马清河灌区灌溉系统的规划设计毕业设计.doc
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1、第一章工程概况一、工程概况(一)基本资料灌区位于界荣山以南,马清河以北,(20m等高线以下的)总面积约12万亩。气候温和,无霜期长,适宜于农作物生长。年平均气温16.5,多年平均蒸发量1065mm,多年平均降水量1112mm,马清河灌区地形图见附图。灌区人口总数约8万,劳动力1.9万。申溪以西属兴隆乡,以东属大胜乡。根据农业规划,界荣山上以林、牧、副业为主,马头山以林为主,20m 等高线以下则以大田作物为主,种植稻、麦、棉、豆等作物。 灌区上游土质属中壤 ,下游龙尾河一带属轻砂壤土。地下水埋深一般为45m,土壤及地下水的PH值属中性,无盐碱化威胁。 界荣山 、龙尾山等属土质丘陵,表土属中粘壤土
2、,地表56m以下为岩层,申溪及吴家沟等沟溪均有岩石露头,马头山陈村以南至马清河边岩石遍布地表。吴家沟等沟溪纵坡较大,下切较深,一般为78m,上游宽5060m,下游宽7090m,遇暴雨时易暴发洪水,近年来已在各沟、溪上游修建多处小型水库,山洪已基本得到控制,对灌区无威胁。 马清河灌区为马清河流域规划的组成部分。根据规划要求,已在兴隆峪上游20km处(图外)建大型水库一座,坝顶高程50.2m,正常水位43.0m,兴利库容1.21,总库容2.31。马清河灌区拟在该水库下游断面处修建拦河坝式取水枢纽,引取水库水发电则利用尾水进行灌溉。断面处河底高程30m,砂、卵石覆盖层厚2.5m,下为基岩,河道比降1
3、/100,河底宽82m,河面宽120m。水库所供之水水质良好,含沙量极微,水量亦能完全满足灌区用水要求。(二)气象 根据当地气象站资料,设计的中等干旱年(相当于1972年)411月水面蒸发量(80cm口径蒸发皿)及降水量见表1及表2。表1 设计年蒸发量统计月 份4567蒸发量(mm)97.5118.0143.7174.9月 份891011蒸发量(mm)196.5144.7101.175.6表2 设计年降水量统计日月 份4567891017.64.6212.717.418.533.41.97.3492.055.31.210.864.87.92.878.628.582.5919.1103.6112
4、.52.1121.96.4137.52.31412.11.91.91510.0166.04.13.532.81724.5181.3191.6204.312.611.5211.818.5222.110.649.22.53.6231.410.74.52435.47.4256.2261.5271.1281.53.729307.7313.6月计72.9108.5107.339.825.037.3103.5(三)种植计划及灌溉经验灌区以种植水稻为主,兼有少量旱作物,各种作物种植比例见表3。表3 作物种植比例作 物旱稻中稻双季晚稻棉花种植比例(%)50305020根据该地区灌溉试验站观测资料,设计年(19
5、72)早稻及棉花的基本观测数据如表4及表5所示;中稻及晚稻的丰产灌溉制度列于表6。表4 早稻试验基本数据生 育 阶 段复苗分蘖前分蘖后孕穗抽穗乳熟黄熟全生育期起止日期(日/月)25/44/55/514/515/51/62/616/617/630/61/711/712/720/725/420/7天 数101018151411987模比系数(%)78182521138100田间允许水层深(mm)10-30-5010-40-8020-50-9020-50-10020-50-9010-40-50自然落干渗透强度(mm/d)1.31.31.31.31.31.31.3注:全生育期需水系数a=1.0。自然落
6、干期间,不需灌水。表5 棉花试验基本数据生 育 阶 段幼苗期现蕾期开花结铃期吐絮期全生育期起止日期(日/月)21/416/617/628/729/726/827/86/1121/46/11模比系数(%)18302428100地下水补给量占作物需水量的(%)10202225计划湿润层深(m)0.50.60.70.8注:计划产量120kg;需水系数k=2.67m3/kg;土壤空隙率为48%(占土体体积的%);土壤适宜含水率上限为88%,下限为61.6%(占空隙%);田间最大持水率为88%(占空隙%);播种时,计划层土壤储水量为102m/亩。 二、设计要求 (1)根据基本资料用水量平衡法(列表计算)
7、制定早稻及棉花的灌溉制度,建议编程计算或利用Excel计算。 (2)根据所制定的早稻及棉花的灌溉制度以及表6所给出的中稻及双季晚稻的灌溉制度资料,编制全灌区的灌水率图,并进行修正,使其符合要求。在制定灌水率图时,建议采用的一次灌水延续时间如下:早、中稻泡田812昼夜;双季晚稻泡田57昼夜;各类水稻生育内一次灌水的延续时间35昼夜。棉花生育期内一次灌水延续时间510昼夜。表6 中稻、双季晚稻设计年丰产灌溉制度中稻双季晚稻灌水次序灌水时间(日/月)灌水定额(/亩)灌水次序灌水时间(日/月)灌水定额(/亩)1(泡田)7/5751(泡田)19/770226/525227/71534/62531/825
8、410/62547/820520/630512/82562/730623/83078/730727/830814/730831/830922/73096/9301029/7251012/9301110/8201119/9301230/920灌溉定额 345(/亩)灌溉定额 355(/亩)(3)确定渠首枢纽的位置及形式。在1/25000地形图上布置引水干渠、支渠及骨干排水沟,并布置主要干道,以及主要渠系建筑物。在灌区中部选择一条支渠布置斗、农级渠道。 (4)推算典型支渠各级渠道的设计流量及灌溉水利用系数;推算其它各支渠渠首及干渠各段的设计流量。 (5)设计干渠各段的纵横断面及典型支渠纵横断面。(
9、6)设计典型斗渠和典型农渠横断面。 三、设计成果 (1)设计说明书2535页(小4号字,1.5倍行距,A4纸打印)。要求说明设计的步骤、依据的理论、采用的公式或方法,必要时将计算成果列入表格。(2)设计图纸包括灌溉系统规划布置图,干渠纵横断面图,以及支、斗、农渠横断面图(CAD绘图)。1.2灌区规划的必要性与可行性灌区以种植水稻为主,兼有少量旱作物,各种作物种植比例如下表所示:灌区作物种植比例作 物早稻中稻双季晚稻棉花种植比例(%)50305020灌区南部是马清河,中间有两条小支流河的水位比较低,无法自流灌溉,项目区水源充足,但是水利设施条件较差,水资源利用率较低,通过对项目区的灌溉系统进行规
10、划,可以提高灌区水资源利用率,提高项目区作物的产量。四、灌溉渠灌水率图的绘制(1)计算早稻灌水制度:计算过程见下表逐日耗水量计算表生育阶段复苗分蘖前分蘖后孕穗抽穗乳熟黄熟全生育期起止日期(日/月)25/44/55/514/515/51/62/616/617/630/61/711/712/720/725/420/7天 数101018151411987模比系数(%)78182521138100渗透强度(mm/d)1.31.31.31.31.31.31.3阶段需水量(mm)27.6 31.5 70.9 98.5 82.7 51.2 31.5 394.0 阶段渗漏量(mm)131323.419.518
11、.214.311.7113.1阶段田间耗水量(mm)40.6 44.5 94.3 118.0 100.9 65.5 43.2 507.1 日平均耗水量(mm)4.1 4.5 5.2 7.9 7.2 6.0 4.8 灌区早稻生育期灌溉制度计算表 单位:mm日期生育期设计淹灌水层逐日耗水量逐日降雨淹灌水层变化灌水量排水量月日4244.12025复苗10-30-504.115.9264.111.8274.127.720284.11.525.1294.121304.116.9514.112.824.128.72034.13.42844.19.233.15分蘖前10-40-804.51.229.864.
12、57.933.274.528.557.284.552.794.548.2104.543.7114.52.541.7124.56.443.6134.539.1144.534.615分蘖后20-50-905.229.4165.2630.2175.224.549.5185.244.3195.239.1205.233.9215.228.7225.210.634.1235.210.739.6245.234.4255.229.2265.224275.21.149.930285.23.748.4295.243.2305.238315.232.8615.227.62孕穗20-50-1007.917.437.1
13、37.91.931.147.923.257.945.33067.937.477.929.587.921.697.943.730107.935.8117.927.9127.920137.942.130147.91.936.1157.928.2167.920.317抽穗20-50-907.243.130187.235.9197.228.7207.221.5217.244.330227.249.286.3237.279.1247.235.49017.3257.282.8267.21.577.1277.269.9287.262.7297.255.5307.248.371乳熟10-40-50642.32
14、636.33630.34624.35618.36612.37636.3308630.39624.310618.311612.312黄熟自然落干4.87.5134.82.714151617181920478.6224.525017.3校核:h始+20+224.5+250-478.6-17.31.4mm与7月13日淹灌水层相符,计算无误。灌水率计算表作物作物所占面积(%)灌水次数灌水定额(m3/亩)灌水时间(日/月)延续时间(d)灌水率m3/(s万亩)中稻30(泡田)1755月7日100.26 2255月26日50.17 3256月4日50.17 4256月10日50.17 5306月20日50.
15、21 6307月2日50.21 7307月8日50.21 8307月14日50.21 9307月22日50.21 10257月29日50.17 11208月10日50.14 双季晚稻50(泡田)1707月19日50.81 2157月27日50.17 3258月1日50.29 4208月7日50.23 5258月12日50.29 6308月23日50.35 7308月27日50.35 8308月31日50.35 9309月6日50.35 10309月12日50.35 11309月19日50.35 12209月30日50.23 早稻50(泡田)1804月27日50.93 2 13.33 5月3日5
16、0.15 313.33 5月27日50.15 4206月5日50.23 5206月9日50.23 6206月13日50.23 7206月17日50.23 8206月21日50.23 9207月7日50.23 棉花2013050.14 通过已知的中稻和晚稻的灌溉制度,得出全灌溉区的初步灌水率图如下图所示:灌水率的修正修正原则:要以不影响作物需水要求为原则,尽量不要改变主要作物关键用水期的各次灌水时间,修正后的灌水率图要比较均匀连续,修正后最小的灌水率应不小于最大灌水率的45%。通过修正得到下图:如图所示, 全区的灌水率为最高为0.465m3/(S万亩),灌区灌溉系统的设计模数采用最高的灌水率0.
17、465m3/(S万亩)第二章、灌排渠系与渠系建筑物的规划布置2.1水源与取水口选择灌区的水源主要是以马清河为灌溉水源。马清河上游,水位较高,还有一座水库水质良好,含沙量极微,灌区上游土质属中壤,下游龙尾河一带属轻砂壤土。地下水埋深一般为45m,土壤及地下水的PH值属中性,无盐碱化威胁。取水口宜取在凹岸中点偏下游处,取水口在这里可加大进流量,有效防止泥沙入渠,另外还可以避免水直接冲击渠道,有利于渠道的保护。2.2各级渠道与沟道的布置2.3渠系建筑物布置渠系建筑物是指与渠道配套的水闸、涵洞、桥梁、渡槽、倒虹吸、跌水、陡坡等建筑物。一、渠系建筑物的选型与布置原则1、尽量采用定型设计和装配式建筑物;2
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