水利工程设计1

11、基本情况1.1项目区的自然地理概况1.1.1地理位置繁峙县2008年京津风沙源治理水源及节水灌溉工程项目区，分布在繁城镇、杏园乡、光裕堡乡、下茹越乡、集义庄乡、东山乡、砂河镇、金山铺乡、大营镇、柏家庄乡、横涧乡、神堂堡乡十二个乡镇界内，地处东径113°09′13″～113°58′26″，北纬38°58′17″～39°27′30″之间。海拔940～1580m之间。1.1.2地貌及土壤项目区属典型黄土缓坡丘陵风沙区，为阶地与丘陵衔接；总特征是南北向滹沱河谷倾斜。项目区土壤主要为淡褐土，且质地以沙壤和轻壤为主，土质疏松，孔隙率大，风蚀严重。1.1.3水文气象项目区属典型的季风型半干旱大陆气候，总的特征是：春季干旱多风，夏季酷热多雨，秋季气候晴爽，冬季寒冷少雪，年降雨量400-450mm，且75%左右集中于七、八、九三个月，多年平均蒸发量1848mm，年平均气温6.3℃，年最高气温37.9℃，极端最低气温-26℃，最大风速18m/s，最大冻土层深1.3m。21.2工程地质与水文地质条件1.2.1工程地质项目区的地质为新生界第四系的下更新统和中更新统层，岩性主要为砂砾石、砂卵石、亚砂土、亚粘土互层，及亚砂土、亚粘土、粘土与砂卵石、砂卵石和砂层互层。1.2.2水文地质项目区位于滹沱河流域二级阶地及边山洪积扇区，根据项目区周围已成井资料及《繁峙县水资源开发利用现状分析报告》可知，地下含水层发育较厚，颗粒较粗，潜水埋藏较深，潜水主要分布于松散碎屑岩类孔隙中，属中等富水区域。1.3社会经济情况1.3.1人口与劳力项目区涉及12个乡镇，32个行政村。总人口19877人，其中劳动力6026人。1.3.2社会经济项目区作物主要有：玉米、谷子、大豆、山药等，主播品种为玉米，亩产450kg；截止2007年底该区人均纯收入578元。32、项目所在地水资源评价2.1水量补给评价项目区水资源构成包括地表水和地下水两部分，根据《繁峙县水资源开发利用现状分析报告》，繁峙县多年平均河川径流量为1.85亿立方米，多年平均地下水资源量为0.8588亿立方米。地下水的补给主要是河川径流.2.2地下水开采量评价根据《繁峙县水资源开发利用现状分析报告》项目区不同频率年地下水可开采水量与开采模数见表一。表1单位：万立方米50%75%95%繁城镇183.7755.9748.1672.8574.4光裕堡乡103.3631.5625.3562479.9杏园乡119.3871.2862.5775.4662.1下茹越乡99.7218.6216.4194.6166.1集义庄乡76700.5693.5623.5532.4砂河镇226.7665.1658.5592505.5东山乡276931.8922.5829.3708.2金山铺乡165.2856.1847.6762650.6大营镇140832.9824.6741.3633横涧乡162440.2435.8391.8334.5乡(镇)面积(km2)可开采量均值不同保证率通过对项目区内水资源的评价分析可知，项目区内水源充足，可满足引水和凿井要求。42.3地下水质评价根据《繁峙县水资源开发利用现状分析报告》本项目区地下水质以重碳酸钙钠水为主，矿化度小于350mg/l，达到灌溉水质标准。3、项目任务、规模和工程总体布局3.1建设任务、规模繁峙县2008年度京津风沙源治理水源工程设计凿井31眼，引水工程4处。节水灌溉工程16处，控制总面积11800亩，其中管灌9600亩，喷灌2200亩。节水灌溉工程具体所在地及灌溉方式控制面积见表2。表2灌溉方式所在乡(镇)村地名设计面积(亩)杏园乡南关村150光裕堡村400梁家庄村660春明绿化专业合作社700下茹越乡瓦磁地村150集义庄乡集义庄村500曹家寨村600桃园村400苏家口村300山会村400角耳河村140柏家庄乡北辛庄村2000新圐圙村200大营村3000小计9600贾家井村1500郝家湾村700小计2200合计11800大营镇管灌喷灌金山铺乡东山乡砂河镇光裕堡乡53.2工程总体布局以服务于京津风沙源治理的生物工程为原则，使水源工程和生物工程相互配套，发挥工程的整体效应为中心，将水源工程布设于有林草工程的地方。同时兼顾农田灌溉，提高项目区的经济效益。4、工程设计繁峙县2008年京津风沙源治理水源工程由凿井工程和引水工程两部分组成。节水灌溉工程由管灌工程和喷灌工程组成。4.1设计原则本工程设计遵循的原则：一是以前期总体规划为指导，因地制宜，集中连片；二是和当地的自然、地理、水资源及其它生态项目等基本资料相适应。各处水源及节水灌溉工程位置详见位置图。4.2设计依据及标准凿井设计依SL256—2000《机井技术规范》及SL23-91《农用机井技术规范》为准；引水工程依GB/T16453.4－1996《水土保持综合治理技术规范小型蓄排引水工程》为准；节水灌溉工程依SL207—98《节水灌溉技术规范》及相应的SL/T153-95《低压管道输水灌溉工程技术规范》井灌区部分等为准。64.3水源工程设计4.3.1机井设计根据水文地质条件和区域富水情况及风沙源治理工程对水源的需求，确定各井井位（井位位置详见工程布置图）。以含水层埋深和成井速度及建井成本确定井型采用管井。4.3.1.1机井设计出水量、降深及井深的确定因项目区内都为新打机井，无抽水试验资料，故参考附近己成机井的资料初步确定各机井的出水量和降深并采用电测法确定各井的井位及井深。各井设计出水量、降深及井深详见表3（下页）4.3.1.2管井结构设计1、井口a、管井出口处的井管应与水泵的泵管连接紧密，以防污水杂物进入，外露井管外要设置短护管，下端与混凝土泵座浇筑为一体，上端设连接法兰与泵管法兰连接。b、为保证井头有足够的坚固性和稳定性，在井口周围半径为1.2m周围将原土挖掉并分层夯实回填粘土，然后再在上面浇筑混凝土泵座。2、井身（1）井管井管包括井壁管和滤水管。a、井管直径7表3井号所在乡镇位置静水位(m)设计降深(m)出水量(t/h)设计井深(m)1繁城镇圣水头村362550842杏园乡南关村5035501043杏园乡福源林牧开发队7230501164杏园乡姚家庄村351580605下茹越乡下寨村372080726光裕堡乡梁家庄村463580927光裕堡乡春明绿化合作社7830801288光裕堡乡富家庄村3345801129集义庄乡下永兴村35151256010集义庄乡上永兴村46201258011东山乡苏家口村78308012812东山乡山会村103208013613砂河镇西沿口村48308010014砂河镇荣绿林牧开发基地45308010015砂河镇代堡村88258012016砂河镇桃园村3340809217金山铺乡牛叫河村80158010818金山铺乡下浪涧村2025807219金山铺乡贾家井村1#73208010420金山铺乡贾家井村2#73208010421金山铺乡贾家井村草地1#73208010422金山铺乡贾家井村草地2#73208010423金山铺乡贾家井村草地3#73208010424柏家庄乡北辛庄村40408010425大营镇大营村1#47408010026大营镇大营村2#47408010027大营镇大营村3#47408010028大营镇大营村4#47408010029大营镇大营村5#47408010030大营镇大营村6#47408010031横涧乡辛庄村59158088为满足下泵要求，采用内径300mm的井管。8b、井管材料根据井深和经济实用的原则，确定机井采用钢筋混凝土承插卡口管。（2）井孔直径井管内径300mm，采用填砾过滤器，井孔应大于井管200mm，和参照附近地层资料，确定各井开孔直径均为600mm，终孔直径为580mm。3、进水部分进水部分即井的过滤器，它的正确设计是机井取得最大出水量和最小涌砂量的关键，直接关系到机井的使用寿命。滤水管的布置根据各井的水文地质条件和含水层厚度对应排列。（1）过滤器形式及规格a、过滤器的滤水管为条孔形，交错带状排到，开孔率15%。b、滤水管外缠绕铅丝并在铅丝外包尼龙网，填砾，以滤料粒径的下限确定网眼尺寸。c、缠丝规格：垫筋10×10mm，垫筋数量16根，缠丝直径φ2.8mm,缠丝间隙视含水层的不同采用0.75～2.2mm。（2）滤料粒径确定根据SL256—2000《机进技术规范》式3.3.7—1滤料粒径D50=(8－10）d50；含水层粒径d50要通过凿井时取样分析。（3）滤料选用及填充高度9滤料应选用磨圆度好的硅质砂砾石，填料时底部低于过滤器下端2m，顶部高于过滤器上端8m。4、沉砂管为防止淤积各井设置4～8米的沉淀管，安设在井底不透水层。各井井位处的预测地层柱状图见附图4.3.1.3管井施工技术要求1、钻机选用根据井位地质资料选用CZ—30型钻机钻进，冲程100cm，冲击次数40次/分，钻头底刃宽600mm。2、井壁防塌采用粘土泥浆护壁，在防塌时要避免粘土过量影响机井的出水量。3、井孔轴线垂直度应尽可能垂直，倾斜度不得超过2度，且方位角不能突变。4、凿进地层编录钻进中的地层资料及埋深描述要准确清楚。5、井管安装a、下管前应校正孔径、孔深和测斜。b、采用悬吊下管法，要安装井管扶正器，井管的连接必须对正接直，封闭严密。过滤器安装位置的上下偏差不超过300mm。106、填砾采用静水填砾法，填砾必须连续均匀，及时测量填砾高度。7、成井成井后要及时洗井，然后进行抽水试验。4.3.1.4机井配套设计1、水泵及电机配套a、水泵的选型应在机井建成后进行洗井和抽水试验的基础上，按其水位降深和出水量及输水要求进行选型。因本项目区内都是新打机井，所以初步设计时只能参照附近成井资料，以经验确定水泵型号。b、电机配套的原则与办法，按所选水泵假定出水量，计算对应的扬程即可作出管路特性曲线，根据水泵生产厂家提供的性能参数可绘制出水泵性能曲线，两条曲线的交点即为水泵的工况点，只要工况点在高效区内即可。各井水泵设备见表4。2、高低压线路及配电设施根据上级精神，高低压线路及变台变压器可按水源工程总投资的3-5％（10.5万元---17.5万元）由中央投资适当控制配给外其余由各受益的集体和公司就近接电解决（本年度共由中央投资配给3台80KVA和1台50KVA变压器，共9.95万元），电力设备的预算、安装，按电力技术规范操作。3、井房设计井房尺寸：长、宽均为2.74m，高2.32m。详见附图11表4井号所在乡镇位置1繁城镇圣水头村2杏园乡南关村3杏园乡福源林牧开发队4杏园乡姚家庄村5下茹越乡下寨村6光裕堡乡梁家庄村7光裕堡乡春明绿化合作社8光裕堡乡富家庄村9集义庄乡下永兴村10集义庄乡上永兴村11东山乡苏家口村12东山乡山会村13砂河镇西沿口村14砂河镇荣绿林牧开发基地15砂河镇代堡村16砂河镇桃园村17金山铺乡牛叫河村18金山铺乡下浪涧村19金山铺乡贾家井村1#20金山铺乡贾家井村2#21金山铺乡贾家井村草地1#22金山铺乡贾家井村草地2#23金山铺乡贾家井村草地3#24柏家庄乡北辛庄村25大营镇大营村1#26大营镇大营村2#27大营镇大营村3#28大营镇大营村4#29大营镇大营村5#30大营镇大营村6#31横涧乡辛庄村水泵型号备注50-10050-120
50-12080-6080-6080-8080-100125-48125-6480-10080-10080-8080-10080-10080-10080-8080-8080-10080-8080-8080-8080-8080-8080-8080-6080-8080-8080-6080-8080-6080-60124.3.2引水工程设计根据水利部水保〔2003〕360号文件精神中：“水源工程建设要与防沙治沙的生物工程有机结合，相互配套，发挥工程的整体效益”。这一精神为原则，对缺乏水源的麻地沟退耕还林地、大西沟小流域治理项目区、义兴寨小流域治理项目区、店门沟退耕地项目区、洞沟门村退耕地项目区设计引水工程。4.3.2.1麻地沟引水工程设计麻地沟位于繁城镇西北部，这