级土管3班第11组农田水利学课程设计说明书.doc

一.灌区开发缘由（二）灌区开发的必要性和可行性 首先，该灌区灌溉面积近12万亩，其种植的作物包括有棉早稻、中稻、双季稻和棉花，都是相对来说耗水的经济作物，种植比为50：30：20：30。 其次，就目前来说，该灌区位于河流冲击所形成的平原带，其正南方有马清河通过，而在马清河上游有一兴利库容1.2108m3总库容2.3108m3的水库，同时其水源方便、水质良好，符合灌溉的条件。 最后，在灌区其现在仅有两条河流，但是只是小流量河流，并不能满足灌区对于水量的需要，因此修建渠道十分必要。二.灌排渠系与渠系建筑物规划布置（一）水源与取水口选择.灌溉水源的选择A.灌溉水源的概念及其选择要求（理论依据）“灌溉水源”是可用于灌溉的地表水、地下水以及达到利用标准（见我国2005年国标）的非常规水的总称。马清河属于地表水。灌溉对于水源的要求十分严格。因此，在选择灌溉水源之前，以我国对于灌溉水源的要求标准为基础，结合马清河各方面的实际情况进行了科学的客观分析，我们最终确定了马清河作为灌溉水源。原因如下：（1）水位。灌溉时要求水源有足够高的水位，以便能够自流引水或者使得壅水高度和提水扬程降低。（2）水量。来水过程应满足灌溉用水过程，以便尽量减小调蓄水量。（3）水质。灌溉水质主要指的是水的化学、物理性状、水中含有物的成分及其含量。灌溉水源的水质应当符合作物生长和发育的要求。水质的主要考察因素包括：水温。若水源的水温偏低，对作物的生长起抑制作用；水温过高又会降低水中溶解氧的含量并且会提高水中有毒物质的毒性。在我国，旱作物种植要求的水温范围为1520,最低允许温度不得低于2；水稻种植要求的水温则不得低于20；所有种类的作物种植要求的水温都不得超过35。含沙量。水中含有的沙粒，若粒径较小（粒径0.005mm），则具有较多的肥份，送入田间对作物生长有利，但过量输入，会影响土壤的通气性，不利于作物生长。而粒径较大的泥沙（0.005mm粒径0.1mm）不宜入渠，以免淤积渠道，更不宜送入田间。故规定灌溉水允许含沙粒径一般为0.005mm0.01mm，允许含沙量视渠道输水能力而定；粒径0.05mm0.1mm的泥沙，可以视情况少量输入田间；粒径大于0.1mm-0.15mm的泥沙则一般不允许入渠。含盐量。鉴于作物耐盐能力都有一定限度，灌溉水的含盐量（矿化度）应不超过许可浓度。因为含盐浓度过高，会使作物根系吸水困难，形成枯萎现象，还会抑制作物正常的生理过程（如光合作用等）。另外，过高的含盐浓度还会促进土壤的盐碱化发展。故灌溉水的允许含盐量一般应小于2g/L。有害物质含量。灌溉水中含有某些重金属如汞、鉻、铅和非金属砷以及氰和氟等元素，都是有毒性的。这些有毒物质，有的可直接使灌溉过的作物、饮用过的人畜或者生活在其中的鱼类中毒：有的可在生物体摄取这种水分后经过食物链的放大作用，逐渐在较高级生物体内成千百倍地富集起来，造成慢性累积性中毒。因此，灌溉用水对于有毒物质的含量有严格的限制。含有病原体的水不能直接灌入农田，尤其不能用于生食蔬菜的灌溉。B.最终方案：选择马清河作为灌溉水源灌区所处环境年平均气温16.5，多年平均蒸发量1065mm，多年平均降水量1112mm。土壤及地下水的PH值属中性，无盐碱化威胁。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。根据上述灌溉水源选择的几项要求，结合马清河的河水状况，将其作为灌溉水源完全满足水源选择标准。.取水口的位置选定取水口宜取在凹岸中点偏下游处，因为当取水口位于河流弯道时，最大水深位于凹岸中点稍偏向下游，取水口设在这里可以加大进流量,防止泥沙入渠(弯道环流原理)。并且，考虑到马头山从西向东方向高程先增大再减小，若在山头附近直接引水因地势由低到高无法实现，由于不知道山石的构成成分和山体厚度，通过挖隧道不知是否可行。同时灌区处于高程小于20m的区域，所以选择在马头山稍高于20m处沿等高线绕山修建干渠。沿着同一高度盘山修建，避免了挖隧道和高度变化可能导致引水不畅，为了尽量减小工程量和节约成本，选择在高程为22m处作为取水口，并沿等高坡面修建干渠。（二）各级渠道和排水沟布置.渠道和排水沟布置的理论依据A.灌溉渠道系统的概念及其布置灌溉渠道系统是指从水源取水、通过渠道及其附属建筑物向农田供水、经由田间工程进行农田灌水的工程系统，包括渠首工程、输配水工程和田间工程三大部分。1.布置规划原则（1）自流灌溉。干渠应当布置在灌区的较高地带，其他各级渠道也应当布置在各自控制范围之内的较高地带。（2）安全可靠。渠道要避免深挖高填，山丘区渠系的上游还应当修建撇鸿沟。（3）经济合理。渠线应当尽可能短直，以减少占地和工程量。（4）方便管理。渠系的布置要便于用水管理和工程管理。（5）综合利用。山区、丘陵区的渠道布置应集中落差，以便发电和进行农副业加工。2.山区、丘陵区灌区的干、支渠布置特点由于山区、丘陵区地形比较复杂，岗冲交错，起伏剧烈，坡度较陡，河床切割比较深，比降大，耕地分散，位置较高，所以干、支渠的布置特点是：渠道高程较高，比降平缓，渠线较长且弯曲较多，深挖、高填渠段较多，沿渠交叉建筑物较多。渠道常和沿途的塘坝、水库相连，形成长藤结瓜式水利系统，以求增强水资源的调蓄利用能力和提高灌溉工程的利用率。山区、丘陵区的干渠一般沿灌区上部边缘布置，大体和等高线平行，支渠沿着两溪间的分水岭布置。3.山区、丘陵区灌区的斗、农渠布置特点山区、丘陵区的斗渠长度一般较短，控制面积较小，其间距主要根据机耕要求确定，和农渠的长度相适应。农渠的长度和控制面积也都较小。B.排水沟道系统的组成及其布置排水系统一般包括排水区内的排水沟系和蓄水设施（如湖泊、河沟、坑塘等）、排水区外的承泄区以及排水枢纽（如排水闸、抽排站等）三大部分组成。1.排水沟的布置规划原则（1）低处布置（2）分片排水（3）洪涝分治（4）滞蓄结合（5）统筹规划（6）灌排分开（7）降低造价（8）安全可靠（9）综合利用2.排水沟的设计设计排水沟，一方面是要使沟道能通过排涝设计流量，使涝水能够顺利排入外河；另一方面，还要满足控制地下水位等要求。其设计水位分为排渍水位和排涝水位两种。3. 排水设计标准排水设计标准包括：排除地表多余降雨径流的除涝标准，控制农田地下水位的排渍标准。（1）除涝设计标准以治理区发生一定重现期的暴雨，作物不受涝为标准。以治理区作物不受涝的保证率为标准。以某一定量暴雨或者涝灾严重的典型年作为排涝设计标准。（2）排渍设计标准设计排渍深度：日常情况下地下水位的埋深要求。设计耐渍深度：暴雨后规定时间内要求地下水位达到的埋深。C.渠道和排水沟的配合方式灌溉系统和排水系统的规划要互相参照、互相配合、通盘考虑。尤其斗、农渠和斗、农沟的关系更为密切，其配合方式选择相邻还是相间，主要取决于地形条件。地面向一侧倾斜的地区，渠道只能向一侧灌水，排水沟也只能接纳一边的径流，灌溉渠道和排水沟道只能并行，上灌下排，互相配合。.各级渠道及排水沟的布置方案1.干渠与干沟整个马清河灌区地势特征为从北到南，地势降低，因此，干渠应布设在灌区的北面，平行于东西走向，利于灌溉水的流动。干渠的布置是从取水出起，沿约22m等高线沿马头山绕行向上，至约20m等高处平行于东西方向画出，贯穿整个灌区范围，总长度为14.703km。以灌区南部马清河为干沟。2.支渠与支沟支渠的布置以满足灌区的需水要求为大前提。该灌区为从西到东地势降低地形，灌区中部含有吴家沟，申溪河，东部有龙尾河，可作排水之用，故在能够满足灌溉需要的前提下，本着减小工程量的原则，可以布置四条支渠：第一条临近马头山，以吴家沟作排水沟，第二条在吴家沟旁边，将申溪河作排水沟，第三、四条布设在申溪河与龙尾河所夹区域，均向右侧灌溉。作为典型支渠的三支渠长度为5.550km。一、二、三、四支渠分灌的四部分灌溉区域面积分别为1.987万亩、2.894万亩、2.688万亩，4.117万亩，将干渠分为四段，各段长度分别为4.279km、2.967km、3.438km、4.019km。3.斗渠与斗沟 由于灌区相对来说比较平缓，因此斗渠沿等高线布置，设计的典型斗渠长度为5.550km，间距为694m，一支渠包括有8条斗渠。4.农渠与农沟 农渠的设计为每条斗渠包括6条农渠，农渠长度为694m，间距为243m。注：结合马清河灌区的地形条件，确定斗、农渠的布置形式为灌排相邻。（三）渠系建筑物布置由于取水采用的是无坝取水，所以设置渠首进水闸，调节引入干渠的流量。在每条支渠的分界处设置节制闸，各支渠首需要设置分水闸，干渠要经过吴家沟和申溪河，需要在河上设置渡槽，每级渠道需要设置退水渠。三.计算渠道设计流量 （一）确定工作制度.确定工作制度的理论依据：渠道工作制度即渠道的输水工作方式，分为轮灌和续灌两种。其中，续灌是在一次灌水延续时间内自始至终连续输水，但是考虑到在灌溉时各用水单位受益应当均衡，避免过多水分造成灌水组织和生产安排的困难，故建议一般灌区面积较大的灌区，干、支渠采用续灌。 轮灌则是同一级渠道在一次灌水延续时间内轮流输水。鉴于轮灌会加大渠道设计，也将增加渠道的土方量和渠道建筑物的工程量，如果流量过分集中，还会造成劳力紧张，在干旱季节还会影响各用水单位的均衡受益。所以建议较大灌区对于斗、农渠实行轮灌。轮灌时还应当注意不管其形式为集中分组还是插花编组，轮灌组的数目太多会造成劳动力紧张，一般以2-3组为宜。.灌溉制度的最终方案马清河灌区属于大中型灌区，考虑到轮灌以及续灌方式各自的特点，以及其用水习惯和行政区划，故确定马清河灌区的灌溉制度为干支渠续灌，斗、农渠轮灌。且斗、农渠轮灌各分2组。（二）计算灌区内作物的灌水模数设计流量的概念：在灌溉设计标准条件下，为了满足灌溉用水要求，需要渠道输送的最大流量。它是设计渠道断面和渠系建筑物尺寸的主要依据。公式：设计流量=设计毛流量=设计净流量+输水损失+田间损失 设计净流量=设计灌水率控制灌溉面积.早稻灌溉制度的计算早稻耗水存在以下几个关系式：早稻的需水量+田间深层渗漏量=田间耗水量需水量ET= 需水系数*该阶段80cm口径蒸发皿的蒸发量田间深层渗漏量=该阶段渗透强度*该阶段生长天数表一 早稻各生育期耗水量计算生 育 阶 段复苗分蘖前分蘖后孕穗抽穗乳熟黄熟全生育期起止日期（日/月）25/44/55/514/515/51/62/616/617/630/61/711/712/720/725/420/7天 数101018151411987模比系数（%）78182521138100田间允许水层深（mm）10-30-5010-40-8020-50-9020-50-10020-50-9010-40-50湿润渗透强度（mm/d）1.31.31.31.31.31.31.3阶段水面增发量(mm)34.7338.0669.571.8567.0662.0650.78394.04阶段需水系数a0.070.080.180.250.120.130.081阶段需水量(mm)27.58 31.52 70.93 98.51 82.75 51.23 31.52 394.04阶段渗透量(mm)131323.419.518.214.311.7113.1阶段耗水量(mm)40.58 44.52 94.33 118.01 100.95 65.53 43.22 507.14 每日耗水量(mm)4.06 4.45 5.24 7.87 7.21 5.96 4.80 5.83 表二 马清河灌区早稻灌溉制度计算表 日期生育期设计灌水层逐日耗水量逐日降雨淹灌水层变化灌水量排水量4月241025复苗期10-30-504.0625.94202621.882717.82281.515.262911.23027.14205月123.08219.0233.418.364925056.30 5分蘖前10-40-804.451.246.7567.970.8728.58014.85875.55971.11066.65112.564.7126.466.651362.21457.7515分蘖后20-50-905.2452.5116653.271724.572.531867.291962.052056.812151.572210.656.932310.762.392457.152551.912646.67271.142.53283.740.992935.753030.513125.276月120.032孕穗20-50-1007.8717.429.5631.923.59445.7230537.85629.98722.11844.2430936.371028.51120.631242.76301334.89141.928.921521.051643.183017抽穗20-50-907.2135.971828.761921.552044.34302137.132249.279.122371.912435.49010.12582.79261.577.082769.872862.662955.453048.247月1乳熟10-40-505.9642.28236.32330.36424.4518.44612.48736.5230830.56924.61018.641112.6812黄熟自然落干4.813141510164.117181920444.63307.322054.05（未包括黄熟期耗水和降雨）表三 马清河灌区某年早稻生育期设计灌溉制度表灌水次数灌水日期灌水定额灌水率mmm/亩m3/(s*万亩)14.252013.340.193 24.32013.340.193 36.43020.010.289 46.83020.010.289 56.123020.010.289 66.163020.010.289 76. 203020.010.289 87.73020.010.289 合计220146.742.123 备注1水稻的灌溉定额是220mm或者146.74m3/亩备注2持续灌水时间4昼夜结合早稻生长期内降雨情况，通过水量平衡方程计算早稻灌溉制度，遵循当田间淹灌水层深度H=H0+P0-ET大于最大蓄水深度Hp时要排水，排水量h=H-Hp；反之当H=H0+P0-ET小于适宜的最小淹没层深度Hmin时则需要灌水，而灌水量m需满足max(m+H)Hmax（适宜的最大淹没层深度），同时由于其黄熟期为自然干落，故不考虑其耗水，只考虑黄熟期之前的水量平衡.校核： H始+P-d+m-WC=H末.棉花灌溉制度的计算1.计算的方法棉花属于旱作物，它的的田间耗水量等于其田间需水量。而对于干旱作物采用水量平衡方程Wt W0 =Wr +P0+K +MET 求解其整个生育期的需水量，再运用模比系数求取每个生育阶段的需水量。运用水量平衡法求取其灌水量。公式：Wt W0 =Wr +P0+K +MET （mm或m3/亩）注：W0 、Wt 时段初和任一时间t 时的土壤计划湿润层内的储水量；Wr 由于计划湿润层增加而增加的水量； P0保存在土壤计划湿润层内的有效雨量；K时段t内的地下水补给量，即Kkt，k为t 时段内平均每昼夜地下水补给量；M时段t内的灌溉水量;ET时段内t内的作物田间需水量，即ET=et，e为t时段内平均每昼夜的作物田间需水量。2.计算的基本步骤（1）棉花全生育期的需水量ET总=K*Y K-2.67m3/kg Y-计划产量120kg/ m3（2）各生育阶段的需水量ET=模比系数*ET总（3）Wt=667*n*平均*h，求取各阶段随着计划湿层增加而增加的储水量。（4）地下水补给K=ET*补给系数（5）P0=*P,其中取0.4，P为个生育期的降雨量（6）计算土层允许的储水上限值和下限值Wmax=667*n*H*maxWmin=667*n*H*min（7）再运用公式H0+P0+K+Wt-ET，当结果介于Wmax和Wmin之间时，无需灌水，但是当结果小于Wmin是便需要灌水，同时取每一阶段的中间日期灌水。灌溉制度表如下：马清河灌区某年棉花生育期设计灌溉制度表灌水次数灌水日期灌水定额灌水率mmm/亩m3/(s*万亩)17.135033.350.154 29.86040.020.185 备注1水稻的灌溉定额是220mm或者146.74m3/亩备注2持续灌水时间4昼夜中稻和双季晚稻的灌溉制度表中稻双季晚稻灌水次序灌水时间（日/月）灌水定额（m3/亩）灌水率灌水次序灌水时间（日/月）灌水定额（m3/亩）灌水率1（泡田）10天7月5日750.26 1（泡田）7天7月19日700.58 25月26日250.22 27月27日150.22 34月6日250.22 31月8日250.36 410月6日250.22 47月8日200.29 56月20日300.26 512月8日250.36 62月7日300.26 68月23日300.43 78月7日300.26 78月27日300.43 87月14日300.26 88月31日300.43 97月22日300.26 96月9日300.43 107月29日250.22 1012月9日300.43 1110月8日200.17 119月19日300.43 129月30日200.29 灌溉定额 345（m3/亩）灌溉定额 355（m3/亩）（三）灌区渠道设计流量推算灌区面积及渠道长度统计表图上灌溉面积实际灌溉面积（万亩）区域147719.930 1.987 区域269488.800 2.894 区域364539.950 2.688 区域498860.570 4.117 总计280609.250 11.686 图上长度（mm）实际长度（km）干渠OA256.765 4.279 干渠AB178.040 2.967 干渠BC206.308 3.438 干渠CD241.131 4.019 支渠1支渠2支渠3333.000 5.550 支渠4斗渠间距41.630 0.694 斗渠长度232.770 3.880 农渠长度41.630 0.694 农渠间距14.550 0.243 .典型支渠的选择典型支渠选择时应当注意典型区内作物的种植比、土壤性质、灌溉面积等影响渠道的主要因素要具有代表性。推算出典型支渠范围内各级渠道水利用系数之后，将其作为扩大指标，计算出其余支渠的设计流量以及其余支渠控制范围内的斗、农渠的设计流量。分析灌区内各部分的地形特点及渠道状况，选择了三支渠作为了典型支渠。.典型支渠及各级渠道设计流量的计算（1）先分别计算出典型支渠的田间净流量Q田间净流量=A*q （A为该级渠道的控制面积）（2）由支渠分配到每条农渠的田间净流量Q农田净=Q支天净/n/k注：其中n、k为轮灌时斗渠和农渠的分组情况，此时n=4，k=8。（3）计算农渠的净流量Q农净=Q农田净/f注：田间水利用系数f=0.95。（4）计算农渠的毛流量Qg=Qn(1+L*) 注：其中Qg表示该渠道的毛流量即设计流量，而Qn表示该渠道的净流量 L为最下游一个轮灌组灌水时渠道的平均工作长度km，计算农渠毛流量时，可取农渠长度的一半进行计算，而其他渠道则为共组中点的距离。渠道每公里输水损失系数=1.9/100/Qm 其中A=1.9 m=0.4。（5）计算灌溉水利用系数0= Q田间净流量/Qg （6）农渠田净流量和农渠净流量 逐级推算农渠、斗渠、支渠的设计流量 （7）计算干渠设计流量 逐段计算干渠的设计流量.设计流量的推算结果渠道设计流量具体推算步骤表步骤推算过程对应的设计流量计算公式计算所得流量最小流量 一典型支渠（三支渠）及其所属斗农渠设计流量1 计算农渠的设计流量 三支渠的田间净流量（m3/s）Q3支田净=A3支渠*q设1.156 0.645 斗农渠分两组进行轮灌，同时工作的斗渠有4条、农渠有8条农渠的田间净流量（m3/s）Q农田净= Q3支田净/（4*8）0.036 0.020 取田间水利用系数f=0.95农渠的净流量（m3/s）Q农净= Q农田净/f0.038 0.021 灌区土壤属中壤土，故取A=1.9 m=0.4农渠每公里输水损失系数农=1.9/（100*Qn)0.070 农渠毛流量（设计流量）农渠的毛流量或设计流量为（m3/s）Q农毛=Q农净*（1+*L农）0.039 0.022 2 计算斗渠的设计流量（一条斗渠内有8条农渠同时工作）斗渠净流量（m3/s）Q斗净=Q农毛*80.312 0.174 灌区土壤属中壤土，故取A=1.9 m=0.4斗渠每公里输水损失系数斗=1.9/（100*Qn)0.030 由于农渠分两组轮灌，取斗渠的平均工作长度L斗=2.910km斗渠的毛流量或设计流量（m3/s）Q斗毛=Q斗净*（1+*L斗）0.339 0.189 3 计算三支渠的设计流量（一条支渠内有4条斗渠同时工作）三支渠净流量（m3/s）Q3支净=Q斗毛*41.365 0.762 灌区土壤属中壤土，故取A=1.9 m=0.4三支渠每公里输水损失系数3支=1.9/（100*Qn)0.017 由于斗渠分为两组轮灌，取支渠的平均工作长度L支=36.075km三支渠的毛流量或设计流量（m3/s）Q3支毛=Q3支净*（1+*L支）2.188 1.221 4 计算第三支渠的灌溉水利用系数三支渠的灌溉水利用系数3支水=Q3支田净/Q3支毛0.528 二计算其他支渠的设计流量1 计算一支渠的田间净流量一支渠的田间净流量（m3/s）Q1支田净=A1支渠*q设0.854 0.477 2 计算二支渠的田间净流量二支渠的田间净流量（m3/s）Q2支田净=A2支渠*q设1.244 0.694 3 计算四支渠的田间净流量四支渠的田间净流量（m3/s）Q4支田净=A4支渠*q设1.770 0.988 4 计算一支渠的设计流量一支渠的设计流量（m3/s）Q1支毛=Q1支田净*3支水1.618 0.903 5 计算二支渠的设计流量二支渠的设计流量（m3/s）Q2支毛=Q2支田净*3支水2.357 1.315 6 计算四支渠的设计流量四支渠的设计流量（m3/s）Q4支毛=Q4支田净*3支水3.353 1.871 三推算干渠各段的设计流量1计算CD段的净流量CD段的净流量（m3/s）QCD净=Q4支毛3.353 1.871 1灌区土壤属中壤土，故取A=1.9 m=0.4渠道每公里输水损失系数CD=1.9/（100*Qn)0.012 1计算CD段的设计流量CD段的设计流量（m3/s）QCD毛=QCD净*（1+*LCD）3.515 1.961 2计算BC段的净流量BC段的净流量（m3/s）QBC净=QCD毛+Q3支毛5.703 3.182 2灌区土壤属中壤土，故取A=1.9 m=0.4渠道每公里输水损失系数BC=1.9/（100*Qn)9.469*10-32计算BC段的设计流量BC段的设计流量（m3/s）QBC毛=QBC净*（1+*LBC）5.889 3.286 3计算AB段的净流量AB段的净流量（m3/s）QAB净=QBC毛+Q2支毛8.246 4.601 3灌区土壤属中壤土，故取A=1.9 m=0.4渠道每公里输水损失系数AB=1.9/（100*Qn)8.171*10-33计算AB段的设计流量AB段的设计流量（m3/s）QAB毛=QAB净*（1+*LAB）8.446 4.713 4计算OA段的净流量OA段的净流量（m3/s）QOA净=QAB毛+Q1支毛10.064 5.616 4灌区土壤属中壤土，故取A=1.9 m=0.4渠道每公里输水损失系数OA=1.9/（100*Qn)7.545*10-34计算OA段的设计流量OA段的设计流量（m3/s）QOA毛=QOA净*（1+*LOA）10.389 5.797 四得出结论渠首的设计流量为10.389m3/s五.水位推算（一）选择参考点选择灌区最难控制的点原则：如沿着渠地面坡度大于渠道比降，渠道进水口附近的地面最难控制；反之，渠尾地面最难控制。选择灌区最难控制的点，在整个灌区来说地形的起伏变化不大，同时渠道的比拟比降大于地面的比降，故选择里渠尾较远的点作为控制点，渠首选择控制点高程为22m，涵洞进水口和一支渠的控制点高程选择为20m，其他控制点选择为18.5m。（二）推算农、斗、支渠水位推算的方法：为了满足自流灌溉的要求，各级渠道入口处都应当具有足够的水位。这个水位是根据灌溉面积上控制点的高程加上各种水头损失，自下而上逐级推算出来的。进水口的水位计算公式H进=A控+h+Li+，其中A控表示灌区控制范围内的高程，h为控制点地面与附近末级固定取得哦啊设计水位的高差，取值为0.1，L表示渠道的长度，i为渠道的比降，为水流通过渠系建筑物的水头损失，可参照下表进行取值：渠系建筑物水头损失最小数值表渠别控制面积（万亩）进水闸节制闸渡槽倒虹吸公路桥干渠支渠斗渠农渠10-401-60.3-0.40.1-0.20.1-0.10.05-0.150.050.10.070.050.150.070.050.40.30.20.050.030分别推算农首、斗首、支首水位（三）推算干渠水位 逐段推算各段干渠的水位渠道的设计流量10.389（m3/s)渠道的最小流量5.797（m3/s)渠道的加大流量12.467（m3/s)干渠进水口设计水位H124.37(m)支渠1进水口水位H221.24(m)支渠2进水口水位H320.69(m)支渠3进水口水位H420.25(m)支渠4进水口水位H519.60(m)（四）确定引水方式 无坝取水，由于上游有水库其水位已修建了堤坝，同时取水出的水位能够满足水位的要求。六.渠道横断面设计 注：均为土渠、均采用梯形断面（一）干渠各断面设计.渠道设计的理论依据：1.渠底比降渠底比降即在坡度均一的渠段内，两端渠底高差和渠段长度的比值。比降选择是否合理关系到工程造价和控制面积。（1）为了减少工程量，一般尽可能选用和地面坡度相近的渠底比降。（2）一般随着设计流量的减小，渠底比降应逐级增大。（3）干渠及较大支渠的上、下游流量相差很大时，可以采用不同的比降。上游平缓，下游较陡。（4）清水渠道易产生冲刷，比降宜缓。（5）抽水灌区的渠道应在满足泥沙不淤的条件下尽量选择平缓的比降，以减小提水扬程和灌溉成本。2.渠床糙率系数渠床糙率系数是反映渠床粗糙程度的技术参数。若值选的太大，设计的渠道断面就偏大，不仅增加了工程量，而且会因实际水位低于设计水位而影响下级渠道的进水。若值选的太小，设计的渠道断面就偏小，输水能力不足，影响灌溉用水。3.渠底边坡系数渠底边坡系数即边坡在水平方向上的投影长度和在垂直方向投影长度的比值。它是渠道边坡倾斜程度的指标，其值大小关系到渠坡的稳定，要根据渠床土质和渠道深度等条件选择适宜的数值。（边坡系数越大，坡度越缓）4.渠道断面的宽深比渠道断面的宽深比即渠道底宽与水深的比值。其选择：（1）要尽量使得工程量最小（水力最优宽深比）。（2）使得断面稳定。（3）有利通航。（4）适应范围广（实用经济断面宽深比）。5.渠道不冲不淤流速不冲流速和不淤流速分别表示在稳定渠道中，允许的最大平均流速和允许的最小平均流速。渠道的平均流速V=C*(Ri)1/2 谢才系数C=1/n*R1/6水力半径 R=A/P过水断面面积 A=h*（b+h*m）湿周 P=b+2*h（1+m*m）1/2计算流量 Q计算 =A*C*y(Ri)1/2流量的校核 |(Q- Q计算)/Q|0.05 注：其中Q为渠道的设计流量 土渠的不冲速度 Vcs=K*Q0.1 其中K为渠长的土壤的耐冲程度系数，中壤土K=0.57 土渠的不於速度其中R为水力半径，C为冲沙速度的系数，取0.2-0.4.计算1. 计算干渠设计过水断面（采用经济实用断面）实用经济断面：是一个宽浅式的梯形断面，使其水深和底宽有一个较广的选择范围以适应各种情况的要求。而在此范围内又基本满足水力最佳断面的要求。其计算步骤为：（1）拟定偏离系数=1.02；（2）计算=0.76（3）由宽深比公式得：OA段，m=1.5，=2.21AB、BC、CD段，m=1，=2.22（4）由公式得：OA段，h=2.53AB段，h=2.59BC段，h=2.26CD段，h=1.87（5）由公式得：OA段，b=5.59AB段，b=5.76BC段，b=5.03CD段，b=4.15（6）校核不冲不淤流速 清水渠取0.3-0.4 要求经计算： A.过水断面积A=h*（b+m*h）=23.69m2B.湿周P=b+2h*（1+m2）1/2=14.70m C.水力半径R=A/P=1.61m D.谢才系数C=1/n*R1/6=43.31 E.渠道的输水流量Q计算=A*C*（Ri）1/2=13.03m3/s F.校核渠道的输水能力：|(Q-Q计算)/Q|=0.25390.05。故满足流量要求 G.设计流速V=Q/A=0.55m/s H.不冲速度 =0.40m/s =2.00m/s 故在速度的设计上满足要求2. 计算最小水深和加大水深（迭代法）1） =6.13 =3.61（2）初拟（或）代入下式 先取=1.5m，经过迭代后得到=2.3367m同理得到=3.000m（规则：则计算终止，否则令继续迭代）（二）支渠断面设计（采用经济实用断面）1.半挖半填渠道的挖方深度x需满足（b+m*x）=（1.1-1.3）*2*a*d+1/2*(m1+m2)*a 注：粘土x=1.12462.同时为了满足渠道的安全稳定，半挖半填渠道堤底宽度B应满足B(5-10)(h-x)3.有渠床条件为中壤土时，同时流量2Q10时，内坡m1=1.00，外坡m2=1.00 进行典型支渠的设计4.其具体的计算步骤与干渠的计算一样，最后得到的结果如下:b =3.47m h=1.56m v=0.40m/s Q=2.19 m3/s=1.10m =2.00m i=0.0001 Q计算=3.14m3/s设计的参数：A.过水断面积A=h*（b+m*h）=7.86m2B.湿周P=b+2h*（1+m2）1/2=7.88m C.水力半径R=A/P=1.00m D.谢才系数C=1/n*R1/6=39.97 m1=1.00 m2=1.00 a =1.00m d=1.00m x=1.12 m B=3.00m具体的设计见图（半挖半填渠道）（三）斗渠断面设计（采用水力最优断面） 水力最优断面 ：在渠道比降和渠床糙率一定的条件下，通过设计流量所需要的最小过水断面。采用水力最优断面的宽深比可以使渠道工程量最小。采用水利最优断面能够保证工程量最小，宽深比-m之间对应关系表如下：边坡系数m00.250.50.751.001.251.501.752.003.00 2.01.561.241.000.830.700.610