农田水利课程设计书

'农水课设贡河灌区规划贡河灌区规划设计书设计书学生姓名：买热木·阿力木学号：0916010212年级：09级农水（二）班学院：水利水电学院专业：农业水利工程指导老师：张展羽朱成立日期：2012-6-20 农水课设目录1，灌区土地资源及其利用情况--------------------------------12，灌区水资源及其利用情况----------------------------------13，灌区建设必要性------------------------------------------14，灌区建设可行性------------------------------------------35，总结----------------------------------------------------4二，作物灌溉制度和灌水率图设计1，确定灌溉设计标准----------------------------------------42，逐日耗水量计算表----------------------------------------43，早稻生育期灌溉制度计算表--------------------------------74，早稻生育期设计灌溉制度表--------------------------------105，晚稻生育期灌溉制度计算表--------------------------------106，晚稻生育期设计灌溉制度表--------------------------------147，棉花灌溉制度设计－－水量平衡图解法----------------------158，棉花灌溉制度图解法参数----------------------------------169，棉花灌溉设计图------------------------------------------1710，灌水率表------------------------------------------------1711，修正前灌水率图------------------------------------------1912，修正后灌水率图------------------------------------------19三，灌区总体规划1，骨干灌排系统布置----------------------------------------202，典型支渠选择与布置--------------------------------------203，农沟间距计算--------------------------------------------224，渠系建筑物的规划设计------------------------------------22四、灌溉渠道设计1，干支渠长度及控制灌溉面积--------------------------------222，渠道工作制度--------------------------------------------234，计算支1、支2、支4渠的设计流量---------------------------255，推求干渠各断设计流量------------------------------------25 农水课设6，推求典型支渠及其他各级渠道最小流量----------------------257，推求典型支渠、其他支渠及干渠加大流量--------------------278，干渠各段流量计算结果表----------------------------------289，渠道水位推算--------------------------------------------2810，干渠横断面设计------------------------------------------2911，干渠纵断面设计------------------------------------------3512，干渠纵断面图--------------------------------------------36五，灌溉水源及取水方式1，取水方式选择---------------------------------------------372，计算溢流坝顶高程-----------------------------------------393，确定溢流坝长度B------------------------------------------394，确定非溢流坝顶高程---------------------------------------405，确定进水闸尺寸-------------------------------------------40六，排水沟道设计1，设计标准-------------------------------------------------412，排涝流量-------------------------------------------------413，排渍流量-------------------------------------------------414，排水沟水位推算-------------------------------------------415，排水沟横断面---------------------------------------------426，横断面要素-----------------------------------------------427，纵断面要素-----------------------------------------------42七，工程量统计1，渠首-----------------------------------------------------432，渠道-----------------------------------------------------433，渠系建筑物-----------------------------------------------43 农水课设一，灌区开发的必要性、可行性分析1，灌区土地资源及其利用情况贡河灌区是由山体与贡河围成的区域，其中包括吴家沟、申溪、龙尾河等天然河流，从马头站提水。灌区总控制面积11万亩，由于水位较低，取水困难，灌区实际耕地面积很少，设计后灌溉面积8.8万亩。贡河灌区规划后增加一条干渠，四条斗渠和一条农渠等渠道，水田占75%，旱地占5%,沟塘水面占7%，村庄道路等非耕地占13%。2，灌区水资源及其利用情况（1）地表水3灌区过境地表水为贡河，多年平均流量为37.1m/s，保证率为80%，年来水3量约11.7亿立方米，5～8月多年平均径流量较大，达62.5m/s。（2）地下水地下水平均埋深为1.12，4~8月份埋深较高，地下水充沛。（3）水资源利用情况贡河水位较低，其他天然河流水位也很低，不能满足自流灌溉，只能采用抽水提水，而且灌水没有固定的灌溉渠道。水分配的不均匀也给水的利用带来了困难，申溪与龙尾沟之间的间距过大，中间部分地区无法获得水源，因此灌溉极为不便。3，灌区建设必要性灌区幅员辽阔，土地连片，土壤肥沃，地势较为平坦，气候适宜，雨、热、光同季，水土资源丰富，农业开发增产潜力很大，灌区的建设对巩固国有商品粮基地，促进地区经济、社会和生态环境的良性发展具有重大意义。（1）灌区建设是提高农业综合生产能力，保障国家粮食安全的需要在过去20年间，我国粮食总量从3500亿千克增加到4695亿千克（2004年底），基本实现粮食的供需总量平衡，但略有缺口，每年仍要从国外进口粮食350亿千克左右。以2004年底粮食总量为基础，按人均消费粮食400kg计算，为满足2020年14.3亿人口的粮食需求，我国的粮食需求量将达到5720亿千克，如维持现有的如维持现有的生产能力，粮食自给率只能达到74%左右，尚有-1- 农水课设1487.2亿千克的粮食缺口。全国的商品粮基地主要为华北平原和东北平原。华北地区有地缺水，地下水超采严重，粮食增产能力有限，因此，我们要充分利用好每一块能够生产粮食的土地，为国家产出更多粮食，保障国家粮食安全。（2）灌区建设是提高农民收入、建设社会主义新农村的需要项目区农业生产以水田为主。由于受自然条件的影响，经常发生旱、涝、等灾害。对生产危害性最大。旱涝灾害导致农作物单产不高，总产不稳，经济效益不好。而水田具有极强的抗灾能力，是高产、稳产、高效益旱涝保收的农田，所以要布置跟多水田。近年的生产实践证明，种植水稻是改造低产田，变水害为水利的一项重要措施，水田效益为旱田效益的2～3倍，尤其近年水稻旱育稀植、大棚工厂化育秧、钵育摆栽等技术的大面积推广，使水稻产量大幅度提高，广大职工种稻积极性不断高涨。项目区水田面积迅猛增长，灌区规划水田面积75%，可以使农民增收。可见灌区建设对于农场脱贫致富，增强实力，繁荣边境地区经济，提高人民生活水平、建设社会义新农村具有现实意义。（3）灌区建设是优化水资源配置、推动农业生产力发展的需要灌溉农业是最有生产力的现代化农业，其中水利是农业现代化的基础产业，因此，发展优质高效、高产的绿色产品不能没有灌溉。伴随着水稻科学种田水平的提高，水稻产量在逐步提高，群众种稻积极性空前高涨，可以说农业生产已经进入了一个质量、效益、生态综合发展的现代化农业建设新阶段，为其服务的水利工程建设也必须不失时机的由单纯防洪排涝逐步转移到既除害又兴利的排灌工程建设上，实现水利现代化。（4）灌区建设是改善生态环境、保持农业可持续发展的需要。近些年来，由于农业灌溉用水增加，而取水又困难，大部分水田是打井抽取地下水灌溉，致使地下水位下降了很多。引贡河江水灌溉，可缓解人与自然争水的矛盾。相对于旱田，水田是一种人造湿地，用地表水灌溉，不仅可充分发挥资源优势和生态经济潜力，优化经济结构，而且具有优化小区气候功能。如果说过去开垦湿地对自然生态有所影响，那么开发水田就是一种湿地的恢复和补遗，对建设有利于人们生产和生活的良好生态环境有百利而无一害。4，灌区建设可行性-2- 农水课设（1）地形条件灌区依山，耕地区域较为平坦，山在北面，耕地位于南面，阳光充沛。沿山布置干渠，能满足自流灌溉，山体之间有多条沟道，高程相对较低，高处平均沟底高程为19m，低处沟底平均高程为12m，普遍低于地面高程，可用于排水，节省工程量。灌区平坦的地面便于机械化耕作，便于整体规划，也减少了水头损失。灌区高程为18m左右，最高达20m，最低有17m，能满足水、肥、气的要求，不像高程很大的地区，难以满足气体稀薄度等要求。（2）地质条件灌区土地为中粘壤土，孔隙率为50%，田间持水率占孔隙率的80%。通气透水，保水保温效果好，可保持较高地下水位，和较高的土壤含水率（田间持水率大），边坡较为稳定，可以修建边坡系数较小的渠道。土壤耐冲刷能力也较好，可以满足较高的流速。土壤肥性较高，可提供较好的种植条件。土壤开挖填筑方便，便于渠道修建。土壤的力学性能稳定，可以修建较为稳定的水工建筑物，并保证不发生较大的沉降和液化失稳。（3）气候条件区内气候温和，年平均气温为16.5°，无霜期平均231天。多年平均降雨量1241mm，多年平均蒸发量1165mm。（4）土地资源土地面积广阔，总面积达11万亩。河道，村庄、水塘等占20%左右，其余可全用于灌溉耕地。（5）水资源水资源充沛。前面以分析。（6）群众需求群众平时取水极为不便，生活和生产都很困难，强烈需求灌区规划。规划期间将会得到群众大力支持规划后群众将会努力维护灌区。（7）经济效益灌区规划后将会产生很好的经济效益。（8）环境效益灌区规划不仅不会给当地带来环境灾害，同时还会减少地下水资源的开发，-3- 农水课设并将水资源进行合理分配，增加耕地面积，增加绿化面积，对防止沙尘，防止地下水流失，防止土壤肥性减小等有很好的作用。5，总结灌区的规划势在必行，对经济，对环境都有很好的效益。二、作物灌溉制度和灌水率图设计1.，确定灌溉设计标准选定灌溉设计保证率P=80%，经过频率计算分析，相应的设计代表年为1971年。2，逐日海水量计算表逐日耗水量计算表ET=Eα；ET=1/100KETii生育返青全生分蘖孕穗抽穗乳熟黄熟期期育期早25/4~5/5~12/6~117/6~27/6~7/7~125/4~稻4/5/66/626/66/74/714/7起止日期14/10晚3/8~111/8~3/9~223/9~3/10~3/8~2~23/1稻0/82/92/92/1013/103/100早10,28151010881稻天数晚8232010111081稻-4- 农水课设早7242422149100需水稻模比系数K(%)晚626272597100稻早1.51.51.51.51.51.51.5田间稻渗流量（mm/日）晚1.51.51.51.51.51.51.5稻早34.7102.848.431.158.437312.4阶段稻水面蒸发量E0(mm)晚56.1158.358.528.42821.7351.3稻早1.2阶段稻需水系数α晚1.15稻阶段需水早26.2489.9789.9782.4752.4833.74374.9量稻ET-5- 农水课设（mm）晚24.24105.0109.1101.036.3628.28404.0稻早15.0042.0022.5015.0015.0012.00121.5稻阶段渗流量（mm）晚12.0034.5030.0015.0016.5015.00123.0稻早41.04132.0112.597.4767.4845.74496.3稻阶段耗水量（mm）晚36.24139.5139.1116.052.8643.28527.0稻早4.14.77.59.76.75.7稻翌日耗水量（mm）晚4.56.17.011.64.84.3稻3.早稻生育期灌溉制度计算表早稻计算h+PmWC+−−d=h；h=20mm单位：mm始末始日期逐日逐日降淹灌水灌水量排水量设计灌溉耗雨量层变化生育期md水层水Ph末月日（mm）（mm）量（mm）（mm）WC-6- 农水课设（mm）（4（1）（2）（3）（5）（6）（7）（8））42420251.4017.3260.2013.4270.3029.620.02825.5294.121.4返青期10~30~5030017.3510.6013.8223.733.4329.3425.251.5022.0617.3712.6833.441.3936.61031.91127.212分蘖期10~40~604.722.51317.81413.1150.8039.230.0167.9042.41715.052.7186.3054.31949.6-7- 农水课设2044.92140.22235.52340.360.011.12455.3256.156.7264.456.42716.860.08.52855.32950.6300.045.931-4.761-9.4243.160.0335.6420.248.3534.475.263.4071.1763.680.2056.3拔节孕920~50~807.548.8穗1041.31133.8126.2032.51325.01447.530.01540.01632.517抽穗开20~50~809.722.8-8- 农水课设18花43.130.01956.080.09.42057.180.047.4210.2070.5221.5062.32352.62442.92533.2261.6025.12718.42811.72935.030.03028.37121.6乳熟10~40~606.723.9018.8312.1435.430.0528.7622.0737.930.0826.830.096.9030.034.21024.321.2黄熟0~305.71118.61.201212.9137.20141.50∑不含黄熟期449343.4230122.3-9- 农水课设校核：h始+∑P−∑d+∑m−∑WC=h末20+343.4-122.3+230-449=22mm与7月6日淹灌水层相符，计算无误。说明：在插秧后3~5天内，允许天面水层略低于适宜水层下限，避免过早灌水引起漂秧。4，早稻生育期设计灌溉制度表早稻生育期设计灌溉制度表灌水定额灌水次数灌水日期mmM3/亩14.272013.325.153020.036.206040.046.143020.056.183020.066.293020.077.403020.0合计230153.3若泡田定额为90m3/亩则总灌溉定额为：3M=M+M=155.3+90=245.3m/亩125，晚稻生育期灌溉制度计算表晚稻计算h+PmWC+−−d=h；h=20mm单位：mm始末始日期逐日耗水淹灌水排水逐日降生育设计淹层变化灌水量量量雨量md期灌水层WCPh末月日（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）-10- 农水课设8220.0315.5411.0526.520622.0返青10~30~54.57期00.718.280.514.2929.720125.20119.11113.0210.627.5203121.44115.35129.26123.171分蘖10~30~66.117.08期010.311.29225.1200219.01212.92226.820320.220.94214.85-11- 农水课设21.029.720620.724.37213.331.58225.4930.720.0031.30.015.2191-6.12-12.233.944.76044.041.750.435.1628.1721.181.545.63091.339.911.834.7013.130.81拔节20~50~817.0孕穗00.224.02147.030310.440.44133.45126.46149.4307142.48135.4-12- 农水课设929.237.6025.335.9122.631.52247.767.6323.459.44247.85236.262抽穗20~50~824.6711.62开花043.0822.634.09314.536.901148.774.00228.88011.2329.55054.740.745.950.541.6636.8732.0810~30~527.2乳熟4.80922.4117.60112.81128202123.2-13- 农水课设3120.6309.54125.75121.46117.17112.88黄熟0~304.318.5924.2020.70.612-3.7222.5-8.03∑不含黄熟期485.1229.4340．081.1校核：h始+∑P−∑d+∑m−∑WC=h末20+229.4-81.1+340-485.1=23.2mm与10月13日的淹灌水层相符，计算无误。6，晚稻生育期设计灌溉制度表晚稻生育期设计灌溉制度表灌水定额灌水次数灌水日期3mmm/亩18.502013.328.902013.338.132013.348.162013.358.202013.368.232013.3-14- 农水课设78.262013.389.306040.099.803020.0109.133020.0119.173020.0129.283020.01310.122013.3合计27340226.43若跑题按定额为90m/亩则总灌溉定额为3M=M+M=226.4+90=316.4m/亩127，棉花灌溉制度设计—图解法降雨入渗量P=αP0次降雨量降雨入渗系数次降雨入渗量累积量日期33P（mm）αP0（m/亩）m/亩4.252.400005.224.30.914.5814.585.51.500014.585.833.40.920.0434.625.1730.00.91852.625.2340.30.924.1876.805.2727.30.916.3893.186.558.00.7529122.186.80.2000122.186.126.200.93.72125.906.20114.80.753.57179.476.261.6000179.477.23.9000179.47-15- 农水课设7.771.60.7535.80215.277.1648.90.929.34244.617.2010.30.96.18250.797.2333.50.920.10270.897.2529.70.917.82288.718.22.7000288.718.71.2000288.718.130.6000288.718.190.3000288.718.240.2000288.718.2815.00.90.9297.718.312.0000297.719.48.300.94.98302.699.117.900.94.74307.439.140.4000307.439.2368.20.7534.1341.5410.1125.30.758.47400.018，棉花灌溉制度图解法参数棉花灌溉制度图解法计算参数W=667nHθ；W=667nHθ；W=80.04minminmaxmax0n=50%；θ=60%×θ=60%×80%；θ=θ=80%min田max田3ET=KY=2.07×180=372.6m/亩；ET=KETiiWT=667nH(H初-H末)θijQ=σ×ETii生育期幼苗现蕾开始结铃吐絮起止日期4.21~6.166.17~7.287.29~8.268.27~10.8H0.40.50.60.70.8W648096112.1128.1min-16- 农水课设W106.7133.4160.1186.8213.4maxE（%）14%25%38%23%iET52.293.2141.685.7i∑ETi52.16145.31286.9372.6WT20.0120.0120.0120.01i∑WTi20.0140.0260.0380.04σ010.010.010Q09.31514.1598.570i∑Qi09.31523.47432.0449，棉花灌溉设计图（详细见附图）10，灌水率表-17- 农水课设灌水率计算表q=αm/(8.64×T)ikiikik灌灌水时间（月/日）作物水灌输灌水率作所占灌水定延续3⎡m/(s.万亩)⎤物面积次数额中间时间⎣⎦始终（%）m3/亩日（d）1泡804.104.244.17150.49田13.24.274.294.2830.4133205.155.185.1740.464406.26.66.450.74早80稻5206.146.176.1640.466206.186.216.2040.467206.297.27.140.468207.47.77.640.461807.198.27.26150.4913.28.58.78.630.41313.38.98.118.1030.41313.48.138.158.1430.41313.58.168.188.1730.41晚380稻13.68.208.228.2130.41313.78.238.258.2430.41313.88.268.288.2730.4139409.39.79.550.7410209.89.119.1040.46-18- 农水课设11209.139.169.1540.4612209.179.209.1940.4613209.2810.19.3040.4613.10.110.110.11430.4132431608.118.188.1580.17棉20花2608.259.18.2980.1711，修正前灌水率图12，修正后灌水率图修正原则：在修正灌水率图时，要以不影响作物需水要求为原则，尽量不改变主要作物关键用水期的各次灌水时间，若必须要调整，以往前移动为主，前后移动不超过三天。调整其他各次灌水是，要使修正后的灌水率图比较均匀，连续。此外为减少输水损失，并使渠道工作制度比较稳定，在调整时，不应使灌水率值相差悬殊。一般最小灌水率不应小于最大灌水率的40%-19- 农水课设三，灌区总体规划1，骨干灌排系统布置根据资料，贡河的水量丰富，水质较好，初步确定为灌溉水源，灌水源到引出时，直接将右侧山体开挖成河道，因为其厚度不足以布置隧洞，因此直接开挖。根据要求，取水口初步选择在马头站附近，干渠沿着20m等高线布置。干渠上设置四条支渠，分别为支1、支2、支3、支4，。支渠垂直于干渠布置，支渠控制面积要基本接近。支1在布置时沿着左侧等高线较低的地方布置，沿线向下可能出现地势略有增高，则开挖下段，填上端，保证渠道沿线一直向下。排水承泄区：以天然河道作为排水，还有龙尾沟、丁沟、沙溪与贡河围城的低洼区（图中最右下角），作为池塘，也用于承泄。利用吴家沟、申溪和龙尾河3条天然河道作为排水支沟，并在申溪和龙尾河之间开挖一条人工支沟。支渠与支沟相间平行布置，并保证间距基本相等，这样支渠与支渠间的控制面积相近，而支沟与支沟之间的控制面积也可以相近。2，典型支渠选择与布置典型支渠选取支3渠，垂直于干渠布置，长度为5200m，控制面积约3万亩。、-20- 农水课设其上布置16条斗渠，分两边布置，每边8条，每条长平均2000m，间距为650m，斗渠垂直于支渠布置。每条斗渠上布置20条农渠，农渠垂直于斗渠，间距为100m（由农沟沟间距确定，计算如下）。农沟农渠相邻布置。3，农沟间距计算（1）农沟沟深计算农沟的沟深计算公式：D=∆H+∆h+S∆H----作物要求的地下水埋深，这里取H=1m。∆h----当两沟只讲的中心点地下水已降至∆H时，地下水位与沟水位之差。这里取∆h=0.25m。S----排水农沟中水深，排地下水时，沟内水深很浅，这里可以取平均值，S=0.15m故：D=∆H+∆h+S=1+0.25+0.15=1.4m（2）计算农沟的沟间距不透水层埋藏深为12.6m；土层的渗透系数K=1.3米/日；给水度μ=0.015；-21- 农水课设排水时间t=5d；h=1.4-0.15=1.250h=0.7,1D=0.4故：含水层平均厚度H=12.6-1.4+0.15+0.7/2=11.7根据公式L=π×(K×H×t/(µ×ln(4×h/0.7π)))=246.8m0α=1/(1+8×H/(π×L)×ln(2×H/D×π))=0.74L=L×α1经过迭代计算：L=182.632mα=0.6671L=167.084mα=0.6572L=162.2mα=0.6513L=160.67mα=0.6484L=159.93mα=0.6475L=159.68mα=0.6466L=159.4mα=0.6467故：L=159.4m取沟间距小于计算值即可，这里取整数：L=100m4，渠系建筑物的规划设计（1）干、支渠渠系建筑物布置：干OA干AB支2干BC干CD干末∑支1支3支4隧洞1干渠进11水闸支渠分11114-22- 农水课设水闸泄水闸111115节制闸111111118公路桥1113渡槽112∑23242414224（2）斗、农渠渠系建筑物布置以支3渠为典型，共16条斗渠，320条农渠，每条斗渠上设置一个斗门，每条农渠上布置一个农门。共16个斗门；320个农门。5，灌区枢纽布置图（详见图纸上）四、灌溉渠道设计1，干支渠长度及控制灌溉面积渠道支1支2支3支4∑干渠长度（Km）1.1754.6254.1254.37514.300长度（Km）4.2505.1255.2006.250毛面积（万亩）1.8333.211灌溉面积（万1.442.42.42.568.8亩）2，渠道工作制度渠道工作制度采用轮灌方式，并采用集中编组，16条斗渠每8条一组，20条农渠每10条一组。（见图）-23- 农水课设3，典型支渠设计流量推算3取支3渠为典型支渠。由灌水率图得q设=0.49m/s（万•亩）。（1）计算农渠的设计流量支渠田间净流量33Q=A×Q=2.4×0.49=1.176m/s支3田净3设因为斗农分两组轮灌，同时工作的斗渠有8条，同时工作的农渠有10条，所以农渠的田间净流量为：3Q=Q/(n×k)=1.176/80=0.0147m/s农田净支田净取田间水利用系数η=0.95，则农渠净流量为：f3Q=Q/η=0.0155m/s农田净f灌区土壤为中粘壤土，查表得土壤透水性参数：a=1.9；m=0.4。据此可计算-24- 农水课设农渠每公里输水损失系数：m0.4σ=A/(100×Q)=1.9/(100×0.0155)=0.1农农净农渠毛流量:3Q=Q（1+σ×L）=0.0155×（1+0.1×0.325）=0.016m/s农毛农净农农（2）计算斗渠的设计流量因为同时工作的农渠有10条，所以，斗渠的净流量为：3Q=10×Q=0.16m/s斗净农毛农渠分两组轮灌，各组要求斗渠供给的净流量相等。斗渠平均工作长度取L斗=1.45km。斗渠每公里输水损失系数为：m0.4σ=A/(100×Q)=1.9/(100×0.16)=0.0395斗斗净斗渠毛流量为：3Q=Q（1+σ×L）=0.16×（1+0.0395×1.45）=0.169m/s斗毛斗净斗斗（3）计算支3渠的设计流量斗渠也分两组轮灌。同时工作的斗渠为8条。支渠平均长度取L=3.575km。支3支渠净流量为3Q=8×Q=8×0.169=1.352m/s支3净斗毛支渠每公里输水损失系数为：m0.4σ=A/(100×Q)=1.9/(100×1.352)=0.0168支3毛支3净支渠毛流量为：3Q=Q（1+σ×L）=1.352×（1+0.0168×3.575）=1.412m/s支3毛支3净支3支3（4）计算支3渠的灌溉水利用系数η=Q/Q=1.176/1.412=0.833支3水支3田净支3毛4，计算支1、支2、支4渠的设计流量（1）计算支1、支2、支4渠的田间净流量3Q=1.44×0.49=0.71m/s支1田净3Q=2.4×0.49=1.176m/s支2田净3Q=2.56×0.49=1.2544m/s支4田净（2）计算支，支，支渠的设计流量以典型支渠（支3渠）的灌溉水利用124-25- 农水课设系数作为扩大指标，用来计算其他支渠的设计流量。3Q=Q/η=0.71/0.833=0.85m/s支1毛支1田净支3水3Q=Q/η=1.176/0.833=1.412m/s支2毛支2田净支3水3Q=Q/η=1.2544/0.833=1.51m/s支4毛支4田净支3水5，推求干渠各断设计流量（1）CD断的设计流量m0.4σ=A/(100×Q)=1.9/(100×1.51)=0.0161CDCD净3Q=Q（1+σ×L）=1.51×（1+0.0161×3.855）=1.6m/sCD毛CD净CDCD（2）BC断的设计流量3Q=Q+Q=1.6+1.412=3m/sBC净CD毛支3毛m0.4σ=A/(100×Q)=1.9/(100×3)=0.0122BCBC净3Q=Q（1+σ×L）=3×（1+0.0122×4.125）=3.15m/sBC毛BC净BCBC（3）AB断的设计流量3Q=Q+Q=3.15+1.412=4.562m/sAB净BC毛支2毛m0.4σ=A/(100×Q)=1.9/(100×4.562)=0.01ABAB净3Q=Q（1+σ×L）=4.562×（1+0.01×4.625）=4.78m/sAB毛AB净ABAB（4）OA断的设计流量3Q=Q+Q=4.78+0.85=5.63m/sOA净AB毛支1毛m0.4σ=A/(100×Q)=1.9/(100×5.63)=0.0095OAOA净3Q=Q（1+σ×L）=5.63×（1+0.0095×1.375）=5.7m/sOA毛OA净OAOA6，推求典型支渠及其他各级渠道最小流量3取支3渠为典型支渠。由灌水率图得q最小=0.4m/s（万•亩）。（1）计算农渠的最小流量支3渠田间净流量3Q=A×q=2.4×0.4=0.96m/s支3田净3最小因为斗农分两组轮灌，同时工作的斗渠有8条，同时工作的农渠有10条，所以农渠的田间净流量为：3Q=Q/(n×k)=0.96/80=0.012m/s农田净支田净取田间水利用系数η=0.95，则农渠净流量为：f-26- 农水课设3Q=Q/η=0.0126m/s农净农田净f灌区土壤为中粘壤土，查表得土壤透水性参数：a=1.9；m=0.4。据此可计算农渠每公里输水损失系数：m0.4σ=A/(100×Q)=1.9/(100×0.0126)=0.109农农净农渠毛流量:3Q=Q（1+σ×L）=0.0126×（1+0.109×0.325）=0.013m/s农毛农净农农（2）计算斗渠的最小计流量因为同时工作的农渠有10条，所以，斗渠的净流量为：3Q=10×Q=0.13m/s斗净农毛农渠分两组轮灌，各组要求斗渠供给的净流量相等。斗渠平均工作长度取L斗=1.45km。斗渠每公里输水损失系数为：m0.4σ=A/(100×Q)=1.9/(100×0.13)=0.043斗斗净斗渠毛流量为：3Q=Q（1+σ×L）=0.13×（1+0.043×1.45）=0.138m/s斗毛斗净斗斗（3）计算支3渠的最小流量斗渠也分两组轮灌。同时工作的斗渠为8条。支渠平均长度取L=3.575km。支3支渠净流量为3Q=8×Q=8×0.138=1.1m/s支3净斗毛支渠每公里输水损失系数为：m0.4σ=A/(100×Q)=1.9/(100×1.1)=0.013支3支3净支渠毛流量为：3Q=Q（1+σ×L）=1.1×（1+0.013×3.575）=1.151m/s支3毛支3净支3支3（4）计算支渠的灌溉水利用系数3η=Q/Q=0.96/1.151=0.834支3水支3田净支3毛（5）计算支，支，支渠的田间净流量1243Q=1.44×0.4=0.57m/s支1田净3Q=2.4×0.4=0.96m/s支2田净3Q=2.56×0.4=1.024m/s支4田净（6）计算支，支，支渠的最小流量以典型支渠（支3渠）的灌溉水利用124系数作为扩大指标，用来计算其他支渠的最小流量。3Q=Q=Q/η=0.57/0.834=0.68m/s支1小支1毛支1田净支3水-27- 农水课设3Q=Q=Q/η=0.96/0.834=1.15m/s支2小支2毛支2田净支3水3Q=Q=Q/η=1.024/0.834=1.23m/s支4小支4毛支4田净支3水（7）干渠各段最小流量3CD断的最小流量Q=Q=1.23m/sCD净支4毛m0.4σ=A/(100×Q)=1.9/(100×1.23)=0.0175CDCD净3Q=Q=Q（1+σ×L）=1.23×（1+0.0175×3.855）=1.3m/sCD小CD毛CD净CDCDBC断的最小流量3Q=Q+Q=1.3+1.151=2.46m/sBC净CD毛支3毛m0.4σ=A/(100×Q)=1.9/(100×2.64)=0.0132BCBC净3Q=Q=Q（1+σ×L）=2.46×（1+0.0132×4.125）=2.59m/sBC小BC毛BC净BCBCAB断的最小流量3Q=Q+Q=2.59+1.15=3.74m/sAB净BC毛支2毛m0.4σ=A/(100×Q)=1.9/(100×3.74)=0.0112ABAB净3Q=Q=Q（1+σ×L）=3.74×（1+0.0112×4.625=3.93m/sAB小AB毛AB净ABABOA断的最小流量3Q=Q+Q=3.93+0.68=4.61m/sOA净AB毛支1毛m0.4σ=A/(100×Q)=1.9/(100×4.61)=0.01OAOA净3Q=Q=Q（1+σ×L）=4.61×（1+0.01×1.375）=4.67m/sOA小OA毛OA净OAOA7，推求典型支渠、其他支渠及干渠加大流量取流量加大系数j=1.25，由上棉求得各渠道设计流量如下：3Q支1设=0.85m/s3Q支2设=1.412m/s3Q支3设=1.41m/s3Q支4设=1.51m/s3QCD设=1.6m/s3QBC设=3.15m/s3QAB设=4.78m/s3QOA设=5.7m/s求各渠道最大流量：-28- 农水课设3Q支1大=0.85×1.25=1.06m/s3Q支2大=1.412×1.25=1.76m/s3Q支3大=1.412×1.25=1.76m/s3Q支4大=1.51×1.25=1.89m/s3QCD大=1.6×1.25=2m/s3QBC大=3.15×1.25=3.94m/s3QAB大=4.78×1.25=5.98m/s3QOA大=5.7×1.25=7.13m/s8，干渠各段流量计算结果表OA支1AB支2BC支3CD支4最小流4.670.683.931.152.591.151.31.23量设计流5.70.854.781.413.151.411.61.51量加大流1.887.1251.0635.9751.7653.9381.7622量89，渠道水位推算支4渠渠首是最难灌溉的地方，故支4渠A0=20m，由其往干渠渠首推求设计水位，过程见表。H(m)分A0(m)∆h(m)L(m)i∑ϕ26.9干OA26.220.1513750.000250.2121.5支120.000.1542500.000250.3126.2干AB24.660.1546250.000250.252支220.000.1551250.000250.321.7-29- 农水课设324.6干BC23.230.1541250.000250.25621.7支320.000.1552000.000250.3523.2干CD22.010.1538750.000250.1322.0支420.000.1562500.000250.31校核：H〉H干OA支1H〉H干AB支2H〉H干BC支3H〉H干CD支4能满足设计要求。10，干渠横断面设计(1)各断面要素干渠各段相同的数据：比降i=1:4000；边坡系数m=1.5；糙率n=0.025；初始b=2m，渠道过水断面水利要素干渠个断面要素1/232C(m/s)3V(m/s)h(m)A(m)P(m)R(m)Q(m/s)计算0.802.564.880.5235.921.050.410.892.975.210.5736.421.290.43CD最小0.903.025.240.5736.471.320.44-30- 农水课设0.913.065.280.5836.531.350.440.993.455.570.6236.931.590.46CD设1.003.505.610.6236.981.620.46计1.013.555.640.6337.031.650.46CD最1.134.186.070.6937.582.060.49大1.254.846.510.7438.082.520.521.264.906.540.7538.122.560.52BC最1.274.966.580.7538.162.600.52小1.285.026.620.7638.202.640.531.395.687.010.8138.623.120.55BC设1.405.747.050.8138.653.170.55计1.415.807.080.8238.693.210.551.425.867.120.8238.733.260.561.435.937.160.8338.763.310.56BC最1.566.747.610.8939.203.930.58大BC最1.566.777.620.8939.223.960.58小1.576.847.660.8939.254.010.591.647.317.910.9239.484.390.601.657.387.950.9339.514.450.601.687.598.060.9439.614.620.61OA最1.697.668.090.9539.644.670.61小1.707.748.130.9539.674.730.61AB设1.717.818.170.9639.704.790.61-31- 农水课设计1.727.888.200.9639.734.850.621.858.838.671.0240.125.660.64OA设1.868.918.711.0240.155.720.64计AB最1.899.148.811.0440.245.920.65大OA最2.0610.499.431.1140.727.120.68大（2）渠道的h~Q计算关系曲线(3)详细计算步骤如下OA断：取：Q=5.7m3/s；i=1:4000；n=0.025m=1.5；V不冲=O.75m/s；V不淤=0.4m/s1）初设b=2m，h=1m2）计算渠道断面各水力要素-32- 农水课设A=3.55P=5.64R=0.63C=37.033）计算渠道输水流量（Q计算）3Q计算=1.65m/s4）校核渠道输水能力(Q−Q)/Q=0.197>0.05计算从上看出，流量校核不满足要求，需更换h重新计算。计算结果如上表。从图中得知h0=1.86m5）校核渠道流速：Vd=Q/A=0.64m/s校核：V≤V≤V不淤d不冲6）所以渠道过水断面尺寸是：b=2.0mh=1.68mdd7）渠道加大水深3QOA大=5.7×1.25=7.13m/sh=2.06mj8）安全超高∆h=h/4+0.2=0.715mj9）坝顶宽度D=h+0.3=2.36mj10）渠道断面结构：采用半挖半填式要保证工程费用最小，则挖填土方相等。设挖方深度为x。（b+mx）x=(1.1~1.3)×2a×[d+a(m+m)/2]12b=2ma=1.622+0.654-xm1=m2=1.5-33- 农水课设d=2.36m所以x=1.65mAB段：取：Q=4.78m3/s；i=1:4000；n=0.025m=1.5；V不冲=O.75m/s；V不淤=0.4m/s；初设b=2m从表中得知hd=1.71m1）校核渠道流速：Vd=Q/A=0.61m/s校核：V≤V≤V不淤d不冲2）所以渠道过水断面尺寸是：b=2.0mh=1.71mdd3）渠道加大水深3QOA大=4.78×1.25=5.975m/sh=1.89mj4）安全超高∆h=h/4+0.2=0.6725mj5）坝顶宽度D=hj+0.3=2.19m6）渠道断面结构：采用半挖半填式要保证工程费用最小，则挖填土方相等。设挖方深度为x。（b+mx）x=(1.1~1.3)×2a×[d+a(m+m)/2]12b=2a=1.808+0.706-xm1=m2=1.5d=2.19m所以x=1.55mBC段：3取：Q=3.15m/s；i=1:4000；n=0.025m=1.5；-34- 农水课设V不冲=O.75m/s；V不淤=0.4m/s从上表中得知hd=1.41）校核渠道流速：Vd=Q/A=0.55m/s校核：V≤V≤V不淤d不冲2）所以渠道过水断面尺寸是：b=2.0mh=1.4mdd3）渠道加大水深3QOA大=3.15×1.25=3.9375m/sh=1.55mj4）安全超高∆h=h/4+0.2=0.5875mj5）坝顶宽度D=hj+0.3=1.85m6）渠道断面结构：采用半挖半填式要保证工程费用最小，则挖填土方相等。设挖方深度为x。（b+mx）x=(1.1~1.3)×2a×[d+a(m+m)/2]12b=2a=1.455+0.609-x12m=m=1.5d=1.85m所以x=1.25mCD段：3取：Q=1.6m/s；i=1:2500；n=0.025m=1.5；V不冲=O.75m/s；V不淤=0.4m/s；初设b=2m。从表中得知hd=1m1）校核渠道流速：Vd=Q/A=0.46m/s-35- 农水课设校核：V≤V≤V不淤d不冲2）所以渠道过水断面尺寸是：b=2.0mh=1mdd3）渠道加大水深3QOA大=3.15×1.25=2m/sh=1.13mj4）安全超高∆h=h/4+0.2=0.4825mj5）坝顶宽度D=hj+0.3=1.43m6）渠道断面结构：采用半挖半填式要保证工程费用最小，则挖填土方相等。设挖方深度为x。（b+mx）x=(1.1~1.3)×2a×[d+a(m+m)/2]12b=2a=1.006+0.485-xm1=m2=1.5d=1.43所以x=0.9(4)干渠各段挖方深度计算表∆h(m)h(m)b(m)mX(m)a(m)D(m)1.1~1.3d0.7151.8621.51.650.8752.361.200.67251.7121.51.550.83252,.191.170.58751.421.51.250.73751.851.110.4825121.50.90.58251.431.12-36- 农水课设(5)计算结果断面OAABBCCD设计流量5.74.783.151.6m1.51.51.51.5D(m)2.362.191.851.43b(m)2222h堤高(m)2.5752.38251.98751.4825hj(m)2.061.891.551.13∆h(m)0.7150.67250.58750.4825h设计(m)1.861.711.41h最小(m)1.691.561.270.9X(m)1.651.551.250.911，干渠纵断面设计干渠纵断面图要素014桩013579+0+3号+575+175+725+800+725+9250000地面2529252023202221高程222正254322120常25.225.123..3.24.19.22.61..8.8水7209789490位346-37- 农水课设222最243212019低24.123.921..2.23.05.21.47..7.6水3895368356位902222堤277642423顶27.527.425..6.26.49.24.91..1.1高7239712990程346222渠254322120底25.024.822..1.23.92.22.34..6.5高0582056123程679渠0.道000.000250.000280.00023比02降512，渠道纵断面图-38- 农水课设五，灌溉水源及取水方式1，取水方式选择（1）马头站水位H~流量Q关系曲线（2）灌溉季节引水后马头站水位-39- 农水课设贡河马头灌溉季节引水后灌溉引用灌水后马头月日站平均流的贡河码头站流流量站水位量量上5.35.3161中6.76.716下8816上11.611.6162中17.817.816下252517上24.224.2173中27.827.817下282817上30.45.724.7174中325.726.317下31.85.726.117上475.741.3175中48.85.743.117下51.05.745.317上62,。55.756.8176中64.25.758.517下63.85.758.117上68.95.763.2177中705.764.317下78.15.772.418上68.55.762.8178中68.75.76317下585.752.3179上47.75.74217-40- 农水课设中49.25.743.517下395.733.317上25.85.720.11610中265.720.316下26.25.720.516上25.425.41711中24.724.717下242416上21211612中17.117.116下101016由表得知：马头站水位小于渠首设计水位，故采用有坝引水的方式。2，计算溢流坝顶高程Z渠设=24.71m；△Z=0.20m；△D1=0.25m。Z溢＝Z渠设+△Z+△D1=25.16-41- 农水课设3，确定溢流坝长度B-42- 农水课设溢流坝长度B应该根据设计洪峰流量和下游河床允许的单宽流量确定。3Q=178m/s；M2q=17.8m/smB=Q/q=10mMm4，确定非溢流坝顶高程3QM－－洪峰流量：Q设计＝178m/s（P＝1％）；3Q校核＝236m/s（P＝0.1％）；ε－－侧收缩系数，这里可近似取ε＝1；M－－流量系数，取m＝0.49；B－－溢流坝长度10m2/3⎡Q⎤MH0=⎢⎥由可以求H0⎢⎣εm2g⎥⎦H0设计=4.1mH0校核=4.94mZ溢=25.16m；△D2=2.0m；正常运营：Z坝设计＝Z溢+H0+△D2=31.26m非常运营：Z坝校核＝Z溢+H0+△D2=32.10m5，确定进水闸尺寸设计进水闸为宽顶堰上进水闸，堰上高程取23m，犹豫不满足淹没出流，所以流量系数取m=0.385，σs=1，闸前水位z前利用z前=z溢+h2计算。2/3⎡Q⎤MH2=⎢⎥=3.82m⎢⎣εm2g⎥⎦Z前=25.16+3.82=28.98mε=0.943 农水课设⎡Q⎤引B=⎢⎥=0.397m闸3/2⎢⎣σεm2gH0⎥⎦ε=0.3⎡Q⎤⎢引⎥B==1.12m闸3/2⎢⎣σεm2gH0⎥⎦带入原式，ε=0.3，故B闸=1.12m六，排水沟道设计1，设计标准排涝：5年一遇日雨180mm，3天排出；32降渍：排渍模数0.13m/（s/km）2，排涝流量采用平均排除法求解F=11万亩=73.37km2P=180mmh田蓄=80mm由沟深D=1.4m，沟日常水位s=0.15m得：沟道蓄水h沟蓄=300mmt=3天α=0.55排水临界期间田逐日耗量平均值为7.4mm，故：e田=7.4mme水=7.4*1.5=11.1mmR水田＝P-h田蓄－e田t=180-80-7.4×3=78mmR水面＝P-h沟蓄－e水t=180-300-11.1×3=-154mmR旱地＝αp=0.55×180=99mmR＝0.75R水田+0.07R水面+0.18R旱地=66mm3故：Q涝=RF/86.4t=18.8m/s3，排渍流量排渍流量排渍流量3Q渍＝0.13×73.37=9.5m/s4，排水沟水位推算44 农水课设支沟:i=1:5000;L=5750m；i=1:10000；L=32000支支斗斗Z排渍＝A0-D农－∑Li－∑△Z=20-1.5-∑Li-0.1=14.05m校核：大于多年平均日常水位13.8m，符合要求。Z涝＝A0-D农－∑Li－∑△Z=20-0.25-∑Li-0.1=15.3m校核：大于外河排水临界期设计洪水位15m，符合要求。5、排水沟横断面Q涝=18.93m3/s；Q渍＝9.5m3/sn=0.025,i=1:50006，横断面要素B（m）hmAPRR1/6CQ计算18.832.4262.50021.99211.741.8721.11044.408979.4931.7862.50013.3329.441.4121.05942.3704由表得b=3，h=2.426m；h日常=1.786mV=0.86m/sd0.4m/s=V≤V≤V=1m/s不淤d不冲安全超高为：∆h=0.25m7，纵断面要素5057桩号0700140021002875360043000050地面高19.31917.517.818.118.418.7519.0620程(m)6.7日常水181815.315.615.916.217.47517.7918.1位(m).4.7最高水14.614.915.215.5616.83517.117.4171845 农水课设位(m)666.7沟底高12.813.113.41613.7315.04915.415.716程(m)333.3挖方深3.3.4.674.674.674.673.73.73.7度(m)77沟底比1/5000降七，工程量统计1，渠首贡河马头站兴建大坝，为溢流坝，作为干渠渠首。2，渠道总干渠一条总长14km，支渠四条总长约20.8km，每条支渠上有16条斗渠，总长约32km，共128km。每条斗渠上有农渠20条，每条650m，灌区所有农渠总长约832km，农沟与农渠基本相同。此外新开挖一条干沟6km。3，渠系建筑物干干干干干OAABBCCD末∑支1支2支3支4隧洞1干渠进水11闸支渠分水11114闸泄水闸111115节制闸111111118公路桥1113渡槽11246 农水课设∑2324241422447 农水课设48 '