贡河引水灌区规划设计

1、贡河引水灌区规划及设计贡河引水灌区规划及设计贡河引水灌区规划及设计贡河引水灌区设计说明贡河引水灌区规划及初步设计目录22331516231贡河引水灌区设计说明第一部分灌区基本状况贡河灌区位于长江以南，南为贡河北至介荣山，西起马头山，东以龙尾河为界。灌溉区域为20米等高线以下的大部分耕地，灌区地形属山前河谷阶地，地形较为缓和，区内天气平和，年均匀气温为16.5，无霜期均匀231天。多年均匀降雨量1241毫米，多年均匀蒸发量1165毫米。20米等高线以下有大部分耕地，属兴旺、大胜二乡管辖（以申溪为界，东为兴旺，西为大胜），主要种植作物为水稻和棉花，一方面，因为降雨量充分，但年内分配不均，年际间变率

2、大，与作物需水要求不相适应，常有不一样程度的旱象出现；另一方面，由于汛期降雨集中，雨量大，又常出现涝灾。除了旱涝灾祸对农业生产造成严重威迫外，区内大部分地下水位较高，雨后地下水位上涨迅速，且回落较慢、三麦常常受渍减产。在旱、涝、渍三种自然灾祸的影响下，本区的农业生产向来很不稳固，产量较低。贡河为清水河流，最大含沙量5，水质吻合浇灌水质标准；地处马头站处的上下游1公里河段内，水量较为丰富，河床均为灰色安山岩，风化不严重，地质条件较好。是灌区的水源和排水承泄区。灌区内还有申溪、吴家沟和龙尾河，均属于贡河的支流。灌区不透水层埋深12.6米左右，土层的浸透系数K=1.3m/d，给水度=0.015，地下

3、水矿化度1g/L，土质为中粘壤土，无盐碱化现象。第二部分设计任务依据当地区兴利除害，保证农业高产稳产的要求，规划设计内容包含以下几个方面：2贡河引水灌区设计说明一、主要作物灌溉制度设计和灌水率图的绘制二、灌排系统规划1干、支级灌排系统的规划典型支渠控制范围内的斗、农渠及斗、农沟规划田间工程规划灌排系统建筑物规划三、灌溉渠道设计典型支渠的流量计算干渠设计流量计算渠道加大流量和最小流量计算4渠道纵横断面设计四、排沟渠道系统设计1排涝流量和排渍流量计算2.排沟渠水位计算3.排沟渠纵横断面设计五、工程量计算第三部分详尽设计说明一、作物灌溉制度和灌水率图设计本灌区种植早稻、晚稻、棉花、小麦、大麦、绿肥等

4、作物，此中小麦、大麦、绿肥基本上不进行灌溉。3贡河引水灌区设计说明1.1水稻灌溉制度的确定灌区设计保证率采纳80，经频率计算分析，确立设计年为1971年。当地区水稻采纳勤浇浅灌，合时晒田的灌水方法，在分蘖末期落干晒田三天。泡田定额取85m3/亩，插秧时田面水深20mm。依据设计年的每日降雨量和蒸发资料以及其余有关的灌溉资料，用水量平衡列表法进行灌溉制度的确定。1.1.1早稻早稻的生育期自4月25日至7月14日止，由马头水文站每日蒸发资料可得出，早稻整个生育阶段总蒸发量为310.30毫米，早稻需水系数=1.20，于是，可得早稻整个生育期需水量为：ETE01.20310.30372.36mm依据各

5、阶段需水模数、田间渗漏量，可得阶段耗水量和每日耗水量以下：早稻每日耗水量计算(mm)生育期返青分蘖孕穗抽穗乳熟黄熟全生育期起止月日4.255.45.56.16.26.166.176.266.277.67.77.144.257.14天数1028151010881需水模比系数0.070.240.240.220.140.09阶段需水量(mm)26.189.489.481.952.133.5372.4阶段渗漏量(mm)15.042.022.515.015.012.0121.5阶段耗水量(mm)41.1131.4111.996.967.145.5493.9每日耗水量(mm)4.14.77.59.76.7

6、5.7（注：稻田渗漏量为1.5mm/d）依据生育期各阶段好水强度、生育期降雨量、各生育阶段适合水层深度，用列表法推求早稻灌溉制度以下：表11早稻生育期灌溉制度计算表（单位：mm）日期生育期设计淹灌水层每日耗水每日降淹灌水层灌水排水量雨量变化量量月日（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）240.520.0425返1030504.11.417.326青0.213.4期42728日期294301234生育期返青期贡河引水灌区设计说明0.329.620.025.5设计淹灌水层每日耗水每日降淹灌水层灌水排水量雨量变化量量21.417.31030504.10.613.823.733.429.325.2

7、567891011121314151617181920212223242526272829303112345分蘖期分蘖期末孕穗期104060（分蘖期末三天晒田）2050801.522.017.312.633.441.336.631.927.222.517.813.10.839.230.07.942.415.052.76.354.34.749.644.940.235.540.371.120.046.46.147.84.447.516.859.654.950.245.545.5-4.7-9.433.150.07.525.638.320.234.465.25贡河引水灌区设计说明67日期生育期9101

8、1孕穗期141516176181920抽穗期23242526272862930乳熟期34567789黄熟期1213143.461.153.6设计淹灌水层每日耗水每日降淹灌水层灌水排水量雨量变化量量38.831.323.82050807.56.222.545.030.037.530.022.522.810.013.156.059.457.1106.850.02050809.70.247.31.539.129.449.730.040.01.631.925.218.511.840.135.01040606.733.43.930.623.917.210.513.810.037.946.045.026.

9、822.16.923.30305.717.611.96.20.5-5.2493.90415.0215.0160.5校核：20+415-160.5+215-493.9=-4.4，灌后水深为-5.2mm，大体吻合6贡河引水灌区设计说明由上述列表法，可得早稻的灌溉制度设计表如表12所示。表12早稻的灌溉制度设计表灌水次数灌水日期净灌水定额mmm3/亩泡田4月24日前85.0014月27日20.0013.3425月15日30.0020.0136月2日50.0033.3546月13日30.0020.0156月17日10.006.6766月24日30.0020.0176月30日35.0023.3587月6

10、日10.006.67合计215.00221.741.1.2晚稻晚稻的生育期自8月3日至10月23日止，由马头水文站每日蒸发资料可得出，早稻整个生育阶段总蒸发量为351.30毫米，早稻需水系数=1.15，于是，可得早稻整个生育期需水量为：ETE01.15351.30404.00mm依据各阶段需水模数、田间渗漏量，可得阶段耗水量和每日耗水量以下：晚稻每日耗水量计算(mm)生育期返青分蘖孕穗抽穗乳熟黄熟全生育期起止月日8.38.108.119.29.39.229.2310.210.310.1310.1410.238.310.23天数8232010111082需水模比6%26%27%25%9%7%系数

11、（%）阶段需水24.2105.0109.1101.036.428.3404.0量(mm)阶段渗漏12.034.530.015.016.515.0123.0量(mm)阶段耗水36.2139.5139.1116.052.943.3527.07贡河引水灌区设计说明量(mm)翌日耗水6.17.011.64.84.34.5量(mm)（注：稻田渗漏量为1.5mm/d）依据生育期各阶段好水强度、生育期降雨量、各生育阶段适合水层深度，用列表法推求晚稻灌溉制度以下：表13晚稻生育期灌溉制度计算表（单位：mm）生育设计淹灌水层每日耗灌水排水日期每日降雨量淹灌水层变化量期水量量月日2345返青期8910111213

12蘖期21222324252627282.720.015.511.031.525.01030504.527.00.723.20.519.214.710.229.125.023.00.617.511.435.330.029.223.117.0103060(末三0.311.2天晒田)6.130.125.024.017.911.80.230.925.024.81.019.70.714.313.321.582930分蘖期末三天日期生育月日期分蘖贡河引水灌区设计说明15.40.710.01.35.25.2设计淹灌水层每日耗淹灌水层变化灌水排水每日降雨量水量103060(末三-6.1

13、2期末三天天晒田)6.1-12.234567891011孕穗期1415161718192021222324252627抽穗28期29301210乳34熟期3.944.760.04.041.70.435.128.121.11.550.635.01.344.91.839.73.135.82050800.229.07.022.00.450.435.043.436.429.422.445.430.09.247.65.345.92.641.547.777.83.469.858.447.020508011.635.624.22.635.420.014.538.548.775.828.893.270.010

14、305029.547.94.843.80.79贡河引水灌区设计说明50.539.5634.7729.9825.1920.31015.5日期生育设计淹水层每日耗每日降雨量淹灌水层变化灌水排水月日期水量11乳熟10.7121030504.815.910.0期1311.11420.627.41523.11618.8101714.518黄0304.310.219熟5.9期201.6210.7-2.022-6.3232.5-8.1527.0253.2320.075.2校核：20+253.2+320.0-75.2-527.0=-9,终了水深=-8.1，基本吻合由上述列表法，可得晚稻的灌溉制度设计表如表13

15、所示。表13晚稻的灌溉制度设计表灌水次数灌水日期净灌水定额mmm3/亩泡田8月2日前80.0018月5日25.0016.6828月11日25.0016.6838月15日30.0020.0148月20日25.0016.6858月24日25.0016.6869月3日60.0040.0279月8日35.0023.3589月14日35.0023.3599月19日30.0020.01109月29日20.0013.341110月12日10.006.6710贡河引水灌区设计说明合计320.00291.77棉花灌溉制度的确定由资料可知，棉花的需水量由以产量为参数的需水系数法确立，已知需水系数K=2.07m3/

16、kg，计划产量为籽棉180公斤/亩。所以，棉花生育期总需水量：ETKY2.07180372.6m3/亩用模系数法求各阶段需水量：ETi1KiET100已知土壤为中粘壤土，孔隙率n=50%，田间持水率占土壤孔隙率的80%，播种时土壤含水率占田间持水率的75%，棉花的适合上限为田间持水率，适合下限取为播种时的土壤含水率。土壤含水量W667nH，n为土壤孔隙率，H为计划湿润层深度，为含水率占土壤孔隙率的百分比，用体积百分数表示。依据水量均衡方程，WtW0WTP0KMET，来确立棉花的灌水定额。此中，方程中每一项的意义以下：Wt、W0：时段初和任一时间t时的土壤计划湿润层内的储水量。WT：因为计划湿润

17、层增添而增添的水量，在本灌区中，棉花各个生育期的计划湿润层深度为幼苗期0.40.5m，现蕾期0.50.6m，开始结铃期0.60.7m，吐絮期0.80.9m。视土壤计划湿润层深度为线性增添，于是可获取因计划湿润层增添而增添的水量。P0：降雨入渗量，本灌区的降雨入渗量可依据降雨量与次降雨有效利用系数求得。即以连续降雨日期中降雨最大的日期为降雨日期，降雨量为该阶段的降雨量之和P，用该降雨阶段雨量之和乘以次降雨有效利用系数，即P0=P，该灌区采纳原则以下：次降雨量（mm）5,=0,550,=0.9,50100,=0.75,100150,=0.7,150200,=0.68。11贡河引水灌区设计说明：时段

18、t内的地下水补给量，用所占棉花生育期需水量的百分数表示。M：时段t内的浇灌水量。ET：时段t内的作物田间需水量，由模系数法求得。以上各量单位为m3/亩。由水量均衡方程可判断出棉花生育期的灌水定额及灌溉制度设计图。12贡河引水灌区设计说明图11棉花灌溉制度设计图棉花灌溉制度360.000260.000160.00060.0000102030405060708090100110120130140150160170180-40.000-140.000-240.000需水量积累曲线降雨浸透量积累曲线Wr积累曲线K值积累曲线计划湿润层中实质储水曲计线划湿润层同意最小储水计曲划线湿润层同意最大储水ET曲-

19、Wr线-K积累曲线因为棉花在播前无需灌水，所以棉花全生育期内需要在8月15日灌水73.29m3/亩即可。13贡河引水灌区设计说明1.2灌水率设计m设计该灌区灌溉方式为自流灌溉，灌水模数q净，为各种作物种植面积占灌8.64T区的百分比，m为灌水定额，灌水持续时间T以24小时计。有所计算出的灌水定额，初步确立灌水率以下表14所示：作物所占作物面积(%)早稻80晚稻80棉花20灌水时间(日/月)灌灌水水延灌水率定额灌水次数续m3/(s万(m3/始终中间日亩)亩)时间(d)泡田85.004月24日7.870113.344月27日1.235220.015月15日1.853333.356月2日3.0884

20、20.016月13日1.85356.676月17日0.618620.016月24日1.853723.356月30日2.16286.677月6日0.618泡田85.007.870116.688月5日1.544216.688月11日1.544320.018月15日1.853416.688月20日1.544516.688月24日1.544640.029月3日3.706723.359月8日2.162823.359月14日2.162920.019月19日1.8531013.349月29日1.235116.6710月12日0.618173.298月15日1.697表14灌水率初步设计表14贡河引水灌区设计

21、说明因为各时期的灌水率相差悬殊，渠道输水断断续续，不利于管理。依据水稻泡田期持续715天，生育期灌水持续35天，棉花生育期灌水持续715天，对初步灌水率进行修正如表15：作灌水时间(日/月)灌物灌水水所延灌水率定额作物占灌水次数续（m3/(s万(m3/始终中间日面时亩)亩)积间(%)(d)泡田85.004月10日4月24日150.525113.344月25日4月28日4月27日40.309220.015月13日5月17日5月15日50.371333.356月5日6月9日6月7日50.618早稻80426.686月13日6月16日6月14日40.463513.346月17日6月18日6月18日2

22、0.30966.676月19日6月22日6月20日40.463723.356月29日7月3日7月1日50.432820.017月4日7月5日7月5日20.309泡田85.007月19日8月2日150.525116.688月3日8月7日8月5日50.309216.688月8日8月12日8月10日50.309320.018月13日8月17日8月15日50.371416.688月18日8月22日8月20日50.309516.688月23日8月27日8月25日50.309晚稻80640.028月28日9月4日8月31日80.463723.359月5日9月9日9月7日50.432823.359月10日9

23、月14日9月12日50.432920.019月15日9月19日9月17日50.3711013.349月27日10月1日9月29日50.247116.6710月11日10月13日10月12日30.206棉花20173.298月10日8月20日8月15日110.154表15修正后的灌水率设计表依据灌水率修正的原则，修正后的灌水率图以以下图12所示。15贡河引水灌区设计说明图12修正后的灌水率图修正后灌水率棉花晚稻早稻)亩万0.600s(/3m(q率0.500水灌0.4000.3000.2000.1000.0004月101826412202851321297152331816249月19172531

24、119从该图可得，该灌区的设计灌水率q=0.525m3/(s亩)，最小灌水率qmin=0.309m3/(s亩).二、浇灌水源和取水方式依据该灌区的地形特色，以及20米等高线以下灌溉的要求，在1/25000的地形图上布置干渠的大体走向，由贡河引水灌溉，因为贡河的水位低于引水要求水位，所以取水方式确定为有坝引水。16贡河引水灌区设计说明三、灌区规划3.1干支渠的规划部署经分析该地区的地形、地质、气象、水文等要素，确立干渠大体沿24m左右等高线布置，在超越吴家河以及申溪的河面上设渡槽，整个灌区以贡河、吴家河、申溪、龙尾河为天然排沟渠，此中贡河既做取水口又做排水干沟，接受整个灌区的承泄排水。采纳沟渠相

25、间布置的方式。因申溪和龙尾河控制面积过大，考虑灌溉排水的能力，在申溪和龙尾河之间另设一排水支沟。于是，干支渠的部署形式为：干渠从贡河取水，走向为大体沿等高线，流至龙尾河，垂直于干渠方向设4条支渠，控制整个灌溉面积。而因为灌区地势向一侧倾斜，所以对于斗渠和农渠则采纳沟渠相邻部署的方式。斗渠、农渠采纳轮灌，支渠为续灌。3.2典型支渠的选择从地形图上量的支渠2所控制的灌溉面积适中，为30.8=2.4万亩。所以选支渠2作为典型支渠。3.2.1排水农沟间距确立由资料得，灌区的不透水层埋深为12.6米，棉花播种到幼苗期地下水适合埋深为0.60.8米，雨后降至适合埋深的天数为4天，蕾期此后地下水适合埋深为1

26、.2米，雨后降至适合埋深的天数为7天。土层浸透系数K=1.3m/d，给水度=0.015，设定水面宽度D=0.5米，排水农沟中的水深s=0.1米，定排水农沟沟深为1.4米。由非恒定流公式计算排沟渠的间距LkHtL4h0lnh1考虑非完好沟，确立修正系数18Hln2HLD17贡河引水灌区设计说明h0表示地面至排沟渠水面的距离，H为沟水位至不透水层厚度，h1为降雨停止后要求t日内陆下水位降到地面处深度。依据上述公式进行迭代，先计算出L的值，再计算Li+1=Li，推至Li+1=Li。对不一样生育期地下水适合埋深状况下的L进行迭代，取排水农沟间距L=120m。3.2.2农沟、斗沟的部署已知排水农沟间距1

27、20米，设计农渠长度为600米，每条斗渠间距为650米，2支渠设计长度4.55km，控制面积为3万亩。在2支渠上部署16条斗渠，每条斗渠上部署16条农渠。斗渠、农渠分四组轮灌，每次灌8条斗渠64条农渠。3.3渠道流量计算3.3.1设计流量1）、计算农渠的设计流量Q2支田净=A3支q设=2.40.525=1.260m3/s同时工作的斗渠有8条，每条斗渠上同时工作的农渠有8条，所以，农渠的田间净流Q2支田净1.2603/s，取田间水利用系数f=0.95，计算农渠的净量为Q农田净0.02mnk88流量Q农田净0.02m3s，中黏土的土壤透水性系数：A=1.9，m=0.4，Q农净0.021/f0.95

28、据此计算农渠每公里输水损失系数A1.90.09，农渠的设计农100Q农m净1000.0210.4流量Q农毛Q农净（1农L农）0.021（10.090.6）0.022（2）、计算斗渠的设计流量Q斗净8Q农毛80.0221.439m3/s，18贡河引水灌区设计说明因为每条斗渠分两组轮灌，可取斗渠的工作长度L斗=0.754.55=3.41km。A斗渠每公里损失输水损失系数斗0.038m100Q斗净斗渠的设计流量Q斗毛Q（1L斗）0.18m3/s斗净由此一级一级计算各级渠道的设计流量，得2支渠的设计流量Q2支毛=1.520m3/s（3）、各支渠的设计流量列表以下：Q支1毛0.997Q支3毛1.524Q

29、支2毛1.520Q支4毛1.995表31各支渠设计流量（单位：m3/s）（4）、各干渠段的设计流量及每公里损失系数列表以下：Q4干净1.995Q3干净3.634Q2干净5.308Q1干净6.4614干0.0143干0.0112干0.0101干0.009Q4干毛2.110Q3干毛3.788Q2干毛5.463Q1干毛6.526表32各干渠段设计流量（单位：m3/s）加大流量加大流量是渠道运转过程中可能出现的最大流量，它是设计渠堤堤顶高程的依照。由QJJQ设以及不一样的设计流量下不一样的加大系数J求得续灌渠道即支渠和干渠的加大流量。干渠加大流量支渠加大流量Q1干毛J7.962Q1支毛J1.267Q2

30、干毛J6.665Q2支毛J1.930Q3干毛J4.811Q3支毛J1.9354干毛J2.680Q4支毛J2.533Q表33各干渠段及支渠加大流量（单位：m3/s）（注：干渠段的加大系数取1.22，支渠的加大系数取1.27）19贡河引水灌区设计说明3.3.2最小流量最小流量用于校核渠道下一级水位控制条件以及确立修建克制闸的地点，其计算方式与设计流量计算同样，取最小设计流量qmin=0.309m3/(s万亩)，得2支渠控制的各渠道最小流量以下表：Q2支田净0.72Q斗净0.107Q支2净0.927Q2农田净0.011斗0.047支20.020Q农净0.013Q斗毛0.116Q支2毛1.022农0.

31、1102支水0.704Q农毛0.013表342支渠控制下各渠道最小流量（单位：m3/s）各支渠的最小流量以下表：Q支1毛0.698Q支3毛1.067Q支2毛1.036Q支4毛1.397表35各支渠最小流量（单位：m3/s）各干渠段的最小流量以下表：Q4干毛1.490Q3干毛2.682Q2干毛3.843Q1干毛4.595表36各干渠段最小流量（单位：m3/s）3.4渠道断面计算3.4.1渠道横断面设计渠道横断面设计依照工程量小、投资少，即在设计流量Q、比降i、糙率系数n值同样的条件下应使过水断面面积A最小，或在i、n、A值同样的条件下使Q最大。在满足这些条件的基础上还应当满足必定的宽深比、以及不

32、冲不於流速等。(该灌区取不冲流速0.76m/s，20贡河引水灌区设计说明不於流速为0.30.4m/s)在该灌区的渠道断面设计中，取糙率系数n=0.025，边坡系数m=1.2。由水力学原理利用明渠均匀流公式计算。经过试算，得干、支、斗、农各级渠道的设计断面以下表所示：1）、干渠横断面设计干1水力计算(Q设=6.510m3/s)取i=1/4000底宽边坡过水断谢才水力宽深水深h系数面面积湿周P半径Q计算vb系数C比mAR31.851.259.8288.92340.6491.1016.6290.6751.622表37干渠1段设计断面（流量单位：m3/s）干2水力计算（Q设=5.447m3/s）取i=

33、1/4000底水边坡系过水断面湿周谢才系水力半Q计v宽深比宽b深h数m面积AP数C径R算31.71.258.71258.44340.2101.0325.6270.6461.765表38干渠2段设计断面（流量单位：m3/s）干3水力计算（Q设=3.788m3/s）取i=1/4000底水深边坡系过水断面湿周谢才系水力半Q计v宽深比宽bh数m面积AP数C径R算31.41.256.6507.48239.2220.8893.8880.5852.134表39干渠3段设计断面（流量单位：m3/s）干4水力计算（Q设=2.110m3/s）取i=1/4000底水深边坡系过水断面湿周谢才系水力半Q计v宽深比宽bh数m面积AP数C径R算31.051.254.5286.36237.7960.7122.2830.5042.87521贡河引水灌区设计说明表310干渠4段设计断面（流量单位：m3/s）（2）、支渠横断面设计支1水力计算(Q设=0.997m3/s)比降i=1/2500底水深宽深比边坡系过水断面湿周谢才系水力半Q计v宽bh数m面积AP数C径R算1.50.851.7651.252.1784.22135.8230.5161.1210.51