灌排作業(yè)供學(xué)生用59

1、第二章 作物需水量和灌溉用水量1、【題2-1】用“以水面蒸發(fā)為參數(shù)的需水量系數(shù)法”求水稻耗水量。（1班1組）資料：（1）根據(jù)某地氣象站觀測資料，設(shè)計(jì)年4月至8月80cm口徑蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的觀測資料見表2-1-1。（2）水稻各生育階段的需水系數(shù)值及日滲漏量，見表2-1-2。求該地區(qū)水稻各生育階段及全生育期的耗水量。表2-1-1 蒸發(fā)量（E0）月份45678E0(mm)182.6145.7178.5198.8201.5表2-1-2 水稻各生育階段的需水系數(shù)值及日滲漏量生育期返青分蘗拔節(jié)孕穗抽穗開花乳熟黃熟全生育期起止日期（月，日）4.265.35.45.285.296.156.166.307.17.

2、107.117.194.267.19天數(shù)t (d)825181510985階段作物系數(shù)0.7841.061.3411.1781.061.133日滲漏量 (mm/d)1.51.21.01.00.80.8答案：生育期返青分蘗拔節(jié)孕穗抽穗開花乳熟黃熟全生育期階段耗水量ET(mm)46.93154.55156.59120.1475.9572.56626.722、【題2-2】 南方濕潤地區(qū)早稻灌溉制度設(shè)計(jì)。（2班1組）1設(shè)計(jì)所需基本資料見表2-4-1表2-4-1 早稻逐日耗水量計(jì)算表生育期返青分蘗前分蘗末拔節(jié)孕穗抽穗開花乳熟黃熟全生育期起止日期（月，日）4.255.45.55.145.156.16.26

3、.166.176.266.277.67.77.144.257.14天數(shù)t (d)101018151010881階段需水量ET (mm)31.335.871.6107.498.562.740.3447.6田間允許水層深(mm)103050104080104080205080205080104050濕潤滲漏強(qiáng)度(mm/d)1.81.51.51.31.31.11.4表2-4-2 降雨量表(mm)日期4.305.45.55.75.85.125.135.165.175.185.195.205.215.26降雨量4.04.50.510.90.50.57.13.146.454.09.91.08.30.7日期

4、6.96.106.156.166.186.196.236.256.286.296.307.47.57.6降雨量6.20.10.36.60.737.90.30.80.612.96.50.14.20.9表2-4-3 蒸發(fā)量（E0）月份45678E0(mm)192.2154.5189.5175219.0表2-4-4 早稻逐日耗水量計(jì)算表生育期返青分蘗前分蘗末拔節(jié)孕穗抽穗開花乳熟黃熟全生育期起止日期（月，日）4.255.45.55.145.156.16.26.166.176.266.277.67.77.144.257.14天數(shù)t (d)101018151010881階段需水量ET (mm)31.335

5、.871.6107.498.562.740.3447.6田間允許水層深(mm)103050104080104080205080205080104050濕潤滲漏強(qiáng)度(mm/d)1.81.51.51.31.31.11.4階段滲漏量F(mm)1815階段耗水量ET(mm)49.350.8平均日耗水量ET(mm)4.935.08表2-4-5 某灌區(qū)中旱年早稻生育期灌溉制度計(jì)算表 單位：mm日期生育期設(shè)計(jì)淹灌水層逐日耗水量逐日降雨量淹灌水層變化灌水量排水量月日hminhmaxhp（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）4241025返青期30262728293051230345分蘗前678910

6、1112131415分蘗末16171819202122232425262728293031612拔節(jié)孕穗34567891011121314151617抽穗開花18192021222324252627乳熟28293071234567黃熟落干8910111213143、【題2-3】 冬小麥播前灌水定額計(jì)算（1班2組） 播前灌水的目的是使土壤在播種時(shí)的含水率適于發(fā)芽需要，并供給苗期蒸發(fā)蒸騰的需水；同時(shí)使最大計(jì)劃濕潤層內(nèi)儲存足夠的水分，以便在作物根系深扎后使用。 基本資料 (1)土壤最大計(jì)劃濕潤層H=0.8m。 (2)H深度內(nèi)土壤平均容重=1.3t/m3。 (3)土壤田間持水率max=35.0（占土體

7、的百分比）。 (4)播前土壤天然含水率min=26. 0（占土體的百分比）。 求： 計(jì)算播前灌水定額。4、【題2-4】 用水量平衡方程式估算冬小麥全生育期的灌溉定額（2班2組） 基本資料 某灌區(qū)冬小麥全生育期田間需水量ET=380m3/畝，設(shè)計(jì)降雨量P=150mm，降雨有效利用系數(shù)=0.8，全生育期地下水補(bǔ)給量WK=30m3/畝。生育初期土壤計(jì)劃濕潤層的深度取0.3m，生育后期取0.8m。土壤平均容重=1.3t/m3，田間持水率田=35（占土體的百分比）。在冬小麥播前進(jìn)行灌溉，灌后使土壤最大計(jì)劃濕潤層范圍內(nèi)的含水率皆達(dá)到田間持水率，收割時(shí)可使土壤含水率降至田間持水率的80%。用水量平衡法估算冬

8、小麥全生育期的灌溉定額M。 5、【習(xí)題2-5】 水庫灌區(qū)灌溉用水量計(jì)算（1班3組） 基本資料 某灌區(qū)需從水庫引水，灌溉面積40萬畝，種植小麥、棉花等作物，復(fù)種指數(shù)1. 40，各種作物種植面積如下：冬小麥18萬畝；棉花8萬畝；春玉米8萬畝；夏玉米16萬畝；其他雜糧6萬畝。 中早年各種作物凈灌水定額，見表2-9-1。全灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)水采用0. 6。表2-9-1 中旱年各種作物凈灌水定額統(tǒng)計(jì)表作物名稱灌水次數(shù)灌水時(shí)間凈灌水定額(m3/畝)作物名稱灌水次數(shù)灌水時(shí)間凈灌水定額(m3/畝)冬小麥播前9月下旬60春玉米冬灌12月上旬60111月下旬6015月中旬4023月上旬5026月上旬4034月上旬

9、4036月下旬4044月下旬4547月中旬4055月中旬45夏玉米16月中旬50棉花播前3月下旬6027月上旬4014月下旬4037月下旬4525月下旬4048月下旬4536月下旬40其他雜糧冬灌12月上旬6047月下旬4014月中旬5025月上旬4036月上旬4046月下旬40要求用間接推算法，計(jì)算全灌區(qū)需從水庫引取的逐句毛灌溉用水量及全年毛灌溉用水總量。6、【習(xí)題2-6】 引水灌區(qū)灌水率圖的制定（2班3組） 基本資料 (1)某灌區(qū)灌溉面積為10萬畝，主要種植小麥、棉花、玉米及谷子等旱作物。各種作物的生育期、種植面積的百分比及設(shè)計(jì)的灌溉制度，見表2-10-1。表2-10-1 某灌區(qū)各種作物的

10、生育期、種植面積的百分比及設(shè)計(jì)的灌溉制度 作物生育期種植面積百分比灌水次序灌水定額(m3/畝)修正前灌溉定額(m3/畝)灌水時(shí)間（日/月）灌水延續(xù)天數(shù)起止中間日（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）冬小麥23/9l6/55015011/922/917/91223525021/112/1227/11123454/313/39/31044519/428/424/4105457/516/512/510玉米6/64/9501458/617/613/61012024030/69/75/5103351/810/86/810棉花21/410/11251401/58/55/581102

11、3520/627/624/6833522/731/727/710谷子25/414/8251451/510/56/5108524020/629/625/610 (2)灌區(qū)為有壩取水的自流灌區(qū)。根據(jù)設(shè)計(jì)年河流來水分析，渠首能引取的流量，見表2-10-2。灌溉水利用系數(shù)為0.7。表2-10-2 設(shè)計(jì)年渠首能引取的流量月份123456789101112流量(m3/s)0.80.84.75.24.84.87.010.07.56.02.42.0 要求 編制灌區(qū)灌水率圖，按經(jīng)濟(jì)合理的要求并考慮水源來水流量是否夠用進(jìn)行修正。應(yīng)完成計(jì)算說明書一份，包括修正前、后的灌水率計(jì)算表及灌水率圖。 第三章 灌溉水源和取水

12、樞紐7、【習(xí)題3-1 灌溉取水樞紐型式與位置選擇（解題示例） 基本資料 某灌溉區(qū)范圍如圖5-1-1所示。灌區(qū)北面靠山，南面臨河，地形北高南低，靠近河流斷面10處的A點(diǎn)為灌溉區(qū)地面最高點(diǎn)。根據(jù)灌溉水位控制計(jì)算，在A點(diǎn)處的干渠水位為海拔144.0m即可自流控制全灌區(qū)。灌區(qū)水位取自河流。圖上所示河流各個(gè)斷面間的距離皆為1km。該河流在10號斷面以上蜿蜒于山區(qū)，河道水面比降為1:1000，兩岸皆為高山，渠道只能沿河岸邊布置，無其它線路可行。在10號斷面以下，進(jìn)入山麓平原，河道水面比降為1:2500。沿河地質(zhì)條件無大差異，各處皆可選作壩址。 設(shè)計(jì)年10號斷面處河流最小流量和灌區(qū)逐月用水量，見表5-1-1

13、。表5-1-1 河流來水流量和灌區(qū)用水量表月份123456789101112河流最小流量3.5131215152823181612124灌區(qū)用水流量003.54.54.54.5004.52.01.50在10號斷面處，當(dāng)河流流量為12m3/s時(shí)，水位高程為海拔141.0m。根據(jù)灌區(qū)土質(zhì)及水源含沙情況，干渠比降選在1:2000至1:10000范圍內(nèi)渠床皆不發(fā)生沖刷和淤積現(xiàn)象。 要求根據(jù)上述資料，在流量分析及水位分析的基礎(chǔ)上，選擇渠首位置及型式，計(jì)算A點(diǎn)以上干渠的長度。如選擇有壩取水方式，要求確定攔河壩的壅水高度；如選擇抽水取水方式，要求確定抽水揚(yáng)程。于渠渠首進(jìn)水閘的水頭損失可按0.2m計(jì)算，干渠沿

14、線可按無交叉建筑物考慮，不計(jì)集中的水位落差。此題為粗略計(jì)算，不要求考慮其他細(xì)節(jié)。8、【習(xí)題3-2】（1班4組）基本資料無壩取水渠首工程的水力計(jì)算 某灌區(qū)，采用無壩引水渠首工程自河流引言水灌溉農(nóng)田，設(shè)計(jì)引水流量Q引=32m3/s。渠首處渠道要求水位為53.82m，渠底高程為51.57m，河流臨界期最低水位54.5m，相應(yīng)流量130.0m3/s。 渠首處河底高程為51.0m，河流水位流量關(guān)系曲線如圖5-3-1所示。當(dāng)河流流量為l00m3/s左右時(shí)，河流流速為1.1m/s。 要求 確定取水閘閘前水位。 圖5-3-1河流水位流量關(guān)系曲線9、【習(xí)題3-3】 有壩取水渠首工程的水力計(jì)算（2班4組） 基本資

15、料 某灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉用水流量35.5m3/s，為了滿足自流灌溉，要求干渠渠首閘后水位力48.6m。選擇灌溉水源河流流量充足，灌溉季節(jié)河流最小流量亦大于35.5m3/s。但河流水位較低，不能滿足灌溉工程對水源的水位要求，為此，需筑攔河壩來抬高水位。壩址處河床底寬l00m，高程42.0m，上口寬150m，兩岸地面高程52.0m，為梯形斷面。汛期河流設(shè)計(jì)泄洪量600rn3/s。（按軟弱土基考慮） 要求 (1)確定攔河壩溢流壩段的壩頂高程及壩高； (2)確定攔河壩非溢流壩段的壩頂高程及壩高；(3)確定溢流壩段及非溢流壩段的壩長。10、【習(xí)題6-2】 渠道水利用系數(shù)與渠系水利用系數(shù)的計(jì)算（1班5組） 基本

16、資料 某渠系僅由兩級渠道組成。上級渠道長3.0km。自渠尾分出兩條下級渠道，皆長1.5km。下級渠道的凈流量為Q下凈=0.3m3/s。渠道沿線的土壤透水性較強(qiáng)(A=3.4，m=0.5)，地下水埋深為3m。 要求 (1)計(jì)算下級渠道的毛流量及渠道水利用系數(shù)， (2)計(jì)算上級渠道的毛流量及渠系水利用系數(shù)。 11、【習(xí)題6-4】 續(xù)灌渠道流量的推算（2班5組） 基本資料 某干渠下有3條支渠皆實(shí)行續(xù)灌，如圖6-4-1所示。干渠OA段長2.5km，AB段長2.0km，BC段長1.5km。支一毛流量為3.0m3/s，支二毛流量為2.5 m3/s，支三毛流量為2.0m3/s。干渠沿線土壤透水性中等（A=1.

17、9，m=0.4），地下水埋深介于2.02.5m之間。 要求 計(jì)算干渠各段的設(shè)計(jì)（毛）流量。12、【習(xí)題6-5 灌溉渠道工作制度的擬定（2班5組） 基本資料 某斗渠控制4條農(nóng)渠，各農(nóng)渠控制的灌溉面積分別為農(nóng)1=200畝， 農(nóng)2=250畝，農(nóng)3=150畝。該斗渠某次灌水的田間凈流量為Q斗田凈=0.06m3/s，灌水延續(xù)時(shí)間為9d。 要求 擬定該斗渠及所屬各農(nóng)渠可能采用的各種工作制度，算出每條農(nóng)渠的田間凈流量與灌水時(shí)間。 13、【習(xí)題6-6 灌溉渠道系統(tǒng)的流量推算（1班6組） 基本資料 某灌區(qū)渠系組成如圖6-6-1所示。灌區(qū)面積2.91萬畝，自水庫取水，水源充足。干渠全長10. 4km。在樁號8+4

18、00，8+800及10+400處分別為第一、第二和第三支渠的分水口，第一支渠與第三支渠的渠系布置型式、渠道長度、控制面積大小完全相同。 第二支渠所屬一支五斗斗渠渠系布置型式、渠道長度、控制面積大小完全相同，僅二支六斗的斗渠渠系與之不同。各條渠道的長度與控制面積如表66-1所示。 表6-6-1 各級渠道的長度與控制面積渠道名稱渠道長度(m)控制面積（畝）渠道名稱渠道長度(m)控制面積（畝）一支20009000二支二斗10501680一支一斗15003000二支三斗10501680一支二斗15003000二支四斗10501680一支三斗15003000二支五斗10501680所屬各農(nóng)渠100075

19、0所屬各農(nóng)渠300420二支300011100二支六斗15002700二支一斗10501680所屬各農(nóng)渠900675圖6-6-1 渠系組成示意圖 第二支渠全長3.0km，二支一斗及二支二斗在1. 4km處分水；二支三斗及二支四斗在2. 2km處分水；二支五斗及二支六斗在3.0km處分水。 灌區(qū)土壤透水性中等(A=1.9，m=0.4)，地下水埋深大于5m。 田區(qū)的設(shè)計(jì)灌水率值為0.35m3/（s萬畝），灌水延續(xù)時(shí)間為15d。田間水利用系數(shù)采用田=0. 95。 要求 制定各級渠道的工作制度；推求支以下各級渠道及干渠各段的設(shè)計(jì)流量；計(jì)算各支渠的灌溉水利用系數(shù)及全灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)。14、【習(xí)題6-

20、7】 土質(zhì)渠床渠道斷面的水力計(jì)算（2班6組） 基本資料 某渠道設(shè)計(jì)流量Q=3.0m3/s。灌溉水源取自河流。該河在灌溉季節(jié)水流含沙量p=0.5kg/m3，泥沙為極細(xì)的砂質(zhì)粘土；加權(quán)平均沉降速度為=2mm。渠道沿線土壤為重粘壤土，地面坡度為1：2500左右。渠道按良好的質(zhì)量施工及良好的養(yǎng)護(hù)狀況設(shè)計(jì)。要求設(shè)計(jì)渠道的斷面尺寸。 15、【習(xí)題6-8】 護(hù)面渠床渠道斷面的水力計(jì)算（1班7組） 基本資料 某山麓平原，地面坡度較大，在1: 500左右，擬興建一灌溉系統(tǒng)。其中某支渠設(shè)計(jì)流量為：Q=1.5m3/s，擬采用較光滑的混凝土護(hù)面，邊坡系數(shù)采用m=0.75。 要求 按照盡量節(jié)約混凝土用量設(shè)計(jì)渠道的斷面尺

21、寸。 16、【習(xí)題6-10 灌溉渠道縱橫斷面設(shè)計(jì)（2班7組） 基本資料 某灌區(qū)渠系布置情況如圖6-10-1所示。 干渠全長14.2km，下分4條支渠。干渠各段的正常流量，最小流量和加大流量均已確定，列于表6-10-1中；干渠沿線土壤性質(zhì)屬中粘壤土，土壤干容重1. 6t/m3，透水中等。 干渠沿線地面高程列于表6-10-2中。 干渠沿線的水工建筑物有： 在6+350至6+650處布置倒虹吸一座，長達(dá)300m，預(yù)計(jì)通過倒虹吸的水頭落差為0.65m。表6-10-1 干渠各段設(shè)計(jì)流量表 樁 號設(shè)計(jì)流量 (m3/s)起止正常最小加大0+0003+0005.133.136.153+0009+0004.53

22、2.775.449+00014+2002.571.583.80表6-10-2 干渠沿線地面高程測量記錄樁號高程(m)樁號高程(m)樁號高程(m)樁號高程(m)0+00097.56+00093.27+00092.812+00090.71+00095.06+35093.08+00092.013+00090.62+00094.56+42091.09+00091.614+00090.43+00094.06+52091.010+00091.54+00093.56+65092.010+40091.05+00093.26+955093.011+00091.0在3+ 000，9+000及14+200處各布置公

23、路橋1座。在3+000及9+000處各設(shè)分水閘及節(jié)制閘1座，分別向一、二支渠配水。在14+200處布置兩座分水閘，向三、四支渠配水。根據(jù)各支渠控制范圍內(nèi)地面高程參考點(diǎn)算得一、二、三、四備支渠渠首要求的控制水位高程依次為：93.9m、91.3m、90.0m、90.0m。河流水源情況：河流在A處的來水流量超過干渠需要引取的流量，灌溉季節(jié)最低水位為95. 5m，含沙量=l. 2kg/m3，泥沙加權(quán)平均沉速=2mm/s。 圖6 -10-1 某灌區(qū)渠系布置示意圖要求根據(jù)上述資料，設(shè)計(jì)出于渠的縱橫斷面，并繪出縱橫斷面圖。提示如進(jìn)行干渠縱橫斷面設(shè)計(jì)的工作量太大，教學(xué)安排的時(shí)間不夠，亦可給出下列斷面尺寸（見表

24、6 -10-3）作參考，只繪制縱、橫斷面圖。表6-10-3 干渠各段斷面尺寸參考表 起止樁號縱坡i糙率n寬深比底寬(m)水深h(m)堤頂超高h(yuǎn)(m)堤頂寬d (m)正常最小加大0+1000至3+10001/40000.02253.551.250.931.360.51.53+1000至9 +10001/40000.02253.384.51.220.911.350.51.59 +1000至14+2001/30000.02252.831.000.751.090.51.5第六章 排水溝道系統(tǒng)17、【習(xí)題9-3】 用平均排除法計(jì)算水網(wǎng)圩區(qū)抽水站的排水流量（1班8組） 基本資料 南方某水網(wǎng)圩區(qū)，地勢低洼，易生漬澇。該區(qū)總面積80 km2，其中旱地（包括村莊、道路占地）為20 km2，水田為56 km2，湖泊及河流水面面積為4k km2。據(jù)觀測旱地徑流系數(shù)為0.5，水田允許滯蓄水深為30mm，水田日騰發(fā)量4mm，水田日平均滲漏量1mm/d。湖泊及河流的平均滯澇水深為1.0m。 現(xiàn)擬建設(shè)一排澇抽水站，按10年一遇的1日暴雨200mm，用平均排除法在2天內(nèi)排完的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 要求 計(jì)算排澇抽水站的排水流量。18、【習(xí)題9-4】 排水溝道系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量的推算（2班8組） 基本資料 某平原易澇地區(qū)，面積l