关山提水灌区工程规划设计

1、目 录1 概要32 灌区自然情况42.1 地形地貌42.2 水文气象42.3 土壤42.4 工程地质42.5 水文地质42.6 华村水库及灌区社会状况简介53 兴建原由64 提水灌区规划设计74.1 灌区控制方式确定74.2 站址、站型确定114.3 干支渠布置144.4 设计流量确定204.5 渠道纵横断面设计244.6 排水系统规划设计285 泵站设计295.1 设计标准及依据295.2 机组选配305.3 进水建筑物设计335.4 管道及其支承设计395.5 出水建筑物设计485.6 水泵工况点确定及校核515.7 泵房设计及辅助设备选配555.8 浮船设计60参考文献或资料92关山提水

2、灌区工程规划设计 摘要:本设计内容为“关山提水灌区工程规划设计（方案b）”。关山扬水站位于新泰市与泗水接壤处的华村水库（灌区的主要水源）的尾水部，具有良好的建站条件。关山灌区的建成，既解决了当地人蓄用水，又会使灌区内5000多亩耕地直接受益，变成自流灌溉的水浇田，提高当地的粮食产量，从而提高人们的生活水平。因此关山灌区的建成可获得良好的社会和经济效益。由于华村水库其水位变幅较大，所以站型选为浮船式泵站，具有较大的灵活性，没有构造复杂的水下建筑结构，具有施工期短，收效快，投资少等优点。本泵站的设计流量为0.25m/s，提水设计扬程为59.20米，备有一台350s75a双吸泵，因此本泵站是一座小型

3、泵站。关键词：流量 水位 浮动式泵站 渠道断面 1. 概要本设计的内容是“关山提水灌区工程规划设计（方案b）”。关山扬水站位于新泰市与泗水县接壤的华村水库尾水部，华村水库位于泗水县境内，尾水部位于新泰市石莱乡，具有良好的建站条件。关山灌区工程共包括：渠系工程和泵站工程两部分。关山灌区渠系工程:规划以地面灌水为主，沿200米等高线设干渠一条,垂直干渠下设斗渠5条, 斗渠间距600米，长1500米，每条斗渠有6条农渠，农渠间距250米，长600米；干斗渠实行续灌，农渠进行轮灌。渠系建筑物(涵洞、倒虹吸、渡槽、分水闸、节制闸等)若干。并在灌区自然沟内低洼处设置排水沟系统。关山灌区泵站工程：本泵站提水

4、高程为59.2米，属于在水库取水的高扬程提水灌溉工程，所以只设一级泵站。设计流量为0.25 m3/s，较小，设有设有一台350s75a双吸离心泵机组，是一座小型泵站。由于此泵站水位变幅较大，在型式选择上，该站从当地的实际情况出发，改常用的固定式为浮动式，大大节省了投资，缩短了工期，有着明显的优点，并且在传统的浮船式的理论基础上又有所创新，设计出了样式新颖，经济实用，结构合理的摇臂和浮体，使泵站能够适宜水位变化大的情况，经济实用。连接方式采用摇臂钢引桥结构，摇臂钢引桥结构飞架于泵站与岸坡上，既能架设输水管道输水，其上又可做为通行道路，在泵站设计中有着很重要的作用。水库最低水位为141m,将水直接

5、引出工程造价较高，因此在高程142.7m处设一船台，浮船置放在船台上，可利用引水渠将水引出,在其输水渠道前设沉沙井,经沉沙处理后的渠水经引渠送至进水池。将经过沉沙处理的水提升到灌区制高点,以满足自流灌溉要求。泵站泵房采用浮船泵房形式，为上承式泵房。关山扬水站的设计，经过指导老师和有关专家的审定，有着很大的使用性和推广价值。关山扬水站的建成，会使灌区内5000多亩耕地可直接受益，变为自留灌溉的水灌田，也可为十一个自然村提供人畜用水，切实解决当地人民群众用水困难的状况，解决了人民生活困难的问题，也一定会获得很好的社会和经济效益。2. 灌区自然情况地形地貌灌区位于新泰市西南、石莱乡境内与泗水县接壤处

6、的关山东麓，灌区属低山丘陵区，地形西高东低，灌区范围内高程一般在146.00200.00m之间, 地形平缓, 灌区西部，高程在200.00240.00m之间，地形较陡。关山西侧为石莱河，流域面积为104 km2，共有7条支流于石莱河口汇集，汛期流水，汛后逐渐干枯，关山西南面为华村水库。水文气象灌区气候与沂山南区情况相符合，多年平均气温14.5，最高气温38，最低气温零下18，多年平均降水量600mm，主要集中于六、七、八月份，占全年降水量的65%，春秋干旱严重，多年最大雪厚10cm，雪荷43kg/cm2，最大冻土深度35cm，最大风速24m/s，最大风力9级。土壤由灌区多点土壤普查资料分析，灌

7、区内土壤多为轻壤土和中壤土，土层厚度0100cm，土质良好，其ph值为7.07.5，呈中性状态，有机含量在0.8%1.4%之间，适宜农作物生长。工程地质灌区以南地区，即水库库区内及东石河以南地区岩层，为泰山群老地层，主要为角闪黑云片麻岩，黑云花岗片麻岩，黑云变粒岩，角闪片麻岩，黑云斜长角闪岩，此岩层强度较高，透水性差；灌区内部及以北地区岩层，为寒武系及奥陶系岩层，走向北西330，倾向北东60，寒武系岩层不整合于太古界岩层(泰山群)之上，岩性主要为鲕状灰岩、厚层灰岩、致密状灰岩、钙质页岩、泥质灰岩及各色页岩，中间夹灰岩透镜体，强度较高，稳定性好，灌区最表层为第四系地层，多为坡积物，残积物或冲积物

8、，主要为亚砂土、亚粘土。水文地质灌区内地下水相对储量较少，由于岩层向北东倾斜，所以灌区内基本无承压水，主要地下水类型有三种，一是第四系地层中孔隙水，分布在冲沟及附近，雨季地下水较丰富，干旱季节干枯；二是寒武系岩层中的上层滞水、潜水及裂隙水，水量较少，随季节性变化，主要分布于灌区内山坡之上，是人畜吃水的主要来源；三是贮存于河道内沉积层（砂土或砂性土）中的地下水，干旱时节，石莱河断流，但由于华村水库尾水部以上104km2流域内有7条支流汇集于石莱河口，所以此处由于河流汇集作用，沉积层中地下水含量较丰富，干枯时节多年平均最低地下水位在141.00m。该区以上所述的地下水补给来源主要是大气降水，山间冲

9、沟及小型塘坝，虽然在干旱季节无水，但由于滞流作用，对调节地下水变化起了很好的作用，相对来说增加了地下水的富水性。华村水库及灌区社会状况简介华村水库简介华村水库是一座库容为四千多万方的中型水库，是灌区的主要水淅，它位于新泰市石莱乡与泗水县接壤处，水库大坝位于泗水县，行政区划规泗水所有，即主体库区为泗水管辖，其兴利水位为151.00m，防洪最高水位为156.00m，死水位141.00m，多年平均水位146.00m，水库只有尾水部位于新泰市石莱乡境内，其尾水部库底高程一般为143.00至146.00m，其中在河道左岸有一似朝泗水开口渐大的“v”字型地形，水库流域面积140km2，共有7条支流，在石莱

10、河口汇集，“v”形地形臂向前伸展的裸露岩石(为ar)，形成了一道天然截潜水墙。水库随季节的更替，其水位变幅很大，水库最底水位时，石莱河成为干河。灌区社会经济状况灌区内共有自然村11个，人口5000多，可开发的耕地面积约合5000亩，其中东峰、两大队系华村水库库区移民村，全部耕地淹没水下。村庄搬迁至附近山腰，形成四个自然村。所有11个自然村的农田全部为旱田，灌区内一无地表水，二无可利用的地下水，人畜吃水也非常困难，粮食产量极低，社员口粮人均100斤，多年平均小麦产量为3斤/人，干旱年节甚至绝产。旱季一到，区内绝大多数村庄的山岭薄地一片枯黄，花生、地瓜只能在房前屋后极小面积内种植,也唯有听天由命。

11、关山大队一个763人的自然村，只有一眼在村西北山沟中昼夜集地下水仅500升、深5m的“井”，人均用水量每日1升左右。“全村共有用一盆水，洗脸残水喂家禽”，人民群众“惜水如油”，这便是灌区人民的用水状况。所以要想提高人民的生活水平，水是第一位应该解决的问题。3. 兴建原由（一）从灌区社会经济状况来看，灌区内共有自然村11个，人口5000多，可开发的耕地面积约合5000亩，其中东峰、两大队系华村水库库区移民村，全部耕地淹没水下。村庄搬迁至附近山腰，形成四个自然村。所有11个自然村的农田全部为旱田，灌区内一无地表水，二无可利用的地下水，人畜吃水也非常困难，粮食产量极低，社员口粮人均100斤，多年平均

12、小麦产量为3斤/人，干旱年节甚至绝产。旱季一到，区内绝大多数村庄的山岭薄地一片枯黄，花生、地瓜只能在房前屋后极小面积内种植,也唯有听天由命。关山大队一个763人的自然村，只有一眼在村西北山沟中昼夜集地下水仅500升、深5m的“井”，人均用水量每日1升左右。“全村共有用一盆水，洗脸残水喂家禽”，人民群众“惜水如油”，这便是灌区人民的用水状况。所以要想提高人民的生活水平，水是第一位应该解决的问题。（二）从灌区土地情况看，灌区内土层较厚，土质肥沃，人均占有耕地1亩多，荒山坡地1.5亩，具有很大的发展潜力，虽然距华村水库较近，但灌区内农田很难受用，长期缺水严重，很大程度上制约了工农业生产的发展。改变灌

13、区干旱缺水面貌，尽快促进工农业生产的发展，提高人民生活水平，是新泰市和灌区广大群众干部的迫切要求。所以新泰市委、市政府，将关山扬水站及灌区设计工程，立为农业开发项目，经费由县财政拨给，劳动力由当地群众负责。灌区范围在华村水库以北，西至关山，东到东石河，北至孙集村。4. 提水灌区规划设计灌区控制方式确定 规划原则、标准灌区规划原则根据新泰市委、市政府意见，确定灌区的规划指导思想是“以解决人畜用水为主，结合抗旱灌溉”。由以上指导思想，结合灌区具体情况，如气象、土壤、地形地貌、工程地质，以及新泰市关于灌区列为开发项目的决定，综合考虑，制定规划原则。(1)由指导思想“以解决人畜用水为主，结合抗旱灌溉”

14、，渠道布置尽量高一些，并结合储水池，以保证灌工区群众能用上自来水，同时能保证干旱季节农田灌溉用水全面规划，合理安排，以提高经济效益。(2)依据国家政策、行业有关规定，结合区域发展现状和规划，因地制宜原则。(3)充分利用水土资源，尽量能保证使现有耕田及宜垦荒地得到灌溉。为此，要尽可能将干、支渠布置在较高地带，以便控制最大的灌溉面积。同是，尽可能使土地平整，减少用水量，即尽可能节约水资源。(4)低山丘陵地区，特别是灌区范围内，土地资源特别宝贵。因此，在灌区布置时，要尽量做到减少交叉建筑物，使渠道工程尽量短，顺直规整，易于施工，最小程度占用耕地面积，使工程量和工程费用最小。(5)坚持因地制宜，就地取

15、材的原则，以降低工程造价。(6)坚持投资少、效益大、工期短、见效快的原则。(7)渠道沿线应具有较好的地质条件，确保渠道工程安全可靠。(8)有条件时，尽可能发展一定数量的节水灌溉工程，以缓解水资源紧张现状。(9)灌排系统统一布置原则。(10)注意与行政区划相结合的原则。灌溉标准关山灌区属半干旱缺水区，种植作物全部为旱作，规划以地面灌水方法为主，根据灌溉与排水工程设计规范(gb50288-99)规定，选取灌溉设计保证率75%，灌溉水利用系数0.7。规划内容关山灌区地势西部高，北部、东部、南部低，规划根据地形高差，在水库附近建提水泵站，从水库提水至出水池，再采用四个方案，沿196米、198米、200

16、米、206米等高线向北，以石渠自流灌溉。灌区北部采用低压管道灌溉；灌区东部，地势较平缓，从干渠引水到支渠进行灌溉；灌区南部，地形较陡，综合比较后决定采用喷灌。沿石渠长度方向垂直于地面等高线布设输水斗渠(管)5条，分别为斗渠、斗渠、斗渠斗渠，斗渠进口设闸阀控制，并根据行政区划，安装水表计量水量。 控制方式确定从本灌区地形地貌看，本灌区属低山丘陵区，地形西高东低，高程一般在146.00200.00米之间，地形平缓；灌区西部高程在200.00240.00米之间，地形较陡。关山西侧是流域面积104km2的石莱河，西南面为华村水库。从本灌区水源特征看，地下水相对储量较少，灌区内基本无承压水，地下水具有明

17、显的季节性变化；灌区主要水源为华村水库，流域面积104km2，便于取水。因此，本灌区选用单站集中方式。 控制高程确定提水灌区控制高程直接影响到灌区效益、工程投资及年运行费用，要获得一个经济合理的工程方案，需经过多方案的经济效益分析比较，本工程分别选用控制高程分别为196米、198米、200米和206米的四个不同方案，运用增值效益费用比法进行方案比较，确定灌区控制高程。从1/4000地形图上，初拟控制高程为196米、198米、200米和206米，绘制出灌区高程曲线，计算灌区面积，求得面积分别为5847.5亩、6366亩、7155亩和7296.3亩；因关山东麓高程200.00m以下范围内，耕地面积

18、占山坡总面积的75%，高程200.00m以上，可开发利用的耕地面积为20%左右，所以耕地面积分别为4385.6亩、4774.5亩、5336亩和5381.3亩。1水泵设计功率nn=gqh/1000泵 kw (4-1)q设计流量 m3/sh设计扬程，h=h净（1+10%20%）m，取h=1.15h净泵水泵效率 查机电排灌手册取泵=0.72设计流量q q=q灌a/水 (4-2) q灌设计灌水率，在此选用0.4m3/（s万亩）a相应高程控制的耕地面积 （亩）水灌溉水利用系数，查农田水利学，取水=0.73综合灌水定额m综净=1m1+2m2+nmn (4-3) m综毛=m综净/水 (4-4)水灌溉水利用系

19、数，取水=0.74各种费用计算（1）工程造价 p总=p泵站+p灌区 (4-5) p泵站=（10001300）n，取1150元/千瓦p灌区=50a（2）水费p水=wc水 (4-6) w年提水量 w= m综毛a c水水费单价 取c水=0.023元/ m3（3）电费p电=ec电 (4-7) e用电度数 e=wh/kh设计扬程 h=h净（1.101.25） 取1.15k换算系数 k=367.2c电电费单价 c电=0.06元/度（4）年折旧费（含大修费）p折=5%p总 (4-8)（5）管理费p管=10n (4-9)n水泵设计功率5年效益p益=50a (4-10)6效益费用比r= p益/p总（a/p，i

20、,n）+p水+p电+p折+p管 (4-11)i年利率 取 i =12%n使用年限期 n=2025年，取25年7列表计算比较 表4-1 控 制 高 程 方 案 比 较 方案（高程）项目196m（一）198 m(二）200 m（三）206m（四）a毛面积（亩）5847.5636671157296.3a净面积（亩）4385.64774.553365381.3q=q灌a/水（m3/s）0.2510.2730.3050.308h净=146（m）50525460h=1.15 h净（m）57.559.862.169n=gqh/1000泵（kw）202229265298m综净=1m1+2m2+nmn（m3/亩

21、）289.2289.225290.1289.16m综毛=m综净/水（m3/亩）413.1413.17290.1413.08p泵站=1150n（万元）23.2326.33530.47534.27p灌区=50a（万元）21.92823.87326.6826.9065p总=p泵站+p灌区(万元）45.15850.207557.15561.1765w= m综毛a（万方）181.7197.9221223p水=wc水（万元）4.1794.5525.0835.129e=wh/k（万度）28.452532.228837.375041.9036p电=ec电（万元）1.7071.9342.2452.514p折=5

22、%p总 （万元）2.2582.51042.8583.059p管=10n（万元）0.24240.27480.3180.3576p益=50a（万元）21.92823.87326.6826.907a.计算效益费用比设基准年在2004年年初，收益年设在每年年末，基准收益率（社会折现率）i=12%，据此可进行投资、年运行费和效益的现值计算（折算到基准年）。见表4-2 表4-2 控 制 高 程效益费用比单位：万元方案投资k年运行费u总费用年效益b效益费用比r（一）45.1588.3865110.93321.9281.55折算后65.775171.98（二）50.20759.27058122.91723.8

23、7251.52折算后72.7092187.232（三）57.15510.5038139.53626.681.50折算后82.3809209.251（四）61.176511.0596147.91726.90651.43折算后86.7406211.028分期等付现值因子其中：运行期n=25年四种方案效益费用比r均大于1，均可行。b.利用增值效益费用比r选择最优方案。详见表-表4-3控制高程增值效益费用比方案项目（一）（二）（三）（四）投资年运行费年效益45.15865.775171.9850.20872.709187.23257.15582.381209.25161.17786.741211.02

24、8比较方案“0”(一)(二)(三)kcb45.15865.775171.9850.208-45.158=5.0572.709-65.775=6.93187.23-171.98=15.2557.155-50.208=6.9582.381-72.709=9.67209.25-187.23=22.0261.17-57.15=4.0286.74-82.38=4.36211.0-209.3=1.77r增量指标=1.551r=1.271r=1.321r=0.2121选择方案（一）（二）（三）（三）由上述计算结果，可知（三）方案在经济上最有利。故选（三）方案为最优方案，控制高程为200米，净扬程为54米。站

25、址、站型确定 站址选择原则站址选择应根据泵站的规模、特点和运行要求，考虑地形、地质、枢纽布置、施工条件、交通条件及电源等因素，经过技术比较后选定。1地形 站址地形要平坦、开阔，以利于泵站建筑物的总体布置和施工，且工程量较小，并且要有利于将来的扩建和改造。为控制全灌区面积，站址宜选择在灌区的较高地段。2地质 站址应避开大的和活动性的断裂构造及淤泥软土和粉砂地层，宜选在岩土坚实和抗渗性能良好的地基上。3水源 站址应靠近水源，又要靠近灌区控制高程的地方，并便于自灌或灌排结合，便于与提灌提排结合。 要求水源的水质、水量、水温能满足用水要求。4取水口的位置 应按保证引水，有利于防洪、防沙、防冰及防污的原

26、则选定。5电源 站址应尽量靠近电源，以减少输变电工程投资。6其他 站址处交通应方便，应靠近乡镇居民点，以利设备材料的运输和运行管理。 确定站址根据上述原则来选择站址。根据工程造价和施工方便来拟定三个方案，如右图所示，分别比较三个方案的引渠长度、开挖量、管路长度三项指标，从经济评价角度选择最优方案。 从表4-4中可看出，方案是最优方案。下面在从地形、地质条件和水源状况来研究方案的可行性。表4-4 站址方案比较表方案项目引渠长度短长长管路长度较长较短较短开挖量小大大 由关山灌区水文地质情况可知，灌区内地下水相对储量较少，华村水库是灌区的主要水源，所以要围绕华村水库选择站址，它位于新泰市石莱乡与泗水

27、县接壤处，水库大坝位于泗水县，行政区划规泗水所有，即主体库区为泗水管辖，其兴利水位为151.00m，防洪最高水位为156.00m，死水位141.00m，多年平均水位146.00m，水库只有尾水部位于新泰市石莱乡境内，其尾水部库底高程一般为143.00至146.00m，其中在河道左岸有一似朝泗水开口渐大的“v”字型地形，“v”字底部底面部分，地势平坦。高程9.5米以下处，地质全部为震旦系岩石，来水坡向上，全为寒武系岩石。 “v”形地形臂向前伸展的裸露岩石(为ar)，形成了一道天然截潜水墙，如果在主河道再建一截流坝，可在库区中上游靠近泗水处的7条支流汇集在“v”字型的地形中，将使140km2流域面

28、积的泥沙的潜水截住，形成了一个庞大的地下水库，富了水源，为该区建站提供了水源保证。“v”形地段为寒武系及奥陶系岩层，岩性主要为鲕状灰岩、厚层灰岩、致密状灰岩、钙质页岩、泥质灰岩及各色页岩，中间夹灰岩透镜体，强度较高，稳定性好，灌区最表层为第四系地层，多为坡积物，残积物或冲积物，主要为亚砂土、亚粘土，有足够的工程强度，适于建站及铺设管道，且该处地形便于布置建筑物。综上所述，将站址选在地形底部，即方案。 站型选定站型取决于泵房的结构类型。泵房是安置主机组及其辅助设备的厂房，其主要作用是为机电设备及其运行人员提供良好的工作条件。泵房结构类型的确定取决于泵站性质（永久性还是过渡性）、所选水泵类型（立式

29、还是卧式；大型还是小型；水泵吸上能力的高低；比转数的高低等）、水源或进水池水位变幅以及建站处的地基条件等因素。根据泵房所采用的基础结构形式的不同，通常可分为基型、干室型、湿室型、块基型、船型及缆车型等六种，前四种为固定式泵房，后两种为移动式泵房。各种形式适用于各种不同的情况，选泵房形式一定要与实际相结合。关山扬水站的水源华村水库为一季节型水库，汛期库水位猛升，枯水季近于干枯，最高水位156.00m与最低水位141.00m相差15m，因其尾水部库底一般为143.00m146.00m，故其水位差为12m左右。分基型泵房和一般动力泵房相似，其主要特征是设有水下结构，每套水泵机组均有各自单独的基础，它

30、适用于下列场合：单泵流量不大（例如q300l/s）的中、小型卧式离心泵装置。 泵站工作期间，水源或进水池水位变幅小于水泵的有效吸上高度。建站处地基比较稳定。根据以上适用范围，关山扬水站的水位变幅大，不适于建立分基型泵房。干室型泵房的形式是随着水泵口径的增大，机组基础下部单位面积上所承受的重量将会超过其承载能力，另外其有效吸上高度将相对地减小；或者随着水源水位变幅的增大等等，为了减小作用于地基单位面积上的重量，以及防止外水渗入泵房，就需要将机组基础和泵房基础建筑成一个封闭的干室，于是就形成了干室型泵房。这类泵房通常将主机组安装在干室内，如果干室较深，往往不利于机组通风、照明和防潮，同时由于干室承

31、受较大的浮托力，常常导致工程造价的提高，所以这种站型也不适于关山扬水站。对于温室型泵房，优点是减小了泵房的平面尺寸和泵房承受的浮托力，同时，解决了动力机的防潮、通风和照明等问题，但造价也高，且只适用于水位变幅小的情况，不适用于关山扬水站这种水位变幅大的情况。泵船型泵房为移动式泵房，具有较大的灵活性，没有构造复杂的水下建筑物结构，所以施工期短，收效快，投资少。 它适用于水源水位变幅为512m，且单泵流量又不大的情况下，它不用进行基础处理，减少了工程量，降低了工程造价，正适于关山扬水站。还有一移动式泵房型式为缆车型，它是靠装在斜坡轨道上的绞车升降，不适于关山扬水站这种陡峭的地形。经过上述比较，我们

32、选泵船式泵房型式，泵船式泵房还具备以下优点： 由于机械设备安装在浮船面上，既有利于设备的安装、检修，又有利于设备的散热与通风等。 机组安装在浮船上，可随水位升降而升降，避免了机组受渗水淹没的危险，而且克服了深井式干室型泵房抗浮、抗倾的困难，此外还便于运行、管理。 扬水站的扬程，可以因水位的变化而变化，而且改善了封闭式扬水站的那种只提库底水的问题，它只抽表层水，更有利于作物的生长，而且减少了泵站的扬程。 采用泵船式泵房，不只是降低了对建筑材料的要求，而且还可以缩短工期，省工省料，节省投资。基于上述优点，关山扬水站的站型便选为浮动泵船式。 干支渠布置 灌溉制度确定在拟定作物灌溉制度时，以小麦、春玉

33、米、夏玉米为代表作物，参考与本地区条件相似灌区的灌溉制度，在充分调查分析当地群众种植经验的基础上，设计拟定作物种植比例及灌溉制度，如表：表4-5 作 物 种 植 比 例 及 其 灌 溉 制 度 表作物名称种植比例（%）灌水次序生育阶段灌水日期 灌水天数灌水定额（方/亩）始止冬小麦751冬灌16/1130/1115602返青10/322/313553拔节5/416/412554抽穗10/521/51255春玉米 251播前20/425/46602抽穗19/723/75483灌浆24/828/8540夏玉米601播前24/531/58452抽穗24/730/77403灌浆30/85/9740其他夏

34、作物 15125/829/8534人畜用水0.5万人110/322/3131.525/416/4121.5310/521/5121.5其中：人畜（1）小麦、春玉米、夏玉米为本灌区代表作物，种植比例160%，各作物灌溉定额为：小麦225米3亩，夏玉米125米3/亩，人畜用水4.5米3/人，其他夏作物34米3/亩。（2）人畜用水按平均每人每天用水50公斤（包括牲畜用水）计，一次蓄水按30天计算，每人每天用水定额1.5米3/人，每年月份，结合小麦三次灌水，灌入水池内储存。 灌水率计算及灌水率图绘制1灌水率计算：qi =imik ti（）式中qi各次灌水的灌水率(m3/s万亩)；i各种作物的种植比例；

35、mi各次灌水定额(m3/亩)；ti灌水延续时间(天)；k系数，提水灌区灌水时间取22小时，k=7.5。2灌水率图绘制（1）以时间为横坐标，以灌水率为纵坐标，在单位面积上绘制初始灌水率图（2）考虑水泵选型的需要，修正灌水率图对初始灌水率图进行分析1)数种作物同时用水，造成用水高峰，又不便用不管理和田间管理。2)有短期停水现象（两次灌水的间隔时间小于天），增加了渠道的输水损失，延长了流程，不能保证作物及时用水。3)最大灌水率qmax与最小灌水率qmin相差较大（qmin小于0.4 qmax）若初始灌水率图出现以上三种情况时，需对灌水率图进行调整。调整方法）调整种植比例）调整灌水定额在5%10%内）

36、把灌水时间提前、推后、延长、缩短一般不超过三天，最好提前）与来水相协调）与农事相结合调整后的灌水率计算见下表 表4-6 作 物 灌 水 率 计 算 表 作物 名称种植比例%灌水次序生育阶段灌水定额m3/亩灌水日期灌水天数灌水率调整前调整后天m3/s/万亩始止始止调整前调整后调整前调整后冬小麦751冬灌6016/1130/1116/1130/1115150.3780.3782返青5510/322/310/323/313140.4000.3883拔节555/416/45/418/412140.4340.3884抽穗5510/521/510/523/512140.4340.388春玉米 251播前6

37、020/425/418/423/4660.3150.3152抽穗4819/723/719/723/7550.3030.3033灌浆4024/828/822/826/8550.2520.252夏玉米601播前4524/531/523/531/5890.4260.3782抽穗4024/730/723/730/7780.4320.4323灌浆4030/85/929/85/9780.4320.432其他夏作物 1513425/829/826/829/8540.1290.129用水人畜0.5万人 11.510/322/310/323/313140.0180.01821.55/416/45/416/412

38、120.0200.02031.510/521/510/521/512120.0200.020详见灌水率图 图4-2 灌水率图 图4-3 修正灌水率图 图4-4 灌区灌水过程线图确定设计灌水率q设 方法： 1）若最大灌水率qmax的最长灌水时间大于或等于20天，则q设=qmax 2）若用次大灌水率qmax推得的流量加大后，能满足最大灌水率的供水要求时，则q设 =qmax 3）若用次大灌水率qmax推得的流量加大后，仍不能满足最大灌水率的供水要求时，用最大灌水率qmax推得的流量反推正常流量qmaxa=kq正=kq设a 确定：本灌区的最大灌水率为0.434 m3/（s万亩），推得最大流量为0.43

39、40.5336=0.231 m3/s，但其灌水延续时间小于20天，不能作为设计灌水率；次大灌水率为0.40 m3/（s万亩），推得最大流量为0.400.5336=0.213 m3/s，加大后得0.2131.3=0.277 m3/s，能满足最大灌水率要求，所以可作为设计灌水率。 灌溉渠系规划1灌溉渠系布置形式（1）要求：山、水、林、田、路统一规划（2）原则：各级渠道布置在控制范围内的较高处或分水岭上，使其控制更多的自流面积经济合理，渠线短，少通过障碍，尽量利用原有的渠道工程安全，渠道沿线要有良好的地质条件，避免大的填方与挖方，防塌坡、滑坡尽量利用原有的排水设施，不要打乱原有的自然流势便于用水管理

40、和工程管理，各用水单位要有单独的取用水口，避免水利纠纷要求建筑物组成枢纽，节约投资一水多用，综合利用（3）干支渠布置干支渠布置形式主要取决于地形条件，本灌区属于低山丘陵区，地形西高东低灌区范围地形平缓，灌区西部地形较。因此，结合泵站站址，干渠布置在灌区边缘，与水库相连，大体和等高线平行，斗渠从干渠分出， 沿干渠长度方向垂直于地面等高线布设输水斗渠5条，分别为一斗渠。（4）斗农渠布置斗农渠的规划与农业生产要求关系密切，除遵守规划原则外，还需要求适应农业生产管理和机械耕作要求；便于配水和灌水，有利于提高灌水工作效率；有利于灌水和耕作的密切配合；土地平整，工程量较小。斗渠的长度和控制面积随地形变化很

41、大，在山丘区，斗渠一般最长不超过1500米，间距以4001000米为宜，与农渠长度相适应。田间沿岭坡平行于等高线布设斗渠。斗渠以下设农渠，农渠长度根据机耕要求确定。具体布置形式详见附图（一）：总平面布置图。 渠系建筑物规划布置本灌区干渠穿岭过路，建筑物类多量大。本次规划，计划新建生产桥4座，节制闸5个，斗门若干个，具体位置见总平面布置图。 典型地块布置1田间工程规划要求（1）有完善的田间灌排系统。（2）田面平整，灌水时土壤湿润均匀，排水进田面不留积水。（3）田块形状和大小要适应农业现代化需要，有利于农业机械作业和提高土地利用率。2田间工程规划原则（1）必须在农业发展规划和水利建设规划的基础上进

42、行。（2）必须着眼长远，立足当前，既要充分考虑农业现代化发展的要求，又要满足当前农业生产发展的实际需要，全面规划，分期实施，当年增产。（3）必须因地制宜，讲求实效，要有严格的科学态度，注重调查研究，走群众路线。（4）要以治水改土为中心，实行山、水、田、林、路综合治理。3田间工程布置田间工程布置见总平面布置图 设计流量确定 渠道工作制度确定1为了各用水单位受益均衡，避免因水量过分集中，而造成灌水组织和生产安排的困难，干支渠采用续灌。2轮灌可缩短各条渠道的输水时间，加大输水流量，同时工作的渠道长度较短，可减少输水损失水量，有利于农业耕作和灌水工作配合，有利于提高灌水工作效率。但轮灌加大了设计流量，

43、增加了渠道的土方量和建筑物的工程量，所以斗农渠实行轮灌。 设计流量推求确定渠道的工作制度，依次设计流量、加大流量、最小流量推算。该灌区灌溉面积a=0.5336万亩，灌区有一条干渠，长2.2km，下设5条斗渠，各斗渠的长度及灌溉面积见表3-7。全灌区土壤、水文地质等自然条件和作物种植情况相近，第三斗渠灌溉面积适中，可做典型斗渠。斗渠间距600米，长1500米，每条斗渠有6条农渠，农渠间距250米，长600米；干斗渠实行续灌，农渠进行轮灌。渠系布置及轮灌组划分情况见总体平面布置图，该灌区位于我国北方，以小麦、春玉米、夏玉米为代表作物。设计灌水模数q设=0.4 m3/（s万亩），灌区土壤为轻粘壤土。

44、表4-7 斗渠长度及灌溉面积渠别1斗2斗3斗4斗5斗合计长(k米)1.651.501.501.4720.812灌溉面积(万亩)0.0900.1350.1020.0870.1220.536以第3斗渠为典型斗渠1推求典型斗渠（3斗渠）及所属农渠设计流量计算农渠的设计流量三斗渠田间净流量为：q3斗田净=a斗q设=0.1020.4=0.0408(m3/s) （4-13）干、斗渠续灌，农渠轮灌，同时工作的农渠有3条农渠田间净流量为q农田净=q斗田净/(nk)=0.0408/13=0.0136 (m3/s) （4-14）取田间水利用系数=0.9，则农渠的净流量为：q农净=q农田净/ =0.0136/0.9

45、0=0.0151(m3/s) （4-15）灌区土壤属于轻粘壤土，从表中可查出相应的土壤透水性。农每公里农渠长度损失水量农=a/100qm农净=2.65/1000.01510.4=0.1748 （4-16）a透水系数 取2.65m透水指数 取0.45考虑采取防渗措施后渠床渗漏水量的折减系数=0.15 农=0.02622农渠毛流量或设计流量为：q农毛=q农净（1+农l农）=0.0151(1+0.150.17840.3)= 0.0152(m3/s) （4-17）（）计算斗渠设计流量因为一条斗渠内同时工作的农渠有3条，所以斗渠的净流量等于三条农渠的毛流量之和q斗净=3q农毛=30.0152=0.045

46、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，以第二轮灌组灌水时需要的斗渠的毛流量作为斗渠的设计流量。斗渠的平均工作长度 l=1.2qkm斗每公里斗渠长度损失水量斗=a/100q斗净m=2.65/1000.04560.45=0.1063斗渠的毛流量或设计流量为：q斗毛=q斗净（1+斗l斗）=0.0456(1+0.150.10631.2)= 0.0456(m3/s) 10常数a透水系数m透水指数防渗折减系数2.计算3斗渠灌溉水利用系数3斗水=q3斗田净/q支毛=0.0408/0.0465=0.88

47、3.计算1、2、4、5斗渠的设计流量（1）计算1、2、4、5斗渠的田间净流量q1斗田净=0.0900.4=0.036(m3/s)q2斗田净=0.1350.4=0.054(m3/s)q1斗田净=0.0870.4=0.0348(m3/s)q1斗田净=0.1220.4=0.0488(m3/s)以典型斗渠（3斗渠）的灌溉水利用系数作为扩大指标计算其他斗渠的设计流量。具体计算见表4-8表4-8 1-5斗渠设计流量表q田净(m3/s)斗水q斗毛(m3/s)1斗0.0360.880.04092斗0.0540.880.06143斗0.04080.880.04654斗0.03480.880.03955斗0.04

48、880.880.0554推求干渠各段的设计流量（）de段的设计流量qde净= q5斗毛=0.0554de净=a/100qde净m=2.65/1000.05540.45=0.0147 qde毛=qde净（1+delde）=0.0544(1+0.150.0980.07)= 0.0545(m3/s) （）dc段的设计流量qdc净= qde净+q4斗毛=0.0545+0.0348=0.0893(m3/s)dc净=a/100qdc净m=2.65/1000.08930.45=0.0785 qdc毛=qdc净（1+dcldc）=0.0893(1+0.150.07850.6)= 0.0899(m3/s) （）

49、bc段的设计流量qbc净= qdc净+q3斗毛=0.0899+0.0537=0.1436(m3/s)bc净=a/100qbc净m=2.65/1000.14360.45=0.0635 qbc毛=qbc净（1+bclbc）=0.1436(1+0.150.06270.41)= 0.144(m3/s) （）ab段的设计流量qba净= qbc净+q2斗毛=0.144+0.054=0.1982(m3/s)ba净=a/100qba净m=2.65/1000.19820.45=0.0549 qba毛=qba净（1+balba）=0.1982(1+0.150.0540.28)= 0.1987(m3/s) （）oa段的设计流量qoa净= qad净+q1斗毛=0.1987+0.03