XX灌区规划开发的设计书

1 区规划开发的设计方案 第一章 灌区规划开发概况以及必要性与可行性分析 第二章 作物灌溉制度和灌水率图设计 1. 灌溉设计标准 灌溉设计保证率采用 85%，经频率计算分析，相应的设计代表年为 1971 年。 2. 逐日耗水量计算表 表 稻耗水量计算表 he of 育期 返青 分蘖 孕穗 抽穗 乳熟 黄熟 全生育期 起止 日期 早稻 25/4 5/5 2/6- 16/6 17/6 27/6 7/7 25/4 晚稻 3/8- 10/8 11/8- 2/9 3/9- 22/9 23/90 3/100 14/10- 23/10 3/80 天数 早稻 10 28 15 10 10 8 81 晚稻 8 23 20 10 11 10 82 需水模比系数 (%) 早稻 7 24 24 22 14 9 100 晚稻 6 26 27 25 9 7 100 田间渗漏量(mm/d) 早稻 稻 面 蒸 发量E0(早稻 7 稻 8 段需水系数 早稻 稻 段需水量(早稻 稻 01 04 阶段渗漏量(早稻 15 42 5 15 12 稻 12 0 15 5 123 阶段耗水量(早稻 晚稻 逐日耗水量(早稻 稻 . 早稻生育期灌溉制度计算表 表 稻生育期灌溉制度计算表 he of of 稻全生育期田间水层变化 H 末 =H 始 +P+H 始 =20 2 日期 生育期 田间适 宜水层深(逐日耗水量(逐日降雨量 (田间水层变化（ 灌水量(排水量(月 日 4 24 续表 稻生育期灌溉制度计算表 he of of 期 生育期 田间适宜水层深(逐日耗水量(逐日降雨量 (田间水层变化（ 灌水量(排水量(月 日 25 26 27 28 返青期 1020 29 30 5 1 2 3 4 5 分蘖 10 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 30 16 17 15 18 19 20 21 22 23 0 4 25 26 3 27 28 0 29 0 0 31 6 1 续表 稻生育期灌溉制度计算表 he of of 期 生育期 田间适宜水层深(逐日耗水量(逐日降雨量 (田间水层变化（ 灌水量(排水量(月 日 2 3 4 5 6 7 孕穗 2060 8 9 10 11 12 13 14 15 0 16 17 抽穗 200 18 19 56 80 0 0 1 22 23 24 25 26 27 乳熟 10 28 29 0 30 7 1 2 4 3 4 0 5 6 7 黄熟 00 0 0 表 稻生育期灌溉制度计算表 he of of 期 生育期 田间适宜水层深(逐日耗水量(逐日降雨量 (田间水层变化（ 灌水量(排水量(月 日 10 11 12 13 14 合计（不含黄熟期） 230 核： H 始 +P+ 末 20+ 7月 6日田间水层深度符合 4. 早稻生育 期设计灌溉制度表 表 稻生育期设计灌溉制度表 of 水次数 灌水日期 灌水定额 3/亩 1 0 0 20 3 0 40 4 0 20 5 0 20 6 0 20 7 0 20 合计 230 选择泡田定额为 90 ，则早稻全 生育期灌溉定额为 90+3/亩 5. 晚稻生育期灌溉制度计算表 表 稻生育期灌溉制度计算表 he of of 期 生育期 田间适 逐日耗 逐日降 田间水 灌水量 排水量 5 月 日 宜水层深 (水量(雨量(层变化 (8 2 20 3 返青期 10 4 5 0 6 续表 稻生育期灌溉制度计算表 of of 返青期 10 8 9 0 10 11 分蘖 10 12 13 0 14 15 16 0 17 18 17 19 20 0 21 22 23 0 24 25 26 1 0 27 28 29 30 31 1 2 3 孕穗 200 4 4 5 6 7 日期 生育期 田间适宜水层深 (逐日耗水量(逐日降雨量(田间水层变化(灌水量(排水量(月 日 6 8 0 9 10 11 12 13 0 14 续表 稻生育期灌溉制度计算表 of of 期 生育期 田间适宜水层深 (逐日耗水量(逐日降雨量(田间水层变化(灌水量(排水量(月 日 15 孕穗 20 16 17 18 0 19 20 21 22 23 抽穗 20 24 25 26 27 28 0 29 30 10 1 2 0 乳熟 100 5 6 7 8 9 10 11 12 0 13 14 黄熟 00 5 16 7 17 18 19 20 21 22 23 合计（不含黄熟期） 340 核： H 始 +P+ 末 20+ 7月 6日田 间水层深度基本符合 6. 晚稻生育期设计灌溉制度表 表 稻生育期设计灌溉制度表 of 水次数 灌水日期 灌水定额 3/亩 1 0 2 0 3 0 4 0 5 6 0 20 7 0 8 0 9 0 10 0 11 0 12 0 13 0 合计 340 选择泡田定额为 90 ，则早稻全生育期灌溉定额为 90+3/亩 7. 棉花灌溉制度设计 棉花灌溉制度采用水量平衡图解法设计，生育期内降雨量统计见下表 表 花生育期降雨量统计表 he of 期 次降雨量（ 降雨入渗系数 有效降水量 ( ) 有效降水量累积 ( ) 8 0 8 表 花生育期降雨量统计表 of 期 次降雨量（ 降雨入渗系数 有效降水量 ( ) 有效降水量累积 ( ) 5 0 . 棉花灌溉制度图解法参数 表 花灌溉制度图解法参数表 he of of 育期 幼苗 现蕾 开始 结 铃 吐絮 起止日期 8 全生育期需水量（ ） 阶段需水模比系数（ %） 14 25 38 23 9 各阶段需水量 ） T 值累计（ ） 下水补给系数（ %） 0 10 10 10 地下水补给量 K（ ） 值累积（ ） 表 花灌溉制度图解法参数表 of of 育期 幼苗 现蕾 开始结铃 吐絮 起止日期 8 计划湿润层深度（ m） 许储水量上限（ m/亩） 许储水量下限（ m/亩） 划湿润层增加获得水量 m/亩 ) T 值累积（ m/亩） m/亩） 累积（ m/亩） 间持水率（灌水适宜上限）占土壤容积的 50%*80%=40% 灌水适宜下限占土壤容积的 40%*60%=24% 计划湿润层增加 T=(, 取 0=667*： 1m=1/667 9. 棉花灌溉设计图 10 图 花灌溉制 度设计图 he of of 0. 灌水率表 利用公式 q=*m/(864*T)进行灌水率计算， 式中： q 灌水率 () 种植面积所占比例 m 灌水定额 ( ) T 灌水时间 (d) 计算结果如下表所示： 表 水率计算表 of 物 种植面积所占比例(%) 灌水定额 ( ) 灌水次数 灌水时间 灌水延续时间 灌水率() 开始 结束 中间日 早稻 80 90 1（泡田） 0 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 11 晚稻 80 90 1（泡田） 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 花 20 70 1 0 0 2 0 1. 修正前灌水率图 根据以上参数，画得灌水率图如下图所示。 12 图 正前灌水率图 he of 2. 修正后灌水率图 修正原则：修正后的灌水率图应与水源供水条件相适应； 尽量保证作物需水临界期的灌水不变。若需要提前或推迟灌水日期，前后不得超过 3d，且 以前提为主。若同一种作物连续两次灌水均需变动，灌水日期不应一次提前一次推后。 修正后的灌水率应当比较均匀，使得渠道水位和流量不发生剧烈的变化。一般取累积 30d 以上的最大灌水率为设计灌水率，短期的峰值不应大于设计灌水率的 120%（超过部分可由渠道超高部分的），最小灌水率不应小于设计灌水率的 40%。 宜避免经常停水，特别应避免小于 5d 的短期停水，保证渠道安全运行。 修正后的灌水率图如下图所示。 13 图 正后的灌水率图 he of 图中可以得知，贡河灌区的设计灌水率为 设q =s 万亩 )，最小灌水率为s 万亩 ) 14 第三章 灌区总体规划 1. 骨干灌排系统布置 由基本资料可知贡河的水量比较丰富，而且为清水河流，最大含沙量小于 5%，水质符合灌溉水质的标准，所以选定贡河为灌溉水源。规划时考虑到贡河右侧的山体不具备开凿隧洞的条件，所以直接开挖作为总干渠。 在布置时，考虑到需要灌溉 22 米等高线以下的区域，所以控制干渠基本沿略高于 22米等高线布置，取水口取在马头站附近，起始高度为 24 米等高线，以实现灌区整体自流灌溉。其中总干渠分为 4 段，干渠在穿越吴家沟和申溪时，由于天然河道高程较低，所以采用渡槽作为过水 建筑物。干渠渠身需要建设若干节制闸，用于抬高上游渠道的水位或阻止渠水继续向流向下游。同时需要建设分水闸，作为支渠的引水闸，另外泄水闸或退水闸也必不可少，控制和调节下级渠道的配水流量。 支渠共为 4 条，分别为支渠 1，支渠 2，支渠 3，支渠 4。支渠垂直于干渠布置，在选线的过程中要尽量为直线，而且垂直于等高线，便于顺利得进行自流灌溉。此外，还应保证支渠控制面积基本一致。支渠的末端需要配置退水闸，将超过安全水位的水排入河沟中。 排水承泄区主要为天然河沟，另外龙尾河、丁沟、沙溪和贡河围成的低洼地区也可作为排水容泄区（为区 划图中右下角区域）。吴家沟、申溪和龙尾河三条天然河道作为支渠的排水沟，另外在申溪和龙尾河之间新开挖一条人工排水支沟。 支渠与支沟采用相间平行布置，其间的间距相等，这样可使两条支渠间的控制面积与两条支沟间的控制面积相等。 2. 典型支渠的选择与布置 典型支渠选择支渠 2，垂直于干渠 布置，所控制的灌溉区域位于吴家沟和申溪之间。支渠 2 的长度为 制面积约为 亩。 考虑到田间用水管理要求，条田的宽度一般定为 100度一般为 400。故在支渠 2 上布置 16 条斗渠，左右两侧各为一个轮 灌组，每组 8 条斗渠。每条斗渠共有12 条农渠，分两组轮灌，每组 6 条农渠同时灌溉。 支渠 2 所控制的灌溉区域内，由地形图知地面向一侧倾斜，渠道向一侧灌水，排水沟只能接纳一边径流，故农渠和农沟采用相邻布置。 3. 农沟间距的计算 农沟间距的计算采用非稳定流理论，不透水层位于有限深。以棉花适宜地下水埋深为控制临界条件，分播种 幼苗，蕾期以后两个生育期分别进行计算。 （ 1）播种 幼苗期 农沟沟深的计算公式如下： 式中： D 末级固定沟道的沟深（米）； H 作物要求的地下水埋深（米），取平均值 H = 15 h 两沟之间地块地下水位为时，地下水位与沟内水位之差，一般取 次取平均值 h = s 末级固定排水沟中的日常水深，一般为 次取平均值 s = 故 =水沟水位至地面的距离为 该生育期，雨后短期允许埋深为 降雨停止时地下水位在沟水位上高度为： 0=水时间 t=4d，时段末地下水位在沟水位上高度为： =透水层埋深 土层的渗透系数 K =d, 给水度 =含水层平均厚度为： H =根据农沟的计算公式： 04 得 L=求修正系数 2得出 =得 *1 =代运算结果如下： 1L = =L = =L= =L = =以 L =沟间距小于计算值，则取为整数 L =150m. （ 2）蕾期后 农沟沟深的计算公式如下： 式中： H 作物要求的地下水埋深（米），取为 他符号与取值同第一种情况。 16 所以 =水沟水位至地面的距离为 在蕾期以后，雨后短期允许埋深为 降雨停止时地下水位在沟水位上高度为： 0=水时间为 7 天，时段末地下水位在沟水位上高度为 =透水层埋深 土层的渗透系数 K =d,给水度 = =据农沟的计算公式 04 得出 L=求修正系数 2得出 =得 *1 =代运算结果如下： 1L = =L = =L= =L = =以 L =沟间距小于计算值，则取为整数 L =100m. 17 图 沟间距计算示意图 he of of . 渠系建筑物的规划设计 （ 1）干支渠渠系建筑物统计情况见下表。 表 支渠渠系建筑物统计 of 渠 支渠 1 干渠 支渠 2 干渠 支渠 3 干渠 支渠 4 干渠末端 合计 干渠进水闸 1 1 支渠分水闸 1 1 1 1 4 节制闸 1 1 1 1 1 1 1 7 泄水闸 1 1 1 1 1 1 6 渡槽 1 1 2 公路桥 1 2 2 2 7 合计 3 3 3 5 3 5 0 4 0 27 此外，吴家沟、申溪和龙尾河上都在靠近周边村庄的位置布置一座公路桥，共 7 座，公路桥合计 15 座。 （ 2）斗农渠渠系建筑物统计 以支渠 2 为典型，共有 16 条斗渠， 192 条农渠。每条斗渠上布置一个斗门，每条农渠上布置一个农门，共有 16 个斗门， 192 个农门。 5. 灌区总体规划布置 贡河灌区总体规划布置图如下图所示。 18 图 区总体规划布置图 he of of 四章 灌溉渠道设计 1. 干支渠长度及控制面积 表 干渠长度及控制面积 of 渠 干渠 干渠 干渠 干渠 长度（ 支渠长度及控制面积 of 渠 长度（ 面积（万亩） 灌溉面积 （万亩） 支渠 1 渠 2 渠 3 渠 4 计 . 渠道工作制度 渠道工作采用轮灌方式，并采用集中编组的分组轮灌方式，以支渠 2 为例，在其灌溉面积内，共有 16 条斗渠，每 8 条为一组，每条斗渠上有 12 条农渠，每 6 条农渠为一组。（轮 灌分组如下图所示） 19 图 道轮灌分组示意图 he of of 3. 典型支渠设计流量计算 计算简图如下图所示： 图 渠设计流量计算简图 he of of 支渠 2 为典型支渠推算支渠设计流量，由灌水率图可知设计灌水率s*万亩 )。 （ 1） 计算农渠的设计流量。支渠 2 的田间净流量为： 二支田净Q= 2A s 因为斗渠分两组轮灌，同时工作的斗渠有 8 条；农渠也分为两个轮灌组，同时工作的 20 农渠有 6 条，所以农渠的田间净流量为： 农田净Q=支田净Q/( )=8 6)=m3/s 取田间水利 用系数f=农渠的净流量为： 农净Q=农田净Q/f=s 灌区土壤为中粘壤土，查表可得相应的土壤透水性系数： A=m=据此可计算农 渠每公里输水损失系数： 农= m/农净渠的毛流量或设计流量为： 农毛Q=农净Q（ 1+ 100/农农 l） =1+00） =m3/s (2)计算斗渠的设计流量 因为同时工作的农渠有 6 条，所以斗渠的净流量为： 农毛斗净 6=m3/s。 农渠分两组轮灌，各组要求斗渠供给的净流量相等。但是，第二轮灌 组斗渠进水口较远，输水损失水量较多，据此求得的斗渠毛流量较大，因此，以第二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斗l=斗渠每公里输水损失系数为： 斗= 渠的毛流量或设计流量为： 斗毛Q=斗净Q( 100/1斗斗 l ) =+00)=m3/s (3)计算支渠 2 的 设计流量。 斗渠分两组轮灌，以第二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支l= 二支净Q=8斗毛Q=8 s 支渠每 公里输水损失系数： 二支= 支净/ =支渠毛流量为： 二支毛Q=二支净Q( 1二支 支l/100)=1+00)=m3/s （ 4） 计算支渠 2 的灌溉水利用系数 二支水=二支田净Q/二支毛Q=21 4. 计算一、三、四支渠的设计流量 （ 1） 计算一、三、四支渠的田间净流量 一支田净Q=m3/s 三支田净Q=m3/s 四支田净Q=m3/s （ 2） 计算一、三、四支渠的设计流量 以典型 支渠（支渠二）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。 一支毛Q=一支田净Q/二支水=s 三支毛Q=三支田净Q/二支水=m3/s 四支毛Q=四支田净Q/二支水=m3/s 5. 推求干渠各段设计流量 （ 1） 的设计流量 净支毛Q=m3/s (1+ 00) =(1+00)=m3/s （ 2） 设计流量 净支毛Q=m3/s (1+ 00) =（ 1+00） =m3/s （ 3） 设计流量 净支毛Q=m3/s = (1+ 100) =（ 1+00） =m3/s （ 4） 设计流量 22 净支毛Q=m3/s (1+ 00) =（ 1+00） =s 6. 推求典型支渠及其他各级渠道的最小流量 取支渠 2 为典型支渠推算支渠最小流量，由灌水率图可知最小灌水率最小q=s*万亩 )。 （ 1） 计算农渠的最小流量。支渠 2 的田间净流量为： 二支田净Q= 2A m3/s 因为斗渠分两组轮灌，同时工作的斗渠有 8 条；农渠也分为两个轮灌组，同时工作的农渠有 6 条，所以农渠的田间净流量为： 农田净Q=支田净Q/( )=8 6)=s 取田间水利用系数f=农渠的净流量为： 农净Q=农田净Q/f=s 灌区土壤为中粘壤土，查表可得相应的土壤透水性系数： A=m=据此可计算农渠每公里输水损失系数： 农= m/农净渠的毛流量为： 农毛Q=农净Q（ 1+ 100/农农 l） =1+00） =m3/s （ 2） 计算斗渠的最小流量 因为同时工作的农渠有 6 条，所以斗渠的净流量为： 农毛斗净 6=s。 农渠分两组轮灌，各组要求斗渠供给的净流量相等。但是，第二轮灌组斗渠进水口较远，输水损失水量较多，据此求得的斗渠毛流量较大，因此，以第二轮灌组灌水时需要的斗渠毛流量作为斗渠的最小流量。斗渠的平均工作长度斗l= 斗渠每公里 输水损失系数为： 斗= 渠的毛流量或设计流量为： 23 斗毛Q=斗净Q( 100/1斗斗 l ) =+00)=（ 3） 计算支渠 2 的最小流量 斗渠分两组轮灌，支渠的平均工作长度支l= 支渠的净流量为： 二支净Q=8斗毛Q=8 m3/s 支渠每公里输水损失系数： 二支= 支净/ =渠毛流 量为： 二支小Q=二支净Q( 1二支 支l/100) =+00)=s （ 4） 计算支渠 2 的灌溉水利用系数 二支水=二支田净Q/二支小Q= 5） 计算一、三、四支渠的田间 净流量 一支田净Q=s 三支田净Q=s 四支田净Q=s （ 6） 计算一、三、四支渠的最小流量 以典型支渠（支渠二）的灌溉水利用系数作为扩大指标，用来计算其他支渠的最小流量。 一支小Q=一支毛Q=一支田净Q/二支水=s 三支小Q=三支毛Q=三支田净Q/二支水=m3/s 四支小Q=四支毛Q=四支田净Q/二支水=s （ 7） 推求干渠各段最小流量 (a) 的最小流量 净支毛Q=s (1+ 00) =(1+00)=s (b) 最小流量 24 净支毛Q=s (1+ 00) =（ 1+00） =s (c) 最小流量 净支毛Q=s = (1+ 100) =（ 1+00） =m3/s (d) 最小流量 净支毛Q=m3/s (1+ 00) =（ 1+00） =m3/s 7. 推求典型支渠、其他支渠及干渠加大流量 渠道设计流量为 s，查表得渠道流量加大系数 J=以上求得各渠道设计流量如下： 一支设Q=一支毛Q=m3/s 二支设Q=二支毛Q=m3/s 三支设Q=三支毛Q=m3/s 四支设Q=四支毛Q=m3/s 设m3/s 设m3/s 设m3/s 设s 则各渠道加大流量为： 一支大Q=s 二支大Q=s 三支大Q=s 四支大Q=m3/s 25 大s 大m3/s 大m3/s 大s 8.