M灌区灌溉系统规划设计分水闸设计图.doc

M灌区浇灌系统计划设计——分水闸设计图
一、 题目: M灌区浇灌系统计划设计
二、 目要求
经过本设计, 要求学生掌握作物浇灌制度制订; 灌水率图绘制和修正; 首部、 干、 支、 斗、 农渠以及关键渠系建筑物计划设计; 田间工程; 经典支渠各级渠道设计流量及浇灌水利用系数推求; 推算其它各支渠渠首及干渠各段设计流量; 干渠纵横断面设计; 土方量计算等知识, 使学生初步掌握浇灌系统计划设计内容和步骤。
三、 基础资料
1. 自然地理条件
(1) 地理位置及范围
灌区位于中国西北某地。灌区范围西起铁路, 东至精深公路, 南临C河, 北连F河。总面积大约为1×104 hm2。M灌区地形图见Error! Reference source not found.。
(2) 地形地貌
灌区属山前冲积扇平原, 地形平坦, 总趋势是西南高东北低, 地面坡度通常在0.06%左右。灌区东北部有一条古河床遗址, 地面上仅残留沙丘。草桥关周围有一常年积水湖泊（草泥洼）。
(3) 水文
C河及F河皆起源于西部山区, 出山后向东穿过铁路即进入平原。两河出山口处建有X水库及Y水库, 并于C河沿岸修建了堤防, 基础上可控制通常洪水。经两库调整后, 除汛期外, 河水位均低于地面, 地表水及地下水皆可自流排入二河。灌区计划以渠水为水源, 该水源中泥沙含量较多, 悬浮泥沙含量: 4801mg/L, 平均粒经: 0.041mm。
(4) 气象
灌区属于干旱半干旱气候。气温以7月份最高, 在25℃以上; 1月份最低, 在-2℃左右, 无霜期220天, 春季常有大风, 尤以五、 六月份干热风危害最大, 风向偏南, 风力可达六、 七级; 冬季多西北风, 风力最大可达八、 九级, 多年平均风速2.9m/s, 最大风速为23m/s。多年平均降水量300mm, 多集中在七、 八两月, 占整年降水量78%, 冬春雨量极少, 多年平均蒸发量为1357mm。干燥度4.52。最大冻土深1.46m, 出现在1月。
(5) 土壤
灌区内土壤大部分为中壤土, 肥力中等, 土壤次生盐渍化较为严重。经测定: 灌区土壤0～100cm平均容重1.51g/cm3, 空隙率41.3%(占土体%), 田间持水率为空隙体积75%。
(6) 水文地质
灌区不透水层顶板埋深为20m, 含水层渗透系数m/d, 浇灌季节深层渗漏浇灌水对地下水补给强度mm/d。地下水等水位线大致与地面等高线平行, 地下水流向大致为东北方向。在古河床、 九里牌与四十里铺以西, 地下水埋深在2~3m, 矿化度小于1g/L, 以东埋深在1~2m之间, 矿化度在1~3g/L之间。
2. 社会经济条件
(1) 工农业生产情况
灌区是以粮棉为主农业地域, 关键作物有小麦(种植百分比60%)、 棉花(20%)、 春玉米(20%)及夏玉米(60%)。复种指数1.6。
灌区内各村镇乡镇企业比较发达, 有纺织、 成衣、 粮油加工、 酿酒、 罐头等轻工业; 铁路沿线及西部山区有机械制造、 水泥、 化肥、 塑料制品、 农药、 冶炼和煤炭等重工业。
(2) 自然灾难
当地域在全流域进行治理以后, 因为Y和X两座水库及堤防作用, 通常洪水得到了控制, 不致成灾。各地亦修建了部分小型水利工程, 旱涝灾难已趋缓解。据近40年统计和调查, 多种自然灾难情况以下:
旱灾: 在灌区内普遍存在, 以春旱为主, 成灾率在50%～70%左右。
涝灾: 涝灾极少发生。
盐渍化: 灌区东部古河床、 九里牌至四十里铺一线以东零星分布有667hm2轻盐渍土, 表层土壤含盐量在0.2%～0.4%, 作物减产10%。
(3) 现有水利工程情况
在C河及F河修建Y水库及X水库皆为防洪、 浇灌、 发电及水产等多目标综合利用水库, 水库兴利调整按浇灌、 发电要求计算, 故水库下泄流量能够满足浇灌要求。水库水源中泥沙含量较少。水温适中, 含盐量小于0.001%。Y水库放水洞最低水位(干渠渠首设计水位)为68m。灌区内机井较多。
(4) 灌区开发要求
依据国民经济发展计划及流域计划, 拟将本灌区建成旱涝保收, 高产稳产粮棉生产基地。
依据流域计划统一安排, 浇灌水源分配方案是: X水库提供F河以西以北浇灌水源; Y水库提供M灌区浇灌水源（即灌区水源关键是Y水库来提供）。地下水关键供各地国有工业、 乡镇企业用水、 城镇居民生活及铁路以西高地农业浇灌用水。灌区内机井关键供人畜饮用及零星菜地浇灌, 除特殊情况外, 不用来浇灌大田。
灌区开发以浇灌为主; 对于盐碱化土壤采取改良排水方法, 考虑冲洗改良。
3. 浇灌系统设计依据资料
(1) 浇灌制度设计资料
经典年(中旱年)冬小麦浇灌制度设计资料。冬小麦生育期从10月1日到第二年6月16日。依据试验资料分析, 当冬小麦计划产量为4500kg/hm2时, 对应需水系数m3/kg。各生育阶段计划湿润层及需水模系数如Error! Reference source not found.。
土壤适宜含水率上限为田间持水率, 下限为田间持水率60%, 田间持水率为35%(占孔隙体积%), 孔隙率为50%。播前灌(9月24日)以前天然土壤含水率为48%(占孔隙体积%)。因为计划湿润层增加而增加土体, 其土壤含水量按田间持水率90%计。
设计降雨确保率采取75%, 经分析设计年小麦生育期逐旬有效降雨量如Error! Reference source not found.。
地下水利用量从偏于安全考虑, 可忽略不计。
在进行播前灌情况下, 播种时土壤含水率按田间持水率90%计。
经典年(中旱年)其它作物浇灌制度, 可依据经验确定, 如Error! Reference source not found.所表示。
(2) 灌水率设计资料
关键作物各次灌水灌水延续时间大致以下(可供参考)。
小麦: 播前灌10～20昼夜, 拔节后灌水10～15昼夜。
棉花: 苗期、 花铃期灌8～12昼夜, 吐絮期灌8～15昼夜。
玉米: 拔节抽穗期灌10～15昼夜, 开花期灌8～13昼夜。
田间浇灌水利用系数, 可取0.95。
(3) 田间水利用系数取0.95。
四、 设计内容
1. 基础资料分析
2. 农作物浇灌制度设计。关键设计冬小麦浇灌制度。其它作物浇灌制度取经验资料
3. 灌水率图设计
4. 浇灌系统计划部署。关键包含取水口位置与形式选择, 浇灌渠道系统计划部署, 浇灌系统上关键建筑物类型选择与位置确定
5. 浇灌渠道流量推算。选择一个经典支渠, 推算该支渠渠系中各级渠道设计(正常)流量、 最小流量。推算干渠各段设计(正常)流量、 最小流量
6. 浇灌渠道纵横断面设计。从干渠道农渠。
7. 渠道土方量计算
五、 设计结果
1. 设计说明书, 不少于3万字
2. 设计图
(1) 小麦浇灌制度设计图
(2) 灌区灌水率图
(3) 浇灌系统计划部署图
(4) 各级渠道纵横断面图
(5) 多种渠系建筑物设计图
(6) 分水闸设计图

表设1 冬小麦各生育阶段计划湿润层深度及需水模系数
生育阶段
起止日期（月.日）
计划湿润层深度(m)
需水模系数累积值(%)
幼苗期
10.1～11.5
0.6
3.5
分蘖期
11.6～12.5
0.6
11.0
越冬期
12.6～3.1
0.6
14.0
返青期
3.2～4.10
0.7
24.0
拔节期
4.11～5.1
0.8
55.0
抽穗开花期
5.2～5.17
0.8
68.0
乳熟期
5.18～6.4
0.8
86.0
黄熟期
6.5～6.16
0.8
100.0

表设2 经典年(中旱年)冬小麦生育期逐旬有效降雨量 (单位: mm)
月份
10
11
12
1
2
3
4
5
6
上旬

0.5
16.5

4.5

13.6
中旬

1.3

下旬

22.5
25.0
31.5

表设3 经典年(中旱年)棉花、 玉米浇灌制度
作物名称
生育期（月.日）
灌水次序
生育阶段
灌水中间日（月.日）
灌水定额(m3/hm2)
棉花
4.10～10.30
1
播前
3.20
900
2
现蕾期
6.25
600
3
开花结铃期
7.13
675
夏玉米
6.17～9.15
1
拔节期
7.2
600
2
抽穗期
7.20
600
3
灌浆期
8.8
450
春玉米
4.15～8.10
1
冬灌(储水)
11.20
900
2
拔节期
5.17
675
3
抽穗期
6.24
675
4
灌浆期
7.25
675

附图1 M灌区地形图