農業(yè)水利工程專業(yè)畢業(yè)論文

1、畢 業(yè) 設 計 任 務 書設計題目：紙坊灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計一、畢業(yè)設計的目的我國是一個水資源貧乏的國家，人均占有量僅為世界人均占有量的1/4，列世界第109位，現已被列為世界上13個嚴重貧水國家之一。農業(yè)作為用水大戶，我國在農業(yè)水資源利用中，一方面資源短缺，另一方面，水資源浪費現象又十分嚴重。加上工業(yè)用水和城市生活用水隨著經濟的發(fā)展和人口的增長不斷擠占農業(yè)用水，灌溉水資源供需矛盾將日益嚴重。因此，通過工程手段和管理手段解決農業(yè)水資源緊缺問題更顯得尤為重要。發(fā)展節(jié)水灌溉與己成為現代節(jié)水型農業(yè)的一項緊要任務，是解決水資源危機的有效途徑，是當今建設節(jié)水型社會的重要組成部分。加快節(jié)水灌溉科技知識的傳

2、播與普及，培養(yǎng)和造就一大批高素質的節(jié)水灌溉研究與管理人才是高校的重要任務之一。 畢業(yè)設計是學生在校學習期間的最后一個教學環(huán)節(jié)，目的在于使學生初步學會綜合運用所學的基礎理論，技術基礎和專業(yè)知識去解決社會實際問題，也是培養(yǎng)學生從學校走向社會，適應社會技術工作的重要一步。本次畢業(yè)設計要求學生在教師指導下獨立完成規(guī)定的設計任務。二、設計要求本次畢業(yè)設計要求學生在教師指導下獨立完成規(guī)定的設計任務，學生在設計中應養(yǎng)成所使用和列出的數據都有依據的習慣（如根據參考文獻、手冊、計算和繪圖等）；文字說明應力求通順、確切、扼要和清楚；圖表要整潔，能表達設計意圖，并能運用AUTOCAD軟件繪圖。本灌區(qū)為平原灌區(qū)，渠系

3、布置和灌排系統(tǒng)較為復雜，渠系建筑物也較多，學生在設計時認真對待，以鍛煉和提高自已在這方面的能力。具體要求如下：1、設計之前應寫出開題報告，文獻閱讀應在10篇以上，文獻綜述引用應在5篇以上；2、應有2000漢字的本專業(yè)外文文獻翻譯；3、設計計算要求方法先進、依據可靠、數據正確、結果可靠，提供部分或全部計算機計算結果的畢業(yè)設計計算說明書；4、設計圖紙應布置合理，符合GB標準，圖紙數量折合2張A0號圖紙以上，提供計算機繪圖圖紙；5、設計說明書要求文字工整、語言通順、條理清楚、格式規(guī)范、內容完整（含封面、目錄、中英文摘要（400字）、序言、設計內容、存在問題和需要改進的工作、結論、參考文獻、附錄等）；

4、6、嚴禁抄襲（包括本年級向往屆學生成果抄襲）；7、設計說明書要求總字數在10000字以上。三、主要設計內容（一）灌區(qū)基本概況1、灌區(qū)簡況2、灌區(qū)的自然條件3、灌區(qū)的基礎設施（二）灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計依據1、灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計原則2、灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計標準（三）灌區(qū)灌溉制度設計1、灌溉保證率的選擇2、作物布局設計3、作物需水量的計算（本設計采用水量平衡法）4、作物灌溉制度的制定5、作物灌溉需水量的計算6、灌區(qū)灌溉用水過程7、灌區(qū)的水資源平衡分析（四）灌區(qū)灌溉工程規(guī)劃設計1、灌水率的設計；2、渠系布置方案； 3、灌溉渠道設計流量確定；4、灌溉渠道縱、橫斷面設計5、渠系建筑物規(guī)劃設計 （五）灌區(qū)

5、排水工程規(guī)劃設計1、排水工程規(guī)劃設計標準的確定；2、排水溝布置方案；3、排水溝縱、橫斷面設計；4、排水溝系統(tǒng)建筑物規(guī)劃設計（六）渠系（排水溝系統(tǒng)）建筑物規(guī)劃設計1、生產橋設計2、節(jié)制閘、分水閘和退水閘設計 3、渡槽設計 4、泵站工程設計5、其它（倒虹吸、涵洞、跌水等）構筑物的設計如果采用低壓管道系統(tǒng)則包括進行管道附件（閘閥、給水栓、彎頭、三通等）及構筑物設計（鎮(zhèn)墩、支墩、井管、退水井等）。（七）土建工程設計概算 編制分類工程量統(tǒng)計表，結合所給資料編制一項主體土建工程的設計概算。（八）專業(yè)外文文獻翻譯 作為畢業(yè)設計說明書的附錄部分。四、重點研究問題以上內容，學生任意選做1項。1、 紙坊灌區(qū)灌排工

6、程規(guī)劃設計引水建筑物設計2、 紙坊灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計泵站設計3、 紙坊灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計農橋設計4、 紙坊灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計渡槽設計5、 紙坊灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計倒虹吸設計6、 紙坊灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計跌水和陡坡設計7、 紙坊灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計節(jié)制閘和分水閘設計8、 紙坊灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計涵洞設計9、 紙坊灌區(qū)灌低壓管道灌溉工程總體規(guī)劃設計10、 紙坊灌區(qū)灌噴灌工程總體規(guī)劃設計11、 紙坊灌區(qū)機井工程總體規(guī)劃設計12、 紙坊灌區(qū)灌排工程概預算五、主要技術指標或主要設計參數紙坊灌區(qū)原始資料將以電子文檔形式提供給學生。內容包括：項目區(qū)經濟自然概況、多年平均蒸發(fā)量資料、典型年逐日降雨量統(tǒng)計

7、數據、土地整理前作物種類及種植面積，以及項目區(qū)典型作物生育期劃分等。紙坊灌區(qū)位于河南省禹州市西南部崗區(qū)，屬溫帶季風氣候，氣候溫和，多年平均氣溫14.4。灌區(qū)涉及禹州市的方山、順店、文殊、方崗、火龍五個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的38個行政村，灌區(qū)總人口7.1萬人，其中農業(yè)人口4.97萬人。灌區(qū)土地面積7.6萬畝，耕地面積6.95萬畝，設計灌溉面積為5.4萬畝，有效灌溉面積為4.5萬畝。灌區(qū)地下水資源相對貧乏，屬純渠灌區(qū)，灌區(qū)西北高、東南底，區(qū)內土地肥沃、日照充足、水源可靠，排水條件良好，是禹州市主要的高效農業(yè)開發(fā)區(qū)之一。灌區(qū)主要農作物以小麥為主，小麥種植面積約占耕地面積的70，早秋作物有旱谷、早紅薯，約占耕地面積的

8、20，晚秋作物有晚玉米、晚紅薯、棉花等，約占耕地面積的80，復種指數為1.7。六、設計成果全部設計任務要求在12周內完成，最后要求學生提交下列成果：1、開題報告和畢業(yè)設計任務書（A4打印稿和電子文檔）；2、畢業(yè)設計說明書，計算過程以附表形式給出（A4打印稿和電子文檔）；3、相關CAD電子文件和圖紙（總體布置圖、縱剖面圖、單體工程圖）。七、其它可能用到的參考文獻1郭元裕. 農田水利學（第三版）. 北京: 中國水利水電出版社, 20052李遠華, 羅金耀. 節(jié)水灌溉理論與技術（第二版）. 武漢：武漢大學出版社, 20033陳玉民, 郭國雙, 王廣興, 等. 中國主要作物需水量與灌溉. 北京：水利水

9、電出版社, 19954林益才. 水工建筑物. 北京：中國水利水電出版社, 20025吳持恭. 水力學. 北京: 高等教育出版社, 20036河海大學, 大連理工大學, 西安理工大學, 清華大學, 合編. 水工鋼筋混凝土結構學（第三版）. 北京：中國水利水電出版社, 20067欒鴻儒. 水泵及水泵站（第二版）. 北京：中國水利水電出版社, 2003年 8李龍昌, 王彥軍, 李永順, 等. 管道輸水工程技術. 北京: 中國水利水電出版, 19989孫家駟，劉新生. 公路小橋涵勘測設計 (第三版)，人民交通出版社，200410宋森正, 張啟海, 王彥明, 等. 渡槽設計與電算程序. 濟南: 山東科學

10、技術出版社, 1997可能用到的行業(yè)技術標準：1.農田排水工程技術規(guī)范（SL/T4-1999）；2.灌溉與排水工程設計規(guī)范（GB/50288-99）；3.節(jié)水灌溉技術規(guī)范（SL207-98）；4.渠道防滲工程技術規(guī)范（SL18-2004）；5.低壓管道輸水灌溉工程技術規(guī)范井灌區(qū)部分（SLT153-95）6.土地開發(fā)整理項目規(guī)劃設計規(guī)范（TD/T1012-2000）；7.公路橋涵設計通用規(guī)范（JTGD60-2004）；8.農用機井技術規(guī)范（SD188-86）；9.道路工程制圖標準（GB50162-92）；11.泵站設計規(guī)范（GB/T50265-1997）；12.水利水電工程制圖標準（SL7319

11、95）；13.農田灌溉水質標準（GB50841992）。八、畢業(yè)設計進度安排序號內 容用時（周）實際周次1熟悉基本資料，提交開題報告0.512灌區(qū)工程布局（繪制地形圖）1.023灌溉制度的擬定1.034灌溉工程設計1.56-75排水工程設計1.07-86單體工程設計2.08-107繪制單體工程圖和主要渠道、排水溝的縱、橫斷面圖2.010-128分類工程量匯總和土建工程概算112-139整理設計說明書及外文翻譯11310畢業(yè)答辯11411合 計12.0注：第4-5周校外實習時間；畢業(yè)設計上機時間安排答辯前4周，每周10小時，合計40機時左右。華北水利水電學院本科生畢業(yè)設計開題報告2011年 03

12、月 01 日學生姓名王 珮學號200701410專業(yè)農業(yè)水利工程設計題目紙坊灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計節(jié)制閘和分水閘設計課題來源生產項目主要內容課題簡介：紙坊灌區(qū)位于河南省禹州市西南部崗區(qū)，屬溫帶季風氣候，氣候溫和，多年平均氣溫14.4。灌區(qū)設計禹州市的房山、順店、文殊、方崗、火龍五個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的38個行政村，灌區(qū)總人口7.1萬人，其中農業(yè)人口4.95萬人。灌區(qū)土地面積7.6萬畝，耕地面積6.95萬畝，設計灌總面積為4.5萬畝。灌區(qū)地下水資源相對貧乏，屬純灌溉區(qū)，灌區(qū)西南高、東南低，區(qū)內土地肥沃、日照充足、水源可靠，排水條件好，市禹州市主要的農業(yè)開發(fā)區(qū)之一。灌區(qū)主要農作物以小麥為主，小麥種植面積約占耕地面

13、積的70%，早秋作物有旱谷、早紅薯，約占耕地面積的20%，晚秋作物有玉米、晚紅薯、棉花等，約占耕地面積的80%，復種指數為1.7。主要設計內容：1灌區(qū)基本概況1.1 灌區(qū)簡況 1.1.1 灌區(qū)水利工程概況 1.1.2 農業(yè)生產概況1.2 灌區(qū)自然條件 1.2.1 氣候1.2.2 地形、地貌、土壤1.2.3 工程水文地質 1.2.4 水資源、降水及自然災害1.3 灌區(qū)的基礎設施2. 灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計依據2.1 灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計原則2.2 灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計標準2.3 灌區(qū)工程布局3. 灌區(qū)灌溉制度設計3.1 作物布局設計3.2 灌溉保證率的選擇3.3 作物需水量的計算3.4 作物灌溉制

14、度的制定3.5 灌區(qū)灌溉用水過程3.6 灌區(qū)水資源平衡分析4. 灌區(qū)灌溉工程規(guī)劃設計4.1 灌水率的設計4.2 渠系布置方案4.3 灌溉渠道設計流量確定4.4 灌溉渠道縱、橫斷面設計5. 灌區(qū)排水工程規(guī)劃設計5.1 排水工程規(guī)劃設計標準的確定5.2 排水溝布置方案5.3 排水溝縱、橫斷面設計6. 水閘的規(guī)劃設計6.1 水閘的總體布置 6.1.1 水閘的閘址選擇 6.1.2 水閘的組成及一般布置 6.2 水閘的水力設計 6.2.1 水閘的閘孔設計 6.2.2 水閘的消能防沖設計6.3 水閘的防滲排水設計 6.3.1 地下輪廓設計 6.3.2 滲流計算6.4 閘室的布置和穩(wěn)定分析 6.4.1 閘室

15、結構布置 6.4.2 荷載及其組合 6.4.3 閘室穩(wěn)定計算7. 土建工程設計概算編制分類工程統(tǒng)計表，結合所給資料編制一項主體土建工程的設計概算。8. 專業(yè)外文文獻翻譯 作為畢業(yè)設計說明書的附錄部分。采取的主要技術路線或方法第一步：研讀灌區(qū)基本資料、自然條件和基礎設施現狀，參考以前開設的灌溉排水工程學和相關設計規(guī)范進行灌區(qū)規(guī)劃，包括灌溉和排水工程布局；第二步: 在灌區(qū)規(guī)劃的基礎上，合理選擇灌溉保證率，采用水量平衡法制定作物灌溉制度，得出灌區(qū)灌溉需水量，在此基礎之上對灌區(qū)水資源平衡分析； 第三步：經過前兩步的準備工作，進行灌水率的設計，平面布置完成后由縱斷面圖確定選擇是否合適，經過反復調整驗證大

16、致確定渠系平面布置和渠系縱橫斷面設計，按照初擬的渠系推求灌溉渠道的流量；第四步: 計算排漬、澇流量，平均法確定排澇流量，進一步計算排水臨界期的排漬、排澇水位，和臨界期外河水位進行比較，在上面工作的基礎上合理設計排水溝縱橫斷面，完成排水工程設計；第五步：紙坊灌區(qū)的整體規(guī)劃設計工作已有很大進展，針對自己所選課題，參考有關資料進行水閘的規(guī)劃設計；第六步：校核之前的工作是否滿足要求是否具有可行性。最后一步對所做灌區(qū)工程量概算，在經濟和時間滿足要求的時候，綜合分析項目考慮各種要素進行項目可行性分析。整理參考文獻、翻譯專業(yè)外籍文章，完善規(guī)劃設計。預期的成果及形式1. 開題報告和畢業(yè)設計任務書（A4打印稿和

17、電子文檔）；2. 畢業(yè)設計說明書，計算過程以附表形式給出（A4打印稿和電子文檔）；3. 相關CAD電子文件和圖紙（總體布置圖、縱剖面圖、單體工程圖）時間安排第1周 熟悉基本資料，提交開題報告；第2周 灌區(qū)工程布局；第3周 灌溉制度的擬定；第6-7周 灌溉工程設計；第7-8周 排水工程設計；第8-10周 節(jié)制閘和分水閘的設計；第10-12周 繪制水閘工程圖和主要渠道、排水溝的縱、橫斷面圖；第12-13周 分類工程量匯總和土建工程概算；第13周 整理設計說明書及外文翻譯；第14周 畢業(yè)答辯。指導教師意見簽 名：年 月 日備注第4、5周為校外實習時間目 錄摘要IAbstractII1 灌區(qū)基本概況1

18、1.1 灌區(qū)簡況11.1.1 灌區(qū)水利工程概況11.1.2 農業(yè)生產概況11.2 灌區(qū)自然條件21.2.1 氣候21.2.2 地形、地貌、土壤21.2.3 工程水文地質31.2.4 水資源、降水及自然災害31.3 灌區(qū)的基礎設施62 灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計72.1 灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計原則72.2 灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計標準72.3 灌區(qū)工程布局82.3.1 灌溉工程布局82.3.2 排澇工程布局93 灌區(qū)灌溉制度設計103.1 作物布局設計103.2 灌溉保證率的選擇103.3 作物需水量的計算113.4 作物灌溉制度的制定123.4.1 灌溉制度制定的方法123.4.2 灌溉制度的制定133.

19、5 灌區(qū)灌溉用水過程183.5.1 設計典型年的選擇193.5.2典型年灌溉用水量193.6 灌區(qū)水資源平衡分析214 灌區(qū)灌溉工程規(guī)劃設計224.1 灌水率的設計224.2 渠系布置方案264.2.1 灌溉渠道的規(guī)劃原則264.2.2 渠道工作制度的確定264.3 灌溉渠道設計流量確定274.3.1 渠道設計流量274.3.2 渠道加大流量324.3.3 渠道最小流量334.4 灌溉渠道縱、橫斷面設計334.4.1 灌溉渠道橫斷面設計334.4.2 灌溉渠道縱斷面設計385 灌區(qū)排水工程規(guī)劃設計415.1排水工程規(guī)劃設計標準的確定415.2 排水溝布置方案415.3 排水溝縱、橫斷面設計43

20、5.3.1 排澇模數的確定435.3.2排水溝橫斷面設計435.3.3 排水溝縱斷面設計446 水閘的規(guī)劃設計456.1 水閘的總體布置456.1.1 水閘的閘址選擇456.1.2 水閘的組成及一般布置456.2 水閘的水力設計476.2.1水閘的閘孔設計476.2.2 水閘的消能防沖設施496.3 水閘的防滲排水設計536.3.1 地下輪廓設計536.3.2 滲流計算546.4 閘室的布置和穩(wěn)定分析606.4.1 閘室結構布置606.4.2 荷載及其組合616.4.3 閘室穩(wěn)定計算637 土建工程設計估算66參考文獻69附錄1 外文文獻70附錄2 中文翻譯73附表76摘要紙坊灌區(qū)位于河南省禹

21、州市西南部崗區(qū)，屬溫帶季風氣候，氣候溫和。灌區(qū)涉及禹州市38個行政村。灌區(qū)土地面積63平方千米，耕地面積6.2萬畝，設計灌溉面積5.4萬畝，有效灌溉面積4.5萬畝。灌區(qū)地下水資源相對貧乏，屬純渠灌區(qū)。為充分利用水資源，促進農業(yè)經濟發(fā)展，灌區(qū)從紙坊水庫引水。灌區(qū)農作物以小麥為主，還有玉米、棉花、谷子。復種指數為1.7。本設計的設計路線為：首先根據農作物需水量，由水量平衡方程確定農作物灌溉制度，并進行水量平衡分析。然后規(guī)劃布置灌區(qū)灌排系統(tǒng)，設計各級渠道和排水溝的橫、縱斷面，對渠系建筑物進行規(guī)劃設計。本設計重點進行節(jié)制閘設計。最后根據工程建設進行土方工程概算。項目建成后，可恢復灌溉面積5.17萬畝，

22、同時可改善項目區(qū)生態(tài)環(huán)境，補給地下水資源，解決區(qū)內部分村民飲水困難問題。為禹州市建立典型高效農業(yè)示范基地打下了基礎。關鍵詞:作物需水量、灌溉制度、設計流量、渠道工程、排水溝Abstract Zhifang Irrigation District is located in the southwestern Po Kong of henan YuZhou City.The Irrigation District involves 38 administrative villages. The Land area of the irrigation district is 7.6 million

23、mu. The arable land is 6.95 million mu. The irrigated area designed is 5.4 million mu. The effective irrigation is 4.5 million mu . It is a pure Irrigation Area with poor groundwater resources. To make full use of water resources, and to promote economic development in agriculture, the Irrigation di

24、strict gets waterfrom the reservoir Zhifanggou.The crops are mainly wheat,while corn,cotton,millet and sweet potato,and the regrown index is 1.7. The route of this design is as follow.According to water demand of the crops and water balance equation to make crop irrigation system .and develop the wa

25、ter balance analysis.Design Irrigation channels in accordance with the topography and drainage layout.Then design the drainage channels and all the transverse, vertical section,and design irrigation and drainage system buildings.The emphases of this project is waterlocks .The last is the light of al

26、l the construction budget for civil works design. After the completion of the project, 5.17 million mu of irrigated area will be resumed .At the same time ,the project will improve the ecological environment and replenish the groundwater resources ,and address the dringking problem of some villagers

27、 . It laid the groundwork for Yu City to be a typical high-efficiency agriculture demonstration base.Keywords: Crop water requirement;Irrigation ; Irrigation ;Channel works;Design flow; Darrel-drain1 灌區(qū)基本概況 1.1 灌區(qū)簡況紙坊灌區(qū)位于河南省禹州市西南部崗區(qū)，灌區(qū)涉及禹州市的方山、順店、文殊方崗、火龍五個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的38個行政村，灌區(qū)總人口7.1萬人，其中農業(yè)人口4.97萬人。灌區(qū)土地面積7.6萬

28、畝，耕地面積6.2萬畝，設計灌溉面積為5.4萬畝，有效灌溉面積為4.5萬畝。灌區(qū)地下水資源相對貧乏，屬純渠灌區(qū)，灌區(qū)西北高、東南底，區(qū)內土地肥沃、日照充足、水源可靠，排水條件良好，是禹州市主要的高效農業(yè)開發(fā)區(qū)之一。1.1.1 灌區(qū)水利工程概況 紙坊水庫是紙坊灌區(qū)主要的水源，水庫是以防洪、灌溉為，結合水廠、旅游等綜合利用的中型水利樞紐工程。大壩為均質土壩，干砌塊石護坡，壩長300m，最大壩高41.5m，壩頂高程21.5m，壩頂寬5m，防浪墻高程262.5m，輸水洞在壩右岸，進水底部高程230m，洞身為圓形，直徑2m，洞長126m，為鋼筋混凝土閘門。溢洪道進口底部高程246m，縱坡1/200，全長

29、234m，邊坡1：1.5。在254m高程為復試斷面，右岸有15m寬平臺。水庫灌區(qū)渠首引水能力為8m³/s,目前水庫工程運行良好，為灌區(qū)灌溉提供了可靠的水源。1.1.2 農業(yè)生產概況灌區(qū)主要農作物以小麥為主，小麥種植面積約占耕地面積的70，早秋作物有旱谷、早紅薯，約占耕地面積的20，晚秋作物有晚玉米、晚紅薯、棉花等，約占耕地面積的80，復種指數為1.7。灌區(qū)各種作物播種面積見表1-1。表1-1 紙坊灌區(qū)基本農田整理項目區(qū)作物種植類型及播種面積（單位：萬畝）作物小麥棉花玉米谷子面積4.342.482.481.24紙坊灌區(qū)各農作物的生育期見表1-2：表1-2 紙坊灌區(qū)典型作物的生育期棉花小

30、麥生育階段時段生育階段時段苗期4.11 6.12越冬播種10.1012.25蕾期6137.3播種返青12.261.29花鈴期7.48.28返青拔節(jié)1.303.10絮期8.2910.10拔節(jié)抽穗3114.11抽穗成熟4.125.25玉米谷子生育階段時段生育階段時段播種出苗6.16.4播種拔節(jié)5.216.30出苗拔節(jié)6.57.2拔節(jié)抽穗7.17.31拔節(jié)抽雄7.37.22抽穗灌漿8.18.20抽雄灌漿7.238.10灌漿收獲8.219.30灌漿成熟8.119.151.2 灌區(qū)自然條件1.2.1 氣候 紙坊灌區(qū)位于河南省禹州市西南部崗區(qū)，屬溫帶季風氣候，氣候溫和，多年平均氣溫14.4，歷年最高氣溫4

31、2.9，最低氣溫-13.9。全年無無霜期218天，年日照時數2415小時，日照率55%，氣溫、光照對作物生長極為有利。1.2.2 地形、地貌、土壤紙坊灌區(qū)位于我市東南部崗區(qū)，干渠沿西北-東南向布置，地勢西北高、東南低，灌區(qū)地勢起伏不平、地面坡度較大，地面坡度為1/200-1/100。地表主要被第四季黃土覆蓋，土壤以紅黃土、立黃土為主，崗地與平原交接地帶為黃壚土、潮壚土，土壤保水、保費性能較好，肥力中等。查規(guī)范可得到表1-3，砂壤土的各項參數范圍；表1-3 項目區(qū)土壤普查簡表土壤名稱深度（m）顏色孔隙度(體積%)田間持水率（占孔隙率%）砂壤土0 10黃色404540651.2.3 工程水文地質

32、根據禹州市1980年農業(yè)區(qū)劃資料，紙坊灌區(qū)為山前傾斜崗地，地下水含水層為沙礫石零星分布，地下水埋深多大于10m，飽氣帶巖性上部多為Q3黃土狀亞砂土，厚3-10m；中部為Q2亞粘土鈣質結核，厚2-10m；下部為Q1地層，區(qū)內地下水資源貧乏，地下水開采模數為1.6萬m³/km²·年，大部分區(qū)域無成條件。1.2.4 水資源、降水及自然災害 灌區(qū)水資源取自紙坊水庫，該水庫位于禹州市西25穎河支流泉河上，是1958年4月投資興建，1959年竣工，上游控制面積138.3²，是以防洪灌溉為主、結合養(yǎng)殖等綜合利用的中型水利樞紐。水庫總庫容6500萬m³,其中防

33、洪庫容4920萬m³，興利庫容1580萬m³。經25年水庫來水量資料系列頻率計算，多年平均來水量1000萬m³，灌溉設計保證率為75%，水量充足。灌區(qū)主要水資源為地表水，地下水資源貧乏，大部分區(qū)域無成井條件，灌區(qū)農田基本全部靠地表水灌溉。灌區(qū)多年平均降水量650，降雨有以下特點：一是年際變化大，二是年內季節(jié)分布不均，降雨多集中在汛期6-9月份，汛期降雨量約占全年降雨量的70%左右。因此，灌區(qū)內旱澇災害頻繁，特別是旱災十年有九，旱災最多的是春旱，其次是初夏旱、伏旱，旱災是灌區(qū)農作物餓主要災害。以1979年為典型年。降雨量分配見表1-4，逐日降雨量見表1-5。表1-4

34、 1979年禹縣月降水量分配表月份123456789101112全年降水量（mm）26.822.238.769.439.375.4115.782.4118.77.44.814.7615.5比例（%）4.43.66.311.36.412.318.813.419.31.20.82.4100 表1-5 禹縣1979年逐日降雨量統(tǒng)計表 （單位：mm）月日一二三四五六七八九十十一十二11.893.407.39234.5314.841.954.855.161.95626.24.73712.58.6586.185910.42.88102.0711023.12.625.5030.0126.90131411.4

35、014.01512.016.56.216174.31187.3510.71.603.5198.45203.0559.82112.23.4511.7226.97.982317.513.8243.132522.803.19261.663.30274.9302.472816.509.682919.139.511.5305.36318.28.87 1.3 灌區(qū)的基礎設施灌區(qū)內交通便利，北鄰許（昌）-洛（陽）公路，縣鄉(xiāng)公路、鄉(xiāng)村公路四通八達，為灌區(qū)節(jié)水灌溉工程建設提供了方便的交通條件。 灌區(qū)附近的天然建筑材料的儲量豐富，質量能滿足灌區(qū)工程建設需要。石子采用禹州市無梁、淺井石料廠的料石和石子，中細砂采用禹

36、州市褚河砂廠的砂，粗砂選用襄縣汝河沙場的優(yōu)質水撈砂，水泥采用我市水泥廠生產的天瑞牌水泥，均河南省免檢產品。2 灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計2.1 灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計原則 （1）參照綜合農業(yè)規(guī)劃成果，根據地區(qū)農業(yè)生產的特點、布局和發(fā)展要求以及灌區(qū)水源的可供水量進行灌溉工程的總體規(guī)劃，并力求單位水量達到最大的增產效益。 （2）灌區(qū)總體布置應在可能條件下，兼顧防洪、除澇、排漬、水電、航運和工業(yè)、城市供水等各方面的要求。在易澇、易堿地區(qū)應同時規(guī)劃健全的排水系統(tǒng)，切實做到旱、澇、堿綜合治理。 （3）應在區(qū)域水土資源平衡和效益分析的基礎上，按照工程投資少，灌溉綜合效益 大的原則，選定適宜的灌溉工程方案。 （4）

37、灌區(qū)總體規(guī)劃涉及各方面的問題很多，各種因素都要考慮到。因此，只要認真貫徹全面安排、分期實施、統(tǒng)籌兼顧、綜合開發(fā)、因地制宜、保證實效等原則，才能保證總體規(guī)劃質量，以充分發(fā)揮灌區(qū)工程的綜合效益。 （5）灌區(qū)水資源的開發(fā)利用應在符合全流域水利規(guī)劃和保護生態(tài)環(huán)境的基礎上，根據當地具體條件分別采取地表水、地下水并用；大、中、小并重，蓄、引、排相結合；渠、溝、井、塘、庫聯(lián)合運用以及其他合理的方式，充分利用當地水資源（包括回歸水），提高水利用率。2.2 灌區(qū)灌排工程規(guī)劃設計標準1. 農田排水工程技術規(guī)范（SL/T4-1999）；2. 灌溉與排水工程設計規(guī)范（GB/50288-99）；3. 節(jié)水灌溉技術規(guī)范（

38、GB/T50363-2006）；4. 渠道防滲工程技術規(guī)范（SL18-2004）；5. 土地開發(fā)整理項目規(guī)劃設計規(guī)范（TD/T1012-2000）；6. 灌溉排水渠系設計規(guī)范（SDJ 217-84）7. 灌溉與排水渠系建筑物設計規(guī)范（2007征求意見稿）8. 水閘設計規(guī)范SL265-20019. 水利水電工程制圖標準（SL73-1995）；2.3 灌區(qū)工程布局灌區(qū)總體規(guī)劃布置根據旱、澇、洪、漬綜合治理及經濟合理的原則，與當地總體規(guī)劃相結合，對灌區(qū)水源工程、灌排渠系、灌排建筑物等進行合理布置，繪制灌區(qū)總體布置圖。2.3.1 灌溉工程布局灌溉工程布局就是對灌溉渠系進行規(guī)劃，灌溉渠道系統(tǒng)是從水源取水

39、，通過渠道及其附屬建筑物輸、配水，經由田間工程進行農田灌水的工程系統(tǒng)。將項目區(qū)可分為十個灌溉區(qū)域，分別由十條支渠控制灌溉。耕地率為0.626，各項統(tǒng)計見下表：2-1 各支渠長度和控制面積表渠道名稱控制面積灌溉面積長度hm2hm2m一干一支538.76337.262094.234一干二支520325.522642.984一干三支748.37468.48900一干四支527.64330.32263.354一干五支165.55103.631280一干六支553.32346.382699,65一干七支637.8399.262738.854一干八支672.72421.122789.618總計4364.1

40、62731.95二干一支435.52272.642520二干二支474.2296.852220總計909.72569.492.3.2 排澇工程布局排水系統(tǒng)有著重要的作用，收集從田間排出的水，將水輸送到容泄區(qū)，以及將農業(yè)區(qū)的棄水排出，以達到排出地面水和降低地下水位的目的，即起到除澇、排漬、治堿的目的。在規(guī)劃排水系統(tǒng)時，必須從實際出發(fā)，分析和搜集有關資料，摸清澇、漬的情況及原因，以此確定規(guī)劃標準和措施。在布置排水系統(tǒng)時有以下原則：（1）充分利用水土資源，盡量擴大自然排水面積，減少占地面積，節(jié)省投資。（2）系統(tǒng)分級合理，長短適當，排水與行政區(qū)劃相結合，以便于機耕和統(tǒng)一管理。（3）建筑物盡量集中，做到

41、一物多用。（4）盡量利用現有水利設施，尤其要注意不打亂自然排水流勢，保證排水流暢。（5）系統(tǒng)線路在滿足排水要求的前提下，盡量做到“一直、二短、三安全”。線路盡量避免深挖高填、風化巖層、節(jié)理發(fā)育的破碎帶和強透水帶。（6）灌排配套，有灌有排，保證及時灌溉與排水。排水方式一般有水平排水、垂直排水兩種，而水平排水又分為明溝排水和地下暗管排水，本設計采用的是水平排水方式中的明溝排水。所謂明溝排水就是建立一套完整的地面排水系統(tǒng)，把地面、地下和土壤中多余的水排走，控制適宜的地下水位和土壤水分。本設計排水溝布置在地勢較低處，布置形式有灌排相鄰和灌排相間兩種方式。地面向一側傾斜的地區(qū)采取灌排相鄰的方式，當地形平

42、坦或微有起伏，則采取灌溉相間的方式。為了節(jié)省投資，不便占用過多土地，減少人力和物力，在某些灌溉區(qū)域，應充分利用原有的排水溝，以及灌區(qū)內本有的河流與塘，將多余的水排出。3 灌區(qū)灌溉制度設計農作物的灌溉制度是指作物播種前（或水稻插秧前）及全生育期內的灌水次數，每次灌水的灌水日期、灌水定額以及灌溉定額。它是灌區(qū)規(guī)劃及管理的重要依據。作物灌溉制度隨作物種類、品種、自然條件及農業(yè)技術措施的不同而變化。因此，在確定作物灌溉制度時，必須結合地區(qū)與農時的具體情況進行具體分析。本設計按水量平衡原理并結合群眾豐產灌水經驗分析制定作物灌溉制度，主要制定典型作物小麥、棉花、玉米、谷子的灌溉制度。3.1 作物布局設計灌

43、區(qū)主要農作物以小麥為主，小麥種植面積約占耕地面積的70，早秋作物有旱谷，約占耕地面積的20，晚秋作物有晚玉米、棉花等，約占耕地面積的80，復種指數為1.7。各種作物的播種面積見表1-1。3.2 灌溉保證率的選擇 灌溉設計保證率是作物灌溉制度確定的前提，它指灌區(qū)灌溉用水量在多年期間能夠得到充分滿足的機率。因為各地的降雨資料很多，需要選擇一個達到某一灌溉保證率的年份（即典型年），利用其降雨資料制定灌溉制度。而且，它的選定，直接影響著工程建筑物的規(guī)模（如壩高、庫容、渠系建筑物的尺寸、抽水站裝機容量）或灌溉面積的大小。灌溉設計保證率可用下式計算： （3-1）式中：灌溉設計保證率，%； 水源供給灌溉用水

44、的數量大于或等于灌溉用水量的年份，年； 計算系列的總年份，年。本設計取灌溉設計保證率是75%，表示平均在100年中可能有75年滿足設計灌水要求，即有75年水源供給灌溉用水的數量大于或等于灌溉用水量。 根據19711980年系列降水量資料，按式（3-1）計算，保證率為75%的年份為1979年。因此，確定1979年為典型年。灌溉工程規(guī)劃設計就是在這個保證率前提下，依據典型年所擁有的基本資料逐步展開。表3-1 灌溉設計保證率標準參考值灌水方法地區(qū)作物種類灌溉設計保證率（%）地面灌溉干旱地區(qū)或水資源緊缺地區(qū)以旱作為主5075以水稻為主7080半干旱、半濕潤地區(qū)或水資源不穩(wěn)定地區(qū)以旱作為主7080以水稻

45、為主7580濕潤地區(qū)或水資源豐富地區(qū)以旱作為主7580以水稻為主8095噴灌、微灌各類地區(qū)各類作物85953.3 作物需水量的計算作物需水量的計算是作物灌溉制度制定的前提，只有知道作物個生育期的耗水量（需水量），再結合降雨資料，才能制定出詳細合理的灌溉制度。作物需水量的確定是灌排工程的規(guī)劃、設計和管理的基本依據，它是指生長在大面積上的無病蟲害作物，在最佳水、肥等土壤條件和生長環(huán)境中，取得高產潛力所需滿足的植株蒸騰和棵間蒸發(fā)之和，又稱作物蒸發(fā)蒸騰量或騰發(fā)量。作物需水量的大小與氣象條件（溫度、日照、濕度、風速）、土壤含水狀況、作物種類及其生長發(fā)育階段、農業(yè)技術措施、灌溉排水措施等有關，而且各因素對

46、需水量的影響相互聯(lián)系，錯綜復雜。因項目區(qū)資料有限，本設計參照陳玉民等所編的中國主要農作物需水量與灌溉選取與灌區(qū)自然條件較接近地區(qū)的作物需水量，作為本區(qū)作物需水量。各作物各生育期的需水量見表3-2,3-3,3-4,3-5。 表3-2 冬小麥各生育期的需水量 （mm）生育期播種越冬越冬返青返青拔節(jié)拔節(jié)抽穗抽穗成熟全期需水量79.134.1076.3135.1201.9526.50 表3-3 棉花各生育期需水量 （mm）生育期苗期蕾期花鈴期絮期全期階段需水量90.6784.28312.8588.46576.26模系數14.713.650.614.3100.0日需水量1.444.015.592.06表

47、 3-4 玉米各生育期需水量 (mm)生育期播種出苗出苗拔節(jié)拔節(jié)抽雄抽雄灌漿灌漿成熟全生育期需水量10.9280.07131.7673.7296.57393.04日需水量2.732.866.593.882.68表3-5 谷子各生育期需水量 (mm)生育期播種拔節(jié)拔節(jié)抽穗抽穗灌漿灌漿收獲全期需水量108.2171.999.6137.8517.5模系數20.933.219.326.6100.0日需水量2.645.554.982.943.4 作物灌溉制度的制定3.4.1 灌溉制度制定的方法作物的灌溉制度隨作物種類、品種、自然條件及農業(yè)技術措施的不同而變化。因此，在制定作物灌溉制度時，必須結合地區(qū)與農

48、時的具體情況進行具體分析。在灌區(qū)規(guī)劃、設計或管理中，常采用以下三種方法來制定灌溉制度。（1）根據群眾豐產灌水經驗，確定作物灌溉制度。在長期生產實踐中，根據作物生長的特點，廣大勞動人民已積累了適時適量的進行灌水和奪取作物高產的經驗。（2）根據灌溉試驗資料制定灌溉制度。我國各地的灌溉試驗站以從事多年灌溉試驗工作，積累了一大批相關的觀測試驗資料，為我們制定灌溉制度提供了重要的依據。（3）按水量平衡原理分析制定作物的灌溉制度。在用此原理分析制定灌溉制度時，一定要參考群眾豐產灌水經驗和田間試驗資料，這樣制定的灌水制度才是比較完善的。本設計按水量平衡原理并結合群眾豐產灌水經驗分析制定作物灌溉制度。3.4.

49、2 灌溉制度的制定本設計采用旱作物水量平衡方程來制定作物的灌溉制度，尋找并計算水量平衡方程式中的相關參數，進而推求灌水量。旱作物依靠其主要根系從土壤中吸取水分，滿足其正常生長發(fā)育需要。因此水量平衡主要分析其主要根系吸水層的儲水量變化范圍是否適合作物生長要求，所以旱作物灌溉要以主要根系吸水層作為灌溉時計劃濕潤的深度，并使計劃濕潤層的土壤水分變化保持在土壤允許最大與允許最小儲水量范圍之間，使土壤的水、氣、熱狀態(tài)適合作物生長。所以，時段計劃濕潤層內的儲水量、有效降雨量、計劃濕潤層增加而增加的水量以及計劃濕潤層內允許的上限、下限貯水量是本設計重點討論的4個部分。3.4.2.1 小麥播前灌水定額的確定播前灌水的目的在于保證作物種子發(fā)芽和出苗所必須的土壤含水量或儲水于土壤中以供作物生育后期之用。播前灌水定額可按下式計算： （3-2）式中：播前灌水定額，畝；土壤計劃層深度，本設計??； 允許最大的含水率，以占孔隙率的%計， =50%； 土層內的平均含水率，占孔隙率%，本設計； 土壤孔隙率，占土體%，=40%。 經計算，=