農(nóng)田水利學(xué)設(shè)計(jì)說明書

《農(nóng)田水利學(xué)》課程設(shè)計(jì)——灌區(qū)灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)一、基本資料1.1概況灌區(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，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(zhì)屬重粘壤土，下游龍尾河一帶屬中粘壤土。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(zhì)丘陵，表土屬重粘壤土，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。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1.2×1380m,總庫容2.3×1380m。馬清河灌區(qū)擬在該水庫下游AA-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(jìn)行灌溉。AA-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(zhì)良好，含沙量極微，水量亦能完全滿足灌區(qū)用水要求。1.2氣象根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳举Y料，設(shè)計(jì)的中等干旱年（相當(dāng)于1972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設(shè)計(jì)年蒸發(fā)量統(tǒng)計(jì)表2設(shè)計(jì)年降水量統(tǒng)計(jì)1.3種植計(jì)劃及灌溉經(jīng)驗(yàn)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3。表3作物種植比例根據(jù)該地區(qū)灌溉試驗(yàn)站觀測資料，設(shè)計(jì)年（1972）早稻及棉花的基本觀測數(shù)據(jù)如表4及表5所示；中稻及晚稻的豐產(chǎn)灌溉制度列于表6。表4早稻試驗(yàn)基本數(shù)據(jù)注：全生育期需水系數(shù)a=1.0。表5棉花試驗(yàn)基本數(shù)據(jù)注：計(jì)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(jì)劃層土壤儲水量為102m3/畝。2、設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1根據(jù)基本資料用水量平衡法（列表計(jì)算）制定早稻及棉花的灌溉制度，建議編程計(jì)算或利用Excel計(jì)算。2.2根據(jù)所制定的早稻及棉花的灌溉制度以及表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(jìn)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8~12晝夜；雙季晚稻泡田5~7晝夜；各類水稻生育內(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。表6中稻、雙季晚稻設(shè)計(jì)年豐產(chǎn)灌溉制度附注：早稻泡田日期為4月13日，定額為：80m3/畝。2.3確定渠首樞紐的位置及形式。在1/25000地形圖上布置引水干渠、支渠，以及主要渠系建筑物。在灌區(qū)中部選擇一條支渠布置斗、農(nóng)級渠道。2.4推算典型支渠各級渠道的設(shè)計(jì)流量及灌溉水利用系數(shù)(田間水利用系數(shù)取0.92)；推算其它各支渠渠首及干渠各段的設(shè)計(jì)流量。2.5設(shè)計(jì)干渠各段的縱橫斷面及典型支渠縱橫斷面，干、支渠采用漿砌石襯砌梯形斷面。2.6設(shè)計(jì)典型斗渠和典型農(nóng)渠橫斷面，斗、農(nóng)渠采用混凝土襯砌矩形斷面。三、設(shè)計(jì)成果3.1設(shè)計(jì)說明書20~30頁（手寫，字體工整）。要求說明設(shè)計(jì)的步驟、依據(jù)的理論、采用的公式或方法，必要時將計(jì)算成果列入表格(設(shè)計(jì)說明書中包括早稻及棉花的灌溉制度相關(guān)圖表，修正前后的灌水率圖)。3.2設(shè)計(jì)圖紙包括灌溉系統(tǒng)規(guī)劃布置圖。干渠縱、橫斷面圖，以及支、斗、農(nóng)渠橫斷面圖（共2張，均為A3圖幅、CAD繪圖）。馬清河灌區(qū)灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)一作物灌溉制度和灌水率的制定1.早稻灌溉制度的制定1)泡田期灌溉制度泡田定額（已給定）：80畝/3m2)生育期灌溉制度早稻生育期灌溉制度用水量平衡方程計(jì)算根據(jù)基本資料及公式可計(jì)算出作物相應(yīng)生長階段的蒸發(fā)量，有效降雨量，蓄水量，繼而可得出逐日耗水量，計(jì)算過程見表1。水量平衡方程21hdWCmPh=--++式中1h—時段初田面水層深度；2h—時段初田面水層深度；P—時段內(nèi)降雨量；m—時段內(nèi)灌水量；WC—時段內(nèi)田間耗水量；d—時段內(nèi)排水量。式中各數(shù)值均已mm計(jì)。S+=日ETWC式中日ET—逐日需水量，mm；S—稻田逐日滲漏強(qiáng)度，mm。nETi=日ET式中iET—各生育階段作物需水量，mm；n—各生育階段天數(shù)。ETKETii1001=式中iK—需水量模比系數(shù)；ET—全生育階段需水量，mm。0EETα=式中0E—全生育期水面蒸發(fā)量，mm。根據(jù)設(shè)計(jì)年蒸發(fā)量統(tǒng)計(jì)表以及生育期時間