馬清河灌區(qū)灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計 畢設(shè)

1、馬清河灌區(qū)灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計1.基本資料 1.1灌區(qū)基本情況灌區(qū)位于界榮山以南，馬清河以北，(20m等高線以下的)總面積約12萬畝。氣候溫和。無霜期長，適宜于農(nóng)作物生長。年平均氣溫16.5，多年平均蒸發(fā)量1065mm，多年平均降水量1112mm。灌區(qū)人口總數(shù)約8萬，勞動力1.9萬。申溪以西屬興隆鄉(xiāng)，以東屬大勝鄉(xiāng)。根據(jù)農(nóng)業(yè)規(guī)劃，界榮山上以林、牧、副業(yè)為主，20m等高線以下則以大田作物為主，種植稻，麥，棉，豆等作物。灌區(qū)上游土質(zhì)屬中壤，下游龍尾河一帶屬輕壤土。地下水埋深一般為45m,土壤及地下水的ph值屬中性，無鹽堿化威脅。界榮山、龍尾山等屬土質(zhì)丘陵，表土屬中粘壤土，地表56m以下為巖層，申溪及吳

2、家溝等溝溪均有巖石露頭，馬頭山陳村以南至馬清河邊巖石遍布地表。吳家溝等溝溪縱坡較大，下切較深，一般為78m，上游寬5060m，下游寬7090m，遇暴雨時易發(fā)洪水，近年來已在各溝，溪上游修多處小型水庫，山洪已基本得到控制，對灌區(qū)無威脅。q灌區(qū)為馬清河流域規(guī)劃的組成部分，根據(jù)規(guī)劃要求，已在興隆峪上游20km處(圖外)建大型水庫一座，壩頂高程林50.2m，正常水位43.0m，興利庫容1.2108 m3，總庫容2.3108m3。q灌區(qū)擬在該水庫下游a-a斷面處修建攔河壩式取水樞紐，引取水庫水發(fā)電則利用尾水進(jìn)行灌溉。a-a斷面處河底高程30m，砂、卵石覆蓋層厚2.5 m，下為基巖，河道比降1/100，河

3、底寬82m，河面寬120m，水庫所供之水水質(zhì)良好，含沙量極微，水量亦能完全滿足灌區(qū)用水要求。1.2氣象根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳举Y料，設(shè)計的中等干旱年(相當(dāng)于1972年)411月水面蒸發(fā)量(80cm口徑蒸發(fā)皿)及降水量見表2-1及表2-2。1.3種植計劃及灌溉經(jīng)驗(yàn)灌區(qū)以種植水稻為主，兼有少量旱作物，各種作物種植比例見表1-3。表2-1 設(shè)計年蒸發(fā)量統(tǒng)計月份4567891011蒸發(fā)量(mm)97.5118.0143.7174.9196.5144.7101.175.6表2-2 設(shè)計年降水量統(tǒng)計日月份4567891017.64.6212.717.418.533.41.97.3492.055.31.210.864

4、.87.9-2.878.628.582.5919.1103.6112.52.1121.920137.52.31412.11.91.91510.0166.04.13.532.81724.5181.3191.6待添加的隱藏文字內(nèi)容1204.312.611.5211.818.5222.110.620.22.53.6231.410.74.52435.47.425 6.2261.5271.1281.53.729307.7313.6月計72.9212.178.339.825.037.3103.5表2-3作物種植比例作物早稻中稻雙季晚稻棉花種植比例(%)50305020根據(jù)該地區(qū)灌溉試驗(yàn)站觀測資料，設(shè)計年(

5、1972)早稻及棉花的基本觀測數(shù)據(jù)如表2-4及表2-5所示；中稻及晚稻的豐產(chǎn)灌溉制度列于表2-6。表2-4 早稻試驗(yàn)基本數(shù)據(jù)生育階段復(fù)苗分孽前分孽后孕穗抽穗乳熟黃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天數(shù)101018151411987模比系數(shù)(% )7818252l138100田間允許水層深( mm )10-30-5010-40-8020-50-8020-50-10020-50-9010-40-50濕潤滲透強(qiáng)度( mm/d )1.31.31.31.31.31.31.3附注

6、全生育期需水系數(shù)=1.0。表2-5 棉花試驗(yàn)基本數(shù)據(jù)生育階段幼苗期現(xiàn)蕾期開花結(jié)鈴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模比系數(shù)(%下水補(bǔ)給量占作物需水量的(%)10202225計劃濕潤層深(m)0.4-0.50.5-0.60.6-0.70.7注：計劃產(chǎn)量120kg；需水量系數(shù)k=2.67m3kg；土壤孔隙率48%（占土體的百分?jǐn)?shù)）；土壤適宜含水率上限為70%（占空隙體積的百分?jǐn)?shù)），下限為35%（占空隙%）；田間最大持水率為70%（占空隙%）；播種時，計劃層土壤儲水量為72 m3畝；播

7、前灌之前土壤計劃潤濕層（0.4m）內(nèi)的平均含水率0=40%（占空隙體積的百分?jǐn)?shù)）。增加的計劃潤濕層的平均含水率可按50%（占空隙體積的百分?jǐn)?shù)）計。表2-6中稻、雙季晚稻設(shè)計年豐產(chǎn)灌溉制度中稻雙季晚稻灌水次序灌水時間 (日/月)灌水定額 (m3/公頃)灌水次序灌水時間 (日/月)灌水定額 (m3/公頃)17/550119/750226/525227/71534/62531/825410/62547/820520/630512/82562/730623/83078/730727/830814/730831/830922/73096/9301029/7251012/9301110/8301119/9

8、301230/920灌溉定額320(m3/公頃)灌溉定額335(m3/公頃)2.早稻及棉花的灌溉制度計算2.1早稻的灌溉制度計算日蒸發(fā)量=總蒸發(fā)量天數(shù)階段水面蒸發(fā)量=相應(yīng)的日蒸發(fā)量相應(yīng)的天數(shù)由于 則階段需水量=階段水面總蒸發(fā)量模比系數(shù)階段滲透量=滲透強(qiáng)度天數(shù)階段耗水量=階段滲透量階段需水量逐日耗水量=階段耗水量天數(shù)田間逐日耗水量計算月份4567天數(shù)30313031蒸發(fā)量mm97.5118143.7174.9日蒸發(fā)量mm3.253.814.795.64生育期復(fù)苗分蘗前分蘗后孕穗起止月日25/4-4/55/5-14/515/5-1/62/6-16/6天數(shù)10101815階段水面蒸發(fā)量（mm）35.

9、2838.0669.571.85階段需水系數(shù)a1111模比系數(shù)（%）781825階段需水量（mm）27.5831.5270.9398.51滲透強(qiáng)度(mm/d)1.31.31.31.3階段滲漏量（mm）131323.419.5作物日需水量（mm/d）2.763.153.946.57田間逐日耗水量（mm）4.14.55.27.9田間逐日耗水量計算月份891011天數(shù)31303130蒸發(fā)量mm196.5144.7101.175.6日蒸發(fā)量mm6.344.823.262.52生育期抽穗乳熟黃熟 全生育期起止月日17/6-30/61/7-11/712/7-20/725/4-20/7天數(shù)1411987階段

10、水面蒸發(fā)量（mm）67.0662.0650.78214.7階段需水系數(shù)a1111模比系數(shù)（%）21138100階段需水量（mm）82.7551.2331.52228.54滲透強(qiáng)度(mm/d)1.31.31.3階段滲漏量（mm）18.214.311.7作物日需水量（mm/d）5.914.663.5田間逐日耗水量（mm）7.264.8又知泡田日期為4月13日至4月24日，泡田定額為，。=39即得初始淹灌水層為10.4mm.當(dāng)淹灌水層減去逐日耗水量，加上逐日降雨量后若小于最小田間允許最小水層深度則設(shè)計灌水，當(dāng)大于最大田間允許水層深度則設(shè)計排水。水量平衡方程：wtw0=wrp0kmet。早稻生育期灌溉

11、制度計算列如下表。早稻灌溉制度初步計算日 期生育期設(shè)計淹灌水層逐日耗水量逐日降雨量淹灌水層變化mm灌水量排水量月 4日 2410425復(fù)苗10-30-504.135.930264.131.8274.127.7284.11.525.1294.121304.116.9514.112.824.18.734.13.4844.1925045.95分蘗前10-40-804.51.246.764.57.950.174.528.574.184.569.694.565.1104.560.6114.52.558.6124.56.460.5134.556144.551.515分蘗后20-50-905.246.316

12、5.2647.1175.224.566.4185.261.2195.256205.250.8215.245.6225.210.651235.210.756.5245.251.3255.246.1265.240.9275.21.136.8285.23.735.3295.230.1305.224.9315.219.7615.217.431.92孕穗20-50-1007.91.925.937.9584047.950.157.942.267.934.377.926.487.958.54097.950.6107.942.7117.934.8127.966.940137.959147.91.953157.

13、945.1167.937.217抽穗20-50-907.230187.222.8197.255.640207.248.4217.241.2227.249.283.2237.276247.235.49014.2257.282.8267.21.577.1277.269.9287.262.7297.255.5307.248.371乳熟10-40-50642.32636.33630.34624.35618.36612.37646.3408640.39634.310628.311622.312黃熟濕117181920464.930723060.1校核：與7月11日淹灌水層相符，

14、計算無誤。由上表可得早稻生育期設(shè)計灌溉制度，如下表。早稻灌溉制度灌水次序灌水時間（月/日）灌水定額（m3/畝）1(泡田)4.147024.253036.34046.84056.124066.194077.740灌水定額3002.2棉花的灌溉制度計算2.2.1棉花凈耗水量水量的計算全生育期的需水量即其各生育階段的需水量為各生育階段地下水補(bǔ)給量為由于計劃濕潤層增加而增加的水量凈耗水量=-整理數(shù)據(jù)得下表 生育階段幼苗期現(xiàn)蕾期開花結(jié)鈴期吐紊期全生育期模比系數(shù)（%段需水量57.6796.1276.89689.712320.4地下水補(bǔ)給量占作物需水量（%）10202225地下水補(bǔ)

15、給量5.7719.2216.9222.43wt0161616凈耗水量51.9060.8943.9751.28降雨入滲量處理：有效降雨為。當(dāng)旬內(nèi)有接連兩天或兩天以上的降雨時，看做一次降雨，將其累加，如不是則就為一次降雨。當(dāng)一次降雨小于5mm時，為0；當(dāng)一次降雨在550mm時，取為1.0；當(dāng)一次降雨大于50mm時，取為0.8。由此可得入滲的有效降雨量如下表。 有效降雨量生育階段起止日期pp0幼苗月（日）mmm3/ 畝4.21-4.305.35.35.1-5.10133106.45.11-5.205342.45.21-5.3121.321.36.1-6.1019.319.36.11-6.1600現(xiàn)蕾

16、6.17-6.20006.21-6.3055.655.67.1-7.10007.11-7.2014.114.17.21-7.2814.414.4開花結(jié)鈴7.29-7.3111.311.38.1-8.1010.810.88.11-8.2014.214.28.21-8.2600吐絮8.27-8.31009.1-9.107.37.39.11-9.20009.21-9.3022.122.110.1-10.1048.348.310.11-10.2044.344.310.21-10.316.26.211.1-11.600最初土壤計劃濕潤層內(nèi)的蓄水量為，根據(jù)水量平衡方程：可依次推出棉花各生育期內(nèi)土壤計劃濕潤

17、層內(nèi)的蓄水量，當(dāng)所得小于或接近該生育期內(nèi)的最小蓄水量時，則需進(jìn)行灌水；當(dāng)大于最大蓄水量時，則需排水。其中計劃濕潤層的最大、最小蓄水量：根據(jù)數(shù)據(jù)列出下表生育階段幼苗期現(xiàn)蕾期開花結(jié)鈴期吐紊期wmin44.8256.0367.2378.44wmax89.64112.06134.47156.88播前灌水定額由此得灌水率計算表如下：灌水率計算表日 期天數(shù)生育期設(shè)計儲水量凈耗水量逐旬耗水量逐旬入滲量實(shí)際儲水量灌水量4.2724.21-4.3010幼苗期44.8289.6451.99.275.388.03205.1-5.101051.99.27106.489.645.11-5.201051.99.2742.

18、489.645.21-5.311051.99.2721.389.646.1-6.101051.99.2719.389.646.11-6.16651.95.56084.086.17-6.204現(xiàn)蕾期56.04112.0660.895.66078.426.21-6.301060.8914.1655.6112.067.1-7.101060.8914.16097.907.11-7.201160.8915.5814.196.427.21-7.28860.8911.3314.499.497.29-7.313開花結(jié)鈴期67.23134.4743.974.5511.3106.258.1-8.101043.97

19、15.1610.8101.888.11-8.201043.9715.1614.2100.928.21-8.26643.979.10091.828.27-8.315吐絮期78.44156.8851.283.610118.21309.1-9.101051.287.227.3118.299.11-9.201051.287.220111.079.21-9.301051.287.2222.1125.9510.1-10.101051.287.2248.3156.8810.11-10.201051.287.2244.3156.8810.21-10.311051.287.226.2155.8611.1-11.

20、6651.284.330151.52所以可得棉花灌溉制度為 棉花生育期灌溉制度表生育階段灌水次數(shù)灌水定額灌水時間 播前灌138.424.15幼苗期2205.21吐紊期3308.27 總計88.423.灌水率計算3.1根據(jù)所計算得的早稻、棉花及給出的中稻、雙季晚稻的灌溉制度以及作物比例分別計算出其灌溉率。各次灌水的灌水率為計算過程見下表。灌水率計算表作物作物所占面積(%)灌水次數(shù)灌水定額(m3/畝）灌水時間灌水延續(xù)時間（d）灌水率m3/(s*萬畝)始終中間日早稻501（泡田）704.13-4.244.18120.34502304.25-4.274.2630.58503406.1-6.66.350

21、.46504406.8-6.116.140.58505406.14-6.176.1540.58506406.19-6.236.2150.46507407.5-7.87.640.58中稻301（泡田）505.7-5.175.13110.16302255.26-5.295.2740.22303256.4-6.86.650.17304256.10-6.126.1130.29305306.20-6.246.2250.21306307.2-7.47.330.35307307.8-7.117.140.26308307.14-7.187.1650.21309307.22-7.267.2450.2130102

22、57.29-7.317.330.293011208.10-8.138.1240.17雙季晚稻501（泡田）507.16-7.267.22110.26502157.27-7.297.2830.29503258.1-8.48.240.36504208.7-8.108.840.29505258.12-8.168.1450.29506308.23-8.258.2430.58507308.27-8.308.2840.43508308.31-9.49.250.35509309.6-9.89.730.585010309.12-9.149.1330.585011309.19-9.239.2150.355012

23、309.30-10.310.240.43棉花20138.424.15-4.244.15100.09202205.20-5.265.2350.09203308.25-8.308.2750.14將所得灌水率繪在方格紙上得初步灌水率圖及修正后灌水率圖取修正后的灌水率為0.38 m3/(s*萬畝).（見附圖一）四、灌溉渠系規(guī)劃布置4.1渠道布置本灌區(qū)灌溉渠道分為干、支、斗、農(nóng)四級固定渠道。本灌區(qū)屬于小坡度地區(qū)。一支布置在整個灌區(qū)的西面，與等高線成一定的角度。二支布置在吳家溝和申溪之間，三、四支布置在整個灌區(qū)的東面。第二支渠灌溉面積適中，可作為典型支渠，該支渠有8條斗渠，斗渠長9150m，取第四斗渠為典

24、型斗渠。每條斗渠有16條農(nóng)渠，長610m,間距200m，可取四斗七農(nóng)為典型農(nóng)渠。本灌區(qū)采用明溝排水，主要排水溝與支渠相鄰。另外，在每個條田中均設(shè)置排水溝，防止因排水不暢，引起地下水抬升，使土壤發(fā)生次生鹽堿化。布置圖見附圖二。五、渠道設(shè)計流量計算5.1確定工作制度干支渠續(xù)灌，斗、農(nóng)輪灌（各分兩組）。5.2典型支渠設(shè)計流量計算灌區(qū)總面積約為12萬畝，干渠長為10.03km，各支渠的長度及灌溉面積列入下表。 支渠長度及灌溉面積渠別一支二支三支四支合計長度（km）3.704.824.128.0820.72灌溉面積（萬畝）1.922.343.564.18125.2.1（1）典型支渠（二支渠）及其所屬斗、

25、農(nóng)渠的設(shè)計流量a計算農(nóng)渠的設(shè)計流量 二支渠的田間凈流量為因斗、農(nóng)渠分兩組輪灌，同時工作的斗渠有4條，同時工作的農(nóng)渠有8條，所以，農(nóng)渠的田間凈流量為：取田間水利用系數(shù)，農(nóng)渠的凈流量灌區(qū)土壤屬中壤土，查表3-6得相應(yīng)的土壤透水性參數(shù)： 。因此農(nóng)渠每千米輸水損失系數(shù)為：取農(nóng)渠的計算長度為：農(nóng)渠的毛流量或設(shè)計流量為：b計算斗渠的設(shè)計流量因一條斗渠內(nèi)同時工作的農(nóng)渠有8條，即斗渠的流量為：農(nóng)渠分兩組輪灌，各組要求斗渠供給的凈流量相等。但是，第輪灌組距斗渠進(jìn)水口較遠(yuǎn)，輸水損失水量較多，據(jù)此求得的斗渠毛流量較大，因此以第輪灌組的斗渠毛流量作為斗渠的設(shè)計流量。斗渠的工作長度為。斗渠每千米輸水損失系數(shù)為：斗渠毛流

26、量或設(shè)計流量為：。c.計算二支渠的設(shè)計流量斗渠也是分兩組輪灌，以第輪灌組要求的支渠毛流量作為支渠的設(shè)計流量。支渠的工作長度?。骸Ｖ膬袅髁繛椋褐壳纵斔畵p失系數(shù)為支渠的毛流量或設(shè)計流量為：（2）計算二支渠的灌溉水利用系數(shù)（3）計算一、三、四支渠的設(shè)計流量a計算一、三、四支渠的田間凈流量b計算一、三、四支渠的設(shè)計流量以典型支渠（二支渠）的灌溉水利用系數(shù)作為擴(kuò)大指標(biāo)，用來計算其他支渠的設(shè)計流量。（4）推求干渠各段的設(shè)計流量abc段的設(shè)計流量bab段的設(shè)計流量coa段的設(shè)計流量六、灌溉渠道的斷面設(shè)計6.1干渠及典型支渠斷面設(shè)計干渠及典型支渠橫斷面計算由已知資料查表，可取，采用經(jīng)濟(jì)適用斷面a 干

27、渠及典型支渠橫斷面計算 oa段：取，寬深比所以可得校核不沖不淤取 即有因此有，滿足要求。干渠ab、bc段以及典型支渠（二支）皆采用經(jīng)濟(jì)適用斷面計算，其結(jié)果列入下表。 干渠及典型支渠橫斷面初步尺寸渠道q(m3/s)h(m)b(m)a(m2)b(m）r(m)vv（不淤）v（不沖）oa6.111.693.769.198.531.080.660.310.74ab5.031.573.57.957.931.000.630.300.73bc3.801.413.156.447.140.900.590.280.71二支1.10.891.982.544.490.570.430.230.63經(jīng)校核皆滿足，說明以上橫

28、斷面尺寸都符合要求。b.干渠及典型支渠縱斷面計算縱斷面設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)灌溉水位要求確定渠道的空間位置，包括設(shè)計水位、渠底高程、堤頂高程、最小水位等。其中堤頂高程、最小水位的確定需確定最小水深和加大水深。即需確定最小流量與加大流量。為保證對下級渠道正常供水，目前有些灌區(qū)規(guī)定渠道最小流量以不低于渠道設(shè)計流量的為宜，在此取，而加大流量為（當(dāng)時，取；當(dāng)，?。?。而為了防止風(fēng)浪引起渠水漫溢，保證渠道安全運(yùn)行，挖方渠道的渠岸和填方渠道的堤頂應(yīng)高于渠道的加大水位，即為安全超高。又為了便于管理和保證渠道安全運(yùn)行，挖方渠道的渠岸和填方的堤頂應(yīng)有一定的寬度，以滿足交通和渠道穩(wěn)定的需要，即是。（1）加大水深計算 計算oa段干渠加大水深計算 初擬代入下式：依次迭代，當(dāng)時， ，即為oa段堤頂高程。因此得堤頂寬度為，。干渠ab、bc段以及典型支渠（二支）同理，計算結(jié)果如下：干渠及支渠加大水深計算表渠道jq(m3/s)a(m2)b(m）hj(m)hj(m)堤頂寬度d(m)h