可采用陡槽末端底部扩散或收缩的变底宽式。 陡槽槽底坡降宜取 1/2.5~1/5,且陡坡倾角应小于或等于地基土壤的内摩擦角。陡槽横断面宜采用矩 形、“U”形或梯形。 8.5.2.5 跌水(陡坡)的过水能力,消力池的宽度、长度、深度应按照 SL 482 的规定进行计算确定。 3 流量小于 1m /s 的跌水(陡坡)的过水能力、消力池的宽度、长度、深度也可参照同等条件、同类工程 分析确定。 51 DB61/T 991.3—2015 8.5.2.6 跌水消力池、陡坡陡槽和消力池的侧墙(边墙)后以及底板下有较大的渗透压力时,在底板 下和侧墙(边墙)的后半部位均应设排水设施。 8.5.3 工程设计 3 设计流量小于1.0m /s的“U”形渠跌水(陡坡),可参照有关标准设计或定型设计选用;设计流量 3 大于1.0m /s的跌水(陡坡),应按照SL 482的规定进行设计;对跌差大于3m的直落式跌水,应对跌水 墙和消力池边墙的稳定性进行校核。 8.6 量水设施 8.6.1 适用条件 灌溉渠道的引水、分水、泄水、退水处和排水沟出口处,按水量征收水费的交接处、计征处,均应 采用量水设施或设备量水,并宜与灌排建筑物结合布置。量水设施、设备 有:量水堰槽、标准 量水断面、 建筑物量水、流速仪和量水仪表等。有条件的地方,还可采用自记量水设备。 8.6.2 布置要求和结构型式 8.6.2.1 量水设施布置宜根据灌溉渠道级别和灌溉管理要求及量水方式确定。 2 8.6.2.2 666hm 以上灌区的干、支渠可利用直线段上的建筑物和标准断面量水,并设相应的测流设施。 3 3 流量大于 1m /s 的渠道宜采用巴歇尔量水槽量水;流量小于 1m /s 的渠道宜采用“U”形渠道量水槽量水; 抽水站可采用仪表量水。 8.6.2.3 流速仪量水、标准断面量水和堰槽量水的量水设施应布置在渠道的平直渠段,平直段长度宜 不小于 50m。量水渠段横断面应规则、稳定,渠底比降一致,无泥沙淤积、杂草阻水,上、下游无建筑 物回水影响,水流均匀、平稳等水力条件符合量水设施要求。标准断面和堰槽宜采用混凝土结构。 8.6.2.4 建筑物量水宜采用涵闸、渡槽、跌水等设施。量水建筑物的结构型式、几何尺寸、水力条件、 水尺设置、测流参数等应符合量水设施的相关要求。 8.6.3 工程设计 8.6.3.1 巴歇尔量水堰 8.6.3.1.1 巴歇尔量水堰设计应符合 SL 24 的要求。巴歇尔量水堰宜按标准系列槽设计,在安装时不 得改变标准尺寸,亦不得舍零取整。 8.6.3.1.2 有充分水头时,应保证自由出流。 8.6.3.1.3 宜合理确定槽底高度以适应高含沙渠道输沙的要求。 8.6.3.2 “U”形渠道量水堰 “U”形渠道量水堰应按照DB 61/T 279-1999、DB 61/T 280-1999、DB 61/T 281-1999、DB 61/T 282-1999 的标准型式设计。D30~D80规格的“U”形量水槽宜选用直壁式量水槽。 8.6.4 施工安装 巴歇尔量水堰和“U”形量水槽可采用现场浇筑或预制安装。现场浇筑的几何尺寸精度、面层糙率 等应符合SL 24的要求;预制安装部件应采用国家质量技术监督局批准的生产厂家的产品。 9 泵站工程 52 DB61/ T 991.3—2015 9.1 泵站类型 泵站按功能分为灌溉泵站、排水泵站、灌排结合泵站。灌溉泵站按取水方式又分为从河流上取水的 泵站、从灌溉渠道上取水的泵站和从水库取水的泵站。 9.2 泵站适用条件 9.2.1 泵站。 9.2.2 9.2.3 9.2.4 当河道水量较丰,但水位低于农田,无法自流引水灌溉,或修建自流引水工程不经济时可修建 在已有灌区内解决局部高地灌溉时,可修建泵站。 季节性缺水严重的丘陵地区,为调蓄径流,沿河(沟)进行提水蓄水可修建泵站。 地势低洼、内涝渍害严重的地方可修建排水泵站。 9.3 泵站选址 9.3.1 灌溉泵站选址应根据水源、地质、地形、电源以及灌区渠系布置等因素,经技术经济比较选定。 9.3.2 泵站站址应选择在岩土坚实、抗渗性能良好的天然地基上;山丘区泵站站址宜选择在地形开阔、 岸坡稳定,有利于泵站建筑物布置的地点。 9.3.3 泵站站址宜距离电源较近,输电线路布设方便。 9.3.4 从河流上取水的灌溉泵站,其取水口应选择在主流稳定靠岸,能保证引水,有利于防洪、防沙、 防冰的河段。 9.3.5 从水库取水的灌溉泵站,站址应选择在岸坡稳定、靠近灌区、取水方便,少受泥沙淤积影响的 地点。 9.3.6 从渠道取水的灌溉泵站,站址应选择在灌区地形较高、输水系统比较经济的地方,以控制尽可 能大的灌溉面积。 9.3.7 排水泵站站址应选择在排水区地势低洼、能汇集涝水,且靠近承泄区的地点。 9.4 总体布局 9.4.1 泵站的总体布置应根据站址处地形、地质、水源、泥沙、供电、交通、环境等条件,结合泵站 枢纽和供水系统的布局以及机组型式等条件统筹兼顾。应做到布置合理,运行安全,便于管理,少占农 田,节省投资,美观协调。 9.4.2 泵站的总体布置包括泵房、进水建筑物、出水建筑物、变电站、泵站枢纽建筑物和管护设施, 内外交通、环境、绿化、防火、通讯等。 9.4.3 在河流取水的灌溉泵站,当河道岸坡较缓时,宜采用引水式布置,并在引水渠首设进水闸;当 河道岸坡较陡时,宜采用岸边式布置,其进水建筑物前缘与岸边齐平。 9.4.4 由灌溉渠道取水的泵站,其取水口一般与渠道垂直,并宜在取水口上级渠道下游侧设节制闸。 9.4.5 由水库取水的泵站,当灌区位于水库下游时,宜采用坝后式布置,从放水洞设叉管或输水明渠 引水;当灌区位于水库上游时,宜采用浮船式或移动式泵站,直接从库内取水。 9.4.6 灌区内地面坡度较陡或有明显台地时,应采用分级供水或高低渠供水;地形分割、灌溉面积分 散,且单块面积较小时,宜修建活动泵站。分级设站时,可结合行政区划和管理要求,按照泵站动力机 装置功率最小的原则,确定各级站址。 9.4.7 排水泵站宜采用正向进水和正向出水方式,在具有部分自流排水或季节性排水条件的地点建站 时,泵站宜与排水闸合建。 9.5 泵站工程规模 53 DB61/T 991.3—2015 9.5.1 在土地整治高标准农田建设工程中,泵站单站装置功率和工程级别应符合表 1 和表 2 的规定。 9.5.2 灌溉泵站设计流量应根据设计灌水率、灌溉面积、渠系水利用系数及灌区内调蓄容积综合分析 确定。灌溉设计保证率和渠系水利用系数应符合表 3 和表 4 的规定。 9.6 技术标准 9.6.1 泵站建筑物防洪的设计洪水重现期应为 10 年(P=10%),校核洪水重现期应为 30 年(P=3.33%)。 9.6.2 排水泵站排涝的设计洪水重现期应为 5 年(P=20%),一日暴雨一日排至田间无积水;排渍标准, 十年一遇三日暴雨排至耐渍深度,作物耐渍深度宜取 1.0m~1.5m;改良盐碱地、预防盐碱化标准,除 满足排渍标准外,还应在返盐季节前将地下水位控制在临界深度以下。 9.6.3 排水泵站排涝设计流量及其过程线,应根据排涝标准、排涝方式、排涝面积及调蓄容积等综合 分析计算确定;排水泵站排渍设计流量可根据地下水排水模数与排水面积计算确定。 9.6.4 经济扬程的计算应符合以下规定: a) 电灌泵站的经济扬程宜按公式(35)进行计算: H = 367η装η渠 KD Me ………………………………(35) 式中: H ——泵站经济扬程,单位为米(m); η装——机组装置效率,单位为百分比(%); η渠——渠系水有效利用系数,单位为百分比(%); K ——电费在灌溉成本中所占的比重,单位为百分比(%); D ——当地水费负担能力,单位为元每公顷(元/hm2); M ——作物灌溉定额,单位为立方米每公顷(m3/ hm2); e ——当地农业排灌电价,单位为元每千瓦时(元/kw.h)。 b) 机灌泵站的经济扬程宜按公式(36)进行计算: H = 1350η装η渠 KD Mu …………………………(36) 式中: H ——泵站经济扬程,单位为米(m); η装——机组装置效率,单位为百分比(%); η渠——渠系水有效利用系数,单位为百分比(%); K ——柴油在灌溉成本中所占的比重,单位为百分比(%); D ——当地水费负担能力,单位为元每公顷(元/hm2); M ——作物灌溉定额,单位为立方米每公顷(m3/ hm2); u ——柴油单价,单位为元每公斤(元/kg)。 c) 用净增产值系数法计算经济扬程时,宜按公式(37)进行: KC = B 式中: K——灌溉成本和净增产值的比数值,K﹤1; C——抽水灌溉后的作物净增产值,单位为元每公顷(元/hm2); B——灌溉成本费,B﹤C,单位为元每公顷(元/hm2)。 9.7 水泵机组选择 9.7.1 水泵选型应满足泵站设计流量、设计扬程和不同时期供排水的要求。 54 ………………… (37) DB61/ T 991.3—2015 9.7.2 宜优先选用技术成熟、性能先进、高效节能的产品;在平均扬程时,水泵应在高效区运行;在 整个运行扬程范围内,水泵应能安全、稳定运行。 9.7.3 具有多种泵型可供选择时,应综合分析水力性能、安装、检修、工程投资及运行费用等因素择 优确定。一般泵站设计扬程在 15m 以下时,宜选用轴流泵或混流泵;泵站设计扬程在 15m 以上时,宜选 用离心泵。当轴流泵和混流泵同时满足泵站设计流量、设计扬程时,宜选用卧式混流泵;当离心泵和混 流泵同时满足泵站设计流量、设计扬程时,若扬程变化大,宜选用离心泵。 9.7.4 灌溉泵站工作机组不宜少于 2 台,土地整治高标准农田工程一般不设备用机组,站内安装不同 流量的水泵型号不宜多于 2 种。 9.7.5 水泵电动机组宜设共用底座;水泵出口应设阀门,阀门宜采用蝶阀,扬程小于 20m 时,选用明 杆楔形闸阀。 9.7.6 充水排气设备, 当水泵进口尺寸小于 150mm 时,宜采用压力罐充水装置;水泵进口尺寸在 150mm~ 200mm 时,宜选用 SZB-8 水环式真空泵;水泵进口尺寸大于 200mm 时,宜选用 SZ-1 水环式真空泵。 9.7.7 水泵配套动力机宜采用 Y 系列防护式鼠笼型异步电动机。在缺少电源或泵站位置偏僻、配套电 动机不经济时,可采用柴油机、煤气机。动力机功率应根据水泵轴功率,并考虑适当动力备用合理选配。 动力机备用系数可参考表 39 确定。 表39 动力机备用系数 K 值参考表 K值 水泵轴功率 KW 电动机 柴油机 <5 2.00~1.30 — 5~10 1.30~1.15 1.20~1.15 10~50 1.15~1.10 1.15~1.12 50~100 1.10~1.05 1.12~1.10 9.7.8 当离心泵站抽取清水时,其装置效率不宜低于 65%;当其抽取多泥沙水流时,其装置效率不宜 低于 60%。 9.8 机组安装 9.8.1 泵站杨程应按泵站进、出水池水位差,并计入管路系统的水头损失确定,宜按公式(38)进行 计算: H = ▽上-▽下+ H管 ………………………(38) 式中: H ——管路系统水头损失,单位为米(m); ▽上——出水池水位高程,根据灌区输水渠道比降推求,单位为米(m); ▽下——进水池水位高程,根据引水渠比降推求,单位为米(m); H管 ——管路系统水头损失,单位为米(m)。 9.8.2 水泵安装高度(吸上高度)应小于水泵的允许吸上真空高度,并根据实际装置情况通过计算确 定,水泵安装高程(叶轮轴线)应按公式(39)、公式(40)计算确定(对于小型泵站,可粗略取 H 安≈1/2Hs)。 ▽安=▽低+H安 ……………………………(39) 式中: 55 DB61/T 991.3—2015 ▽安——水泵安装高程,单位为米(m); ▽低——水泵进水池最低水位高程,单位为米(m); H安 ——水泵安装高度,单位为米(m)。 其中: V2 H 安大汽管 = H S − (10 − H ) -h − h − 2g …………… (40) 式中: H安 ——水泵安装高度,单位为米(m); Hs——水泵允许吸上真空高度,由水泵样本查得,单位为米(m); 10——一个标准大汽压,单位为米(m); H大——不同海拔高程处的大汽压力,单位为米(m); h汽——水温变化时的饱和蒸汽压力水平,单位为米(m); h管——吸水管路全部水头损失,单位为米(m); V ——水泵进口流速,单位为米每秒(m/s)。 表40 不同海拔高程处的大汽压力表 海拔高程 H大 m m 100 10.2 200 10.1 300 10.0 400 9.8 500 9.7 600 9.6 700 9.5 800 9.4 900 9.3 1000 9.2 1500 8.6 表41 不同水温时的饱和蒸汽压力表 56 水温 h汽 ℃ m 20 0.43 40 0.75 DB61/ T 991.3—2015 表 41 不同水温时的饱和蒸汽压力表 (续) 水温 h汽 ℃ m 50 1.25 60 2.02 70 3.17 80 4.82 90 7.14 100 10.33 9.8.3 机组基础应采用混凝土结构,混凝土强度等级不宜低于 C15;基础平面应比机组底座四周大出 8cm~10cm,比机坑或室内地面高出 5cm~10cm。 9.8.4 水泵进口直径 300mm 以下的机组安装,宜采用一次灌注法施工。水泵主轴水平误差应控制在 0.3mm/m~0.5mm/m 之间;水泵与电动机靠背轮的轴向间隙应控制在 2mm~4mm 之间。 9.8.5 水泵进水管应固定牢靠,防止管道重量传给水泵,连接部分应严密、不漏气,与水泵进口连接 的水平段应向下游倾斜;出水管连接部分应紧密,不漏水,出水管管口应淹没在出水池设计水位以下。 9.9 进、出水建筑物 9.9.1 泵站进、出水建筑物包括进水池、出水池及管路系统。 9.9.2 泵站进水池由集水池和过流渐变段组成,其布置一般采用正向进水。正向进水的过流渐变段, 扩散角不应大于 40°,底坡不宜陡于 1:4,并应设拦污栅;在多泥沙河流上取水的泵站,过流渐变段 及集水池,宜采用单泵单池单闸型式;集水池宜采用圆形,闸门宜采用铸铁闸门,手电两用螺杆式启闭 机。 9.9.3 泵站集水池的水面下容积宜按水泵设计秒流量(立方米)的 30 倍~50 倍确定。进水池宜采用 浆砌石或现浇混凝土结构。 9.9.4 泵站出水池按出水管出流方向与池纵轴线方向的不同,分为正面出流和侧面出流两种形式,一 般采用正面出流。出水池各部尺寸应根据压力管数目、管径大小和管口出流性质以及施工要求确定。出 水池结构宜采用浆砌石或现浇混凝土。当出水池位于填方上时,宜采用钢筋混凝土结构。 9.9.5 水泵吸水管应具有一定的刚度,一般采用钢管、铸铁管或专用橡胶管。吸水管管径应按经济流 速(1m/s~2m/s)确定,并应大于水泵进口尺寸;吸水管进口应设喇叭管,喇叭管管径宜大于等于 1.25 倍进水管直径。 9.9.6 喇叭管对建筑物的距离应符合下列规定: a) 喇叭口距集水池底的悬空高度及淹没深度应符合表 42 的要求(D 为喇叭口直径); b) 喇叭管中心与后墙的距离宜取(0.8~1.0)D,同时应满足管道安装对墙距离的要求; c) 喇叭管中心与侧墙的距离宜取 1.5D。 57 DB61/T 991.3—2015 表42 喇叭口悬空高度及淹没深度 喇叭管安装形式 喇叭口悬空高度 喇叭口淹没深度 垂直安装 (0.60~0.80)D >(1.00~1.25)D 倾斜安装 (0.80~1.00)D >(1.50~1.80)D 水平安装 (1.00~1.25)D >(1.80~2.05)D 9.9.7 泵站压水管应有足够的强度,能满足内水压力的要求,一般应采用钢管或混凝土管。压水管管 径应按经济流速(2m/s~3m/s)的要求确定,并不得小于水泵出口直径。 9.9.8 压水管路布置,一般当泵站机组少、管径较大、挖方少时可采用平行式布置;机组较多,管坡 挖深较大时,宜采用收缩式布置;机组较多,管径不大、管道长度大于 200m 时,宜采用并联管道。 9.9.9 压水管路布置应尽量短而直。在管道转弯处及长直管段应设置镇墩,镇墩间应设置支墩(支座) 或管床。镇墩一般采用现浇混凝土结构,支墩、管床一般采用浆砌石或混凝土结构。 9.10 泵房布置 9.10.1 泵房型式应根据泵型和水源水位情况选择。安装卧式机组(卧式离心泵、混流泵和轴流泵), 当水源水位变幅小于水泵有效吸程时,宜采用分基型泵房;安装卧式机组及立式机组,当水源水位变幅 较大,超过水泵有效吸程或采用分基型泵房不利时,宜采用干室型泵房;安装中小型立式轴流泵和立式 离心泵时,宜采用湿室型泵房;从河流取水的岸边式分基型泵房,当河流防洪水位高于泵房地坪时,泵 房进水侧应设防水墙或防洪墙。 9.10.2 泵房布置应满足机电设备布置、安装、运行和检修的要求;满足结构布置要求;满足泵房内通 风、采暖和采光要求;满足内外交通运输要求。 9.10.3 泵房包括主机房、配电间和安装检修间,配电间和安装检修间宜布置在主机房的两侧。 9.10.4 泵房布置形式,分为横向布置(机组中心线平行于水流方向)和纵向布置(机组中心线垂直于 水流方向)二种,应根据具体情况分别选用。选用 IS 型卧式离心泵和自吸式水泵时宜采用横向布置。 9.10.5 主泵房长度应根据机组台数、布置形式、机组间距、边机组段长度、配电间和检修间布置等因 素确定,并应能满足机组吊运和泵房内部交通的要求;主泵房宽度应根据机组及辅助设备、电气设备布 置要求、进出水流道(或管道)的尺寸、工作通道宽度、进出水侧设备吊运要求等因素,结合起吊设备 的标准跨度确定。 9.10.6 安装卧式机组的分基型泵房,宜采用砖混结构,泵房高度不应小于 3.5m,跨度不宜小于 4m。 9.10.7 当安装机组台数少于 3 台时,泵房内可不设专门的配电间和检修间。配电屏可布置在泵房的一 端或其中间靠墙一边,距墙的距离不应小于 0.8m。配电盘前通道宽度不宜小于 1.5m。 9.10.8 泵房内相邻机组净距,低压电动机不宜小于 1.5m,同时应满足进水池设计要求。 9.10.9 泵房内地面(±0.00m)应高出室外地坪 0.2m~0.3m。 58 DB61/ T 991.3—2015 参 考 文 献 [1] DB61/T 943-2014 陕西省行业用水定额(试行) _________________________________ 59