灌区灌溉系统的规划设计课程设计.docx
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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:
学号:
指导教师:
评定成绩:
教师评语:
指导老师签名:
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2.5m,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
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
5/5-14/5
15/5-1/6
2/6-16/6
17/6-30/6
1/7-11/7
12/7-20/7
25/4-20/7
天数
10
10
18
15
14
11
9
87
模比系数(%)
7
8
18
25
2l
13
8
100
田间允许水层深(mm)
10-30-50
10-40-80
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
21/4-6/11
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72m3/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20日
30
5
12月8日
25
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(m3/公顷)
灌溉定额335(m3/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
由于则
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:
Wt-W0=Wr+P0+K+M-ET。
已知泡田日期为4月13日至4月24日,泡田定额为,。
=39
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