Q灌区设计未完成.doc

1题目类型南方，丘陵区山间川地。地面坡度较大，沟系发达，无洪、涝之虞。气候湿润，但雨量分布不均。种植以水稻为主的粮食作物与经济作物。主要任务是灌溉系统的规划设计。2基本资料2.1概况灌区位于界荣山以南，马清河以北，(20m等高线以下的)总面积约12万亩。气候温和。无霜期长，适宜于农作物生长。年平均气温16.5，多年平均蒸发量1065mm，多年平均降水量1112mm。灌区人口总数约8万，劳动力1.9万。申溪以西属兴隆乡，以东属大胜乡。根据农业规划，界荣山上以林、牧、副业为主，20m等高线以下则以大田作物为主，种植稻，麦，棉，豆等作物。灌区上游土质属中壤，下游龙尾河一带属轻壤土。地下水埋深一般为45m,土壤及地下水的pH值属中性，无盐碱化威胁。界荣山，龙尾山等属土质丘陵，表土属中粘壤土，地表56m以下为岩层，申溪及吴家沟等沟溪均有岩石露头，马头山陈村以南至马清河边岩石遍布地表。吴家沟等沟溪纵坡较大，下切较深，一般为78m，上游宽5060m，下游宽7090m，遇暴雨时易发洪水，近年来已在各沟，溪上游修多处小型水库，山洪已基本得到控制，对灌区无威胁。Q灌区为马清河流域规划的组成部分，根据规划要求，已在兴隆峪上游20km处(图外)建大型水库一座，坝顶高程林50.2m，正常水位43.0m，兴利库容1.2108 m3，总库容2.3108m3。Q灌区拟在该水库下游A-A断面处修建拦河坝式取水枢纽，引取水库水发电则利用尾水进行灌溉。A-A断面处河底高程30m，砂、卵石覆盖层厚2.5 m，下为基岩，河道比降1/100，河底宽82m，河面宽120m，水库所供之水水质良好，含沙量极微，水量亦能完全满足灌区用水要求。2.2气象根据当地气象站资料，设计的中等干旱年(相当于1972年)411月水面蒸发量(80cm口径蒸发皿)及降水量见表2-1及表2-2。2.3种植计划及灌溉经验灌区以种植水稻为主，兼有少量旱作物，各种作物种植比例见表1-3。表2-1 设计年蒸发量统计月份4567891011蒸发量(mm)97.5118.0143.7174.9196.5144.7101.175.6表2-2 设计年降水量统计日月份4567891017.6-4.6212.7-17.4-18.53-3.41.9-7.3-4-92.0-55.31.2-10.8-64.87.9-2.878.628.5-8-2.5续表:9-19.110-3.611-2.5-2.1-续表2-2 设计年降水量统计121.96.4-137.5-2.3-1412.1-1.9-1.915-10.0-16-6.0-4.1-3.532.817-24.5-181.3-19-1.6-204.3-12.6-11.5211.8-18.5-222.110.649.22.5-3.6-231.410.7-4.5-24-35.47.4-25-6.226-1.5-27-1.1-281.53.7-29-30-7.7-31-3.6-合计72.9198.5107.339.825.037.3103.5表2-3作物种植比例作物早稻中稻双季晚稻棉花种植比例(%)50305020根据该地区灌溉试验站观测资料，设计年(1972)早稻及棉花的基本观测数据如表2-4及表2-5所示；中稻及晚稻的丰产灌溉制度列于表2-6。表2-4 早稻试验基本数据生育阶段复苗分孽前分孽后孕穗抽穗乳熟黄熟全生育期起止日期(日/月)25/4-4/55/5-14/515/5-1/62/6-16/617/6-30/61/7-11/712/7-20/725/4-20/7天数101018151411987模比系数(% )7818252l138100田间允许水层深( mm )10-30-5010-40-8020-50-8020-50-10020-50-9010-40-50湿润-渗透强度( mm/d )1.31.31.31.31.31.31.3-附注全生育期需水系数=1.0。表2-5 棉花试验基本数据生育阶段幼苗期现蕾期开花结铃期吐絮期全生育期起止日期(日/月)21/4-16/617/6-28/729/7-26/827/8-6/1121/4-6/11模比系数(%)18302428100地下水补给量占作物需水量的(%)10202225-计划湿润层深(m)0.4-0.50.5-0.60.6-0.70.7-附注计划产量120kg籽棉。需水系数K=2.67m3/kg。土壤空隙率为48%(占土体的%)。土壤适宜含水率上限为88%，下限为61.6%(占空隙%)。田间最大持水率为88%(占空隙%)。播种时，计划层土壤储水量为102m3/亩。表2-6中稻、双季晚稻设计年丰产灌溉制度中稻双季晚稻灌水次序灌水时间 (日/月)灌水定额 (m3/公顷)灌水次序灌水时间 (日/月)灌水定额 (m3/公顷)17/53.33119/73.33226/51.67227/7134/61.6731/81.67410/61.6747/81.33520/62512/81.6762/72623/8278/72727/82814/72831/82922/7296/921029/71.671012/921110/81.331119/921230/91.67灌溉定额21.34(m3/公顷)灌溉定额22.34(m3/公顷)3水量平衡方程3.1早稻灌溉制度计算逐日耗水： 四月：五月：六月：七月：蓄水量公式：水量平衡方程：根据基本资料及公式可计算出作物相应生长阶段的蒸发量，有效降雨量，蓄水量，继而可得出逐日耗水量。植物的需水特性是影响制订灌溉制度的重要特性。深入了解不同植物的需水特性并据此区别灌溉是必要的，这些数据可以向相关专家咨旬，也可以总结群众丰产灌溉经验。本灌溉制度取设计初始淹灌水层深度为10mm，具体做法是：当淹灌水层减去逐日耗水量，加上逐日降雨量后若小于最小田间允许最小水层深度则设计灌水，当大于最大田间允许水层深度则设计排水。表3-1 早稻灌溉制度日 期月 日生育期设计淹灌水层(mm)逐日耗水量(mm)逐日降雨量(mm)淹灌水层(mm)灌水量(mm)排水量(mm)4 .24-10-30-50-10-25复苗10-30-504.55-30.930-26-26.35-27-21.8-281.518.75-29-14.2-30-39.6530-5.1-34.54-2-29.43-33.427.72-492.050-64.615分蘖前10-40-805.111.246.09-67.948.88-72872.27-8-67.16-9-62.05-10-56.94-112.554.33-126.455.62-13-50.51-14-45.4-15分蘖后20-50-905.11-40.29-166.041.18-1724.560.57-18-55.46-19-50.35-20-45.24-21-40.13-2210.645.62-2310.751.21-24-46.1-25-40.99-26-35.88-271.131.81-283.730.46-29-25.35-30-20.24-31-65.13-6.1-60.02-2孕穗20-50-1006.0917.471.33-31.967.14-4-61.05-5-54.96-6-48.87-7-42.78-续表：8-36.69-9-30.6-10-24.51-11-68.4250-12-62.33-13-56.24-141.952.05-15-45.96-16-38.87-17抽穗20-50-906.09-33.78-18-27.69-19-21.6-20-65.5150-21-59.42-2249.290-12.5323-83.91-2435.490-23.2225-83.91-261.579.32-27-73.23-28-67.14-29-61.05-30-54.96-7.1乳熟10-40-506.94-48.02-2-41.08-3-34.14-4-27.2-5-20.26-6-13.32-7-46.3840-8-39.44-9-32.5-10-25.56-11-18.62-12黄熟湿润6.94-合计-444.72303.7-25100.36须进行校核验算：，10+303.7+250100.36444.72=18.62，故校核满足要求。表3-2 早稻生育期设计灌溉制度灌水次数灌水时间灌水定额mm14.25301.6724.30301.6735.31502.2746.11502.2756.20502.2767.7401.8合计-25011.273.2棉花灌溉制度计算 幼苗期： 现蕾期： 开花结铃期： 叶絮期： 棉花各生育阶段的需水量计算表3-3 棉花各生育阶段需水量生育阶段幼苗期现蕾期结铃期吐絮期(m3/公顷)3.846.415.135.98(m3/公顷)3.8410.2515.3821.36湿润层增加水量计算幼苗期：现蕾期：结铃期： 表3-4 湿润层增加水量生育阶段幼苗期现蕾期结铃期吐絮期(m3/公顷)1.61.61.60(m3/公顷)1.63.24.86.4表3-5 净耗水量（ET-K-）计算表生育阶段幼苗期现蕾期结铃期吐絮期ET-K-27.980.8116.78184.06表3-6 地下水补给(K)值计算表生育阶段幼苗期现蕾期结铃期吐絮期K(m3/公顷)0.381.281.131.50(m3/公顷)0.381.662.794.29表3-7 计划湿润层最大、最小储水量幼苗期现蕾期结铃期吐絮期（）9.3911.2713.1513.15（）5.266.577.899.20整个灌区降雨有效入渗量按天进行计算，按旬进行画图。四月降雨有效入渗量，21，22，-23，28日的降雨量分别为1.8mm，2.1mm，1.4mm，1.5mm，故其有效入渗量为0。其它月也用这样的方法做。当降雨量在550mm或大于50mm时，取0.8（也就是本设计的降雨入渗系数的取值）。由此可得入渗的有效降雨量如下表。表3-8 渗入土层降雨量四月五月六月七月下旬上旬中旬下旬上旬中旬下旬上旬中旬下旬(m3/公顷)04.561.310.760.6203.0100.350.54(m3/公顷)04.565.876.637.257.2510.2610.2610.6111.15八月九月十月 (m3/公顷)0.380.800.2600.661.341.570.22- (m3/公顷)11.912.712.7131313.661516.5716.79-降雨入渗量也可用降雨入渗系数表示其中表示降雨入渗系数，其值与一次降雨量、降雨强度、降雨延续时间、土壤性质、地面覆盖及地形等因素有关。一般认为一次降雨量小于5mm时，为0；当一次降雨量在550mm时，约为1.00.8；当降雨量大于50mm时，为0.70.8。植物的需水特性是影响制订灌溉制度的重要特性。深入了解不同植物的需水特性并据此区别灌溉是必要的，这些数据可以向相关专家咨旬，也可以总结群众丰产灌溉经验。本灌溉制度取设计初始淹灌水层深度为10mm，具体做法是：当淹灌水层减去逐日耗水量，加上逐日降雨量后若小于最小田间允许最小水层深度则设计灌水，当大于最大田间允许水层深度则设计排水。表3-9 棉花、旱、中、双季晚稻灌水率计算作物作物所占面积（%）灌水次数灌水定额（m3/公顷）灌溉时间（日/月）灌水延续时间（d）灌水率m3/（s万公顷）旱稻501（泡田）4.674月13日100.4121.674月25日40.2931.674月30日40.2942.275月31日40.4952.2711月6日40.4962.276月20日40.4971.87月7日40.39中稻301（泡田）3.337月5日120.14421.675月26日40.2231.674月6日40.2241.6710月6日40.22526月20日40.26622月7日40.26728月7日40.26827月14日40.26927月22日40.26101.677月29日40.22111.3310月8日40.12双季晚稻501（泡田）3.337月19日60.48217月27日40.2231.671月8日40.3641.337月8日40.2951.6712月8日40.36628月23日40.43728月27日40.43828月31日40.43926月9日40.4310212月9日40.431129月19日40.43121.339月30日40.29棉花2012.677月20日60.1522.678月25日60.15对初步算得的灌水率图进行修正，在修正时，要不影响主要作物的需水要求为原则，尽量不改变主要作物的关键用水时间，若要调整，以向前移动为主，前后移动不超过三天，调整其他各次灌水间间时，要使修正后的灌水率图连续、均匀，且最小关税率不小于最大水率的40%，修正后的灌水率图见图修正后的灌水率计算表见下表作物作物所占面积（%）灌水次数灌水定额（m3/亩）灌溉时间（日/月）灌水延续时间（d）灌水率m3/（s万亩）早稻501（泡田）7013/4100.4122025/440.2932029/440.2943429/540.4953410/640.4963418/640.497274/740.39中稻301（泡田）507/5120.1422524/540.223252/640.224257/640.2253015/640.2663029/640.267307/740.2683011/740.2693021/740.26102529/740.2211208/840.17双季晚稻501（泡田）5015/760.4821525/740.223252/840.364205/840.2952512/840.3663021/840.4373024/840.4383028/840.439302/940.43103011/940.43113019/940.43122027/940.29棉花201509/77 0.16526015/870.20各月灌水毛定额4月： 5月： 6月： 7月： 8月： 9月： 计算人畜用水量南方农村每人每天2540L,故取40L/d灌区人畜每天用水量：灌区人畜年用水量：人利用水的系数为0.8表3-10 灌溉用水推算表项目各种作物A（%）45678910合计各次净灌溉用水量（m3）早稻502028.391.5826.7-中稻30-2580126.2538.75-双季晚稻50-65137.59575-棉花20-13.3606.67-全灌区净灌溉用水量（m3）2053.3171.58231.25136.25101.6775789.05全灌区毛灌溉用水量（m3）33.388.8286385.4227169.42512154 灌溉渠系规划布置4.1具体布置本灌区灌溉渠道分为干、支、斗、农四级固定渠道。本灌区属于小坡度地区。一支布置在整个灌区的西面，与等高线成一定的角度。二支布置在吴家沟和申溪之间，三支布置在整个灌区的东面，即整个灌区由三条支渠控制。农渠沿条田长边布置，条田垂直与等高线纵向布置，条田规格为700m300m。渠道渗漏水量损失不仅降低了渠系水利用系数，减少灌溉面积，浪费水源，而且会引起地下水位上升，导致农田渍害。在盐碱化威胁的地区，会使土壤发生次生盐碱化，水量损失会增加灌溉成本，降低灌溉效益。本灌区土壤质地为中壤，应采取防渗措施，否则，可能引起土壤次生盐碱化。渠道可以采用混凝土护面防渗。本灌区采用明沟排水，分别在吴沟和吴家沟之间及刘家湾和申溪之间的洪沟布置排水沟。另外，在每个条田中均设置排水沟，防止因排水不畅，引起地下水抬升，使土壤发生次生盐碱化。4.2土地利用规划（1）林业用地现在的农田规划必须是田间林网化，在河流的两边布置好林带，在灌水斗沟和排水斗沟之间布置路和林带。（2）道路用地在各个行政村中部各修一条干道，与通讯、电力线联合布置，其中路面宽8米；在两块条田中间布置一条机耕道，路面宽宽8米。5 典型渠道设计流量推算5.1计算典型支渠的设计流量灌溉面积：规划面积为：6527+652710%=7180公顷渠道设计流量推算：推求典型（三支渠）所属斗、农渠的设计流量。计算支渠的设计流量：以三支渠为典型渠道推算各渠流量（三支的面积为4.25万亩=2833公顷。设计经验灌水率三支渠分为4组轮灌：1、2、3斗渠为一个轮作组；4、5、6斗渠为一个轮作组；7、8、9、10斗渠为一个轮作组；11、12、13斗渠为一个轮灌组。首先工作的斗渠有3条，工作农渠有12条。取农田水利用系数：。则农渠净流量为：根据灌区土壤情况 查表4-1可得A=1.9。m=0.4。5.2计算其他支渠的设计流量毛渠的设计流量为：毛渠的总流量为：=120.057=0.68由于这组轮灌斗渠较长，损失较大，以这时需要的斗渠毛流量作为斗渠的设计流量。斗渠的平均工作长度为：斗渠的毛流量设计流量为：计算支渠的设计流量：支渠的工作长度为： 。计算一、二支渠的田间净流量：其他支渠的设计流量为：6 灌溉渠道的断面设计6.1典型渠道纵横断面设计断面设计流量Q=2.3支渠的流量计算：（运用试算法）， 护面渠槽选浆砌料石，n=0.018（运用试算法）表6-1 断面设计表渠系b()h()A()x()R()CQ()支渠1.10.92.03.980.50349.542.222斗渠1.00.81.63.560.44948.610.7支渠的流量校核： 由于选用浆砌石板，查得符合流速要求。所以取斗渠的流量校核：Q=0.735 符合流速要求。所以取6.2渠道过水断面以上部分的有关尺寸渠道加大水深：渠道通过加大流量Qj时的水深计算方法步骤和设计水深的方法相同。 安全超高：为了防止风浪引起渠水漫溢，保证渠道安全运行，挖方渠道的渠岸和填方渠道的堤顶应高于渠道的加大水位，通常按下式计算：式中渠道的加大水深堤顶宽度为了便于管理和保证安全运行，挖方渠道的渠岸和填方渠道的堤顶应有一定的宽度，以满足交通和渠道稳定的需要。渠岸和堤顶的宽度可按 下式计算：D=hj+0.3式中 D渠岸或堤顶宽度，m； 渠道的加大水深，m。 表6-2 水深计算表 单位：m设计水深堤顶宽度安全超高支渠0.91.0220.46斗渠0.80.70.386.3灌溉渠道的水位推算为了满足自流灌溉的要求，各级渠道入口处都应具有足够的水位。这个水位是根据灌溉面积上控制点的高程加上各种水头损失，自下而上逐级推算出来的。计算公式如下：H进=A0+h+li+式中：H进渠道进水口处的设计水位，m；A0渠道灌溉范围内控制点的地面高程（m）。h控制点地面与附近末级固定渠道设计水位的高差，取0.1m；L渠道的长度，m；I渠道的比降；水流通过渠系建筑物的水头损失（m），取计算结果如下表所列 表6-3 水位计算表 单位：m三支七斗处三支处进水口水位16.71718.927 典型渠道填挖方计算7.1三支渠填挖方计算表7-1 三支渠挖填方计算表桩号地面高程(m)设计渠底高程（m）中心桩填挖断面面积()平均断面面积()距离(m)土方量()挖(m)填(m)挖填挖填挖填 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)(10) (11) (12)0+00018.3318.020.51-1.095.111.15.084448.4223.30+4418.2917.970.516-1.115.041.085.15256275.21318.40+3001817.710.49-1.045.261.045.26138143.52725.880+43817.8517.560.49-1.045.261.075.19162172.53839.970+60017.717.390.51-1.095.110.975.4630029116380+90017.317.080.42-0.855.810.736.22238173.71480.361+13817.0516.930.32-0.616.630.716.36243.71390.61+20016.9616.760.4-0.85.97续表：0.875.77300259.517311+50016.6916.440.45-0.935.571.045.273003121579.51+80016.4616.130.53-1.154.960.965.553836.48210.711+83816.2716.090.38-0.756.131.075.26262279.031378.122+10016.2315.820.61-1.384.391.593.9300475.51168.52+40016.0415.50.74-1.793.41.753.56138240.8490.592+53815.8615.350.71-1.73.7123.23162323.2520.832+70015.8615.180.88-2.292.722.542.36300762706.53+00015.6914.881.01-2.792.62.25238617.6535.53+23815.3414.630.91-2.42.512.462.4362152.2150.663+30015.3114.570.94-2.512.353+60015.0314.260.97-2.632.192.712.09300813627 2.772.0238105.376.577.2三支渠七斗渠填挖芳计算表7-2 三支渠七斗渠填挖方计算表桩号中心桩填挖断面面积平均面积距离m土方量挖(m)填(m)挖填挖填挖填(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)0+0000.673-1.442.21.4652.155300439.5646.50+3000.69-1.492.111.5052.085300451.5625.50+6000.7-1.522.061.4451.945300433.5583.50+9000.65-1.371.831.4451.945300433.5583.51+2000.7-1.522.06续表：1.522.063004566181+5000.7-1.522.061.2152.655300364.5796.51+8000.48-0.913.251.312.515300393754.52+1000.76-1.711.781.811.653005434952+4000.82-1.911.522.031.375300609412.52+7000.89-2.151.232.1151.27300634.53813+0000.87-2.081.312.0951.29300628.53873+3000.88-2.111.272.1451.23300643.53693+6000.9-2.181.192.2151.155300664.5346.53+9000.92-