某水庫灌區(qū)灌溉渠系規(guī)劃布置課程設(shè)計(jì)

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院澆灌排水工程學(xué)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè)計(jì)題目 梅河水庫灌區(qū)澆灌渠系規(guī)劃布置課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì) 蔣國余〔09169043〕朱余琴〔09169050〕鄭志〔09169090〕徐春鵬〔09169083〕專 業(yè) 農(nóng)業(yè)水利工程 指導(dǎo)教師 完成時(shí)間 2023年5月17日設(shè)計(jì)成績中國·名目澆灌排水工程學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 0一、課程設(shè)計(jì)目的 0二、設(shè)計(jì)內(nèi)容 0HYPERLINK\l“_TOC_250013“梅河水庫灌區(qū)澆灌渠系規(guī)劃布置計(jì)算說明書 1HYPERLINK\l“_TOC_250012“一.根本資料 11.1．灌區(qū)地貌及水文水資源概況 1HYPERLINK\l“_TOC_250011“12.灌區(qū)土壤地質(zhì)概況 1HYPERLINK\l“_TOC_250010“灌區(qū)水文氣象概況 1HYPERLINK\l“_TOC_250009“澆灌制度 1HYPERLINK\l“_TOC_250008“二．設(shè)計(jì)灌水率的計(jì)算 2HYPERLINK\l“_TOC_250007“對(duì)氣象資料進(jìn)展初步處理與整編，確定計(jì)算的典型年 2作物需水量的計(jì)算 3HYPERLINK\l“_TOC_250006“2.3作物〔玉米〕澆灌制度確實(shí)定 42.4.灌水率的計(jì)算 6HYPERLINK\l“_TOC_250005“三.干、支渠道設(shè)計(jì)流量的計(jì)算 8推求典型支渠〔二支渠〕及其所屬斗渠、農(nóng)渠的設(shè)計(jì)流量 8二支渠澆灌水利用系數(shù) 9計(jì)算1、3、4、5、6支渠的設(shè)計(jì)流量 9HYPERLINK\l“_TOC_250004“推求干渠各段的設(shè)計(jì)流量 10HYPERLINK\l“_TOC_250003“四.澆灌渠道橫縱斷面的設(shè)計(jì) 11HYPERLINK\l“_TOC_250002“渠道很斷面的設(shè)計(jì) 11HYPERLINK\l“_TOC_250001“渠道的縱斷面設(shè)計(jì) 13HYPERLINK\l“_TOC_250000“五、人員任務(wù)安排 14澆灌排水工程學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課程設(shè)計(jì)目的也是培育學(xué)生運(yùn)用本課程理論和技術(shù)學(xué)問解決實(shí)際問題的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)。高運(yùn)算、制圖和使用技術(shù)資料的力量。本課程的教學(xué)目的是：設(shè)計(jì)實(shí)踐，培育學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)學(xué)問的力量。使學(xué)生把握水利工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)的一般方法與規(guī)律。對(duì)學(xué)生進(jìn)展?jié)补喙こ桃?guī)劃布置與設(shè)計(jì)根本技能的訓(xùn)練，提高學(xué)生綜合使〔敏捷運(yùn)用計(jì)算公式力量，使學(xué)生把握澆灌〔排水〕工程設(shè)計(jì)的方法與步驟。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容依據(jù)已給的梅河水庫的一些資料設(shè)計(jì)梅河水庫灌區(qū)渠系規(guī)劃布置。設(shè)計(jì)灌水率，并計(jì)算出各種作物的澆灌制度干、支渠道設(shè)計(jì)流量的計(jì)算澆灌渠道橫縱斷面的設(shè)計(jì)梅河水庫灌區(qū)澆灌渠系規(guī)劃布置計(jì)算說明書一.根本資料梅河水庫是以澆灌、供水結(jié)合發(fā)電的綜合利用工程，總庫容1.25億立米。電站為澆灌期發(fā)電的季節(jié)性電站，整個(gè)灌區(qū)利用發(fā)電后的尾水進(jìn)展?jié)补唷Ｎ菜渠底高程為576.5m。1.1．灌區(qū)地貌及水文水資源概況梅河水庫灌區(qū)位于梅河以東，大橋河以西，大金河以南的黑嶼嶺北坡，地形南高北低，海拔500~600m,地面坡度1/250~1/1000，由于發(fā)源于黑嶼嶺北坡的七條大金河支流的切割作用，使該區(qū)從東到西，川原相間，起伏不平。灌區(qū)土地面積約39.5萬畝,土地利用系數(shù)0.75。程措施利用一小局部。灌區(qū)作物種植狀況與1982—1998年降雨資料見附表。依據(jù)水文地質(zhì)條件，灌區(qū)分為河谷階地和山前洪積扇兩種地貌類型；河漫灘潛水埋深10m3~30m,20~30m，含水層為含泥10~20m0.2~0.5克/升，PH6.5~8,適于澆灌與人畜用水。整個(gè)灌區(qū)大局部在金輝縣境內(nèi)，其中有五個(gè)較大的集鎮(zhèn)，人口為11萬人。12.灌區(qū)土壤地質(zhì)概況5~15m,1m以內(nèi)，以下為砂石層。沿山坡地帶土壤為沙壤土，洪積扇中部土壤為中壤土，河谷川地土壤為重壤土，土壤物理性質(zhì)見下表：土壤性質(zhì)田間持水量〔占土體%〕容重〔g/cm3〕沙壤土17~251.5~1.55中壤土23~321.37~1.49重壤土30~421.35~1.38灌區(qū)水文氣象概況9.09m3/s,0.7m3/s,35.2kg/m3。31.9m3,15.7節(jié)，下游金輝縣境內(nèi)的河川地灌水也很困難，需從梅河水庫供水。668mm,65%集中在八、九、十月，年平均氣溫17°C,最高為37°C，最低為零下17°C45~65cm,時(shí)間一般在十二月中旬到一月下旬。澆灌制度灌區(qū)內(nèi)的主要作物為冬小麥、夏玉米、獼猴桃及水稻等作物，復(fù)種指數(shù)160%，渠系有0.60,澆灌保證率p=75%.1二．設(shè)計(jì)灌水率的計(jì)算梅河水庫灌區(qū)降雨量頻率計(jì)算表2.1.對(duì)氣象資料進(jìn)展初步處理與整編，確定計(jì)算的典型年梅河水庫灌區(qū)降雨量頻率計(jì)算表年份(1)年份(1)降雨量(2)序號(hào)(3)由大到小(4)P=m/(n+1)*100%(8)1961613.611983752.32.3809523811962530.221964730.74.7619047621963473.231998654.97.1428571431964730.741981652.39.5238095241965645.151975648.111.90476191966410.761965645.114.285714291967458.971988639.416.666666671968587.381984638.719.047619051969429.691961613.621.428571431970500.7101996604.523.809523811971542.3111968587.326.190476191972403.2121974560.528.571428571973395.2131985557.130.952380951974560.5141971542.333.333333331975648.1151987535.435.714285711976484.2161962530.238.09523811977372.3171992520.940.476190481978441.5181980518.242.857142861979421.3191989518.145.238095241980518.2201994512.847.619047621981652.3211970500.7501982452.3221999496.852.380952381983752.3231976484.254.761904761984638.7241963473.257.142857141985557.1251967458.959.523809521986282.1261982452.361.90476191987535.4271978441.564.285714291988639.4281969429.666.666666671989518.1291993425.869.047619051990407.9301979421.371.428571431991419.8311991419.873.809523811992520.9321966410.776.190476191993425.8331990407.978.571428571994512.8341972403.280.952380951995325351973395.283.333333331996604.5362023383.585.7142857121997240.8371977372.388.09523811998654.938199532590.476190481999496.8392023282.992.857142862023383.5401986282.195.238095242023282.9411997240.897.61904762按設(shè)計(jì)澆灌保證率p=75%可確定把1966年作為計(jì)算的典型年。1966年的降雨資料如下：123456789101112月份月降0.91117.443.515.227.810457.683.3雨量mm.9將該年的月降雨隨機(jī)安排到各旬，安排如下表：各旬降雨量mm6、7、8、9各旬降雨量mm月份上旬中旬下旬6013.414.4724.925558028.62992530.3252.2.作物需水量的計(jì)算日、月參考作物需水量〔ETo〕資料已給出。典型年〔1966年〕的氣象資料如下表：月123456789101112份日0.851.321.952.703.525.424.194.032.522.001.360.88均ETo月26.237.060.481.1109.2162.7129.8125.075.462.040.727.4ET973213706751o玉米的生育期生育階段生育階段時(shí)間播種育苗出苗-拔節(jié)拔節(jié)-抽穗抽穗-成熟620日-625日626日-712日713日-88日89日-921日玉米各生育期作物需水量〔ET〕計(jì)算表：ETC=T*ET0*KC3生育期時(shí)間天數(shù)(T)ET0日KCETC播種育苗6月20日-6月 0.511 16.617725日626-6月3055.420.51113.848171日-7月12日124.191.05152.84428713-7月31194.191.05183.6701181-8884.031.43446.2321689-831234.031.434132.9174691-921212.521.28067.737665.422出苗-拔節(jié)拔節(jié)-抽穗抽穗-成熟總計(jì)65.422出苗-拔節(jié)拔節(jié)-抽穗抽穗-成熟總計(jì)413.86743用水量平衡方程分析玉米的澆灌制度，公式如下：WWWt 0

PKMET0t W和W分別為時(shí)段初和時(shí)段末土壤打算潮濕層內(nèi)的儲(chǔ)水量。收集整理公式中各項(xiàng)參數(shù)如下：t 1、土壤打算潮濕層H依據(jù)有關(guān)規(guī)定和閱歷取玉米各生育期打算潮濕層深度如下表：生育階段打算潮濕層深度mm播種育苗300出苗-拔節(jié)400拔節(jié)-抽穗500抽穗-成熟6002、土壤最大最小含水率 和max min允許最大含水率取田間持水率 =，最小含水率取0.6 。=30%。則玉米各生max f f f育期最大最小含水率如下表：生育階生育階段max〔占土體%〕min〔占土體%〕4播種育播種育苗出苗-拔節(jié)拔節(jié)-抽穗抽穗-成熟3018301830183018P0P=P P為設(shè)計(jì)降雨量。0.7。0K在這里地下水補(bǔ)給很少，可以認(rèn)為各生育階段的K=0.、由于打算潮濕層增加而增加的水量WTW的計(jì)算可承受下公式：TW=〔H-H〕q H和H分別為時(shí)段初和末的打算潮濕層的深度。則可計(jì)算初玉米各生育期的W則可計(jì)算初玉米各生育期的W，結(jié)果如下表：T生育階段打算潮濕層深度㎜max%min%%W(㎜)T播種育苗3003018播種育苗3003018240出苗-拔節(jié)40030182424拔節(jié)-抽穗50030182424抽穗-成熟60030182424m為灌水定額，計(jì)算公式為：m=W -W =H〔

。max

min

max

min當(dāng)時(shí)段末打算潮濕層內(nèi)的儲(chǔ)水量W接近或小于該時(shí)段內(nèi)的最小含水量W 時(shí)就需要進(jìn)t min行灌水，灌水定額依據(jù)上公式計(jì)算。ET。玉米生育期平均日蒸發(fā)蒸騰量e計(jì)算如下表：生育階段時(shí)間天數(shù)〔d〕ET(㎜)e(㎜/d)播種育苗620日-6月25日616.622.77出苗-拔節(jié)626日-7月12日1766.693.92拔節(jié)-7月13日-8月827129.94.81抽穗日抽穗-8月9日-9月2144200.664.56成熟日8)、玉米澆灌制度計(jì)算表。5生育WtW0WTP0KMET灌水連續(xù)時(shí)階段㎜㎜㎜㎜㎜㎜㎜日期d播種育苗84.12播種育苗84.1278.5022.240016.6288.52108.122400019.6日10出苗-拔節(jié)114.28 88.52 0 24.8 0 48 47.04106.01138.282459.120091.39日10拔節(jié)-抽穗127.53 106.01 0 0 0 60 38.48164.73151.532446.08072104.88日10抽穗-成熟129.21 164.73 0 60.24 0 0 95.76合計(jì)212.48180413.77q

k，di

am ki 〔k=1，2，3，……〕864Tkiq Tm 分別為第i種作物第k次灌水的灌水率〔s100hm2、灌水連續(xù)時(shí)間k，di ki kid、灌水定額m3/hm2。作物作物所占面灌水次數(shù)灌水定m3/灌水率計(jì)算灌水時(shí)間〔月.日〕始終中間連續(xù)時(shí)間灌水m3/〔s·100hm2〕玉米50棉花25谷子25hm2hm2日〔d〕17100.0482290100.0603310100.072318253.2326780.02436756.26.276.2480.02446757.268.27.3080.02419007100.02628100.02437506.166.256.21100.021647505100.02119759.169.279.22120.04727503.193.283.24100.044381100.0484851100.048小麥50小麥50冬小麥棉花谷子對(duì)灌水率圖作修正，修正后的灌水率圖見附圖2.冬小麥棉花谷子6.13〔前移3天〕；棉花后移 谷子三天6.23；谷子前移兩天7.18夏玉米玉米后移2天8.38天上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下由修正后的灌水率圖查的最大的灌水率為7三.干、支渠道設(shè)計(jì)流量的計(jì)算灌區(qū)干渠、支渠、斗渠、農(nóng)渠布置。干渠各段長度：渠段名稱渠段長度〔1000m〕

OA AB BC CD DE EF5.0 4.6 4.8 5.2 5.4 5.8各支渠掌握的澆灌面積：支渠支渠名稱掌握面積100hm2一支二支三支四支五支六支4030454035500.75。推求典型支渠〔一支渠〕及其所屬斗渠、農(nóng)渠的設(shè)計(jì)流量、農(nóng)渠的設(shè)計(jì)流量。一支渠的田間凈流量為：Q =A ×q=0.75×40×0.048=1.44〔m3/s〕一支田凈 一支 d5252條。則農(nóng)渠的田間凈流量為：Q =Q /〔n×k〕=1.44/〔2×2〕=0.36〔m3/s〕農(nóng)田凈 支田凈取田間水利用系數(shù) =0.80，則農(nóng)渠的凈流量為：fQ =Q / =農(nóng)凈 農(nóng)田凈 f83-6課查處相應(yīng)的土壤透水性參數(shù)：A=1.9，m=0.4.據(jù)此課計(jì)算農(nóng)渠沒千米輸水損失系數(shù)： A =2.61農(nóng) Qm農(nóng)凈農(nóng)渠的毛流量或設(shè)計(jì)流量為：L 0.4km農(nóng)Q =Q 〔1+ L /100〕=0.455〔m3/s〕農(nóng)毛 農(nóng)凈 農(nóng) 農(nóng)、計(jì)算斗渠的設(shè)計(jì)流量。由于一條斗渠內(nèi)同時(shí)工作的農(nóng)渠有2條，所以斗渠的凈2條農(nóng)渠毛流量之和。Q =2×Q =0.91〔m3/s〕斗凈 農(nóng)毛55損失水量較多據(jù)此求得的斗渠毛流量較大因此以第5輪灌組灌水時(shí)需要的斗渠毛流量作為斗渠的設(shè)計(jì)流量。斗渠的平均工作長度為L =2.53km斗斗渠每千米輸水損失系數(shù)為： A =1.97斗 Qm斗凈斗渠的毛流量或設(shè)計(jì)流量為：Q =Q 〔1+ L/100〕=0.955〔m3/s〕斗毛 斗凈 斗 斗、計(jì)算一支渠的設(shè)計(jì)流量。55組輪灌組要求的支渠毛流量作為支渠的設(shè)計(jì)流量。支渠的平均工作長度L=8.0km支支渠的凈流量為：Q =2×Q =1.91〔m3/s〕一支凈 斗毛支渠每千米輸水損失系數(shù)為：σ =A/Qm =1.47一支 一支凈支渠的毛流量為Q =Q 〔1+σ L /100〕=2.13〔m3/s〕一支毛 一支凈 一支 一支一支渠澆灌水利用系數(shù)η =Q /Q =1.91/2.13=0.897一支水 一支田凈 一支毛計(jì)算2、3、4、5、6支渠的設(shè)計(jì)流量2、3、4、5、6支渠的田間凈流量Q =30×0.75×0.048=1.08〔m3/s〕二支田凈Q =45×0.75×0.048=1.62〔m3/s〕三支田凈Q =40×0.75×0.048=1.44〔m3/s〕四支田凈Q =35×0.75×0.048=1.26〔m3/s〕五支田凈Q =50×0.75×0.048=1.80〔m3/s〕六支田凈2、3、4、5、6支渠的設(shè)計(jì)流量以典型支渠〔一支渠〕的澆灌水利用系數(shù)作為擴(kuò)大指標(biāo)用來計(jì)算其他支渠的設(shè)計(jì)流量。η =0.9；二支水

=0.91；四支水

=0.88；

=0.90；

=0.939Q =1.08/0.9=1.2〔m3/s〕二支毛Q =1.62/0.91=1.78〔㎡/s〕三支毛Q =1.44/0.88=1.64〔㎡/s〕四支毛Q =1.26/0.90=1.4〔㎡/s〕五支毛Q =1.8/0.93=1.94〔㎡/s〕六支毛推求干渠各段的設(shè)計(jì)流量１、EF段的設(shè)計(jì)流量Q=Q =1.94〔m3/s〕EF凈 六支毛 =1.9/1.940.4=1.46EFQ=1.94〔1+1.46×5.8/100〕=2.1〔m3/s〕EF、DE段的設(shè)計(jì)流量Q=1.4+2.1=3.5〔m3/s〕DE =1.9/3.50.4=1.15DEQ=3.5×(1+1.15×5.4/100)=3.72〔m3/s〕DE、CD段的設(shè)計(jì)流量Q=3.72+1.64=5.36〔m3/s〕CD =1.9/5.360.4=0.97CDQ=5.36×(1+0.97×5.2/100)=5.63〔m3/s〕CD、BC段的設(shè)計(jì)流量Q=5.63+1.78=7.41〔m3/s〕BC =1.9/7.410.4=0.85BCQ=7.41(1+0.85×4.8/100)=7.71〔m3/s〕BC、AB段的設(shè)計(jì)流量Q =7.71+1.2=8.91〔m3/s〕ＡＢ凈 =1.9/8.910.4=0.79ABQ =8.91(1+0.79×4.6/100)=9.23〔m3/s〕ＡＢ毛、OA段的設(shè)計(jì)流量Q =9.23+2.13=11.36〔m3/s〕ＯＡ凈 =1.9/11.360.4=0.72OAQ =9.13(1+0.72×11.36/100)=12.29〔m3/s〕ＯＡ毛 =0.048×240×0.75/12.29=0.70水各渠段加大流量的計(jì)算渠道的加大流量用下公式計(jì)算：dQj=JQd。 Qj為渠道的加大流量，J為流量加大系數(shù)，Qd為渠道設(shè)計(jì)流量。各段干渠和典型支渠加大流量計(jì)算如下表：d渠段號(hào)OAABBCCDDEEF典型Q〔m3/s〕12.299.237.715.633.722.12.110J61.271.281.321.32Q〔m3/s〕14.511.459.717.154.762.772.77j四.澆灌渠道橫縱斷面的設(shè)計(jì)j渠道很斷面的設(shè)計(jì)1、梯形渠道最正確水力斷面參數(shù)選取及計(jì)算。Ri1 1 2Ri

51A3i2

b 2 Q=AC

= Ai2 R3n

=2n3

2 1m h

Abmhhb2h

RA11m2

vQA段號(hào)段號(hào)inmm”Qh0bV00A0X0R0型OA0.00050.0171.253.20012.292.0001.5158.0307.9181.0141.531AB0.00050.0171.253.2009.231.7501.3356.1646.9380.8881.497BC0.00050.0171.253.2007.711.6401.2175.3586.4680.8281.439CD0.00050.0171.253.2005.631.5301.1454.6786.0430.7741.204DE0.00050.0171.253.2003.721.2700.8861.7864.9520.3612.083EF0.00050.0171.253.2002.10.9150.5941.5903.5230.4511.321典0.0010.0131.253.2002.10.7500.4951.0742.8960.3711.9551m2上表中i為渠底比降，n為渠床糙率，m1m2的設(shè)計(jì)流速，h、b、A、X、R、V分別為最正確水力斷面的水深、渠底寬度、過水?dāng)嗝娣e、0 0 0 0 0 0濕周長、水力半徑、和流速，單位都是米，m。2)、梯形渠道有用經(jīng)濟(jì)斷面的水力計(jì)算。112 V A R 3 b2 0 0 V A R h0計(jì)算結(jié)果如下表段號(hào)mαβh/h0VARhbOA1.1198.1910.9854.3783.332AB0.8646.2870.8623.8312.915BC0.7065.4650.8043.5902.732CD1.251.020.7612.1890.6714.7720.7523.3492.549DE0.8341.8220.3512.7802.116EF0.4071.6220.4382.0031.524典型1.3871.0950.3601.6421.250上表中V、A、R、h、b分別為有用經(jīng)濟(jì)斷面的流速、過水?dāng)嗝婷娣e、水力半徑、水深和底寬，m。、渠道斷面穩(wěn)定分析。查得無鋼筋的混凝土襯砌渠道的流速不超過V=2.5m/s。cd由2〕計(jì)算結(jié)果看出V <V=2.5m/s。即流速滿足要求。cd、渠道過水?dāng)嗝嬉陨?/p>