农田水利学课程设计报告

Q灌区灌溉系统规划设计指导书

姓名：万文辉

学号：2012310562

班级：水工2班

老师：孙飞

一、灌区开发缘由

（一）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，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。

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50.2m，正常水位43.0m，兴利库容1.2×13

8

0m,总库容2.3×13

8

A 断面处修建拦河坝式取水枢

0m。马清河灌区拟在该水库下游A

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2.5m ，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。 （二）灌区开发的必要性和可行性

首先，该灌区灌溉面积近12万亩，其种植的作物包括有棉早稻、中稻、双季稻和棉花，都是相对来说耗水的经济作物，种植比为50：30：50：20。 其次，就目前来说，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2.3×13

80m 的水库，同

时其水源方便、水质良好，符合灌溉的条件。

最后，在灌区其现在仅有两条河流，但是只是小流量河流，并不能满足灌区对于水量的需要，因此修建渠道十分必要。 二、灌溉渠系与渠系建筑物规划布置 （一）水源与取水口选择

以马清河为灌溉水源，同时采用无坝取水的方式进行，而取水口选择在

A A -断面，其不仅水源方便、渠道距离短，同时灌区处于高程小于

20m 的区域，

而若从马清河的河道取水，其路途不仅长，而且其位于低洼处，不能够在节约工程的前提下进行经济的引水，同时在沿河道周围岩石遍地，对于渠道的修建来说工程量大。而在水库断面进行取水不仅能够满足取水高程的要求，同时在路程上来说也是较短的。 （二）各级渠道布置 1、干渠

干渠的布置是从取水处起，沿等高线向下直到等高线为20m 处左右，贯穿整个灌区范围，总长度为17.7km ，具体情况见图1. 2、支渠

支渠的布置以满足灌区的需水要求为大前提，同时由于灌区归属于两个不同的权属单位，因此要避免用水的冲突，不能够使同一支渠对该两权属单位进行灌溉，要分别的进行布置。而该灌区中又包含有河流为两山夹一槽的地形，故为了能够满足灌排的需要，可以使支渠远离河流，布置了四条支渠，长度分别为4km 、5.3km 、6.9km 、7.0km ，其将灌溉区域划分为四个区域，分别的面积为2.04万亩、

2.89万亩、

3.41万亩、3.78万亩，将干渠分为四段，各自的长度分别为3.05km、6.57km、

4.83km、3.25km，具体的布置情况见图1.

3、斗渠

由于灌区相对来说比较平缓，因此斗渠沿等高线布置，设计的为典型斗渠，其斗渠均长为4km，间距为737m，一支渠包括有八条斗渠。具体见图1.

4、农渠

典型农渠的设计为每条斗渠包括20条农渠，农渠长度为715m，间距为200m，具体的布置见图1.

（三）渠系建筑物布置

由于取水处够高，故可以不用设置节制闸，但是采用的是有坝取水，故要求有进水闸，而在干渠的渠首段其需要经过山丘然后走向下游，故可以采用涵洞或者是跌水。在每条支渠的进水口还需要设置分水口，干渠要经过河流，故需要在其上设置渡槽，每级渠道也需要设置退水渠。

三、计算渠道设计流量

（一）确定工作制度

干支渠续灌，斗、农渠轮灌（各分两组，即10条农渠，4条斗渠）（二）计算典型支渠设计流量

首先确定该灌区的棉花和早稻的灌溉制度。

棉花的田间耗水量等于其田间需水量，而对于干旱作物采用K值法求解其整个生育期的需水量，再运用模比系数求取每个生育阶段的需水量。运用水量平衡法求取其灌水量，具体的求解方法及求解过程见表1。

棉花设计灌溉制度计算表表1

（1）棉花全生育期的需水量ET总=K*Y

K-----2.67m3/kg Y----计划产量120kg/ m3

（2）各生育阶段的需水量ET=模比系数*ET

总

（3）Wt=667*n*θ平均*Δh，求取各阶段随着计划湿层增加而增加的储水量。

（4）地下水补给K=ET*补给系数

（5）P0=α*P,其中α取0.2-0.3，P为个生育期的降雨量

（6）计算土层允许的储水上限值和下限值

Wmax=667*n*H*θmax

Wmin=667*n*H*θmin

（7）再运用公式H0+P0+K+Wt-ET，当结果介于Wmax和Wmin之间时，无需灌水，但是当结果小于Wmin时便需要灌水，同时取每一阶段的中间日期灌水，具体的灌溉制度见表2.

棉花设计灌溉制度表2