农田灌溉规划设计

1、M 灌区农田浇灌规划设计第一章目录1基本资料 . 第一节 自然地理条件 . 一.地理位置及范畴 . 二.地势地貌 . 三.水文 . 四.气象 . 五.土壤 . 六.水文地质 . 其次节 社会经济条件 . 一.工农业生产情形 . 二.自然灾难 . 三.现有水利工程情形 . 四.灌区开发要求 . 第三节 浇灌排水设计依据的资料 . 第四节 灌水率设计资料 . 第五节 排水模数运算资料 . 第六节 田间水利用系数 . 其次章农作物浇灌制度设计. 6 第一节 作物需水量的运算 . 其次节 有效降雨量 . 第三节 运算定额 . 第四节 灌水率 . 第三章 设计面雨量的确定 . 13 第四章 浇灌渠道流量

2、的运算 . 13 一.运算农渠的设计流量 . 13 二.运算斗渠的设计流量 . 13 三.运算支渠的设计流量 . 14 第五章 干渠渠道断面设计 . 15 第六章 渠道纵断面设计 . 18 第七章 土方量运算 . 18 附图 . 错误 . 未定义书签；第一章 基本资料第一节 自然地理条件一.地理位置及范畴M 灌区位于我国北方某地；灌区范畴西起铁路,东至精深大路,南临 c 河,北连 F 河；总面积 82km2,约合 12.3 万亩； M 灌区地势图见附录；二.地势地貌灌区属山前冲积扇平原, 地势平整； 总的趋势是西南高东北低, 地面坡度一 般在 1/1500 之间；灌区东北部有一条古河床遗迹,地

3、面上仅残留沙丘；草桥关 邻近有一常年积水的湖泊草泥洼；三.水文C 河及 F 河皆发源于西部山区, 出山后向东穿过铁路即进入平原；二河出山 口处建有 X 水库及 Y 水库,并于 C 河沿岸修筑了堤防, 基本上可掌握一般洪水；经二库调剂后, 除汛期外, 河水位均低于地面, 地表水及地下水皆可自流排入二河；四.气象M 灌区属半干旱半潮湿气候；气温以7 月份最高,在 25以上； 1 月份最低,在- 2左右； 无霜期 220 天；春季常有旱风,尤以五六月份的干热风危害最 大,风向偏南,风力可达六七级；冬季多西北风,风力最大可达八九级；多年平 均降水量 517. 2mm,多集中在七八两月,占全年降水量的

4、78%,冬春雨量极少,多年平均蒸发量 1357mm；干燥度 2.62；五.土壤灌区内土壤大部为中壤土, 肥力中等, 灌区东部有小部分盐渍化现象；经测 定：灌区土壤 080cm 平均容重 1.51t/m3,间隙率 41. 3%（占土体的 %）,田间 持水率为间隙体积的 75%；六.水文地质灌区不透水层顶板埋深为20m,含水层渗透系数K=3m/d,浇灌季节深层渗漏的浇灌水对地下水的补给强度=lmm/d；地下水等水位线大致与地面等高线平行,地下水流向大致为东北方向；在古河床、九里牌与四十里铺以西,地下水埋深在 23m 之间,矿化度小于lg/L ；以东埋深在 12m 之间,有时小于 1m 或接近地表,

5、矿化度在 13g/L 之间；地下水的补给来源在汛期是降雨,旱季是灌 溉；地下水的消耗主要是蒸发；地下水动态类型为降雨（浇灌）蒸发型,主要是垂直运动；其次节 社会经济条件一.工农业生产情形灌区是以粮棉为主的农业地区, 主要作物有小麦 （种植比占 60%）、棉花（占20%）、春玉米（占 20%）及夏玉米（占 60%）；复种指数 1.6；灌区内各村镇的乡镇企业比较发达,有纺织、成衣、粮油加工、 陶瓷、酿酒、罐头等轻工业； 铁路沿线及西部山区有机械制造、水泥、化肥、塑料制品、 农药、冶炼和煤炭等重工业；西部山区盛产石料, C 河河滩盛产砂及卵石；灌区内人口较稠密,劳动力充分,建筑业娴熟的技术工人较多；

6、二.自然灾难本地区解放前为一多灾低产地区,洪、涝、旱、碱灾难频繁,农业生产水平 低下,人民生活困难,贫苦农夫过着糠菜半年粮的艰苦岁月；解放后,特殊是在全流域进行治理之后,由于y 和 X 两座水库及堤防的作用,一般洪水得到了控制,不致成灾；各地亦修建了一些小型水利工程,旱涝灾难已趋缓和；据解放后40 年统计和调查,各种自然灾难的情形如下：旱灾：在灌区内普遍存在,以春旱为主,秋旱次之,成灾率在 50%70%左右；涝灾：在靠近铁路的灌区西部一带,极少发生；申部地区涝灾较轻,成灾率在 30%50%之间；东部古河床、九里牌至四十里铺一线以东,涝灾较重,成灾率在 40%70%左右；盐渍化：灌区东部古河床、

7、 九里牌至四十里铺一线以东零星分布有 1 万亩轻盐渍土,表层土壤含盐量在0. 2260.4%,作物减产 10%；三.现有水利工程情形在 C 河及 F 河修建的 y 水库及 X 水库皆为防洪、浇灌、发电及水产等多目 标综合利用水库, 水库兴利调剂按浇灌、 发电要求运算, 故水库下泄流量可以满 足浇灌要求；水库的水质良好, 下泄之水无泥沙, 水温适中,含盐量小于 0.001%；y 水库放水洞最低水位（干渠渠首设计水位）为 四.灌区开发要求68m；灌区内机井较多；依据国民经济进展规划及流域规划,拟将本灌区建成旱涝保收, 高产稳产的 粮棉生产基地；依据流域规划的统一支配, 浇灌水源的安排方案是： X

8、水库供应 F 河以西以 北的浇灌水源； y 水库供应 M 灌区的浇灌水源；地下水主要供各地国有工业、乡镇企业用水、 城镇居民生活用水及铁路以西高地的农田浇灌用水；灌区内的机 井主要供人畜饮用及零星菜地的浇灌,除特殊情形外,不用来浇灌大田；灌区开发以浇灌为主, 同时解决涝渍问题； 对于盐渍化土壤实行排水改良措 施,不考虑冲洗改良；表 1-1 冬小麦各生育阶段方案潮湿层深度及需水模系数需水模系数的生育阶段起止日期方案潮湿层深 度m 累计值（ %）幼苗期10.111.5 0.6 3.5 分蘖期11.612.5 0.6 11.0 越冬期12.63.1 0.6 14.0 返青期3.24.10 0.60.

9、8 24.0 拔节期4.115.1 0.8 55.0 抽穗开花期5.25.17 0.8 68.0 乳熟期5.186.4 0.8 86.0 黄熟期6.56.16 0.8 100.0 第三节 浇灌排水设计依据的资料1典型年（中早年）冬小麦浇灌制度设计资料；冬小麦生育期从 10 月 1 日至 次年 6 月 16 日；依据试验资料分析,当冬小麦方案产量为 300kg/亩时,相应的 需水系数 K=1.0m3/kg；各生育阶段方案潮湿层及需水模系数如表设 1-1；土壤相宜含水率上限为田间持水率,下限为田间持水率的 60%,播前灌（ 9月 24 日）以前自然土壤含水率为48%（占间隙体积 %）；由于方案潮湿

10、层增加而增加的土体,其土壤含水量按田间持水率的 90%计；设计降雨保证率采纳 1-2；75%,经分析设计年小麦生育期逐句有效降雨量如表月份表 1-2 典型年（中旱年）冬小麦生育期逐句有效降雨量 单位： mm 6 10 11 12 1 2 3 4 5 上旬0.5 16.5 4.5 25.0 31.5 13.6 中旬1.32 24.0 下旬22.5 地下水利用量从偏于安全考虑,可以忽视不计；在进行播前灌的情形下,播种时土骧含水率按田间持水率的 90%计；2典型年（中旱年）其它作物浇灌制度,可依据体会拟定,如表设 3 所示；表 1-3 典型年（中旱年）棉花、玉米的浇灌制度作物名 灌水次 灌水定额生育

11、期 生育阶段 灌水中间日称 序 m3/亩 1 播前 3 月 20 日 60 棉花 4 月 10日10 月 30日 2 现蕾期 6 月 25 日 40 3 开花结铃期 7 月 13 日 45 1 拔节期 7 月 2 日 40 夏玉米 6 月 17 日 9 月 15日 2 抽穗期 7 月 20 日 40 3 灌浆期 8 月 8 日 30 1 冬灌（储水）11 月 20 日 60 春玉米 4 月 15 日 8 月 10 2 拔节期 5 月 17 日 45 日 3 抽穗期 6 月 24 日 45 4 灌浆期 7 月 25 日 45 第四节 灌水率设计资料主要作物各次灌水的灌水连续时间大致如下（可供参考

12、）；小麦：播前灌 1020 昼夜,拔节后灌水 1015 昼夜；棉花：苗期、花铃期灌 玉米：拔节、抽穗期灌812 昼夜,吐絮期灌 815 昼夜；1015 昼夜,开花期灌 813 昼夜；第五节 排水模数运算资料按地区排模体会公式运算最大排模 设计暴雨采纳 10 年一遇最大 1 日暴雨 147mm；从暴雨推求径流深 R 的方法 可参看 习题 9-2的附录；按平均排除法运算地面平均排模时,耐淹历时取 1 昼夜；地下排模取 0. 03m 3/skm2；0. 95；第六节田间水利用系数田,可取其次章 农作物浇灌制度设计第一节 作物需水量的运算以产量为参数的需水量系数法进行直接运算：讨论资料可知当冬小麦方案

13、产量为300kg/亩,相应的需水系数K=1m3/kg 就得 ET=KY=1 300 再依据表设 1 的冬小麦各生育期的需水模系数的累计值求出各生育期的需水量运算过程如下：ETi=KiET 幼苗期： ET1=3.5% 300=10.5 m3/亩 分蘖期： ET2=（11%-3.5% ）300=22.5 m3/亩 越冬期： ET3=（14%-11% ）300=9 m3/亩 返青期： ET4=（24%-14% ）300=30 m3/亩 拔节期： ET5=（55%-24% ）300=93 m3/亩 抽穗开花期： ET6=（68%-55% ）300=39 m3/亩 乳熟期： ET7=（86%-68% ）

14、300=54 m3/亩 黄熟期： ET8=（100%-86% ）300=42 m3/亩其次节 有效降雨量由资料可知典型年 （中旱年） 冬小麦生育期逐句有效降雨量数据,即可按平均运算配到各个生育期；例：幼苗期 10.111.5的有效降雨量 以此可运算其它时期的有效降雨量,运算结果见表 2-1第三节 运算定额依据资料可知灌区土壤的平均容重为 1.51t/m3,间隙率 41.3% （占土体的%）,田间持水率为间隙体积的75% ,而土壤相宜含水率上限为田间持水率,下限为田间持水率的 60% ,播前灌以前自然土壤含水率为 48%；依据旱作物浇灌制度的制定原理分别运算冬小麦播前灌水定额 M0和各生育期的浇

15、灌定额 M i,运算过程如下：播前灌水定额各生育期浇灌定额：其中地下水利用量从偏安全考虑,忽视不计；就,幼苗期： max=75%41.3%=30.98% s=75% 41.3% 95%=29.43% 表 2-1 各生育期的浇灌定额运算表生育阶段方案潮湿各生育阶各生育阶段H 深度土壤相宜H 深度内播各生育期层含水率内土壤田间持前土壤平均深度段需水量有效降雨量占田间持水浇灌定额水率含水率m 率幼苗期0.6 157.5 2.5 30.98% 95% 29.43% 14.68 分蘖期0.6 337.5 10.75 29.43% 95% 27.96% 119.3 越冬期0.6 135 140.7 27.

16、96% 99% 27.68% -31.07 返青期0.60.8 450 225 27.68% 90% 24.91% -109.61 拔节期0.8 1395 250 24.91% 80% 19.93% 543.42 抽穗开花期0.8 585 0 19.93% 85% 16.94% 223.81 乳熟期0.8 810 369.4 16.94% 90% 15.25% 236.45 黄熟期0.8 630 81.6 15.25% 90% 13.73% 364.78 第四节 灌水率而依据公式q ikim ik可运算各作物的各次灌水率, 运算过程见表 2-2、表 2-3,864 T ik灌水率图见图2-1、

17、图2-2；作物名称生育期灌水次序表 2-2 各作物各生育期的灌水率（修改前）灌水率灌水时间生育阶段灌水连续时间灌水定额（d）冬小麦9.21 9.30 1 播前15 1010.28 0.047 9.15 9.30 10.1 11.5 2 幼苗期12 14.68 0.001 10.11 10.20 11.6 12.5 3 分蘖期10 119.3 0.008 11.20 11.29 12.6 3.1 越冬期0 3.2 4.10 返青期0 棉花4.11 5.1 4 拔节期12 543.42 0.03 4.11 4.22 5.2 5.17 5 抽穗开花期12 223.81 0.012 5.06 5.17

18、 5.18 6.4 6 乳熟期12 236.45 0.013 5.24 6.04 6.5 6.16 7 黄熟期12 364.78 0.021 6.05 6.16 1 播前10 900 0.021 3.15 3.24 4 月 10 日 10 月2 现蕾期10 600 0.014 6.21 6.30 30 日3 开花结铃期10 675 0.016 7.09 7.17 夏玉米6 月 17 日9 月 151 拔节期12 600 0.035 6.27 7.08 2 抽穗期12 600 0.035 7.16 7.25 日3 灌浆期12 450 0.026 8.03 8.14 春玉米4 月 15 日8 月

19、101 冬灌（储水）12 900 0.017 11.14 11.25 2 拔节期12 675 0.013 5.12 5.23 日3 抽穗期12 675 0.013 6.19 6.30 作物名称生育期4 灌浆期12 675 0.013 7.19 7.30 灌水次序表 2-3 各作物各生育期的灌水率（修改后）灌水率灌水时间生育阶段灌水连续时间灌水定额（d）冬小麦9.21 9.30 1 播前15 1010.28 0.047 9.15 9.30 10.1 11.5 2 幼苗期12 14.68 0.001 10.11 10.20 11.6 12.5 3 分蘖期10 119.3 0.008 11.22 1

20、2.02 12.6 3.1 越冬期0 3.2 4.10 返青期0 棉花4.11 5.1 4 拔节期12 543.42 0.03 4.11 4.22 5.2 5.17 5 抽穗开花期12 223.81 0.013 5.03 5.13 5.18 6.4 6 乳熟期12 236.45 0.013 5.24 6.04 6.5 6.16 7 黄熟期12 364.78 0.021 6.05 6.16 1 播前10 900 0.021 3.15 3.24 4 月 10 日 10 月2 现蕾期10 600 0.014 6.17 6.27 30 日3 开花结铃期10 675 0.016 7.09 7.17 夏玉

21、米6 月 17 日9 月 151 拔节期12 600 0.035 6.27 7.08 2 抽穗期12 600 0.032 7.18 7.31 日3 灌浆期12 450 0.026 8.06 8.17 春玉米4 月 15 日8 月 101 冬灌（储水）12 900 0.017 11.11 11.22 日2 拔节期12 675 0.013 5.14 5.23 3 抽穗期12 675 0.013 6.17 6.27 4 灌浆期12 675 0.013 7.18 7.31 图 2-1 灌区初步灌水率图图 2-2 灌区调整后的灌水率图第三章 设计面雨量的确定利用内插法可求得就算系数 1.前期影响雨量的确

22、定：=,就 P=Y=1 147=147mm; 依据图我们可知 Pa=49.71mm 2.设计径流深的确定：P+Pa=147+49.71=196.71mm 查图可知 R=50mm 3.求最大模数 地上： qmax=0.041 500.9388-0.33=0.36 地下： 0.03m3/s km2 第四章 浇灌渠道流量的运算以六支为例一.运算农渠的设计流量Q6 支田净=A六支q 设=9.80.035=0.343m3/s 现假设斗渠, 农渠分两组轮灌, 同时工作的斗渠有 3 条,所以农渠的田间净流量为：而 f=0.95 ,就农渠的净流量为：又由于 A=1.9,m=0.4 就：所以：Q农毛1Q农净（1

23、 1农L农）3 条,同时工作的农渠有二.计0. 04（10.0690. 74）算斗渠的设计流量3 条,因 为0. 042m3/s 一条斗渠内同时工作的农渠有所以斗渠的净流量等于3 条农渠的毛流量之和；Q斗净1=3 0.042=0.126 （m3/s 农渠分两组轮灌, 各组要求斗供应的净流量相等；但是,其次轮轮灌距斗渠进水口较远,输水缺失水量较多,据此求得的斗渠毛流量较大,因此,以其次轮轮灌灌水时需要的斗渠毛流量作为斗渠的设计流量；斗渠的平均长度为L斗=1.44km斗渠每公里输水缺失系数为：所以：Q 斗毛Q斗净（1斗L斗）1 . 44）0 . 126（10 .0440 .134m3 s三.运算支

24、渠的设计流量 斗渠也是分组轮灌, 以其次轮灌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=2.912km Q支净=3 Q 斗毛=3 0.134=0.402 （m3/s 就：支100Am1001.90.40.0274Q0.402Q支净Q1L照理可得各干支斗农渠的流量就算结0. 40210.02742.912果看表 4-1 0.434m3/sQ支田表 4-1 各干支斗农渠的流量运算表Q毛Q田净Q净L 一、二m3/s m3/s m3/s m m3/s 农渠0.211 0.070 0.074 0.054 0.8 0.077 支支渠0.23 0.034 1.76 0.24 三、四农渠

25、0.23 0.058 0.061 0.058 0.66 0.063 斗渠0.126 0.044 1.17 0.191 支支渠0.382 0.028 1.83 0.40 五、六农渠0.343 0.038 0.04 0.069 0.74 0.042 斗渠0.126 0.044 1.44 0.134 支支渠0.402 0.027 2.912 0.434 七、八农渠0.324 0.036 0.038 0.07 0.7 0.04 斗渠0.12 0.044 1.44 0.13 支支渠0.39 0.028 2.7 0.42 九支农渠0.3 0.033 0.035 0.073 0.52 0.036 斗渠0.1

26、08 0.046 1.44 0.115 支渠0.345 0.029 2.04 0.37 农渠1-4 0.31 0.026 0.027 0.032 0.52 0.027 十支5-8 0.039 0.041 0.027 0.52 0.042 斗渠1-4 0.081 0.052 1.44 0.087 5-8 0.084 0.051 0.91 0.088 支渠1-4 0.348 0.029 0.438 0.35 续表 7 十支支渠5-8 Q支田Q田净Q净L Q毛m3/s m3/s m3/s m m3/s 0.352 0.029 1.61 0.37 4-5 干渠0.74 0.021 2.26 0.78

27、3-4 干渠1.62 0.016 2.23 1.68 2-3 干渠 2.55 0.013 1.81 2.61 1-2 干渠 3.41 0.012 2.53 3.51 0-1 干渠 3.99 0.011 3.1 4.13 第五章 干渠渠道断面设计初定渠道外形为梯形,渠道防渗衬砌采纳混凝土衬砌,边坡 m=1,糙率n=0.014；干渠0+0003+100设计流量 Q 4 . 13 m3/ s,Q 最小 .0 4 Q 设 0 . 4 .4 13 1 . 65 m 3 / s ,3Q 加大（1 k）Q 设（1 .0 262）4 . 13 5 . 21 m / s 底宽 b=2.5m,坡 降 i=1/28

28、5, 由Q AC Ri 可得渠道的断面面积,运算过程见表 5-1；表 5-1 干渠 0+0003+100 各水深试算表h A m 2 v不冲X /sR C m 0.5/s Q m 2/s 备注（m）m m 0.3 最小流量0.86 3.46 0.25 56.66 0.72 0.4 1.20 3.78 0.32 58.99 1.33 0.44 1.34 3.91 0.34 59.77 1.63 0.6 1.95 4.42 0.44 62.32 3.18 设计流量0.68 2.28 4.68 0.49 63.36 4.16 0.76 2.62 4.93 0.53 64.29 5.31 加大流量查

29、P79 表 4-16 取60.m流速满意条件该断面横断面图见图 5-1 图 5-1 干渠 0+0003+100 横断面图干渠3+1005+630设计流量 Q .3 99 m 3 / s,Q 最小 0 . 4 Q 设 0 . 4 3 . 99 1 . 6 m 3/ s,Q 加大（1 k）Q 设（1 .0 263）3 . 99 5 . 04 m 3/ s 底宽 b=2.5m,坡降 i=1/1760,由Q AC Ri 可得渠道的断面面积,运算过程见表 5-2；表 5-2 干渠 3+1005+630 各水深试算表h （m）A m 2 v 不冲X /sR C m 0.5/s Q m 2/s 备注m m

30、0.5 1.56 4.10 0.38 60.82 0.86 最小流量0.6 1.95 4.42 0.44 62.32 1.28 0.67 2.24 4.65 0.48 63.23 1.62 1 3.75 5.70 0.66 66.61 3.92 设计流量1.01 3.80 5.73 0.66 66.70 4.00 1.12 4.37 6.09 0.72 67.59 5.05 加大流量查 P79 表 4-16 取60.m流速满意条件 该断面横断面图见图 5-2 图 5-2 干渠 3+1005+630 横断面图干渠5+6307+440设计流量Q.341 m3/s,Q 最小s0. 4Q设.043.4

31、1.1 36m3/s,加大流量Q加大（1k）Q设（10 .28）3.414. 36m3/,底宽 b=2.5m,坡降 i=1/1760,5-3；由QACRi可得渠道的断面面积,运算过程见表表 5-3 干渠5+6307+440各水深试算表h A v 不冲X /sR C Q 备注（m）m2 m m m0.5/s m2/s 0.5 1.56 4.10 0.38 60.82 0.86 最小流量0.6 1.95 4.42 0.44 62.32 1.28 0.62 2.03 4.48 0.45 62.59 1.37 0.8 2.80 5.06 0.55 64.72 2.39 设计流量0.94 3.45 5.

32、51 0.63 66.08 3.41 1.05 4.00 5.86 0.68 67.03 4.37 加大流量查 P79 表 4-16 取60.m流速满意条件 该断面横断面图见图 5-3 图 5-3 干渠 5+6307+440 横断面图Q加大干渠 7+4409+670设计流量Q2. 55m3/s,Q 最小0 . 4 Q设0. 42 . 55.1 02m 3/s,（1k）Q设（10.28）2. 553.26m3/s,底宽b=2.5m,坡降 i=1/1760,由QACRi可得渠道的断面面积,运算过程见表5-4；表 5-4 干渠 7+4409+670 各水深试算表h A v 不冲X /sR C Q 备

33、注（m）m2 m m m0.5/s m2/s 0.5 1.56 4.10 0.38 60.82 0.86 最小流量0.52 1.64 4.16 0.39 61.14 0.94 0.54 1.71 4.23 0.41 61.45 1.02 0.6 1.95 4.42 0.44 62.32 1.28 设计流量0.83 2.94 5.16 0.57 65.03 2.59 0.92 3.36 5.45 0.62 65.90 3.25 加大流量查 P79 表 4-16 取60.m流速满意条件该断面横断面图见图 5-4 图 5-4 干渠（ 7+4409+670 横断面图干渠9+67011+930设计流量

34、Q 1 . 62 m 3/ s,Q 最小 0 . 4 Q 设 0 . 4 1 . 62 0 . 648 m 3 / s,Q 加大（1 k）Q 设（1 0 . 29）1 . 62 .2 09 m 3/ s,底宽 b=2.5m,坡降 i=1/1760,由Q AC Ri 可得渠道的断面面积,运算过程见表 5-5；表 5-5 干渠（ 9+67011+930 各水深试算表h A m 2 X R C m 0.5/s Q m 2/s 备注（m）m m 0.3 最小流量0.86 3.46 0.25 56.66 0.29 0.4 1.20 3.78 0.32 58.99 0.54 0.44 1.34 3.91 0.34 59.77 0.66 0.5 1.56 4.10 0.38 60.82 0.86 设计流量0.67 2.24 4.65 0.48 63.23 1.62 0.85 3.03 5.22 0.58 65.23 2.73 加大流量验算渠道的不冲流速、不淤流速查 P79 表 4-16 取v不冲60.m/s全部流速满意条件该断面的横断面图见图 5-5 图 5-5 干渠（ 9+67011+930 横断面图干渠（11+930设计流量Q.0 .74m3/s,Q最小s0 .4 Q 设0 4.0. 7403.