課程設計某灌區(qū)灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設計

湖南農(nóng)業(yè)大學課程設計馬清河灌區(qū)灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃設計學生姓名：楊建春學號：200440602103年級專業(yè)：04級水利水電01班指導老師：姚幫松學院：工學院湖南·長沙提交日期：2006年10月前言中國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)既是國家穩(wěn)定的基礎，又是社會經(jīng)濟發(fā)展的先決條件。但是中國是世界上水資源最緊缺的國家之一，人均水資源占有量僅2220m3。雖然雨熱同季的氣候條件，為中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，但由于降雨集中，時間和空間分布不均，且與人口、耕地分布不相匹配，中國歷來水旱災害頻繁。據(jù)歷史記載，在公元前206年至1949年的2155年間，中國共發(fā)生大的水災1092次，大的旱災1056次。特定的自然條件決定了防洪、灌溉、排水等水利工作在中國經(jīng)濟社會發(fā)展、生態(tài)和環(huán)境保護中有著十分重要的地位和作用。建國后我國開展了大規(guī)模的水利建設，興建了大量的水利基礎設施。目前全國已建成大中型灌區(qū)（萬畝以上）5700多處，萬畝以上灌區(qū)有效灌溉面積37800萬畝。固定灌排泵站50多萬處，小型農(nóng)村水利工程2000萬處，全國有效灌溉面積發(fā)展到8.5億畝，農(nóng)田灌排工程體系已初具規(guī)模。在大中型灌區(qū)中，設計灌溉面積在30萬畝以上的大型灌區(qū)有402處總規(guī)劃灌溉面積2.88億畝，約占全國有效灌溉面積的33％占全國耕地面積的14.7％。灌溉農(nóng)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的基礎。大型灌區(qū)不及是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村緊急發(fā)展的主力軍，而且是在整個國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中都具有舉足輕重的戰(zhàn)略地位。大型灌區(qū)是我國糧食安全的重要保障。全國402處大型灌區(qū)占全國11％的耕地面積，生產(chǎn)了占全國總產(chǎn)量22％糧食。大型灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值占全國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值的1/3大型灌區(qū)還擔負著向城鎮(zhèn)生活和工礦企業(yè)供水的任務。由于大部分大型灌區(qū)都有比較完善的水源系統(tǒng)、輸配水系統(tǒng)和調節(jié)系統(tǒng)大型灌區(qū)在我國水資源的區(qū)域和流域配置中發(fā)揮著及其重要的作用。此外，大型灌區(qū)還在改善生態(tài)環(huán)境、涵養(yǎng)水源、凈化空氣、抑制水土流失、減輕風沙威脅等方面起著巨大的作用。目錄前言…………………1基本情況………………………41.1概況……………41.1.1地理條件…………………41.1.2氣象………………………41.1.3種植計劃及灌溉經(jīng)驗……………………41.2灌區(qū)開發(fā)的必要性和可行性…………………5二、灌排渠系設計要求、設計原則和整體規(guī)劃…………………62.1灌區(qū)設計要求…………………62.2灌排渠系與渠系建筑物規(guī)劃布置……………62.2.1水源與取水口選擇………62.2.2各級渠道和排水溝布置…………………7三、渠系建筑物布置………………83.2.退、泄水渠道和排水溝………9四、灌區(qū)工作制度及重要參數(shù)的確定………………94.1早稻的灌溉制度………………94.2棉花的灌溉制度………………10編制全灌區(qū)的灌水率圖………135.1灌水率計算和灌水率圖………13六、渠道設計流量計算……………186.1計算典型支渠設計流量（以一支渠為典型支渠）…………186.2其它兩支渠渠首的設計流量…………………196.3推求干渠各段的設計流量……………………20七、灌區(qū)規(guī)劃草圖馬清河灌區(qū)灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設計書基本情況1.1概況1.1.1地理條件灌區(qū)位于界榮山以南，馬清河以北，（20m等高線以下的）總面積約12萬畝。氣候溫和，無霜期長，適宜于農(nóng)作物生長。年平均氣溫16.5℃，多年平均蒸發(fā)量1065mm，多年平均降水量1112mm，馬清河灌區(qū)地形圖見附圖。灌區(qū)人口總數(shù)約8萬，勞動力1.9萬。申溪以西屬興隆鄉(xiāng)，以東屬大勝鄉(xiāng)。根據(jù)農(nóng)業(yè)規(guī)劃，界榮山上以林、牧、副業(yè)為主，馬頭山以林為主，20m等高線以下則以大田作物為主，種植稻、麥、棉、豆等作物。灌區(qū)上游土質屬中壤，下游龍尾河一帶屬輕砂壤土。地下水埋深一般為4~5m,土壤及地下水的PH值屬中性，無鹽堿化威脅。界榮山、龍尾山等屬土質丘陵，表土屬中粘壤土，地表5~6m以下為巖層，申溪及吳家溝等溝溪均有巖石露頭，馬頭山陳村以南至馬清河邊巖石遍布地表。吳家溝等溝溪縱坡較大，下切較深，一般為7~8m，上游寬50~60m，下游寬70~90m，遇暴雨時易暴發(fā)洪水，近年來已在各溝、溪上游修建多處小型水庫，山洪已基本得到控制，對灌區(qū)無威脅。馬清河灌區(qū)為馬清河流域規(guī)劃的組成部分。根據(jù)規(guī)劃要求，已在興隆峪上游20km處（圖外）建大型水庫一座，壩頂高程50.2m，正常水位43.0m，興利庫容1.2×1,總庫容2.3×1。馬清河灌區(qū)擬在該水庫下游斷面處修建攔河壩式取水樞紐，引取水庫水發(fā)電則利用尾水進行灌溉。斷面處河底高程30m，砂、卵石覆蓋層厚2.5m，下為基巖，河道比降1/100，河底寬82m，河面寬120m。水庫所供之水水質良好，含沙量極微，水量亦能完全滿足灌區(qū)用水要求。1.1.2氣象根據(jù)當?shù)貧庀笳举Y料，設計的中等干旱年4~11月水面蒸發(fā)量（80cm口徑蒸發(fā)皿）及降水量見表1及表2。表1-1設計年蒸發(fā)量統(tǒng)計月份4567蒸發(fā)量（mm）97.5118.0143.7174.9月份891011蒸發(fā)量（mm）196.5144.7101.175.6表1-2設計年降雨量統(tǒng)計月份4567降雨量（mm）72.9108.5107.339.8月份891011降雨量（mm）25.037.3103.590.21.1.3種植計劃及灌溉經(jīng)驗灌區(qū)以種植水稻為主，兼有少量旱作物，各種作物種植比例見表1-3。表1-3作物種植比例作物旱稻中稻雙季晚稻棉花種植比例（%）50305020根據(jù)該地區(qū)灌溉試驗站觀測資料，設計年（1972）早稻及棉花的基本觀測數(shù)據(jù)如表1-4及表1-5所示；中稻及晚稻的豐產(chǎn)灌溉制度列于表1-6。表1-4早稻試驗基本數(shù)據(jù)生育階段復苗分蘗前分蘗后孕穗抽穗乳熟黃熟全生育期起止日期（日//月）25/4~4//55/5~14//515/5~1//62/6~16//617/6~300/61/7~11//712/7~200/725/4~200/7天數(shù)101018151411987模比系數(shù)（%）78182521138100田間允許水層深深（mm）10-30-55010-40-88020-50-99020-50-110020-50-99010-40-550濕潤滲透強度（mmm/d）1.31.31.31.31.31.31.3注：全生育期需水系數(shù)a=1.0。表1-5棉花試驗基本數(shù)據(jù)生育階段幼苗期現(xiàn)蕾期開花結鈴期吐絮期全生育期起止日期（日//月）21/4~166/617/6~288/729/7~266/827/8~6//1121/4~6//11模比系數(shù)（%下水補給量占占作物需水水量的（%）10202225注：計劃產(chǎn)量120kg；需水系數(shù)k=2.67m3/kg；土壤空隙率為48%（占土體的%）；土壤適宜含水率上限為88%，下限為61.6%（占空隙%）；田間最大持水率為88%（占空隙%）；播種時，計劃層土壤儲水量為102m/畝。1.2灌區(qū)開發(fā)的必要性和可行性根據(jù)作物需水要求，目前的灌溉與排水條件，灌區(qū)開發(fā)的有利條件。水是生命之源。水是作物生長必不可少的重要資源，土壤中所有的作物生長都離不開水，包括植物從土壤中吸收營養(yǎng)物質在內(nèi)，都離不開水分的作用。土壤的水分狀況直接影響著土壤的肥、氣、熱狀況，從而直接影響著土壤肥力，進而影響作物的產(chǎn)量，合理的灌溉可以調節(jié)土壤的肥、氣、熱狀況。改善作物的土壤環(huán)境條件，改良土壤。增加作物的產(chǎn)量。反之，不良的土壤環(huán)境狀況不僅不能滿足作物生長的需求，而且長期下去還會破壞土壤結構，形成沼澤化、鹽堿化，造成土壤生態(tài)環(huán)境的惡化。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，更是一個人口大國。而由于我國的降雨量在時間和空間上分布不均，在自然條件下農(nóng)田土壤水分狀況往往不能滿足作物生長的需求，干旱和水澇經(jīng)常出現(xiàn)，這就需要采取適當?shù)墓喔扰潘こ毯捅匾霓r(nóng)業(yè)設施來調節(jié)自然界的水分分布，使資源很好發(fā)揮它的作用，為作物生長創(chuàng)造更好的環(huán)境。具體到馬清河灌區(qū)，灌區(qū)以早稻、中稻、雙季晚稻和棉花等糧食作物為主，對水分需求很高，但該地區(qū)雨量分布不均，自然條件下不能滿足作物對水分的需求，而馬清河距離灌區(qū)較近，水量豐富，水質良好，含沙量極微，完全能夠滿足灌區(qū)用水需求，這在客觀上提供了引水灌溉的可能性，同時馬清河以北，（20m等高線以下的）總面積約12萬畝。灌區(qū)的地形條件比較好，從北向南傾斜，便于灌溉。灌區(qū)的農(nóng)田成片，面積較大，有利于提高輸水效率和提高水資源的利用率。這也使我們看到了引水灌溉農(nóng)田，提高作物產(chǎn)量潛在的巨大經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，綜合各方面的因素，適宜開發(fā)馬清河灌區(qū)。二、灌排渠系設計要求、設計原則和整體規(guī)劃2.1灌區(qū)設計要求2.1.1根據(jù)資料用水量平衡法（列表計算或圖解分析）制定早稻及棉花的灌溉制度。2.1.2根據(jù)所制定的早稻及棉花的灌溉制度以及表設3-6所給出的中稻及雙季晚稻的灌溉制度資料，編制全灌區(qū)的灌水率圖，并進行修正，使其符合要求。在制定灌水率圖時，建議采用的一次灌水延續(xù)時間如下：早、中稻泡田5—7晝夜；各類水稻生育期內(nèi)一次灌水的延續(xù)時間3—5晝夜。棉花生育期內(nèi)一次灌水延續(xù)時間5—10晝夜。2.1.3確定渠首樞紐的位置及型式。在1/25000地形圖上布置引水干渠、支渠及骨干排水溝，并布置主要干道，以及主要渠系建筑物。在灌區(qū)中部一條支渠布置斗、農(nóng)級渠道。2.1.4推算典型支渠各級渠道的設計流量及渠系水利用系數(shù)；推算其它各支渠渠首及干渠各段的設計流量。2.2灌排渠系與渠系建筑物規(guī)劃布置2.2.1水源與取水口選擇由于已經(jīng)在馬清河的興隆峪上游20km處建大型水庫一座，壩頂高程50.2m，正常水位43.0m，興利庫容1.2×1,總庫容2.3×1。而馬清河距離灌區(qū)較近，水量豐富，水質良好，含沙量極微，完全能夠滿足灌區(qū)用水需求，灌區(qū)的農(nóng)田大都在20m等高線以下，所以選取以馬清河為灌溉水源。如果在A—A斷面上游某處河底高程約為50米處以無壩取水的方式進行引水灌溉，雖然水可以沿著渠道越過馬頭山，但是由于渠道太長，沿途要經(jīng)過山區(qū)、丘陵地區(qū)的崗、沖、溪、谷等復雜的地形，不僅工程量大，占地較多，而且施工難度大。如果在A—A斷面下游斷面處作為取水點，由于河道比降只有1/100，通過計算在斷面的高程約為10米，若是無壩取水，就要在這里建造水泵站提水達到20米高程，才能勉強滿足灌區(qū)需求，同時渠道沿等高線繞國馬頭山，渠道太長，如果通過隧洞穿過馬頭山，雖然渠道短直，但工程量很大，而且可能遇到很多的地質問題和技術問題，從而延長工期，加大工程投入，這種方案不具有可行性。若是選擇A—A斷面作為取水點，馬清河在此斷面處河道比降大，工程地質條件好，為選擇有壩取水提供了條件，河底高程為30米，從而可以利用水庫進行蓄水發(fā)電，而且可以減少經(jīng)過馬頭山的挖方量，降低工程造價，通過比較在A—A斷面處選取有壩取水，并在A—A斷面的凹岸中點偏下游處作為取水點是最佳方案。2.2.2各級渠道和排水溝布置1．干渠和支渠的布置灌區(qū)干、支渠系的規(guī)劃布置，是影響整個灌溉系統(tǒng)經(jīng)濟效益的主要原因，它們的布置對于整個灌區(qū)往往帶有全局性的意義。因此，規(guī)劃布置時應做到合理控制、便于管理、保證安全、力求經(jīng)濟等原則。在具體規(guī)劃布置時，要做好調查研究，摸清地形、地質、水源等條件以及原由水文氣象狀況，并總循以下原則：（1）干支渠道的布置應符合總體規(guī)劃的要求，干渠應布置在可灌區(qū)較高地帶，以便于自流控制較大的灌溉面積。其它各級渠道也可以布置在各自控制范圍內(nèi)的較高地帶，一般不設置越級配水渠道。（2）工程量和工程費用最少原則。一般說來，渠道應該盡量短直，以減少占地和工程量并盡量避免穿越村莊。但在山區(qū)、丘陵地區(qū)由于有許多的崗、沖、溪、谷等復雜地形的存在，若渠道沿等高線繞過這些地方，可以減少建筑物的數(shù)量和減小建筑物的規(guī)模，但渠線太長，土方量大，占地較多。究竟選擇那種方案需要根據(jù)具體情況進行對照，最后選出較好的一個方案來。（3）．灌溉渠道的布置應該參照行政區(qū)域的劃分來確定，盡可能的使各個用水單位都有自己獨立的用水渠道，以便于管理，并為上、下級渠道的布置創(chuàng)造良好的條件。（4）．確保渠道工程的安全可靠。渠道沿線應盡量選擇較好的地質條件，盡量避免通過風化巖層和節(jié)理發(fā)育的破碎帶以及透水性較強的地帶。干渠輸水還要考慮引水安全，一般布置成挖方，盡量避免高填及深挖。支渠以方便配水為主，一般不止成半挖半填，以節(jié)省工程量，節(jié)約工程費用的投入。（5）．要考慮水的綜合利用。山區(qū)、丘陵區(qū)的渠道布置要集中落差，以便發(fā)電和進行農(nóng)副業(yè)加工。（6）．灌溉渠系布置應與土地利用規(guī)劃及農(nóng)業(yè)區(qū)域規(guī)劃密切配合，以提高土地利用率，方便生產(chǎn)和生活。（7）．當渠道必須轉彎時，土質干、支渠的彎道曲率半徑應大于干、支渠水面寬度的5倍；受條件限制不能滿足上述要求的，應采取必要的防護措施。石渠或剛護面渠道的彎道曲率半徑可適當減小，當不應小于石渠或剛護面渠道水面寬度的2.5倍。（8）．對沿渠線方向向宣泄的山山洪、源流流應予以疏疏導，防止止進入灌溉溉渠道內(nèi)。對對渠道系統(tǒng)統(tǒng)造成破壞壞。影響灌灌溉渠道功功能的發(fā)揮揮。如果必必須引洪入入渠時，要要盡量校核核渠道的泄泄洪能力，并并應設置排排洪閘、溢溢洪堰等確確保渠道的的安全。在灌區(qū)建設中，灌灌溉渠道系系統(tǒng)和排水水溝系統(tǒng)是是并存的,兩者相互互配合，協(xié)協(xié)調運行，共共同構成完完整灌區(qū)的的灌溉排水水系統(tǒng)。在山區(qū)、丘丘陵地區(qū)干干、支渠道道的布置主主要有兩種種形式：干渠沿著等高線線布置。干干渠沿灌區(qū)區(qū)上部的邊邊緣布置，以以求控制全全部的灌溉溉面積，此此時支渠則則從干渠的的一側引出出。這種布布置形式的的地形條件件，一般位位于分水嶺嶺和山溪或或河流之間間，呈狹長長形，地面面等高線大大致與河流流方向平行行，灌區(qū)內(nèi)內(nèi)的山溪、河河流常用做做排水干、支支溝道，在在這種情況況下，干渠渠的渠線較較長，渠底底比降宜緩緩，以便控控制較大面面積或集中中落差進行行發(fā)電。干渠沿主要分水水嶺布置。干干渠沿灌區(qū)區(qū)內(nèi)的主要要地面崗脊脊線布置，走走向大致與與等高線垂垂直，干渠渠比降視地地面坡度而而定。支渠渠與干渠垂垂直布置，此此時，支渠渠與天然河河溝交叉極極少，因而而建筑物少少，工程量量較省，但但有時因崗崗脊線比降降較大，在在干渠上要要修較多的的銜接建筑筑物。具體體到馬清河河灌區(qū)，要要根據(jù)進一一步的勘測測和選線才才能確定實實際要采取取那種布置置形式。2.斗、農(nóng)渠的的規(guī)劃布置置斗渠的長長度和控制制面積隨地地形變化較較大。馬清清河灌區(qū)地地勢平坦，面面積較大，斗斗渠一般從從支渠的一一側引出，而而農(nóng)渠一般般垂直于斗斗渠布置。農(nóng)農(nóng)渠的布置置的長度要要根據(jù)機耕耕來確定。在在馬清河灌區(qū)區(qū)擬取長度度為500~~10000m，間間距為400~~800m。3、排水溝道的布布置灌溉渠道一般和和排水溝道道配合使用用。他們的的配合方式式取決于地地形條件，根根據(jù)馬清河河灌區(qū)的地地形圖，灌灌區(qū)的地勢勢是由北向向南向一側側傾斜的地地區(qū)，渠道道只能向一一側灌水，排排水溝也只只能接受一一邊的徑流流，灌溉渠渠道和排水水溝道只能能并行，上上灌下排，互互相配合。所所以選擇灌灌排相鄰布布置。三、渠系建筑物物布置3.1渠系建建筑物一般般分為分水水閘、節(jié)制制閘、渡槽槽、倒虹吸吸、泄水閘閘、退水閘閘等。（1）分水閘。建在在上級渠道道向下級渠渠道分水的的地方。上上級渠道的的分水閘就就是下級渠渠道的進水水閘。斗、農(nóng)農(nóng)渠的進水水閘習慣上上稱為斗門門、農(nóng)門。分分水閘的作作用就是控控制和調節(jié)節(jié)上級渠道道上級渠道道向下級渠渠道的配水水流量，其其結構的形形式有開敞敞式和涵洞洞式兩種。（2）節(jié)制閘。節(jié)制制閘垂直中中心線布置置，其作用用是根據(jù)需需抬高的上上游渠道的的水位或組組織渠水繼繼續(xù)流向下下游。在下下列情況下下需要設置置節(jié)制閘：：在下級渠道中，個個別的渠道道進水口處處上午設計計水位和渠渠底高程較較高，當上上級渠道的的工作流量量小于設計計流量時，為為了保證該該渠道能正正常引水灌灌溉，就要要在分水口口的下游設設置節(jié)水閘閘，雍高上上游水位，滿滿足下級渠渠道的引水水要求。下級渠道實行輪輪灌時，需需要在輪灌灌組的分界界處設置節(jié)節(jié)水閘，在在上游渠道道輪灌供水水期間，用用節(jié)制閘攔攔斷水流，把把全部的水水量配給上上游輪灌組組中的個級級下級渠道道。為了保護渠道上上的重要建建筑物和險險工渠段，退退泄降雨期期間回如上上游渠段的的暴雨徑流流，通常在在它們的上上游設置泄泄水閘，在在泄水閘與與被保護建建筑物之間間設置泄水水閘，使多多余水量從從泄水閘流流向天然河河道或排水水溝道。（3）隧洞。當渠道道遇到山崗崗時，或因因石質堅硬硬，或開挖挖工程量太太大，往往往不能采取取深挖方渠渠道，若沿沿著等高線線繞行，渠渠道線路又又過長，工工程量大，而而且增加了了水頭損失失。在這種種情況下，可可選擇山崗崗單薄的地地方鑿洞而而過。（4）渡槽。渠道穿穿過河溝、道道路時，如如果渠底高高程高于河河溝最高洪洪水位或河河底高于路路面的凈空空不能滿足足車輛行駛駛的安全高高度時，可可架設渡槽槽，讓渠道道從河溝、道道路的上空空通過。渠渠道穿越洼洼地時，如如取高填方方渠道工程程量太大，也也可以采用用渡槽。（5）倒虹吸。渠道道穿過河溝溝、道路時時，如果渠渠道水位高高出路面或或河溝洪水水位，但凈凈空不呢不不能滿足交交通要求上上時，就要要用壓力管管代替渠道道，從河溝溝、道路下下面通過，壓壓力管道的的軸線向下下彎曲，形形似倒虹。（6）涵洞。渠道與與道路相交交，若渠道道水位低于于路面，而而且流量較較小時，常常在路面下下面埋設涵涵洞，當渠渠道和河溝溝相交，河河溝洪水位位低于渠道道高程，而而且河溝洪洪水量小于于渠道流量量時，可用用填方渠道道下面建造造排水涵洞洞。（7）銜接建筑物。當當渠道通過過坡度較大大的地段時時，為了防防止渠道沖沖刷，保持持渠道的設設計比降，就就把渠道分分成上、下下兩段，中中間用銜接接建筑物聯(lián)聯(lián)結，可以以是陡坡或或跌水。一一般當渠道道頭發(fā)跌差差較小的陡陡坎時，可可以用跌水水，跌差較較大、地形形變化均勻勻時，多采采用陡坡。（8）量水建筑物。灌灌溉工程的的正常運行行需要控制制和量測水水量，以便便實施科學學的用水管管理。在各各級渠道進進水口需要要量測向田田間灌溉的的水量，在在退水渠道道上要量測測渠道退泄泄的水量。因因此，在現(xiàn)現(xiàn)代化灌區(qū)區(qū)的建設中中要求在各各級渠道進進水閘下游游安裝專用用的量水建建筑物或量量水設備。3.2.退、泄泄水渠道和和排水溝退、泄水渠道和和排水溝包包括排沙渠渠、中途退退水渠，其其主要作用用是定期沖沖刷和排放放渠道內(nèi)的的淤沙，排排泄入渠洪洪水、退泄泄渠道剩余余水量及下下游出現(xiàn)工工程事故時時斷流排水水等，達到到調節(jié)渠道道流量、保保證渠道及及建筑物安安全運行的的目的。中中退水設施施一般布置置在重要建建筑物、及及險工段的的上游，具具體位置的的確定，還還要考慮地地形條件，應應該在利用用天然河溝溝、洼地等等作為排水水出路的地地方。干、支支渠道的末末端應設退退水渠道和和退水閘。綜合考慮建設灌灌區(qū)的工程程量和費用用及天然和和河溝的利利用，在馬馬清河灌區(qū)區(qū)內(nèi)只修建建一條排水水支溝。第第一支渠的的面積內(nèi)，利利用吳家溝溝作為排水水支溝，第第二支溝控控制的面積積內(nèi)利用申申溪作為排排水溝；第第三支渠控控制的面積積內(nèi)，沿龍龍尾河不止止一條排水水支溝。在在龍尾河與與馬清河交交匯處修建建一個泄水水閘，將各各個排水支支溝中的水水排泄到馬馬清河。四、灌區(qū)工作制度度及重要參參數(shù)的確定定4.1、早稻的的灌溉制度度早稻的灌溉制度度與作物需需水量、灌灌水定額、田田間允許水水層深、滲滲透強度、降降雨量和蒸蒸發(fā)量等有有關，這些些因素的變變化對早稻稻的灌溉制制度影響比比較大。4.1.1作物物需水量計計算以水面蒸發(fā)為參參數(shù)的需水水量計算法法（間稱“a值法或稱稱蒸發(fā)皿法法”）ET=aE。(44-1)式中：ET為某某時段內(nèi)的的作物需水水量（mm）；E。為與ET同時時段的水面面蒸發(fā)量（mm）a為需水系數(shù)，在在設計中我我們?nèi)=1..04.1.2根據(jù)據(jù)當?shù)氐臍鈿庀笳镜馁Y資料，我們們可以知道道4—11月份的水水面蒸發(fā)量量E。以及早早稻的每天天的蒸發(fā)量量e如表4-11表4-1月份4567891011蒸發(fā)量E。(mmm)97.5118.0143.7174.9196.5144.7101.3.22675.6日蒸發(fā)量e（mmm）3.253.814.795.646.344.823.262.52由資料表設1--4可以查知知滲透強度度和田間允允許水層深深，由表設設1-2可知設計計年降雨量量4.1.3灌水水定額的確確定在水稻生育期中中任何一個個時段（t）內(nèi)，農(nóng)農(nóng)田水分的的變化都可可以用下列列水量平衡衡方程表示示：h1+P+mm-E-cc=h2(4-2)式中：h1為時時段初田面面水層深度度（mm）；h2為時段末田面水水層深度（mm）；P為時段內(nèi)降雨量量（mm）；c為時段內(nèi)內(nèi)排水量；；m為時段內(nèi)內(nèi)的灌水量量；E為時段內(nèi)內(nèi)田間耗水水量（mm）。mm=hmaax-hmmin(4-3)式中：hmaax為時段初初農(nóng)田水分分適宜水層層上限；hmin為時段末末農(nóng)田水分分適宜水層層下限。如在時段初，水水田應該按按著水量的的消耗慢慢慢向著水分分適宜下限限移動，當當?shù)竭_下限限時便要進進行灌溉；；但是在消消耗的過程程中如有降降雨量P，則需加加上降雨量量P補充給土土壤的水分分；如降雨雨量P很大，超超過了降雨雨量的最大大蓄水深度度，多余的的部分則需需要排除，排排水量為c，然后在在按水分上上限進行消消耗水量。根據(jù)上述的原理理，我們可可以確定出出早稻的灌灌溉制度如如表4-3計算過程如表44-2日/月排水量c(mm3/hm2)灌水量m(m33/hm2)日/月排水量c(mm3/hm2)灌水量m(m33/hm2)13/40105016/603005/5151.9021/603006/527.9022/63107/5233.9024/6232.201/603007/7030010/6030016/60300表4-3早稻的灌溉制度度表灌水次序灌水時間（日//月）灌水定額（m33/hm2）1泡田13/4105021/6450310/6450416/6450521/645067/7450711/7450灌溉定額33750m3/hm24.2棉花的灌灌溉制度4.2.1以產(chǎn)產(chǎn)量為參數(shù)數(shù)的作物需需水量計算算法（間稱稱：“K值法”）ETT=KY（4-4）式中：ET為作作物全生育育期內(nèi)總需需水量（mm或m3/hm2）;Y為作物單位面積積產(chǎn)量（kg/hhm2）;K為以產(chǎn)量量為指標的的需水系數(shù)數(shù)。過去常習慣采用用所謂模比比系數(shù)法估估算作物各各生育階段段的需水量量，即先確確定全生育育期作物需需水量，然然后按照各各生育階段段需水規(guī)律律，以一定定比例進行行分配，即即ETi=KiEET(44-5)式中：ETi為為某一生育育階段作物物需水量；；Ki為某階段需水模模系數(shù)旱作物播種前灌灌水定額（M1）的確定定M1=HH（max--0）A（m3/hm2）（4-6）式中：0為播播種前H土層內(nèi)的的平均含水水率，以占占孔隙率的的%計對于旱作物的灌灌溉制度，用用水量平衡衡分析制定定旱作物的的灌溉制度度時，通常常以作物主主要根系吸吸水層作為為灌水是的的土壤計劃劃濕潤層，并并要求該土土層內(nèi)的儲儲水量能保保持在作物物所要求的的范圍內(nèi)。⑴土壤計劃濕潤層層的水量平平衡方程。在在旱作物整整個生育期期中任何一一個時段t，土壤計計劃濕潤層層（H）內(nèi)儲水水量的變化化可用下列列水量平衡衡方程表示示：Wt-W。=Wt+P。++K+M-ET(4-7)式中：W。，WWt分別為時時段初和任任一時間t時的土壤壤計劃濕潤潤層內(nèi)的儲儲水量（mm或m3/hm2）;Wt為由于計劃濕潤潤層增加而而增加的水水量（mm或m3/hm2）;Wtt=wt，w為t時段內(nèi)平平均每晝夜夜的計劃濕濕潤層增加加的水量P。為土壤計劃濕濕潤層內(nèi)保保存的有效效雨量（mm或m3/hm2）;K為t時段內(nèi)的地下水水補給量（mm或m3/hm2），即K=kt，k為時段t內(nèi)平均每每晝夜地下下水補給量量；M為t時段內(nèi)的灌溉水水量（mm或m3/hm2）；ET為t時段內(nèi)的作物田田間需水量量（mm或m3/hm2），即ET=eet，e為t時段內(nèi)平平均每晝夜夜的作物田田間需水量量。根據(jù)作物正常生生長對農(nóng)田田水分狀況況的要求，任任一時段內(nèi)內(nèi)土壤計劃劃濕潤層內(nèi)內(nèi)的儲水量量應不小于于作物允許許的最小儲儲水量（WWmin）和和不大于作作物允許的的最大儲水水量（Wmax）當當在某些時時段內(nèi)降雨雨量很小或或沒有降雨雨量時，土土壤計劃濕濕潤層內(nèi)的的儲水量由由于作物消消耗而降低低至接近于于作物允許許的最小儲儲水量，即即需進行灌灌溉，以滿滿足作物正正常生長要要求。4.2.2根據(jù)據(jù)水量平衡衡法擬定灌灌溉制度，其其步鄹如下下：①土層內(nèi)允許儲水水量上下限限的確定采采用公式:Wmax＝AHmmax（4-8）Wmin＝AHmmin（4-9）式中：H——計劃潤濕濕層深度（m）Wmaax——計劃潤濕濕層內(nèi)允許許最大儲水水量(m3/hm2)Wmiin——計劃潤濕濕層內(nèi)允許許最小儲水水量(m3/hm2)maxx——允許最大大含水率（％％）minn——允許最小小含水率（％％）A為土壤空空隙率；地下補給量（KK）。K應隨灌區(qū)地下水水動態(tài)和個個階段計劃劃濕潤層厚厚度不同而而變化由于計劃濕潤層層增加而增增加的水量量（Wt）Wt=（H2-H1）AA?（m3/hm2）（4-10）式中：H1為計計算時段初初計劃濕潤潤層深度（m）;H2為計算時段末計計劃濕潤層層深度（m）;A為土壤空隙率；；?為（H2-H1）深深度內(nèi)土層層中的平均均含水率，以%計；有效降雨量（PP。）PP。=P-P地-P滲((4-11))式中：P為設計計降雨量；；P地為形成地面徑徑流的降雨雨量，即地地面徑流量量；P滲為由于降雨過過多造成超超出計劃濕濕潤土層以以為的深層層滲漏損失失水量。在實際生產(chǎn)中常常采用下列列簡化方法法，即P。=σP（4-12）式中：σ為降雨雨有效利用用系數(shù)，取取σ=0.88棉花的灌溉制度度計算表見見表4-4表4-4棉花灌溉制度計計算表生育階段幼苗期現(xiàn)蕾期開花結鈴期吐絮期起止日期（日//月）21/4～166/617/6～288/729/7～266/827/8～6//11模比系數(shù)（％）18302428地下水補給量((K)(mm3/hm2)86.5288.2253.8336.4計劃濕潤層深((m)0.4～0.550.5～0.660.6～0.770.7ET(m3//hm2)865.11441.81153.41345.7WT(m3/hhm2)359.04359.04359.040Wmax(m33/hm2)1689.6～～21111.22112.2～～25344.42534.4～～29566.82956.8Wmin(m33/hm2)1182.7～～14788.41478.4～～17744.11774.1～～20699.82069.766ET-WT-KK(m3/hm2)419.56794.56540.561009.3根據(jù)以上上數(shù)據(jù)進行行分析計算算，把凈耗耗水量（ET-WT-K）平均分配配到每天，然然后進行逐逐日的計算算，從而確確定棉花灌灌溉的日期期以及灌水水額。當計計劃潤濕層層儲水量接接近計劃潤潤濕層內(nèi)允允許最小儲儲水量時，即即進行灌水水。播種時時，計劃層層土壤儲水水量為15530m3/hm2，灌水日日在表中標標出。計算算結果見表表4-5：表4-55日/月排水量c(m33/hm2)定額灌溉量（mm3/hm2）4/5133.507/5278.7017/5241.7023/5126.303/6111.9024/621.9026/80108010/1067.5016/10192.3020/1035.10從表4-5得出出棉花的灌灌溉制度，如如表4-66所示。表4-6棉花的灌溉制度度灌水次序灌水時間(日/月)灌水定額(m33/hm2)1（播前）13/4445226/81080編制全灌區(qū)的灌灌水率圖5.1灌水率計計算和灌水水率圖灌水率是指灌區(qū)區(qū)單位面積積上所需灌灌溉的凈流流量。每次次的灌水率率可以通過過以下公式式計算：q＝am/8644T式中：q為灌灌水率；aa為某一作作物的種植植面積占灌灌區(qū)總種植植面積的百百分數(shù)；mm為該次的的灌水定額額；T為灌水延延續(xù)時間。方程中各各個量的計計算如下：：1.某一作物的種植植面積占灌灌區(qū)總種植植面積的百百分數(shù)a：可由表3得知，為為已知數(shù)。2.灌水定額m：：已經(jīng)由水水稻和棉花花的灌溉制制度計算出出。3.灌水延續(xù)時間TT：由已知知可得早、中中稻泡田8~12晝夜；雙雙季晚稻泡泡田5~7晝夜；各各類水4.稻生育內(nèi)內(nèi)一次灌水水的延續(xù)時時間3~5晝夜。棉棉花生育期期內(nèi)一次灌灌水延續(xù)時時間5~10晝夜。計計算是采用用了早、中中稻泡田8天，雙季季晚稻泡田田7天，各類類水稻生育育內(nèi)一次灌灌水的延續(xù)續(xù)時間5晝夜，棉棉花生育期期內(nèi)一次灌灌水延續(xù)時時間10晝夜。將以上得到的值值代入灌水水率公式，求求出灌水率率。如下表表格：作物物的灌水率率表表5-1作物作物所占面積（%）灌水次數(shù)灌水定額(m33/hm2)灌水時間（日//月）灌水延續(xù)時間（d）灌水率[m3//(s·1100hhm2)]始終中早稻50110508/417/413/4100.0608230031/52/61/630.057933009/611/610/630.0579430015/617/616/630.0579530020/622/621/630.057963006/78/77/730.0579730010/712/711/730.0579中稻3017502/511/57/5100.026237524/527/526/540.032633753/66/64/640.032643758/611/610/640.0326545019/622/620/640.0391645029/63/72/740.039174507/710/78/740.0391845013/716/714/740.0391945020/723/722/740.03911037528/731/729/740.0326113009/812/810/840.0260雙季晚稻50175016/721/719/760.0723222526/728/727/730.0434337531/72/81/830.072343006/88/87/830.0579537511/813/812/830.0723645022/824/823/830.0868745026/828/827/830.0868845030/81/931/830.086894505/97/96/930.08681045011/913/912/930.08681145018/920/919/930.08681230029/91/1030/930.0579棉花20144518/422/420/450.0212108023/830/826/880.03130.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.0900.0900.100修正前的灌水率率圖根據(jù)以上計算成成果，表格格中的計算算數(shù)值，畫畫出以上灌灌水率圖。從圖中可可見，由于于各時期作作物需水量量因氣候等等多種因素素的影響相相差懸殊，因因而各時期期的灌水率率差異較大大，造成渠渠道輸水斷斷斷續(xù)續(xù)，不不利于管理理。為此，必必須對初步步算的灌水水率圖進行行初步的修修正，盡可可能消除灌灌水率高峰峰和短期停停水現(xiàn)象。2灌區(qū)修正后的灌灌水率⒈修正灌水率⑴修正灌水率圖的的原則如下下在不影響響作物需水水要求的前前提下：盡量不改變主要要作物關鍵鍵用水期的的各次灌水水時間。若必須移動，以以往前移為為主，前后后移動不超超過三天。灌水率圖應均勻勻，連續(xù)，消消除短期停停水。最小灌水率應大大于等于0.4倍的設計計灌水率。2、修正灌水率圖圖修正后的的灌水率如如表5-22所示，修修正后的灌灌水率圖見見圖5-22表5-2作物的灌灌水率表作物作物所占面積（%）灌水次數(shù)灌水定額(m33/hm2)灌水時間（日//月）灌水延續(xù)時間（d）灌水率[m3//(s·1100hhm2)]始終中早稻50110506/417/413/4120.0507230031/52/61/630.057933006/69/68/640.0434430013/615/614/630.0579530020/622/621/630.057963004/78/77/750.0347730010/712/711/730.0579中稻中稻3017502/511/57/5100.026237524/527/526/540.032633753/66/64/640.032643758/611/610/640.0326545019/622/620/640.0391645029/63/72/740.039174507/710/78/740.0391845013/716/714/740.0391945020/723/722/740.03911037528/731/729/740.0326113009/812/810/840.0260雙季晚稻50175016/722/719/770.062222526/728/727/730.0434337530/73/81/850.043443006/88/87/830.0579537510/814/812/850.0434645023/827/825/850.0521745029/83/931/850.0521845029/82/931/850.052194504/98/96/950.05211045010/914/912/950.05211145017/921/919/950.05211230029/91/1030/930.0579棉花20144518/422/420/450.0212108023/830/826/880.0313修正后灌水率圖圖見下圖0.0100.0200.0300.0400.0500.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.0900.090由修正后的灌水水率圖可以以看出設計計灌水率qd=0.00579mm3/(s··100hm2)六、渠道設計流流量計算6.1計算典型型支渠設計計流量（以以一支渠為為典型支渠渠）設計渠道流量時時取最大灌灌水率值qd=00.05779灌區(qū)上游的土質質為中壤，下下游龍尾河河一帶為輕輕砂壤土。支渠長度及其灌灌溉面積渠別一支二支三支合計長度（km）3.754.95.313.95灌溉面積（hmm2）9631723.7553967.7556654.5計算一支渠及其其所屬斗、農(nóng)農(nóng)渠設計流流量。6.1.1計算算農(nóng)渠的設設計流量一支渠的田間凈凈流量為：：Q支田凈＝A支qqd（）式中：Q支田凈凈——支渠的田田間凈流量量（m3/s）;A支——支渠的灌灌溉面積(100hhm2);qd——設計灌水水模數(shù)[m3/(s··100hm2)].=00.90Q一支田凈＝A一支支*qd=9.663*0..05799=0.5558（m3/s）因為斗渠分兩組組輪灌，一一輪工作的的斗渠有3組，而農(nóng)農(nóng)渠分四組組輪灌，同同時工作的的農(nóng)趣有3條，故農(nóng)農(nóng)趣的田間間凈流量為為：Q農(nóng)田凈=Q支田凈/（n*k）=0.5558/33*3=00.06220（m3/s）取田間水利用系系數(shù)ηf=0.990，則農(nóng)渠凈凈流量為：：Q農(nóng)凈=Q農(nóng)田田凈/ηf=0.00620//ηf=0.00688（m3/s）灌區(qū)上游土質為為中壤，有有資料查的的，響應的的土壤透水水系數(shù)A=1..9，m=0..4。農(nóng)渠長度為L農(nóng)農(nóng)=0.3325kkm據(jù)此計算算農(nóng)渠每千千米輸水損損失系數(shù)σ農(nóng)=A/QQm農(nóng)凈=1..9/0..068880.4=55.5433農(nóng)渠的毛流量或或是設計流流量為Q農(nóng)毛=Q農(nóng)凈凈（1+σ農(nóng)L農(nóng)/100）==00.06888*（1+5..543**0.3225/1000）=0.7000m33/s