农田水利水课程设计

1、农田水利学课程设计灌区灌溉系统的任务书基本资料1.1 概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16.5C,多年第0页共31页平均蒸发量1065mm,多年平均降水量1112mm,灌区地形图见附图。灌区人口总数约8万，劳动力1.9万。中溪以西属兴隆乡，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。灌区上游土质属重粘壤土，下游龙尾河一带属中粘壤土。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

2、质丘陵，表土属重粘壤土，地表56m以下为岩层，中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。灌区为马泊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1.2X1,总库容2.3X1。马清河灌区拟在该水库下游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。断面处河底高程30m,砂、卵石覆盖层厚2.5m,下

3、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。1.2 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4567蒸发量(mm)97.5118.0143.7174.9月份891011蒸发量(mm)196.5144.7101.175.6表2设计年降水量统计第1页共31页4567891017.64.6212.717.418.533.41.98492.055.31.210.864.87.92.878.628.582.5919.110

4、3.6112.52.1121.96.4137.52.31412.11.91.91510.0166.04.83.532.81725181.3191.6204.312.612211.818.5222.110.649.22.53.6231.410.74.52435.47.4256.2262271.1281.53.729307.7313.6月计72.9109107.840.525.0381041.3种植计划及灌溉经验第2页共31页3。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表3作物种植比例作物早稻中稻双季晚稻棉花种植比例（%）50284517根据该地区灌溉试验站观测资料，设计年（197

5、2）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麋前分奠后孕穗抽穗乳熟黄熟全生育期起止日期（日/月）25/44/55/5-14/515/51/62/6-16/617/6-30/61/7-11/712/720/725/4-20/7天数101018151411987模比系数（%）78182521138100田间允许水层深（mm）10-30-5010-40-8020-50-9020-50-10()20-50-9010-40-50湿润渗透强度（mm/d）1.31.31.31.31.31.31.3注：全生育期需水系数a=1.0o表5棉花试

6、验基本数据生育阶段幼苗期现开花结铃期吐絮期全生育期起止日期（日/月）21/4-16/617/6-28/729/7-26/827/8-6/1121/4-6/11模比系数（下水补给量占作物需水量的（%）10202225第3页共31页计划湿润层深（m）0.40.50.50.60.60.70.7注：计划产量120kg；需水系数k=2.67m3/kg；土壤空隙率为48%（占土体的%）;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102m3/亩。2.1 根据基本资料用水量平衡法（列表计算）制定早稻及棉花的灌溉

7、制度，建议编程计算或利用Excel计算。2.2 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）灌水次序灌水时间（日/月）灌水定额（/亩）1（泡田）7/5751（泡田）21/770226/525227/71534/62531/825410/63047/8

8、25520/630512/82562/730623/83078/730727/830814/730831/830922/73096/9301029/7251012/9301110/8201119/930第4页共31页1230/920灌溉定额350（/亩）灌溉定额360（/亩）附注：早稻泡田日期为4月13日，定额为：80m3/亩2.3 确定渠首枢纽的位置及形式。在地形图上布置引水干渠、支渠，以及主要渠系建筑物。在灌区中部选择一条支渠布置斗、农级渠道。2.4 推算典型支渠各级渠道的设计流量及灌溉水利用系数（田间水利用系数取0.92）;推算其它各支渠渠首及干渠各段的设计流量。2.5 设计干渠各段的纵

9、横断面及典型支渠横断面，干、支渠采用浆砌石衬砌梯形断面，干渠边坡系数m=1.25o2.6 设计典型斗渠和典型农渠横断面，斗、农渠采用混凝土衬砌矩形断面。作物灌溉制度和灌水率的制定作物灌溉制度的制定早稻灌溉制度的制定（包括泡田和生育期的灌溉制度）1）泡田期灌溉制度泡田定额（已给定）：80m3/亩2）生育期灌溉制度早稻生育期灌溉制度用水量平衡方程计算，列表以1为时段逐日计算时段末的水层深度，计算完成后进行水量校核，校核无误后，给出灌溉制度汇总表及总灌溉定额。其中起始水层深为泡田后建立的田面水层深，可取初始生育期阶段允许水层深的一个值，稻田逐日渗漏强度见基本资料。水量平衡方程h1PmWCdh2式中h

10、1时段初田面水层深度，mm;h2时段初田面水层深度，mm;第5页共31页P时段内降雨量，mm;m时段内灌水量，mm;WC时段内田间耗水量，mm;d时段内排水量，mm.其中WCETS式中ET日逐日需水量，mm;S稻田逐日渗漏强度，mm.ET0=旦n式中ET各生育阶段作物需水量，mm;n各生育阶段天数。ETKERK各生育阶段需水量模比系数，ET全全生育阶段需水量，mm。ETlEoa需水系数，一；Eo全生育期水面蒸发量，mm。水量校核方程h始PmWCdh末h始生育期泡田后建立的起始水层深，mm；h末生育期末田面的水层深，mm；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川分篥前分篥后孕穗

11、抽穗乳熟黄熟全生育期起止日期（日/月）25/4-4/55/5-14/515/5-1/62/6-16/617/630/61/711/712/720/725/4-20/7天数101018151411987第6页共31页模比系数(%)78182521138100渗透强度(mm/d)1.31.31.31.31.31.31.3阶段需水量(mm)27.631.570.998.582.751.231.5394阶段渗漏量(mm)131323.419.518.214.311.7113.1阶段田间耗水量(mm)40.644.594.3118100.965.543.2507.1日平均耗水量(mm)4.14.55.2

12、7.97.264.8早稻生育期灌溉制度计算列如下表。早稻生育期灌溉制度计算表日期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月日424川10-30-504.125.4254.121.3264.117.2274.113.1284.11.510.5294.126.420304.122.3514.118.224.114.134.13.413.444.1925051.35分票前10-40-804.51.246.764.57.950.174.528.574.184.569.694.565.114.560.6第7页共31页0114.52.558.6124.56.460.5134.55614

13、4.551.515分篥后20-50-905.246.3165.2647.1175.22566.9185.261.7195.256.5205.251.3215.246.1225.210.651.5235.210.757245.251.8255.246.6265.241.4275.21.137.3285.23.735.8295.230.6305.225.4315.220.2615.24530第8页共31页2孕穗20-50-1007.917.454.537.91.948.547.940.657.932.767.924.877.946.93087.93997.931.1107.923.2117.945

14、.330127.937.4137.929.5147.91.923.5157.945.630167.937.717抽穗20-50-907.230.5187.223.3197.246.130207.238.9217.231.7227.249.273.7237.266.5247.235.4904.7257.282.8267.2277.6277.270.4第9页共31页287.263.2297.256307.248.871孚LI10-40-50642.82636.83630.84624.85618.86612.87636.8308630.89624.810618.811612.812黄淳湿润4.881

15、34.83.214151617181920478.6308.320056校核：h始PdmWCh末校核：25.4+308.3+200478.6-56=-0.9与7月13日淹灌水层基本相符，计算无误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第10页共31页作物作物所占面积（）灌水次序灌水定额（m3/亩）灌水时间（日/月）延续时间（d）灌水率m3/（s万亩）早稻50（泡田）1804月13日100.462204月29日50.233306月1日50.354306月7日50.355306月11日50.356306月15日50.357306月19日50.358307月6日50.35棉花灌溉制度

16、的制定棉花播前灌。实际规划中，播前灌之前土壤计划湿润层深度内的平均含水率90应该实际调查得到。本设计中取值见基本资料表5.播前灌定额为将计划湿润层深度范围内的土壤由平均初始含水率90灌至含水率上限9max所需的水量。播前灌水定额Mi667Hn（max0）6670.40.48（70%40%）38.42m3/亩有效降雨为P0Po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入渗的后效降雨量如卜表。生育阶段起止日期（日/月）P0

17、mmm3/亩幼苗4.21-4.304.773.18第11页共31页5.1-5.1099.7566.55.11-5.2047.731.85.21-5.3119.1712.786.1-6.1017.3711.586.11-6.1600现蕾6.17-6.20006.21-6.3050.0433.367.1-7.10007.11-7.2012.698.467.21-7.2812.968.64开花结铃7.29-7.3110.176.788.1-8.109.726.488.11-8.2012.788.528.21-8.2600吐絮8.27-8.31009.1-9.106.754.389.11-9.2000

18、9.21-9.3019.8913.2610.1-10.1043.4728.9810.11-10.2039.8726.58第12页共31页10.21-10.315.583.7211.1-11.600确定棉花的灌溉制度棉花全生育期的需水量为ETKY2.67120320.4m3/亩即其各生育阶段的需水量为ETikiET各生育阶段地下水补给量为KiiET由于计划湿润层增加而增加的水量Wri667（H2Hi）n,（取为50%）求出各个阶段每日的需水量，地下水补给量，由于计划湿润层增加而增加的水量,再乘以各个旬的天数，得到各旬的量。再以旬为单位进行灌溉制度的计算。Wmax667nHimax计划湿润层的最大

19、、最小蓄水量：Wmin667nHimin棉花各个生育阶段耗水量计算表生育阶段幼苗期现蕾期开花结铃吐絮期全生育期起止日期（日/月）21/416/617/628/729/726/827/86/1121/4-6/11模比系数（下水补给量占作物需水量的（10202225计划湿润层深（m0.4-0.50.5-0.60.6-0.70.7作物田间需水量ET57.67296.1276.89689.712地下水补给量Ki5.76719.22416.91722.428由于计划湿润层加大而狄得的水量WT25.6151.2276.8376.83ET-W-K26.2977.58；111.951

20、79.23自作物生长初期土壤计划湿润层储水量W逐旬减去（ET-W-K）,当遇有降雨时再加上降雨入渗量P。，既得计划湿润层实际储水量（W。当W接近于Win时，即第13页共31页进行灌水。灌水定额大小要适当，不应使灌水后土壤储水量大于Wax。如此继续进行就得全生育期的各次灌水定额、灌水时间和灌水次数。棉花生育期灌溉制度表生育阶段灌水次数灌水定额灌水时间播前灌138.424.15结铃期2658.5总计103.42第14页共31页1作物需水量E累积曲线；2渗入土壤内的降雨量累积曲线；3WT累积曲线；4K值累积曲线；5计划湿润土层中的实际储水量W曲线；6计划湿润土层允许最小储水量Wmin曲线；7计划湿润

21、土层允许最大储水量Wmax曲线设计灌水率的确定灌水率计算根据4种作物的灌溉制度及作物种植比，列表计算各种作物的各次灌水率。注意不要漏掉泡田定额和播前灌。建议采用的一次灌水延续时间：早、中稻泡田8-12d,双季晚稻泡田5-7d;各类水稻生育期内一次灌水的延续时间3-5d;棉花生育期内一次灌水延续时间5-10d。灌水率计算表作物作物所占面积（衿灌水次数灌水定额（m3/亩）灌水时间（日/月）延续时间（d）灌水率m3/（s万亩）早稻50（泡田）1804月13日100.462204月29日50.233306月1日50.354306月7日50.355306月11日50.356306月15日50.357306月19日50.358307月6日50.35中稻28（泡田）1755月7日100.24第15页共31页2255月26日50.163256月4日50.164306月10日50.195306月20日50.196307月2日50.197307月8日50.198307月14日50.199307月2