灌区灌溉系统的规划设计课程设计

灌区灌溉系统的规划设计课程设计
课程设计说明书
课程名称：灌溉排水工程学
题目名称：马清河灌区灌溉系统的规划设计
班级：20 级水利水电专业班姓名：
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20 年月日
马清河灌区灌溉系统的规划设计
1.基本资料
1.1灌区基本情况
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。

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，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，遇暴雨时易发洪水，近年来已在各沟，溪上游修多处小型水库，山洪已基本得到控制，对灌区无威胁。

Q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，坝顶高程林50.2m，正常水位43.0m，兴利库容 1.2×108m3，总库容 2.3×108m3。

Q灌区拟在该水库下游A-A断面处修建拦河坝式取水枢纽，引取水库水发电则利用尾水进行灌溉。

A-A断面处河底高程30m，砂、卵石覆盖层厚2.5 m，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
月份 4 5 6 7 8 9 10 11 蒸发量
(mm) 97.5 118 143.7 174.9 196.5 144.7 101.1 75.6 表1-2 设计年降水量统计
日
月份
4 5 6 7 8 9 10
1 7.6 4.6
2 12.7 17.4 18.5
3 3.
4 1.9 7.3
4 92
5 5.3 1.2 10.8
6 4.8 7.9 - 2.8
7 8.6 28.5
8 2.5
9 19.1
10 3.6
11 2.5 2.1
12 1.9 20
13 7.5 2.3
14 12.1 1.9 1.9
15 10
16 6 4.1 3.5 32.8
17 24.5
18 1.3
19 1.6
20 4.3 12.6 11.5
21 1.8 18.5
22 2.1 10.6 20.2 2.5 3.6
23 1.4 10.7 4.5
24 35.4 7.4
25 6.2
26 1.5
27 1.1
28 1.5 3.7
29
30 7.7
31 3.6
月计72.9 212.1 78.3 39.8 25 37.3 103.5
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
作物早稻中稻双季
晚稻棉花
种植
比例
(%) 50 30 50 20
根据该地区灌溉试验站观测资料，设计年(1972)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列于表1-6。

表1-4 早稻试验基本数据
生育阶段复苗分孽前分孽后孕穗抽穗乳熟黄熟
全生
育期
起止日期(日/月)25/4-4/
5
5/5-14/515/5-1/
6
2/6-16
/6
17/6-3
0/6
1/7-11
/7
12/7-2
0/7
25/4-
20/7
天数101018151411987模比
系数
(% )
7818252l138100
田间
允许
水层深( mm )10-30-5
10-40-8
20-50-
80
20-50
-100
20-50
-90
10-40-
50
湿润
渗透
强度
( mm
/d )
1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3
附注全生育期需水系数 =1.0。

表1-5棉花试验基本数据表
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) 21/4
-16/
6
17/6-28
/7 29/7-26/8 27/8-6/11
21/4-6/1
1
模比系数(%) 18 30 24 28 100 地下水补给量占作
物需水量的(%) 10 20 22 25
计划湿润层深(m) 0.4-
0.5 0.5-0.6 0.6-0.7 0.7
注：计划产量120Kg；需水量系数K=2.67m3／Kg；土壤孔隙率48%（占土体的百分数）；土壤适宜含水率上限为70%（占空隙体积的百分数），下限为35%（占空隙%）；田间最大持水率为70%（占空隙%）；播种时，计划层土壤储水量为72 m3／亩；播前灌之前土壤计划润湿层（0.4m）内的平均含水率θ0=40%（占空隙体积的百分数）。

增加的计划润湿层的平均含水率可按50%（占空隙体积的百分数）计。

表1-6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
(m3/公
顷)
灌水次
序
灌水时
间
(日/月)
灌水定
额
(m3/公
顷)
1 7月5日50 1 7月19
日50
2 5月26
日25 2
7月27
日15
3 4月6日25 3 1月8日25
4 10月6
日25 4 7月8日20
5 6月2030 5 12月825
日
日 6 2月7日 30 6 8月23日 30 7 8月7日 30 7 8月27日 30 8 7月14日 30 8 8月31日 30 9 7月22日 30 9 6月9日 30 10 7月29日 25 10 12月9日 30 11 10月8日
30 11 9月19日 30
12
9月30日
20
灌溉定额320(m 3/公顷) 灌溉定额335(m 3/公顷)
2.早稻及棉花的灌溉制度计算
2.1早稻的灌溉制度计算
2.1.1早稻田间逐日耗水量计算
日蒸发量=总蒸发量÷天数
阶段水面蒸发量=相应的日蒸发量×相应的天数 由于0.1=α 则==0E ET α0E
阶段需水量=阶段水面总蒸发量×模比系数 阶段渗透量=渗透强度×天数 阶段耗水量=阶段渗透量＋阶段需水量 逐日耗水量=阶段耗水量÷天数
田间逐日耗水量计算
月份 4 5 6 7 天数
30
31
30
31
蒸发量mm 97.5 118 143.7 174.9 日蒸发量mm 3.25 3.81 4.79 5.64 生育期复苗分蘖前分蘖后孕穗
起止月日25/4-4/5 5/5-14/5 15/5-1/6 2/6-16/6 天数10 10 18 15
阶段水面蒸发量（mm）35.28 38.06 69.5 71.85 阶段需水系数a 1 1 1 1
模比系数（%）7 8 18 25
阶段需水量（mm）27.58 31.52 70.93 98.51 渗透强度(mm/d) 1.3 1.3 1.3 1.3
阶段渗漏量（mm）13 13 23.4 19.5
作物日需水量（mm/d） 2.76 3.15 3.94 6.57
田间逐日耗水量（mm） 4.1 4.5 5.2 7.9
田间逐日耗水量计算
月份8 9 10 11
天数31 30 31 30 蒸发量mm 196.5 144.7 101.1 75.6
日蒸发量mm 6.34 4.82 3.26 2.52 生育期抽穗乳熟黄熟全生育期
起止月日17/6-30/6 1/7-11/7 12/7-20/7 25/4-20/7 天数14 11 9 87
阶段水面蒸发量（mm）67.06 62.06 50.78 214.7 阶段需水系数a 1 1 1 1
模比系数（%）21 13 8 100
阶段需水量（mm）82.75 51.23 31.52 228.54 渗透强度(mm/d) 1.3 1.3 1.3
阶段渗漏量（mm）18.2 14.3 11.7
作物日需水量（mm/d） 5.91 4.66 3.5
田间逐日耗水量（mm）7.2 6 4.8
2.1.2早稻灌水制度设计
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。

水量平衡方程：W t －W 0=W r ＋P 0＋K ＋M －ET 。

已知泡田日期为4月13日至4月24日，泡田定额为亩/703m m =，mm 86S 1=。

1230
5
.97t e 11⨯=
=39 mm M 4.105.303986667
.0h 30.5)-39860.667(h )P -t e S (h 667.0M 1
00111101=+--=
⇒++=++=
即得初始淹灌水层为10.4mm. 早稻生育期灌溉制度计算列如下表。

表2-2 早稻生育期灌溉制度计算表
早稻灌溉制度初步计算
日 期
生育
期
设计淹灌水层
逐日耗水量
逐日降雨量
淹灌水
层变化mm
灌水量
排水量
月 4
日 24
10 4
25 复苗 10-30-50 4.1 35.9 30
26 4.1 31.8 27 4.1 27.7 28 4.1 1.5 25.1 29 4.1 21 30 4.1 16.9 5
1
4.1
12.8 2 4.1
8.7
4 4.1 92 50 45.9
5
分蘖
前10-40-80 4.5 1.2 46.7
6 4.5 7.9 50.1
7 4.5 28.5 74.1
8 4.5 69.6
9 4.5 65.1
10 4.5 60.6
11 4.5 2.5 58.6
12 4.5 6.4 60.5
13 4.5 56
14 4.5 51.5
15
分蘖
后20-50-90 5.2 46.3
16 5.2 6 47.1
17 5.2 24.5 66.4
18 5.2 61.2
19 5.2 56
20 5.2 50.8
21 5.2 45.6
22 5.2 10.6 51
23 5.2 10.7 56.5
24 5.2 51.3
25 5.2 46.1
26 5.2 40.9
27 5.2 1.1 36.8
28 5.2 3.7 35.3
29 5.2 30.1
30 5.2 24.9
31 5.2 19.7
6
2
孕穗20-50-100 7.9 1.9 25.9
3 7.9 58 40
4 7.9 50.1
5 7.9 42.2
6 7.9 34.3
7 7.9 26.4
8 7.9 58.5 40
9 7.9 50.6
10 7.9 42.7
11 7.9 34.8
12 7.9 66.9 40
13 7.9 59
14 7.9 1.9 53
15 7.9 45.1
16 7.9 37.2
17
抽穗20-50-90 7.2 30
18 7.2 22.8
19 7.2 55.6 40
20 7.2 48.4
21 7.2 41.2
22 7.2 49.2 83.2
23 7.2 76
24 7.2 35.4 90 14.2
25 7.2 82.8
26 7.2 1.5 77.1
27 7.2 69.9
28 7.2 62.7
29 7.2 55.5
7
1 乳熟 10-40-50 6 42.3
2 6 36.
3 3 6 30.3
4 6 24.3
5
6 18.3 6 6 12.3
7 6 46.3 40
8 6 40.3 9 6 34.3 10 6 28.3 11 6 22.3 12 黄熟 湿润 13 14 15 10 16 4.1 17 18 19
20
464.9 307
230 60.1
校核
：3.221.602309.4643.30710=-+-+=-+-+∑∑∑∑WC m d P h
与7月11日淹灌水层相符，计算无误。

由上表可得早稻生育期设计灌溉制度，如下表。

表2-3 早稻生育期灌溉制度表
早稻灌溉制度
灌水次序 灌水时间（月/日） 灌水定额（m3/亩）
1(泡田) 4.14 70 2 4.25 30 3 6.3 40 4 6.8 40 5 6.12 40 6 6.19 40 7
7.7
40 灌水定额
300
2.2棉花的灌溉制度计算
2.2.1棉花净耗水量水量的计算
全生育期的需水量4.32012067.2=⨯==KY ET 即其各生育阶段的需水量为ET k ET i i = 各生育阶段地下水补给量为i i i ET K ⋅=β
由于计划湿润层增加而增加的水量-
-=θn H H W Ti )(66712 净耗水量=i ET -Ti W -i K 整理数据得下表
表2-4早棉花净耗水量计算表
生育阶段 幼苗期 现蕾期 开花结铃
期
吐紊期 全生育
期
模比系数（%） 18
30
24
28
100 阶段需水量
57.67 96.12 76.896 89.712
320.4
地下水补给量占作物需水量（%） 10
20
22
25
地下水补给量
5.77 19.22
16.92 22.43
WT 0
16
16
16
净耗水量 51.90 60.89 43.97 51.28
2.2.2有效降雨量计算
降雨入渗量处理：有效降雨为P P α=0。

当旬内有接连两天或两天以上的降雨时，看做一次降雨，将其累加，如不是则就为一次降雨。

当一次降雨小于5mm 时，α为0；当一次降雨在5～50mm 时，取α为1.0；当一次降雨大于50mm 时，取α为0.8。

由此可得入渗的有效降雨量如下表。

表2-6 有效降雨量计
算表
有效降雨量 生育阶
段 起止日期 P
P0 幼
月（日） mm
m3/
苗亩
4.21-4.30
5.3 5.3
5.1-5.10 133 10
6.4
5.11-5.20 53 42.4
5.21-5.31 21.3 21.3
6.1-6.10 19.3 19.3
6.11-6.16 0 0
现蕾6.17-6.20 0 0
6.21-6.30 55.6 55.6
7.1-7.10 0 0 7.11-7.20 14.1 14.1 7.21-7.28 14.4 14.4
开花结铃7.29-7.31 11.3 11.3
8.1-8.10 10.8 10.8 8.11-8.20 14.2 14.2 8.21-8.26 0 0
吐絮
8.27-8.31 0 0
9.1-9.10 7.3 7.3 9.11-9.20 0 0
9.21-9.30 22.1 22.1
10.1-10.10 48.3 48.3
10.11-10.20 44.3 44.3 10.21-10.31 6.2 6.2 11.1-11.6
2.2.3最大、最小蓄水量计算
最初土壤计划湿润层内的蓄水量为亩/7230m W =，根据水量平衡方程：
ET M K P W W W r t -+++=-00可依次推出棉花各生育期内土壤计划湿润层内的
蓄水量，当所得t W 小于或接近该生育期内的最小蓄水量min W 时，则需进行灌水；当大于最大蓄水量max W 时，则需排水。

其中计划湿润层的最大、最小蓄水量：min
min max max 667667θθi i nH W nH W ==
根据数据列出下表
表2-7 棉花最大、最小蓄水量计
算表
生育阶段
幼苗期 现蕾期 开花结铃
期 吐紊期
Wmin 44.82 56.03 67.23
78.44
Wmax 89.64 112.06
134.47 156.88
播前灌水定额)(6670max 1θθ-=Hn M )4070(48.04.06670000-⨯⨯⨯=亩/42.383m = 由此得灌水率计算表如下：
表2-8 灌水率计算表
灌水率计算表
日 期
天生设计储净耗水量 逐旬
逐旬入渗实际储水量 灌水
数育
期水量耗水
量
量量
4.2 72
4.21-4.30 10
幼
苗
期
44.82
—
89.64 51.9 9.27 5.3 88.03 20
5.1-5.10 10 51.9 9.27 10
6.4 89.64 5.11-5.20 10 51.9 9.27 42.4 89.64
5.21-5.31 10 51.9 9.27 21.3 89.64
6.1-6.10 10 51.9 9.27 19.3 89.64 6.11-6.16 6 51.9 5.56 0 84.08
6.17-6.20 4
现
蕾
期56.04
—
112.06 60.89 5.66 0 78.42
6.21-6.30 10 60.89 14.16 55.6 112.06
7.1-7.10 10 60.89 14.16 0 97.90 7.11-7.20 11 60.89 15.58 14.1 96.42 7.21-7.28 8 60.89 11.33 14.4 99.49 7.29-7.31 3 开
花
结铃期
67.23
—
134.47
43.97 4.55 11.3 106.25
8.1-8.10 10 43.97 15.16 10.8 101.88 8.11-8.20 10 43.97 15.16 14.2 100.92 8.21-8.26 6 43.97 9.10 0 91.82 8.27-8.31 5
吐
絮期
78.44
—
156.88
51.28 3.61 0 118.21 30
9.1-9.10 10 51.28 7.22 7.3 118.29 9.11-9.20 10 51.28 7.22 0 111.07 9.21-9.30 10 51.28 7.22 22.1 125.95
10.1-10.10 10 51.28 7.22 48.3 156.88 10.11-10.20 10 51.28 7.22 44.3 156.88
10.21-10.31 10 51.28 7.22 6.2 155.86
11.1-11.6 6 51.28 4.33 0 151.52
所以可得棉花灌溉制度为
表2-9棉花生育期灌溉制度表
棉花生育期
灌溉制度表
生
育阶段灌水
次数
灌水
定额
灌水时
间
播
前
灌
1 38.4
2 4.15
幼
苗
期
2 20 5.21
吐
紊
期
3 30 8.27
总计
88.42
3.灌水率计算
各次灌水的灌水率为i
i
i T m q 64.8α=
计算过程见下表。

表3-1灌水率计算表
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
灌水延续
时间（d ） 灌水率
m3/(s*万亩)
始—终
中间日
早稻
50 1（泡田） 70 4.13-4.24 4.18 12 0.34 50 2 30 4.25-4.27 4.26 3 0.58 50 3 40 6.1-6.6 6.3 5 0.46 50 4 40
6.8-6.11 6.1
4 0.58 50
5
40 6.14-6.17 6.15
4
0.58
50 7 40 7.5-7.8 7.6 4 0.58
中稻30
1
（泡
田）
50 5.7-5.17 5.13 11 0.16 30 2 25 5.26-5.29 5.27 4 0.22 30 3 25 6.4-6.8 6.6 5 0.17 30 4 25 6.10-6.12 6.11 3 0.29 30 5 30 6.20-6.24 6.22 5 0.21 30 6 30 7.2-7.4 7.3 3 0.35 30 7 30 7.8-7.11 7.1 4 0.26 30 8 30 7.14-7.18 7.16 5 0.21 30 9 30 7.22-7.26 7.24 5 0.21 30 10 25 7.29-7.31 7.3 3 0.29 30 11 20 8.10-8.13 8.12 4 0.17
双季晚稻50
1
（泡
田）
50 7.16-7.26 7.22 11 0.26 50 2 15 7.27-7.29 7.28 3 0.29 50 3 25 8.1-8.4 8.2 4 0.36 50 4 20 8.7-8.10 8.8 4 0.29 50 5 25 8.12-8.16 8.14 5 0.29
50 7 30 8.27-8.30 8.28 4 0.43 50 8 30 8.31-9.4 9.2 5 0.35 50 9 30 9.6-9.8 9.7 3 0.58 50 10 30 9.12-9.14 9.13 3 0.58 50 11 30 9.19-9.23 9.21 5 0.35 50 12 30 9.30-10.3 10.2 4 0.43
棉花20 1 38.42 4.15-4.24 4.15 10 0.09 20 2 20 5.20-5.26 5.23 5 0.09 20 3 30 8.25-8.30 8.27 5 0.14
将所得灌水率绘在方格纸上得初步灌水率图及修正后灌水率图
取修正后的灌水率q为0.39 m3/(s*万亩).
4.灌溉渠系规划布置
本灌区灌溉渠道分为干、支、斗、农四级固定渠道。

由于考虑到灌区面积足够大，故整个灌区由四条支渠控制。

一支布置在整个灌区的西面，与等高线成一定的角度。

二支布置在吴家沟和申溪之间，三支布置在申溪，四支布置在龙尾山左侧。

第四支渠灌溉面积适中，地势平坦可作为典型支渠，该支渠有6条斗渠，斗渠长2.67km，取第三斗渠为典型斗渠。

每条斗渠有8条农渠，长0.63km,间距0.33km，可取三斗五农为典型农渠。

本灌区采用明沟排水，分别在吴沟和吴家沟之间及刘家湾和申溪之间的洪沟布置排水沟。

另外，在每个条田中均设置排水沟，防止因排水不畅，引起地下水抬升，使土壤发生次生盐碱化。

5．渠道设计流量计算
5.1确定工作制度
干支渠续灌，斗、农轮灌（各分两组）。

5.2典型支渠设计流量计算
灌区总面积约为12万亩，各支渠的长度及灌溉面积列入下表。

表5-1支渠长度及灌溉面积 渠别 一支
二支
三支
四支
合计
长度（km ） 4.77 4.83 4.57 5.9 20.07
灌溉面
积（万亩）
2.72 2.8 2.65
3.78 12
5.2.1典型支渠（四支渠）及其所属斗、农渠的设计流量
5.2.1.1 计算农渠的设计流量
四支渠的田间净流量为s m q Q /47.139.078.3A 344=⨯=⨯=设支支田净
因斗、农渠分两组轮灌，同时工作的斗渠有3条，同时工作的农渠有4条，所以，农渠的田间净流量为：1225.04
347
.1=⨯=
⨯=
k
n Q Q 支田净农田净s m /3 取田间水利用系数95.0=f η，农渠的净流量129.095
.01225
.0==
=
f
Q Q η农田净
农净s m /3 灌区土壤属轻沙土壤，查表得相应的土壤透水性参数：65.2=A 45.0=m 因此农渠每公里输水损失系数为：43.6129
.065
.245
.0==
=
m Q A
农净
农σ 取农渠的计算长度为：km L 335.02/67.0==农
农渠的设计流量为：
s m L Q Q /132.0100/335.043.61129.0100/13=⨯+⨯=+=）（）（农农农净农毛σ
5.2.1.2计算斗渠的设计流量
因一条斗渠内同时工作的农渠有4条，所以， 斗渠的净流量等于4条农渠的毛流量之和：
s m Q Q /528.0132.0443=⨯=⨯=斗毛斗净
农渠分2组轮灌，各组要求斗渠供给的净流量相等。

但是，第2轮灌组距斗渠进水口较远，输水损失较多，据此求得的斗渠毛流量较大，因此，以第2轮灌灌水时时需要的斗渠毛流量作为斗渠的设计流量。

斗渠的平均工作长度
km L 17.24/67.234.200.267.1=+++=）（斗。

斗渠每公里输水损失系数为：53.3528
.065
.2Q A 45
.0===m 斗净斗σ 斗渠的设计流量为：
s m Q Q /568.0100/17.253.31528.0100/L 13=⨯+⨯=+=）（）（斗斗斗净斗毛σ。

C.计算四支渠的设计流量
斗渠分两组轮灌，支渠的工作长度取：km L 72.4=支。

支渠的净流量为：s m Q /70.1568.0334=⨯=支净 支渠每公里输水损失系数为09.270
.165
.245
.044==
=m
Q A
支净
支σ 支渠的设计流量为
s m L Q Q /87.1)100/72.409.21(70.1100/134444=⨯+⨯=+=）（支支支净支毛σ
5.2.2计算四支渠的灌溉水利用系数
786.087
.147
.1444===
支毛支田净支水Q Q η 5.2.3计算一、二、三支渠的设计流量
A ．计算一、二、三支渠的田间净流量
s m Q /08.139.077.231=⨯=支田净 s m Q /09.139.080.232=⨯=支田净
s
m Q /03.139.065.233=⨯=支田净
B ．计算一、二、三支渠的设计流量
以典型支渠（四支渠）的灌溉水利用系数作为扩大指标，用来计算其他支渠的设计流量。

s m Q Q /37.1786
.008
.13411==
=
支水
支田净
支毛η s m Q Q /39.1786
.009
.13422==
=
支水
支田净
支毛η s m Q Q /31.1786
.003
.13433==
=
支水
支田净
支毛η 5.2.4推求干渠各段的设计流量
A ．CD 段的设计流量
s m Q Q CD /87.134==支毛净
00.287.165
.245
.0==
CD σ
s m L Q Q CD CD CD CD /99.1)100/17.300.21(87.1100/13=⨯+⨯=+=）（净毛σ
B ．B
C 段的设计流量
s
m Q Q s
m Q Q BC BC BC BC CD BC /40.3100/01.255.1130.3100/L 155.130.365
.2/30.331.199.1Q 3BC 45.033=⨯+⨯=+===
=+=+=）（）（净毛
支毛毛净σσ
C. AB 段的设计流量
s
m Q Q s
m Q Q Q AB AB AB AB BC AB /04.5100/03.431.1179.4100/L 127.179.465
.2/79.439.140.33AB 45.032=⨯+⨯=+===
=+=+=）（）（净毛
支毛毛净σσ
D ．OA 段的设计流量
s
m Q Q s
m Q Q Q OA OA OA OA AB OA /65.6100/2.315.1141.6100/L 115.141.665
.2/41.637.104.53OA 45
.031=⨯+⨯=+===
=+=+=）（）（净毛
支毛毛净σσ 5.2.5渠道最小流量和加大流量的计算为保证对下级渠道正常供水，目前有些灌区规定渠道最小流量以不低于渠道设计流量的0
040为宜，在此取设最小
Q Q
0050=，而加大流量为设JQ Q J =（当
1
<Q ，取 1.5J =；当51<<Q 时，取 1.3J =；当105<<Q ，取
1.25J =）。

根据各渠道的设计流量求得最小流量和加大流量见下表。

表6-1各渠道流量设计表
干渠 支渠 斗渠 农渠
OA
AB
BC
CD
1
2
3
4
设计流量 6.41 5.04 3.4 1.99 1.37 1.39 1.31 1.87 0.568 0.132
最小流量 3.21 2.52 1.7 0.995 0.685 0.695 0.655 0.935 0.284 0.066
最大流量
8.01 6.3 4.42 2.59 1.78 1.81 1.7 2.43 0.767 0.178
6.灌溉渠道的断面设计
6.1渠道横断面设计
由已知资料查表，可取00.1=m 00025.04000
1
==
i 025.0=n
OA 段：s m Q OA /41.63= 取04.1=α，
)1(42/5--=αααγ68.0= 宽深比m m m --+=
)12(2
2γ
αβ08.3= m i m m Qn h 54.1)()12(8
/33
/53/22=⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡+++=ββ
m h b 75.4==β
m
m h b B m h mh b A 12.91271.9)(2
2=++==+=
m B
A
R 07.1==
所以可得s m A Q V /66.071.941
.6===
校核不冲不淤
R C V =不淤
1.0KQ V =不冲
取3.0=C 62.0=K 即有
s
m KQ
V s m R C V /75.041
.662.0/32.007.13.01
.01
.0=⨯===⨯==不冲不淤
因此有不冲不淤V V V <<，满足要求，说明断面尺寸符合要求，即干渠OA 段的断面尺寸为：m h 61.1=，m b 75.4=。

干渠AB 、BC 、CD 段以及典型支渠、斗渠、农渠皆采用经济适用断面计算，其结果列入下表。

表6-2 渠道断面计算表
横断面设计表
断面 Q α γ β h b A B R V V 不於 V 不冲 OA 6.41 1.04 0.68 3.08 1.54 4.75 9.71 9.12 1.07 0.66 0.31 0.75 AB 5.04 1.04 0.68 3.08 1.41 4.34 8.11 8.33 0.97 0.62 0.30 0.73 BC 3.40 1.04 0.68 3.08 1.22 3.75 6.04 7.19 0.84 0.56 0.27 0.70 CD
1.99 1.04 0.68 3.08 1.00 3.06 4.04 5.88 0.69 0.49
0.25 0.66 4支 1.87 1.04 0.68 3.08 0.97 2.99 3.86 5.74 0.67 0.48 0.25 0.66 典斗 0.57 1.04 0.68 0.83 0.91 0.75 1.52 3.33 0.46 0.37 0.20 0.59 典农 0.13 1.04 0.68 0.83 0.53 0.44 0.51 1.93 0.26 0.26 0.15
0.51
经校核皆满足不冲不淤V V V <<，说明以上横断面尺寸都符合要求。

6.2渠道纵断面设计
纵断面设计的任务是根据灌溉水位要求确定渠道的空间位置，包括设计水位、渠底高程、堤顶高程、最小水位等。

而为了防止风浪引起渠水漫溢，保证渠道安全运行，挖方渠道的渠岸和填方渠道的堤顶应高于渠道的加大水位，即为安全超高2.04
1
+=
j h h △。

又为了便于管理和保证渠道安全运行，挖方渠道的渠岸和填方的堤顶应有一定的宽度，以满足交通和渠道稳定的需要，即是
3.0+=j h D 。

6.2.1干渠纵断面设计
利用迭代法计算。

（00.1=m 00025.04000
1
==i 025.0=n ） OA 段：21
.3Q =最小 65
.2Q 6
.0=⎪⎪⎭⎫
⎝
⎛=i n A 最小
m
m B 83.2122=+=
初始选m h 50.1=最小，则有最小
最小最小）（mh b Bh b h ++='4
.0A
进行迭代，最终得m h 05.1=最小，即为最小水深。

安全超高m h
h j
463.02.04
1=+=△
同理可得其它渠道的安全超高见下表。

表6-3各渠道安全超高设计表
渠道安全超高设计表
渠道
Q 最小
A
B
b
hmin h`min (hmin-h`min)/hmin
安全超高 OA 3.21 2.65 2.83 4.95 1.05 1.011 0.0374 0.463 AB 2.52 2.29 2.83 4.48 0.95 0.928 0.0231 0.438 BC 1.70 1.81 2.83 3.57 0.85 0.837 0.0153 0.413 CD 1.00 1.32 2.83 2.69 0.75 0.717 0.0435 0.388 4支 0.94 1.27 2.83 2.71 0.7 0.690
0.0140
0.375
典斗 0.28 0.61 2.83 0.58 0.7 0.698 0.0031 0.375
典农 0.07 0.27 2.83 0.38 0.41 0.402 0.0205 0.303
OA 段：s Q /8.01m 3J =
59.46
.0J =⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛=i
nQ A m m B 83.2122=+=
初始m h j 5.1=，则j
j j mh b Bh b h ++=
'4
.0A ）
（
迭代得m h j 75.1=，即为OA 段堤顶高程。

因此得堤顶宽度为m h D j 05.23.0=+= 同理可得其它渠道的堤顶高度，如下表。

表6-4 各渠道堤顶高度设计表
渠道堤顶高度设计表
渠道Q加
大
A B b hj h`j (hj-h`j)/hj D
OA 8.01 4.59 2.83 4.95 1.75 1.713 0.0212 2.050
AB 6.30 3.97 2.83 4.48 1.6 1.574 0.0165 1.900
BC 4.42 3.21 2.83 3.57 1.5 1.441 0.0392 1.800
CD 2.59 2.33 2.83 2.69 1.25 1.229 0.0168 1.550
4
支
2.43 2.24 2.83 2.71 1.2 1.183 0.0145 1.500
典
斗
0.77 1.12 2.83 0.58 1.15 1.111 0.0341 1.450
典
农
0.18 0.47 2.83 0.38 0.65 0.624 0.0399 0.950
6.2.2灌溉渠道的水位计算
为了满足自流灌溉的要求，各级渠道入口处都应具有足够的水位。

∑∑
+
+
+
=ψ
Li
h
A
H△
进0
式中：
进
H——渠道进水口处的设计水位，m；
A——渠道灌溉范围内控制点的地面高程（m）。

h
△——控制点地面与附近末级固定渠道设计水位的高差，取0.1m；
L——渠道的长度，m；
i——渠道的比降；
∑ψ——水流通过渠系建筑物的水头损失（m）
表6-5 各渠道设计水位
计算表
干渠设计水位计算表
渠段高程Ao Δh ∑L i ∑Li ∑ΨH进OA 30 0.1 7.3 0.00025 0.002 0.6 38.00 AB 28 0.1 5.4 0.00025 0.001 0.35 33.85 BC 26 0.1 2.3 0.00025 0.001 0.35 28.75 CD 26 0.1 4.2 0.00025 0.001 0.2 30.50
6.2.3干渠纵断面图的绘制
渠道纵断面图包括：沿渠地面高程线、渠道设计水位线、渠底最低水位线、
渠底高程线、堤顶高程线、分水口位置、渠道建筑物及其水头损失等。

渠道断面图的具体数据如下表：
表6-6各渠道纵断面图数据
统计表
渠道纵断面图数据统计表
渠段OA AB BC CD
沿渠地面高程30 28 26 26
渠道设计水位高程38 33.85 28.75 30.5
渠道最低水位高程34.8 31.33 27.05 29.505
渠底高程31.59 28.81 25.35 28.51
坝顶高程37.012 33.368 28.963 31.143
可根据以上计算所得数据绘制出干渠的纵横断面图
参考文献：
[1]郭元裕主编．农田水利学．中国水利水电出
版社出版，2009
[2]陈德亮主编．水工建筑物．中国水利水电出
版社出版，2003
[4]吴迟恭主编．水力学．高等教育出版社出版，2008。