灌区灌溉水利用系数计算与分析.doc
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1、目 录摘要22第一章 绪论331.1 研究意义331.2研究现状331.2.1常用测算方法简介331.2.2现有测定方法存在的问题77第二章 研究目标和研究内容992.1研究目标:992.2研究的主要内容:99第三章 宝鸡峡 灌区灌溉水利用系数计算与分析10103.1宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算10103.1.1宝鸡峡灌区基本概况10103.1.2宝鸡峡典型灌区灌溉水利用系数测算步骤11113.2宝鸡峡灌区灌溉水利用系数的影响因素分析22223.2.1社会经济状况的影响22223.2.2种植结构的影响23233.2.3灌区管理状况管理状况的影响24243.2.4灌区工程地质地理位置的影响252
2、53.2.5灌区节水灌溉措施的影响26263.2.6不同水文年份的影响2626第四章 存在问题及解决措施27274.1存在的问题27274.2解决办法27274.2.1 确定毛灌溉用水总量确定28284.2.2 计算净灌溉用水量确定28284.2.2 计算灌溉水利用系数确定2929第五章 结论3232参考文献3434附 录3535致 谢4545摘要2第一章 绪论41.1 研究意义41.2研究现状41.2.1目前常用测算方法简介41.2.2传统测定方法61.2.3传统测定方法存在的问题7第二章 研究目标和研究内容92.1研究目标:92.2研究的主要内容:9第三章 灌区灌溉水利用系数计算与分析10
3、3.1宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算103.1.1宝鸡峡灌区基本概况103.1.2典型灌区灌溉水利用系数测算步骤113.2宝鸡峡灌区灌溉水利用系数的影响因素分析203.2.1社会经济状况的影响203.2.2种植结构的影响213.2.3灌区管理状况管理状况的影响223.2.4灌区工程地质地理位置的影响223.2.5灌区节水灌溉措施的影响233.2.6不同水文年份的影响23第四章 存在问题及解决措施244.1存在的问题244.2解决办法244.2.1 毛灌溉用水总量确定254.2.2 净灌溉用水量确定254.2.2 灌溉水利用系数确定26第五章 结论28参考文献30附 录31致 谢40宝鸡峡典型灌区
4、灌溉水利用系数计算与分析指导老师:王密侠 作者:陆通摘 要:本文以陕西省宝鸡峡灌区为研究对象,通过对灌区进行实地调查、收集资料,利用灌区灌溉用水管理资料、气象资料、流量资料、灌溉试验与观测资料,依据灌区渠首每日引水量(退水量),结合灌区各支渠配水水量及斗口引水资料计算灌区各干、支渠利用系数及灌区灌溉水利用系数;渠首到斗口的利用系数利用灌区历年实际配水资料获得;灌区斗渠,农渠,毛渠渠道水利用系数和田间水利用系数借鉴灌区灌溉实践经验,利用调查资料分析计算获得;最后利用渠首到斗口的水利用系数和斗口到田间的水利用系数计算全灌区的灌溉水利用系数。利用渠系水利用系数及田间水利用系数求得灌溉水利用系数。通过
5、研究灌区灌溉水利用效率状况,分析灌溉水有效利用系数的影响因素,探索提高灌溉水有效利用系数的节水措施,对目前灌溉水利用系数测算分析方法及存在问题进行分析研究。关键词:宝鸡峡灌区 ;渠系水利用系数;田间水利用系数;农业节水Calculation and Analysis of Typical Irrigation District Water Use CoefficientAbstract:In this paper, Shaanxi Provinces Baojixia Irrigation district is the research object . Full use of Irriga
6、tion Water Management Information 、Irrigation experiments 、Meteorological data, flow data and observation data ,Learning from the experience of irrigation practice ,calculated and analyzed the water use coefficient of this irrigation district. According to the daily amount of water used in Irrigatio
7、n District (return flow), combing branch canal irrigation water and the water diversion iformation at each mouth of lateral canal, the canal water use coefficient of branch canals and lateral canals were calculated. The water use coefficient from canal head to each lateral canal mouth is got from wa
8、ter distribution information. Canal water use coefficient and field water use coefficient is calculated using survey information. Use of canal water use coefficient and the field water use coefficient for irrigation water use coefficient. By studying the status of irrigation water use efficiency, an
9、alyzed the affecting factors of irrigation water use coefficient and the current irrigation water use coefficient calculation method and its existing problems,in order to explore means to save irrigation water.Key words: Baojixia Irrigation District; canal water utilization coefficient; field water
10、use第一章 绪论1.1 研究意义随着我国经济的快速增长,人口的逐步增加,水资源紧缺问题日益严重,水资源的合理开发和充分利用尤为重要。据相关资料显示,目前我国农业灌溉用水占70%以上,如何提高灌溉水利用系数,减少灌溉用水,是目前节水工作的首要任务。灌溉水利用系数是衡量一个灌区、一个地区节水工程技术措施、节水农业技术措施和节水管理技术措施等节水措施效果的评价指标综合指标。对任何一种节水技术措施进行分析、比较和评价都涉及到灌溉水利用系数,灌溉水利用系数是集中反映灌溉工程质量、灌溉技术水平和灌溉用水管理水平的一项综合指标。它是评价农业水资源利用、指导节水灌溉、大中型灌区续建配套及节水改造健康发展、灌
11、溉水量宏观调控的重要依据。我国灌溉用水节约潜力很大,研究分析灌区灌溉水利用系数,正确认识、探讨灌区灌溉水利用系数的测定和计算方法,对了解我国灌区灌溉水利用水平的现状和存在问题,提高灌溉水的利用率,促进水资源的持续利用有着积极的意义。1.2研究现状目前灌溉水利用系数的确定方法主要有经验系数法、经验公式法与实测法三类 。生产实际中对于已建成灌区灌溉水利用系数的确定应用计算灌溉水利用系数的方法主要有首尾测定法、典型渠段测量法和综合测定法等,鉴于传统的测算所需时间长,计算过程、数据繁杂,以及对灌溉统计数据利用不够充分等缺点,采用投入少、见效快的灌溉水利用系数的测算方法是我国目前需要研究的课题。目前急需
12、采用计算机技术对灌溉水利用系数进行分析测算,以推求各灌区科学合理的灌溉水利用系数,评价、指导节水灌溉的发展。1.2.1目前常用测算方法简介1.首尾测定法:测定作物净灌溉水量和渠首总供水量,不必测定中间过程中的输、配水损失量,从而求得灌溉水利用系数。这样可以明显的减少灌溉水利用系数的测定工作。某次灌溉水利用系数可用下式计算: (1-1)式中:mi为第i种作物的净灌溉定额,Ai为第i种作物的实际灌溉面积,Wj为渠首引水总量。,n为灌区作物种类。对于大型灌区而言,灌区年度灌溉净灌溉水量等于该年度所有作物的净灌溉水量总灌溉定额之和,。因此,可以在灌区中选择典型区域,确定各种作物的总灌溉定额。通过灌区渠
13、首年度总引水量,各种作物的实际灌溉面积,可以利用下式计算年度的灌溉水利用系数l: (1-2)式中:mi为第i种作物的净灌溉定额,Ai为第i种作物的实际灌溉面积,Wj为渠首引水总量,n为灌区作物种类。该方法克服了传统测定方法工作量大等缺点,适用于各种布置形式的渠系,但只是单纯为了确定灌区的灌溉水利用系数,不能充分反映渠系输水损失和田间水利用情况。对于渠道改造工程不能提供有效的指导作用。2.典型渠段测量法:首先选择具有代表性的典型渠道及测流断面,测流段应基本具有稳定规则的断面;其次选择测量方法,测定时尽量采用流速仪表、量水建筑物测流。测定时,应在实际灌溉运行条件下测定流量及水量。测段内分水口正常分
14、水,测量时段内渠道 (渠段)流量应尽可能保持稳定。测量典型渠段长度,流量小于1 m3/s时,渠段长度不小于1km;流量为 110m3/s时,渠段长度不小于3km;流量为10 30 m3/s时,渠段长度不小于 5km;流量大于30 m3/s时,渠段长度不小于10km。a.动水测定法根据渠道沿线的水文地质条件,选择有代表性的渠段,中间无支流,其长度应满足以下要求:流量小于lm3/s时,渠道长不小于lkm;流量为1l0m3/s时,渠道长不小于3km;流量为1030m3/s时,渠道长不小于5km;流量大于30m3/s时,渠道长不小于l0km。观测上、下游两个断面相同时段的流量,其差值即为损失水量。(1
15、)渠道水利用系数渠道水利用系数等于该渠道同时期放入放人下一级渠道的流量(水量)之和与该级渠道首端进入的流量(水量)的比值。可分别用下式计算:渠道=W净/W毛 (1-3)式中:W净为下一级渠道净灌溉水量,m3;W毛为上一级渠道渠首水量毛灌溉水量,m3;渠道为渠道水利用系数。(2)渠系水利用系数灌溉渠系的净流量与毛流量的比值称为渠系水利用系数,用符号q表示。农渠向田间供水的流量就是灌溉渠系的净流量,干渠或总干渠从水源引水的流量就是渠系的毛流量。各级固定渠道的渠道水利用系数的乘积值称为渠系水利用系数。渠系水利用系数反映了从渠首到农渠的各级输、配水渠道的输水损失,表示了整个渠系灌溉水的利用率。即 q=
16、gzdn (1-4)式中:q为渠系水利用系数;g、z、d、n分别为干、支、斗、农渠的加权平均渠道水利用系数。;3)田间水利用系数。 田间水利用系数是实际灌入田间的有效水量(对旱作农田,指蓄存在计划湿润层中的灌溉水量;对水稻田,指蓄存在格田内的灌溉水量。)和末级固定渠道(农渠)放水量的比值,用符号f表示用下式表示。t=Wj/Wt=mjAj/Wt (1-5)式中:mj为设计净灌水定额(m3/hm2);Aj为末级固定渠道控制的实灌面积(hm2);Wt为末级固定渠道放出进入田间的总水量(m3)。4)灌溉水利用系数。 灌溉水利用系数是实际灌入农田的有效水量和渠首引入水量的比值,用符号0表示。它是评价渠系
17、工作状况、灌水技术水平和灌区管理水平的综合指标,可按下式计算:0 = (1-6)或: 0=tq=gzdn (1-7)式中:A为某次灌水全灌区的灌溉面积(hm2);mn为净灌水定额(m3/hm2);Wg为某次灌水渠首引入的总水量(m3)。对于井渠结合灌区应分别算出井灌水利用系数和渠灌水利用系数,然后根据井灌的地下水利用量与渠灌的渠首引水量进行加权平均:=(W11+W0q)/(W1+W0) (1-8)式中:W1为灌溉时井灌的地下水利用量,m3;1为井灌灌溉水利用系数。b.静水测定法选择一段具有代表性的渠段,长度50l00m,两端堵死,渠道中间设置水位标志,然后向渠中充水,观测该渠段内水位下降过程,
18、根据水位变化即可计算出损失水量和渠系水利用系数。渠道的水量损失测出后,换算成单位长度损失水量,即可计算出渠道水利用系数:s=1-l?式中:L为渠道长度(km)(1) 损失水量的计算 (1-9)式中:W首为测量时段内典型渠段首部测量断面累计水量;W尾为测量时段内典型渠道尾部断面累计水量,Wi为测量时段内正常运行的下级渠道测量断面的累计水量;W渠为测量始末典型渠道内的蓄水量的变化,增加的情况取“-”,减少的情况取“+”。(2)渠道水利用系数首先计算典型渠段的输水损失率典型,典型为典型渠段测量时段内损失水量与渠段上游断面的累计水量之比:典型=W损失/W首 (1-10)其次计算典型渠道单位长度的输水损
19、失率典渠道。实际的渠道在运行过程中存在从在很大的差异,在计算渠道水利用系数时,必须进行修正。典型渠段选定后,影响渠系水利用系数的主要因素有流量变化,沿程分水情况及典型段选择的位置情况,因此,引入三个修正系数:典渠道=k2+k3(k1-1)(1-k2) 典型/L典渠段 (1-11)式中:L典渠段为典型渠段的长度,k1为输水系数,k1=Qc/Qo,Qo为渠首流量,Qc为渠尾流量;k2为分水系数,k2=0.5*(1-1/6*B/B),B为渠道控制区的平均宽度,B为控制区宽度呈线性变化的假定下,首部于尾部的宽度差,如果为均匀分水,即上下游控制面积区别不大,则k2=0.5。k3为位置修正系数,k3=0.
20、5+L1/L,L1为典型渠段中心点到该渠道渠首距离,L为典型渠道的长度。渠道单位长度的输水损失率渠道等于所选该级各典型渠道输水损失率按渠道长度进行加权平均的计算值,即:渠道=典渠道iL典渠道i/L典渠道iiI (1-12)某级渠道的输水损失率为:渠=渠道L渠 (1-13)式中:L渠为该级渠道的平均长度(km),即该级渠道的总长度除总条数。因此,某级渠道的渠道水利用系数渠为:渠道=1-渠 (1-14)(2) 灌溉水利用系数首先计算田间水利用系数:田间=mA/W农净 (1-15)式中:田间为田间水利用系数;A为渠道控制的灌溉面积(hm2);m为灌区某次灌水定额溉定额(m3/ hm2);W农净为农渠
21、放水量(m3)。灌溉水利用系数水等于渠系水利用系数于田间水利用系数的乘积:水=田间渠3.综合测定法:是将首尾测定法、典型渠道测量法及对灌溉水利用系数的修正等综合考虑的一种方法。克服了传统测量方法中工作量大,需要大量人力、物力才能完成的缺点,又弥补了只测量典型渠段而引起较大误差的不足。在我国目前及今后相当长一段时期内具有重要的实用价值。综合测定法的步骤:首先确定灌区测量渠道的数量、测量方法、典型渠段及其长度;其次,计算出典型渠段的单位长度输水损失率;然后,确定输水系数、分水系数及典型渠段位置修正系数,计算出典型渠道的单位长度输水损失率;第4步,进行典型渠道非等效并联修正;第5步,进行同级渠道土渠
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- 灌区 灌溉 水利 系数 计算 分析
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