设计说明及工程量明细.docx
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设计说明及工程量明细
7工程设计
7.1工程建设标准
7.1.1土地平整工程设计标准
根据《河南省土地开发整理工程建设标准》整理后田块应满足以下标准:
田块田面高程应在常年涝水位20cm以上,畦灌田面的坡度应根据土壤通透性和畦长不同而定,一般以1/200~1/500为宜,旱地田面坡度应限在1/500以内。
土地平整后耕作田块平整程度应使田面高差在±5cm以内。
耕作层土壤厚度不低于30cm,有效土层厚度应不低于40cm,耕作层地力应满足农作物基本要求。
根据现场踏勘,项目区各地块已由群众自行开发,基本满足上述标准要求,但各地块土壤肥力较低,需对土壤进行改良。
为提高项目耕地质量等别,新增耕地施肥标准为300kg/亩(商品有机肥),商品有机肥规格:
有机质含量不低于45%(烘干质量比),总养分含量(氮+五氧化二磷+氧化钾)不低于5%(烘干质量比),酸碱度5.5~8.5,满足中华人民共和国农业行业标准《有机肥料》(NY525-2012)有关要求。
7.1.2灌溉与排水工程设计标准
结合当地水文气象、水土资源、作物组成、灌区规模、灌水方法及经济效益等因素,根据GB50288-1999《灌溉与排水工程设计规范》和《节水灌溉工程技术规范》(GB/T50363-2006)。
a)灌溉保证率:
75%。
b)田间水利用系数:
不低于0.855。
7.1.3道路设计标准
道路布置以原有道路为骨架,原则上不新修道路,但应从方便农业生产与生活、有利于机械化耕作和节省道路占地等方面综合考虑,因地制宜,改善项目区交通和生产生活条件。
根据《河南省土地开发整理工程建设标准》(豫国土资发(2010)105号)和《高标准基本农田建设通则》(GB/T30600-2014)并结合项目区实际规划。
a)路面宽度:
田间主道路面宽度3m。
b)路面基层:
抗压强度代表值宜为3.0~4.0Mpa,压实度为不低于95%。
c)荷载标准:
田间主道限载重量≤6t。
d)行车速度:
田间主道丘陵区≤15km/h,平原区≤20km/h。
e)道路通达度:
道路通达度不低于95%。
f)设计使用年限:
田间主道设计使用年限≥15年。
7.2土地平整
7.2.1土壤改良设计
1)土地翻耕
a)翻耕工具
翻耕工具主要有五铧犁、双轮二铧犁、双轮单铧犁、机引多铧犁、中耕机和浅耕机等。
项目区建议使用五铧犁与拖拉机配套进行深翻以达到松土、清除杂物的目的。
b)翻耕深度
翻耕深度根据土壤质地、当地气候、季节等多种因素而定。
如粘土宜深耕,沙土宜浅耕;秋耕宜深,春耕宜浅;休闲地宜深,播种前宜浅,干旱地区应深耕,盐碱地为便于排水洗碱,改良土壤,也宜深耕;对土层薄的土地,在肥料不足的条件下,应浅耕。
但必须因地因时制宜。
建议项目区翻耕深度为40cm。
1)土壤改良设计
对平整后的土地耕作者在耕作过程中应逐步加强田间管理,采取措施促进土壤熟化,要做到:
①及时灌水。
及时灌水不仅可以塌实土壤、促进土壤熟化,还可以蓄足底墒,为适时播种全苗创造条件。
平整后初次灌水要力求均匀,一次灌好,对于填土部位因有虚土,应注意结合深耕筑好畦埂,灌水量应大一些。
②因地制宜增施有机肥,促进土壤熟化。
由于土地平整后可能不同程度对表土产生破坏,因此需要增施有机肥,改良土壤结构,促进土壤熟化,保证作物增产。
③深耕细作,耙磨碾压。
深耕可以松土匀土,使新老土壤掺搅,有利于蓄水保墒,耕翻耙磨碾压,还可以粉碎土块,弥补工程性平整缺陷,提高平整质量。
非耕地整理成耕地后,耕地肥力欠佳,所以复垦后前期必须进行土壤改良,前期可种植对土壤要求较低的药材或树木,以种养地;同时,从增施有机肥入手,通过增施有机肥,合理进行粮草轮作、秸秆还田、压青、客土堆垫等种养结合办法来培肥地力,提高土壤有机质含量,改善土壤结构和理化性状,从而达到改土培肥、提高地力,使土地资源能够可持续利用。
2)坑探实验
由于项目区砾石含量较高,我公司安排专业人员对项目区田块进行了坑探实验,在规划田块内挖1m见方的坑,每挖10cm深度把直径大于3cm的砾石筛分出来,最终统计每层筛分出砾石量并统计总量,测算砾石体积量占整个坑体积的百分比。
经测定项目区石砾地表土层的含砾量基本在14%-26%之间。
(影响资料见附图)。
拣除砾石:
项目区进行土地翻耕后配合人工拣除砾石,使砾石含量降低,通过与当地干部群众、施工人员的讨论建议粒径3cm以上的砾石全部拣除,保证开发后的砾石含量控制在5%以下,并确保耕作层不小于30cm,有效土层不小于40cm。
土壤改良层的深度是以规范规定的耕作层厚度不小于30cm的标准,依据坑探实验的砾石含量,按照:
土壤厚度=规范耕作层厚度30cm+耕作层厚度30cm×砾石含量。
①最小改良层土壤厚度计算公式如下:
土层厚度30cm内拣除砾石后所剩耕作层厚度H1,即30cm土层减去0~10cm、10~20cm、20~30cm土层中含石量。
H1=0.3-【(h1-10)+(h2-10)+(h3-10)】/100
0~10cm土层中砾石含量——h1
10~20cm土层中砾石含量——h2
20~30cm土层中砾石含量——h3
土层厚度30cm内拣除砾石后所剩土层厚度——H1
30~40cm土层需拣砾石厚度H2,因拣除砾石土层厚度减少需对30~40cm土层拣除砾石,即30~40cm土层需拣砾石厚度H2等于达到30cm土层所需土层加上30~40cm土层需拣砾石厚度中所含砾石量。
即:
H2=(0.3-H1)-(h4-10)/100*H2
得:
H2=(0.3-H1)/(1-(h4-10)/100
30~40cm土层需拣砾石厚度——H2
30~40cm土层中砾石含量——h4
最小改良层土壤厚度H=0.3+H2,30~40cm土层拣除砾石后,如土层达不到所需土层则需对40~50cm土层拣除砾石计算公式同30~40cm,最小改良层土壤厚度H=0.3+H2+H3。
②计算砾石含量的方法是:
新增耕地面积×改良层土壤厚度×砾石含量。
(改良后耕作层砾石含量低于10%;实际改良土壤厚度大于最小改良层土壤厚度)。
经计算,拣出砾石49537m3。
计算砾石含量的公式如下:
h=【(h1-10)*0.1+(h2-10)*0.1+(h3-10)*0.1+(h4-10)*H2】/100
或
h=【(h1-10)*0.1+(h2-10)*0.1+(h3-10)*0.1+(h4-10)*0.1+(h5-10)*H3】/10
详见下表:
7.2.2耕作层地力保持工程设计
a)耕作层地力保持措施分析
通过土地开发,采用农艺、工程和生物措施,改良、改造中低产田不良性状、限制性条件和障碍因子,以提高土地利用率和产出率。
改造措施:
①按照测土配肥要求,增施商品有机肥,改善项目区内土质肥力。
②深耕晒垄,熟化土壤,可加厚耕层,改良粘性。
b)施肥工程
项目实施后对新增耕地进行施肥,新增耕地面积230.3657hm2,参考《高标准基本农田建设标准》(NYT2048-2012)每公顷增施商品有机肥4500kg,共施肥1036646kg,商品有机肥规格:
使用微生物发酵的有机肥,有机质含量不低于45%(烘干质量比),总养分含量(氮+五氧化二磷+氧化钾)不低于5%(烘干质量比),酸碱度5.5~8.5,应满足中华人民共和国农业行业标准《有机肥料》(NY525-2012)有关要求。
7.3灌溉与排水工程
7.3.1商酒务镇灌溉与排水工程设计
按照《土地开发整理项目设计规范》规定,结合项目区的实际情况,井灌采用机井提水、软管输水的灌溉方式。
规划新建机井,动力采用柴油发电机提供动力。
本次以皂角村片区为典型区设计,典型区耕地面积为3.7437hm2。
a)单井控制灌溉面积的确定
根据《机井技术规范》(SL256—2000),单井控制灌溉面积按下式确定:
A0=Q·t3·T2·η·(1-η1)/m
式中:
A0——单井控制灌溉面积,亩;
Q——单井出水量,m3/h,根据项目区物探地质资料,取20m3/h;
t3——灌溉期机井每天开机时间,h/d,结合项目区灌溉实际情况取值不宜太大,本次计算取18h/d;
T2——每次轮灌期天数,8d;
η——灌溉水利用系数,取0.85;
η1——干扰抽水的水能消减系数,取0.15;
m——灌水定额,根据作物灌溉制度确定,m3/亩。
根据作物灌溉制度,考虑灌溉管理习惯和实际生产情况,选取轮灌天数取8d,灌水定额取35m3/亩,按上式计算单井控制面积为59.45亩。
本次规划为单井控制面积60亩。
b)井的数量的确定
按下式计算:
N=F/F0
式中:
F—机井灌溉总面积;
F0—单井控制面积(亩)
根据上式及结合项目区地块分布情况,本次皂角村片区规划机井1眼。
根据临近典型区现有机井的深度、地层地质情况及实际出水量确定新打机井设计井深为分别为110m。
包括井口、井壁管、滤水管、沉淀管。
110m深机井井管均采用钢筋混凝土管,设计井管内径40cm,外径48cm。
井壁管和滤水管可采用有资质的预制砼井管厂预制好的合格产品。
滤料填充厚度150mm,滤料粒径选用1-5mm磨圆度好的砾石。
滤料顶部至井口段,用含砂量不大于5%的半干粘土球或粘土块封闭,剩余部分用粘土填实。
井口周围,粘土夯实,厚度0.5cm。
机井井底采用4m沉淀管。
规划机井数及机井位置见下表:
表7-4规划机井工程量表
乡/镇
村属
井深(m)
编号
地埋管(m)
出水口(个)
商酒务镇
焦楼村
110
J01
246
5
皂角村
110
J02
260
5
110
J03
297
6
110
J04
274
5
赵官营三
110
J05
130
3
何庄
110
J06
636
13
合计
1843
37
c)井径、管径设计
(1)根据水利部《机井技术规范》SL256-2000设计过滤器外径和井孔直径。
滤水管开孔率≥15%。
钢筋混凝土滤水管管外围周边填充滤料,封口采用粘土球封填。
过滤器外径应满足下式要求:
式中:
Dg—过滤器外径,采用钢筋混凝土管外填滤料过滤器,算至滤料表面,m;
Qg—管井的设计出水量,20m³/h;
Lag—过滤器有效长度,可按过滤器长度的85%计算,m;
n—过滤器表面进水有效空隙率(按50%考虑);
vg—允许入管流速,m/s。
井孔直径可用下式校核:
式中:
Do—含水层井孔直径,m;
Q—管井的设计取水量,20m³/h;
Lag—过滤器长度;
ivy—允许井壁进水流速,m/s。
根据吉哈尔特公式
计算。
查表3.3.4,选取K=15m/d,得
=0.0009m/s,vg=0.010m/s。
由Qg=20m³/h,Lag=30m,代入上面公式可得:
20/(3.14×30×85%×0.5×0.01×3600)=0.014m;
20/(3.14×30×0.001×3600)=0.06m。
经计算,设计井内径400mm、过滤器直径(井开口直径)780mm,均符合《机井技术规范》要求。
(2)滤料应符合下列规定:
a:
滤料粒径D50按下式确定:
D50=(8~10)d50
式中:
D50、d50—滤料、含水层砂样过筛累计重量分别为50%时的颗粒直径,mm。
b:
中、粗砂含水层,填砾厚度大于100mm;粉细砂含水层,填砂厚度大于150mm。
(3)沉淀管的作用主要为了在管井运行过程中,使随水带进井内的砂粒(未能随水抽出的部分)沉淀在管内,以备定期清理。
沉淀管通常采用一般密实井管连接在滤水管的下端,其长度随含水层的厚度和其颗粒大小而定,如果所开采的含水层厚度较大或颗粒较细时,沉淀管可取长一些,反之则可短一些。
为了增大井的出水量,应尽可能将沉砂管设在下部的不透水层内。
根据规范规定及结合实际,沉淀管按4m设计。
(4)井管外部封闭应符合下列规定:
a:
滤料顶部至井口段,采用粘土球封闭4~5m,剩余部分用粘土填实。
b:
对不良含水层或非开采段,采用粘土球封闭,隔水层厚度不小于5m,封闭位置应超过含水层上、下各不少于5m。
d)低压管道工程
项目区每眼井作为一个灌溉系统,管道布置为直线型,每隔50m设置一个给水栓,由连接给水栓的塑料软管进行田间灌溉,给水栓采用分组轮灌方式,即在灌水期间,灌溉系统给水栓不同时出水,而是以轮灌组为单元轮流灌溉。
(1)灌溉设计流量
根据设计灌水定额、灌溉面积、灌水周期和每天的工作时间计算灌溉设计流量,公式如下:
Q设=mA/(η(1-η1)Tt)
式中:
Q设—管道系统的灌溉设计流量,m3/h;
η—灌溉水利用系数,取0.85;
η1—水量削减系数,取0.15;
T—灌水周期,8d;
t—灌溉期每天开机时间,取18h;
A—灌溉面积,取60亩;
m—灌水定额,取35m3/亩。
计算得,Q设=20.19m3/h。
灌溉设计流量满足设计要求。
(2)管网水利计算
①管网布置
系统采用潜水泵抽水加压,通过固定管道送到给水栓,然后利用地面移动塑料软管进行灌溉。
给水栓间距50m,灌水时开启1个给水栓轮灌。
②管径计算
管径计算按经济流速法确定管径,公式如下:
式中,v——经济流速,在1.0~1.5m/s之间,取1.2m/s。
经计算,管道计算管径为85mm,选择管径为110mm,公称压力0.63MPa。
③管道水力计算
水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失。
田间给水栓压力不宜过大,以免冲刷耕地,故将给水栓出口压力水头定为0.5m。
沿程水头损失按下列公式计算:
式中:
hf—有压管道沿程水头损失,m;
Q——管道流量(m3/h),取Q=20m3/h;
f——沿程水头损失系数,f镀锌钢管=6.263×105;fPVC-M管=0.948×105;f输水软管=0.995×105;
m——流量系数,m镀锌钢管=1.9;mPVC-M管=1.77;m输水软管=1.852;
b——管径指数,b镀锌钢管=5.1;bPVC-M管=4.77;b输水软管=4.871;
d——管道内径,d上水钢管=65mm;dPVC-M管=110mm;d输水软管=110mm;
L——管道长度,L上水钢管=81m;LPVC-M管=300m;L输水软管=200m。
对于地面移动软管,由于软管壁薄,质软并具有一定的弹性,输水性能与一般硬管不同。
过水断面随充水压力而变化,其沿程阻力系数和沿程水头损失不仅取决于雷诺数、流量及管径,而且明显受工作压力影响,此外还与软管辅设地面的平整程度及软管的顺直状况有关。
参考有关资料,在工程设计中,地面软管沿程水头损失通常采用塑料硬管计算公式计算后乘以一个系数,该系数根据管道布置的顺直程度及铺设地面的平整程度取1.1-1.5,考虑到灌溉管理措施,该系数取值1.2。
2、干、支管局部水头损失计算
干、支管局部水头损失根据《低压管道输水灌溉工程技术规范》(井灌区部分)中的公式计算,如下:
式中:
——局部水头损失(m);
——局部水头损失系数;
——管中流速(m3/s);
——重力加速度,为9.8m/s2。
根据经验,局部水头损失为沿程水头损失的10%~15%左右,为简化计算,设计中局部水头损失采用沿程水头损失的15%。
3、水泵扬程计算
水泵扬程按下式计算:
H=∑hf+∑hj+Δh+h0
式中:
H——水泵设计扬程,m;
∑hf——管道沿程水头损失之和,m;
∑hj——管道局部水头损失之和,m;
Δh——典型地面与水泵出水口高差,考虑地形因素取0.5m;
h0——地下水动水位距地面高差,根据项目区附近已成井资料和水文物探勘察报告分析确定,h0=75m。
根据以上各式进行管网水利计算,计算结果见下表。
低压灌溉输水灌溉管网水力计算表
机井
计算管段段
Q
(m3/h)
(mm)
(m)
hf
(m)
hf最大
(m)
hf总
(m)
Hj
(m)
Δh
H0
(m)
(m)
典
型
井
水泵~水泵出水口
20
65
81
2.96
3.55
12.58
1.51
0.5
75
89.59
水泵出水口~给水栓
出水口
20
110
300
4.78
5.73
给水栓出水口~田间配水
20
110
200
2.74
3.29
经计算,110m井深时各水源点水泵所需最小扬程为89.59m。
综合以上计算结果可以得出下表:
表7-6水泵设计扬程计算及选型表
井深(m)
水泵选型
功率(kw)
镀锌焊接上水钢管DN65*4(m)
防水电缆JHS3*6(m)
110
200QJ20-93
9.2
81
84
为方便管理与控制,灌溉方便,每眼机井配套柴油发电机组一台。
1)柴油发电机组选型
①明确负荷设备
柴油发电机组选择因素主要包括机械与电气性能、机组的用途、负荷的容量与变化范围、机组的使用环境条件(包括海拔高度、气候条件、噪声)、自动化功能等。
由于柴油发电机组本项目设计主要用于灌溉,工作时间短。
选择柴油发电机组的容量,首先要根据供用电情况明确其负荷设备,然后根据设备使用情况确定机组的容量。
参考中华人民共和国住房和城乡建设部发布的《柴油发电机组设计与安装》(15D202-2)标准要求,当机组作为与大电网距离较远或电力不足场合的动力电源时,所有用电负荷设备都是机组的负荷设备。
本次设计柴油发电机组为机井水泵输电,负荷设备即为水泵。
②确定机组容量
在明确了机组的负荷设备之后,可以按下列步骤确定机组的容量。
负荷设备中最大的一台潜水泵起动所需容量:
S1=K1PN
(1)
式中PN─潜水泵的额定功率(kW);
K1─潜水泵的起动功率倍数(按潜水泵起动电流倍数与电网允许压降情况经验估算),经验估算为2.0。
负荷容量与机组容量
可得柴油发电机组的负荷容量:
S2=S1=K1PN
(2)
使用环境确定柴油发电机组的容量:
S3=S2/k(3)
式中k—机组使用环境修正系数,参见下表。
表7-7不同环境下机组容量的修正系数k
海拔高度(m)
环境温度(℃)
0
5
15
20
25
30
35
40
45
200
—
—
—
0.97
0.95
0.93
0.92
0.89
0.86
500
—
0.98
0.97
0.93
0.91
0.89
0.87
0.85
0.83
1000
0.94
0.92
0.9
0.86
0.84
0.82
0.8
0.78
0.76
1500
0.87
0.85
0.83
0.79
0.78
0.76
0.74
0.72
0.7
2000
0.81
0.79
0.77
0.74
0.72
0.7
0.69
0.67
0.65
2500
0.75
0.73
0.72
0.69
0.67
0.65
0.63
0.61
0.59
3000
0.69
0.68
0.66
0.63
0.62
0.61
0.59
0.57
0.55
3500
0.64
0.63
0.62
0.59
0.58
0.56
0.54
0.52
0.5
4000
0.59
0.58
0.57
0.54
0.52
0.5
0.49
0.47
0.45
根据项目区四个乡镇不同片区的海拔高度和环境温度进行选型,气温选择一年内项目区最高气温,最终选取柴油发电机组功率为
表7-8柴油发电机组选型表
型号
功率(KW)
起动功率倍数K1
修正系数k
S4柴油发电机组容量(KW)
200QJ20-93
9.2
2
0.89
22
2)电缆选型
低压导线截面面积按下式计算:
式中:
S——导线截面面积(mm2);
M——负荷矩(为输送有功功率P)和输送距离L(m)的乘积,即m=PL。
);
△μ%——电压损失的百分值(即允许电压降),取5%;
C——常数。
查表得380v铝导线的C值为50。
根据电流匹配、稍留余量的原则,机泵电缆选用交联聚乙烯绝缘,聚氯乙烯护套铝芯电力电缆,并且为了方便施工及后期维护统一采用25mm2铝芯线,即YJLV22-0.6/1KV-3*25+1*16mm2。
7.3.2肖旗乡灌溉与排水工程设计
按照《土地开发整理项目设计规范》规定,结合项目区的实际情况,井灌采用机井提水、软管输水的灌溉方式。
规划新建机井,动力采用柴油发电机提供动力。
本次以皂角村片区为典型区设计,典型区耕地面积为5.6420hm2。
a)单井控制灌溉面积的确定
根据《机井技术规范》(SL256—2000),单井控制灌溉面积按下式确定:
A0=Q·t3·T2·η·(1-η1)/m
式中:
A0——单井控制灌溉面积,亩;
Q——单井出水量,m3/h,根据项目区物探地质资料,取20m3/h;
t3——灌溉期机井每天开机时间,h/d,结合项目区灌溉实际情况取值不宜太大,本次计算取18h/d;
T2——每次轮灌期天数,8d;
η——灌溉水利用系数,取0.85;
η1——干扰抽水的水能消减系数,取0.15;
m——灌水定额,根据作物灌溉制度确定,m3/亩。
根据作物灌溉制度,考虑灌溉管理习惯和实际生产情况,选取轮灌天数取8d,灌水定额取35m3/亩,按上式计算单井控制面积为59.45亩。
本次规划为单井控制面积60亩。
b)井的数量的确定
按下式计算:
N=F/F0
式中:
F—机井灌溉总面积;
F0—单井控制面积(亩)
根据上式及结合项目区地块分布情况,本次肖旗乡项目区规划机井8眼。
根据临近典型区现有机井的深度、地层地质情况及实际出水量确定新打机井设计井深为分别为100m、110m、120m。
包括井口、井壁管、滤水管、沉淀管。
100m、110m、120m深机井井管均采用钢筋混凝土管,设计井管内径40cm,外径48cm。
井壁管和滤水管可采用有资质的预制砼井管厂预制好的合格产品。
滤料填充厚度150mm,滤料粒径选用1-5mm磨圆度好的砾石。
滤料顶部至井口段,用含砂量不大于5%的半干粘土球或粘土块封闭,剩余部分用粘土填实。
井口周围,粘土夯实,厚度0.5cm。
机井井底采用4m沉淀管。
规划机井数及机井位置见下表:
表7-9规划机井工程量表
乡/镇
村属
井深(m)
编号
地埋管(m)
出水口(个)
肖旗乡
房旗营村
120
J07
224
5
西岭湾村
100
J08
0
0
100
J09
244
5
100
J10
112
2
100
J11
58
1
100
J12
102
2
大乔庄
120
J13
445
9
朱洼
110
J14
292
6
1477
25
c)井径、管径设计
(1)根据水利部《机井技术规范》SL256-2000设计过滤器外径和井孔直径。
滤水管开孔率≥15%。
钢筋混凝土滤水管管外围周边填充滤料,封口采用粘土球封填。
过滤器外径应满足下式要求:
式中:
Dg—过滤器外径,采用钢筋混凝土管外填滤料过滤器,算至滤料表面,m;
Qg—管井的设计出水量,20m³/h;
Lag—过滤器有效长度,可按过滤器长度的85%计算,m;
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- 设计 说明 工程量 明细