灌溉排水课程设计

湖南农业大学工学院课程设计说明书课程名称：7 ___________________________题目名称： ____________ 班级：2007级水利水电专业01 班姓名：____________ 熊璐__________________学号：200740616107 ____________指导教师：_________ 王辉________________________评定成绩：教师评语：指导老师签名:20马清河灌区灌溉系统的规划设计1. 基本资料1.1灌区基本情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16.5 C,多年平均蒸发量1065mm多年平均降水量1112mm灌区人口总数约8万，劳动力1.9万。

申溪以西属兴隆乡，以东属大胜乡。

根据农业规划，界荣山上以林、牧、副业为主，20m等高线以下则以大田作物为主，种植稻，麦，棉，豆等作物。

灌区上游土质属中壤，下游龙尾河一带属轻壤土。

地下水埋深一般为4〜5m, 土壤及地下水的pH值属中性，无盐碱化威胁。

界荣山、龙尾山等属土质丘陵，表土属中粘壤土，地表5〜6m以下为岩层，申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7〜8m，上游宽50〜60m，下游宽70〜90m 遇暴雨时易发洪水，近年来已在各沟，溪上游修多处小型水库，山洪已基本得到控制，对灌区无威胁。

Q灌区为马清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，坝顶高程林50.2m,正常水位43.0m,兴利库容1.2 X 108 m，总库容2.3 X 108m。

Q灌区拟在该水库下游A-A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。

A-A断面处河底高程30m砂、卵石覆盖层厚2.5 m，下为基岩，河道比降1/10 0,河底宽82n，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）4〜11月水面蒸发量（80 cm 口径蒸发皿）及降水量见表2-1及表2-2。

1.3种植计划及灌溉经验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1-3表2-3作物种植比例根据该地区灌溉试验站观测资料，设计年（1972）早稻及棉花的基本观测数据如表2-4及表2-5所示；中稻及晚稻的丰产灌溉制度列于表2-6。

附注全生育期需水系数=1.0注：计划产量120Kg;需水量系数K=2.67m3/Kg; 土壤孔隙率48% （占土体的百分数）；土壤适宜含水率上限为70% （占空隙体积的百分数），下限为35% （占空隙％）;田间最大持水率为70% （占空隙％）;播种时，计划层土壤储水量为72 m3/亩；播前灌之前土壤计划润湿层（0.4m）内的平均含水率B 0=40% （占空隙体积的百分数）。

增加的计划润湿层的平均含水率可按50% （占空隙体积的百分数）计。

灌溉定额320（ m 3/公顷）灌溉定额335（ m 3/公顷）2. 早稻及棉花的灌溉制度计算2.1早稻的灌溉制度计算由已知的气象资料可知，在早稻的全生育期的蒸发量为97 5174 9 E o — 6 118.0 143.7—- 20 30 31ET 全E o1.0ET 全 394.06所以可得各生育阶段的需水量 ET i k i ET 全，继而可得出逐日耗水量。

列入F 表。

又知泡田日期为4月13日至4月24日，泡田定额为m 70m /S 1 86mm0.667即得初始淹灌水层为10.4mm.当淹灌水层减去逐日耗水量，加上逐日降雨量后若小于最小田间允许最小水 层深度则设计灌水，当大于最大田间允许水层深度则设计排水。

水量平衡方程： W t —W 0=W r + P 0 + K + M — ET 。

et97.5 仆12 30M 10.667(h 。

S - P)0.667(h 0 86 39-30.5)h ° M 1 86 39 30.5 10.4mm早稻生育期灌溉制度计算列如下表。

12.13 7.33 2.5318 19 20校核：h P d m WC 10.4 291.9 56.8 250 463.93 31.57与7月11日淹灌水层基本相符。

可得早稻生育期设计灌溉制度，如下表。

2.2棉花的灌溉制度计算棉花全生育期的需水量为ET KY 2.67 120 320.4 即其各生育阶段的需水量为 ET i k i ET 各生育阶段地下水补给量为 KiiET i由于计划湿润层增加而增加的水量 W Ti 667(H 2 H 1) n 计划湿润层的最大、最小蓄水量： W max 667nH i maxW min 667nH i min降雨入渗量处理：有效降雨为P 。

P 。

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 寸，为0;当一次降雨在5〜50mm 时，取 为0.9;当一次降雨大于50mm 寸，取 为 0.75。

由此可得入渗的有效降雨量如下表。

最初土壤计划湿润层内的蓄水量为W072m3/亩,根据水量平衡方程:W t W o W r P o K M ET可依次推出棉花各生育期内土壤计划湿润层内的蓄水量，当所得W t小于或接近该生育期内的最小蓄水量W m in时，则需进行灌水;当大于最大蓄水量W max时，则需排水。

播前灌水定额M i 667H n( max o) 667 0.4 0.48 (70 °。

40°。

)38.42m3/ 亩棉花灌溉制度计算表见附表一。

所以可得棉花灌溉制度为3. 灌水率计算3.1根据所计算得的早稻、棉花及给出的中稻、双季晚稻的灌溉制度以及作物比例分别计算出其灌溉率。

各次灌水的灌水率为q i8.64T计算过程见下表。

将所得灌水率绘在方格纸上得初步灌水率图（见附图一），后经修正后得最后的灌水率图（附图二），选取延续时间较长的最大灌水率值。

取修正后的灌水率q 为0.46 m 3/（s*万亩）.4. 灌溉渠系规划布置4.1渠道布置本灌区灌溉渠道分为干、支、斗、农四级固定渠道。

本灌区属于小坡度地区。

一支布置在整个灌区的西面，与等高线成一定的角度。

二支布置在吴家沟和申溪 之间，三支布置在整个灌区的东面，即整个灌区由三条支渠控制。

第三支渠灌溉 面积适中，可作为典型支渠，该支渠有 8条斗渠，斗渠长3000m 取第五斗渠为 典型斗渠。

每条斗渠有10条农渠，长800m,间距300m 可取五斗二农为典型农 渠。

本灌区采用明沟排水，分别在吴沟和吴家沟之间及刘家湾和申溪之间的洪沟 布置排水沟。

另外，在每个条田中均设置排水沟，防止因排水不畅，引起地下水 抬升，使土壤发生次生盐碱化。

布置图见附图三。

5. 渠道设计流量计算5.1确定工作制度 干支渠续灌，斗、农轮灌（各分两组）。

5.2典型支渠设计流量计算灌区总面积约为12万亩，干渠长为16.5km ，各支渠的长度及灌溉面积列入下表。

支渠长度及灌溉面积A. 计算农渠的设计流量三支渠的田间净流量为 Q 支田净 A 3支q 设4.87 0.462.92m 3/s因斗、农渠分两组轮灌，同时工作的斗渠有4条，同时工作的农渠有5条，所以, 农渠的田间净流量为：Q 农田净Q 支田净 0864 0.146 m 3/sn k 3 5取田间水利用系数f0.95，农渠的净流量Q 农净Q 农田净0.146 0.154 m 3/sf0.95灌区土壤属中粘壤土，查表得相应的土壤透水性参数:A 1.9m 0.4。

因此农渠每公里输水损失系数为： 农一—1.90 40.0402100Q 农净 100 0.154取农渠的计算长度为：L 农400m 0.4km农渠的的设计流量为 Q 农毛 Q 农净（1农L 农）0.154 （1 0.0402 0.4） 0.156m 3/sB. 计算斗渠的设计流量因一条斗渠内同时工作的农渠有 5条, 即斗渠的流量为：Q 斗净 5 Q 农毛 5 0.156 0.78m 3/s农渠分两组轮灌，各组要求斗渠供给的净流量相等。

但是，第U 轮灌组距斗渠进 水口较远，输水损失水量较多，据此求得的斗渠毛流量较大，因此以第U 轮灌组 的斗渠毛流量作为斗渠的设计流量。

斗渠的工作长度为 L 斗2.3km斗渠的设计流量为：Q 斗毛 Q 斗净（1 斗L 斗）0.78 （1 0.021 2.3） 0.82m 3/s 。

C. 计算三支渠的设计流量斗渠也是分两组轮灌，以第U 轮灌组要求的支渠毛流量作为支渠的设计流量。

支渠的工作长度取：L 支3.8km支渠的净流量为：Q 3支净 4 0.82 3.28m 3/s3 支 L 支) 3.28 (1 0.012 3.8) 3.43m 3/s5.2.2计算三支渠的灌溉水利用系数Q 支田净3支水0.85Q 3支毛 3.435.2.3计算一、二支渠的设计流量A .计算一、二支渠的田间净流量3Q 1 支田净 2.72 0.46 1.25m / s3Q 2支田净 4.41 0.462.03m / sB .计算一、二支渠的设计流量以典型支渠（三支渠）的灌溉水利用系数作为扩大指标，用来计算其他支渠的设 计流量。

Q 支田净 1.253Q 1 支毛—1.47m /s支水0.855.2.4推求干渠各段的设计流量A. BC 段的设计流量斗渠每公里输水损失系数为:A 100Q 斗净1.9 0~4100 0.780.021支渠每公里输水损失系数为100 Q 3復净 1.90"4100 3.280.012支渠的设计流量为Q3支毛Q3支净（1Q2支田净 3支水2.03 0.852.39m 3/s3QBC 净 Q3 支毛3.43m / sB.AB 段的设计流量 3Q AB 净 Q BC 毛 Q 2支毛 3.71 2.93 6.1m / sC . OA 段的设计流量3Q OA 净Q AB 毛 Q 1 支毛6.4 1.257.65m /sBC 1.9100 3.430'40.012Q BC 毛Q BC 净(〔 BC LBC)3.43 (1 0.012 6.75) 3.71m 3/sOA1.9100 7.65 .0.00842 Q OA 毛 Q OA 净(〔OA L OA ) 7.65 C 1 0.00842 4.5)37.94m / s6.灌溉渠道的断面设计6.1渠道横断面设计 由已知资料查表，可取 m 1.00 6. 1.1干渠横断面设计 采用经济适用断面 A. OA 段：Q OA7.94m 3/s 取 1.04, 5/2 . ( 4 1) 0.68亦00 °.00025n 0.025宽深比 —(2 1 m 2 m) m 3.11 h Qn( 2 1 m 2)2/3 1.67m(m)5/31 i b h 5.19mA (b mh)h 11.46m 2B b 221 m 29.91mR A 1.16m3/8BAB 1.9100 6.10-40.00922 Q AB 毛 Q AB 净(1ABL AB ) 6.1 (1 0.00922 5.25)36.4m / s所以可得v Q 上64A 11.46校核不冲不淤因此有V 不淤V V 不冲，满足要求，说明断面尺寸符合要求，即干渠 OA 段的断面 尺寸为：h 1.67m ， b 5.19m 。