马清河灌区灌溉系统规划设计

马清河灌区灌溉系统规划设计

马清河灌区灌溉系统规划设计

学校：扬州大学

专业：水利水电工程

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目录

1 基本资料 0

1.1 概况 0

1.2 气象 0

1.3 种植计划及灌溉经验 (2)

1.4 灌区开发的必要性和可行性 (5)

2 早稻及棉花的灌溉制度计算 (7)

2.1早稻的灌溉制度计算 (7)

2.2棉花的灌溉制度计算 (11)

3灌水率计算 (21)

4 灌排渠系及渠系建筑物规划布置 (25)

4.1 水源与取水口选择 (25)

4.2 各级渠道与排水沟布置 (25)

4.3 渠系建筑物布置 (25)

5 水位推算 (25)

5.1 初拟各级渠道比降 (29)

5.2 选择地面控制点 (29)

5.3 推算典型支渠渠首设计水位 (29)

5.4 推算干渠设计水位 (30)

5.5 确定引水方式 (30)

6 计算渠道设计流量 (31)

6.1 确定工作制度 (31)

6.2 计算典型支渠设计流量 (31)

6.3 计算干渠设计流量 (33)

7 渠道横断面设计 (35)

7.1 干渠各断面设计 (35)

7.2 支渠断面设计 (37)

7.3 斗渠断面设计 (37)

7.4 农渠断面设计 (38)

8 干、支渠水位衔接校核 (40)

1 基本资料

1.1 概况

灌区位于界荣山以南，马清河以北，总面积（20m等高线以下的）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1。

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4～5m，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，地表5～6m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7～8m，上游宽50～60m，下游宽70～90m，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处建大型水库一座，坝顶高程50.2m，正常水位43.0m，兴利库容

1.2×108m3，总库容

2.3×108m3。马清河灌区拟在该水库下游A

A-断面处修建拦河坝式取水枢纽，引取水库水发电尾水进行灌溉。A

A-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1/100，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。

1.2 气象

根据当地气象站资料，设计的中等干旱年（相当于1972年）4～11月水面蒸发量（80cm口径蒸发皿）及降水量见表1-1及表1-2。

表1-1 设计年蒸发量统计

表1-2 设计年降水量统计(mm)

1.3 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1-3。

表1-3 作物种植比例

根据该地区灌溉试验站观测资料，土壤空隙率为48%（占土体的%），田间持水率为88%（占空隙%）。设计年（1972）早稻全生育期需水系数 =1.0，泡田定额为70m3/亩；棉花计划产量120kg，需水系数k=2.67m3/kg，土壤适宜含水率上限为88%，下限为61.6%（占空隙%），播前灌计划湿润层深为0.4m，播前计划湿润层平均含水率65.3%（占空隙%），播种时计划湿润层土壤实际储水量为102m3/亩。

早稻及棉花的基本观测数据如表1-4及表1-5所示；中稻及晚稻的丰产灌溉制度计算见表1-6。

表1-4早稻试验基本数据

表1-5 棉花试验基本数据

表1-6 中稻、双季晚稻设计年丰产灌溉制度

1.4 灌区开发的必要性和可行性

1.灌区开发的必要性分析

(1)从作物需水要求来说，该灌区灌溉面积近12万亩，地形相对平坦，适宜农作物的成长，其种植的作物包括有早稻、中稻、双季稻和棉花，都是相对来说耗水的经济作物，种植比例为50:30:50:20。多年平均蒸发量和降雨量基本持平，现有的自然条件不能满足作物的需水要求。

(2)就目前的灌溉与排水条件来说，在灌区有两条河流，但都是流量比较小的河流且分布不均匀，无法满足整个灌区的灌水要求，因此修建灌溉系统十分必要。

2.灌区开发的可行性分析

就灌区开发的有利条件来说，该灌区位于河流冲击所形成的平原带，其正南方有马清河通过，而在马清河上游有一兴利库容1.2×1380m,总库容2.3×1380m的水库，取水水源方便、水质良好，符合灌溉的基本条件。其次引取水库水发电则利用尾水进行灌溉，既考虑了资源充分利用，又兼顾经济效益。

综上所述，该地域修建灌溉系统，实际上必要，技术上可行，同时能实现经济效益、社会效益、生态效益的统一。

2 早稻及棉花的灌溉制度计算

2.1早稻的灌溉制度计算

由已知的气象资料可知，在早稻的全生育期的蒸发量为:

2031

9

.1747.1430.1186305.970⨯+++⨯=

E 0E ET α=全

0.1=α 06.394=全ET

所以可得各生育阶段的需水量全ET k ET i i =，继而可得出逐日耗水量,计算结果如表2-1。

表2-1 逐日耗水量计算表

注：稻田渗漏量为1mm/d

当淹灌水层减去逐日耗水量，加上逐日降雨量后若小于最小田间允许最小水层深度则设计灌水，当大于最大田间允许水层深度则设计排水。水量平衡方