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1、湖南水利水电职业技术学院 农田水利学1第一章工程概况一、工程概况（一）基本资料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 ，下游龙尾河一带属轻砂壤土。地下水埋深一般为 45m,土壤及地下水的 PH 值属中
2、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 7090m，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 1.21,总库容 2.31 。马清河灌区拟在该水库下游 断面处修建拦河坝式取水380m380mA枢纽，
3、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A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）411 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湖南水利水电职业技术学院 农田水利学2蒸发量（mm） 196.5 144.7 101.1 75.6表 2
4、设计年降水量统计月 份日4 5 6 7 8 9 101 7.6 4.62 12.7 17.4 18.53 3.4 1.9 7.34 92.05 5.3 1.2 10.86 4.8 7.9 2.87 8.6 28.58 2.59 19.110 3.611 2.5 2.112 1.9 6.413 7.5 2.314 12.1 1.9 1.915 10.016 6.0 4.1 3.5 32.817 24.518 1.319 1.620 4.3 12.6 11.521 1.8 18.522 2.1 10.6 49.2 2.5 3.623 1.4 10.7 4.524 35.4 7.425 6.226
5、1.527 1.128 1.5 3.72930 7.731 3.6月计 72.9 108.5 107.3 39.8 25.0 37.3 103.5湖南水利水电职业技术学院 农田水利学3（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
6、/月） 25/44/55/514/515/51/6 2/616/6 17/630/61/711/712/720/725/420/7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）10-30-5010-40-8020-50-9020-50-100 20-50-90 10-40-50 自然落干渗透强度（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。自然落干期间，不需灌水。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
7、（日/月） 21/416/6 17/628/7 29/726/8 27/86/11 21/46/11模比系数（%） 18 30 24 28 100湖南水利水电职业技术学院 农田水利学4地下水补给量占作物需水量的（%）10 20 22 25计划湿润层深（m） 0.5 0.6 0.7 0.8注：计划产量 120kg；需水系数 k=2.67m3/kg；土壤空隙率为 48%（占土体体积的%） ；土壤适宜含水率上限为 88%，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 102m /亩。3二、设计要求（1）根据基本资料用水量平衡法（列表计算）制定早
8、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 812 昼夜；双季晚稻泡田 57昼夜；各类水稻生育内一次灌水的延续时间 35 昼夜。棉花生育期内一次灌水延续时间 510 昼夜。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）3m灌水次序 灌水时间（日/月） 灌水定额（ /亩）3m1（泡田） 7/5 75 1（泡田） 19/7 702
9、26/5 25 2 27/7 153 4/6 25 3 1/8 254 10/6 25 4 7/8 205 20/6 30 5 12/8 256 2/7 30 6 23/8 307 8/7 30 7 27/8 308 14/7 30 8 31/8 309 22/7 30 9 6/9 3010 29/7 25 10 12/9 30湖南水利水电职业技术学院 农田水利学511 10/8 20 11 19/9 3012 30/9 20灌溉定额 345（ /亩）3m灌溉定额 355（ /亩）3m（3）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
10、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面。（6）设计典型斗渠和典型农渠横断面。三、设计成果（1）设计说明书 2535 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（CAD 绘图） 。1.2 灌区规划的必要性与可行性灌区以种植水稻为主，兼有少量旱作物，各种作物种植比例如下表所示：灌
11、区作物种植比例作 物 早稻 中稻 双季晚稻 棉花种植比例（%） 50 30 50 20灌区南部是马清河，中间有两条小支流河的水位比较低，无法自流灌溉，项目区水源充足，但是水利设施条件较差，水资源利用率较低，通过对项目区的灌溉系统进行规划，可以提高灌区水资源利用率，提高项目区作物的产量。湖南水利水电职业技术学院 农田水利学6四、灌溉渠灌水率图的绘制（1）计算早稻灌水制度：计算过程见下表逐日耗水量计算表生育阶段 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） 25/44/5 5/514/5 15/51/6 2/616/6 17/630/6 1/711/7 12/720/7
12、25/420/7天 数 10 10 18 15 14 11 9 87模比系数（%） 7 8 18 25 21 13 8 100渗透强度（mm/d） 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 阶段需水量（mm） 27.6 31.5 70.9 98.5 82.7 51.2 31.5 394.0 阶段渗漏量（mm） 13 13 23.4 19.5 18.2 14.3 11.7 113.1阶段田间耗水量（mm）40.6 44.5 94.3 118.0 100.9 65.5 43.2 507.1 日平均耗水量（mm） 4.1 4.5 5.2 7.9 7.2 6.0 4.8 湖南水利水电职业
13、技术学院 农田水利学7灌区早稻生育期灌溉制度计算表单位：mm日期月 日 生育期设计淹灌水层逐日耗水量逐日降雨淹灌水层变化灌水量排水量24 4.1 20 25 4.1 15.9 26 4.1 11.8 27 4.1 27.7 20 28 4.1 1.5 25.1 29 4.1 21 430 4.1 16.9 1 4.1 12.8 2 4.1 28.7 20 3 4.1 3.4 28 4复苗 10-30-504.1 9.2 33.1 5 4.5 1.2 29.8 6 4.5 7.9 33.2 7 4.5 28.5 57.2 8 4.5 52.7 9 4.5 48.2 10 4.5 43.7 11
14、4.5 2.5 41.7 12 4.5 6.4 43.6 13 4.5 39.1 14分蘖前 10-40-804.5 34.6 15 5.2 29.4 16 5.2 6 30.2 517分蘖后 20-50-905.2 24.5 49.5 湖南水利水电职业技术学院 农田水利学818 5.2 44.3 19 5.2 39.1 20 5.2 33.9 21 5.2 28.7 22 5.2 10.6 34.1 23 5.2 10.7 39.6 24 5.2 34.4 25 5.2 29.2 26 5.2 24 27 5.2 1.1 49.9 30 28 5.2 3.7 48.4 29 5.2 43.2
15、 30 5.2 38 31 5.2 32.8 1 5.2 27.6 2 7.9 17.4 37.1 3 7.9 1.9 31.1 4 7.9 23.2 5 7.9 45.3 30 6 7.9 37.4 7 7.9 29.5 8 7.9 21.6 9 7.9 43.7 30 10 7.9 35.8 11 7.9 27.9 12 7.9 20 13 7.9 42.1 30 14 7.9 1.9 36.1 15 7.9 28.2 16孕穗 20-50-1007.9 20.3 17 7.2 43.1 30 18 7.2 35.9 619抽穗 20-50-907.2 28.7 湖南水利水电职业技术学院 农田水利学920 7.2 21.5 21 7.2 44.3 30 22 7.2 49.2 86.3 23 7.2 79.1 24 7.2 35.4 90 17.325 7.2 82.8 26 7.2 1.5 77.1 27 7.2 69.9 28 7.2
