農田水利課程設計報告--灌區(qū)灌排系統(tǒng)規(guī)劃設計

1、農田水利學課程設計馬青河灌區(qū)灌排系統(tǒng)規(guī)劃設計設計單位：西南大學xxxx級水文與水資源工程農田水利學課程設計設計人員：李雅.唐麗萍.王一殉設計時間：二o六年六月馬青河灌區(qū)灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設計1灌區(qū)開發(fā)緣由1.1基本情況1.1.1地理位置灌區(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，適宜于農作物生長。年平均氣溫165°c,多年平均蒸發(fā)量1065mm,多年平均降 水量1112mm,馬清河灌區(qū)地形圖見附圖。灌區(qū)人口總數(shù)約8力，勞動力1.9萬。中溪以西屬興隆鄉(xiāng)，以東屬大勝鄉(xiāng)。根據(jù)農業(yè)規(guī) 劃，界榮山上以林、牧、副業(yè)為主，馬頭山以林為主，20m等高線以下

2、則以大田作物為主, 種植稻、麥、棉、豆等作物。1.1.2 土壤條件灌區(qū)上游土質屈屮壤，下游龍尾河一帶屈輕砂壤土。地下水埋深一般為45m, 土壤及地 下水的ph值屈中性，無鹽堿化威脅。界榮山、龍尾山等屬土質丘陵，表土屬中粘壤土，地表56m以下為巖層，中溪及吳家 溝等溝溪均冇巖石露頭，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,卜游寬7090m,遇暴雨時易暴發(fā)洪水，近年來 已在各溝、溪上游修建多處小型水庫，山洪已基本得到控制，對灌區(qū)無威脅。1.1.3水源條件馬清河灌區(qū)為馬清河流域規(guī)劃的組成部分。根據(jù)規(guī)劃耍求，已在興隆峪上游20km處（圖

3、外）建大型水庫一座，壩頂高程50.2m,正常水位43.0m,興利庫容1.2x10備？，總庫容2.3xl08m3o 馬清河灌區(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 進行灌溉。a-a斷面處河底高程30m,砂、卵石覆蓋層厚2.5m,下為基巖，河道比降1/100, 河底寬82m,河而寬120m。水庫所供z水水質良好，含沙量極微，水量亦能完全滿足灌區(qū)用 水要求。1.1.4氣象條件根據(jù)當?shù)貧忮枵举Y料，設計的屮等干旱年（相當于1972年）411月水而蒸發(fā)量（80cm 口徑蒸發(fā)皿）及降水量見表1及表2。表1設計年蒸發(fā)量統(tǒng)計月份4567蒸發(fā)量（mm）97. 5118.0143

4、.7174.9月份891011蒸發(fā)量（nun）196.5144.7101. 175.6表2設計年降水量統(tǒng)計0月份4567891017.64.6212.717.418.533.41.97.3492.055.31.210.864.87.92.878.62&582.5919.1103.6112.52.1121.96.4137.52.31412.11.91.91510.0166.04.13.532.81724.5181.3191.6204.312.611.5211.818.5222.110.649.22.53.6231.410.74.52435.47.4256.2261.5271.1281.5

5、3.7日月份4567891029307.7313.6月計72.9198.5107.339.825.037.3103.51.1.5種植計劃及灌溉經(jīng)驗灌區(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3。表3作物種植比例作物旱稻中稻雙季晚稻棉花種植比例（%）50305020根據(jù)該地區(qū)灌溉試驗站觀測資料，設計年（1972）早稻及棉花的基本觀測數(shù)據(jù)如表4及 表5所示；屮稻及晚稻的豐產(chǎn)灌溉制度列于表6。表4早稻試驗基本數(shù)據(jù)生育階段復苗分麋前分菓后孕穗抽穗乳熟黃熟全生育期起止日期（口/ 月）25/4 4/55/5 14/515/5 1/62/6 16/617/6 30/61/7 11/712/7 2

6、0/725/4 20/7天數(shù)101018151411987模比系數(shù)（）78182521138100田間允許水層深（mm）10-30-5()10-40-8020-50-9020-50-10020-50-9010-40-50濕潤滲透強度（mm/d）1.31.31.31.31.31.31.3注：全生育期需水系數(shù)滬1.0。表5棉花試驗基本數(shù)據(jù)生冇階段幼苗期現(xiàn)蕾期開花結鈴期吐絮期全生冇期起止日期（日/月）21/4 16/617/6-28/729/7 26/827/8-6/1121/4-6/11模比系數(shù)（下水補給量占作 物需水量的（）10202225讓劃濕潤層深（m）0.4 0.

7、50.5 0.60.60.70.7注：計劃產(chǎn)量120kg；需水系數(shù)k=2.67m3/kg； 土壤空隙率為48% （占土體的,為體積含水率）；土壤適宜含水率上限為70%,下限為35% （占孔隙體積百分數(shù)）；田間最大持水率為70% （占孔隙體積百分數(shù)）；播種z前計劃層（0.4m）內平均含水率為40% （占孔隙體積 百分數(shù)）。增加計劃濕潤層的平均含水率可按50% （占孔隙體積百分數(shù)）計。1.2灌區(qū)開發(fā)的必要性和可行性灌區(qū)開發(fā)的必要性分析：（1）從作物需水要求來說：該灌區(qū)灌溉而積近12萬畝，地形相對平坦，適宜農作 物的生長，其種植的作物包括有早稻，中稻，雙季晚稻和棉花。都是相對來說 耗水的經(jīng)濟作物，種

8、植比例為50:30:30:20.多年平均蒸發(fā)量和降雨量基本持平, 現(xiàn)有的自然條件不能滿足作物的需水要求。（2）就目前的灌溉與排水來水，在灌區(qū)有兩條河流，但都是流量比較小的河流且分 布不均勻，無法滿足整個灌區(qū)的灌水要求，因此修建灌水渠系系統(tǒng)十分必要。灌區(qū)開發(fā)的可行性分析：就灌區(qū)開發(fā)的有利條件來說，該灌區(qū)位于河流沖擊所形成的平原地帶，其止南方 有馬清河通過，而在馬清河上游有一興利庫容1.2* 1380m,總庫容2.3*1380m的 水庫，取水水源方便、水質良好，符合灌溉的基本條件。其次引取水庫發(fā)電則利 用尾水進行灌溉，既充分考慮了資源充分利用，乂兼顧經(jīng)濟效益綜上所述，該地域修建灌溉系統(tǒng)，實際上必要

9、，技術上可行，同時能實現(xiàn)經(jīng)濟效益，社 會效益，生態(tài)效益的統(tǒng)一2灌溉制度2.1早稻灌溉制度求得各個階段的水面蒸發(fā)量：用刀蒸發(fā)量/每個刀的天數(shù)郅介段數(shù)階段需水量由以水面蒸發(fā)為參數(shù)的需水系數(shù)法，將各階段水面蒸發(fā)量乘以各階段需水系 數(shù)得到各階段的作物需水量。表6早稻逐日耗水量計算表牛育期復苗分麋前分麋后孕穗抽穗乳熟黃熟全生育期起止月日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)1()1018151411987階段水面蒸發(fā)量（mm）34.738.169.571.967.162.150.8394.2階段需水系數(shù)1

10、111111階段需水量(mm)27.631.571.098.682.851.231.5394.2階段滲透量(mm)131323.419.51&214.311.7113.1階段耗水最(mm)40.644.594.4118.1101.065.543.2507.3翌h耗水量(mm)4.064.455.247.877.215.964.80表7馬清河灌區(qū)1972年早稻生育期灌溉制度計算表(mm)日期牛：育期設計淹灌 水層逐日耗水量逐h降雨淹灌水層 變化灌水量排水量刀u42410254.05925.9420264.05921.88274.05917.82284.0591.515.2629復苗10-

11、30-504.05911.20304.05927.1420514.05923.0824.05919.0234.0593.418.3744.05992.050.0056.3154.4541.246.7464.4547.950.1974.45428.574.2484.45469.789分菓前10-40-804.45465.33104.45460.87114.4542.558.92124.4546.460.87134.45456.41144.45451.96155.24246.72165.2426.047.48175.24224.566.7318分菓后20-50-905.24261.49195.24

12、256.25205.24251.01215.24245.77225.24210.651.12232425262728293031612孕穗20-50-10034567891011121314151617抽穗20-50-901819202122232425262728293071乳熟10-40-50235.24210.756.585.24251.345.24246.105.24240.865.242136.715.2423.735.175.24229.935.24224.695.24219.455.24244.20307.87017.453.737.8701.947.767.87039.897.

13、87032.027.87024.157.87016.287.87048.41407.87040.547.87032.677.87024.807.87046.93307.87039.067.8701.933.097.87025.227.87047.35307.21340.147.21332.937.21325.717.21348.503()7.21341.297.21349.283.287.21376.067.21335.490.0014.257.21382.797.2131.577.077.21369.867.21362.657.21355.447.21348.225.95942.265.95

14、936.305.95930.3545.95924.3955.95918.4365.95912.4775.95936.513085.95930.5595.95924.59105.95918.63115.95912.68124.8047.87134.8043.07144.8041&2620154.80410.023.4616黃熟濕潤4.8044.122.76174.80417.95184.80413.15194.8048.34204.8043.54合計校核驗算：hsp-sd+sm-swc=h則：10+250+321.4507.370.56=3.54mm 與7月6 h淹灌水層相同，計算無誤。

15、例如：起始日4月24日末層水深10mm （泡田后建立的田面水層），則25 口末水深為:h2= 10+0+04059=5.94mm4月25h：小于蓄水下限，應進行灌水，灌水量按照灌水上限控制，即在4月26日灌 水 20mm,水層為 25.94mm。4 刀 26 h： h2=25.94+0+04.059=21.88mm5月4日:18.37+0+92-4.059=116.32mm,超過蓄水上限,應排水56.31mm使水層保持在 50mm o如此進行計算，即可求得生育期灌溉制度成果表如圖七所示。表8早稻灌溉制度表灌水次數(shù)灌水日期灌水定額mmn?/畝14/252013.324/302013.336/13

16、020.046/84026.756/123020.066/163020.076/203020.087/73020.097/142013.3合計250166.752.2棉花灌溉制度計劃產(chǎn)量120kg；需水系數(shù)k=2.67m3/kgo棉屁的總需水量：et=2.67* 120=320.4m3按照各生育階段需水規(guī)律，以一定比例進行分配，即eti=l/100*kiet計劃濕潤層增加的水量wti=667 （hi-h2） n0；式中，0增加的土層屮的平均含水率，以占孔隙率的百分數(shù)計，取為50%；h為計劃時段初計劃濕潤層深度，h2計劃時段末計劃濕潤層深度，m；n土壤孔隙率，以占土壤體積百分數(shù)計，取為48%求得

17、各個階段的計劃濕潤層增加的水量；計算地下水補給量；階段凈耗水量（etwtk）等于作物b間需水量（et）減去計劃濕潤層增加的水量（wt） 減去地下水補給量（k）。求得土壤計劃濕潤層儲水量后填入表9 o有效降雨量p°=ccp, a降雨入滲系數(shù)，其値與一次降雨量、降雨強度、降雨延續(xù)吋間、 土壤性質、地面覆蓋及地形等因素有關。當旬內有接連兩天或兩天以上的降雨時，看做一次 降雨，將其累加，如不是則為一次降雨。一般認為當一次降雨小于5mm時，a為0；當一次 降雨在550mm時，a為0.9；降雨大于50mm時，a為0.75.由此可得入滲的有效降雨量根據(jù)水量平衡方程wt-w0=wr+p0+k+m-e

18、t求得作物實際儲水量。填入表10表9棉花耗水量計算成果表生育階段幼苗期現(xiàn)蕾期開花結鈴 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天數(shù)57422972200模比系數(shù)（下水補給量占作物需水量 的（）10202225計劃濕潤層深（m）0.4 0.50.5 ().60.60.70.7需水量（m3/m）57.67296.12076.89689.712320.400需水量累積（h?/市）57.672153.792230.688320.400地下水補給量（m“/市）5.76719.22416.9172

19、2.428計劃濕潤層深加大而茯得的 水量（d?/市）12.80612.80612.8060.000累加(m3/m)12.80625.61338.41938.419階段凈耗水量（n?/市）39.09864.09047.17267.284逐日耗水量（n?/市）0.6861.5261.6270.935土壤計劃濕潤層儲水量（n?/ 畝）112.056134.467156.878156.878表10棉花灌溉計算表h期牛育 期允許儲水逐日降雨量（mm）逐日降 雨量（/ill）降雨量 入滲累 計（ /畝）凈耗水 累計（/畝）實際儲 水最（/畝）灌水 量排水月h4204.32.8680.0051.226211

20、.81.2010.00140.540902221.4010.00139.854231.40.9340.00139.16824().00138.482250.00137.796260.00137.110270.00136.424281.51.0010.00135.738290.0000.00135.052300.0000.00134.366510.0000.00133.68020.0000.00132.9943幼苗78.9-140.93.42.2680.000.686132.3084期9261.36469.00130.6227()51.20.80069.00129.93767.95.26976.

21、11136.36172&519.010101.76131.3253080.000101.76130.63990.000101.76129.953100.000101.76129.267112.51.668101.76128.581126.44.269107.52133.655130.000107.52132.969140.000107.52132.283150.000107.52131.5971664.002112.92136.3111724.516.342134.97117.67540180.000134.97116.989190.000134.97116.303200.000134

22、.97115.617210.000134.97114.9322210.67.070144.51123.7862310.77.137154.14132.730240.000154.14132.044250.000154.14131.358260.000154.14130.672271.10.734154.14129.986283.72.468154.14129.300290.000154.14128.6143()0.000154.14127.928310.000154.14127.242610.000154.14126.556217.411.606169.80131.5301031.91.267

23、169.80130.84440.000169.80130.15850.000169.80129.47360.000169.80128.78770.000169.8012&10180.000169.80127.41590.000169.80126.729100.000169.80126.043110.000169.80125.357120.000169.80124.671130.000169.80123.985141.91.267169.80123.299150.000169.80122.613160.000169.80121.927170.000169.80120.401180.000

24、169.80118.875190.000169.80117.349200.000169.80115.82321現(xiàn)蕾 期0.000169.80114.2972298.6-169.049.232.816214.081.526157.052230.000214.08155.5262435.423.612245.94155.8603()250.000245.94154.334261.51.001245.94152.808270.000245.94151.282280.000245.94149.756290.000245.94148.230300.000245.94146.704310.000245.9

25、4145.178710.000245.94143.65220.000245.94142.12630.000245.94140.60040.000245.94139.07450.000245.94137.54860.000245.94136.02270.000245.94134.49680.000245.94132.97190.000245.94131.4451()0.000245.94129.919110.000245.94128.393120.000245.94126.867130.000245.94125.34114106.670254.94132.815154.12.735254.941

26、31.289160.000254.94129.763170.000254.94128.237180.000254.94126.711190.000254.94125.185200.000254.94123.659212.51.668254.94122.133224.53.002254.94120.607237.44.936261.60125.741240.000261.60124.215250.000261.60122.689260.000261.60121.164270.000261.60119.638280.000261.6011&112297.75.136268.53123.41

27、5303.62.401268.53121.788310.000268.53120.16281開花 結鈴 期0.000268.53118.5352118.3-197.20.000268.531.627186.9087030.000268.53185.282410.87.204278.25193.37550.000278.25191.74960.000278.25190.12270.000278.25188.49580.000278.25186.86990.000278.25185.242100.000278.25183.615110.000278.25181.989120.000278.2518

28、0.362130.000278.25178.735140.000278.25177.109150.000278.25175.482160.000278.25173.856170.000278.25172.229181.61.067278.25170.6021912.68.404289.59180.316200.000289.59178.689210.000289.59177.062220.000289.59175.436230.000289.59173.809240.000289.59172.182250.000289.59170.556260.000289.59168.92927吐絮期138

29、.1-197.20.000289.590.935167.995280.000289.59167.060290.000289.59166.126300.000289.59165.191310.000289.59164.257910.000289.59163.32227.34.869296.16168.95830.000296.16168.02340.000296.16167.08950.000296.16166.15460.000296.16165.22070.000296.16164.28580.000296.16163.35190.000296.16162.416102.11.401296.

30、16161.482110.000296.16160.547122.31.534296.16159.613130.000296.16158.678140.000296.16157.744153.52.335296.16156.809160.000296.16155.875170.000296.16154.940180.000296.16154.006192021222324252627282930101234567891011121314151617181920212223242526272829300.000296.1618.512.340312.813.62.401312.810.00031

31、2.810.000312.810.000312.810.000312.810.000312.810.000312.810.000312.810.000312.814.63.068312.8118.512.340329.460.000329.460.000329.460.000329.462.81.868329.460.000329.462.51.668329.4619.112.740346.653.62.401346.650.000346.650.000346.650.000346.651.91.267346.650.000346.6532.821.878376.170.000376.170.

32、000376.170.000376.1711.57.671386.520.000386.520.000386.520.000386.520.000386.526.24.135392.100.000392.100.000392.100.000392.100.000392.100.000392.100.000392.10153.07116&787167.852166.918165.983165.04916414163.180162.245161.311160.376159.442175.157174.223173.288172.354171.419170.485169.550185.806

33、184.871183.937183.0021x2.068.133180.19918&78420187.8501x6.915185.981195.396194.462193.527192.593191.658196.304195.369194.435193.50()192.566191.631190.697灌水次數(shù)灌水口期灌水定額mmm25/畝14.219060.0328.027046.69合計160106.723灌水率圖3.1灌水延續(xù)時間采用的一次灌水延續(xù)時間如下：早、中稻泡田812晝夜；雙季晚稻泡出57晝夜；各類 水稻生育內一次灌水的延續(xù)時間35晝夜。棉花生育期內一次灌水延續(xù)時間51

34、0晝夜。3.2計算灌水率表12灌水率計算表作物作物所占血 積（）灌水次數(shù)灌水定額（/由）灌水時間（f1 /月）灌水延續(xù)時 間（d）灌水率/（sx萬畝）早稻33.33113.344/25412.865213.344/30412.865320.016/1419.298426.686/8425.730520.016/12419.298620.016/16419.298720.016/20419.298820.017/7419.298913.347/14412.865中稻201757/51017.3612255/26424103254/6424.11042510/6424.1105306/20428.

35、9326302/7428.93273()8/7428.9328307/14428.9329307/22428.93210257/2942410112010/8419.288雙季晚稻33.331707/19645.0062157/27414.4663251/8424.1104207/8419.28852512/8424.1106308/23428.9327308/27428.9328308/31428.9329306/9428.932103012/9428.93211309/19428.93212209/30419.288棉花13.34160.034/21811.586246.698/2822.

36、5143.3灌水率圖與設計率灌水率圖修止原則:1. 在修正灌水率圖時，要以不影響作物需水要求為原則，盡量不要改變主要作物關鍵 用水期的各次灌水吋間，若必須調整移動，以往前移動為主，前后移動不超過三天2. 調整其它各次灌水時，要使修止后的灌水率圖比較均勻，連續(xù)。3. 為了減少輸水損失，并使渠道工作制度比較平穩(wěn)，在調整時不應使灌水率數(shù)值相差 懸殊。一般最小灌水率不應小于最大灌水率的40%o初始灌水率圖:灌區(qū)初步灌水率圖908070ff<e 二 b<*»605040302010o12456-217-218-219-2110-21棉花灌水率雙季晚稻灌水率屮稻灌水率早稻灌水率日期修

37、正后灌水率圖：灌區(qū)修正后的灌水率圖oooooooo7 6 5 4 3 2 1棉花灌水率雙季晚稻灌水率中稻灌水率早稻灌水率1241256-217-218-219-2110-21日期4灌排渠系與渠系建筑物規(guī)劃布置41水源與取水口選擇灌區(qū)的水源主要是以馬清河為灌溉水源。馬清河上游，水位較高，河岸堅碩，河槽較穩(wěn) 定，還有一座水庫水質良好，含沙量極微。灌區(qū)上游土質屈于中壤，下游一帶是輕砂壤土。 地下水埋深一般為45米，土壤及地下水的ph值屬于中性，無鹽堿化危害。取水口宜區(qū)在凹 岸屮點偏下游，取水口在這里可以利用橫向環(huán)流作用，時主流接近取水口，加大進流量，有 效防止泥沙淤積渠口和進入渠道，避免水直接沖擊渠道，有利于渠道的保護。4.2渠首樞紐的位置及形式渠首是為了滿足農田的灌溉、水力發(fā)電、工業(yè)以及生活用水等的需要,在河道的適宜地點建造的由幾個建筑物共同組成的水利樞紐,稱之為取水樞紐，因其位于引水渠道之首，所以乂稱為渠首。如無壩引水中的渠首進水閘,提水取水中的渠首水泵站等4.3各級渠道和排水溝布置本灌區(qū)灌溉渠道分為干渠，支渠，斗渠，農渠四級固定渠道，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，二三四支與一支大體平行，第四支渠 灌溉面積適中，可以作為典型支渠，該支渠有4條斗渠，斗渠3908.97m0毎條斗渠有6條 農渠，長880.32m4.4渠系建筑物布置渠