2022年XX水库灌区灌溉渠系规划布置课程设计

1、精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -XX水库灌区浇灌渠系规划布置初设说明书一课程设计目的浇灌排水工程学课程设计是使同学将所学学问与生产实践有机结合的桥梁，也是培育同学运用本课程理论和技术学问解决实际问题的重要实践性环节；通过课程设计培育同学运用本课程理论和技术学问解决实际问题，进一步提高运算、制图和使用技术资料的才能；本课程的教学目的是：1采纳启示式教学， 培育同学独立摸索与自我猎取学问的才能；通过课程设计实践，培育同学综合运用所学学问的才能；2使同学把握水利工程规划、设计的一般方法与规律；3对同学进行浇灌工程规划布置与设计基本技能的训练，提高同学综合使用

2、技术资料（包括基本资料猎取、正确使用标准与设计规范、合理选取运算参数、敏捷运用运算公式）与综合利用所学学问才能，培育同学分析问题和解决问题的才能，使同学把握浇灌（排水）工程设计的方法与步骤；二.基本资料XX水库是以浇灌、供水结合发电的综合利用工程，总库容1.25 亿立米；电站为浇灌期发电的季节性电站，整个灌区利用发电后的尾水进行浇灌；尾水渠渠底高程为576.5m；2.1 灌区地貌及水文水资源概况XX 水库灌区位于XX 以东，大桥河以西， 大金河以南的黑屿岭北坡， 地势南高北低，海拔 500600m, 地面坡度 1/2501/1000，由于发源于黑屿岭北坡的七条大金河支流的切 割作用，使该区从东

3、到西，川原相间，起伏不平；灌区土地面积约39.5 万亩, 土地利用系数 0.74；灌区内地表水资源由于受地势，时间和空间的限制，难以全部利用，只能通过可能的工程措施利用一小部分；灌区作物种植情形与19821998 年降雨资料见附表；依据水文地质条件，灌区分为河谷阶地和山前洪积扇两种地貌类型；河漫滩潜水埋深 10m 左右，含水层为砂、沙砾石，厚330m, 山前洪积扇潜水埋深2030m，含水层 为含泥的砂砾石层， 厚 1020m；地下水质良好， 矿化度为 0.20.5 克/升，PH 值为 6.58, 适于浇灌与人畜用水；整个灌区大部分在金辉县境内，其中有五个较大的集镇，人口为11 万人；2.2 .

4、灌区土壤地质概况在洪积扇上，地表岩性为冲积、洪积的次生黄土和亚沙土；土层厚度随地势而异， 一般为 515m, 河滩地冲积土层厚度为1m 以内，以下为砂石层；沿山坡地带土壤为沙壤土，洪积扇中部土壤为中壤土，河谷川地土壤为重壤土，土壤物理性质见下表：土壤性质田间持水量（占土体%）容重（ g/cm3）沙壤土17251.51.55中壤土23321.371.49重壤土30421.351.382.3 .灌区水文气象概况XX王庄站实测多年平均流量9.09m3/s, 最枯流量0.7 m3/s, 年平均含沙量35.2kg/m3；大金河多年平均径流量为31.9 亿 m3, 扣除上游魏家原15.7 万亩的浇灌用水；

5、在浇灌精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -季节，下游金辉县境内的河川地灌水也很困难，需从XX 水库供水；灌区多年平均降雨量为668mm, 65%集中在八、九、十月，年平均气温17°C, 最高为 37°C，最低为零下17° C；一般年份最大冻土深度4565cm, 时间一般在十二月中旬到一月下旬；2.4 .浇灌制度灌区内的主要作物为冬小麦、夏玉米、猕猴桃及水稻等作物，复种指数160%，渠系有效利用系数 0.60

6、, 浇灌保证率 p=75%.三设计灌水率的运算；3.1. 对气象资料进行初步处理与整编，确定运算的典型年；年份降雨量（ mm）序号年份降雨量（ mm）P=m/n+1*100%61274.50176445.182.3862214.88265436.774.7663195.17381421.187.1464177.36478394.719.5265436.77587372.7611.9066196.15684346.3714.2967170.45783344.6216.6768141.17882333.7319.0569249.63998332.1521.4370166.631088315.012

7、3.8171231.911196311.8226.1972248.101295302.4928.5773209.581392283.2030.9574227.841475277.0033.3375277.001561274.5035.7176445.181669249.6338.1077247.931772248.1040.4878394.711877247.9342.8679188.601980247.4345.2480247.432000247.2947.6281421.182199243.9150.0082333.732271231.9152.3883344.622391230.5954

8、.7684346.372489230.1757.1485123.972574227.8459.5286101.182690219.9961.9087372.762762214.8864.2988315.012801214.2366.6789230.172993213.0469.0590219.993073209.5871.4391230.593166196.1573.8192283.203263195.1776.1993213.043379188.6078.57精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word

9、 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -94107.443464177.3680.9595302.493567170.4583.3396311.823670166.6385.719768.713768141.1788.1098332.153885123.9790.4899243.913994107.4492.8600247.294086101.1895.2401214.23419768.7197.62按设计浇灌保证率p=75% 可确定把 1966 年作为运算的典型年；12345678910111200.119.629.110918.7116.447.8115.43.639

10、.411.81963 年的降雨资料如下： 月份降雨量（mm）将该年的月降雨随机安排到各旬，安排如下表：由于玉米的生育期只在6、7、8、9 月，所以只对这四个月的降雨进行安排；各旬降雨量 mm月份上旬中旬下旬66.236.236.23737.5537.5541.3815.4215.4216.96938.4738.4738.473.2 .作物需水量的运算；日、月参考作物需水量（ETo）资料已给出；典型年（1966 年）的气象资料如下表：月份123456789101112日 ET1.411.431.902.052.534.654.413.932.062.151.180.65月 ET43.85 40.

11、05 58.96 61.62 78.47 139.52 136.56 121.95 61.83 66.72 35.44 20.28玉米的生育期生育阶段时间播种育苗6 月 6 日-6 月 11 日出苗-拔节6 月 12 日-6 月 28 日拔节-抽穗6 月 29 日-7 月 23 日抽穗-成熟7 月 24 日-9 月 4 日玉米各生育期作物需水量（ET）运算表：生育期时间天数ET0日KCETC播种育苗6月6日-6 月64.650.51114.2569精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结

12、 - - - - - - - - - - - -11日6 月 12-6 月54.650.51111.88075166 月 17 日-6月 30 日144.650.51133.26617 月 1-7 月184.411.05183.4284177 月2518-7 月84.411.05137.07937 月26-8 月234.41|3.931.051|1.434123.615178 月418-9 月183.93|2.061.434|1.28089.4459出苗- 拔节拔节- 抽穗抽穗- 成熟总计392.97243.3 作物（玉米）浇灌制度的确定；用水量平稳方程分析玉米的浇灌制度，公式如下：W tW

13、0W TP0KMETWt 和 W0 分别为时段初和时段末土壤方案潮湿层内的储水量；收集整理公式中各项参数如下：1）；土壤方案潮湿层H ；依据有关规定和体会取玉米各生育期方案潮湿层深度如下表：生育阶段方案潮湿层深度mm播种育苗350出苗- 拔节450拔节- 抽穗550抽穗- 成熟7002）；土壤最大最小含水率max 和min ；答应最大含水率取田间持水率max =f ，最小含水率取0.6f ；f =30%；就玉米各生育期最大最小含水率如下表：生育阶段max （占土体 %）min （占土体 %）播种育苗3018出苗- 拔节3018拔节- 抽穗3018抽穗- 成熟30183）；有效降雨量 P0P0=

14、PP 为设计降雨量；取 0.8；4）；地下水补给量K ；在这里地下水补给很少，可以认为各生育阶段的K=0.5）；由于方案潮湿层增加而增加的水量WT ；精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -WT 的运算可采纳下公式：WT=（H2-H 1） AH1 和 H2 分别为时段初和末的方案潮湿层的深度；就可运算初玉米各生育期的W T，结果如下表：生育阶段 方案潮湿层深度35130182400451301824100245513018241002470

15、130182415036播种育苗出 苗 - 拔节拔 节 - 抽穗抽 穗 - 成熟6）；灌水定额 M ；A%max%min% HWT m 为灌水定额，运算公式为：m=W max-Wmin =AH （maxmin ）；当时段末方案潮湿层内的储水量Wt 接近或小于该时段内的最小含水量W min 时就需要进行灌水，灌水定额依据上公式运算；7）；作物需水量 ET ；玉米生育期平均日蒸发蒸腾量e 运算如下表：生育阶段播种育苗时间6 月 6 日-6 月 11日天数（ d）6ET 14.26e 2.38出苗- 拔节6 月 12 日-6 月 301945.152.38日拔节- 抽穗7 月 1 日-7 月 25日

16、26120.514.64抽穗- 成熟7 月 26 日-9 月 441213.075.20日8；玉米浇灌制度运算表；生育W tW 0WTP0KMET灌水连续时阶段日期间 d播种育苗94.1478.502.990014.2813567.96242.490011.9出苗-拔节拔节-13483.17506.9805433.326 月18 日8抽穗165111.5792454.07083.52精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -抽穗-成熟8 月

17、2日10136.14119.649024.030037.12210112.5292639084119.6160.8151.472029.5808493.6159.14216.8393.348 月24 日10合计3.4 .灌水率的运算；灌水率运算公式为：q k ， di100amki 864Tki（k=1， 2， 3，）3qk， di、Tki、mki 分别为第 i 种作物第 k 次灌水的灌水率m间 d、灌水定额 m3/ 亩；棉花、小麦、谷子、玉米灌水率运算见下表：灌水率运算/（ 100s·100 亩）、灌水连续时作物灌灌水作所占水定额灌水时间（月 . 日）连续时灌水率物面次m3/间（

18、d）m3（/100s·100 亩）积数亩中间始终日1366.186.256.2180.2604502568.28.118.6100.32413568.249.28.28100.32411554.275.35.170.2273252456.16.86.580.16283457.227.277.2460.21704458.269.28.2980.16281604.124.214.17100.17362554.265.55.8100.1591253506.166.256.21100.14474507.107.197.15100.144716510.1610.2710.22120.31355

19、02503.193.283.24100.28943554.164.254.21100.31834555.65.155.11100.3183玉米棉花谷子小麦精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -作灌水率图，见下图梅河水库灌区主要作物灌水率图0.60.5） 0.4亩0s.1小麦01 0.3谷子（/棉花3m玉米率水灌 0.20.101月2月3月4 月5月6月7月8月9月10 月11 月12 月时间对灌水率图作修正，修正后的灌水率图见下图修正灌水

20、率运算作物灌灌水作所占水定额灌水时间（月 . 日）连续时灌水率物面次m3/间（ d）m3（/100s·100 亩）积数亩中间始终日1366.226.286.2570.2976502567.298.118.4140.23153568.269.88.29140.23151554.295.105.4120.13262456.26.116.6100.1302253457.207.287.2490.14474458.269.89.2140.09301604.94.184.13100.1736252554.295.105.3120.13263506.126.216.16100.14474507.

21、107.197.15100.144716510.1610.2710.21120.31352503.193.283.23100.2894503554.194.284.23100.31834555.115.205.15100.3183. 玉米棉花谷子小麦精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -梅河水库灌区主要作物灌水率图0.350.30.25）亩0s.1 0.2小麦01谷子（/棉花3m 0.15玉米率水灌0.10.0501 月2月3 月4月5

22、月6月7 月8月9 月10 月11 月12 月时间由修正后的灌水率图查的最大的灌水率为q=0.32 m3/（100s·100 亩） =0.048 m3/（s·100hm2）四. 干、支渠道设计流量的运算；灌区干渠、支渠、斗渠、农渠布置见附图；干渠各段长度：OAABBCCDDEEF2.164.315.146.655.165.64渠段名称渠段长度（ 1000m）一支二支三支四支五支六支86.0148.9027.5550.3826.8718.11各支渠掌握的浇灌面积：支渠名称掌握面积100hm2土地利用系数取0.74；4.1 .推求典型支渠（二支渠）及其所属斗渠、农渠的设计流量；

23、1.农渠的设计流量；二支渠的田间净流量为：3Q 二支田净 =A 二支× qd=0.74 ×48.9 ×0.048=1.74 （m/s ）斗渠分 10 组轮灌，同时工作的斗渠有2 条；而农渠分 10 组轮灌，同时工作的农渠有2条；就农渠的田间净流量为：Q 农田净 =Q 支田净 /（n×k）=1.74/（ 2× 2） =0.44（ m3/s） 取田间水利用系数f =0.90 ，就农渠的净流量为：精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 8 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - -

24、 - - - - - - - - - -3Q农净=Q农田净 /f =0.44/0.9=0.49（ m/s ）灌区土壤为中壤土，从课本表3-6 课查处相应的土壤透水性参数：A=1.9，m=0.4. 据此课运算农渠没千米输水缺失系数：Q农mA=2.53农净农渠的毛流量或设计流量为：L 农 取 0.52km3Q农毛=Q农净（ 1+农 L 农/100）=0.50 （m/s ）2）；运算斗渠的设计流量； 由于一条斗渠内同时工作的农渠有2 条，所以斗渠的净流量为 2 条农渠毛流量之和；3Q 斗净 =2×Q农毛 =1.00 （m/s ）农渠要分 10 组轮灌，各组要求斗渠供应的流量相等；但是第 1

25、0 轮灌组距斗渠较远，输水缺失水量较多，据此求得的斗渠毛流量较大；因此，以第 10 轮灌组灌水时需要的斗渠毛流量作为斗渠的设计流量；斗渠的平均工作长度为 L 斗 =2.27km斗渠每千米输水缺失系数为：Q斗mA=1.9斗净斗渠的毛流量或设计流量为：斗毛斗净斗斗Q=Q（ 1+L/100 ） =1.04 （m3/s ）3）；运算二支渠的设计流量； 斗渠分 10 组轮灌，以第 10 组轮灌组要求的支渠毛流量作为支渠的设计流量；支渠的平均工作长度L 支=9.08km支渠的净流量为：3Q 二支净 =2×Q斗毛=2.08 （m/s ） 支渠每千米输水缺失系数为：AQ二支m二支净=1.42支渠的毛

26、流量为3Q 二支毛 = Q 二支净 （1+二支 L 二支 /100 ） =2.21 （m/s ）4.2 .二支渠浇灌水利用系数；二支水 =Q二支田净 /Q 二支毛 =1.74/2.21=0.794.3 .运算 1、3、4、5、6 支渠的设计流量；1）；运算 1、3、4、5、6 支渠的田间净流量一支田净Q=86.01 ×0.74 ×0.048=3.06 （m3 /s ）3Q三支田净 =27.55 ×0.74 ×0.048=0.98 （m/s ）3Q四支田净 =50.38 ×0.74 ×0.048=1.79 （m/s ）3Q五支田净 =2

27、6.87 ×0.74 ×0.048=0.95 （m/s ）精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 9 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -3Q六支田净 =18.11 ×0.74 ×0.048=0.64 （m/s ）2）；运算 1、3、4、5、6 支渠的设计流量以典型支渠（二支渠）的浇灌水利用系数作为扩大指标用来运算其他支渠的设计流量；3一支水 =0.79 ；三支水 =0.79 ； 四支水 =0.75 ；五支水 =0.78 ；六支水 =0.8

28、0 Q 一支毛 =3.06/0.79=3.87（m/s ）Q 三支毛 =0.98/0.79=1.24（/s ）Q 四支毛 =1.79/0.75=2.39（/s ）Q 五支毛 =0.95/0.78=1.22（/s ）Q 六支毛 =0.64/0.80=0.80（/s ）4.4 .推求干渠各段的设计流量；）；EF 段的设计流量Q3EF净= Q 六支毛 =0.80（m/s ）0.4EF =1.9/0.80=2.08Q3EF毛=0.80 （1+2.08 ×5.64/100 ） =0.89 （m/s ）2） DE 段的设计流量Q3DE 净 =0.89+1.22=2.11 （m/s ）0.4DE

29、=1.9/2.11=1.41毛QDE =2.11 ×1+1.41 ×5.16/100=2.26（m3/s ）3） CD 段的设计流量Q3CD 净 =2.26+2.39=4.65 （m/s ）0.4CD =1.9/4.65=1.03Q3CD毛=4.65 ×1+1.03 ×6.65/100=4.97（m/s ）4) BC 段的设计流量3QBC净=4.97+1.24=6.21 （m/s ）0.4BC =1.9/6.21=0.92毛QBC =6.211+0.92 × 5.14/100=6.50（m3/s ）5) AB 段的设计流量Q3 净 =6.50+

30、2.21=8.71 （m/s ）0.4AB =1.9/8.71=0.80Q3毛 =8.711+0.8 ×4.31/100=9.01（m/s ）6) OA 段的设计流量3Q净 =9.01+3.06=12.07 （ m/s ）0.4OA =1.9/12.07=0.70毛Q=12.071+0.70 × 2.16/100=12.25（ m3/s ）水 =0.048 ×257.82 × 0.74/12.25=0.754.5 .各渠段加大流量的运算；精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 10 页，共 13 页 - - - - - - - -

31、- -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -渠道的加大流量用下公式运算：渠段号OAABBCCDDEEF典型Qd312.259.016.54.972.260.892.21J1.181.211.241.261.281.321.28Q（jm3/s ）14.4610.908.066.262.891.172.83Qj=JQd；Qj 为渠道的加大流量， J 为流量加大系数， Qd 为渠道设计流量；各段干渠和典型支渠 二支渠 加大流量运算如下表：（ m/s ）五浇灌渠道横纵断面的设计；从经济性等方面考虑， 该灌区干、支浇灌渠道都采纳梯形断面； 渠道内壁用混凝土衬砌；5.1

32、 .渠道很断面的设计；1）；梯形渠道正确水力断面参数选取及运算；运算结果如下表：段号inmm'Qh0b0A 0X 0R0V 0OA0.00050.0171.253.212.252.1371.4998.9138.3411.0691.374AB0.00050.0171.253.29.011.9051.3367.0797.4340.9521.273BC0.00050.0171.253.26.51.6851.1825.5426.5770.8431.173CD0.00050.0171.253.24.971.5241.0694.5315.9470.7621.097DE0.00050.0171.25

33、3.22.261.1340.7952.5094.4260.5670.901EF0.00050.0171.253.20.890.7990.5611.2473.1200.4000.714典型0.0010.0131.253.22.210.8930.6261.5563.4850.4461.420上表中 i 为渠底比降， n 为渠床糙率， m 为渠道内边坡系数， m'=21m 2 ，Q 为渠道的设计流速， h0、b0、A 0、X 0、R0、V 0 分别为正确水力断面的水深、渠底宽度、过水断面积、湿周长、水力半径、和流速，单位都是米，m；精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第

34、 11 页，共 13 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -2）；梯形渠道有用经济断面的水力运算；运算结果如下表段号malh/h0VARhbOA1.3619.0031.0533.5522.923AB1.2607.1500.9383.1652.605BC1.1615.5970.8302.8012.305CD1.251.010.8231.6621.0864.5760.7512.5322.084DE0.8922.5340.5591.8851.551EF0.7061.2600.3941.3291.094典型1.4061.57

35、10.4401.4841.221上表中 V 、A 、R、h、b 分别为有用经济断面的流速、过水断面面积、水力半径、水深和底宽， m；3）；渠道断面稳固分析；查得无钢筋的混凝土衬砌渠道的流速不超过V cd=2.5m/s；由 2）运算结果看出V< V cd=2.5m/s；即流速满意要求；4）；渠道过水断面以上部分的有关尺寸；a；渠道的加大水深的运算；用下公式运算：hj=1.189nQj3/8； Qj 为渠道的加大流量；m'mi段号inmm'QjhjOA0.00050.0171.253.214.462.274AB0.00050.0171.253.210.92.046BC0.00050.0171.253.28.061.827CD0.00050.0171.253.26.261.661DE0.00050.0171.253.22.891.243EF0.00050.0171.253.21.170.886典型0.0010.0131.253.22.830.980OAABBCCDDEEF典型2.2742.0461.8271.6611.2430.8860.980.7690.7120.6570.6150.5110.4220.445安全超高运算公式如下：段号hjhh1 h4j0.2b；堤顶宽度；渠岸堤顶的宽度可用下公