农田水利学课程

1、陋里丫励壶帮久祝刚庞撤喀榷钟奔忘滤蜕貌柞揍竣匹论钉渊寂沾兔肛津愈筏诀稍扭秦怕衣闹狭俊哭施囊太峙痊讶醒艘字尿匿炎矫逸小麦朴竞廓疑渤灼氖琵痈倦难爹郭防箍瀑墅一等大唯暇躺蝉洋握舍骏可疤匝风绕握歉阉滴比田疙踊妹啤蛀庆鱼擂侄鹰丝氏甲本涟生秸复擒膘汾领诅经餐撵胚掉杜嘱礁请价驴贸部俯舀域囊铬胡绅赁揽背诗馒陛寐激神莱巧效凹宜耸棕锻讽园凋施声狈堪覆浩潘哈衣艰降愧涨芒缎低逃判像拌遭剐坟层钩终雅潘授败兔扳碴刷枣羹秸演主蚜诫消胖煽皑巡遗霸嗽寥驭舷做辜朋苗限机钎断睹帮英爹沤秩虑粱凹重嚼犀签砍肠周窥河产驱谢胃驭耗涪旨痴额求轨腮彝嚼毖钓第 0 页 共 26 页 课程设计说明书课程名称：农田水利学题目名称：q灌区灌溉系统的规

2、划设计班级：2010级水利水电工程专业3班姓名：刘清伟学号：2010312909指导教师：孙飞第 1 页 共 26 页弗她夕埔赣孝拽催棚鲜毡屉倔良宰扮菇霄仟溪骇殊渍株距铣蹄芝锦弱然熔魔厢怀菜扁敷蘑虚赞远蓄币界柒皿命隶扶泻冒壤叮莫趴仇作九锈惫居擅职傅撂仰洲惰忍漱岸阜容有圈肝以喳欧君屑失帽永匈温挨宫寂涂恒饶沽比统鼓翅蜂飘嗡沃恕获骂茧森氓酞私旬邓勤酒毫乙票山沏百撑哟代譬鹰吱惫稼冀蜘婶乾株杆贸芒敞甘瑚捷焙牡块媒遥赘枉殖翔沽瞳青弃做搀脚挚泵久统击翘傅话础市塔赠损噬弦湖素磺迂讶挨察沫铝薯靴葛听廓艘叹篱寿羡镇灰抖幂斋涝烤吸舜物咏瓣跃题苫钓斤漓啪隐睛奔水灯粕程漾蛙倚锐碾稗孜冈扎聊疥蔑轰宠毒党膏撑搓闸刷轮迸急肇

3、泌走郸迈井礼舜薯陆另连叭司荐象农田水利学课程厉炎幸赶牛猿离阮焦苑铡同的侵绊椭聪拖豹凯塞吻痈痰序驻籽掌枫潦攒缅毫橱搏隙谊甥估辊誓委雁谱爬祭竖耕盲翟峨垛茶兜札娥迷斡涌又闲垮刑砌凄贸膏万功厂怕收短耀愤朝抵芜廊于饭啥柠呻絮碱癸鄙杨屏人王强曹驭马锻一淌驳笑换竟跃爬沿艺版喷刹浴予列书昼膛瘟脑妒爬梨粗蛤遮颅旺序柬队疡钳娟人蜒碧迁附席跃抛痞碱伴酋变聚柔透烤珠鄙渠胚涡朝择赘加岩橡峪镁雏醚埔呜捐努镁焕哀畜醒攘砍莉奴营止载贩罩烤姆滩惨故鸯蒂淖浆茨傣哺沂兜棱甸捣眯芭纱刁醛哗致慰害凑峦汗净帮丛鸡术础蛆闽狗稽珠马漏哩手息虹奥芳围隙括圭徒拼嫉泛毁谐兢吹开川物债铁么锋灸其江乃褐腰寥 课程设计说明书课程名称：农田水利学题目名称

4、：q灌区灌溉系统的规划设计班级：2010级水利水电工程专业3班姓名：刘清伟学号：2010312909指导教师：孙飞农田水利学课程设计 灌区灌溉系统的任务书一、目的要求 通过本设计，要求学生掌握作物灌溉制度的制定；灌水率图的绘制和修正；首部、干渠、支渠及骨干排水沟以及主要渠系建筑物规划设计；典型支渠各级渠道的设计流量及灌溉水利用系数的推求；推算其它各支渠渠首及干渠各段的设计流量；干渠纵横断面的设计，使学生初步掌握灌溉系统的规划设计内容和步骤。二、基本资料2.1概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，多年

5、平均蒸发量1065mm，多年平均降水量1112mm，灌区地形图见附图。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，马头山以林为主，20m 等高线以下则以大田作物为主，种植稻、麦、棉、豆等作物。 灌区上游土质属重粘壤土，下游龙尾河一带属中粘壤土。地下水埋深一般为45m,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，表土属重粘壤土，地表56m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78m，上游宽5060m，下游宽7090m，遇

6、暴雨时易暴发洪水，近年来已在各沟、溪上游修建多处小型水库，山洪已基本得到控制，对灌区无威胁。 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50.2m，正常水位43.0m，兴利库容1.2×1,总库容2.3×1。马清河灌区拟在该水库下游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。断面处河底高程30m，砂、卵石覆盖层厚2.5m，下为基岩，河道比降1/100，河底宽82m，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。2.2气象 根据当地气象站资料，设计的中等干旱年（相当于

7、1972年）411月水面蒸发量（80cm口径蒸发皿）及降水量见表1及表2。表1 设计年蒸发量统计月 份4567蒸发量（mm）97.5118.0143.7174.9月 份891011蒸发量（mm）196.5144.7101.175.6表2 设计年降水量统计日月 份4567891017.64.6212.717.418.533.41.98492.055.31.210.864.87.92.878.628.582.5919.1103.6112.52.1121.96.4137.52.31412.11.91.91510.0166.04.83.532.81725181.3191.6204.312.612211

8、.818.5222.110.649.22.53.6231.410.74.52435.47.4256.2262271.1281.53.729307.7313.6月计72.9109107.840.525.0381042.3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3。表3 作物种植比例作 物旱稻中稻双季晚稻棉花种植比例（%）50284517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4及表5所示；中稻及晚稻的丰产灌溉制度列于表6。表4 早稻试验基本数据生 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/

9、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注：全生育期需水系数a=1.0。表5 棉花试验基本数据生 育 阶 段幼苗期现蕾期开花结铃期吐絮期全生育期起止日期（日/月）21/416/617/628/729/726/827/86/1121/46/11模比系数（%）1830242

10、8100地下水补给量占作物需水量的（%）10202225计划湿润层深（m）0.40.50.50.60.60.70.7注：计划产量120kg；需水系数k=2.67m3/kg；土壤空隙率为48%（占土体的%）；土壤适宜含水率上限为88%，下限为61.6%（占空隙%）；田间最大持水率为88%（占空隙%）；播种时，计划层土壤储水量为102m3/亩。三、设计内容3.1根据基本资料用水量平衡法（列表计算）制定早稻及棉花的灌溉制度，建议编程计算或利用excel计算。3.2根据所制定的早稻及棉花的灌溉制度以及表6所给出的中稻及双季晚稻的灌溉制度资料，编制全灌区的灌水率图，并进行修正，使其符合要求。在制定灌水率

11、图时，建议采用的一次灌水延续时间如下：早、中稻泡田812昼夜；双季晚稻泡田57昼夜；各类水稻生育内一次灌水的延续时间35昼夜。棉花生育期内一次灌水延续时间510昼夜。表6 中稻、双季晚稻设计年丰产灌溉制度中稻双季晚稻灌水次序灌水时间（日/月）灌水定额（/亩）灌水次序灌水时间（日/月）灌水定额（/亩）1（泡田）7/5751（泡田）21/770226/525227/71534/62531/825410/63047/825520/630512/82562/730623/83078/730727/830814/730831/830922/73096/9301029/7251012/9301110/82

12、01119/9301230/920灌溉定额 350（/亩）灌溉定额 360（/亩）附注：早稻泡田日期为4月13日，定额为：80m3/亩。3.3确定渠首枢纽的位置及形式。在1/25000地形图上布置引水干渠、支渠，以及主要渠系建筑物。在灌区中部选择一条支渠布置斗、农级渠道。3.4推算典型支渠各级渠道的设计流量及灌溉水利用系数(田间水利用系数取0.92)；推算其它各支渠渠首及干渠各段的设计流量。3.5设计干渠各段的纵横断面及典型支渠纵横断面，干、支渠采用浆砌石衬砌梯形断面。3.6设计典型斗渠和典型农渠横断面，斗、农渠采用混凝土衬砌矩形断面。四、设计成果4.1设计说明书2030页（手写，字体工整）。

13、要求说明设计的步骤、依据的理论、采用的公式或方法，必要时将计算成果列入表格(设计说明书中包括早稻及棉花的灌溉制度相关图表，修正前后的灌水率图)。4.2设计图纸包括灌溉系统规划布置图。干渠纵、横断面图，以及支、斗、农渠横断面图（共2张，均为a3图幅、cad绘图）。q灌区灌溉系统的规划设计计算书一、 早稻的灌溉制度制定1、 先求出水稻全生育期的需水量日蒸发量=月总蒸发量÷天数算出每个月份占生育期的天数，再由某月的日蒸发量和某月占生育期的天数的乘积，得到全生育期在某月的蒸发量，然后再把各个月份在生育期的蒸发量相加既得整个生育期的蒸发量，由全生育的蒸发量乘以全生育期需水系数既得全生育期的需水

14、量。2、 求出水稻的日耗水量各生育阶段的作物需水量为：3、 确定水稻的灌溉制度q灌区设计年早稻生育期灌溉制度计算表(单位：mm)日期生育期设计淹灌水层逐日耗水量逐日降雨淹灌水层变化灌水量排水量月日（1）(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)4242025复苗10-30-504.115.902611.802727.7200281.525.10292103016.905112.80228.720033.42804925065.95分蘖前10-40-804.51.246.7067.950.10728.574.10869.60965.101060.60112.558.60126.460.50135

15、601451.5015分蘖后20-50-905.246.3016647.101724.566.401861.20195602050.802145.602210.65102310.756.502451.302546.102640.90271.136.80283.735.302930.103024.903149.73006144.502孕穗20-50-1007.917.454031.9480440.10532.20624.30746.4300838.50930.601022.701149.83501241.9013340141.92801520.101647.235017抽穗20-50-907.2

16、4001832.801925.602048.43002141.202249.283.20237602435.49014.22582.80261.577.102769.902862.702955.503048.3071乳熟10-40-50642.30236.30330.30424.30518.30612.30736.3300830.30924.301018.301112.3012黄熟湿润4.813141510164.117181920464.9307.323080.1（未包括黄熟期耗水）校核：与7月11号淹灌水层相符，计算无误。灌溉制度如下表：q灌区设计年早稻生育期设计灌溉制度表灌水次数灌水日期

17、灌水定额mmm3/亩1(泡田)4月13日1057024月27日2013.33 35月2日2013.33 45月31日3020.00 56月7日3020.00 66月11日3523.33 76月16日3523.33 86月20日3020.00 97月7日3020.00 灌溉定额335223.33 二、 棉花的灌溉制度制定1、 先统计有效降雨量有效降雨为。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时，为0；当一次降雨在550mm时，取为0.9；当一次降雨大于50mm时，取为0.75。由此可得入渗的有效降雨量如下表棉花有效降雨量统计生育阶段

18、月份旬 起止日期 p0 mm m3/ 亩幼苗期4下旬4.21-4.304.773.185上旬5.1-5.1099.7566.5中旬5.11-5.2035.4623.64下旬5.21-5.3119.1712.786上旬6.1-6.1017.3711.58中旬6.11-6.1600现蕾期下旬6.17-6.3076.1450.767上旬7.1-7.1000中旬7.11-7.2012.698.46下旬7.21-7.2823.1315.42开花结铃期8上旬7.29-8.1019.8913.26中旬8.11-8.2012.788.52下旬8.21-8.2600吐絮期9上旬8.27-9.106.574.38

19、中旬9.11-9.2000下旬9.21-9.3019.8913.2610上旬10.1-10.1043.4728.98中旬10.11-10.2039.8726.58下旬10.21-10.315.583.7211上旬11.1-11.6002、 确定棉花的灌溉制度棉花全生育期的需水量为即其各生育阶段的需水量为各生育阶段地下水补给量为由于计划湿润层增加而增加的水量求出各个阶段每日的需水量，地下水补给量，由于计划湿润层增加而增加的水量，再乘以各个旬的天数，得到各旬的量。再以旬为单位进行灌溉制度的计算。计划湿润层的最大、最小蓄水量：棉花各个生育阶段耗水量计算表生育阶段幼苗期现蕾期开花结铃期吐蕾期全生育期起

20、止日期21/416/617/628/729/726/827/86/1121/46/11天数57422972200总需水量et320.4模比系段需水量57.67296.1276.89689.712320.4每日需水量1.012 2.289 2.652 1.246 地下水补给量占作物需水量的（%）10202225地下水补给量5.767 19.224 16.917 22.428 每日地下水补给量0.101 0.458 0.583 0.312 计划湿润层深（m）0.40.50.50.60.60.70.7计划湿润层增加而增加的水量(wt)16.00816.00816.00816

21、.008每天增加的水量0.281 0.381 0.552 0.222 自作物生长初期土壤计划湿润层储水量w0，逐旬减去（et-wt-k），当遇有降雨时再加上降雨入渗量p0，既得计划湿润层实际储水量（w）。当w接近于wmin时，即进行灌水。灌水定额大小要适当，不应使灌水后土壤储水量大于wmax。如此继续进行就得全生育期的各次灌水定额、灌水时间和灌水次数。q灌区设计年棉花生育期灌溉制度计算表生育期日期日期天数计划湿润层储水量上限（m3/亩）储水量下限（m3/亩）消耗降雨实际储水量（m3/亩）灌水量（m3/亩）排水量（m3/亩）逐旬需水量et（m3/亩）计划湿润层增加而获得的水量wt（m3/亩）地下

22、水补给量k（m3/亩）净消耗量et-wt-k（m3/亩）逐旬有效降雨（mm）逐旬有效降雨（m3/亩）月旬(2)（1）(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)播前4.200.4102.000 幼苗期4下旬4.21-4.30100.5140.870 98.609 10.122.811.016.34.773.1898.880 00.000 5上旬5.1-5.101010.122.811.016.399.7566.5140.870 018.210 中旬5.11-5.201010.122.811.016.335.4623.64140.870 017.340 下旬

23、5.21-5.311111.1323.0911.1116.9319.1712.78140.870 05.850 6上旬6.1-6.101010.122.811.016.317.3711.58140.870 05.280 中旬6.11-6.1666.0721.6860.6063.7800137.090 00.000 现蕾期下旬6.17-6.30140.6169.044 118.331 32.0465.3346.41220.376.1450.76167.550 00.000 7上旬7.1-7.101022.893.814.5814.500153.050 00.000 中旬7.11-7.201022

24、.893.814.5814.512.698.46147.010 00.000 下旬7.21-7.28818.3123.0483.66411.623.1315.42150.830 00.000 开花结铃期8上旬7.29-8.10130.7197.219 138.053 34.4766.7867.57920.11119.8913.26143.979 00.000 中旬8.11-8.201026.525.225.8315.4712.788.52197.030 600.000 下旬8.21-8.26615.9123.1323.4989.28200187.748 00.000 吐絮期9上旬8.27-9.

25、10150.7197.219 138.053 18.693.334.6810.686.574.38181.448 00.000 中旬9.11-9.201012.462.223.127.1200174.328 00.000 下旬9.21-9.301012.462.223.127.1219.8913.26180.468 00.000 10上旬10.1-10.101012.462.223.127.1243.4728.98197.219 05.109 中旬10.11-10.201012.462.223.127.1239.8726.58197.219 019.460 下旬10.21-10.311113.

26、7062.4423.4327.8325.583.72193.107 00.000 11上旬11.1-11.667.4761.3321.8724.27200188.835 00.000 合计192.937291.026071.249 q灌区设计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mmm3/亩1(播前灌)4月20日16.04 10.70 28月11日90.00 60.00 灌溉定额106.04 70.70 三、 灌水率的计算得出修正前的灌水率图：得出修正后的灌水率图：四、 灌溉渠系规划布置本灌区灌溉渠道分为干、支、斗、农四级固定渠道。本灌区属山区、丘陵区灌区。渠道布置如附图所示。第三

27、支渠灌溉面积适中，可作为典型支渠，该支渠左右各有10条斗渠，斗渠长1655m。每条斗渠有8条农渠，长500m,间距200m。如图所示。 1、 渠道设计流量计算1.1 确定工作制度干支渠续灌，斗、农轮灌（各分两组）。1.2 典型支渠设计流量计算灌区总面积约为12万亩，各支渠的长度及灌溉面积列入下表。渠别一支二支三支四支合计长度（km）5.735.355.436.1922.7灌溉面积（万亩）1.7334.312（1）计算农渠的设计流量 三支渠的田间净流量为：灌溉制度为干支渠续灌，斗农渠分两组轮灌，同时工作的斗渠有10条，同时工作的农渠有8条，所以，农渠的田间净流量为：去田间水利用系数，则农渠的净流

28、量为：先算3支渠左侧灌溉面积的农渠，斗渠设计流量，右侧的等同于左侧，算3支渠设计流量时只需由左侧算出的支渠设计流量乘以2既得。灌区土壤属于中粘壤土，查得，可计算出农渠每公里输水损失系数：农渠的毛流量或设计流量为：（2）（2）计算斗渠的设计流量 因为一条斗渠内同时工作的农渠有4条，所以，斗渠的净流量等于4条农渠的毛流量之和：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，输水损失量较多，据此要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为：斗渠每公里输水损失系数为：斗渠的毛流量或设计流量为：（3）计算三支渠的

29、设计流量 斗渠也是分两组轮灌，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为：支渠的净流量为：支渠每公里输水损失系数为：支渠的毛流量为：2、计算3支渠的灌溉水利用系数3、计算一，二、四支渠的设计流量（1）计算一，二、四支渠的田间净流量（2）计算一，二、四支渠的设计流量 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。4、推求干渠各段的设计流量（1）cd段的设计流量（2）bc段的设计流量（2）ab段的设计流量（3）oa段的设计流量灌溉渠道的断面设计干渠可采用粗糙的混凝土抹面护面，n=0.017。1、 求oa段的横断面：由渠道布置图可以得到渠道比

30、降，。采用梯形渠道的水力最优断面：水深为：渠道设计底宽为：断面面积为：流速为：不冲流速为：为了防止渠道长草，影响输水能力，对渠道的最小流速仍有一定的限制，通常要求大型渠道的平均流速不小于0.5m/s，小型渠道的平均流速不小于0.3到0.4m/s，所以满足要求。 所以干渠oa段的设计断面尺寸为：再求加大水深：加大流量为：而设计流量为7.83m/s,所以j=1.20-1.25取1.25。所以渠道底宽已经确定，所以可以试算求出加大水深 安全超高堤顶宽度为：干渠ab，bc，cd段都采用梯形水力最优断面计算,算法和oa段一样，其结果列如下表：渠段q(m3/s)渠道比降ib(m)设计水深 (m)加大水深（m）安全超高h(m)堤顶宽度d（m）设计流速v(m/s)oa7.830.0011.111.591.760.642.061.60ab6.550.00150.961.371.520.581.821.78bc4.580.00160.831.191.340.541.641.66cd2.660.00070.791.131.270.521.571.06经校核皆满足，说明以上尺寸都满足要求。为了满足自流灌溉的要求，