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

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1、目錄緒論3第一章 灌區(qū)基本資料51.1 項(xiàng)目區(qū)簡(jiǎn)況51.2 自然條件51.3 水文地質(zhì)條件61.4 土壤61.5 現(xiàn)有水利工程61.6 社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件7第二章 灌區(qū)規(guī)劃92.1 規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)及原則92.2 工程布局10第三章灌區(qū)灌溉制度的擬訂113.1 灌溉保證率的選擇113.2 作物需水量的計(jì)算113.3作物灌溉制度的制定133.4 作物需水量及灌溉用水過(guò)程143.5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(jì)154.1 工程設(shè)計(jì)的任務(wù)和依據(jù)154.2 灌溉工程設(shè)計(jì)154.3 排澇工程設(shè)計(jì)24第五章 泵站設(shè)計(jì)285.1 泵站設(shè)計(jì)流量的確定285.2 泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程的確定295.3 水泵及輔助設(shè)備

2、的選擇295.4 泵房設(shè)計(jì)30第六章 工程量估算316.1 工程量計(jì)算的基本原則316.2 挖方渠道概算316.3 半挖半填渠道概算316.4 裁彎取直工程量326.5 渠道總工程量32總結(jié)33致謝34主要參考文獻(xiàn)35緒論根據(jù)武隆縣近、中期農(nóng)業(yè)的農(nóng)村經(jīng)濟(jì)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(wàn)公斤，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值100008萬(wàn)元，農(nóng)民人均純收入1500元。要解決龍壩鄉(xiāng)在過(guò)去四十年中在土地規(guī)劃方面存在的問(wèn)題并達(dá)到2010年農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總體目標(biāo)，對(duì)隆壩鄉(xiāng)灌區(qū)的水利規(guī)劃勢(shì)在必行。本次設(shè)計(jì)就是針對(duì)龍壩鄉(xiāng)灌區(qū)在灌區(qū)規(guī)劃方面存在的問(wèn)題而進(jìn)行的，以達(dá)到充分利用當(dāng)

3、地水資源的目的。一 選題來(lái)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(shí)空分布不均，地形地貌復(fù)雜、耕地分散、交通不便，經(jīng)濟(jì)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(jià)值表現(xiàn)在將統(tǒng)籌灌溉、防洪、發(fā)電、航運(yùn)、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(hù)的統(tǒng)一，發(fā)揮水資源的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，最大限度地滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)和人民生活的需要。就應(yīng)屆本科生來(lái)說(shuō)，畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，畢業(yè)設(shè)計(jì)能使學(xué)生充分發(fā)揮獨(dú)立思考能力，解決設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)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

4、提高學(xué)生在這方面的能力。本次設(shè)計(jì)的意義在于使學(xué)生鞏固所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并能實(shí)際運(yùn)用于設(shè)計(jì)施工中，培養(yǎng)獨(dú)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，明確當(dāng)前社會(huì)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(jì)思想，熟練運(yùn)用圖表和文字表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，掌握運(yùn)用有關(guān)參考書(shū)籍手冊(cè)和規(guī)范的方法，了解國(guó)內(nèi)最新的成就，并能適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用設(shè)計(jì)中。二 相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展方向進(jìn)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(qiáng)水資源的保護(hù)。在考慮水資源的利用和可持續(xù)發(fā)展時(shí)應(yīng)該分析經(jīng)濟(jì)效益，生態(tài)效益及社會(huì)效益，而不僅僅是經(jīng)濟(jì)效益，生態(tài)效益及社會(huì)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

5、環(huán)境的水管理，水資源應(yīng)該放在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的大環(huán)境中考慮，僅因?yàn)檫@點(diǎn)，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的理解和選擇就應(yīng)該跟上時(shí)代的發(fā)展并走可持續(xù)發(fā)展的道路。隨著總體經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的變化，精細(xì)農(nóng)業(yè)，機(jī)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(shí)，有必要把從水的運(yùn)輸?shù)剿睦玫恼麄€(gè)過(guò)程分為幾個(gè)階段，它既是相對(duì)獨(dú)立又是緊密聯(lián)系的，這幾個(gè)階段分為輸水工程，田間工程及作物用水。三 主要研究?jī)?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(jì)、排澇工程設(shè)計(jì)、單體工程設(shè)計(jì)、土建工程量估算。采取的主要

6、技術(shù)路線為：收集實(shí)地水文、地形、經(jīng)濟(jì)狀況等資料，閱讀地形圖并測(cè)量水旱田地位置和面積，確定各種作物灌溉制度并根據(jù)設(shè)計(jì)灌水率設(shè)計(jì)灌溉工程，然后設(shè)計(jì)排澇工程、單體工程，最后進(jìn)行土建工程量估算。編者2004年5月29日 第一章 灌區(qū)基本資料1.1 項(xiàng)目區(qū)簡(jiǎn)況項(xiàng)目區(qū)分布在武隆縣龍壩鄉(xiāng)境內(nèi)，地處北緯2921至2925，東經(jīng)10754至11757之間，項(xiàng)目涉及到五星向光后槽等6個(gè)村，轄32個(gè)農(nóng)業(yè)社，1367戶(hù)，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

7、。1.2 自然條件1.2.1 地形地勢(shì) 項(xiàng)目區(qū)屬低山丘陵區(qū)，地勢(shì)較低，海拔高程在340米至510米之間，相對(duì)高差170米左右。區(qū)內(nèi)為向斜發(fā)育而成的細(xì)長(zhǎng)臺(tái)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(wú)法直接自流灌溉。1.2.2 氣溫項(xiàng)目區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，其特點(diǎn)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(wú)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(shí)數(shù)1121小時(shí)，年均太陽(yáng)輻射熱73千卡/平方厘米，無(wú)霜期296天，多年平均降雨量1094.4毫米，最大降雨量為147

8、0毫米。相對(duì)濕度為78%。1.2.3降雨量降雨量在空間上的分布呈現(xiàn)先隨高程增加而增加，其最大降水高度為海拔11001600米，其后則隨高程遞增而遞減。低山丘陵區(qū)多年降水為11001400毫米。降雨量的時(shí)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（510月）約占全年降水的四分之三，具有雨熱同季的特點(diǎn)。根據(jù)19591980年系列降雨量資料，按經(jīng)驗(yàn)頻率公式P=100%計(jì)算，保證率為75%的年份1974年。因此，確定1974年為典型年。設(shè)計(jì)典型年（1974年）月降雨量分配見(jiàn)表1-1：表1-1 設(shè)計(jì)典型年（1974年）月降水量分配表月份123456789101112全年

9、降水量（mm）10.110.960.783.2187.9102.995.2288.3100.1100.520.88.61070.9比例（%）0.91.05.77.817.69.68.926.99.49.41.90.9100資料來(lái)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 武隆縣平均蒸發(fā)量統(tǒng)計(jì)表月份123456全年折算系數(shù)年蒸發(fā)量（mm）蒸發(fā)量（mm）42.138.063.498.7125.0123.4月份789101112蒸發(fā)量（mm）90.8160.5125.069.0

10、47.737.21120.80.8896.6資料來(lái)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)條件灌區(qū)屬武隆山褶皺地帶，地質(zhì)構(gòu)造為新華夏系次級(jí)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(qiáng)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(kāi)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(qiáng)，另有少量的黃壤土。土壤適宜多種農(nóng)作物生長(zhǎng)。表1-3 項(xiàng)目區(qū)土

11、壤普查簡(jiǎn)表土壤名稱(chēng)深度（cm）顏色質(zhì)地容重（g/cm）孔隙度（%）暗紫泥田023暗紫輕粘土1.3549.402370暗紫輕粘土1.3748.74注：資料由武隆縣農(nóng)業(yè)局提供，土壤取樣地點(diǎn)位于項(xiàng)目區(qū)的車(chē)壩村。灌區(qū)無(wú)過(guò)境徑流，無(wú)外來(lái)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(mèng)沖塘、象口子、干洞三個(gè)較大的天然水源（枯水期流量分別為0.4/s、0.2/s、0.1/s）和很多小的山泉水源。這三個(gè)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1.3/s左右。1.5 現(xiàn)有水利工程灌區(qū)主要有夢(mèng)沖塘、

12、象口子等多處水源，由于水源較低，只能滿(mǎn)足灌區(qū)部分的人畜飲水和灌溉。灌區(qū)無(wú)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(shí)基本不能實(shí)施灌溉。1條灌溉渠道引取夢(mèng)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(huì)經(jīng)濟(jì)條件1.6.1 當(dāng)?shù)夭牧霞皠趧?dòng)力資源灌區(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(dòng)力5133個(gè)，鄰鄉(xiāng)、村的勞動(dòng)力可以大量支援，勞動(dòng)力充足。武隆縣經(jīng)過(guò)10多年水利技術(shù)人員培訓(xùn)和接收各水利院校的專(zhuān)業(yè)人才，有一支過(guò)硬的、經(jīng)驗(yàn)豐富的水利工程技術(shù)隊(duì)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，

13、水田大部分分布在北部地區(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(jì)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(zhǎng)季節(jié)較長(zhǎng)，積溫較高，雨量較為充沛，能滿(mǎn)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(zhǎng)要求。進(jìn)行灌溉制度的設(shè)計(jì)時(shí)，旱地和水田都采用一年兩熟制，且都是單作的種植制度?；巨r(nóng)田整理項(xiàng)目區(qū)作物種植類(lèi)型及播種面積表1-4 單位：畝村別水稻玉米油菜紅苕蔬菜面積

14、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(chē)壩767.54349.21023.5300.3753.82100.25833.52878.6537.24433.33后槽0297.7352.7105.33200872.7381.9435.3五屋702.93351.2758.64302.5478.5108.57633.65875.5628.73445.3向光268.19351.21795.33300.7452.77107.5653.67877.3684.25419.5回龍457.78350.31632.72297.4385.4106.22621.7

15、6875.44324.77428.1石橋村549.25348.1928.73301.4437.21117.3778.06872.8692.75438.5合計(jì)2745.695091.42860.393720.663249.641.6.4 電力設(shè)施狀況2000年7月到2001年6月，在西部大開(kāi)發(fā)的政策下，龍壩鄉(xiāng)先后進(jìn)行了農(nóng)網(wǎng)改造，灌區(qū)有十千伏高壓線通過(guò)，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(xiàng)目建設(shè)后區(qū)內(nèi)水泵、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備的運(yùn)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(jí)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

16、.6 灌區(qū)開(kāi)發(fā)要求根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃及流域規(guī)劃，擬將本灌區(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(mèng)沖塘、象口子、干洞三個(gè)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(shì)較高，要修建提水泵站，然后進(jìn)行灌溉。同時(shí)，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(guò)流不暢，造成上游近2000畝農(nóng)田受災(zāi)，給當(dāng)?shù)厝罕姷纳?cái)產(chǎn)安全造成了不小的損失。灌區(qū)開(kāi)發(fā)以灌溉為主，同時(shí)解決排澇問(wèn)題，兼顧排漬。表1-5 武隆縣龍壩鄉(xiāng)基本農(nóng)田整理項(xiàng)目區(qū)社會(huì)狀況表村名戶(hù)人口純收入（元/人）凈耕地面積（畝）車(chē)壩村206773801

17、.282109.81后槽村186710689.721193.00五星村2911003755.11757.43向光村217789712.81376.61回龍村2641025744.71395.68石橋村203833725.551791.85合計(jì)13675133/9624.38武隆縣1974年逐日降雨量統(tǒng)計(jì)表表1-6 單位：毫米 月日12345678910111211.71.77.74.720.910.41.030.24.121.53.141.07.524.92.350.219.76.624.20.160.64.31.60.35.90.21310.970.12.88.60.113.10.514.1

18、0.282.32.151.10.444.77.494.52.50.210.91.535.50.18.30.71.9100.42.32.91.00.498.70.63.9110.20.21.00.310.50.30.6120.14.12.1130.43.15.40.80.3140.118.90.6154.50.21.5161.30.80.61.3170.10.20.431.818.91.80.2182.85.319.37.09.118.60.40.2191.737.930.145.91.39.1201.49.749.90.314.6210.37.0220.30.25.30.43.2231.76.

19、21.56.94.93.6240.40.41.52.90.54.7250.1200.70.70.61.3268.81.40.50.36.43.22742.81.40.3280.50.20.4290.316.22.70.20.2304.311.63.01.4310.9合計(jì)10.810.760.783.2189.7102.995.2316.2100.1100.520.89.6 第二章 灌區(qū)規(guī)劃2.1 規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)及原則2.1.1 設(shè)計(jì)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)。選用灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，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(jì)保證率標(biāo)準(zhǔn)如下：

20、表2-1 灌溉設(shè)計(jì)保證率地區(qū)作物種類(lèi)灌溉設(shè)計(jì)保證率（%）缺水地區(qū)以旱作物為主以水稻為主50757080豐水地區(qū)以旱作物為主以水稻為主70807595由于龍壩灌區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)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(jì)保證率為75%。2.1.2 按降雨量資料選擇設(shè)計(jì)代表年 以灌區(qū)多年降雨量資料進(jìn)行頻率分析，選擇降雨頻率和灌溉設(shè)計(jì)保證率相同（或相近）的年份作為設(shè)計(jì)代表年。但年降水量時(shí)段較長(zhǎng)，未考慮年降雨量在時(shí)間上的差以及對(duì)作物灌溉需水的影響，往往出現(xiàn)主要作物生長(zhǎng)期降雨頻率和灌溉設(shè)計(jì)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(zhǎng)期降雨資料選擇代表年，即按主要作物生

21、長(zhǎng)期歷年降雨資料進(jìn)行頻率和灌溉設(shè)計(jì)保證率相同（或相近）的年份作為設(shè)計(jì)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(jiàn)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(gè)系統(tǒng)組成。渠系一般由四級(jí)固定渠（溝）組成，即干、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(shí)性田間工程。本次設(shè)計(jì)對(duì)農(nóng)渠以下級(jí)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(shí)際，因地制宜，合理布局，樹(shù)立大水利觀念和立足于水利為全社會(huì)服務(wù)，全面推進(jìn)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(jiān)持城鄉(xiāng)兼

22、顧，重點(diǎn)突出，分布實(shí)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(shí)加強(qiáng)水資源的保護(hù)。2.1.3.2渠系布置的基本原則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(guò)大的填方、挖方。規(guī)劃布置渠道時(shí)，應(yīng)同時(shí)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)。渠線應(yīng)盡量避免通過(guò)風(fēng)化巖層和節(jié)理發(fā)育的破碎帶及強(qiáng)透水地帶。渠線要盡量做到短（線短）、直（順直規(guī)整）、半（半填半挖），避開(kāi)難工險(xiǎn)段。注意與行政區(qū)劃相結(jié)合，盡量使用單位有獨(dú)立的引水口，并應(yīng)考慮機(jī)耕，土地規(guī)劃和用水管理的方便。改造或擴(kuò)建灌區(qū)時(shí)，應(yīng)盡可能利用已有工程，對(duì)舍棄的部分應(yīng)進(jìn)行

23、充分的方案論證后決定。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(guò)高，以免引起兩岸土地鹽堿化與沼澤化。對(duì)個(gè)別需要灌溉的高地，可在渠道上設(shè)置提水站。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(gè)田塊，各個(gè)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

24、見(jiàn)灌區(qū)規(guī)劃總圖，其中紅色實(shí)線表示灌溉渠道，紅色虛線表示排水溝道，紫色實(shí)線表示壓力管道。第三章 灌區(qū)灌溉制度的擬訂3.1 灌溉保證率的選擇灌溉保證率選取75%（具體敘述見(jiàn)說(shuō)明書(shū)2.1）3.2 作物需水量的計(jì)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(shí)段及各生育期的參數(shù)列表見(jiàn)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(qiáng)度（mm）日耗水量（mm）淹灌水層變化（cm

25、）返青期7.28-8.31429.64.26.2204070分蘗期8.4-9.668135.746103080拔節(jié)期9.7-9.264077.33.95.9205090抽穗開(kāi)花9.27-10.62041.64.26.2103050乳熟期10.7-10192643.83.45.4102060黃熟期10.20-10.312435.12.94.9落干表3-2 小麥生育期參數(shù)生育期起止日期計(jì)劃濕潤(rùn)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10.2011.25400.97取田間持水率36.8%20.20%越冬期11.262.21500.9720.20%返青期2.223.19601.

26、720.20%拔節(jié)期3.204.15703.422.10%抽穗成熟期4.165.15803.9520.20%表3-2-3 玉米生育期參數(shù)生育期起止日期計(jì)劃濕潤(rùn)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6.26.26402.99取田間持水率36.8%22.08%拔節(jié)期6.277.16504.2123.90%抽穗期7.177.30605.1125.80%灌漿期7.318.16803.5525.80%成熟期8.179.3802.422.08%表3-2-4 油菜生育期參數(shù)生育期起止日期計(jì)劃濕潤(rùn)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11.141.15101.

27、5取田間持水率36.8%18%現(xiàn)蕾期1.163.25201.728%開(kāi)花期3.264.12401.924%結(jié)莢成熟期4.135.10401.522%表3-2-5 早稻生育期參數(shù) （階段滲漏強(qiáng)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(qiáng)度（mm）日耗水量（mm）淹灌水層變化（cm）返青期4.245.21816.81.93.953050分蘗期5.35.2648100.84.26.2205080拔節(jié)期5.276.123489.25.27.2306090抽穗開(kāi)花6.136.2730845.67.6103080乳熟期6.287.61818.92.14.1103060黃熟期7.7

28、7.141616.82.14.110203.2.2水量平衡法計(jì)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(shí)段內(nèi)作物需水量計(jì)算式為：對(duì)于旱作物： 式中 時(shí)段初和任意時(shí)段t時(shí)的土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的儲(chǔ)水量 由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量 保存在土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的有效雨量 K時(shí)段t內(nèi)的地下水補(bǔ)量，即K=kt,k為t時(shí)段內(nèi)平均晝夜地下水補(bǔ)給量 M時(shí)段t內(nèi)的灌溉水量 ET時(shí)段t內(nèi)作物田間需水量，即ET=et,e 為t時(shí)段內(nèi)平均每晝夜的作物田間需水量 （以上各值均以mm, 計(jì)）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(jì)算： =667H（）n （） 式中 H

29、土壤計(jì)劃濕潤(rùn)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(jì)；一般為田間持水率，以占孔隙的百分?jǐn)?shù)計(jì)；播前H土層內(nèi)的平均灌水率，以占孔隙率的百分?jǐn)?shù)計(jì)。 為了滿(mǎn)足作物正常生長(zhǎng)的需要，任意時(shí)段內(nèi)土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的儲(chǔ)水量必須保持在一定的適宜范圍以?xún)?nèi)，即通常要求不小于作物允許的最小儲(chǔ)水量（）和不大于作物的最大儲(chǔ)水量（）對(duì)于水田作物： 式中 時(shí)段初田面水層深度 時(shí)段末田面水層深度p 時(shí)段內(nèi)降雨量d 時(shí)段內(nèi)排水量m時(shí)段內(nèi)灌水量WC 時(shí)段內(nèi)田間耗水 (以上各值均以mm計(jì))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

30、計(jì)算： =0.667(+)式中 泡田期灌溉用水量， 插秧時(shí)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(shí)期內(nèi)水田田面平均蒸發(fā)強(qiáng)度，mm/d時(shí)期內(nèi)的降雨量，mm3.3 作物灌溉制度的制定3.3.1 參數(shù)的說(shuō)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(qiáng)度、降雨延續(xù)時(shí)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(shí)，為0；一次降雨量在550mm時(shí)，約為1.00.8；當(dāng)次降雨量大于50mm時(shí)，=0.70.8。 地下水補(bǔ)給量K與地下水埋藏深度、土壤性質(zhì)、作物種類(lèi)、作物需水強(qiáng)度、計(jì)劃濕潤(rùn)層含水量等有關(guān)。當(dāng)?shù)叵滤裆?.52.5m時(shí)，

31、利用量為4080。該灌區(qū)地下水埋深2米，利用量約為40。得出平均補(bǔ)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(jiàn)附表3-6至3-10。計(jì)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(guò)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

32、灌水的水量損失等因素有關(guān)。灌溉用水量可按下試計(jì)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（）；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(duì)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(shí)期，故在計(jì)算各種作物每次灌水的凈灌溉水量的同時(shí)也舊確定了某年內(nèi)各種作物 的灌溉用水量的過(guò)程線。全灌區(qū)任何一個(gè)時(shí)段內(nèi)的凈灌溉用水量時(shí)時(shí)該時(shí)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(guò)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

33、耕種面積推算全年各月各種作物用水量及用水總量見(jiàn)表3-11 3-12.。3.5灌區(qū)的水資源平衡分析項(xiàng)目區(qū)項(xiàng)目區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)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(gè)月（58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(xiàng)目區(qū)應(yīng)修建蓄水池，蓄積降雨，采用長(zhǎng)藤結(jié)瓜的灌溉模式，保證灌溉用水量的供給。灌區(qū)三個(gè)較大水源枯水期總流量為0.7，年總水量為7360024365=2207.52萬(wàn)能滿(mǎn)

34、足灌溉要求第四章 農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)4.1 工程設(shè)計(jì)的任務(wù)和依據(jù)農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)的任務(wù)包括灌水率的設(shè)計(jì)、渠系布置、灌溉渠道流量設(shè)計(jì)、灌溉渠道橫斷面設(shè)計(jì)、除澇設(shè)計(jì)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(jì)、河道取直工程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)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(jì)手冊(cè)8灌區(qū)建筑物為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。4.2 灌溉工程設(shè)計(jì)4.2.1 灌水率的設(shè)計(jì)灌水率指灌區(qū)單位面積（萬(wàn)畝）上所需灌溉的凈流量。利用它計(jì)算灌區(qū)渠首的引水流量和灌溉渠道的設(shè)計(jì)流量。 =m/7.29T式中 T灌水延續(xù)時(shí)間，以d計(jì)，對(duì)于抽水灌區(qū)每天取22小時(shí)。各種作物種植面積占灌區(qū)面積

35、的百分?jǐn)?shù)m作物各次灌水定額（）。根據(jù)灌水率修正原則： 以不影響作物需水要求為原則。 盡量不改變主要作物關(guān)鍵用水期的各次灌水時(shí)間。若必須調(diào)整移動(dòng)，以往前移動(dòng)為主，前后移動(dòng)不超過(guò)三天。 修正后的灌水率圖比較均勻、連續(xù)。 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(shí)間較長(zhǎng)的最大灌水率值0.32作為設(shè)計(jì)灌水率。4.2.2 渠系布置 本設(shè)計(jì)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(jiàn)設(shè)計(jì)總規(guī)劃圖4.2.3 灌溉渠道流量設(shè)計(jì)4.2.3.1干渠一設(shè)計(jì)流量的計(jì)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(jí)推算計(jì)算典型田塊的

36、支渠水利用系數(shù)，作為其他支渠的擴(kuò)大系數(shù) 計(jì)算支渠的設(shè)計(jì)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）由支渠分配到每條農(nóng)渠的田間凈流量 Q農(nóng)I田凈=計(jì)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)。確定各級(jí)渠道的設(shè)計(jì)流量（毛流量）（1+L）式中 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(gè)輪灌組灌水時(shí)渠道的平均工作長(zhǎng)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(jí)渠道的毛流量，即設(shè)計(jì)流量。干渠一的規(guī)劃示意圖如

37、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(zhǎng)105米，斗渠一長(zhǎng)55米，斗渠二長(zhǎng)85米，農(nóng)渠一、農(nóng)渠二、農(nóng)渠三、農(nóng)渠四均長(zhǎng)90米。干渠一的設(shè)計(jì)流量為：BC段設(shè)計(jì)流量=0.008BD段設(shè)計(jì)流量=0.0089AD段的設(shè)計(jì)流量=0. 025OA段的設(shè)計(jì)流量=0.03=0.003=0.0006=0.0074.2.3.2干渠二設(shè)計(jì)流量的計(jì)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

38、渠二均長(zhǎng)150米。計(jì)算結(jié)果為：=0.0089=0.0055=0.0063=0.0154.2.4 灌溉渠道橫斷面設(shè)計(jì)4.2.4.1 橫斷面的選擇橫斷面的選擇應(yīng)考慮滿(mǎn)足的條件有：渠床穩(wěn)定或沖淤平衡有足夠的輸水能力滲漏損失最小施工、管理、運(yùn)用方便工程造價(jià)較小滿(mǎn)足綜合利用對(duì)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(diǎn)時(shí)施工簡(jiǎn)單，邊坡穩(wěn)定，便于應(yīng)用混凝土薄板襯砌。本設(shè)計(jì)采用梯形斷面。4.2.4.2渠道設(shè)計(jì)各參數(shù)得選擇 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(lái)選擇，時(shí)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

39、-2、4-3選擇邊坡系數(shù)m=1. 輸水渠道比降i輸水渠道比降應(yīng)滿(mǎn)足以下原則：輸水渠道盡可能采取較緩的比降，以滿(mǎn)足自流灌溉的要求。渠道比降應(yīng)盡量接近地面比降，避免挖、填方過(guò)大。對(duì)于土壤易沖刷的渠道，其比降應(yīng)緩，對(duì)于地質(zhì)條件較好的渠道，其比降可適當(dāng)陡一些。清水渠道應(yīng)考慮防止沖刷，比降宜緩。對(duì)于過(guò)大流量的渠道，其比降可緩。對(duì)于抽水灌溉輸水渠道，在滿(mǎn)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. 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(shí)際，直接影響設(shè)計(jì)成果的精度。如果n值取得太小，設(shè)計(jì)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

40、得太大，設(shè)計(jì)得渠道斷面就偏大，不僅增加了工程量，而且會(huì)因?qū)嶋H水位底于設(shè)計(jì)水位而影響下級(jí)渠道的進(jìn)水。糙率系數(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(jì)到建成后的管理養(yǎng)護(hù)情況。本次設(shè)計(jì)渠床橫斷面時(shí)，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(hù)良好平整順直，養(yǎng)護(hù)一般渠床多石，雜草叢生，養(yǎng)護(hù)較差0.02250.02250.0250.02250.0250.0275 251平整順直，養(yǎng)護(hù)良好平整順直，養(yǎng)護(hù)一般渠床多石，雜草叢生，養(yǎng)護(hù)較差0.02250.0250.02750.0250.02750.

41、030 1渠床彎曲，養(yǎng)護(hù)一般支渠以下的固定渠道渠床多石，雜草叢生，養(yǎng)護(hù)較差0.0250.02750.0300.0275表4-2 挖方渠道最小邊坡系數(shù)表 渠床條件 水深h(m) 10 102 20.5 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1.251.001.001.001.001.001.001.00輕壤土1.501.251.001.001.001.001.001.00砂壤土1.751.501.501.251.501.251.251.25砂土2.252.002.001.751.751.501.501.504.2.4.3渠道過(guò)水?dāng)嗝娉叽缜罊M斷面尺寸計(jì)算采用圖解結(jié)合試算法。過(guò)

42、程為：由k= 得k假定一個(gè)底寬b 求的值查水力學(xué)（第二版）附圖，得寬深比的倒數(shù) 即1/=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求出計(jì)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(jì)流量Q,通過(guò)試算，反復(fù)修改b、h值，直至渠道計(jì)算流量等于或接近渠道設(shè)計(jì)流量為止。要求誤差不超過(guò)5%，即 5%取干渠一及干渠一的支渠三作為典型渠道分別計(jì)算橫斷面尺寸支渠三：各水力參數(shù)列表為:bHAPRCVQ0.20.110.0340.480.0725.680.210.0073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.

43、2 h=0.12各水力參數(shù)列表為:bhAPRCVQ0.20.120.0380.540.0725.680.210.009BC段：因?yàn)锽C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=0.12OA段:各水力參數(shù)列表為:bhAPRCVQ0.30.20.10.870.1127.690.290.029AD段：因?yàn)锳D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段相同.干渠一各段及支渠三過(guò)水?dāng)嗝娉叽缌斜砣缦?；bh 干渠OD段0.30.2干渠DC段0.20

44、.12支渠0.20.12 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(jì)時(shí)多以臨界不沖條件為依據(jù)，而用臨界不淤流速作為核驗(yàn)。臨界不沖流速又稱(chēng)最大容許流速，是設(shè)計(jì)渠道最大流速的限度。渠道的不淤流速與挾沙能力及運(yùn)行規(guī)律有密切關(guān)系。該渠道為清水渠道，無(wú)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(guò)的土質(zhì)由下表選取表4-4 K值非粘聚性土K粘聚性土K中砂土0.450.50砂壤土0.53粗砂土0.500.60輕粘壤土0.57小礫石0.600.75中粘壤土0.62中礫石0.750.90重粘壤土0.68大礫石0.901.00粘土0.75小卵石1.001.30重粘土

45、0.85中卵石1.301.45大卵石1.451.60該灌區(qū)為輕粘壤土，取K=0.57對(duì)于干渠DC段： =0.57*=0.36m/s=0.009/0.038=0.23m/s對(duì)于干渠OD段： =0.57*=0.51m/s =0.03/0.1=0.3m/s 橫斷面設(shè)計(jì)符合不沖要求4.2.4.5 渠道過(guò)水?dāng)嗝嬉陨喜糠值挠嘘P(guān)尺寸 加大流量在考慮到管理運(yùn)用過(guò)程中，可能出現(xiàn)規(guī)劃設(shè)計(jì)未能預(yù)料到的情況（如灌區(qū)作物組成的變化、擴(kuò)大灌溉面積、稀遇的干旱氣候等）和短時(shí)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(jì)算，可用正常流露乘以下表的加大系數(shù)表4-

46、5 渠道加大流量系數(shù)渠道正常流量（）10加大系數(shù)1.2-1.31.15-1.21.10-1.15計(jì)算加大水深時(shí)，渠道設(shè)計(jì)底寬已經(jīng)確定，明渠均勻流流量公式中滯包含一個(gè)未知數(shù)。用試算法或諾模圖求加大水深，計(jì)算的方法步驟和求設(shè)計(jì)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:bAPRCVQ0.30.230.120.950.1328.470.320.039干渠DC段：各水力參數(shù)列表為:bAPRCVQ0.20.130.0430.570.07525.980.220.01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 安全超高灌溉排水渠系設(shè)計(jì)規(guī)范（SDJ217-84）建議按下式計(jì)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 堤頂寬度為了便于管理和保證渠道安全運(yùn)行，滿(mǎn)足交通和渠道穩(wěn)定的需要。堤頂寬度按下