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巴达尔胡哈尔车勒泵站

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第一章 综合说明

巴达尔胡镇位于扎旗西北部，大神山南麓，绰尔河东畔，总面积674平方公里，西与巴彦乌兰苏木接壤，北东分别与阿尔本格勒苏木和巴彦扎拉嘎乡为邻，南与胡尔勒镇和绰勒镇隔河相望，距音德尔镇41公里。
本灌区属于中温带半干旱大陆气候区，多年平均气温3.5℃，无霜期为110-120天，10℃积温2622-2877℃，光照充沛，平均全年日照时数2850小时。多年平均降雨降380-440毫米，多集中于7-8月份，历年平均为150毫米，占全年总降水量的36.6%，由于春季降水量微小、多大风、蒸发快，因此造成多年的严重春旱现象，而且地下水较贫乏。
本灌区为我旗主要贫困地区，以蒙古族为主，为了改善农牧民的生活条件，实现农牧民脱贫致富，加强民族团结和社会稳定，振兴扎旗经 ，实施本工程是非常必要的。
本工程为自流灌溉，灌溉面积5000亩，设计保证率为P=75%，以扎赉特旗气象站一九七九年为设计典型年，实现本工程所需工程量：土方开挖8万立方米，干砌石50立方米，浆砌石140立方米，砼50立方米，涵洞15个。
本工程设计概算总投资92.05万元。

第二章 基本资料

一、测量、土壤、气象
本设计使用国测黄海高程系，比例2.5万地形图，管线布置由扎旗水利工作队实测资料进行布置。
灌区属绰尔河左岸高台地，台面高出河床18米以上，与丘陵区缓坡相接。区内以黑土为主，表层质地重壤—轻粘，有机质含量高，PH值一般为6.5-8之间，地下水贫乏。
年平均气温为3.3℃，大于10℃积温为2650。无霜期为110-120天左右，多年平均降水量400毫米左右，多集中于七、八份，年蒸发量1700毫米。
灌区耕地地下水贫乏。作为水源的绰尔河河水，水质好、无污染，适宜灌溉用水水源。
二、社会经济简况
本灌区涉及乌都岱嘎查，有三个自然屯，总人口2100人，总户数512户，劳动力480人，耕地总面积2.76万亩，牲畜总头数2500头(只)。粮食总产360万公斤左右。单产：玉米180公斤/亩，大豆100公斤/亩。
现有贫困户750户，占总户数为29.3%，人均收入仅有300余元。
为了改变本地区贫困面貌，只有改变落后的农业生产条件，建设完善的水利设施，减轻灾害损失，发展生产。

第三章 水文分析

推求设计保证率为75%。年降水量计算按扎赉特旗气象站的降雨资料1959-1998年的40年系列作为巴达尔胡的降雨量资料进行，具体见频率曲线图，通过适线计算，多年降水量均值x=438mm Cv=0.28 Cs=3.5Cv,不同设计年降水量见表。
不同设计年降水量
表3-1
设计年
Kp
P0(mm)
Pp(mm)
20
1.21
438.2
530
50
0.95
438.2
416
75
0.80
438.2
351
90
0.69
438.2
302
95
0.63
438.2
276
生育期降雨量一九七九年(保证率75%)见表。
生育期降雨量1979年(保证率75%)
表3-2
月份
四
五
六
七
八
九
合计
降雨量(mm)
9.3
0.1
96.7
169.3
28.5
20.5
324.4

全旗降雨量频率计算表
年份
(年)
降雨量
(mm)
顺序
降水量
(mm)
Ki=Qv/Q
(Ki-1)2
(n/n+1)%
1959
371.1
1
752.7
1.72
0.5184
2.4
1960
699.6
2
699.6
1.60
0.3600
4.8
1961
342.3
3
673.1
1.54
0.2916
7.3
1962
337.6
4
644.4
1.47
0.2209
9.8
1963
495.7
5
637.7
1.46
0.2116
12.2
1964
492.3
6
601.6
1.37
0.1369
14.6
1965
401.4
7
589.6
1.35
0.1225
17.1
1966
518.8
8
518.8
1.18
0.0169
19.5
1967
449.9
9
495.7
1.13
0.0144
22.0
1968
295.2
10
492.3
1.12
0.0144
24.4
1969
481.8
11
491.8
1.12
0.0100
26.8
1970
406.7
12
481.8
1.10
0.0081
29.3
1971
387.6
13
475.5
1.09
0.0016
31.7
1972
345.9
14
455.5
1.04
0.0009
34.1
1973
345.5
15
449.9
1.03
0.0002
36.6
1974
418.3
16
449.6
1.03
0.0021
39.0
1975
275.6
17
431.6
0.98
0.0021
41.5
1976
348.7
18
418.3
0.95
0.0021
43.9
1977
475.5
19
418.1
0.95
0.0040
46.3
1978
334.6
20
414.7
0.95
0.0052
48.8
1979
350.3
21
410.5
0.94
0.0070
51.2
1980
305.6
22
406.7
0.93
0.0133
53.7
1981
431.6
23
401.4
0.92
0.0172
56.1
1982
323.1
24
387.6
0.88
0.0196
58.5
1983
673.1
25
380.7
0.87
0.0230
61.0
1984
376.9
26
376.9
0.86
0.0400
63.4
1985
455.5
27
371.1
0.85
0.0400
65.9
1986
414.7
28
350.3
0.80
0.0400
68.3
1987
491.8
29
349.5
0.80
0.0444
70.7
1988
752.7
30
348.7
0.80
0.0479
73.2
1989
418.1
31
345.9
0.79
0.0559
75.6
1990
601.6
32
342.3
0.78
0.0576
78.0
1991
637.7
33
337.6
0.77
0.0690
80.5
1992
258.3
34
334.6
0.76
0.0900
82.9
1993
410.5
35
333.4
0.76
0.1065
85.4
1994
644.4
36
323.1
0.74
0.1377
87.8
1995
449.5
37
305.6
0.70
0.1681
90.2
1996
333.4
38
295.2
0.67

92.7
1997
380.7
39
275.6
0.63

92.1
1998
589.6
40
258.3
0.59

97.6
(Ki-1)2 3.0071 17527.2
Cv=[----------]1/2=[ -------------]1/2 =0.28 x=-------------=438.18mm
n-1 40-1 40

第四章 灌溉制度设计

一、 作物组成
根据灌区自然条件，群众种植习惯及未来种植结构调整，本设计
确定灌区作物为玉米和大豆。作物组成见表
灌区作物种植比例
表4-1
作物
玉米
大豆
种植比例
90
10
二、 灌区制度设计
(一) 灌溉设计保证率及设计典型年
1. 灌溉设计保证率
本设计采用降雨保证率作为灌溉设计保证率，灌溉设计保证根据
《灌溉与排水工程设计规范》GB50288-99规定，地面灌溉半干旱、半湿润地区以旱作为主取保证率P=75%。
2. 设计典型率
采用降雨保证率P=75%的年份作为设计典型年，见本设计水文分
析成果，设计中以扎赉特旗气象站一九七九年为设计典型年见表。
一九七九年各月降雨量及全年总降雨量表
表4-2
月份
年份
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
十一
十二
全年
1979年
0.9
5.0
4.4
9.3
0.1
96.7
169.3
28.5
20.5
6.2
3.1
6.3
350.3
(二) 灌水技术：采用地面灌溉、渠灌。
(三) 作物生育期灌溉定额
1. 有效降雨量
设计有效降雨量采用《水工设计手册》第8册规定：
日降雨量小于5毫米不计，5~30毫米降雨量按80%计。
30~50毫米降雨量按60%计。
由扎赉特旗气象站1979年典型年降雨量按作物生育期计算，玉米、大豆从4月15日~9月15日的有效降雨量为173毫米。
2. 作物根系吸取地下水量
灌区土层较薄，表土为中壤土，故生育期作物根系不考虑地下利
用量。
3. 作物需水量计算
根据《灌溉与排水工程设计规范》GB50288-99的规定，采用“彭
漫法”计算灌区作物的需水量。
(1) 计算公式
ET=Kw•Kc•ET0
式中：EF—阶段日平均需水量(mm/d)；
ET0—阶段日平均参照需水量(mm/d)；
Kw—土壤水分修正系数Kw=1；
Kc—作物系数；
参照作物需水量按公式：
P0 Δ
--- -- Rn+Ea
P r
ET0=------------------------
P0 Δ
--- -- +1
P r
式中：P0 -- 标准大气压，P0=1013.25hPa；
P—计算地点平均气压(hPa)；
Δ—平均气温时饱和水汽压随温度变率，Δ=dea/dt;
ea—饱和水汽压(hPa)；
t—平均气温(℃)；
r—温度计算数 r=0.66 hPa/℃；
Rn—太阳净幅时，以所能蒸发的水层深度计(mm/d)；
Ea—干燥力(mm/d)；
(2) 计算参数的确定
① 作物系数Kc的选定
根据本地区实际经验和《作物产量与水》一书选择确定作物系数
Kc值。
② 有关彭漫公式中涉及的气象参数详见表
典型年(1979年)气象参考表
表4-3
月份
项目
四
五
六
七
八
九
月平均气温(℃)
4.1
16.7
21.0
22.7
20.3
14.1
累计日照时数(小时)
268.3
346.2
305.7
220.4
291.3
249.5
相对温度(%)
52
34
57
70
66
56
月平均最高气温(℃)
10.6
24.4
27.3
28.2
26.8
21.5
月平均最低气温(℃)
-2.1
9.0
14.8
17.8
14.4
7.7
月平均风速(米/秒)
3.8
4.7
4.0
3.3
3.6
3.3
扎赉特旗气象站：海拨187.8米，北纬46°31ˊ。
③ 作物需水量
a标准作物阶段日平均参照需水量
根据彭漫公式及有关参数标准作物阶段日平均参照需水量，计算
结果见表。

标准作物阶段日平均参照需水量计算成果表
表4-4

序号
月份
项目
四
五
六
七
八
九

1
计算地点平均气压P(hPa)
956.76
959.15
959.92
960.22
959.79
958.61
2
饱和水汽压ea(hPa)
7.86
16.4
20.77
22.76
20.0
14.16
3
饱和水汽压随温度的变率△
0.48
0.92
1.13
1.22
1.09
0.8
4
太阳净辐射Rn(mm/d)
2.02
3.37
4.19
4.75
3.55
1.59
5
实际水汽压ed(P(hPa))
4.6
8.75
16.56
19.46
16.08
9.51
6
风速修正系数B
0.75
0.75
0.54
0.54
0.75
0.75
7
风速 u(m/s)
2.85
3.53
2.16
1.78
2.7
2.48
8
干燥力Ea(mm/d)
3.26
9.01
3.46
2.39
3.77
4.21
9
阶段日平均参照需水量(mm/d)
2.72
5.65
3.93
3.55
3.6
2.74
注：计算地点海拨高度263米。
b.作物需水量
按公式 E=Kw•Kc•ET0
作物玉米、大豆的需水量见表

玉米需水量计算表
表4-5
生育阶段
日期
(月.日)
天数
(天)
阶段需水量
ET0(mm)
作物系数
(Kc)
作物需水量
(mm)
立米/亩
播种-出苗
4.20-5.7
18
93
0.35
33
22
出苗-拨节
5.8-6.21
45
218
0.85
185
124
拨节-抽穗
6.22-7.25
34
124
1.05
130
87
抽穗-灌浆
7.26-8.20
26
111
0.9
100
67
灌浆-成熟
8.21-9.15
26
81
0.9
73
49
全生育期
4.20-9.15
149
627
0.84
521
349
大豆需水量计算表
表4-6
生育阶段
日期
(月.日)
天数
(天)
阶段需水量
ET0(mm)
作物系数
(Kc)
作物需水量
(mm)
立米/亩
播种-出苗
5.1-5.14
15
85
0.3
26
18
出苗-分枝
5.15-6.18
35
167
0.8
134
90
分枝-开花结荚
6.19-8.12
55
200
1.0
200
134
开花结荚-成熟
8.13-9.7
26
88
1.0
88
29
全生育期
5.1-9.7
131
540
0.8
448
301
由上述公式计算：灌溉定额玉米234立米/亩，大豆186立米/亩。
主要作物灌溉定额表
表4-7
作物
项目
玉米
大豆
需水量(立米/亩)
349
301
有效降雨量(立米/亩)
115
115
灌溉定额(立米/亩)
234
186
(四) 作物播前灌水定额
1.播前灌水的必要性
本灌区处在绰尔河的左岸，风沙干旱区，十年九春旱，因此有必
要播前灌水。
2.播前灌水定额
按播前土壤含水率达到田间持水量计。根据邻近的实验资料，播
前含水率为20%(占体积)，田间持水率为37.5%，灌区平均土层为40厘米。春汇定额为65立米/亩。在播种前两天进行。
(五) 灌溉制度
根据上述原则修订后的旱田灌溉制度见表
旱田灌溉制度表
表4-8
作物
灌溉
定额
(m3/亩)
灌水次数
播前灌水
第一次
第二次
第三次
灌水定额
灌水
时间
生育阶段
灌水时间
灌水定额
生育阶段
灌水时间
灌水定额
生育阶段
灌水时间
灌水定额
玉米
305
4
65
4.18-4.27
拨节
6.3-6.15
80
孕穗
7.1-7.13
80
灌浆
7.24-8.5
80
大豆
260
4
65
4.29-5.8
分支
7.5-7.15
65
开花结荚
7.5-7.15
65
成熟
8.10-8.17
65
三、 设计灌水率
设计灌水率根据《灌溉与排水工程设计规范》GB50288-99的规
定按公式3.17计算。
aimik
qik=---------
864Tik
式中：qik -- 第i种作物第k次灌水的灌水率(m3/s/万亩)；
mik -- 第i种作物第k次灌水定额(m3/亩)；
Tik -- 第i种作物第k次灌水延续时间(d)；
对于自流灌区，每天灌水时间按24小时计。
ai --各种作物灌溉面积占全灌区的总灌溉面积比值。
作物灌水率计算如下表

灌水率计算表
表4-9
作物
作物所占面积
(%)
灌水
次数
灌水
定额
(立米/亩)
灌水时间(日/月)
灌水延续时间
(天)
灌水率
(米3/秒/亩)
始
终
中间日
玉米
80
1
65
18/4
27/4
22/4
10
0.42
2
80
3/6
15/6
9/6
13
0.40
3
80
1/7
13/7
7/7
13
0.40
4
80
24/7
5/8
30/7
13
0.40
大豆
20
1
65
29/7
8/5
3/5
10
0.053
2
65
1/6
10/6
5/6
10
0.053
3
65
5/7
15/7
10/7
11
0.048
4
65
10/8
17/8
14/8
8
0.066

第五章 田间工程规划

本灌区的田间工程布置做到田成方、林成网、渠成系、路相通，合理利用土地资源，提高灌溉效率，节约用水，为实现农业机械化、改变农业生产条件，因地制宜，讲究实效地全面规划，达到渠网配套、灌排自如、消灭串灌串排、保水保肥、当年增产的目的。

第一节 田间工程布置
1. 田块规格：考虑林带防风效果和便于机耕，确定方田为500×
500米为一方，毛面积375亩。
2. 林带与道路：方田的四周均有道路，路面为4米，路高0.3米，
路两边没有边沟，上口为1.5米，下口为0.4米，沟深0.6米。田间向阳一侧，植树3行，并设有护树沟，株行距为2×1米，二年生杨树。
3. 渠系工程：由于该灌区为自流灌溉，取水水源距灌区1公里，
因此采用四级渠道，干、支、斗、农渠，根据实际地形，布置干渠、便于灌溉。具体见平面布置图。

第二节 排水农沟设计
1. 沟深设计
D=ΔH+Δh+s
式中：D—排水农沟的深度(m)；
ΔH—作物要求的地下水埋深，ΔH=0.5m；
s—排水农沟中的水深，s=0.1m；
Δh—当两沟之间的中心点地下水位已降至ΔH时，地下水位与沟水位之差，取Δh=0.2m；
2. 排水沟间距
根据排水农沟沟深D=0.8m，按《农田水利学》教材中选定排水
沟间距为160米，具体布置见平面布置图。

第三节 灌溉渠道设计
一、 设计参数选择
1. 田间水利用系数η田，取0.95.
2. 渠道输水损失，根据《灌溉与排水工程设计规范》GB50288-98查得ó=A/Qm净,<%>
Ó—每公里长度渠道的渗水损失；
A— 土壤透水系数；
m—土壤透水指数。
Q净—渠道净流量(m3/s)；
A、 m根据渠床土壤情况查表选用。
二、 设计流量(以一支渠为典型)
1. 一支渠所属农渠应送到田间的净流量按下式计算：
Q净.支田=W支q净
Q净.支田
Q净.农田=-------
nK
Q净.农田
Q净.农=-------
η
其中：q净—渠道设计灌水率，立方米/秒/万亩；
n—同一支渠上的斗渠各数；
K—每条斗渠同以供给农渠的各数；
经计算得：
Q净、支田=0.0664m3/s
Q净、农田=0.006m3/s
Q净、农=0.0063m3/s
2. 一支渠所属农渠斗渠的设计流量按下列公式计算：
Q毛、农= Q净、农[1+AL农/ Q净、农/100]
Q毛、斗= KQ毛、农+ S斗L支/1000
Q毛、支= nQ毛、斗+ S支L支/1000
其中式中：S—每公里长输水损失流量根据A.m查表；
L—渠道长度以公里计；
Q毛农=0.007m3/s Q毛斗=0.024m3/s Q毛支=0.11m3/s
3. 推求其它各支渠设计流量
Q一支=0.11m3/s Q二支=0.11m3/s Q三支=0.06m3/s
4. 干渠的设计流量
推求干渠设计流量分三段，BD段干渠长1公里，AB段干渠长0.5
公里，OA段干渠长1.5公里，按下式进行计算：
Q干BD= Q二支+ Q三支+SL/1000
Q干AB= Q干BD+ Q一支+SL/1000
Q干OA= Q干AB+ SL/1000
经计算：Q干BD=0.17m3/s Q干AB=0.29m3/s Q干OA=0.3m3/s
5. 各渠系设计流量
根据《灌溉与排水工程设计规范》GB50288-99规定续灌渠道
加大流量的加大百分数Q设<1 m3/s时为35%-30%,取30%。
各干、支、斗、农、渠的设计流量见表

各渠系流量计算表
表5-1
渠系
长 度
(公里)
设计流量
(m3/s)
加大流量
(m3/s)
一支渠
2.0
0.11
0.14
二支渠
2.0
0.11
0.14
三支渠
1.0
0.06
0.08
BD干渠
1.0
0.17
0.22
AB段干渠
0.5
0.29
0.38
OA段干渠
0.5
0.30
0.39

第四节 灌溉渠道断面设计
根据《灌溉与排水工程设计规范》GB50288-99附录H梯形渠道
实用经济断面计算方法中的公式进行计算。
1. 梯形渠道水力最佳断面水力要素计算公式
nQ
h0=1.189{------------------}3/8
[2(1+m2)1/2-m]i1/2
b0=2[(1+m2)1/2-m]h0
Ao=b0h0+mh02
X0=b0+2(1+m2)1/2h0
R0=A0/X0
V0=Q/A0
式中：h0—水力最佳断面水深(m);
n—渠床糙率；
Q—渠道设计流量(m3/s)；
m-渠道内边坡系数；
i— 渠底比降；
b0—水力最佳断面底宽(m)；
A0—水力最佳断面的过水断面面积(m2)；
X0—水力最佳断面温周(m)；
R0—水力最佳断面的水力半径(m)；
V0—水力最佳断面流速(m/s)；
计算参数：n值根据《农田水利学》教材中选取
输水流量小于1立米/秒的渠道n=0.025 渠底比降为1/1000边坡比m选取1.25，具体计算见表。
灌溉渠道最佳断面计算表
表5-2
计算值
渠系
h0
(m)
b0
(m)
A0
(m)
X0
(m)
R0
(m)
V0
(m)
Q=0.14
一支渠
0.4
0.3
0.32
1.6
0.2
0.44
Q=0.14
二支渠
0.4
0.3
0.32
1.6
0.2
0.44
Q=0.07
三支渠
0.3
0.2
0.2
1.3
0.15
0.35
Q=0.22
BD段干渠
0.5
0.4
0.5
2.1
0.24
0.44
Q=0.38
AB段干渠
0.6
0.42
0.7
2.5
0.3
0.54
Q=0.39
OA段干渠
0.6
0.42
0.7
2.5
0.3
0.56
2．梯形渠道实用经济断面与水力最佳断面的水力要素关系式
α=V0/V=A/A0=(R0/R)2/3=(A0/A0)2/3
(h/h0)2-2α2.5(h/h0)+α=0
β=b/h=[α(h/h0)2][2(1+m2)1/2-m]-m
式中：α—水力最佳断面流速(与实用经济断面流速的比值)；
h—实用经济断面的水深(m)；
v—实用经济断面流速(m/s)；
A--实用经济断面的过水断面面积(m2)；
X—实用经济断面湿周(m)；
R—实用经济断面的水力半径(m)；
b—实用经济断面底宽(m)；
β—实用经济断面底宽与水深的比值；
梯形渠道实用经济断面计算表
(一支、二支渠)
表5-3
m=1.25
α
1.00
1.01
1.02
1.03
1.04
h/h0
0.702
1.662
2.189
2.658
3.104
β
1.000
0.823
0.761
0.717
0.684
h
0.3
0.66
0.88
1.06
1.24
b
0.3
0.54
0.67
0.76
0.85
v
0.44
0.44
0.43
0.43
0.42
A
0.32
0.32
0.31
0.31
0.31
R
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
梯形渠道实用经济断面计算表
(三支、QBD干渠、QAB段干渠、QOA段干渠)
表5-4
m=1.25
α
1.00
1.01
1.02
1.03
1.04
h/h0
0.702
1.662
2.189
2.658
3.104
β
三支
1.000
0.823
0.761
0.717
0.683
BD干渠
1.000
0.823
0.761
0.717
0.683
AB、OA
1.000
0.823
0.761
0.717
0.683
h
三支
0.21
0.5
0.66
0.80
0.93
BD干渠
0.35
0.83
1.09
1.33
1.55
AB、OA
0.42
1.0
1.31
1.59
1.86
b
三支
0.21
0.41
0.50
0.57
0.64
BD干渠
0.35
0.68
0.83
0.95
1.06
AB、OA
0.42
0.82
1.0
1.14
1.27
v
三支
0.35
0.35
0.34
0.34
0.34
BD干渠
0.44
0.44
0.43
0.43
0.42
AB、OA
0.55
0.55
0.54
0.54
0.53
3．根据以上计算结果，绘制b=f(h)和v=f(h)渠道特性曲线，根据本地区实际需要，渠道横断面尽量少占耕地为原则，其结果如下表：
渠道设计横断面计算表
表5-5 (m=1.25 i=1/1000)
渠系
设计值
一二支渠
三支渠
BD段干渠
AB、OA段干渠
渠底宽 b(m)
0.75
0.65
1.0
1.1
水深 h(m)
1.0
0.9
1.42
1.5
过水断面 A(m2)
2.0
1.6
3.94
4.5
湿周 x(m)
4.0
3.53
5.55
5.9
水力半径 R(m)
0.5
0.45
0.71
0.76
渠长 L(m)
4000
1000
1000
2000
设计流速v(m/s)
0.43
0.35
0.43
0.54
4．渠道的不冲不淤流速
(1) 不冲流速：
根据《农田水利学》教材中的公式计算
V不冲=KQ0.1
Q—设计流量(m3/s)；
V不冲--不冲流速(m3/s)；
K—不冲流速系数，取K=0.62；
V不冲流速计算如下表。
表5-6
V不冲流速
渠系
V不冲
一、二支渠
0.51
三支渠
0.48
BD段干渠
0.53
AB、OA段干渠
0.56
(2) V不淤流速：
根据《农田水利学》教材中选取公式计算
V不淤=C1R0.5
V不淤—渠道不淤流速(m3/s)；
R—水力半径(m)；
C1—根据渠道泥沙性质确定的系数，C1=0.5；
V不淤流速计算如下表。
表5-7
V不淤流速
渠系
V不淤
一、二支渠
0.35
三支渠
0.34
BD段干渠
0.42
AB、OA段干渠
0.44
经以上计算，V不冲> V设> V淤。
所以渠道流速满足设计要求。
5.渠道横断面结构
渠道岸顶超高计算，根据《灌溉与排水工程设计规范》规定，采
用下式进行计算。
Fb=1/4hb+0.2
式中：Fb—渠道岸顶超高(m)；
hb—渠道通过加大流量时的水深(m)；
其计算结果如下表：
渠道岸顶超高计算表
表5-8
渠系
一二支渠
三支渠
BD段干渠
AB、OA段干渠
超高Fb(m)
0.45
0.4
0.56
0.58
岸顶宽度(d)
1.0
1.0
1.5
1.5

第五节 排水沟设计
一、 设计排水标准：
根据《灌溉与排水设计规范》GB50288-99规定，采用5年一遇的
排水标准。
二、 设计经流深计算：
根据《黑龙江省水文图集》一九九六版，1956-1992年37年资料
查得多年平均经流深R=50mm，Cv=1.00 Cs=2.0Cv
根据Cv、Cs计算出设计经流深
R设=Kp·R=1.61×50=80.5mm
三、 设计排涝流量计算
根据《农田水利学》教材中的经验公式进行计算
Q=RF/86.4t q=R/86.4t
式中：Q—排涝流量(立米/秒)；
q—设计排涝模数(立米/秒/平方公里)；
F—排水沟控制的面积(平方公里)；
R—设计经流深(毫米)；
t—规定的排涝时间(天) t=2天；
经计算，设计排涝模数0.466立米/秒/平方公里。
四、 排渍流量的计算
根据《农田水利学》教材中的各种土质设计排渍模数表中本地区
为中壤土，排渍模数为0.03立米/秒/平方公里。
五、 排水沟排水流量计算
根据排涝模数和控制面积计算出排水沟排水流量，具体计算见表
表5-9
名 称
控制面积
(平方公里)
排水流量
(立方米/秒)
干沟
2.67
1.24
一支沟
1
0.47
二支沟
1.5
0.7
斗沟
0.25
0.12
第六节 排水沟断面设计
一、 排水断面设计：
排水断面按明渠均匀流基本公式计算
Q=WC(Ri)1/2
式中：Q—设计排水流量(m3/s)；
W—设计断面(m2),梯形W=(mh+h)h;
C—谢才系数，曼宁公式计算C=R1/6/n；
n—排水沟糙率 n=0.025；
R—水力半径(m)，R=W/x(m)；
x—湿周(m)；
i— 设计比降 i=1/1000；
计算结果见表
表5-10 排水沟断面计算表 (m=1 i=1/1000)
名称
底宽
b(m)
水深
h(m)
断面
(m2)
水力半径
R(m)
湿周
x(m)
干沟
1.1
1.0
2.1
0.53
3.93
一支沟
1.0
0.65
1.07
0.38
2.84
二支沟
1.0
0.8
1.44
0.44
3.26
斗沟
0.5
0.4
0.36
0.22
1.63
二、 排水沟顶宽和超高计算
根据《灌溉与排水工程设计规范》规定，采用下式进行计算
Fb=hb/4+0.2
式中：Fb -- 岸顶超高(m)；
hb -- 排水流量时的水深(m)；
经计算结果如下表表5-11
排水沟
干沟
一支沟
二支沟
斗沟
超高 Fb(m)
0.5
0.4
0.4
0.3
岸顶宽度d(m)
1.5
1.0
1.0
0.8
第六章 泵站设计
第一节 水泵流量、管径及扬程设计
一、 设计流量的确定：
根据渠道设计流量Q设=0.39m3/s，作为灌溉设计标准。选择三台
机组，每台机组设计流量Q=0.13 m3/s。
二、 压力水管设计：
根据实测的管线纵断面图进行管路设计，H净为22米。
1. 压力水管的经济直径根据以下公式计算
D=(KQ3/H)1/7
式中：D—压力水管的经济直径(m)；
Q—压力水管的最大流量(m3/s)；
H—压力水管管段的静水头(m)；
K—反映压力水管技术经济因素的计算系数，取K=8；
经计算：D=200mm，管内流速为V=4.19m/s，根据《抽水机与抽
水站》教材规定，露天钢管的经济流速为3-5m/s，因此管内设计流速在允许范围内。
2. 露天式压力水管的管壁厚度确定
按下式进行计算
100HD
δ≥-------(mm)
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Φ[ó]
式中：D—水管内径(m) D=0.2m；
H—水管设计水头(m)，静水头和水锤增压水头H=22mm；
[ó]—钢材的允许应力[kpa]，三号钢焊接钢板的允许应力
[ó]=95550kpa；
Φ--接缝强度系数，对焊接管Φ取0.85；
经计算δ=2.5mm，考虑锈蚀和磨损的影响，加2mm的安全衬量。因此钢管的设计管壁厚度δ=5mm。
3. 刚度要求：
钢管不稳定性的最小管壁厚度为
δ≥D/130=1.54
满足刚度要求。
三、 扬程设计
1. 沿程水头损失：
hf=λL/d·v2/2g
式中：hf—沿程水头损失(m)；
λ—沿程水头损失系数，根据管壁查表为0.0333;
L—计算长度，管线长度60m；
d—管径d=0.2m；
v2/2g—流速水头(m)；
经计算沿程水头损失，hf=9m
2. 局部水头损失
hj=ξv2/2g
式中：hj -- 局部水头损失(m)；
ξ—局部水头损失系数；
v2/2g—流速水头(m/s)；
计算参数根据管线布置λ=30°，查表ξ=0.2共五处，经计算局
部水头