畢業(yè)設(shè)計——灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計[共38頁]

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1、 目錄 緒論 3 第一章 灌區(qū)基本資料 5 1.1 項目區(qū)簡況 5 1.2 自然條件 5 1.3 水文地質(zhì)條件 6 1.4 土壤 6 1.5 現(xiàn)有水利工程 6 1.6 社會經(jīng)濟條件 7 第二章 灌區(qū)規(guī)劃 9 2.1 規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)及原則 9 2.2 工程布局 10 第三章 灌區(qū)灌溉制度的擬訂 11 3.1 灌溉保證率的選擇 11 3.2 作物需水量的計算 11 3.3 作物灌溉制度的制定 13 3.4 作物需水量及灌溉用水過程 14 3.5灌區(qū)的水資源平衡分析 15 第四章 農(nóng)田水利工程設(shè)計 15 4.1 工程設(shè)計的任務(wù)和依據(jù)

2、 15 4.2 灌溉工程設(shè)計 15 4.3 排澇工程設(shè)計 24 第五章 泵站設(shè)計 28 5.1 泵站設(shè)計流量的確定 28 5.2 泵站設(shè)計揚程的確定 29 5.3 水泵及輔助設(shè)備的選擇 29 5.4 泵房設(shè)計 30 第六章 工程量估算 31 6.1 工程量計算的基本原則 31 6.2 挖方渠道概算 31 6.3 半挖半填渠道概算 31 6.4 裁彎取直工程量 32 6.5 渠道總工程量 32 總結(jié) 33 致謝 34 主要參考文獻 35

3、 緒論 根據(jù)《武隆縣近、中期農(nóng)業(yè)的農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展總體規(guī)劃（1995年－2000年）》總目標(biāo)：到2000年，糧食總產(chǎn)量達(dá)23296萬公斤，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值100008萬元，農(nóng)民人均純收入1500元。要解決龍壩鄉(xiāng)在過去四十年中在土地規(guī)劃方面存在的問題并達(dá)到2010年農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的總體目標(biāo)，對隆壩鄉(xiāng)灌區(qū)的水利規(guī)劃勢在必行。本次設(shè)計就是針對龍壩鄉(xiāng)灌區(qū)在灌區(qū)規(guī)劃方面存在的問題而進行的，以達(dá)到充分利用當(dāng)?shù)厮Y源的目的。 一 選題來源及意義 龍壩鄉(xiāng)灌區(qū)地處重慶涪陵地區(qū)四川盆地東南邊緣山區(qū)，水資源較為豐富，但由于降水時空分布不均，地形地貌

4、復(fù)雜、耕地分散、交通不便，經(jīng)濟落后，因而水利工程建設(shè)難度大，投資高而效益低。 就龍壩鄉(xiāng)而言，其灌區(qū)規(guī)劃方面應(yīng)用價值表現(xiàn)在將統(tǒng)籌灌溉、防洪、發(fā)電、航運、供水、養(yǎng)殖等綜合效益，注意興利除害的統(tǒng)一，水資源利用與保護的統(tǒng)一，發(fā)揮水資源的社會效益與經(jīng)濟效益，最大限度地滿足國民經(jīng)濟各部門和人民生活的需要。 就應(yīng)屆本科生來說，畢業(yè)設(shè)計是教學(xué)計劃的最后一個環(huán)節(jié)，畢業(yè)設(shè)計能使學(xué)生充分發(fā)揮獨立思考能力，解決設(shè)計中遇到的問題。本灌區(qū)為山區(qū)灌區(qū)，渠系布置和灌排系統(tǒng)較為復(fù)雜，提水泵站也較多，可以提高學(xué)生在這方面的能力。 本次設(shè)計的意義在于使學(xué)生鞏固所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)知識，并能實際運用于設(shè)計施工中，培養(yǎng)獨分析

5、問題和解決問題的能力，明確當(dāng)前社會主義建設(shè)的任務(wù)，黨和政府的有關(guān)政策，培養(yǎng)正確的設(shè)計思想，熟練運用圖表和文字表達(dá)設(shè)計意圖，掌握運用有關(guān)參考書籍手冊和規(guī)范的方法，了解國內(nèi)最新的成就，并能適當(dāng)?shù)剡\用設(shè)計中。 二 相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展方向 進入21世紀(jì)，更多的注意力必須放在提高水資源的利用率和加強水資源的保護。在考慮水資源的利用和可持續(xù)發(fā)展時應(yīng)該分析經(jīng)濟效益，生態(tài)效益及社會效益，而不僅僅是經(jīng)濟效益，生態(tài)效益及社會效益也應(yīng)該被確保。為了做好21世紀(jì)的農(nóng)業(yè)節(jié)水工程，工程水管理的概念應(yīng)該被改為資源與環(huán)境的水管理，水資源應(yīng)該放在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的大環(huán)境中考慮，僅因為這點，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的理解和選擇就應(yīng)該跟上

6、時代的發(fā)展并走可持續(xù)發(fā)展的道路。 隨著總體經(jīng)濟形勢的變化，精細(xì)農(nóng)業(yè)，機構(gòu)農(nóng)業(yè)，育種農(nóng)業(yè)，加工農(nóng)業(yè)和旅游農(nóng)業(yè)都反映了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向；在種植業(yè)中作物種結(jié)構(gòu)，飼養(yǎng)結(jié)構(gòu)和種植模式將被大規(guī)模地調(diào)整在選擇節(jié)水裝置的技術(shù)應(yīng)用時，有必要把從水的運輸?shù)剿睦玫恼麄€過程分為幾個階段，它既是相對獨立又是緊密聯(lián)系的，這幾個階段分為輸水工程，田間工程及作物用水。 三 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線 本課題研究的主要內(nèi)容包括：灌區(qū)工程布局、灌溉制度的確定、灌溉工程設(shè)計、排澇工程設(shè)計、單體工程設(shè)計、土建工程量估算。采取的主要技術(shù)路線為：收集實地水文、地形、經(jīng)濟狀況等資料，閱讀地形圖并測量水旱田地位置和面積，確定各種作

7、物灌溉制度并根據(jù)設(shè)計灌水率設(shè)計灌溉工程，然后設(shè)計排澇工程、單體工程，最后進行土建工程量估算。 編者 2004年5月29日

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13、 第一章 灌區(qū)基本資料 1.1 項目區(qū)簡況 項目區(qū)分布在武隆縣龍壩鄉(xiāng)境內(nèi)，地處北緯2921ˊ至2925ˊ，東經(jīng)10754ˊ至11757ˊ之間，項目涉及到五星﹑向光﹑后槽等6個村，轄32個農(nóng)業(yè)社，1367戶，5133人，人均收入738.19元，土地面積853.91公頃，交通方便。其四至范圍分別為：東接龍壩的五一和黃昔鄉(xiāng)的鑼鷹村；南和龍壩鄉(xiāng)的支豐村相連；西與火爐鎮(zhèn)的南泥﹑向前二村接壤；北連龍壩新田和火爐魯家村。 1.2 自然條件 1.2.1 地形﹑地勢 項目區(qū)屬低山丘陵區(qū)，地勢較低，海拔高程在340米至510米之間

14、，相對高差170米左右。區(qū)內(nèi)為向斜發(fā)育而成的細(xì)長臺地，逆向平行嶺谷地貌。山丘較多，地下水豐富，但水源地較低，無法直接自流灌溉。 1.2.2 氣溫 項目區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，其特點是氣侯溫和，降雨充沛﹑四季分明﹑光照不足﹑霜雪少﹑春暖夏熱多伏旱，秋涼多綿雨，冬冷無酷寒，立體氣候較為明顯。區(qū)內(nèi)多年平均氣溫18.5C,極端最高氣溫41.7C,極端最低氣溫-1C.年均積溫6351度，年均日照小時數(shù)1121小時，年均太陽輻射熱73千卡/平方厘米，無霜期296天，多年平均降雨量1094.4毫米，最大降雨量為1470毫米。相對濕度為78%。 1.2.3降雨量 降雨量在空間上的分布呈現(xiàn)先隨高程增

15、加而增加，其最大降水高度為海拔1100～1600米，其后則隨高程遞增而遞減。低山丘陵區(qū)多年降水為1100～1400毫米。降雨量的時程分配，受季風(fēng)環(huán)流控制而呈現(xiàn)明顯差異。降水量年季差達(dá)50%～65%，下半年降水（5～10月）約占全年降水的四分之三，具有雨熱同季的特點。 根據(jù)1959～1980年系列降雨量資料，按經(jīng)驗頻率公式P=100%計算，保證率為75%的年份1974年。因此，確定1974年為典型年。 設(shè)計典型年（1974年）月降雨量分配見表1-1： 表1-1 設(shè)計典型年（1974年）月降水量分配表 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9

16、10 11 12 全年 降水量（mm） 10.1 10.9 60.7 83.2 187.9 102.9 95.2 288.3 100.1 100.5 20.8 8.6 1070.9 比例（%） 0.9 1.0 5.7 7.8 17.6 9.6 8.9 26.9 9.4 9.4 1.9 0.9 100 資料來源：《四川省涪陵地區(qū)水資源調(diào)查與水利區(qū)劃（附表）》，涪陵地區(qū)水利電力局編制，1993年4月，附表3-2。 1.2.3 蒸發(fā)量 武隆縣多年平均蒸發(fā)量資料如表1-3所示： 表1-2 武

17、隆縣平均蒸發(fā)量統(tǒng)計表 月份 1 2 3 4 5 6 全年 折算系數(shù) 年蒸發(fā)量（mm） 蒸發(fā)量（mm） 42.1 38.0 63.4 98.7 125.0 123.4 月份 7 8 9 10 11 12 蒸發(fā)量（mm） 90.8 160.5 125.0 69.0 47.7 37.2 1120.8 0.8 896.6 資料來源：《四川省涪陵地區(qū)水資源調(diào)查與水利區(qū)劃（附表）》，涪陵地區(qū)水利電力局編制，1993年4月，附表4。 蒸發(fā)資料的折算，為折算成60mm蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量。 1.3 水文地質(zhì)條件

18、 灌區(qū)屬武隆山褶皺地帶，地質(zhì)構(gòu)造為新華夏系次級沉降帶，屬新華夏系構(gòu)造體系，占主導(dǎo)地位的顯著構(gòu)造是北東向褶皺及其伴生斷裂。地層以前震旦系變質(zhì)巖為基底，出露地層為元古蜀震旦系灰?guī)r。灌區(qū)構(gòu)造強烈，斷裂及巖溶發(fā)育，地下徑流條件好，碳酸鹽巖裂隙溶洞水豐富，出露較多，易于開發(fā)利用。 1.4 土壤 灌區(qū)土壤為暗紫壤土，土壤質(zhì)地為粘重，滲水性強，另有少量的黃壤土。土壤適宜多種農(nóng)作物生長。 表1-3 項目區(qū)土壤普查簡表 土壤名稱 深度（cm） 顏色 質(zhì)地 容重（g/cm） 孔隙度（%） 暗紫泥田 0～23 暗紫 輕粘土 1.35 49.

19、40 23～70 暗紫 輕粘土 1.37 48.74 注：資料由武隆縣農(nóng)業(yè)局提供，土壤取樣地點位于項目區(qū)的車壩村。 灌區(qū)無過境徑流，無外來客水量可供利用，但灌區(qū)地下水豐富，且出露量較大。灌區(qū)為四周高，中間低的盆地地形，碳酸巖裂隙溶洞水出露形成夢沖塘、象口子、干洞三個較大的天然水源（枯水期流量分別為0.4ｍ/s、0.2ｍ/s、0.1ｍ/s）和很多小的山泉水源。這三個大的水源、眾多的小水源的匯流，以及地下基流的岸坡側(cè)滲形成了貫穿灌區(qū)西東的一條小河流，河流下游流量為1.3ｍ/s左右。 1.5 現(xiàn)有水利工程 灌區(qū)主要有夢沖塘、象口子等多處水源，由于水源較低，只能滿足灌區(qū)

20、部分的人畜飲水和灌溉。灌區(qū)無水利攔蓄工程，6條灌排兩用渠道，主要作用是排除山洪，旱季時基本不能實施灌溉。1條灌溉渠道引取夢沖塘出露地下水自流灌溉，控制面積很?。s300畝）。灌區(qū)豐富的降水不能得到充分的利用。 1.6 社會經(jīng)濟條件 1.6.1 當(dāng)?shù)夭牧霞皠趧恿Y源 灌區(qū)屬山區(qū)，距郁江15公里，砂石料資源較為豐富。灌區(qū)有勞動力5133個，鄰鄉(xiāng)、村的勞動力可以大量支援，勞動力充足。武隆縣經(jīng)過10多年水利技術(shù)人員培訓(xùn)和接收各水利院校的專業(yè)人才，有一支過硬的、經(jīng)驗豐富的水利工程技術(shù)隊伍。 1.6.2 土地面積及利用情況 灌區(qū)內(nèi)有水田、旱地、林地、草地、居民地、水塘等，水田大部分分布

21、在北部地區(qū)，大面積的旱地主要分布在南部，北部也有零星分布，用米格紙法計算得出，旱地面積為6818.67畝，水田面積為1868.78畝。根據(jù)退耕還林規(guī)范，坡度為25以上的土地要退耕還林。用米格紙法算得，需退耕還林的土地面積為233.40畝，因此，旱地的灌溉面積為6585.27畝。 1.6.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況 灌區(qū)農(nóng)作物生長季節(jié)較長，積溫較高，雨量較為充沛，能滿足糧食一年兩熟的要求，比較適宜于水稻、小麥、玉米、油菜等農(nóng)作物的生長要求。 進行灌溉制度的設(shè)計時，旱地和水田都采用一年兩熟制，且都是單作的種植制度。 基本農(nóng)田整理項目區(qū)作物種植類型及播種面積 表1-4

22、 單位：畝 村 別 水稻 玉米 油菜 紅苕 蔬菜 面積 單產(chǎn)（kg/畝） 面積 單產(chǎn)（kg/畝） 面積 單產(chǎn)（kg/畝） 面積 單產(chǎn)（kg/畝） 面積 單產(chǎn)（kg/畝） 車 壩 767.54 349.2 1023.5 300.3 753.82 100.25 833.52 878.6 537.24 433.33 后 槽 0 297.7 352.7 105.33 200 872.7 381.9 435.3 五 屋 702.93 351.2

23、 758.64 302.5 478.5 108.57 633.65 875.5 628.73 445.3 向 光 268.19 351.21 795.33 300.7 452.77 107.5 653.67 877.3 684.25 419.5 回 龍 457.78 350.31 632.72 297.4 385.4 106.22 621.76 875.44 324.77 428.1 石 橋 村 549.25 348.1 928.73 301.4 437.2 1117.3 778.06 872.8 692.7

24、5 438.5 合 計 2745.69 5091.4 2860.39 3720.66 3249.64 1.6.4 電力設(shè)施狀況 2000年7月到2001年6月，在西部大開發(fā)的政策下，龍壩鄉(xiāng)先后進行了農(nóng)網(wǎng)改造，灌區(qū)有十千伏高壓線通過，電源充足，電壓穩(wěn)定，電力設(shè)施較為齊全，這為灌區(qū)施工和項目建設(shè)后區(qū)內(nèi)水泵、電動機等設(shè)備的運行提供了便利的電力條件。 1.6.5 交通設(shè)施狀況 武隆-桐梓的縣級沿龍壩鄉(xiāng)西北而至，區(qū)內(nèi)90%的村社已通公路，交通方便，但區(qū)內(nèi)道路基本為土質(zhì)路面，路況較差。 1.6.6 灌區(qū)開發(fā)要求 根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃及流域規(guī)劃，擬將本灌

25、區(qū)建成旱澇保收、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的作物生產(chǎn)基地。 灌溉水源有夢沖塘、象口子、干洞三個較大的天然水源和很多小的山泉水源，北部的水田基本上可以自流灌溉，南部的旱地地勢較高，要修建提水泵站，然后進行灌溉。同時，龍壩小學(xué)右側(cè)小河道，有500米S形彎道，不利排水，淤積嚴(yán)重。干溝旁邊及上游均為水稻田，每遇暴雨，此河段過流不暢，造成上游近2000畝農(nóng)田受災(zāi)，給當(dāng)?shù)厝罕姷纳敭a(chǎn)安全造成了不小的損失。 灌區(qū)開發(fā)以灌溉為主，同時解決排澇問題，兼顧排漬。 表1-5 武隆縣龍壩鄉(xiāng)基本農(nóng)田整理項目區(qū)社會狀況表 村名 戶 人口 純收入（元/人） 凈耕地面積（畝） 車壩村 206 7

26、73 801.28 2109.81 后槽村 186 710 689.72 1193.00 五星村 291 1003 755.1 1757.43 向光村 217 789 712.8 1376.61 回龍村 264 1025 744.7 1395.68 石橋村 203 833 725.55 1791.85 合計 1367 5133 / 9624.38 武隆縣1974年逐日降雨量統(tǒng)計表 表1-6 單位：毫米 月 日

27、1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1.7 1.7 7.7 4.7 2 0.9 10.4 1.0 3 0.2 4.1 21.5 3.1 4 1.0 7.5 24.9 2.3 5 0.2 19.7 6.6 24.2 0.1 6 0.6 4.3 1.6 0.3 5.9 0.21 31 0.9 7 0.1

28、2.8 8.6 0.1 13.1 0.5 14.1 0.2 8 2.3 2.1 51.1 0.4 44.7 7.4 9 4.5 2.5 0.2 10.9 1.5 35.5 0.1 8.3 0.7 1.9 10 0.4 2.3 2.9 1.0 0.4 98.7 0.6 3.9 11 0.2 0.2 1.0 0.3 10.5 0.3 0.6 12 0.1 4.1 2.1 13 0.4

29、 3.1 5.4 0.8 0.3 14 0.1 18.9 0.6 15 4.5 0.2 1.5 16 1.3 0.8 0.6 1.3 17 0.1 0.2 0.4 31.8 18.9 1.8 0.2 18 2.8 5.3 19.3 7.0 9.1 18.6 0.4 0.2 19 1.7 37.9 30.1 45.9 1.3 9.1

30、 20 1.4 9.7 49.9 0.3 14.6 21 0.3 7.0 22 0.3 0.2 5.3 0.4 3.2 23 1.7 6.2 1.5 6.9 4.9 3.6 24 0.4 0.4 1.5 2.9 0.5 4.7 25 0.1 20 0.7 0.7 0.6 1.3 26 8.8 1.4 0.5 0.3 6.4 3

31、.2 27 42.8 1.4 0.3 28 0.5 0.2 0.4 29 0.3 16.2 2.7 0.2 0.2 30 4.3 11.6 3.0 1.4 31 0.9 合計 10.8 10.7 60.7 83.2 189.7 102.9 95.2 316.2 100.1 100.5 20.8 9.6 第二章 灌區(qū)規(guī)劃 2.

32、1 規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)及原則 2.1.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的確定 灌溉規(guī)劃中常采用灌溉保證率法和抗旱天數(shù)法確定灌溉設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。選用灌溉設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)時，一般南方稻區(qū)比北方旱區(qū)為高，提水灌溉區(qū)比自流灌區(qū)為高，灌溉設(shè)計保證率標(biāo)準(zhǔn)如下： 表2-1 灌溉設(shè)計保證率 地區(qū) 作物種類 灌溉設(shè)計保證率（%） 缺水地區(qū) 以旱作物為主 以水稻為主 50——75 70——80 豐水地區(qū) 以旱作物為主 以水稻為主 70——80 75——95 由于龍壩灌區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，氣候溫和，降雨充沛。主要種植作物以中稻、小麥為主。故選取設(shè)計保證率為75%。 2.1.2 按

33、降雨量資料選擇設(shè)計代表年 以灌區(qū)多年降雨量資料進行頻率分析，選擇降雨頻率和灌溉設(shè)計保證率相同（或相近）的年份作為設(shè)計代表年。但年降水量時段較長，未考慮年降雨量在時間上的差以及對作物灌溉需水的影響，往往出現(xiàn)主要作物生長期降雨頻率和灌溉設(shè)計保證率相差很大，不宜采用。為避免這種情況，常采用作物生長期降雨資料選擇代表年，即按主要作物生長期歷年降雨資料進行頻率和灌溉設(shè)計保證率相同（或相近）的年份作為設(shè)計代表年。 確定1974年為典型年。1974年武隆縣逐日、逐月降水量分配表見第一章基本資料。 2.1.3 灌區(qū)規(guī)劃原則 渠系由灌溉渠道和排水溝兩個系統(tǒng)組成。渠系一般由四級固定渠（溝）組成，即干、

34、支、斗、農(nóng)渠及相應(yīng)的排水溝。農(nóng)渠以下還有毛渠、輸水溝、灌水溝、格田、畦等臨時性田間工程。本次設(shè)計對農(nóng)渠以下級別的渠系不作規(guī)劃。 2.1.3.1規(guī)劃的指導(dǎo)思想和原則 按照“九五”及2010年水利建設(shè)的目標(biāo)任務(wù)，結(jié)合山區(qū)實際，因地制宜，合理布局，樹立大水利觀念和立足于水利為全社會服務(wù)，全面推進水利產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展的指導(dǎo)思想在編制水利工程規(guī)劃中，堅持城鄉(xiāng)兼顧，重點突出，分布實施和大中小微型工程相結(jié)合，因地制宜辦水利的原則，全面提高供水保證率和切實加強水資源的保護。 2.1.3.2渠系布置的基本原則 ⑴灌溉渠道盡量布置在高地和分水嶺上，以便控制較多的自流灌溉面積，并盡量減少交叉建筑物和過大的填方

35、、挖方。 ⑵規(guī)劃布置渠道時，應(yīng)同時考慮排水溝的布置，避免相互干擾，盡量不打亂原有排水系統(tǒng)。 ⑶渠線應(yīng)盡量避免通過風(fēng)化巖層和節(jié)理發(fā)育的破碎帶及強透水地帶。 ⑷渠線要盡量做到短（線短）、直（順直規(guī)整）、半（半填半挖），避開難工險段。 ⑸注意與行政區(qū)劃相結(jié)合，盡量使用單位有獨立的引水口，并應(yīng)考慮機耕，土地規(guī)劃和用水管理的方便。 ⑹改造或擴建灌區(qū)時，應(yīng)盡可能利用已有工程，對舍棄的部分應(yīng)進行充分的方案論證后決定。 ⑺適當(dāng)考慮綜合利用，在不影響自流灌溉的前提下，可適當(dāng)布置水力（電）站，盡量做到一水多用，但壅水位不宜過高，以免引起兩岸土地鹽堿化與沼澤化。 對個別需要灌溉的高地，可在渠道上設(shè)置提

36、水站。 2.2 工程布局 按照灌溉渠系的布置原則結(jié)合天然河道和原有水利工程，在本灌區(qū)內(nèi)規(guī)劃四個田塊，各個田塊面積由“米格紙法”量出。各田塊控制面積： 田塊一：旱地1140.0畝（其中退耕還林18.2畝）水田884.4畝 田塊二：旱地75.0畝 水田570.3畝 田塊三：旱地1065.8畝（其中退耕還林16.8畝）水田720.5畝 田塊三：旱地4606.9畝 （其中退耕還林38.2畝）水田360.0畝 各田塊工程布局見灌區(qū)規(guī)劃總圖，其中紅色實線表示灌溉渠道，紅色虛線表示排水溝道，紫色實線表示壓力管道。 第三章 灌區(qū)灌溉制度的擬訂

37、 3.1 灌溉保證率的選擇 灌溉保證率選取75%（具體敘述見說明書2.1） 3.2 作物需水量的計算 3.2.1種植制度的確定 灌區(qū)內(nèi)日照條件較好，水量充沛，作物一年兩熟，以相鄰的陜西南部和湖北西部的種植制度作參考。各種種植作物的生育期、生育期時段及各生育期的參數(shù)列表見3-1至3-5。本灌區(qū)主要種植作物為雙季早稻、雙季晚稻、中稻、冬小麥、夏玉米、油菜。 表3-1 晚稻生育期參數(shù)（滲漏2mm/d） 生育期 起止日期 階段滲漏（mm） 階段需水量（mm） 日需水強度（mm） 日耗水量（mm） 淹灌水層變化（cm） 返青期 7

38、.28-8.3 14 29.6 4.2 6.2 20~40~70 分蘗期 8.4-9.6 68 135.7 4 6 10~30~80 拔節(jié)期 9.7-9.26 40 77.3 3.9 5.9 20~50~90 抽穗開花 9.27-10.6 20 41.6 4.2 6.2 10~30~50 乳熟期 10.7-1019 26 43.8 3.4 5.4 10~20~60 黃熟期 10.20-10.31 24 35.1 2.9 4.9 落干 表3-2 小麥生育期參數(shù) 生育期 起止日期

39、 計劃濕潤層深度（cm） 日耗水量（mm） 適宜含水率上限 適宜含水率下限 幼苗期 10.20~11.25 40 0.97 取田間持水率36.8% 20.20% 越冬期 11.26~2.21 50 0.97 20.20% 返青期 2.22~3.19 60 1.7 20.20% 拔節(jié)期 3.20~4.15 70 3.4 22.10% 抽穗成熟期 4.16~5.15 80 3.95 20.20% 表3-2-3 玉米生育期參數(shù) 生育期 起止日期 計劃濕潤層深度（cm） 日耗水量（mm） 適宜

40、含水率上限 適宜含水率下限 幼苗期 6.2~6.26 40 2.99 取田間持水率36.8% 22.08% 拔節(jié)期 6.27~7.16 50 4.21 23.90% 抽穗期 7.17~7.30 60 5.11 25.80% 灌漿期 7.31~8.16 80 3.55 25.80% 成熟期 8.17~9.3 80 2.4 22.08% 表3-2-4 油菜生育期參數(shù) 生育期 起止日期 計劃濕潤層深度（cm） 日耗水量（mm） 適宜含水率上限 適宜含水率下限 苗期 11.14~1.15 1

41、0 1.5 取田間持水率36.8% 18% 現(xiàn)蕾期 1.16~3.25 20 1.7 28% 開花期 3.26~4.12 40 1.9 24% 結(jié)莢成熟期 4.13~5.10 40 1.5 22% 表3-2-5 早稻生育期參數(shù) （階段滲漏強度2mm/d） 生育期 起止日期 階段滲漏（mm） 階段需水量（mm） 日需水強度（mm） 日耗水量（mm） 淹灌水層變化（cm） 返青期 4.24~5.2 18 16.8 1.9 3.9 5~30~50 分蘗期 5.3~5.26 48 100.

42、8 4.2 6.2 20~50~80 拔節(jié)期 5.27~6.12 34 89.2 5.2 7.2 30~60~90 抽穗開花 6.13~6.27 30 84 5.6 7.6 10~30~80 乳熟期 6.28~7.6 18 18.9 2.1 4.1 10~30~60 黃熟期 7.7~7.14 16 16.8 2.1 4.1 10~20 3.2.2水量平衡法計算作物需水量 用水量平衡法直接估算作物需水量。由此可得△t時段內(nèi)作物需水量計算式為： 對于旱作物： 式中 ——時段初和任意時段t時的土壤計劃濕潤

43、層內(nèi)的儲水量 ——由于計劃濕潤層增加而增加的水量 ——保存在土壤計劃濕潤層內(nèi)的有效雨量 K——時段t內(nèi)的地下水補量，即K=kt,k為t時段內(nèi)平均晝夜地下水補給量 M——時段t內(nèi)的灌溉水量 ET——時段t內(nèi)作物田間需水量，即ET=et,e 為t時段內(nèi)平均每晝夜的作物田間需水量 （以上各值均以mm, 計） 旱作物的總灌溉定額包括播前灌溉定額和生育期內(nèi)灌溉定額兩部分。播前灌溉定額可按下式計算： =667H（－）n （）

44、 式中 H—土壤計劃濕潤層深度（m），應(yīng)根據(jù)播前灌水要求決定； n—相應(yīng)于H土層內(nèi)的土壤孔隙率，以占土壤體積百分?jǐn)?shù)計； —一般為田間持水率，以占孔隙的百分?jǐn)?shù)計； —播前H土層內(nèi)的平均灌水率，以占孔隙率的百分?jǐn)?shù)計。 為了滿足作物正常生長的需要，任意時段內(nèi)土壤計劃濕潤層內(nèi)的儲水量必須保持在一定的適宜范圍以內(nèi)，即通常要求不小于作物允許的最小儲水量（）和不大于作物的最大儲水量（） 對于水田作物： 式中 ——時段初田面水層深度 ——時段末田面水層深度 p ——時段內(nèi)降雨量 d ——時段內(nèi)排水量 m——時段內(nèi)灌水量 WC

45、 ——時段內(nèi)田間耗水 (以上各值均以mm計) 田間淹灌水層的深度應(yīng)處于適宜水層上限（）與適宜水層下限（）之間。 泡田期的灌溉用水量（泡田定額）由下式計算： =0.667(++) 式中 —泡田期灌溉用水量， —插秧時田面所需的水層深度，mm —泡田期的階段滲漏量，mm —泡田期的日數(shù) —時期內(nèi)水田田面平均蒸發(fā)強度，mm/d —時期內(nèi)的降雨量，mm 3.3 作物灌溉制度的制定 3.3.1 參數(shù)的說明 灌溉制度表種所用的參數(shù)： 降雨滲入量=P 式中 —降雨入滲系數(shù)，其值與一次降雨量、降雨強度、降雨延續(xù)

46、時間、土壤性質(zhì)、地面覆蓋及地形等因素有關(guān)。一般一次降雨量小于5mm時，為0；一次降雨量在5~50mm時，約為1.0~0.8；當(dāng)次降雨量大于50mm時，=0.7~0.8。 地下水補給量K與地下水埋藏深度、土壤性質(zhì)、作物種類、作物需水強度、計劃濕潤層含水量等有關(guān)。當(dāng)?shù)叵滤裆?.5~2.5m時，利用量為40~80。該灌區(qū)地下水埋深2米，利用量約為40。得出平均補給量。 3.3.2 灌溉制度結(jié)果 根據(jù)水量平衡原理推算各作物的灌溉制度見附表3-6至3-10。計算結(jié)果如下： 雙季早稻 泡田期灌水30 。全生育期共灌水5次。共灌水150.1 。 雙季晚稻 泡田期灌水

47、40 。全生育期共灌水4次。共灌水140.0。 玉米播前灌溉30 。全生育期共灌水1次。共灌水30。 小麥播前灌溉50 。全生育期共灌水2次。共灌水80。 油菜播前灌溉25 。全生育期共灌水4次。共灌水80。 3.4 作物需水量及灌溉用水過程 灌溉用水量是灌溉面積上需要水源供給的灌溉水量，它與灌溉面積、作物組成、各種作物的灌溉制度、渠系輸水和田間灌水的水量損失等因素有關(guān)。灌溉用水量可按下試計算： M= 式中 M，M—某種作物的某次凈灌溉用水量和毛灌溉用水量（）；

48、 m—某種作物某次灌水的灌水定額（）； A— 某種作物的灌溉面積（畝）； —灌溉水利用系數(shù)，取0.7。 對于任何一種作物，在典型年內(nèi)的灌溉面積，灌溉制度確定后便 推出各次灌水的的凈灌溉用水量。由于灌溉制度本身已確定了各次灌水的時期，故在計算各種作物每次灌水的凈灌溉水量的同時也舊確定了某年內(nèi)各種作物 的灌溉用水量的過程線。 全灌區(qū)任何一個時段內(nèi)的凈灌溉用水量時時該時段內(nèi)各作物凈灌溉用水量之和。按此可求得典型年全灌區(qū)凈灌溉用水量過程。 已知凈灌溉用水量后，即可求得毛灌溉用水量。 根據(jù)各種作物灌溉制度及耕種面積推算全年各月各種作物用水量及用水總量見表3-11 3-12.。 3

49、.5灌區(qū)的水資源平衡分析 項目區(qū)項目區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，雖然降雨充沛，多年平均降水雨量達(dá)1167.6mm，但年內(nèi)分布不均，降水連續(xù)最大的4個月（5～8月）的降水量為714.0mm,占全年降水量的61.2%。而在農(nóng)作物灌溉用水量較大的3月份，降水量只有12.3mm，年內(nèi)不同月份間水資源供需情況并差異較大為了提高灌溉保證率，防止山泉水源在灌溉用水季節(jié)流量的變小，項目區(qū)應(yīng)修建蓄水池，蓄積降雨，采用長藤結(jié)瓜的灌溉模式，保證灌溉用水量的供給。 灌區(qū)三個較大水源枯水期總流量為0.7，年總水量為 7360024365=2207.52萬 能滿足灌溉要求 第四章 農(nóng)田水利工程設(shè)計

50、 4.1 工程設(shè)計的任務(wù)和依據(jù) 農(nóng)田水利工程設(shè)計的任務(wù)包括灌水率的設(shè)計、渠系布置、灌溉渠道流量設(shè)計、灌溉渠道橫斷面設(shè)計、除澇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的確定、排水溝的布置、排澇模數(shù)的確定、排水溝橫斷面設(shè)計、河道取直工程設(shè)計。 設(shè)計本著因地制宜、合理布局，充分利用已建工程節(jié)省投資的原則，以《農(nóng)田水利學(xué)（第三版）》和《水工設(shè)計手冊8—灌區(qū)建筑物》為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。 4.2 灌溉工程設(shè)計 4.2.1 灌水率的設(shè)計 灌水率指灌區(qū)單位面積（萬畝）上所需灌溉的凈流量。利用它計算灌區(qū)渠首的引水流量和灌溉渠道的設(shè)計流量。 =αm/7.29T 式中 T—灌水延續(xù)時間，以d計，對于抽水灌區(qū)每天取2

51、2小時。 α—各種作物種植面積占灌區(qū)面積的百分?jǐn)?shù) m—作物各次灌水定額（）。。 根據(jù)灌水率修正原則： ① 以不影響作物需水要求為原則。 ② 盡量不改變主要作物關(guān)鍵用水期的各次灌水時間。若必須調(diào)整移動，以往前移動為主，前后移動不超過三天。 ③ 修正后的灌水率圖比較均勻、連續(xù)。 ④ 最小灌水率不應(yīng)小于最大灌水率的40%。 取修正后的灌水率圖上延續(xù)時間較長的最大灌水率值0.32作為設(shè)計灌水率。 4.2.2 渠系布置 本設(shè)計田塊內(nèi)灌溉工程布置兩條干渠，六條支渠；排水工程布置兩條排水干溝。具體規(guī)劃見設(shè)計總規(guī)劃圖 4.2.3 灌溉渠道流量設(shè)計 4.2.3.1干渠一設(shè)計

52、流量的計算 以干渠一中的支渠一所控制的面積為典型田塊。在該典型田塊中規(guī)劃支渠、斗渠、農(nóng)渠。逐級推算計算典型田塊的支渠水利用系數(shù)，作為其他支渠的擴大系數(shù) ① 計算支渠的設(shè)計田間凈流量 Q支田凈=A*q 式中　Q支田凈——支渠的田間凈流量（m3/s） A—支渠的灌溉面積（畝） ②由支渠分配到每條農(nóng)渠的田間凈流量 Q農(nóng)I田凈= ③計算農(nóng)渠的凈流量 由農(nóng)渠的田間凈流量加上入田間損失水量，即得農(nóng)渠毛流量， Q農(nóng)渠凈= 式中：Q農(nóng)渠凈—農(nóng)渠的凈流量，m3/s; —田間水利用系數(shù)。 ④確定各級渠道的設(shè)計流量（毛流量） Ｑ＝（1+L）

53、式中 Ｑ—渠道的毛流量，m3/s； —渠道的凈流量，m3/s； —每公里渠道損失水量與凈水量比值； L—最下游一個輪灌組灌水時渠道的平均工作長度，km。 根據(jù)農(nóng)渠的凈流量自下而上推算輸水損失，得到各級渠道的毛流量，即設(shè)計流量。 干渠一的規(guī)劃示意圖如下： 其中支渠一控制面積78.1畝。支渠二控制面積16.1畝。支渠三控制面積180.7畝。支渠一距渠首405米，支渠二距渠首755米，支渠三距渠首1105米，分水口距渠首600米。 支渠一長105米，斗渠一長55米，斗渠二長85米，農(nóng)渠一、農(nóng)渠二、農(nóng)渠三、農(nóng)渠四均長90米。 干

54、渠一的設(shè)計流量為： BC段設(shè)計流量=0.008 BD段設(shè)計流量=0.0089 AD段的設(shè)計流量=0. 025 OA段的設(shè)計流量=0.03 =0.003 =0.0006 =0.007 4.2.3.2干渠二設(shè)計流量的計算 干渠二的規(guī)劃示意圖如下： 其中支渠一控制面積142.8畝，支渠二控制面積230畝。支渠一設(shè)在渠首，支渠二距渠首550米。 支渠一、支渠二均長150米。 計算結(jié)果為： =0.0089 =0.0055 =0.0063 =0.015 4.2.4 灌溉渠道橫斷面設(shè)計 4.2.4.1 橫斷面的選擇 橫斷面的選擇應(yīng)考慮滿足的條件有：①渠床穩(wěn)定或沖淤平

55、衡②有足夠的輸水能力③滲漏損失最?、苁┕ぁ⒐芾?、運用方便⑤工程造價較?、逎M足綜合利用對渠道得結(jié)構(gòu)要求。 梯形斷面廣泛適用于大、中、小型渠道，其優(yōu)點時施工簡單，邊坡穩(wěn)定，便于應(yīng)用混凝土薄板襯砌。本設(shè)計采用梯形斷面。 4.2.4.2渠道設(shè)計各參數(shù)得選擇 ① 邊坡系數(shù) m 渠道內(nèi)邊坡系數(shù)須根據(jù)土質(zhì)穩(wěn)定條件來選擇，時渠道邊坡傾斜程度得指標(biāo)。渠道邊坡系數(shù)m的大小關(guān)系到渠坡的穩(wěn)定，要根據(jù)渠床土壤質(zhì)地和渠道深度等條件選擇適宜的數(shù)值。根據(jù)表4-2、4-3選擇邊坡系數(shù)m=1. ② 輸水渠道比降i 輸水渠道比降應(yīng)滿足以下原則： ⑴輸水渠道盡可能采取較緩的比降，以滿足自流灌溉的要求。 ⑵渠道比降應(yīng)盡

56、量接近地面比降，避免挖、填方過大。 ⑶對于土壤易沖刷的渠道，其比降應(yīng)緩，對于地質(zhì)條件較好的渠道，其比降可適當(dāng)陡一些。 ⑷清水渠道應(yīng)考慮防止沖刷，比降宜緩。 ⑸對于過大流量的渠道，其比降可緩。 ⑹對于抽水灌溉輸水渠道，在滿足泥沙不淤的條件下，其比降應(yīng)盡量放緩。綜合考慮，選定渠底比降i=1/1000. ③ 糙率系數(shù)n 糙率系數(shù)n是反映渠床粗糙程度的技術(shù)參數(shù)。該值選擇的是否切合實際，直接影響設(shè)計成果的精度。如果n值取得太小，設(shè)計的渠道斷面就偏小，輸水能力不足，影響灌溉用水；如果n值選得太大，設(shè)計得渠道斷面就偏大，不僅增加了工程量，而且會因?qū)嶋H水位底于設(shè)計水位而影響下級渠道的進水。糙率

57、系數(shù)值的正確選擇不僅要考慮渠床土質(zhì)和施工質(zhì)量，還要估計到建成后的管理養(yǎng)護情況。 本次設(shè)計渠床橫斷面時，按照土渠考慮，由表4-1 選定n=0.025 . 表4-1 渠床糙率系數(shù)值（n） 流量范圍 () 渠槽特征 糙率系數(shù) n 灌溉渠道 退泄水渠道 >25 平整順直，養(yǎng)護良好 平整順直，養(yǎng)護一般 渠床多石，雜草叢生，養(yǎng)護較差 0.0225 0.0225 0.025 0.0225 0.025 0.0275 25~1 平整順直，養(yǎng)護良好 平整順直，養(yǎng)護一般 渠床多石，雜草叢生，養(yǎng)護較差 0.0225

58、 0.025 0.0275 0.025 0.0275 0.030 <1 渠床彎曲，養(yǎng)護一般 支渠以下的固定渠道 渠床多石，雜草叢生，養(yǎng)護較差 0.025 0.0275 0.030 0.0275 表4-2 挖方渠道最小邊坡系數(shù)表 渠床條件 水深h(m) <1 1~2 2~3 稍膠結(jié)的卵石 1.00 1.00 1.00 夾砂的卵石和礫石 1.25 1.50 1.50 黏土、中壤土、重壤土 1.00 1.25 1.50 輕壤土 1

59、.00 1.25 1.50 砂壤土 1.50 1.50 1.75 砂土 1.75 2.00 2.25 表4-3 填方渠道最小邊坡系數(shù)表 渠床條件 流 量 Q () >10 10~2 2~0.5 <0.5 內(nèi)坡 外坡 內(nèi)坡 外坡 內(nèi)坡 外坡 內(nèi)坡 外坡 黏土、中壤土、重壤土 1.25 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 輕壤土 1.50 1.25 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

60、 1.00 砂壤土 1.75 1.50 1.50 1.25 1.50 1.25 1.25 1.25 砂土 2.25 2.00 2.00 1.75 1.75 1.50 1.50 1.50 4.2.4.3渠道過水?dāng)嗝娉叽? 渠道橫斷面尺寸計算采用圖解結(jié)合試算法。過程為： 由k= 得k 假定一個底寬b 求的值 查《水力學(xué)》（第二版）附圖Ⅱ，得寬深比的倒數(shù) 即1/α=h/b 由此確定h. 由公式 A=(b+mh)h P=b+2h R=A/P C= V=C Q=AC 求出

61、計算流量。是與假定的b,h值相應(yīng)的輸水能力，一般不等于渠道的設(shè)計流量Q,通過試算，反復(fù)修改b、α、h值，直至渠道計算流量等于或接近渠道設(shè)計流量為止。要求誤差不超過5%，即 ≤5% 取干渠一及干渠一的支渠三作為典型渠道分別計算橫斷面尺寸 支渠三： 各水力參數(shù)列表為: b H A P R C V Q 0.2 0.11 0.034 0.48 0.07 25.68 0.21 0.0073 故支渠三的橫斷面尺寸為： b=0.2 h=0.11 干渠一： BD段：設(shè) b=0.2 h=0.12 各水力參數(shù)列表為: b h A P R

62、C V Q 0.2 0.12 0.038 0.54 0.07 25.68 0.21 0.009 BC段：因為BC段流量與BD段流量相差不多，略小于BD段流量，為了便于施工，取BC段橫斷面與BD段相同。 由于干渠DC段與支渠三橫斷面尺寸相差不多，為了便于施工，取 b=0.2 h=0.12 OA段: 各水力參數(shù)列表為: b h A P R C V Q 0.3 0.2 0.1 0.87 0.11 27.69 0.29 0.029 AD段：因為AD段流量與OA段流量相差不多，略小于OA段流量，為了便于施工，取AD段橫斷面與OA

63、段相同. 干渠一各段及支渠三過水?dāng)嗝娉叽缌斜砣缦拢? b h 干渠OD段 0.3 0.2 干渠DC段 0.2 0.12 支渠 0.2 0.12 4.2.4.4 不沖不淤流速的校核 為了使灌溉渠道不沖不淤，設(shè)計時多以臨界不沖條件為依據(jù)，而用臨界不淤流速作為核驗。臨界不沖流速又稱最大容許流速，是設(shè)計渠道最大流速的限度。渠道的不淤流速與挾沙能力及運行規(guī)律有密切關(guān)系。該渠道為清水渠道，無防淤要求。 其臨界不沖流速可按吉爾什坎公式估算 =K* 式中 K—根據(jù)渠道所通過的土質(zhì)由下表選取 表4-4

64、 K值 非粘聚性土 K 粘聚性土 K 中砂土 0.45~0.50 砂壤土 0.53 粗砂土 0.50~0.60 輕粘壤土 0.57 小礫石 0.60~0.75 中粘壤土 0.62 中礫石 0.75~0.90 重粘壤土 0.68 大礫石 0.90~1.00 粘土 0.75 小卵石 1.00~1.30 重粘土 0.85 中卵石 1.30~1.45 大卵石 1.45~1.60 該灌區(qū)為輕粘壤土，取 K=0.57 對于干渠DC段： =0.57*=0.36m/s =0.009/0.038=0.23m/s < 對

65、于干渠OD段： =0.57*=0.51m/s =0.03/0.1=0.3m/s < 橫斷面設(shè)計符合不沖要求 4.2.4.5 渠道過水?dāng)嗝嬉陨喜糠值挠嘘P(guān)尺寸 ① 加大流量 在考慮到管理運用過程中，可能出現(xiàn)規(guī)劃設(shè)計未能預(yù)料到的情況（如灌區(qū)作物組成的變化、擴大灌溉面積、稀遇的干旱氣候等）和短時期加大輸水的要求，應(yīng)使輸水留有余地。加大流量，一般按正常流量加大10-30%，是確定堤頂高程的依據(jù)。加大流量的計算，可用正常流露乘以下表的加大系數(shù) 表4-5 渠道加大流量系數(shù) 渠道正常流量（） <1 1-10 >10 加大系數(shù) 1.2-1.3

66、 1.15-1.2 1.10-1.15 計算加大水深時，渠道設(shè)計底寬已經(jīng)確定，明渠均勻流流量公式中滯包含一個未知數(shù)。用試算法或諾模圖求加大水深，計算的方法步驟和求設(shè)計水深的方法相同。 取加大系數(shù)j=1.3 干渠OD段： 各水力參數(shù)列表為: b A P R C V Q 0.3 0.23 0.12 0.95 0.13 28.47 0.32 0.039 干渠DC段： 各水力參數(shù)列表為: b A P R C V Q 0.2 0.13 0.043 0.57 0.075 25.98 0.22 0.01 所以，支渠三及干渠DC段加大水深=0.13m 干渠OD段加大水深=0.23m ② 安全超高 〈灌溉排水渠系設(shè)計規(guī)范〉（SDJ217-84）建議按下式計算渠道的安全超高h(yuǎn). h.=+0.2 支渠三及干渠DC段h=0.23m 干渠OA段h=0.26m ③ 堤頂寬度 為了便于管理和保證渠道安全運行，滿足交通和渠道穩(wěn)定的需要。堤頂寬度按下