马青河灌区灌溉系统规划设计指导书.docx
- 文档编号:16671012
- 上传时间:2023-07-16
- 格式:DOCX
- 页数:30
- 大小:94.50KB
马青河灌区灌溉系统规划设计指导书.docx
《马青河灌区灌溉系统规划设计指导书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《马青河灌区灌溉系统规划设计指导书.docx(30页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
马青河灌区灌溉系统规划设计指导书
马青河灌区灌溉系统规划设计指导书
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。
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(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。
(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:
20:
30。
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1.2×1
总库容2.3×1
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
断面,其不仅来说水源方便、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,而且其位于低洼出,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出起,沿等高线向下直到等高线为20m出左右,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
由于取水出够高,故可以不用设置节制闸,但是采用的是又坝取水,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
生育阶段
幼苗期(21/4-16/6)
现蕾期(21/4-16/6)
开花结铃期(17/6-28/7)
吐絮期(27/8-6/11)
全生育期(21/4-6/11)
计划产量(kg/亩)
120
需水系数(m3/kg)
2.67
土壤最大含水率(%)
88.000
土壤最小含水率(%)
61.600
全生育期蓄水量(m3/亩)
320.4
n
0.480
计划湿润层深(m)
0.4-0.5
0.5-0.6
0.6-0.7
0.700
Wmax(m3/亩)
140.870
169.044
197.219
197.219
Wmin(m3/亩)
78.887
98.609
118.331
138.053
模比系数(%)
18.000
30.000
24.000
28.000
100.000
阶段需水量(m3/亩)
57.672
96.120
76.896
89.712
320.400
k/et(%)
10
20
22
25
K(m3/亩)
5.767
19.224
16.917
22.428
Wr(m3/亩)
21.131
24.012
26.893
0.000
P0(m3/亩)
54.400
40.800
8.293
30.311
W0(m3/亩)
102.000
期末土层储水量(m3/亩)
125.626
113.542
88.750
111.777
灌水量(m3/亩)
0
0
60.000
60.000
灌水后土壤含水量(m3/亩)
0
0
148.750
171.777
(1)棉花全生育期的需水量ET总=K*Y
K-----2.67m3/kgY----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是便需要灌水,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
灌水次序
灌水时间(日/月)
灌水定额(m3/亩)
1
8月15日
60
2
9月30日
60
汇总
灌溉定额
100
早稻灌溉制度的确定,首先来说早稻的需水量+田间深层渗漏量=田间耗水量,需水量ET=该阶段模比系数*该阶段的蒸发量,田间深层渗漏量=该阶段渗透强度*该阶段生长天数,然后遵循当田间淹灌水层深度H=H0+P0-ET大于最大蓄水深度Hp时要排水,排水量Δh=H-Hp;反之当H=H0+P0-ET小于适宜的最小淹没层深度Hmin时则需要灌水,而灌水量m需满足max(m+H)≤Hmax(适宜的最大淹没层深度),同时由于其黄熟期为自然干落,故不考虑其耗水,只考虑黄熟期之前的水量平衡,具体的求解过程见表3.
早稻生育期灌溉制度计算表表3
日期
月
日
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
灌水量
排水量
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(&)
(8)
4
24
10.00
25
复苗期
10-30-50
25.90
20.00
26
21.80
27
17.70
28
1.50
15.10
29
11.00
30
4.10
26.90
20.00
5
1
22.80
2
18.70
3
3.40
18.00
4
92.00
50.00
55.90
5
分蘖前
10-40-80
1.20
46.70
6
7.90
50.10
7
28.50
74.10
8
69.60
9
65.10
10
60.60
11
2.50
58.60
12
6.40
60.50
13
4.50
56.00
14
51.50
15
分蘖后
20-50-91
46.30
16
6.00
47.10
17
24.50
66.40
18
85.70
19
80.50
20
75.30
21
70.10
22
10.60
75.50
23
10.70
81.00
24
5.20
75.80
25
70.60
26
65.40
27
1.10
61.30
28
3.70
59.80
29
54.60
30
49.40
31
44.20
6
1
39.00
2
孕穗
20-50-100
17.40
48.50
3
1.90
42.50
4
34.60
5
7.90
26.70
6
48.80
30.00
7
40.90
8
33.00
9
25.10
10
47.20
30.00
11
39.30
12
31.40
13
23.50
14
1.90
47.50
30.00
15
39.60
16
31.70
17
抽穗
20-50-91
7.20
24.50
18
47.30
30.00
19
40.10
20
32.90
21
25.70
22
49.20
67.70
23
60.50
24
35.40
88.70
25
81.50
26
1.50
75.80
27
68.60
28
61.40
29
54.20
30
47.00
7
1
乳熟
10-40-50
41.00
2
35.00
3
29.00
4
23.00
5
17.00
6
6.00
11.00
7
35.00
30.00
8
29.00
9
23.00
10
17.00
11
11.00
12
黄熟
湿润
13
14
15
4.80
10.00
16
4.10
17
18
19
20
校核:
H始+ΣP-Σd+Σm-ΣWC=H末
10+307.3-55.9+190-440.40=11.00与7月11日的淹没水层的深度相等,计算无误。
早稻的灌溉制度见表4
早稻设计灌溉制度表表4
灌水次序
灌水时间(日/月)
灌水定额mm(m3/亩)
1
4月25日
20
13.333
2
4月30日
20
13.333
3
6月6日
30
20.000
4
6月10日
30
20.000
5
6月14日
30
20.000
6
6月18日
30
20.000
7
7月7日
30
20.000
汇总
灌溉定额
190
126.667
(注1mm=2/3m3/亩)
然后结合其他作物的灌水制度及灌水、泡田的延续时间进行灌水率图的绘制和修正,具体的绘制、修正过程和结果见下表和图。
灌区初步的灌水率表5
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)
棉花
20
1
60
8月15日
6
0.231
棉花
2
60
9月30日
6
0.231
双季晚稻
50
1(泡田)
70
7月19日
6
0.675
双季晚稻
2
15
7月27日
4
0.217
双季晚稻
3
25
8月1日
5
0.289
双季晚稻
4
20
8月7日
5
0.231
双季晚稻
5
25
8月12日
5
0.289
双季晚稻
6
30
8月23日
5
0.347
双季晚稻
7
30
8月27日
5
0.347
双季晚稻
8
30
8月31日
5
0.347
双季晚稻
9
30
9月6日
5
0.347
双季晚稻
10
30
9月12日
5
0.347
双季晚稻
11
30
9月19日
5
0.347
双季晚稻
12
20
9月30日
5
0.231
早稻
50
1
13.333
4月25日
3
0.257
早稻
2
13.333
4月30日
3
0.257
早稻
3
20.000
6月6日
4
0.289
早稻
4
20.000
6月10日
4
0.289
早稻
5
20.000
6月14日
4
0.289
早稻
6
20.000
6月18日
4
0.289
早稻
7
20.000
7月7日
4
0.289
中稻
30
1(泡田)
75
5月7日
10
0.260
中稻
2
25
5月26日
4
0.217
中稻
3
25
6月4日
4
0.217
中稻
4
25
6月10日
4
0.217
中稻
5
30
6月20日
4
0.260
中稻
6
30
7月2日
4
0.260
中稻
7
30
7月8日
4
0.260
中稻
8
30
7月14日
4
0.260
中稻
9
30
7月22日
4
0.260
中稻
10
25
7月29日
4
0.217
中稻
11
20
8月10日
4
0.174
修正后的灌水表表6
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)
棉花
20
1
60
8月15日
5
0.278
棉花
2
60
9月30日
5
0.278
双季晚稻
50
1(泡田)
70
7月19日
6
0.675
双季晚稻
2
15
7月27日
3
0.289
双季晚稻
3
25
8月1日
5
0.289
双季晚稻
4
20
8月7日
4
0.289
双季晚稻
5
25
8月12日
5
0.289
双季晚稻
6
30
8月23日
5
0.347
双季晚稻
7
30
8月27日
5
0.347
双季晚稻
8
30
8月31日
5
0.347
双季晚稻
9
30
9月6日
5
0.347
双季晚稻
10
30
9月12日
5
0.347
双季晚稻
11
30
9月19日
5
0.347
双季晚稻
12
20
9月30日
4
0.289
早稻
50
1
13.333
4月25日
3
0.257
早稻
2
13.333
4月30日
3
0.257
早稻
3
20.000
6月6日
4
0.289
早稻
4
20.000
6月10日
4
0.289
早稻
5
20.000
6月14日
4
0.289
早稻
6
20.000
6月18日
4
0.289
早稻
7
20.000
7月7日
4
0.289
中稻
30
1(泡田)
75
5月7日
8
0.326
中稻
2
25
5月26日
3
0.289
中稻
3
25
6月4日
3
0.289
中稻
4
25
6月10日
3
0.289
中稻
5
30
6月20日
3
0.347
中稻
6
30
7月2日
3
0.347
中稻
7
30
7月8日
3
0.347
中稻
8
30
7月14日
3
0.347
中稻
9
30
7月22日
4
0.260
中稻
10
25
7月29日
4
0.217
中稻
11
20
8月10日
2
0.347
利用以上求取的结果,制定该灌区的灌水模数q=0.694m3/(s.万亩),最小的灌水模数qmin=0.257m3/(s.万亩),同时确定每一支渠的控制面积,选取三支渠作为典型支渠,其面积A3=3.41万亩,长L3=6.9km。
计算典型支渠(三支渠)的田间净流量、农渠的设计流量和斗渠的设计流量,由于灌区为中壤土,故进行渠道每公里输水损失系数的计算时相应的系数A=1.9,m=0.4.具体的求解过程和结果如下,包括设计流量、加大流量和最小流量。
Q田间净流量=A*q(A为该级渠道的控制面积)
田间水利用系数ηf=0.92
渠道每公里输水损失系数σ=1.9/100/Qm其中A=1.9m=0.4该段渠道的净流量
而Q农田净=Q支天净/n/k其中n、k为轮灌时支渠和斗渠的分组情况,此时n=4,k=10
Qg=Qn(1+L*σ)其中Qg表示该渠道的毛流量即设计流量,而Qn表示该渠道的净流量L为最下游一个轮灌组灌水时渠道的平均工作长度km,计算农渠毛流量时,可取农渠长度的一半进行计算,而其他渠道则为共组中点的距离。
η0=Q田间净流量/Qg其表示灌溉水利用系数
一
典型支渠(三支渠)及其所属斗农渠设计流量
设计流量对应的计算值
最小流量对应的计算值
1
计算农渠的设计流量
三支渠的田间净流量(m3/s)
Q3支天净=A3支*q设
2.3681
0.8771
由于斗农渠分两组进行轮灌,同时工作的斗渠有4条、农渠有10条,故农渠的田间净流量=Q3支天净/4/10
农渠的田间净流量(m3/s)
0.0592
0.0219
取田间水利用系数ηf=0.95
故农渠的净流量=0.0703/ηf
农渠的净流量(m3/s)
0.0632
0.0231
灌区土壤属中壤土,故A=1.9m=0.4
σ=1.9/100/0.07400.4
农渠每公里输水损失系数
0.0577
0.0858
故农渠的毛流量=
0.0740(1+0.9*0.0538)其中0.9为农渠的平均工作长度
农渠的毛流量或设计流量为(m3/s)
0.0656
0.0249
2
计算斗渠的设计流量
因为一条斗渠内有10条农渠同时工作,故斗渠的净流量等于10条农渠的毛流量之和=0.0776*10
斗渠净流量(m3/s)
0.6565
0.2486
农渠分两组轮灌,各组要求斗渠供给的净流量相等,但是第2轮
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 青河 灌区 灌溉系统 规划 设计 指导书
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)