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农田水利学课程设计任务书

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2020年4月19日
文档仅供参考
马清河灌区灌溉系统的规划设计

一、基本资料
（一）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，马清河灌区地形图见附图。
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，马头山以林为主，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土，下游龙尾河一带属轻砂壤土。地下水埋深一般为4~5m,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5~6m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7~8m，上游宽50~60m，下游宽70~90m，遇暴雨时易暴发洪水，近年来已在各沟、溪上游修建多处小型水库，山洪已基本得到控制，对灌区无威胁。
马清河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50.2m，正常水位43.0m，兴利库容1.2×1,总库容2.3×1。马清河灌区拟在该水库下游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。断面处河底高程30m，砂、卵石覆盖层厚2.5m，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。
（二）气象
根据当地气象站资料，设计的中等干旱年（相当于1972年）4~11月水面蒸发量（80cm口径蒸发皿）及降水量见表1及表2。
表1 设计年蒸发量统计
月 份
4
5
6
7
蒸发量（mm）
97.5
118.0
143.7
174.9
月 份
8
9
10
11
蒸发量（mm）
196.5
144.7
101.1
75.6
表2 设计年降水量统计
日
月 份
4
5
6
7
8
9
10
1
7.6

4.6
2
12.7

17.4

18.5
3

3.4
1.9

7.3

4

92.0

5
5.3
1.2

10.8

6
4.8
7.9

2.8
7
8.6
28.5

8

2.5
9

19.1
10

3.6
11

2.5

2.1

12
1.9
6.4

13
7.5

2.3

14
12.1

1.9

1.9
15

10.0

16

6.0

4.1

3.5
32.8
17

24.5

18
1.3

19

1.6

20
4.3

12.6

11.5
21
1.8

18.5

22
2.1
10.6
49.2
2.5

3.6

23
1.4
10.7

4.5

24

35.4
7.4

25

6.2
26

1.5

27

1.1

28
1.5
3.7

29

30

7.7

31

3.6

月计
72.9
198.5
107.3
39.8
25.0
37.3
103.5

（三）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3。
表3 作物种植比例
作 物
旱稻
中稻
双季晚稻
棉花
种植比例（%）
50
30
50
20
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4及表5所示；中稻及晚稻的丰产灌溉制度列于表6。
表4 早稻试验基本数据
生 育 阶 段
复苗
分蘖前
分蘖后
孕穗
抽穗
乳熟
黄熟
全生育期
起止日期（日/月）
25/4~4/5
5/5~14/5
15/5~1/6
2/6~16/6
17/6~30/6
1/7~11/7
12/7~20/7
25/4~20/7
天 数
10
10
18
15
14
11
9
87
模比系数（%）
7
8
18
25
21
13
8
100
田间允许水层深（mm）
10-30-50
10-40-80
20-50-90
20-50-100
20-50-90
10-40-50
湿润

渗透强度（mm/d）
1.3
1.3
1.3
1.3
1.3
1.3
1.3

注：全生育期需水系数a=1.0。泡田定额为70m3/亩
表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）
21/4~16/6
17/6~28/7
29/7~26/8
27/8~6/11
21/4~6/11
模比系数（%）
18
30
24
28
100
地下水补给量占作物需水量的（%）
10
20
22
25

计划湿润层深（m）
0.4~0.5
0.5~0.6
0.6~0.7
0.7

注：计划产量120kg；需水系数k=2.67m3/kg；土壤空隙率为48%（占土体的百分数）；土壤适宜含水率上限为88%（占空隙体积的百分数），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72m/亩；播前灌之前土壤计划湿润层（0.4m）内的平均含水率θ0=40%（占空隙体积的百分数）。增加的计划湿润层的平均含水率可按50%（占空隙体积的百分数）计。

表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
（/亩）
灌水次序
灌水时间
（日/月）
灌水定额
（/亩）
1（泡田）
7/5
50
1（泡田）
19/7
50
2
26/5
25
2
27/7
15
3
4/6
25
3
1/8
25
4
10/6
25
4
7/8
20
5
20/6
30
5
12/8
25
6
2/7
30
6
23/8
30
7
8/7
30
7
27/8
30
8
14/7
30
8
31/8
30
9
22/7
30
9
6/9
30
10
29/7
25
10
12/9
30
11
10/8
20
11
19/9
30

12
30/9
20
灌溉定额 320（/亩）
灌溉定额 335（/亩）
附注： 早稻泡田日期为4月13日，定额70m3/亩。
补充公式：
二、设计要求
（1）根据基本资料用水量平衡法（列表计算）制定早稻及棉花的灌溉制度，建议编程计算或利用Excel计算。
（2）根据所制定的早稻及棉花的灌溉制度以及表6所给出的中稻及双季晚稻的灌溉制度资料，编制全灌区的灌水率图，并进行修正，使其符合要求。在制定灌水率图时，建议采用的一次灌水延续时间如下：早、中稻泡田8~12昼夜；双季晚稻泡田5~7昼夜；各类水稻生育内一次灌水的延续时间3~5昼夜。棉花生育期内一次灌水延续时间5~10昼夜。
（3）在所给的地形图上确定渠首枢纽的位置及形式。在1/25000地形图上布置引水干渠、支渠及骨干排水沟，并布置主要干道，以及主要渠系建筑物。在灌区中部选择一条支渠布置斗、农级渠道。
（4）推算典型支渠各级渠道的设计流量及灌溉水利用系数；推算其它各支渠渠首及干渠各段的设计流量。
（5）设计干渠各段的纵横断面及典型支渠纵横断。
三、设计成果
（1）设计说明书25~35页（小4号字，1.5倍行距，A4纸打印）。要求说明设计的步骤、依据的理论、采用的公式或方法，必要时将计算成果列入表格。
（2）设计图纸包括
1）早稻及棉花灌溉制度设计图（用列表计算法则不制图）；（坐标纸上绘制幅面A4）
2）修正前后的全灌区的灌水率图；（坐标纸上绘制幅面A4）
3）灌溉系统规划布置图；（工程蓝图上布置或CAD绘图:灌溉渠道为红色；排水渠道为蓝色）
4）渠道纵横断面图。
灌溉系统规划布置图，干渠纵横断面图，以及支、斗、农渠横断面图（共3张，均为A2图幅、CAD绘图）。