农水课程设计.docx
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农水课程设计
课程设计说明书
课程名称：
农田水利学
题目名称：
Q灌区灌溉系统的规划设计
班级：
2010级水利水电工程专业3班
姓名：
刘清伟
学号：
2010312909
指导教师：
孙飞
《农田水利学》课程设计灌区灌溉系统的任务书
一、目的要求
通过本设计，要求学生掌握作物灌溉制度的制定；灌水率图的绘制和修正；首部、干渠、支渠及骨干排水沟以及主要渠系建筑物规划设计；典型支渠各级渠道的设计流量及灌溉水利用系数的推求；推算其它各支渠渠首及干渠各段的设计流量；干渠纵横断面的设计，使学生初步掌握灌溉系统的规划设计内容和步骤。
二、基本资料
2.1概况
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。
灌区上游土质属重粘壤土，下游龙尾河一带属中粘壤土。
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，表土属重粘壤土，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。
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1.2×1
总库容2.3×1
。
马清河灌区拟在该水库下游
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。
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。
2.2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及表2。
表1设计年蒸发量统计
月份
4
5
6
7
蒸发量（mm）
97.5
118.0
143.7
174.9
月份
8
9
10
11
蒸发量（mm）
196.5
144.7
101.1
75.6
表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
8
4
92.0
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
6.4
13
7.5
2.3
14
12.1
1.9
1.9
15
10.0
16
6.0
4.8
3.5
32.8
17
25
18
1.3
19
1.6
20
4.3
12.6
12
21
1.8
18.5
22
2.1
10.6
49.2
2.5
3.6
23
1.4
10.7
4.5
24
35.4
7.4
25
6.2
26
2
27
1.1
28
1.5
3.7
29
30
7.7
31
3.6
月计
72.9
109
107.8
40.5
25.0
38
104
2.3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3。
表3作物种植比例
作物
旱稻
中稻
双季晚稻
棉花
种植比例（%）
50
28
45
17
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4及表5所示；中稻及晚稻的丰产灌溉制度列于表6。
表4早稻试验基本数据
生育阶段
复苗
分蘖前
分蘖后
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
21
13
8
100
田间允许水层深（mm）
10-30-50
10-40-80
20-50-90
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
注：
全生育期需水系数a=1.0。
表5棉花试验基本数据
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；需水系数k=2.67m3/kg；土壤空隙率为48%（占土体的%）；土壤适宜含水率上限为88%，下限为61.6%（占空隙%）；田间最大持水率为88%（占空隙%）；播种时，计划层土壤储水量为102m3/亩。
三、设计内容
3.1根据基本资料用水量平衡法（列表计算）制定早稻及棉花的灌溉制度，建议编程计算或利用Excel计算。
3.2根据所制定的早稻及棉花的灌溉制度以及表6所给出的中稻及双季晚稻的灌溉制度资料，编制全灌区的灌水率图，并进行修正，使其符合要求。
在制定灌水率图时，建议采用的一次灌水延续时间如下：
早、中稻泡田8~12昼夜；双季晚稻泡田5~7昼夜；各类水稻生育内一次灌水的延续时间3~5昼夜。
棉花生育期内一次灌水延续时间5~10昼夜。
表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
（
/亩）
灌水次序
灌水时间
（日/月）
灌水定额
（
/亩）
1（泡田）
7/5
75
1（泡田）
21/7
70
2
26/5
25
2
27/7
15
3
4/6
25
3
1/8
25
4
10/6
30
4
7/8
25
5
20/6
30
5
12/8
25
6
2/7
30
6
23/8
30
7
8/7
30
7
27/8
30
8
14/7
30
8
31/8
30
9
22/7
30
9
6/9
30
10
29/7
25
10
12/9
30
11
10/8
20
11
19/9
30
12
30/9
20
灌溉定额350（
/亩）
灌溉定额360（
/亩）
附注：
早稻泡田日期为4月13日，定额为：
80m3/亩。
3.3确定渠首枢纽的位置及形式。
在1/25000地形图上布置引水干渠、支渠，以及主要渠系建筑物。
在灌区中部选择一条支渠布置斗、农级渠道。
3.4推算典型支渠各级渠道的设计流量及灌溉水利用系数（田间水利用系数取0.92）；推算其它各支渠渠首及干渠各段的设计流量。
3.5设计干渠各段的纵横断面及典型支渠纵横断面，干、支渠采用浆砌石衬砌梯形断面。
3.6设计典型斗渠和典型农渠横断面，斗、农渠采用混凝土衬砌矩形断面。
四、设计成果
4.1设计说明书20~30页（手写，字体工整）。
要求说明设计的步骤、依据的理论、采用的公式或方法，必要时将计算成果列入表格（设计说明书中包括早稻及棉花的灌溉制度相关图表，修正前后的灌水率图）。
4.2设计图纸包括灌溉系统规划布置图。
干渠纵、横断面图，以及支、斗、农渠横断面图（共2张，均为A3图幅、CAD绘图）。
Q灌区灌溉系统的规划设计计算书
一、早稻的灌溉制度制定
1、先求出水稻全生育期的需水量
日蒸发量=月总蒸发量÷天数
算出每个月份占生育期的天数，再由某月的日蒸发量和某月占生育期的天数的乘积，得到全生育期在某月的蒸发量，然后再把各个月份在生育期的蒸发量相加既得整个生育期的蒸发量，由全生育的蒸发量乘以全生育期需水系数α既得全生育期的需水量。
2、求出水稻的日耗水量
各生育阶段的作物需水量为：
3、确定水稻的灌溉制度
Q灌区设计年早稻生育期灌溉制度计算表（单位：
mm）
日期
生育期
设计淹灌水层
逐日耗水量
逐日降雨
淹灌水层变化
灌水量
排水量
月
日
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
4
24
20
25
复苗
10-30-50
4.1
15.9
0
26
11.8
0
27
27.7
20
0
28
1.5
25.1
0
29
21
0
30
16.9
0
5
1
12.8
0
2
28.7
20
0
3
3.4
28
0
4
92
50
65.9
5
分蘖前
10-40-80
4.5
1.2
46.7
0
6
7.9
50.1
0
7
28.5
74.1
0
8
69.6
0
9
65.1
0
10
60.6
0
11
2.5
58.6
0
12
6.4
60.5
0
13
56
0
14
51.5
0
15
分蘖后
20-50-90
5.2
46.3
0
16
6
47.1
0
17
24.5
66.4
0
18
61.2
0
19
56
0
20
50.
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