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文檔簡介
1、<p><b> 灌排工程規(guī)劃設計</b></p><p> ——xx鎮(zhèn)西區(qū)井灌工程</p><p><b> 摘要</b></p><p> 為了提高xx鎮(zhèn)西區(qū)土地有效利用率和土地產出率,增加耕地面積,提高耕地質量,增加農民收入,特進行了土地整理項目的可行性研究。因灌排工程設計也屬于土地整理項目中的重要
2、內容,項目區(qū)土地平整規(guī)劃設計;所以本次設計主要是進行項目區(qū)內的灌排工程的設計,以達到充分利用水資源和提高水資源的利用效率的目的。</p><p> 本次設計的主要內容如下:水資源評價及平衡分析,在一定的灌溉保證率下的水量供需平衡;灌溉管網規(guī)劃設計;排澇工程設計水源設計;工程量統(tǒng)計及效益分析;在設計過程中,采用管道灌溉和明溝排水,灌溉管網的設計,主要是作物灌水率、管道設計流量以及管網壓力的推求。明溝排澇工程設計,
3、目的是為了在排水標準要求的時間內排出田間積水,排水溝采用梯形斷面;建筑物及構筑物的設計,包括橋涵、跌水等的設計;另外還有道路工程和農田生態(tài)防護林工程的設計。</p><p> 關鍵詞:水資源平衡分析、管網計算、明溝排水</p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 摘要1</b></p&g
4、t;<p> Abstract:2</p><p><b> 緒論1</b></p><p> 1.1 項目建設背景1</p><p> 1.2 項目建設目的1</p><p> 1.3 項目規(guī)劃任務2</p><p> 1 基本資料的分析與整理3&l
5、t;/p><p> 2.1 xx鎮(zhèn)西區(qū)簡況3</p><p> 2.2 項目區(qū)自然與地理條件。3</p><p> 2.2.1 位置與范圍3</p><p> 2.2.2 地形、地貌、地質3</p><p> 2.2.3 氣候與水文3</p><p> 2.2.4
6、土壤與主要農作物5</p><p> 2.2.5 自然災害5</p><p> 2.2.6 社會經濟條件5</p><p> 2.2.7 水資源5</p><p> 2.3 項目區(qū)基礎設施狀況6</p><p> 2.3.1 交通道路6</p><p> 2.3
7、.2 水利設施狀況6</p><p> 2.3.3 電力設施6</p><p> 2.3.4 林網建設狀況6</p><p> 2.4 土地利用結構6</p><p> 2.4.1 土地利用概況6</p><p> 2.4.3 土地利用存在的問題9</p><p&g
8、t; 3 水資源平衡分析9</p><p> 3.1 需水量分析9</p><p> 3.1.1 灌溉設計保證率9</p><p> 3.1.2 灌溉定額:10</p><p> 3.1.3 灌溉需水量的計算10</p><p> 3.1.4 鄉(xiāng)鎮(zhèn),企業(yè),及生活用水。11</p
9、><p> 3.2 供水量分析11</p><p> 3.3.1 降雨入滲補給量11</p><p> 3.3.2 灌溉回歸補給量11</p><p> 3.3.3 河道滲漏補給水量12</p><p> 3.3 水資源平衡分析12</p><p> 4 土地平整規(guī)
10、劃設計13</p><p> 4.1 規(guī)劃目標13</p><p> 4.2 規(guī)劃原則13</p><p> 4.3 土地權屬調整13</p><p> 4.4 耕作田塊規(guī)格13</p><p> 4.4.1 灌水定額13</p><p> 4.4.2 灌水周
11、期14</p><p> 4.4.3 單井控制面積14</p><p> 4.5 土地平整15</p><p> 4.7.1 土方平整方案15</p><p> 4.7.2 平整土方量計算。15</p><p> 5 灌溉管網工程設計19</p><p> 5.
12、1 管網布置原則與要求19</p><p> 5.2 選擇管網的依據19</p><p> 5.3 管網的布置形式20</p><p> 5.4 管網流量的推求20</p><p> 5.4.1 確定灌水制度20</p><p> 5.4.2 劃分輪灌組20</p>&l
13、t;p> 5.5 管道設計21</p><p> 5.5.1 管道流量計算21</p><p> 5.5.2 管型選擇22</p><p> 5.6 管網水力計算23</p><p> 5.6.1 沿程水頭損失的計算23</p><p> 5.6.2 局部水頭損失的計算24&l
14、t;/p><p> 5.6.3 管網入口設計壓力24</p><p> 5.7 管道附件設計25</p><p> 5.7.1 管道附件的技術要求25</p><p> 5.7.2 連接附件25</p><p> 5.7.3 控制附件25</p><p> 5.8
15、附屬設施26</p><p> 5.8.1 一般規(guī)定26</p><p> 5.8.2 鎮(zhèn)墩26</p><p> 5.8.3 配水井26</p><p> 5.8.4 放水井26</p><p> 5.8.5 其他設施27</p><p> 6 排澇工程設計
16、27</p><p> 6.1 除澇設計標準、除澇模數。27</p><p> 6.2 排水溝系的布置27</p><p> 6.2.1 布置原則27</p><p> 6.2.2 明溝排水系統(tǒng)27</p><p> 6.3 排水溝斷面設計29</p><p>
17、 6.3.1 排澇流量的計算29</p><p> 6.3.2 排水溝橫斷面設計29</p><p> 6.3.3 排水溝縱斷面設計32</p><p> 7 水源工程設計32</p><p> 7.1 水泵選型:32</p><p> 7.1.1 水泵流量32</p>
18、<p> 7.1.2 水泵揚程的計算33</p><p> 7.2 建筑物及構筑物工程設計33</p><p> 7.2.1 跌水工程設計33</p><p> 7.2.2 消力池的設計34</p><p> 7.3 交叉建筑物的設計36</p><p> 7.3.1 農橋設
19、計36</p><p> 7.3.2 涵洞設計37</p><p> 7.4 道路工程37</p><p> 7.5 電力工程38</p><p> 7.6 農田林網工程38</p><p> 7.7 典型田塊說明38</p><p> 8 工程量估算及工程效
20、益分析39</p><p> 8.1 工程量估算統(tǒng)計39</p><p> 8.2 社會效益評價39</p><p> 8.3 生態(tài)效益評價39</p><p><b> 結束語40</b></p><p><b> 參考文獻41</b></
21、p><p><b> 緒論</b></p><p> 農業(yè)節(jié)水是我國水資源優(yōu)化配置的關鍵。水資源短缺限制了我國農業(yè)用水不可能大幅度增加,而且隨著我國人口的增加,農業(yè)工程還必須滿足人們生活需求的糧食增長。因此,節(jié)水農業(yè)是我國農業(yè)發(fā)展的唯一出路,發(fā)展節(jié)水農業(yè)既是對水資源的有效保護,也是對農業(yè)發(fā)展的有利促進。節(jié)水農業(yè),不僅僅就是灌溉用水量的減少,其實質是高效用水。同時,根據
22、灌區(qū)當地的作物種類及水文氣象等條件自己來制定作物的灌水計劃,確定灌溉流量。土地開發(fā)整理是增加有效耕地面積,實現耕地總量動態(tài)平衡的有效措施,是提高土地的質量,促進集約化利用的重要手段,積極發(fā)展土地整理對于緩解人地矛盾,改善農業(yè)生產條件和生態(tài)環(huán)境,促進農業(yè)現代化建設及經濟發(fā)展具有極其重要的意義。為了更好的完成項目區(qū)土地開發(fā)整理,進行規(guī)劃。在本設計中,作物的灌溉設計流量的推求,渠道縱橫斷面的計算,渠系交叉建筑物的設計等都是為了合理利用土地,合
23、理分配水資源而計算的。</p><p> 1.1 項目建設背景</p><p> xx鎮(zhèn)西區(qū)灌溉排水項目涉及村莊為三李營、養(yǎng)心莊、杜莊三個行政村。該區(qū)群眾以務農為主,有部分群眾外出務工或從事建筑業(yè),少數群眾從事第三產業(yè)。農民人均純收入為1150元,生活水平低于全縣平均水平。項目區(qū)水利設施配套標準低,土地質量有待提高;土地利用結構不盡合理;粗放經營,土地生產力水平有提高潛力。耕地質量不
24、高,人均有效耕地面積少,因此,為了提高該地區(qū)土地有效利用率和土地產出率,增加耕地面積,提高耕地質量,增加農民收入,壯大地方經濟,做此灌溉排水項目。</p><p> 1.2 項目建設目的</p><p> 設立該項目的主要目的是:</p><p> ?。?) 貫徹“十分珍惜、合理利用土地和切實保護耕地”的基本國策,增加耕地面積,實現耕地總量動態(tài)平衡。<
25、/p><p> ?。?) 實施田、水、路、林綜合治理,配套、完善農業(yè)基礎設施,改善農業(yè)生產條件,保證土地可持續(xù)利用和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展,更好地發(fā)揮土地資源在國民經濟中的作用。</p><p> ?。?) 優(yōu)化配置土地資源,促進農業(yè)結構調整,增加農民收入,確保項目區(qū)農民的經濟利益。</p><p> ?。?) 調整土地權屬關系,保護產權主體的合法權益,維護項目區(qū)的社會穩(wěn)
26、定。</p><p> ?。?) 通過此項目的實施,為盱眙縣的土地整理積累經驗,推動其土地整理工作。</p><p> 1.3 項目規(guī)劃任務</p><p> (1) 基本資料的分析整理;</p><p> ?。?) 項目區(qū)灌溉水資源平衡分析計算; </p><p> ?。?) 項目區(qū)土地平整規(guī)劃設計;&
27、lt;/p><p> ?。?) 灌溉管網規(guī)劃設計;</p><p> ?。?) 排澇工程設計</p><p> ?。?) 水源工程設計;</p><p> (7) 工程量統(tǒng)計及效益分析;</p><p> 1 基本資料的分析與整理</p><p> 1.1 xx鎮(zhèn)西區(qū)簡況</
28、p><p> xx鎮(zhèn)位于河南省南陽市市境西南部。東靠潦河,與陸營鄉(xiāng)、潦河鎮(zhèn)毗鄰,西與鄧州市穰東鎮(zhèn)接壤, 南與新野縣歪子鄉(xiāng)相接,北與鎮(zhèn)平縣彭營鄉(xiāng)毗鄰,總面積91.59平方公里。轄xx南、xx北、王珍莊、遠場、高老家、楊李莊、杜莊、牛崗、楊官寺、席莊、嶺上、蔡莊、趙寨、馬集、華寨、葉寨、民金營、上徐寨、養(yǎng)心莊、三李營、黑家莊、任家莊、前所、后所24個村委會,115個自然村,總人口69200人。多為漢族,另有蒙古族、回族
29、等兄弟民族。鎮(zhèn)政府駐地xx,又名xx街,在礓石河右岸,距市區(qū)21.4公里。1984年改建為xx鄉(xiāng);1996年撤鄉(xiāng)改建為鎮(zhèn)。,海拔在115米-110米之間。1993年耕地面積99364 畝,轄區(qū)主要河流有:礓石河,清代稱匯集河,北由王珍莊村流入,南從上徐寨出界,段長10公里;華河,源于杜莊村,南由葉寨村出境。</p><p> 境內地表水缺乏,農田灌溉主要依靠地下水,為主要井灌區(qū)。南鄧公路經xx街東、南兩面,焦枝
30、鐵路經過街北。該鎮(zhèn)馬集村有3.5萬伏變電站,主、干線通往6個鄉(xiāng)鎮(zhèn),全鎮(zhèn)村村通電。文物古跡有楊官寺的兩漢、三國安眾古城遺址;三里營的新石器時代文化遺址,為縣級文物保護單位。xx鎮(zhèn)主要經濟作物有小辣椒、大棗、金針菇、棉花等。</p><p> 1.2 項目區(qū)自然與地理條件。</p><p> 1.2.1 位置與范圍</p><p> 項目西區(qū)涉及村莊為三李營、
31、養(yǎng)心莊、杜莊三個行政村。地理位置為:東經112°20′06″-112°25′06″,北緯32°49′16″-32°53′23″。</p><p> 大致范圍為東至五道廟,南至張莊,西至石龍村、磨澗村,北至高低洼。</p><p> 1.2.2 地形、地貌、地質</p><p> 臥龍區(qū)地處南陽盆地西北緣,地貌為山前沖、
32、洪積平原。地下水類型為第四系孔隙水,淺層地下水埋深小于10m,含水層巖性為砂及砂卵礫石,單井出水量500-1000m3/d,地下水流向NW-SE向。富水層埋深在32~53m之間,含水層為多層結構含水層,巖性為多層砂及砂礫石層。</p><p> 1.2.3 氣候與水文</p><p><b> (1)氣候</b></p><p> 項目
33、區(qū)氣候類型屬北亞熱帶半濕潤區(qū)大陸性季風氣候,四季分明,氣候適宜。春暖多變大風多,夏熱雨大多旱澇,秋涼風少日照足,冬長輕寒雨雪少。</p><p><b> (2)氣溫</b></p><p> 年平均氣溫14.9℃。氣溫變差以4月份最大,溫度遞增最快,從8月份以后則依次遞減,11月份降溫最快。全年中7月份溫度最高,多年平均為27.1℃;1月份溫度最低,多年平均為0
34、.4℃。歷年極端最高氣溫41.3℃,極端最低氣溫-16℃,分別在1966年7月19日和1969年1月31日。多年平均終霜日為3月28日,平均初霜日為11月4日,年平均無霜期229d。</p><p><b> ?。?)日照</b></p><p> 項目區(qū)內光熱資源豐富,全年平均日照總時數2116h,日照率49.2%,太陽輻射年總量為116.6千卡/cm2,穩(wěn)定超過
35、0℃的年積溫為5279℃,超過5℃的年積溫為5067℃,超過10℃的年積溫為4675℃,超過20℃的年積溫為2990℃,可滿足農作物一年二熟所需積溫的需求。</p><p><b> ?。?)風</b></p><p> 項目區(qū)屬季風氣候,5~6月份西南風頻率最高,其他月份東北風頻率最大。全年最多風是東北風,頻率為17,次多風是西南風,頻率為12。年平均風速3.2m
36、/s。各月平均風速在2.8~3.8m/s之間。多年平均最大風速是東北風,為5.1m/s。</p><p><b> ?。?)降雨量</b></p><p> 項目區(qū)多年平均降水量805.8mm,最大降水量1323mm,最小降水量420mm。年降水量相對變率為19.2%。多年來年降水一般集中在6~9月份,占全年總降水量的60%以上,且多為暴雨。每年的1月、2月、12月
37、份,降水量僅占全年總降水量的4.6%。多年平均相對濕度71%,為半濕潤氣候項目區(qū)屬長江流域漢水系。</p><p> 設計典型年平均月降雨量分配表: (2-1)</p><p><b> ?。?)河流及溝渠</b></p><p> 礓石河從項目區(qū)西側流過,潦河從項目區(qū)東側流過,兩段河均是春涸秋溢季節(jié)性
38、河流,沿岸地勢平坦而歷史上旱澇交替。建國后對兩河進行系統(tǒng)治理,基本上控制了水災。其中在礓石河沿岸有大片的灘涂。在項目區(qū)內部有幾條人工開挖的排水溝,河流及排水溝的走向均是從北向南,排入下游的華河內。項目區(qū)內缺少地表水,農田灌溉主要依靠地下水。現存部分機電井、提灌站,但不能滿足整個項目區(qū)內農業(yè)生產所需,需要進一步配套完善。</p><p> 1.2.4 土壤與主要農作物 </p><p>
39、<b> ?。?)土壤</b></p><p> 項目區(qū)土層主要由河道沖積形成,地質巖性為第四紀沉積物,表層為砂姜黑土。砂姜黑土和黑老土占 90%,余為黃老土和灰兩合土。砂姜黑土成土母質主要為湖沼相沉積物、上覆蓋洪積、沖積物,耕作層質地中壤,底層重壤,局部礫姜石直徑較大,分布較多。砂姜黑土中有機質、鉀元素含量高,磷元素含量低。養(yǎng)分含量統(tǒng)計為:有機質含量平均為1.098%,全氮0.079%,
40、速效磷600ppm,速效鉀100-150ppm,總體上是富鉀、貧磷、少氮、有機肥不足。潮土成土母質主要為河流沉積物,疏松易耕,耐旱耐澇,但面積??;養(yǎng)分情況是:有機質含量平均為1.043%,養(yǎng)分含量統(tǒng)計為:全氮0.082%,速效磷8-15ppm,速效鉀100-150ppm。</p><p><b> (2)農作物及植被</b></p><p> 項目區(qū)植被的種類較多
41、,自然植被以灌木和雜草狀態(tài)存在,林木多為人工營造的農田林網和果園;人工植被中,農作物有小麥、玉米、紅薯、豆類、谷子等,經濟作物有棉花、辣椒、煙葉、花生、芝麻、中草約等?,F狀農作物一般一年兩熟,以小麥-玉米和小麥-紅薯種植結合較多,作物復種指數2.0。</p><p> 1.2.5 自然災害</p><p> 主要自然災害有風災、旱災、澇災、雹災、霜凍等。</p><
42、;p> 1.2.6 社會經濟條件</p><p> 該區(qū)群眾以務農為主,有部分群眾外出務工或從事建筑業(yè),少數群眾從事第三產業(yè)。農民人均純收入為1150元,經濟狀況一般。</p><p> 項目區(qū)共涉及6個行政村,人均收入僅為1150元,生活水平低于全區(qū)平均水平。</p><p> 1.2.7 水資源</p><p><
43、b> ?。?)地表水</b></p><p> 項目區(qū)屬長江流域漢水系。礓石河從項目區(qū)西側流過,潦河從項目區(qū)東側流過,兩段河均是春涸秋溢季節(jié)性河流,不能滿足項目區(qū)的灌溉用水需要。項目區(qū)內缺少地表水,農田灌溉主要依靠地下水。</p><p><b> ?。?)地下水</b></p><p> 項目區(qū)內地下水豐富,水質較好。根
44、據水利部門的打井物探資料,在100深度內含水層總厚度在30~50米之間,當鉆井深度到達30~60米時,單井出水量超過45立方米/小時。以往成井深度約在50米左右。淺層地下水埋深5~10米,靜水位5~8米,動水位10~15米。項目區(qū)內有長期井灌的經驗,有試驗的機井及成井資料。地下水地下水質好,水溫低于35℃,pH值在5.5~8.5之間,全鹽量小于1g/l。適于作物生長發(fā)育,也符合生活飲用水標準。</p><p>
45、 1.3 項目區(qū)基礎設施狀況 </p><p> 1.3.1 交通道路 </p><p> 項目區(qū)內縣級公路從項目區(qū)附近通過,交通條件較好,但項目區(qū)內村與村相連接和田地之間的道路大多是簡易土路,布局凌亂,寬度規(guī)格不一,路面高低不平,通過能力有限,不能滿足機械化耕作和對外交通的需要。遇雨天路面泥濘不堪,不利于農業(yè)生產及農民生活。</p><p> 1.3.2
46、 水利設施狀況</p><p><b> (1)供水</b></p><p> 整個項目區(qū)內原有部分機井,但由于年久失修,同時隨著地下水位的下降,機井大多已無法正常使用,此次設計中不予考慮。</p><p><b> ?。?)排水</b></p><p> 項目區(qū)內有部分人工排水溝,項目規(guī)劃
47、時候需加寬斷面,保證排水通暢。項目區(qū)田間內部沒有其它任何的排灌配套設施,局部地方出現積水項目區(qū)屬長江水系, 項目區(qū)的西側有礓石河流過,東側潦河從項目區(qū)邊界流過。二河均屬季節(jié)性河流,春涸秋溢,可做為排水承泄區(qū)使用。二河向下游匯入華河。</p><p> 1.3.3 電力設施</p><p> 項目區(qū)內有10kVA高壓線路和380V低壓線路通過,為項目區(qū)供電力系統(tǒng)的配套(備)提供了條件。
48、完全可以滿足用電要求。</p><p> 1.3.4 林網建設狀況</p><p> 項目區(qū)內沒有農田防護林網,僅在公路兩側有林帶,農村道路兩旁僅有稀疏的林木,但還不成規(guī)模,雜亂無章,且缺乏經濟效益。</p><p> 1.4 土地利用結構</p><p> 1.4.1 土地利用概況</p><p>&l
49、t;b> ?。?)利用結構</b></p><p> 項目區(qū)總面積2002.31公頃,建設規(guī)模1790.52公頃。其中農用地1691.66公頃,占項目區(qū)總面積的84.49%,其中耕地面積1580.82公頃,占項目區(qū)土地總面積的78.95%;其他農用地面積106.95公頃,占項目區(qū)土地總面積的5.31%。建設用地面積224.93公頃, 占項目區(qū)總面積的11.23%。未利用土地85.71公頃, 占
50、項目區(qū)總面積的4.28%(其中耕地1580.82公頃,占78.95%;園地1.91 公頃,占0.10%;林地2.0公頃,占0.10%;農村道路42.75公頃,占2.14%;溝渠用地52.0公頃,占2.60%;打谷場9.70公頃,占0.45%;河流水面10.87公頃,占0.54%;坑塘水面2.5公頃,占0.12%;居民點211.79 公頃,占10.58%;磚瓦窯及工礦廢棄地11.38 公頃,占0.61%;水工建筑物1.09 公頃,占0.0
51、5%;閑散地6.91 公頃,占0.35%;灘涂44.87公頃,占2.24%;未利用地23.06 公頃,占1.16%。)項目區(qū)分片現狀情況詳見附表。</p><p><b> (2)權屬</b></p><p> 項目區(qū)共涉及臥龍區(qū)xx鎮(zhèn)的的3個行政村。項目區(qū)土地詳查和確權工作已經完成,土地權屬明確,界線清楚,權屬性質均為集體所有,無權屬糾紛問題。</p>
52、;<p> 1.4.2 土地適宜性評價</p><p> 土地利用適宜性評價指標</p><p> 表(1-1) 土地利用適宜性指標</p><p> 經分析,xx鎮(zhèn)西區(qū)的土地完全適宜耕種。</p><p> 1.4.3 土地利用存在的問題</p><p><b> ?。?
53、)產出率低</b></p><p> 兩片項目區(qū)現有耕地1580.82公頃,園地1.91公頃。由于缺少水利設施,加上耕作粗放,土地產出率極低.目前項目區(qū)土地缺水少肥,土壤養(yǎng)分不足, 產出率低下。</p><p><b> (2)利用率低</b></p><p> 兩片項目區(qū)現有未利用地85.71公頃,為閑散地、灘涂及未利用地等
54、。項目區(qū)土地利用率79.95%。土地利用率較低主要受經濟和自然條件限制。</p><p> 2 水資源平衡分析</p><p> 水資源平衡是一個相對的概念,是指在一定的保證率下的水量供需平衡。根據區(qū)域均衡法原理,將規(guī)劃區(qū)作為一個儲水整體,計算一年內區(qū)域邊界補給或排泄水量,檢查是否平衡,能否滿足灌溉生產的需要。</p><p> 2.1 需水量分析<
55、/p><p> 2.1.1 灌溉設計保證率</p><p> 在進行水資源平衡分析之前,首先確定灌溉設計保證率。灌溉設計保證率:灌溉用水量在多年期間能夠得到滿足的概率。一般用設計灌溉用水量全部獲得滿足的年份占總年數的百分數表示。</p><p> 灌溉設計保證率可按公式(2-1)計算[1]:</p><p> ﹪
56、 (2-1)</p><p> 灌溉設計保證率是在進行灌溉工程設計時選定的灌溉保證率,它因各地自然條件、經濟條件、種植情況等不同而有所不同,可按我國GB50288—《灌溉與排水工程設計規(guī)范》中的規(guī)定選取,見下表(2—1)。</p><p> 表2—1 灌溉設計保證率標準參考值</p><p> 本項目區(qū)屬半干旱、半濕潤地
57、區(qū),作物種類以旱作物為主,雖然雨量充沛,地下水豐富,但水源水位普遍偏低,所以灌溉保證率不宜太高,依據《土地開發(fā)整理標準》,確定灌溉設計保證率為75%。</p><p> 2.1.2 灌溉定額:</p><p> 參照項目所涉及的村莊目前的種植制度和今后種植業(yè)結構調整的要求,以玉米和冬小麥等兩種典型作物來確定灌溉定額</p><p> 項目區(qū)內復種指數為2.0
58、,小麥和玉米種植結構比為1:1。根據《中國主要農作物需水量與灌溉》與《臥龍區(qū)農業(yè)區(qū)劃》得到:在75%灌溉保證率時,小麥凈灌溉定額為:120.7 m3/畝,玉米凈灌溉定額35 m3/畝。</p><p> 2.1.3 灌溉需水量的計算</p><p> 項目區(qū)農業(yè)灌溉需水量可利用下面的公式進行計算[2]:</p><p> 式中 ——農業(yè)生產總
59、需水量,m3;</p><p> ——綜合毛灌溉定額 m3/畝;</p><p> ——綜合凈灌溉定額 m3/畝;</p><p> A——灌溉面積 畝;</p><p><b> ——作物種植比例;</b></p><p> ——灌溉水利用系數,本設計采用低壓管道灌溉
60、,取0.9[2]。</p><p> ,——各種作物的灌水定額。</p><p><b> 故: </b></p><p> 2.1.4 鄉(xiāng)鎮(zhèn),企業(yè),及生活用水。</p><p> 在本項目區(qū)中,工業(yè)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水量,及除工業(yè)、農業(yè)、生活以外的部門用水量,因并無具體資料,故按灌溉用水量的10%估算[3]。&
61、lt;/p><p> 2.2 供水量分析</p><p> 項目區(qū)所在地的地下水,淺層地下水埋深一般在5~10米,富水層埋深在32~53m,含水層厚度在21米左右,含水層為多層結構含水層,巖性為多層砂及砂礫石層。靜水位5~8米,動水位10~15米。地下水的供水量主要考慮降雨入滲補給量、灌溉回歸水量、河道側向補給量等。</p><p> 2.3.1 降雨入滲補給
62、量</p><p> 項目區(qū)多年平均降水量值為805.8mm,年降水量相對變率為19.2%,降水量一般集中在6-9月份,占全年降水量的60%以上,多為暴雨。全年中,各月降水量以7月份最多,12月份最少,1-4月份降水量遞增,5月份略減,6月份回增,7月份達到全年最高值,8-12月份遞減,12月份降到最低值。對應灌溉保證率在75%時的雨量為586.5mm。夏季雨量集中,雨熱同期,對農作物生長十分有利,具體降水入滲
63、補給可按式(2-2)計算如下:</p><p> R=0.1××P×F (2-2)</p><p> 式中: R——降雨入滲補給量;</p><p> P——典型年降雨量,為704.4mm(75%保證率時);</p><p> ——降雨補給系數;
64、根據當地水文地質資料取0.23;</p><p> F——項目區(qū)內總面積;</p><p> 則:項目區(qū)降水入滲補給量為</p><p> R=0.1×0.23×704.4×2002.31×0.01</p><p> =324.40(萬m3/年)</p><p> 2.
65、3.2 灌溉回歸補給量</p><p> 規(guī)劃區(qū)內渠灌和井灌水均會部分入滲補給地下水,灌溉回歸水量受多種因素影響,因此,一般由當地地下水文地質資料查得的灌溉回歸系數,計算灌溉回歸水量,其計算過程如下:</p><p><b> ?。?—3)</b></p><p> 式中 ——灌溉回歸補給地下水量,;</p>
66、<p><b> ——灌溉毛水量,;</b></p><p> ——灌溉回歸入滲系數,根據《南陽市臥龍區(qū)水利區(qū)劃》,β取0.08。</p><p> 灌溉毛水量取作物總的灌溉需水量,即:</p><p> 2.3.3 河道滲漏補給水量</p><p> 河道補給是影響淺層地下水儲量的因素之一,其具體
67、計算過程可按下式計算:</p><p> 式中 ――河道側向滲漏補給量(m3);</p><p> K——滲透系數(m/日);查《河南省臥龍區(qū)水利區(qū)劃》為7.5;</p><p> I——垂直河流方向的水力坡降;查《河南省臥龍區(qū)水利區(qū)劃》為0.00518;</p><p> L——河道長度(m);為礓石河和潦河在項目區(qū)內的總長,經
68、量算為8035米;</p><p> M——含水層厚度(m);取21米;</p><p> T——蓄水天數(天)。T值取210天;</p><p><b> 故:河道補給量為</b></p><p> 2.3.3 水資源平衡分析</p><p> 由以上的計算可知,設計本項目區(qū)可供水量
69、</p><p><b> 需水量</b></p><p><b> ?。尽?lt;/b></p><p> 可見,項目區(qū)年度水資源供給量大于年度需水量,可以滿足農業(yè)灌溉需求。</p><p> 3 土地平整規(guī)劃設計</p><p><b> 3.1 規(guī)劃目標
70、</b></p><p> ?。?)通過土地整理,提高土地利用率,改良土壤,提高抗御自然災害的能力。</p><p> ?。?)通過土地平整和完善田間道路系統(tǒng),使項目區(qū)達到“田成方,路成框”的效果,既為合理布局各種農作物,調整農業(yè)生產結構提供良好的平臺,又能滿足機械化作業(yè)的需要。</p><p> ?。?)合理配置灌排系統(tǒng),增強農田水利設施排灌功能,提高
71、灌溉保證率,使農業(yè)生產持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。</p><p> ?。?)通過改造中低產田,提高作物產量,增加農民收入。</p><p><b> 3.2 規(guī)劃原則</b></p><p> 在貫徹“十分珍惜、合理利用土地和切實保護耕地”基本國策的基礎上,本規(guī)劃遵循如下原則:</p><p><b> ?。?)統(tǒng)
72、一協(xié)調原則</b></p><p> 根據土地總體規(guī)劃的要求,確定土地整理規(guī)劃的用途;并與相關部門的規(guī)劃相協(xié)調。即土地整理規(guī)劃必須考慮農業(yè)、水利、交通、村鎮(zhèn)等部門規(guī)劃,與相關規(guī)劃有機結合。</p><p><b> ?。?)優(yōu)化配置原則</b></p><p> 優(yōu)化土地利用結構,合理布局和布置各項工程,改善土地利用條件和土地質
73、量,提高土地的利用率和產出率。</p><p><b> ?。?)因地制宜原則</b></p><p> 根據項目區(qū)的實際情況,因地制宜的確定土地利用的方向、各項工程的規(guī)模及其配置,提高規(guī)劃設計的可操作性。</p><p> 3.3 土地權屬調整</p><p> 該項目區(qū)土地所有權屬于個集體所有,均由所在各村村
74、民承包使用,為了切實保護土地所有者和使用者的合法權益,本項目區(qū)的土地所有權按等面積予以調整,整理后的耕地一律由各村所屬村民承包經營。</p><p> 3.4 耕作田塊規(guī)格</p><p> 在劃分田塊時,以單井控制面積為依據,結合項目區(qū)現狀圖,并以公路、河流,以及盡可能地利用鄉(xiāng)、村界和田間小路作為劃分田塊的天然界線。同時,盡可能的使田塊地形規(guī)則。最終把項目區(qū)劃分成81塊田塊。具體劃
75、分見項目區(qū)規(guī)劃圖。</p><p> 3.4.1 灌水定額</p><p> 灌水定額主要由冬小麥拔節(jié)孕穗和抽穗開花期灌溉控制,按式(3—1)計算:</p><p><b> ?。?—1)</b></p><p> 式中 ——灌水定額,;</p><p> ——土壤干容重,取 1.
76、4g/cm3;</p><p> H——土壤計劃濕潤層深度,取0.6m ;</p><p> ——田間持水率下限,取14%(質量百分比);</p><p> ——田間持水率上限,取22%(質量百分比);</p><p> 則:本項目區(qū)灌水定額為:</p><p> 3.4.2 灌水周期</p>
77、<p> 本項目區(qū)在4月上旬至5月上旬為需水高峰時期,灌水周期同樣由冬小麥拔節(jié)孕穗和抽穗開花期灌溉控制,按式(3-2)計算:</p><p><b> (3—2)</b></p><p> 式中 ——灌水周期,(天);</p><p><b> ——灌水定額,為;</b><
78、;/p><p> ——日最大耗水量,6.5mm/d;</p><p> 則: (天);</p><p> 為便于劃分輪灌組,取灌水周期為11天。</p><p> 3.4.3 單井控制面積</p><p> 整個項目區(qū)內原有部分機井,由于年久失修,同時隨著地下水位的下降,大多無法正常使用,本設計中不予考慮
79、。灌溉所需機井全部為新修的機井,單井出水量一般在,本規(guī)劃設計中取作為單井出水量。單井控制面積按式(3—3)計算</p><p><b> ?。?—3)</b></p><p> 式中 S——單井控制面積,畝;</p><p> Q——單井出水量,??;</p><p> t——每天灌水的時間,一般在12
80、~20,本設計取為18;</p><p> T——灌水周期,為11天;</p><p> m——灌水定額,為;</p><p> ——灌溉水有效利用系數,取0.9;</p><p><b> 則: </b></p><p> 取單井控制面積S為178畝。</p><
81、;p><b> 3.5 土地平整</b></p><p> 土地平整是土地開發(fā)整理過程中一項重要內容,土地平整的精度不但影響到整理后的土地質量,而且關系到投資大小與效益問題,土地平整的中心任務是通過平整,使土地更適宜種植。</p><p> 在進行土地平整工程設計時,應在滿足灌排要求的基礎上,合理調配土方,盡量做到挖填平衡,同時,要與水土保持、土壤改良相
82、結合。土地平整應盡量依據自然地形、地勢、合理設計高程,使挖填土方量最小,還要滿足機械作業(yè)、灌溉和農作物耕種的要求。</p><p> 3.7.1 土方平整方案</p><p> 在土地平整的方案選擇中,主要考慮了項目區(qū)的地形地貌以及作物種植要求,盡量使平整工程的土方量最小。</p><p> 根據1/5000地形圖結合現場查看分析,項目區(qū)內現有耕地比較平坦,
83、滿足耕種灌溉要求,綜合當地群眾意見:田面耕作層經過數年努力才能培養(yǎng)成;一旦破壞,對耕作不利,所以現有耕地田塊不進行大面積土方平整。主要對廢棄磚瓦窯取土遺留的深坑、打谷場、廢棄地、閑散地及未利用地等作土地平整。</p><p> 3.7.2 平整土方量計算。</p><p> ?。?) 計算方法及過程。</p><p> 平整主要使用散點法。</p>
84、<p> 首先選取田塊;讀取田塊內多個高程點,與田塊的規(guī)劃高程相比,測點高程大于規(guī)劃高程的是挖方,小于規(guī)劃高程的是填方;計算各點與規(guī)劃高程的差數作為施工時應掌握的挖填深度,根據公式分別計算出挖填平均深度、挖填方面積、挖填方量。計算方法如下:</p><p> 田面平均高程可以根據所測點的高程得出: </p><p> 各測點高程大于平均高程的是挖方,小于的是填方。算出各
85、點與的差數作為施工時應掌握的挖填深度。</p><p><b> 挖方區(qū)的平均挖深:</b></p><p><b> 填方區(qū)的平均填高:</b></p><p> 式中:——挖方區(qū)平均挖深,m;</p><p> ——填方區(qū)平均填高,m;</p><p> m——
86、測點讀數大于的測點數;</p><p> L——測點讀數小于的測點數;</p><p> ——測點讀數小于的各點讀數之和;</p><p> ——測點讀數大于的各點讀數之和;</p><p> 則挖方面積: </p><p> 填方面積 : </p><p>
87、 式中:——測量地塊總面積。</p><p> 則挖方量: ;</p><p> 填方量: ;</p><p><b> ?。?)計算過程說明</b></p><p> 在選取的典型田塊(3-1)中已知高程點上連線,并在線上分別選取三個點A,B,C利用內插法計算各個高程點數值如下:A=
88、119.27;B=118.73;C=119.28;</p><p> 典型田塊說明圖 圖(3-1)</p><p> 在田塊中選取的五個點的高程分別為:</p><p><b> ,,,,;</b></p><p><b> 田面平均高程為:</b></p><p&g
89、t;<b> 平均挖深:;</b></p><p><b> 平均填深:;</b></p><p><b> 挖方面積:;</b></p><p><b> 填方面積:;</b></p><p><b> 挖方量: </b>
90、;</p><p><b> 填方量: </b></p><p> 具體各田塊土地整理土方量計算見表(3-1)</p><p> 土地整理結果統(tǒng)計表 (3-1)</p><p> 注:其他田塊因比較平整,為了不損壞原有的土地狀況,只對其進行小范圍的平整,其工程
91、量以已整理的田塊的10%進行估算即其他田塊的土方量為:16328×10%=1632.8(m3)</p><p> 4 灌溉管網工程設計</p><p> 對于低壓管道灌溉系統(tǒng),首先根據灌水定額和單井出水量確定單井控制面積,由此確定機井布局,選擇適宜的管網布置形式;</p><p> 4.1 管網布置原則與要求</p><p&g
92、t; (1)應使輸配水管網總長度最短,管道順直,水頭損失小,總造價低而管理運用方便。</p><p> ?。?)輸配水地埋固定管應盡可能布設在堅實的地基上,盡量避免填方區(qū)以及可能發(fā)生滑坡或受山洪威脅的地帶。</p><p> ?。?)根據水源和灌溉田塊的情況,輸配水管網,在平原地區(qū)可采用環(huán)狀管網或樹枝狀管網,其各級管道應盡可能采取兩側分水布置形式;并盡量減少管道起伏。</p>
93、<p> ?。?)輸配水管網的進口設計流量和設計壓力應根據灌溉管道系統(tǒng)所需要的設計流量和大多數輸配水管道進口所需的設計壓力確定。若局部地區(qū)供水壓力不足,而提高全系統(tǒng)工作壓力又不經濟時,應采取增壓措施。</p><p> ?。?)輸配水管網各級管道進口必須設置節(jié)制閥;分水口較多的輸配水管道,每隔3-5個分水口應設置一個節(jié)制閥。管道最低處應設置退水閥,各用水單位都應安設獨立的配水口和閘閥,并應裝設壓力和
94、流量的計量裝置。在水泵出水口閘閥的下游,以及可能產生水錘負壓或水柱分離的管道處,應安裝進氣閥;在管道的駝峰處或管道最高處應安裝排氣閥;在水泵逆止閥的下游或閘閥的上游管道處應安裝防止水錘的防護裝置。</p><p> ?。?)應盡可能發(fā)揮輸配水管網綜合功能,使輸配水管網的效益達到最高。</p><p> 4.2 選擇管網的依據</p><p><b>
95、 (1)節(jié)水效益顯著</b></p><p> 使用管網輸水一般可比明渠節(jié)水30%-50%,并可防止因渠系滲水而導致土壤鹽堿化,沼澤化和冷浸田等的發(fā)生。</p><p><b> (2)土地利用率高</b></p><p> 由于灌溉管道系統(tǒng)輸配水管網大部分或全部都埋設在地下,因此比明渠系可少占10%左右的耕地,提高了土地的利
96、用率,擴大了有效灌溉面積,同時還方便了交通。</p><p><b> (3)適應性強</b></p><p> 便于實現自動化。灌溉管道系統(tǒng)運用靈活方便,容易調節(jié)控制和實現自動化;可適用于各種地形;不會影響機耕和田間管理,并便于與施肥施農藥等相結合</p><p> (4)輸水速度快,灌溉效率高</p><p>
97、 灌溉管道系統(tǒng)一般比明渠系的灌溉效率可提高一倍以上,用工減少50%以上。</p><p> ?。?)維修養(yǎng)護省工、省時、管理方便</p><p> ?。?)灌水及時,作物增產增收效果顯著</p><p> 利用管道輸配水和灌水,不僅減少了水量損失和浪費而擴大灌溉面積或增加灌水次數,而且還因輸水迅速而有利于向作物適時適量地供水和灌水,從而有效地滿足了作物的需水要求
98、,提高作物單位水量的產量和產值。</p><p> 4.3 管網的布置形式</p><p> 根據水源位置、控制范圍、地形條件、田塊形狀和作物種植情況等,輸配水管網可布設成樹枝狀、環(huán)狀和混合狀3種類型。本設計中采用樹枝狀管網。樹枝狀管網一般由干、支、毛管組成,并逐級向下級管道配水,其管線如同樹枝狀。特點是:管線總長度較短,構造簡單,投資較低,所以目前大多數農田灌溉輸配水管網均采用這用
99、形式。本項目區(qū)田塊多為矩形和兩邊平行的四邊形,管網布置為樹枝狀,采用干、支兩級管道。根據機井的位置和田塊的形狀,項目區(qū)管網的布置形式多采用“王”字形和“工”字形,取出水口間距為75m,取兩條支管間距為100m,具體布置形式見圖(4—1)</p><p> 典型田塊管網布置圖 (4-1)</p><p> 4.4 管網流量的推求</
100、p><p> 4.4.1 確定灌水制度</p><p> 管道的工作制度就是管道的輸水工作方式,分為輪灌和續(xù)灌兩種。在一次灌水延續(xù)時間內,自始至終連續(xù)輸水的管道稱為續(xù)灌管道,這種輸水工作方式稱為續(xù)灌;同一級管道在一次灌水延續(xù)時間內輪流輸水的工作方式叫做輪灌,實行輪灌的渠道稱為輪灌管道。本項目中采用分組輪灌工作制度。</p><p> 4.4.2 劃分輪灌組&l
101、t;/p><p> ?。?)輪灌劃分原則:</p><p> 輪灌編組應有一定的規(guī)律,應便于管理和農事田間管理;</p><p> 各輪灌組的流量應接近,以使整個管道系統(tǒng)的流量保持在最小的變動范圍內;</p><p> 輪灌組內同時工作的管道應靠近,以便于控制和管理;</p><p> 輪灌組劃分應有利于管道設備利
102、用率的提高和水頭損失的降低;</p><p> 每一輪灌組各管道的流量之和要與上一級管道供給的流量相適應;</p><p> 盡量照顧農業(yè)生產條件和群眾習慣,要便于調配勞力和組織灌水;</p><p> ?。?)具體灌溉方式見下表4—1</p><p> 輪灌方式分組表 表
103、4—1</p><p><b> 4.5 管道設計</b></p><p> 4.5.1 管道流量計算</p><p> 以典型田塊為例進行說明見圖(4-2)</p><p> 管網流量計算說明圖 (4-2)</p><p> 管網中某一級管道
104、的凈流量可按式(4-1)計算:</p><p> 式中: ——管道設計流量,;</p><p> ——設計灌水定額,m=44.82=67.23mm;</p><p> ——管道控制的灌溉面積,;</p><p> ——灌水周期,11天;</p><p> ——每天灌水的時間,18;</p>
105、<p> ——管道水有效利用系數,一般在0.95~0.98,本規(guī)劃設計取0.98;</p><p> ?。?)管網中某一級管道的設計流量按下式計算:</p><p> 式中: ——管道設計流量,即毛流量,;</p><p> ——管道水利用系數,取0.98。</p><p> 具體的各級管道的流量見附表:(4
106、-4)</p><p> 4.5.2 管型選擇</p><p><b> ?。?)管材的選擇</b></p><p> 管道是灌溉管道系統(tǒng)的主要組成部分,用量大,一般其投資都占到總工程投資的一半以上,故對工程質量和造價以及效益的發(fā)揮有著決定性的影響。因此,進行灌溉管道系統(tǒng)規(guī)劃設計時,不僅要考慮當地灌區(qū)的條件及管道灌溉的要求,同時還應慎重選
107、用經濟適用而質優(yōu)的管材。</p><p> 本規(guī)劃設計中,選擇化學穩(wěn)定性和耐腐蝕性能好,管道內壁光滑,阻力系數較小,便于施工安裝和維修,且被廣泛使用的硬聚氯乙烯(PVC--U)管,作為項目區(qū)輸水的地埋固定暗管。</p><p><b> (2)管徑的確定</b></p><p> 確定管網中各級管道或各管段的直徑是管網設計的主要任務,一般
108、先根據各種管材的適宜流速及經驗初選管徑,然后進行水力計算校核水頭損失是否合理,經反復試算,最后選定符合市場生產規(guī)格標準的管徑。通常初選管徑可按式(4-2)計算</p><p><b> ?。?-2)</b></p><p> 式中: D——管道內徑,m;</p><p> Q——設計流量,m3/s;</p><p&
109、gt; V——管內流速,m/s;</p><p> ——圓周率,取3.1416.</p><p> 為防止管網產生水錘,或發(fā)生淤積,管內流速不得高于2.5-3.0m/s,也不得小于0.5m/s。</p><p> 經濟流速是指管道造價較低以及其運行費用也較低的適宜流速值,應根據當地管材單價和動力價格分析確定。不同管徑,其經濟流速不相同,一般大直徑管道的經濟流
110、速大于小直徑管道的經濟流速。在缺乏分析資料時,可考慮直徑100-250mm的管道,采用經濟流速0.7m/s左右;直徑300-600mm的取1.0m/s左右;直徑700-800mm的取1.2m/s左右;直徑900mm以上的管道,經濟流速可選用1.3m/s左右。</p><p> 低壓管道系統(tǒng)中,管網及管道內的流速一般控制在0.4-1.8,各種管材的適宜流速可參考表(4-2)。</p><p&g
111、t; 低壓管道輸水流速值 表4—2</p><p> 本規(guī)劃設計中,按硬塑料管取經濟流速為取0.8。在“工”字形和“王”字形的管網布置形式中,由于干、支管中通過的流量均相等,故取各干、支管管徑相同,按市場生產規(guī)格,最終選擇重型硬聚氯乙烯(PVC--U)管,作為本規(guī)劃設計的低壓輸水管道。具體規(guī)格見附表(4-4)</p><p> 4
112、.6 管網水力計算</p><p> 4.6.1 沿程水頭損失的計算</p><p> 本設計中采用的管道為硬塑料管,其沿程水頭損失可按式(4-3)計算:</p><p><b> (4-3)</b></p><p> 式中 ——沿程水頭損失,;</p><p>
113、——與沿程阻力有關的系數;</p><p> ——流量,按較不利流量取值。</p><p><b> ——流量指數;</b></p><p><b> ——管道內徑;</b></p><p><b> ——管徑指數;</b></p><p>&l
114、t;b> ——管道長度,;</b></p><p> 其中,硬聚氯乙烯(PVC--U)管的值見下表4-3。</p><p> 硬聚氯乙烯(PVC--U)管的值 表4-3</p><p> 管道長度L取“王”字形和“工”字形管網布置形式中,一個輪灌組同時工作的所有支管長度與干管長度之和的較不利值。其管長分別
115、為:</p><p><b> 則:</b></p><p> 考慮到塑料管埋沒于地下,局部起伏,以及管節(jié)連接間難以平直,要增加部分水頭損失,故計算得出的hf應乘以系數1.2為宜。</p><p> 則加大以后的沿程水頭損失為:</p><p> 4.6.2 局部水頭損失的計算</p><p
116、> 局部水頭損失一般均以流速水頭乘以局部水頭損失系數表示。對于管道的總局部水頭損失則等于管道上所有各局部水頭損失之和,在管道設計的規(guī)劃設計初級階段,為簡化局部水頭損失計算,通常可取沿程水頭損失的10%-15%予以估算。</p><p> 本規(guī)劃設計中取為沿程水頭損失的10%進行估算。</p><p><b> 則: </b></p>&l
117、t;p> 4.6.3 管網入口設計壓力</p><p> 管網入口是指管網系統(tǒng)干管進口,在采用潛水泵或深井泵的井灌區(qū),管網入口在機井出口處。為滿足管道灌溉要求,管網首部應具有足夠的壓力水頭,通常從最不利的輪灌組向上逐級推算壓力水頭,按下式(4—4)計算:</p><p> ?。?—4)式中 ——管網首部所需壓力水頭,;</p><p> ——
118、管道沿程水頭損失之和,;</p><p> ——管道局部水頭損失之和,;</p><p> ——灌區(qū)內有代表性典型地點的地面高程與管網首部的地面高程之差,本規(guī)劃設計中,根據田面平整情況,取為0.2;</p><p> ——田面灌水所要求的水頭,在低壓管道灌溉系統(tǒng)中,一般取0.1-0.2,本設計中取為0.1;</p><p><b&
119、gt; 則:</b></p><p> 管網計算匯總表 (4-4)</p><p> 4.7 管道附件設計</p><p> 4.7.1 管道附件的技術要求</p><p> (1)工作可靠,密封性能和止水性能好,出水流暢;</p><p>
120、; ?。?)結構簡單,取材方便,加工或制造容易,生產設備要求低;</p><p> ?。?)使用方便,裝卸簡單,堅固耐用,便于維修;質量好,價格低;功能多,整體性強;</p><p> ?。?)內壁光滑,設計合理,與管道銜接過度的水頭損失小,不影響出流和水流狀態(tài);防盜、防破壞效果好;</p><p> ?。?)柔韌附件有一定的撓度,以適應地形變化的要求。剛性附件應有
121、一定的剛度,以具有一定的支撐作用。</p><p> 4.7.2 連接附件</p><p> 連接附件即管件。本設計所用的管件主要有三通、四通、彎頭等。管件的材質主要是塑料。管件接口有承插口和對接口兩種形式。</p><p> 連接附件應符合下列要求:</p><p> ?。?)連接附件的內徑應為連接管材外徑加上填料厚度;</p
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