果林灌溉渠道系统规划设计毕业设计论文

1编号：XXXX 大学本科毕业论文（设计）（ XXX 届 ）题 目：XX 市 XX 县 XX 村 果林灌溉渠道系统规划设计院 别：水 利 水 电 学 院 专 业：水 利 水 电 工 程姓 名： 指导教师： （签名）完成日期： 年 月 日2XX 市 XX 县 XX 村果林灌溉渠道系统规划设计水利水电学院 水利水电工程 xxx(名字)指导教师：xxx摘要：在 XX 县，每年的果树果木的年收入是农村经济收入的重要组成部分。不同的果树在不同的季节的需水量不同。XX 村是典型的西南山区丘陵地区，呈现梯阶梯田式的自然景观，果树园区大多布于其中。XX 村中家家有果园，少则数十颗，多则上百上千颗果树，尤以每个村小组中的果园为众多果树产量之首。江口镇积极调整农业产业结构，为使农业产业保持强劲的发展势头。全镇建起以XX、土桥为基地的寿果专业合作社，寿果面积达 1.2 万亩 1。但 XX 县的年降雨量不足以满足果树在不同时期的需水量，因此在果树开花以及果子成熟的季节总是需要进行人工灌溉，以补充果树所需的水分，促进果树的生长与果子的成熟。基于此种情况，提出了对 XX 村的果林进行修建灌溉渠道系统的规划，以确保减轻果林的缺水情况，提高果树的产量，使果林经济效益的最大化。为此，经过研究，确定了结合并优化原有的农田灌溉渠道系统，新增果林蓄水池，与出水口，修建水闸及泄洪沟等措施，以优化水资源利用，减少水资源的浪费，调整农业结构、促进农业高产优质、切实的增加农民收入，提供了有力的基础条件。关键词：果林灌溉渠道,渠道设计,渠道系统规划3The planning and design of irrigation canal system for fruit garden in xx（地名） village, xx（地名）, xx（地名） provinceAuthor: XXX Guide Teacher: XXXAbstract： Each year in XXX, in the orchards annual income is an important part of rural economy. Different water requirements of fruit tree in different season. Vision of the southwest of the village is a typical mountainous hilly region, presents the ladder field type of the natural landscape, most of fruit trees throughout it. Vision in the village every family has an orchard, has dozens of less, many hundreds of thousands of fruit trees, especially in each village in the orchard team for numerous fruit trees yield. Jiangkou Town actively adjust the agricultural structure, agricultural industry maintained a strong momentum of development. The plans of the whole town built based in vision, fruit professional cooperatives, longevity fruit area of 12000 mu. But prevailed in the annual rainfall is insufficient to meet the water requirement of fruit trees in different period, so the fruit trees blossom and fruit mature season is always the need for artificial irrigation, to supply water required for fruit trees, promote the growth of fruit trees and fruit mature. Vision based on the situation, proposed to the village of fruit wood to build irrigation channel system planning, to ensure that reduce water shortage situation of selling, improve the production of fruit trees, to maximize the economic benefits of the groves. Therefore, through the research, determine the settlement merger optimize existing irrigation channel system, the new fruit wood reservoir, and the outlet, building sluices and flood discharge trench, to optimize the water resource utilization, reduce the waste of water resources, adjusting the agricultural structure, promote the high-yield, high-quality and high-efficiency agriculture, increase farmers income, provides the powerful foundation conditions.4Keywords：Groves irrigation channels、Channel design、 Channel system plan前言柑橘果树是一种生长喜湿润的气候环境的经济作物，其理想的生长与空气相对湿度为 75%左右。柑橘果树是一种需水量较大的果树农作物，在进行光合作用时，每制成 1 份干物质需耗水最少 300 份，最多 500 份，年降水量以1000mm 至 1500mm 为宜。XX 县的年平均降雨量在 836.7mm 至 1067mm 之间，11年间的平均年降雨量为 900mm2。果树在不同的季节和生长时期所需求的水量是不同的。因此，在 XX 县 XX 村，大多数果农为满足果树的需水要求，很多时候是需要进行人工灌溉，以确保果树的保产及增产，提高经济效益。XX 村的农业灌区基本上是没有衬砌的土渠，从蓄水工程到田间灌溉渠道，灌溉用水的平均利用系数在 30%-40%,水量的损耗较为严重。 3进行果林灌溉渠道的系统规划设计能有效减少水量损耗，提高水资源的利用率。XX 县的年平均降雨量小于柑桔的年需水量，由于降雨季节分布规律与柑桔的需水规律并不同步，有时需要经过较长时间的干旱。出现这种情况，则需要进行人工灌溉以调节土壤水分含量情况。试验和生产实践证明，人工进行灌溉可获得显著的使果树果实的增产效果。布置果树灌溉渠系，在果树缺水的时候，及时利用灌溉渠道进行合理的灌溉，达到果树保收乃至增产的目的。一部分灌溉渠道会承担着农田和其他灌溉区域的供水任务，能促进农业高产优质高效并且切实增加农民收入，提供有力的基础条件。1目录第一章 果林灌溉区域的基本情况 .11.1 灌溉区域的环境 .11.1.1 灌溉区域的地理位置 .11.1.2 灌区的气候条件 .11.2 灌区的水资源情况 .11.3 果林需水量情况 .21.4 农田需水情况 .31.5 灌区的水资源损耗及补充 .4第二章 灌溉制度的制定 .42.1 灌溉保证率的确定 .42.2 需水量的分析 .52.3 作物灌溉定额的确定 .52.3.1 中稻灌溉制度的确定 .52.3.2 夏玉米的灌溉制度的确定 .82.3.3 果林灌溉制度的确定 .102.4 农作物灌溉需水量计算 .122.4.1 确定毛灌溉定额 .132.5 设计灌水率 .13第三章 水资源平衡及取水 .143.1 水资源平衡分析 .143.1.1 地表径流量 .143.1.2 降水量 .143.1.3 可利用的地下水资源总量 .153.1.4 结论 .153.2 灌溉水源选取 .163.3 灌溉水的取水方式 .16第四章 灌排工程的规划及设计 .164.1 规划的标准和原则 .1624.1.1 规划的标准 .164.1.2 规划原则 .174.2 灌排工程的布局 .184.2.1 灌溉工程的布局 .184.2.2 排涝工程的布局 .18第五章 当地适用的灌溉渠道系统 .195.1 输配水渠道系统 .195.2 田间渠道系统 .195.3 排、泄水系统 .205.4 渠系建筑物 .205.4.1 分水闸 .205.4.2 节制闸门 .215.4.3 渡槽 .215.4.4 涵洞 .225.4.5 衔接建筑物 .22第六章 灌溉渠道的设计 .2261 渠系的布置 .2262 灌溉渠道流量 8 .236.3 灌溉渠道横断面设计 .24第七章 田间工程 .257.1 田间工程的规划及原则 .257.2 条田规划 .267.2.1 农田的条田规划的基本要求 .267.2.2 斗渠、农渠的规划布置 .277.2.2.1 斗渠的规划布置 .277.2.2.2 农渠的规划布置 .277.2.2.3 灌溉渠道和排水沟道的配合 .277.2.3 田间的渠系布置 .287.2.4 灌水沟畦以及格田规格 .297.2.5 土地的平整 .3037.3 池、渠结合的田间灌溉网 .307.3.1 池、渠结合的规划原则 .317.3.2 池、渠结合的灌溉网的布置 .317.4 田、林、路的规划设计 8.32第八章 排涝工程设计 .338.1 除涝设计标准 .338.2 排水沟的布置 .338.3 排涝模数的计算 .348.3.1 设计暴雨的推求 .348.3.2 设计净雨深的推求 .348.3.3 水田的排涝模数的计算 .348.4 排水沟的断面设计 .358.4.1 排涝流量的确定 .358.4.2 排水沟断面设计 21 .35第九章 效益浅析 .369.1 项目区概况 .369.2 渠道系统建设的必要性 .369.3 综合效益 .37参考文献 .38声明 .39致谢 .40附录 .411第一章 果林灌溉区域的基本情况1.1 灌溉区域的环境1.1.1 灌溉区域的地理位置XX 县地处 XX 市盆地川西平原的南边的边缘处，东面与 XX 县相邻，南面和XX 的东坡区相接，西接 XX 市、XX 县，北连 XX、 XX 县。XX 县的东、西两山属多圆浅丘地带，岷江由北向南纵贯县境，形成中部冲积平原。XX 县的水资源总量为 2.18 亿立方米，外引水量为 3.98 亿立方米，出境水量为 138.78 亿立方米。XX 村，位于 XX 县城的东北部，与 XX 县城隔江相望，是 XX 县的农业牧果的中心之一，位于 XX 县域内三级镇-江口镇的行政辖区范围；多种植寿柑果树及其他各种经济果木，村民多为果农。江口镇平均海拔 450 米，最高点为643.80 米，最低点为 423 米，镇域地貌多为丘陵和浅丘。但由于山区丘陵较多，果林为更好接受阳光，大都种植在较高的山丘之上，造成了即使当地的水资源丰富却果林缺水的状况，地处较低的水源地无法自行进行灌溉，需要人工抽取水源灌溉林地的情况。1.1.2 灌区的气候条件江口镇属于亚热带湿润气候，气候宜人，四季分明。年平均气温 约为16.7；极端的最低气温-3.6。年平均降雨量为 903.8mm。春季时，气温回升快，较多的寒潮低温，平均气温 10-22；夏季多干旱，少伏旱，每年有不同程度的洪涝灾害，平均气温 22-25；秋季平均气温 10-22，多雨缠绵，降温快；冬季平均气温 10左右，无严寒少霜雪，风向以西北风为主 4.1.2 灌区的水资源情况2XX 村前临岷江，后靠仙女湖，仙女湖的湖泊与城市饮水工程扩建地龚家堰水库相毗邻，拥有丰富的水资源可以为当地的耕地提供灌溉条件。龚家堰水库目前总库容是 323 万立方米，在扩建后将会以农业灌溉，城市的生活生产供水为主，兼顾乡村饮用水。龚家堰的水库库容扩建工程，扩建后的最终库容将到达 2065 万立方米，实现灌溉面积达到 5.13 万亩，可以有效地解决当地季节性缺水问题。减轻当地农民的负担，实现水资源的有效、高效利用，切实提高农民收入。1.3 果林需水量情况XX 县全县土地总面积为 697622.4 亩，林地面积 82245.5 亩，占土地总面积的 11.79%水域面积 55194.7 亩，占土地总面积的 7.91% 。江口镇总辖地约为 60 平方公里，其中，XX 村总面积达到了 15 平方公里左右。在 XX 村，约有百分之三的面积是用于灌溉和养殖的池塘，约有百分之六十五的耕地用来种植果树，其余大约有百分之十五的耕地用于种植旱地作物，约有百分之八左右的耕地用于种植农作物，其余用作其他用途。根据抗旱能力及需水量的不同，柑橘果树是属于抗旱能力中等的品种。柑桔果树的需水量，指在适宜的土壤水分条件下，获得高产时所最大消耗的果树蒸腾水量，棵间土壤的蒸发水量以及构成植株整体的组织的水量的总和, 一般以形成一份干物质所要需的水量进行表示 5。根据 XX 县的多年资料，成龄柑桔每棵的年需水量约为 1153mm，各个生育阶段的需求水量的要求不同。其中，花芽期需水量为 106.3mm，开花结果期的需水量为 365.5mm，果实膨大期的需水量为 497.3mm，成熟期的需水量为 182.8mm。在果实生长过程中，以果实膨大期需水最多，约占柑橘果树年需水总量的 43.2%6。按照果树的栽种原则，可栽种成年果树80万株。成年柑桔年平均日需水量为3.2mm/d。年周期内，柑桔的日需水量均呈现出单峰曲线变化，最高的峰值出现在8月份达5.5mm/d，最小值为1月份1.4mm/d。8月份以前，日需水量呈现为递增；8月份以后，则为递减。当果树处于花芽期（1月初至3月中旬）时，需水量较小，需水量在11.9mm/d，平均需水量为1.4mm/d；开花结果期（3月中旬至6月底），柑橘果树的日需水量增加，需水量增加至为1.93.9mm/d，取平均需3水量为3.4mm/d；在果实的膨大期（7月初至10月中旬），气温较高，蒸发蒸腾量大，果实成长迅速，果树的需水量大大增加，是需水量高峰期，日需水量变为为3.65.5mm/d，平均大概为4.6mm/d；到了成熟期（10 月中旬以后），温湿度逐渐下降，果实也在逐渐成熟，果树的需水量比之前下降，日需水量为3.61.6mm/d,平均需水大约是2.4mm/d 。单株柑橘果树的需水量和当地每月的降雨情况统计表平均每年月降雨量 7（mm） 、果树的月需水量（mm/株）当地月平均蒸发量（mm）月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月平均降雨量 6.1 15.9 34 47.6 69.8 123 234.7 146.8 268 59 21 5.4月平均蒸发量 42.1 38 63.4 98.7 125 123.4 90.8 160.5 125 69 47.7 37.2果树月需水量 332 43.7 59.8 106 111 118.1 144.7 169 129.8 111.4 75.6 49.61.4 农田需水情况在 XX 县 XX 村，整个村子大约有百分之八的耕地用于种植农作物。种植的农作物主要是水稻、小麦、玉米、油菜籽、花生以及红薯，其余大多是种植的各种蔬菜。其中以水稻的用水量为最大，蓄水时间最长，小麦，玉米，油菜，花生，红薯次之，各类蔬菜需水量较之其他作物较少，可忽略不计。水稻。XX 市各灌区实测水稻打田(整田)用水量平均为 78.5139 立方米亩；土壤质地疏松的地区与土质紧实的地区、含水量低的土壤地区与含水量高的土壤地区、新开的田和较老稻田，坡地与低洼地，冬闲田与冬作田，旧法泡田比新法泡田相比，所有情况的前者均比后者打田所需的水量多。根据 XX 市各个灌区的试验统计数据得知，常规中稻的平均灌溉定额为 483.3 立方米亩(724.5 毫米)，杂交中稻的平均灌溉定额约为 599 立方米亩(868 毫米)。小麦。根据有关资料显示，每生产 1 公斤小麦约需水 1-1.2 公斤；从小麦播种后到拔节，小麦种子的耗水量占整个生育期耗水量的 35一 40 ，此时，每亩小麦种子的日耗水量约为 0.4 立方米；麦苗拔节到抽穗的时期是小麦生长的临界期，一旦缺水就会造成小麦收成减产，在此期间所消耗的水量，占整个生长期所消耗的总耗水量的 20一 25 ，每亩麦苗的日耗水量约 2.2-3.4 立方米；从小麦抽穗到发育成熟，约 3540 天，在此期间所消耗的水量占总耗水4量的 26一 42，特别是在抽穗的时期，小麦苗的日耗水量可达 4 立方米/亩。玉米。玉米需水较多，要想取得高产，除在苗期应适当控制灌水外，其后的时期，都应满足玉米各个生长时期对水分的需求。还证明耗水量随产量提高而增加。玉米总的需水及耗水的总体趋势为：从种子的播苗期到出苗需水量逐渐减少。油菜。油菜在不同生育期的日平均需水量大约分为：抽苗期 12.75(m3hm 2)，蕾期 20.55(m3hm 2)，花期 28.35(m3hm 2)，角果期 18(m3hm 2)。 ，在遭遇干旱时节时，在花期灌水具有重要的增产作用。甘薯。枝繁叶茂，根系发达，生长迅速，水分蒸腾量较之其他农作物大很多。其地上部分和地下部分的产量都很高，而植株的含水量和块根水分含量都很高，以至于其在生长过程中对水量的需求量都是相当大的。据测定，在红薯的整个生长过程中，田间总耗水量为 500-800 毫米，相当于每亩红薯用水 400-600 立方米。1.5 灌区的水资源损耗及补充在灌区内，水资源的损耗主要是因为植物的蒸腾蒸发作用所消耗的水量，植株棵间的水量蒸发所消耗的水量，由于土质原因而不可避免的田间渗漏量所损失的水量，以及不可避免的植株的生命活动、光合作用、呼吸作用等生理过程所消耗损失的水量。水资源的补充的主要来源是降雨和地下水。但是在旱季，降雨所补充的水量远远不足以补充消耗的水量，地下水在旱季时也由于水位水头的不够而基本上无法补充地表的水资源损耗。第二章 灌溉制度的制定2.1 灌溉保证率的确定XX 村的降雨量并不充沛，多年的平均降雨量仅为 900mm；但，当地地下水5的水资源含量较为丰富，但水源水位偏低，难以直接利用地下水源进行灌溉；如果采用抽水灌溉的方式进行灌溉，经济成本较高，不宜采用；由于以上的各种原因，当地的灌溉保证率不高。灌溉保证率，是灌溉区用水量在多年的期间内能够得到满足的几率。需要选择一个典型年（即一个达到灌溉保证率的年份） ，利用典型年当年的降雨资料，制定当地的灌溉制度。根据灌溉与排水工程学中的灌溉设计标准：灌溉保证率=（设计灌溉用水量全部获得满足的年份/计算总年数）*100%根据灌溉设计保证率标准参考值表，可以根据 XX 村当地的实际情况，选择灌溉设计保证率为 75%。2.2 需水量的分析 灌溉用水的范围不包括当地的农村居民用水和工矿用地用水。当地的饮用水均是引取的山泉水或地下水，不考虑在灌溉需水量内。2.3 作物灌溉定额的确定根据 XX 村目前种植的农作物的要求，利用当地种植的三种典型的农作物：中稻、夏玉米以及果树，来确定当地作物的灌溉定额。 2.3.1 中稻灌溉制度的确定 （1）水稻的泡田定额的确定 8 根据当地的实践耕地的经验，划定中稻的泡田时间为 5 月 11 日5 月 25 日，历时 15 天。 M1=0.667 (h0+S1+e1t1-P1)M1水稻的泡田定额，m 3/亩 h0插秧时田面所需的水层深度，mm，当地取 30mm； S1泡田期的渗漏量，mm； e1泡田期内水田的田面平均蒸发量，mm/d；6t1泡田期的日数,d，当地取 15 日； P1泡田期的降雨量，mm。根据 XX 县国土局所提供的资料，XX 村当地的土壤为小黄泥，土壤中含少量的沙土，属于中粘含沙土的土质，取这种土质的渗漏强度为 1.4mm/d 15。XX 村属于 XX 县的管辖范围内，这次设计渠道所用的资料和数据，采用的都是来自于 XX 县气象水文局。根据 XX 县气象局在 1959 年-1999 年的实测降水资料，灌溉设计保证频率为 75%的典型年份为 1989 年，根据 1989 年当年的降雨资料，得到中稻泡田期的有效降水量平均为 42mm。 泡田期的田面的平均蒸发量 16根据下表进行选取：典型年平均每月的蒸发量（mm）月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12平均蒸发量 42.1 38 63.4 98.7 125 123.4 90.8 160.5 125 69 47.7 37.2蒸发资料采用 60cm 蒸发皿的蒸发数据，进行折算的数值进行计算：M1=0.667*（30+1.4*15+4.03*15-（69.8/31）*15）=51.8 立方米每亩即中稻的平均的泡田定额： M151.8 m 3/亩。 （2）中稻生育期的灌溉制度 8 利用水量平衡方程，确定中稻在生育期间的灌溉制度： h2=h1PmWCdh1灌溉时段初，田面水层的深度，mm； h2灌溉时段末，田面水层的深度，mm； P灌溉时段内的降雨量，mm； D灌溉时段内的排水量，mm； M灌溉时段内的灌水量，mm； WC灌溉时段内的田间耗水量，mm。 P 是根据 XX 县气象局提供的，在 1989 年的降雨资料进行计算而得的。WC是运用参考作物系数法计算得到的。根据联合国粮农组织的推荐，适合于我国情况的是修正后的彭曼公式。本次规划采用的是 XX 市省重庆地区的参考作物需水量和作物系数 【17】 ：中稻田间耗水强度计算表7时间段 天数（d）参考作物需水量（mm）作物系数 Kc中稻的需水量(mm)75%年中稻需水量(mm)渗漏强度（mm/d）渗漏量（mm）中稻耗水量(mm)中稻耗水强度（mm/d）5.265.31 5 2.23 1.1 12.27 13.25 1.4 7 20.25 4.056.16.30 30 2.43 1.3 94.77 102.35 1.4 42 144.35 4.817.17.31 31 3.62 1.4 157.11 169.68 1.4 43.4 213.08 6.878.18.31 31 3.65 1.4 158.41 171.08 1.4 43.4 214.48 6.929.19.10 10 1.8 1.3 23.4 25.27 1.4 14 39.27 4.05在水稻生长的任一时期，农田中水分的变化都是取决于该时段内的来水量和耗水量它们之间的关系，可以用水量平衡方程表示。如果在灌溉时段初的农田水分，是适宜生长作物水量的上限水量（hmax） ，经过一段时间的消耗，田面的水层会下降到适宜作物生长的水层的下限（hmin） 。若没有降雨或降雨量较少，则应该进行灌溉，灌水定额 m 为：mhmax-hmin。 当中稻生育期内的降雨量一旦超过水稻的最大耐淹深度时，为保证中稻的正常生长过程，就应当进行排水。中稻各生育阶段淹、灌水层深度（mm）生育阶段 返青 分孽前期 分孽后期 拔节孕穗 抽穗开花 乳熟 黄熟时段 5.266.46.56.22 6.237.97.108.148.158.218.229.29.29.10淹水层深度10305020507030609030601201030100102060落干根据计算，得出中稻生育期内的各次灌水定额和灌水时间。将其作为中稻的灌溉制度。中稻生育期灌溉制度表灌水次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9灌水日期（月/日） 6.3 6.15 6.28 7.3 7.17 7.22 7.25 7.29 9.1灌水定额（m 3/亩） 30 20 30 30 30 30 30 30 15根据上表，计算可得中稻生育期的灌溉定额： M2=245 m 3 /亩。8（3）中稻灌溉定额的确定 中稻的灌溉定额 M= M1+M2:M= 51.8+245= 296.8 m3/亩。2.3.2 夏玉米的灌溉制度的确定（1）夏玉米播种前灌水定额的确定： 夏玉米播前灌水定额,用下式计算：M0667h( max - 0)*n式中： M0 设计播前灌水定额，m 3/亩；h计划湿润层深度，当地实际取 0.8m；max 为田间持水率，当地实际的取值为 60%；0 播前计划湿润土层内的平均含水率，以占孔隙的百分率计，当地的实际取值为 40%；n相应于 H 土层内的土壤空隙率，以占土壤体积的百分数计，当地实际取值 48%； 得出夏玉米的播前灌水定额：M0=51.23 m3/亩。 （2）夏玉米生育期灌溉制度的确定 利用水量平衡原理制定玉米生育期的灌溉制度： Wt=W0+WT+P0+K+M-ET式中 Wtt 时段末计划湿润层中的储水量，m 3/亩; W0时段初土壤计划湿润层中的储水量，m 3/亩； WT由于计划湿润层增加而增加的水量，m 3/亩；P0土壤计划湿润层内保存的有效降雨量，m 3/亩；K时段 t 内的地下水补给量，m 3/亩；M时段 t 内的灌溉水量，m 3 /亩；ET时段 t 内的作物需水量，m 3/亩。 为了使田间的土壤含水量，满足农作物的正常生长需要，需要将作物在某一时段内的土壤的计划湿润层的储水量保持在一定的范围以内，通常要求含水9量大于或等于作物的最小储水量(W min)，同时小于或等于允许的最大储水量（W max） 。作物处于不同的时段，作物的需水量是不定的，但是自然的降雨量却是一种间断性的补给，不足以补充作物的需水量的不足。因此，在某个时段内，在土壤计划湿润层的储水量小于或等于当时的作物的最小的储水量时，应当对作物进行灌溉。 计划湿润层，允许的最大储水量 W max ：W max667*H*n* max计划湿润层，允许的最小储水量 W min ：W min667*H*n* min max 田间的持水率，取 60%； min 取田间的持水率的 45%。计划湿润层增加而增加的水量由下式计算： WT=667*n*(H2-H1)式中：H1 计算时段初的计划湿润层深度，m； H2 计算时段末的计划湿润