《灌溉排水课程设计（2020年10月整理）.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《灌溉排水课程设计（2020年10月整理）.pptx（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,湖南农业大学工学院,1,课程设计说明书,课程名称：灌溉排水工程学 题目名称：马清河灌区灌溉系统的规划设计 班 级：2007 级 水利水电专业 01班 姓 名： 熊璐 学号： 200740616107 指导教师： 王辉 评定成绩： 教师评语：,指导老师签名： 20年,月,日,2,马清河灌区灌溉系统的规划设计 基本资料 灌区基本情况 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，
2、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 70 90m，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
3、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 1.2 108 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。 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-
4、1 及表 2-2。 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,表 2-2 设计年降水量统计,3,表 2-3 作物种植比例,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,4,附注全生育期需水系数 =1.0。 表 2-5 棉花试验基本数据,注：计划产量 120Kg；需水量系数K=2.67m3Kg；土壤孔隙率 48%（占土 体的百分数）；土壤适宜含水率上限为 70%（占空隙体积的百分数），下限
5、为 35%（占空隙%）；田间最大持水率为 70%（占空隙%）；播种时，计划层土壤 储水量为 72 m3亩；播前灌之前土壤计划润湿层（0.4m）内的平均含水率 0=40%（占空隙体积的百分数）。增加的计划润湿层的平均含水率可按 50%（占 空隙体积的百分数）计。 表 2-6 中稻、双季晚稻设计年丰产灌溉制度,早稻及棉花的灌溉制度计算 早稻的灌溉制度计算 由已知的气象资料可知，在早稻的全生育期的蒸发量为,3031,0,E 97.5 6 118.0 143.7 174.9 20,ET全 E0 1.0 ET 全 394.06 所以可得各生育阶段的需水量 ETi ki ET全 ，继而可得出逐日耗水量。列
6、入 下表。 逐日耗水量计算表,1,又知泡田日期为 4 月 13 日至 4 月 24 日，泡田定额为m 70m3 / 亩，S 86mm 。,30,1 1,e t 97.5 12,0.667,5,M1,0, 86 39 30.5 10.4mm, h ,M1 0.667(h0 S1 e1t1 - P1 ) 0.667(h0 86 39 - 30.5),即得初始淹灌水层为 10.4mm. 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。水量平衡方程： WtW0=WrP0KMET。,6,早稻生育期灌溉制度计算列如下表。 早稻生育
7、期灌溉制度计算表,7,8,校核： h P d m WC 10.4 291.9 56.8 250 463.93 31.57 与 7 月 11 日淹灌水层基本相符。 可得早稻生育期设计灌溉制度，如下表。 早稻生育期灌溉制度表,2.2 棉花的灌溉制度计算 棉花全生育期的需水量为 ET KY 2.67120 320.4 即其各生育阶段的需水量为 ETi ki ET 各生育阶段地下水补给量为 Ki i ETi,由于计划湿润层增加而增加的水量WTi 667(H 2 H1 )n W 667nH 计划湿润层的最大、最小蓄水量： maxi max Wmin 667nHimin 降雨入渗量处理：有效降雨为 P0
8、P 。当旬内有接连两天或两天以上的降雨时， 看做一次降雨，将其累加，如不是则就为一次降雨。当一次降雨小于 5mm 时， 为 0；当一次降雨在 550mm 时，取 为 0.9；当一次降雨大于 50mm 时，取 为 0.75。由此可得入渗的有效降雨量如下表。 有效降雨量,0,最初土壤计划湿润层内的蓄水量为 W 72m3 / 亩 ，根据水量平衡方程：,Wt W0 Wr P0 K M ET 可依次推出棉花各生育期内土壤计划湿润层内的 蓄水量，当所得Wt 小于或接近该生育期内的最小蓄水量Wmin 时，则需进行灌水； 当大于最大蓄水量Wmax 时，则需排水。 播前灌水定额 M1 667Hn(max 0 )
9、 667 0.4 0.48 (70 0 0 40 0 0) 38.42m / 亩 3 棉花灌溉制度计算表见附表一。 所以可得棉花灌溉制度为 棉花生育期灌溉制度表,灌水率计算 根据所计算得的早稻、棉花及给出的中稻、双季晚稻的灌溉制度以及作物比 例分别计算出其灌溉率。,i,9,i,i,8.64T,m,各次灌水的灌水率为q ,10,计算过程见下表。 灌水率计算表,将所得灌水率绘在方格纸上得初步灌水率图（见附图一），后经修正后得最后的 灌水率图（附图二），选取延续时间较长的最大灌水率值。,取修正后的灌水率q 为 0.46 m3/(s*万亩). 灌溉渠系规划布置 渠道布置 本灌区灌溉渠道分为干、支、斗、
10、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。第三支渠灌溉 面积适中，可作为典型支渠，该支渠有 8 条斗渠，斗渠长 3000m，取第五斗渠为 典型斗渠。每条斗渠有 10 条农渠，长 800m,间距 300m，可取五斗二农为典型农 渠。 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。 布置图见附图三。 渠道设计流量计算 确定工作制度 干支渠续灌，斗、农轮
11、灌（各分两组）。 典型支渠设计流量计算 灌区总面积约为 12 万亩，干渠长为 16.5km，各支渠的长度及灌溉面积列入下表。 支渠长度及灌溉面积,5.2.1 典型支渠（三支渠）及其所属斗、农渠的设计流量 A计算农渠的设计流量, q 4.87 0.46 2.92m3 / s,三支渠的田间净流量为Q A,3支田净3支设,因斗、农渠分两组轮灌，同时工作的斗渠有 4 条，同时工作的农渠有 5 条，所以，,n k3 5,农田净,农渠的田间净流量为： Q Q支田净 0.864 0.146 m3 / s,f,0.95,f农净,取田间水利用系数 0.95 ，农渠的净流量Q Q农田净 0.146 0.154 m
12、3 / s,灌区土壤属中粘壤土，查表得相应的土壤透水性参数： A 1.9m 0.4 。, 0.0402,11,100Qm100 0.1540.4,A1.9,农净,农,因此农渠每公里输水损失系数为：,取农渠的计算长度为： L农 400m 0.4km 农渠的的设计流量为Q Q （1 L ） 0.154（1 0.0402 0.4） 0.156m3 / s 农毛农净农 农,B计算斗渠的设计流量 因一条斗渠内同时工作的农渠有 5 条， 即斗渠的流量为： Q 5Q 5 0.156 0.78m3 / s 斗净农毛 农渠分两组轮灌，各组要求斗渠供给的净流量相等。但是，第轮灌组距斗渠进 水口较远，输水损失水量较
13、多，据此求得的斗渠毛流量较大，因此以第轮灌组 的斗渠毛流量作为斗渠的设计流量。斗渠的工作长度为 L斗 2.3km 。,A1.9, 0.021,100Qm100 0.780.4,斗净,斗,斗渠每公里输水损失系数为：,斗渠的设计流量为： Q Q （1 L ） 0.78（1 0.021 2.3） 0.82m3 / s 。 斗毛斗净斗 斗 C.计算三支渠的设计流量 斗渠也是分两组轮灌，以第轮灌组要求的支渠毛流量作为支渠的设计流量。支 渠的工作长度取： L支 3.8km 。,支渠的净流量为： Q 4 0.82 3.28m3 / s,3支净,1.9, 0.012,100 3.280.4,100 Qm,A,
14、3支净,3支,支渠每公里输水损失系数为,L ） 3.28 (1 0.0123.8) 3.43m3 / s,3 支 支,3支毛3支净,支渠的设计流量为Q Q（1,5.2.2 计算三支渠的灌溉水利用系数,3支毛,3支水,Q3.43, Q3支田净 2.92 0.85,5.2.3 计算一、二支渠的设计流量 A计算一、二支渠的田间净流量,Q,Q, 2.72 0.46 1.25m3 / s 4.41 0.46 2.03m3 / s,2支田净,1支田净,B计算一、二支渠的设计流量 以典型支渠（三支渠）的灌溉水利用系数作为扩大指标，用来计算其他支渠的设 计流量。,3支水,Q Q1支田净 1.25 1.47m3
15、 / s,1支毛,0.85,3支水,12,Q Q2支田净 2.03 2.39m3 / s,2支毛,0.85,5.2.4 推求干渠各段的设计流量 ABC 段的设计流量,Q Q 3.43m3 / s,BC净3支毛,1.9, 0.012,100 3.430.4,BC,AB,1.9, 0.00922,100 6.10.4,Q Q （1L ） 3.43 (1 0.012 6.75) 3.71m3 / s BC毛BC净BC BC BAB 段的设计流量 QAB净 QBC毛 Q2支毛 3.71 2.93 6.1m / s 3,Q Q （1 L ） 6.1（1 0.00922 5.25） 6.4m3 / s A
16、B毛AB净AB AB COA 段的设计流量,OA,1.9, 0.00842,100 7.650.4,Q Q Q 6.4 1.25 7.65m3 / s,OA净AB毛1支毛,Q Q （1 L ） 7.65（1 0.00842 4.5） 7.94m3 / s OA毛OA净OA OA,4000,1, 0.00025 n 0.025,灌溉渠道的断面设计 渠道横断面设计 由已知资料查表，可取m 1.00 i 61.1 干渠横断面设计 采用经济适用断面,AOA 段： Q 7.94m3 / s,OA 取 1.04，, 5 / 2 ( 4 1) 0.68, 2,宽深比 (2 1 m2 m) m 3.11,3/ 8,h ,( m)5/ 3 i,Qn( 2 1 m2 )2 / 3 , 1.67m ,b h 5.19m,A (b mh)h 11.46m2,B b 2h 1 m2 9.91m R
