某水库灌区灌溉渠系规划布置课程设计

安徽农业大学工学院浇灌排水工程学课程设计计算书设计题目 梅河水库灌区浇灌渠系规划布置课程设计设计团队 蒋国余〔09169043〕朱余琴〔09169050〕郑志〔09169090〕徐春鹏〔09169083〕专 业 农业水利工程 指导教师 完成时间 2023年5月17日设计成绩中国·名目浇灌排水工程学课程设计任务书 0一、课程设计目的 0二、设计内容 0HYPERLINK\l“_TOC_250013“梅河水库灌区浇灌渠系规划布置计算说明书 1HYPERLINK\l“_TOC_250012“一.根本资料 11.1．灌区地貌及水文水资源概况 1HYPERLINK\l“_TOC_250011“12.灌区土壤地质概况 1HYPERLINK\l“_TOC_250010“灌区水文气象概况 1HYPERLINK\l“_TOC_250009“浇灌制度 1HYPERLINK\l“_TOC_250008“二．设计灌水率的计算 2HYPERLINK\l“_TOC_250007“对气象资料进展初步处理与整编，确定计算的典型年 2作物需水量的计算 3HYPERLINK\l“_TOC_250006“2.3作物〔玉米〕浇灌制度确实定 42.4.灌水率的计算 6HYPERLINK\l“_TOC_250005“三.干、支渠道设计流量的计算 8推求典型支渠〔二支渠〕及其所属斗渠、农渠的设计流量 8二支渠浇灌水利用系数 9计算1、3、4、5、6支渠的设计流量 9HYPERLINK\l“_TOC_250004“推求干渠各段的设计流量 10HYPERLINK\l“_TOC_250003“四.浇灌渠道横纵断面的设计 11HYPERLINK\l“_TOC_250002“渠道很断面的设计 11HYPERLINK\l“_TOC_250001“渠道的纵断面设计 13HYPERLINK\l“_TOC_250000“五、人员任务安排 14浇灌排水工程学课程设计任务书一、课程设计目的也是培育学生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。高运算、制图和使用技术资料的力量。本课程的教学目的是：设计实践，培育学生综合运用所学学问的力量。使学生把握水利工程规划、设计的一般方法与规律。对学生进展浇灌工程规划布置与设计根本技能的训练，提高学生综合使〔敏捷运用计算公式力量，使学生把握浇灌〔排水〕工程设计的方法与步骤。二、设计内容依据已给的梅河水库的一些资料设计梅河水库灌区渠系规划布置。设计灌水率，并计算出各种作物的浇灌制度干、支渠道设计流量的计算浇灌渠道横纵断面的设计梅河水库灌区浇灌渠系规划布置计算说明书一.根本资料梅河水库是以浇灌、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展浇灌。尾水渠`渠底高程为576.5m。1.1．灌区地貌及水文水资源概况梅河水库灌区位于梅河以东，大桥河以西，大金河以南的黑屿岭北坡，地形南高北低，海拔500~600m,地面坡度1/250~1/1000，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0.75。程措施利用一小局部。灌区作物种植状况与1982—1998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10m3~30m,20~30m，含水层为含泥10~20m0.2~0.5克/升，PH6.5~8,适于浇灌与人畜用水。整个灌区大局部在金辉县境内，其中有五个较大的集镇，人口为11万人。12.灌区土壤地质概况5~15m,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17~251.5~1.55中壤土23~321.37~1.49重壤土30~421.35~1.38灌区水文气象概况9.09m3/s,0.7m3/s,35.2kg/m3。31.9m3,15.7节，下游金辉县境内的河川地灌水也很困难，需从梅河水库供水。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°C45~65cm,时间一般在十二月中旬到一月下旬。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0.60,浇灌保证率p=75%.1二．设计灌水率的计算梅河水库灌区降雨量频率计算表2.1.对气象资料进展初步处理与整编，确定计算的典型年梅河水库灌区降雨量频率计算表年份(1)年份(1)降雨量(2)序号(3)由大到小(4)P=m/(n+1)*100%(8)1961613.611983752.32.3809523811962530.221964730.74.7619047621963473.231998654.97.1428571431964730.741981652.39.5238095241965645.151975648.111.90476191966410.761965645.114.285714291967458.971988639.416.666666671968587.381984638.719.047619051969429.691961613.621.428571431970500.7101996604.523.809523811971542.3111968587.326.190476191972403.2121974560.528.571428571973395.2131985557.130.952380951974560.5141971542.333.333333331975648.1151987535.435.714285711976484.2161962530.238.09523811977372.3171992520.940.476190481978441.5181980518.242.857142861979421.3191989518.145.238095241980518.2201994512.847.619047621981652.3211970500.7501982452.3221999496.852.380952381983752.3231976484.254.761904761984638.7241963473.257.142857141985557.1251967458.959.523809521986282.1261982452.361.90476191987535.4271978441.564.285714291988639.4281969429.666.666666671989518.1291993425.869.047619051990407.9301979421.371.428571431991419.8311991419.873.809523811992520.9321966410.776.190476191993425.8331990407.978.571428571994512.8341972403.280.952380951995325351973395.283.333333331996604.5362023383.585.7142857121997240.8371977372.388.09523811998654.938199532590.476190481999496.8392023282.992.857142862023383.5401986282.195.238095242023282.9411997240.897.61904762按设计浇灌保证率p=75%可确定把1966年作为计算的典型年。1966年的降雨资料如下：123456789101112月份月降0.91117.443.515.227.810457.683.3雨量mm.9将该年的月降雨随机安排到各旬，安排如下表：各旬降雨量mm6、7、8、9各旬降雨量mm月份上旬中旬下旬6013.414.4724.925558028.62992530.3252.2.作物需水量的计算日、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123456789101112份日0.851.321.952.703.525.424.194.032.522.001.360.88均ETo月26.237.060.481.1109.2162.7129.8125.075.462.040.727.4ET973213706751o玉米的生育期生育阶段生育阶段时间播种育苗出苗-拔节拔节-抽穗抽穗-成熟620日-625日626日-712日713日-88日89日-921日玉米各生育期作物需水量〔ET〕计算表：ETC=T*ET0*KC3生育期时间天数(T)ET0日KCETC播种育苗6月20日-6月 0.511 16.617725日626-6月3055.420.51113.848171日-7月12日124.191.05152.84428713-7月31194.191.05183.6701181-8884.031.43446.2321689-831234.031.434132.9174691-921212.521.28067.737665.422出苗-拔节拔节-抽穗抽穗-成熟总计65.422出苗-拔节拔节-抽穗抽穗-成熟总计413.86743用水量平衡方程分析玉米的浇灌制度，公式如下：WWWt 0

PKMET0t W和W分别为时段初和时段末土壤打算潮湿层内的储水量。收集整理公式中各项参数如下：t 1、土壤打算潮湿层H依据有关规定和阅历取玉米各生育期打算潮湿层深度如下表：生育阶段打算潮湿层深度mm播种育苗300出苗-拔节400拔节-抽穗500抽穗-成熟6002、土壤最大最小含水率 和max min允许最大含水率取田间持水率 =，最小含水率取0.6 。=30%。则玉米各生max f f f育期最大最小含水率如下表：生育阶生育阶段max〔占土体%〕min〔占土体%〕4播种育播种育苗出苗-拔节拔节-抽穗抽穗-成熟3018301830183018P0P=P P为设计降雨量。0.7。0K在这里地下水补给很少，可以认为各生育阶段的K=0.、由于打算潮湿层增加而增加的水量WTW的计算可承受下公式：TW=〔H-H〕q H和H分别为时段初和末的打算潮湿层的深度。则可计算初玉米各生育期的W则可计算初玉米各生育期的W，结果如下表：T生育阶段打算潮湿层深度㎜max%min%%W(㎜)T播种育苗3003018播种育苗3003018240出苗-拔节40030182424拔节-抽穗50030182424抽穗-成熟60030182424m为灌水定额，计算公式为：m=W -W =H〔

。max

min

max

min当时段末打算潮湿层内的储水量W接近或小于该时段内的最小含水量W 时就需要进t min行灌水，灌水定额依据上公式计算。ET。玉米生育期平均日蒸发蒸腾量e计算如下表：生育阶段时间天数〔d〕ET(㎜)e(㎜/d)播种育苗620日-6月25日616.622.77出苗-拔节626日-7月12日1766.693.92拔节-7月13日-8月827129.94.81抽穗日抽穗-8月9日-9月2144200.664.56成熟日8)、玉米浇灌制度计算表。5生育WtW0WTP0KMET灌水连续时阶段㎜㎜㎜㎜㎜㎜㎜日期d播种育苗84.12播种育苗84.1278.5022.240016.6288.52108.122400019.6日10出苗-拔节114.28 88.52 0 24.8 0 48 47.04106.01138.282459.120091.39日10拔节-抽穗127.53 106.01 0 0 0 60 38.48164.73151.532446.08072104.88日10抽穗-成熟129.21 164.73 0 60.24 0 0 95.76合计212.48180413.77q

k，di

am ki 〔k=1，2，3，……〕864Tkiq Tm 分别为第i种作物第k次灌水的灌水率〔s100hm2、灌水连续时间k，di ki kid、灌水定额m3/hm2。作物作物所占面灌水次数灌水定m3/灌水率计算灌水时间〔月.日〕始终中间连续时间灌水m3/〔s·100hm2〕玉米50棉花25谷子25hm2hm2日〔d〕17100.0482290100.0603310100.072318253.2326780.02436756.26.276.2480.02446757.268.27.3080.02419007100.02628100.02437506.166.256.21100.021647505100.02119759.169.279.22120.04727503.193.283.24100.044381100.0484851100.048小麦50小麦50冬小麦棉花谷子对灌水率图作修正，修正后的灌水率图见附图2.冬小麦棉花谷子6.13〔前移3天〕；棉花后移 谷子三天6.23；谷子前移两天7.18夏玉米玉米后移2天8.38天上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下由修正后的灌水率图查的最大的灌水率为7三.干、支渠道设计流量的计算灌区干渠、支渠、斗渠、农渠布置。干渠各段长度：渠段名称渠段长度〔1000m〕

OA AB BC CD DE EF5.0 4.6 4.8 5.2 5.4 5.8各支渠掌握的浇灌面积：支渠支渠名称掌握面积100hm2一支二支三支四支五支六支4030454035500.75。推求典型支渠〔一支渠〕及其所属斗渠、农渠的设计流量、农渠的设计流量。一支渠的田间净流量为：Q =A ×q=0.75×40×0.048=1.44〔m3/s〕一支田净 一支 d5252条。则农渠的田间净流量为：Q =Q /〔n×k〕=1.44/〔2×2〕=0.36〔m3/s〕农田净 支田净取田间水利用系数 =0.80，则农渠的净流量为：fQ =Q / =农净 农田净 f83-6课查处相应的土壤透水性参数：A=1.9，m=0.4.据此课计算农渠没千米输水损失系数： A =2.61农 Qm农净农渠的毛流量或设计流量为：L 0.4km农Q =Q 〔1+ L /100〕=0.455〔m3/s〕农毛 农净 农 农、计算斗渠的设计流量。由于一条斗渠内同时工作的农渠有2条，所以斗渠的净2条农渠毛流量之和。Q =2×Q =0.91〔m3/s〕斗净 农毛55损失水量较多据此求得的斗渠毛流量较大因此以第5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 =2.53km斗斗渠每千米输水损失系数为： A =1.97斗 Qm斗净斗渠的毛流量或设计流量为：Q =Q 〔1+ L/100〕=0.955〔m3/s〕斗毛 斗净 斗 斗、计算一支渠的设计流量。55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=8.0km支支渠的净流量为：Q =2×Q =1.91〔m3/s〕一支净 斗毛支渠每千米输水损失系数为：σ =A/Qm =1.47一支 一支净支渠的毛流量为Q =Q 〔1+σ L /100〕=2.13〔m3/s〕一支毛 一支净 一支 一支一支渠浇灌水利用系数η =Q /Q =1.91/2.13=0.897一支水 一支田净 一支毛计算2、3、4、5、6支渠的设计流量2、3、4、5、6支渠的田间净流量Q =30×0.75×0.048=1.08〔m3/s〕二支田净Q =45×0.75×0.048=1.62〔m3/s〕三支田净Q =40×0.75×0.048=1.44〔m3/s〕四支田净Q =35×0.75×0.048=1.26〔m3/s〕五支田净Q =50×0.75×0.048=1.80〔m3/s〕六支田净2、3、4、5、6支渠的设计流量以典型支渠〔一支渠〕的浇灌水利用系数作为扩大指标用来计算其他支渠的设计流量。η =0.9；二支水

=0.91；四支水

=0.88；

=0.90；

=0.939Q =1.08/0.9=1.2〔m3/s〕二支毛Q =1.62/0.91=1.78〔㎡/s〕三支毛Q =1.44/0.88=1.64〔㎡/s〕四支毛Q =1.26/0.90=1.4〔㎡/s〕五支毛Q =1.8/0.93=1.94〔㎡/s〕六支毛推求干渠各段的设计流量１、EF段的设计流量Q=Q =1.94〔m3/s〕EF净 六支毛 =1.9/1.940.4=1.46EFQ=1.94〔1+1.46×5.8/100〕=2.1〔m3/s〕EF、DE段的设计流量Q=1.4+2.1=3.5〔m3/s〕DE =1.9/3.50.4=1.15DEQ=3.5×(1+1.15×5.4/100)=3.72〔m3/s〕DE、CD段的设计流量Q=3.72+1.64=5.36〔m3/s〕CD =1.9/5.360.4=0.97CDQ=5.36×(1+0.97×5.2/100)=5.63〔m3/s〕CD、BC段的设计流量Q=5.63+1.78=7.41〔m3/s〕BC =1.9/7.410.4=0.85BCQ=7.41(1+0.85×4.8/100)=7.71〔m3/s〕BC、AB段的设计流量Q =7.71+1.2=8.91〔m3/s〕ＡＢ净 =1.9/8.910.4=0.79ABQ =8.91(1+0.79×4.6/100)=9.23〔m3/s〕ＡＢ毛、OA段的设计流量Q =9.23+2.13=11.36〔m3/s〕ＯＡ净 =1.9/11.360.4=0.72OAQ =9.13(1+0.72×11.36/100)=12.29〔m3/s〕ＯＡ毛 =0.048×240×0.75/12.29=0.70水各渠段加大流量的计算渠道的加大流量用下公式计算：dQj=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加大流量计算如下表：d渠段号OAABBCCDDEEF典型Q〔m3/s〕12.299.237.715.633.722.12.110J61.271.281.321.32Q〔m3/s〕14.511.459.717.154.762.772.77j四.浇灌渠道横纵断面的设计j渠道很断面的设计1、梯形渠道最正确水力断面参数选取及计算。Ri1 1 2Ri

51A3i2

b 2 Q=AC

= Ai2 R3n

=2n3

2 1m h

Abmhhb2h

RA11m2

vQA段号段号inmm”Qh0bV00A0X0R0型OA0.00050.0171.253.20012.292.0001.5158.0307.9181.0141.531AB0.00050.0171.253.2009.231.7501.3356.1646.9380.8881.497BC0.00050.0171.253.2007.711.6401.2175.3586.4680.8281.439CD0.00050.0171.253.2005.631.5301.1454.6786.0430.7741.204DE0.00050.0171.253.2003.721.2700.8861.7864.9520.3612.083EF0.00050.0171.253.2002.10.9150.5941.5903.5230.4511.321典0.0010.0131.253.2002.10.7500.4951.0742.8960.3711.9551m2上表中i为渠底比降，n为渠床糙率，m1m2的设计流速，h、b、A、X、R、V分别为最正确水力断面的水深、渠底宽度、过水断面积、0 0 0 0 0 0湿周长、水力半径、和流速，单位都是米，m。2)、梯形渠道有用经济断面的水力计算。112 V A R 3 b2 0 0 V A R h0计算结果如下表段号mαβh/h0VARhbOA1.1198.1910.9854.3783.332AB0.8646.2870.8623.8312.915BC0.7065.4650.8043.5902.732CD1.251.020.7612.1890.6714.7720.7523.3492.549DE0.8341.8220.3512.7802.116EF0.4071.6220.4382.0031.524典型1.3871.0950.3601.6421.250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。、渠道断面稳定分析。查得无钢筋的混凝土衬砌渠道的流速不超过V=2.5m/s。cd由2〕计算结果看出V <V=2.5m/s。即流速满足要求。cd、渠道过水断面以上