毕业设计书农业水利专业

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1、华 北 水 利 水 电 学 院毕 业 设 计 任 务 书设计题目：纸坊灌区灌排工程规划设计专 业： 农业水利工程 班 级：农水2007014 _王珮指导增进 设计期限： 20XX2月21日 开始 20XX 5月23日 结束农业水利教研室20XX 2月一、毕业设计的目的我国是一个水资源贫乏的国家,人均占有量仅为世界人均占有量的1/4,列世界第109位,现已被列为世界上13个严重贫水国家之一。农业作为用水大户,我国在农业水资源利用中,一方面资源短缺,另一方面,水资源浪费现象又十分严重。加上工业用水和城市生活用水随着经济的发展和人口的增长不断挤占农业用水,灌溉水资源供需矛盾将日益严重。因此,通过工程

2、手段和管理手段解决农业水资源紧缺问题更显得尤为重要。发展节水灌溉与己成为现代节水型农业的一项紧要任务,是解决水资源危机的有效途径,是当今建设节水型社会的重要组成部分。加快节水灌溉科技知识的传播与普及,培养和造就一大批高素质的节水灌溉研究与管理人才是高校的重要任务之一。 毕业设计是学生在校学习期间的最后一个教学环节,目的在于使学生初步学会综合运用所学的基础理论,技术基础和专业知识去解决社会实际问题,也是培养学生从学校走向社会,适应社会技术工作的重要一步。本次毕业设计要求学生在教师指导下独立完成规定的设计任务。二、设计要求本次毕业设计要求学生在教师指导下独立完成规定的设计任务,学生在设计中应养成所

3、使用和列出的数据都有依据的习惯如根据参考文献、手册、计算和绘图等；文字说明应力求通顺、确切、扼要和清楚；图表要整洁,能表达设计意图,并能运用AUTOCAD软件绘图。本灌区为平原灌区,渠系布置和灌排系统较为复杂,渠系建筑物也较多,学生在设计时认真对待,以锻炼和提高自已在这方面的能力。具体要求如下：1、设计之前应写出开题报告,文献阅读应在10篇以上,文献综述引用应在5篇以上；2、应有2000汉字的本专业外文文献翻译；3、设计计算要求方法先进、依据可靠、数据正确、结果可靠,提供部分或全部计算机计算结果的毕业设计计算说明书；4、设计图纸应布置合理,符合GB标准,图纸数量折合2A0号图纸以上,提供计算机

4、绘图图纸；5、设计说明书要求文字工整、语言通顺、条理清楚、格式规、容完整含封面、目录、中英文摘要400字、序言、设计容、存在问题和需要改进的工作、结论、参考文献、附录等；6、严禁抄袭包括本年级向往届学生成果抄袭；7、设计说明书要求总字数在10000字以上。三、主要设计容一灌区基本概况1、灌区简况2、灌区的自然条件3、灌区的基础设施二灌区灌排工程规划设计依据1、灌区灌排工程规划设计原则2、灌区灌排工程规划设计标准三灌区灌溉制度设计1、灌溉保证率的选择2、作物布局设计3、作物需水量的计算本设计采用水量平衡法4、作物灌溉制度的制定5、作物灌溉需水量的计算6、灌区灌溉用水过程7、灌区的水资源平衡分析四

5、灌区灌溉工程规划设计1、灌水率的设计；2、渠系布置方案；3、灌溉渠道设计流量确定；4、灌溉渠道纵、横断面设计5、渠系建筑物规划设计五灌区排水工程规划设计1、排水工程规划设计标准的确定；2、排水沟布置方案；3、排水沟纵、横断面设计；4、排水沟系统建筑物规划设计六渠系排水沟系统建筑物规划设计1、生产桥设计2、节制闸、分水闸和退水闸设计3、渡槽设计4、泵站工程设计5、其它倒虹吸、涵洞、跌水等构筑物的设计如果采用低压管道系统则包括进行管道附件闸阀、给水栓、弯头、三通等及构筑物设计镇墩、支墩、井管、退水井等。七土建工程设计概算编制分类工程量统计表,结合所给资料编制一项主体土建工程的设计概算。八专业外文文

6、献翻译作为毕业设计说明书的附录部分。四、重点研究问题以上容,学生任意选做1项。1、 纸坊灌区灌排工程规划设计引水建筑物设计2、 纸坊灌区灌排工程规划设计泵站设计3、 纸坊灌区灌排工程规划设计农桥设计4、 纸坊灌区灌排工程规划设计渡槽设计5、 纸坊灌区灌排工程规划设计倒虹吸设计6、 纸坊灌区灌排工程规划设计跌水和陡坡设计7、 纸坊灌区灌排工程规划设计节制闸和分水闸设计8、 纸坊灌区灌排工程规划设计涵洞设计9、 纸坊灌区灌低压管道灌溉工程总体规划设计10、 纸坊灌区灌喷灌工程总体规划设计11、 纸坊灌区机井工程总体规划设计12、 纸坊灌区灌排工程概预算五、主要技术指标或主要设计参数纸坊灌区原始资料

7、将以电子文档形式提供给学生。容包括：项目区经济自然概况、多年平均蒸发量资料、典型年逐日降雨量统计数据、土地整理前作物种类及种植面积,以及项目区典型作物生育期划分等。纸坊灌区位于省XX市西南部岗区,属温带季风气候,气候温和,多年平均气温14.4。灌区涉及XX市的方山、顺店、文殊、方岗、火龙五个乡镇的38个行政村,灌区总人口7.1万人,其中农业人口4.97万人。灌区土地面积7.6万亩,耕地面积6.95万亩,设计灌溉面积为5.4万亩,有效灌溉面积为4.5万亩。灌区地下水资源相对贫乏,属纯渠灌区,灌区西北高、东南底,区土地肥沃、日照充足、水源可靠,排水条件良好,是XX市主要的高效农业开发区之一。灌区主

8、要农作物以小麦为主,小麦种植面积约占耕地面积的70,早秋作物有旱谷、早红薯,约占耕地面积的20,晚秋作物有晚玉米、晚红薯、棉花等,约占耕地面积的80,复种指数为1.7。六、设计成果全部设计任务要求在12周完成,最后要求学生提交下列成果：1、开题报告和毕业设计任务书A4打印稿和电子文档；2、毕业设计说明书,计算过程以附表形式给出A4打印稿和电子文档；3、相关CAD电子文件和图纸总体布置图、纵剖面图、单体工程图。七、其它可能用到的参考文献1郭元裕. 农田水利学第三版. : 中国水利水电, 20052远华, 罗金耀. 节水灌溉理论与技术第二版. ：大学, 20033玉民, 郭国双, 王广兴, 等.

9、中国主要作物需水量与灌溉. ：水利水电, 19954林益才. 水工建筑物. ：中国水利水电, 20025吴持恭. 水力学. : 高等教育, 20036河海大学, 理工大学, 理工大学, 清华大学, 合编. 水工钢筋混凝土结构学第三版. ：中国水利水电, 20067栾鸿儒. 水泵及水泵站第二版. ：中国水利水电, 20XX 8龙昌, 王彦军, 永顺, 等. 管道输水工程技术. : 中国水利水电出版, 19989家驷,新生. 公路小桥涵勘测设计 ,人民交通,200410宋森正, 启海, 王彦明, 等. 渡槽设计与电算程序. : 科学技术, 1997可能用到的行业技术标准：1.农田排水工程技术规SL

10、/T4-1999；2.灌溉与排水工程设计规GB/50288-99；3.节水灌溉技术规SL207-98；4.渠道防渗工程技术规SL18-2004；5.低压管道输水灌溉工程技术规井灌区部分SLT153-956.土地开发整理项目规划设计规TD/T1012-2000；7.公路桥涵设计通用规JTGD60-2004；8.农用机井技术规SD188-86；9.道路工程制图标准GB50162-92；11.泵站设计规GB/T50265-1997；12.水利水电工程制图标准SL731995；13.农田灌溉水质标准GB50841992。八、毕业设计进度安排序号 容用时周实际周次1熟悉基本资料,提交开题报告0.512灌

11、区工程布局绘制地形图1.023灌溉制度的拟定1.034灌溉工程设计1.56-75排水工程设计1.07-86单体工程设计2.08-107绘制单体工程图和主要渠道、排水沟的纵、横断面图2.010-128分类工程量汇总和土建工程概算112-139整理设计说明书及外文翻译11310毕业答辩11411合 计12.0注：第4-5周校外实习时间；毕业设计上机时间安排答辩前4周,每周10小时,合计40机时左右。华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告20XX 03月 01 日学生王 珮学号200701410专业农业水利工程设计题目纸坊灌区灌排工程规划设计节制闸和分水闸设计课题来源生产项目主要容课题简介：纸坊灌区

12、位于省XX市西南部岗区,属温带季风气候,气候温和,多年平均气温14.4。灌区设计XX市的房山、顺店、文殊、方岗、火龙五个乡镇的38个行政村,灌区总人口7.1万人,其中农业人口4.95万人。灌区土地面积7.6万亩,耕地面积6.95万亩,设计灌总面积为4.5万亩。灌区地下水资源相对贫乏,属纯灌溉区,灌区西南高、东南低,区土地肥沃、日照充足、水源可靠,排水条件好,市XX市主要的农业开发区之一。灌区主要农作物以小麦为主,小麦种植面积约占耕地面积的70%,早秋作物有旱谷、早红薯,约占耕地面积的20%,晚秋作物有玉米、晚红薯、棉花等,约占耕地面积的80%,复种指数为1.7。主要设计容：1灌区基本概况1.1

13、 灌区简况 1.1.1 灌区水利工程概况 1.1.2 农业生产概况1.2 灌区自然条件 1.2.1 气候1.2.2 地形、地貌、土壤1.2.3 工程水文地质 1.2.4 水资源、降水及自然灾害1.3 灌区的基础设施2. 灌区灌排工程规划设计依据2.1 灌区灌排工程规划设计原则2.2 灌区灌排工程规划设计标准2.3 灌区工程布局3. 灌区灌溉制度设计3.1 作物布局设计3.2 灌溉保证率的选择3.3 作物需水量的计算3.4 作物灌溉制度的制定3.5 灌区灌溉用水过程3.6 灌区水资源平衡分析4. 灌区灌溉工程规划设计4.1 灌水率的设计4.2 渠系布置方案4.3 灌溉渠道设计流量确定4.4 灌溉

14、渠道纵、横断面设计5. 灌区排水工程规划设计5.1 排水工程规划设计标准的确定5.2 排水沟布置方案5.3 排水沟纵、横断面设计6. 水闸的规划设计6.1 水闸的总体布置 6.1.1 水闸的闸址选择 6.1.2 水闸的组成及一般布置 6.2 水闸的水力设计 6.2.1 水闸的闸孔设计 6.2.2 水闸的消能防冲设计6.3 水闸的防渗排水设计 6.3.1 地下轮廓设计 6.3.2 渗流计算6.4 闸室的布置和稳定分析 6.4.1 闸室结构布置 6.4.2 荷载及其组合 6.4.3 闸室稳定计算7. 土建工程设计概算编制分类工程统计表,结合所给资料编制一项主体土建工程的设计概算。8. 专业外文文献

15、翻译 作为毕业设计说明书的附录部分。采取的主要技术路线或方法第一步：研读灌区基本资料、自然条件和基础设施现状,参考以前开设的灌溉排水工程学和相关设计规进行灌区规划,包括灌溉和排水工程布局；第二步: 在灌区规划的基础上,合理选择灌溉保证率,采用水量平衡法制定作物灌溉制度,得出灌区灌溉需水量,在此基础之上对灌区水资源平衡分析； 第三步：经过前两步的准备工作,进行灌水率的设计,平面布置完成后由纵断面图确定选择是否合适,经过反复调整验证大致确定渠系平面布置和渠系纵横断面设计,按照初拟的渠系推求灌溉渠道的流量；第四步: 计算排渍、涝流量,平均法确定排涝流量,进一步计算排水临界期的排渍、排涝水位,和临界期

16、外河水位进行比较,在上面工作的基础上合理设计排水沟纵横断面,完成排水工程设计；第五步：纸坊灌区的整体规划设计工作已有很大进展,针对自己所选课题,参考有关资料进行水闸的规划设计；第六步：校核之前的工作是否满足要否具有可行性。最后一步对所做灌区工程量概算,在经济和时间满足要求的时候,综合分析项目考虑各种要素进行项目可行性分析。整理参考文献、翻译专业外籍文章,完善规划设计。预期的成果及形式1. 开题报告和毕业设计任务书A4打印稿和电子文档；2. 毕业设计说明书,计算过程以附表形式给出A4打印稿和电子文档；3. 相关CAD电子文件和图纸总体布置图、纵剖面图、单体工程图时间安排第1周 熟悉基本资料,提交

17、开题报告；第2周 灌区工程布局；第3周 灌溉制度的拟定；第6-7周 灌溉工程设计；第7-8周 排水工程设计；第8-10周 节制闸和分水闸的设计；第10-12周 绘制水闸工程图和主要渠道、排水沟的纵、横断面图；第12-13周 分类工程量汇总和土建工程概算；第13周 整理设计说明书及外文翻译；第14周 毕业答辩。指导教师意见签 名：年 月 日备注第4、5周为校外实习时间目 录摘要IAbstractII1 灌区基本概况11.1 灌区简况11.1.1 灌区水利工程概况11.1.2 农业生产概况11.2 灌区自然条件21.2.1 气候21.2.2 地形、地貌、土壤21.2.3 工程水文地质31.2.4

18、水资源、降水及自然灾害31.3 灌区的基础设施62 灌区灌排工程规划设计72.1 灌区灌排工程规划设计原则72.2 灌区灌排工程规划设计标准72.3 灌区工程布局82.3.1 灌溉工程布局82.3.2 排涝工程布局93 灌区灌溉制度设计103.1 作物布局设计103.2 灌溉保证率的选择103.3 作物需水量的计算113.4 作物灌溉制度的制定123.4.1 灌溉制度制定的方法123.4.2 灌溉制度的制定133.5 灌区灌溉用水过程183.5.1 设计典型年的选择193.5.2典型年灌溉用水量193.6 灌区水资源平衡分析214 灌区灌溉工程规划设计224.1 灌水率的设计224.2 渠系布

19、置方案264.2.1 灌溉渠道的规划原则264.2.2 渠道工作制度的确定264.3 灌溉渠道设计流量确定274.3.1 渠道设计流量274.3.2 渠道加大流量324.3.3 渠道最小流量334.4 灌溉渠道纵、横断面设计334.4.1 灌溉渠道横断面设计334.4.2 灌溉渠道纵断面设计385 灌区排水工程规划设计415.1排水工程规划设计标准的确定415.2 排水沟布置方案415.3 排水沟纵、横断面设计435.3.1 排涝模数的确定435.3.2排水沟横断面设计435.3.3 排水沟纵断面设计446 水闸的规划设计456.1 水闸的总体布置456.1.1 水闸的闸址选择456.1.2

20、水闸的组成及一般布置456.2 水闸的水力设计476.2.1水闸的闸孔设计476.2.2 水闸的消能防冲设施496.3 水闸的防渗排水设计536.3.1 地下轮廓设计536.3.2 渗流计算546.4 闸室的布置和稳定分析606.4.1 闸室结构布置606.4.2 荷载及其组合616.4.3 闸室稳定计算637 土建工程设计估算66参考文献69附录1 外文文献70附录2 中文翻译73附表7683 / 130摘要纸坊灌区位于省XX市西南部岗区,属温带季风气候,气候温和。灌区涉及XX市38个行政村。灌区土地面积63平方千米,耕地面积6.2万亩,设计灌溉面积5.4万亩,有效灌溉面积4.5万亩。灌区地

21、下水资源相对贫乏,属纯渠灌区。为充分利用水资源,促进农业经济发展,灌区从纸坊水库引水。灌区农作物以小麦为主,还有玉米、棉花、谷子。复种指数为1.7。本设计的设计路线为：首先根据农作物需水量,由水量平衡方程确定农作物灌溉制度,并进行水量平衡分析。然后规划布置灌区灌排系统,设计各级渠道和排水沟的横、纵断面,对渠系建筑物进行规划设计。本设计重点进行节制闸设计。最后根据工程建设进行土方工程概算。项目建成后,可恢复灌溉面积5.17万亩,同时可改善项目区生态环境,补给地下水资源,解决区部分村民饮水困难问题。为XX市建立典型高效农业示基地打下了基础。关键词:作物需水量、灌溉制度、设计流量、渠道工程、排水沟A

22、bstractZhifang Irrigation District is located in the southwestern Po Kong of henan YuZhou City.TheIrrigation District involves 38 administrative villages. The Land area of the irrigation district is 7.6 million mu. The arable land is 6.95 million mu. The irrigated area designed is 5.4 million mu. Th

23、e effective irrigation is 4.5 million mu . It is a pure Irrigation Area with poor groundwater resources. To make full use of water resources, and to promote economic development in agriculture, the Irrigation district gets waterfrom the reservoir Zhifanggou.The crops are mainly wheat,while corn,cott

24、on,millet and sweet potato,and the regrown index is 1.7. The route of this design is as follow.According to water demand of the crops and water balance equation to make crop irrigation system .and develop the water balance analysis.Design Irrigation channels in accordance with the topography and dra

25、inage layout.Then design the drainage channels and all the transverse, vertical section,and design irrigation and drainage system buildings.The emphases of this project is waterlocks .The last is the light of all the construction budget for civil works design. After the completion of the project, 5.

26、17 million mu of irrigated area will be resumed .At the same time ,the project will improve the ecological environment and replenish the groundwater resources ,and address the dringking problem of some villagers . It laid the groundwork for Yu City to be a typical high-efficiency agriculture demonst

27、ration base.Keywords:Crop water requirement;Irrigation ; Irrigation ;Channel works;Design flow; Darrel-drain1 灌区基本概况1.1 灌区简况纸坊灌区位于省XX市西南部岗区,灌区涉及XX市的方山、顺店、文殊方岗、火龙五个乡镇的38个行政村,灌区总人口7.1万人,其中农业人口4.97万人。灌区土地面积7.6万亩,耕地面积6.2万亩,设计灌溉面积为5.4万亩,有效灌溉面积为4.5万亩。灌区地下水资源相对贫乏,属纯渠灌区,灌区西北高、东南底,区土地肥沃、日照充足、水源可靠,排水条件良好,是XX市

28、主要的高效农业开发区之一。1.1.1 灌区水利工程概况纸坊水库是纸坊灌区主要的水源,水库是以防洪、灌溉为,结合水厂、旅游等综合利用的中型水利枢纽工程。大坝为均质土坝,干砌块石护坡,坝长300m,最大坝高41.5m,坝顶高程21.5m,坝顶宽5m,防浪墙高程262.5m,输水洞在坝右岸,进水底部高程230m,洞身为圆形,直径2m,洞长126m,为钢筋混凝土闸门。溢洪道进口底部高程246m,纵坡1/200,全长234m,边坡1：1.5。在254m高程为复试断面,右岸有15m宽平台。水库灌区渠首引水能力为8m/s,目前水库工程运行良好,为灌区灌溉提供了可靠的水源。1.1.2 农业生产概况灌区主要农作

29、物以小麦为主,小麦种植面积约占耕地面积的70,早秋作物有旱谷、早红薯,约占耕地面积的20,晚秋作物有晚玉米、晚红薯、棉花等,约占耕地面积的80,复种指数为1.7。灌区各种作物播种面积见表1-1。表1-1 纸坊灌区基本农田整理项目区作物种植类型及播种面积单位：万亩作物小麦棉花玉米谷子面积4.342.482.481.24纸坊灌区各农作物的生育期见表1-2：表1-2 纸坊灌区典型作物的生育期棉花小麦生育阶段时段生育阶段时段苗期4.11 6.12越冬播种10.1012.25蕾期6137.3播种返青12.261.29花铃期7.48.28返青拔节1.303.10絮期8.2910.10拔节抽穗3114.11

30、抽穗成熟4.125.25玉米谷子生育阶段时段生育阶段时段播种出苗6.16.4播种拔节5.216.30出苗拔节6.57.2拔节抽穗7.17.31拔节抽雄7.37.22抽穗灌浆8.18.20抽雄灌浆7.238.10灌浆收获8.219.30灌浆成熟8.119.151.2 灌区自然条件1.2.1 气候纸坊灌区位于省XX市西南部岗区,属温带季风气候,气候温和,多年平均气温14.4,历年最高气温42.9,最低气温-13.9。全年无无霜期218天,年日照时数2415小时,日照率55%,气温、光照对作物生长极为有利。1.2.2 地形、地貌、土壤纸坊灌区位于我市东南部岗区,干渠沿西北-东南向布置,地势西北高、东

31、南低,灌区地势起伏不平、地面坡度较大,地面坡度为1/200-1/100。地表主要被第四季黄土覆盖,土壤以红黄土、立黄土为主,岗地与平原交接地带为黄垆土、潮垆土,土壤保水、保费性能较好,肥力中等。查规可得到表1-3,砂壤土的各项参数围；表1-3 项目区土壤普查简表土壤名称深度m颜色孔隙度田间持水率占孔隙率%砂壤土0 10黄色404540651.2.3 工程水文地质根据XX市1980年农业区划资料,纸坊灌区为山前倾斜岗地,地下水含水层为沙砾石零星分布,地下水埋深多大于10m,饱气带岩性上部多为Q3黄土状亚砂土,厚3-10m；中部为Q2亚粘土钙质结核,厚2-10m；下部为Q1地层,区地下水资源贫乏,

32、地下水开采模数为1.6万m/km年,大部分区域无成条件。1.2.4 水资源、降水及自然灾害 灌区水资源取自纸坊水库,该水库位于XX市西25颖河支流泉河上,是1958年4月投资兴建,1959年竣工,上游控制面积138.3,是以防洪灌溉为主、结合养殖等综合利用的中型水利枢纽。水库总库容6500万m,其中防洪库容4920万m,兴利库容1580万m。经25年水库来水量资料系列频率计算,多年平均来水量1000万m,灌溉设计保证率为75%,水量充足。灌区主要水资源为地表水,地下水资源贫乏,大部分区域无成井条件,灌区农田基本全部靠地表水灌溉。灌区多年平均降水量650,降雨有以下特点：一是年际变化大,二是年季

33、节分布不均,降雨多集中在汛期6-9月份,汛期降雨量约占全年降雨量的70%左右。因此,灌区旱涝灾害频繁,特别是旱灾十年有九,旱灾最多的是春旱,其次是初夏旱、伏旱,旱灾是灌区农作物饿主要灾害。以1979年为典型年。降雨量分配见表1-4,逐日降雨量见表1-5。表1-4 1979年禹县月降水量分配表月份123456789101112全年降水量mm26.822.238.769.439.375.4115.782.4118.77.44.814.7615.5比例%4.43.66.311.36.412.318.813.419.31.20.82.4100表1-5 禹县1979年逐日降雨量统计表单位：mm月日一二三

34、四五六七八九十十一十二11.893.407.39234.5314.841.954.855.161.95626.24.73712.58.6586.185910.42.88102.0711023.12.625.5030.0126.90131411.4014.01512.016.56.216174.31187.3510.71.603.5198.45203.0559.82112.23.4511.7226.97.982317.513.8243.132522.803.19261.663.30274.9302.472816.509.682919.139.511.5305.36318.28.871.3 灌区的

35、基础设施灌区交通便利,北邻许昌-洛阳公路,县乡公路、乡村公路四通八达,为灌区节水灌溉工程建设提供了方便的交通条件。 灌区附近的天然建筑材料的储量丰富,质量能满足灌区工程建设需要。石子采用XX市无梁、浅井石料厂的料石和石子,中细砂采用XX市褚河砂厂的砂,粗砂选用襄县汝河沙场的优质水捞砂,水泥采用我市水泥厂生产的天瑞牌水泥,均省免检产品。2 灌区灌排工程规划设计2.1 灌区灌排工程规划设计原则1参照综合农业规划成果,根据地区农业生产的特点、布局和发展要求以及灌区水源的可供水量进行灌溉工程的总体规划,并力求单位水量达到最大的增产效益。 2灌区总体布置应在可能条件下,兼顾防洪、除涝、排渍、水电、航运和

36、工业、城市供水等各方面的要求。在易涝、易碱地区应同时规划健全的排水系统,切实做到旱、涝、碱综合治理。 3应在区域水土资源平衡和效益分析的基础上,按照工程投资少,灌溉综合效益 大的原则,选定适宜的灌溉工程方案。 4灌区总体规划涉及各方面的问题很多,各种因素都要考虑到。因此,只要认真贯彻全面安排、分期实施、统筹兼顾、综合开发、因地制宜、保证实效等原则,才能保证总体规划质量,以充分发挥灌区工程的综合效益。 5灌区水资源的开发利用应在符合全流域水利规划和保护生态环境的基础上,根据当地具体条件分别采取地表水、地下水并用；大、中、小并重,蓄、引、排相结合；渠、沟、井、塘、库联合运用以及其他合理的方式,充分

37、利用当地水资源包括回归水,提高水利用率。2.2 灌区灌排工程规划设计标准1. 农田排水工程技术规SL/T4-1999；2. 灌溉与排水工程设计规GB/50288-99；3. 节水灌溉技术规GB/T50363-2006；4. 渠道防渗工程技术规SL18-2004；5. 土地开发整理项目规划设计规TD/T1012-2000；6. 灌溉排水渠系设计规SDJ 217-847. 灌溉与排水渠系建筑物设计规2007征求意见稿8. 水闸设计规SL265-20019. 水利水电工程制图标准SL73-1995；2.3 灌区工程布局灌区总体规划布置根据旱、涝、洪、渍综合治理及经济合理的原则,与当地总体规划相结合,

38、对灌区水源工程、灌排渠系、灌排建筑物等进行合理布置,绘制灌区总体布置图。2.3.1 灌溉工程布局灌溉工程布局就是对灌溉渠系进行规划,灌溉渠道系统是从水源取水,通过渠道及其附属建筑物输、配水,经由田间工程进行农田灌水的工程系统。将项目区可分为十个灌溉区域,分别由十条支渠控制灌溉。耕地率为0.626,各项统计见下表：2-1 各支渠长度和控制面积表渠道名称控制面积灌溉面积长度hm2hm2m一干一支538.76337.262094.234一干二支520325.522642.984一干三支748.37468.48900一干四支527.64330.32263.354一干五支165.55103.631280

39、一干六支553.32346.382699,65一干七支637.8399.262738.854一干八支672.72421.122789.618总计4364.162731.95二干一支435.52272.642520二干二支474.2296.852220总计909.72569.492.3.2 排涝工程布局排水系统有着重要的作用,收集从田间排出的水,将水输送到容泄区,以及将农业区的弃水排出,以达到排出地面水和降低地下水位的目的,即起到除涝、排渍、治碱的目的。在规划排水系统时,必须从实际出发,分析和搜集有关资料,摸清涝、渍的情况及原因,以此确定规划标准和措施。在布置排水系统时有以下原则：1充分利用水土

40、资源,尽量扩大自然排水面积,减少占地面积,节省投资。2系统分级合理,长短适当,排水与行政区划相结合,以便于机耕和统一管理。3建筑物尽量集中,做到一物多用。4尽量利用现有水利设施,尤其要注意不打乱自然排水流势,保证排水流畅。5系统线路在满足排水要求的前提下,尽量做到一直、二短、三安全。线路尽量避免深挖高填、风化岩层、节理发育的破碎带和强透水带。6灌排配套,有灌有排,保证及时灌溉与排水。排水方式一般有水平排水、垂直排水两种,而水平排水又分为明沟排水和地下暗管排水,本设计采用的是水平排水方式中的明沟排水。所谓明沟排水就是建立一套完整的地面排水系统,把地面、地下和土壤中多余的水排走,控制适宜的地下水位

41、和土壤水分。本设计排水沟布置在地势较低处,布置形式有灌排相邻和灌排相间两种方式。地面向一侧倾斜的地区采取灌排相邻的方式,当地形平坦或微有起伏,则采取灌溉相间的方式。为了节省投资,不便占用过多土地,减少人力和物力,在某些灌溉区域,应充分利用原有的排水沟,以及灌区本有的河流与塘,将多余的水排出。3 灌区灌溉制度设计农作物的灌溉制度是指作物播种前或水稻插秧前及全生育期的灌水次数,每次灌水的灌水日期、灌水定额以及灌溉定额。它是灌区规划及管理的重要依据。作物灌溉制度随作物种类、品种、自然条件及农业技术措施的不同而变化。因此,在确定作物灌溉制度时,必须结合地区与农时的具体情况进行具体分析。本设计按水量平衡

42、原理并结合群众丰产灌水经验分析制定作物灌溉制度,主要制定典型作物小麦、棉花、玉米、谷子的灌溉制度。3.1 作物布局设计灌区主要农作物以小麦为主,小麦种植面积约占耕地面积的70,早秋作物有旱谷,约占耕地面积的20,晚秋作物有晚玉米、棉花等,约占耕地面积的80,复种指数为1.7。各种作物的播种面积见表1-1。3.2 灌溉保证率的选择灌溉设计保证率是作物灌溉制度确定的前提,它指灌区灌溉用水量在多年期间能够得到充分满足的机率。因为各地的降雨资料很多,需要选择一个达到某一灌溉保证率的年份即典型年,利用其降雨资料制定灌溉制度。而且,它的选定,直接影响着工程建筑物的规模如坝高、库容、渠系建筑物的尺寸、抽水站

43、装机容量或灌溉面积的大小。灌溉设计保证率可用下式计算： 3-1式中：灌溉设计保证率,%；水源供给灌溉用水的数量大于或等于灌溉用水量的年份,年；计算系列的总年份,年。本设计取灌溉设计保证率是75%,表示平均在100年中可能有75年满足设计灌水要求,即有75年水源供给灌溉用水的数量大于或等于灌溉用水量。 根据19711980年系列降水量资料,按式3-1计算,保证率为75%的年份为1979年。因此,确定1979年为典型年。灌溉工程规划设计就是在这个保证率前提下,依据典型年所拥有的基本资料逐步展开。表3-1 灌溉设计保证率标准参考值灌水方法地区作物种类灌溉设计保证率%地面灌溉干旱地区或水资源紧缺地区以

44、旱作为主5075以水稻为主7080半干旱、半湿润地区或水资源不稳定地区以旱作为主7080以水稻为主7580湿润地区或水资源丰富地区以旱作为主7580以水稻为主8095喷灌、微灌各类地区各类作物85953.3 作物需水量的计算作物需水量的计算是作物灌溉制度制定的前提,只有知道作物个生育期的耗水量需水量,再结合降雨资料,才能制定出详细合理的灌溉制度。作物需水量的确定是灌排工程的规划、设计和管理的基本依据,它是指生长在大面积上的无病虫害作物,在最佳水、肥等土壤条件和生长环境中,取得高产潜力所需满足的植株蒸腾和棵间蒸发之和,又称作物蒸发蒸腾量或腾发量。作物需水量的大小与气象条件温度、日照、湿度、风速、

45、土壤含水状况、作物种类及其生长发育阶段、农业技术措施、灌溉排水措施等有关,而且各因素对需水量的影响相互联系,错综复杂。因项目区资料有限,本设计参照玉民等所编的中国主要农作物需水量与灌溉选取与灌区自然条件较接近地区的作物需水量,作为本区作物需水量。各作物各生育期的需水量见表3-2,3-3,3-4,3-5。表3-2 冬小麦各生育期的需水量 mm生育期播种越冬越冬返青返青拔节拔节抽穗抽穗成熟全期需水量79.134.1076.3135.1201.9526.50表3-3 棉花各生育期需水量 mm生育期苗期蕾期花铃期絮期全期阶段需水量90.6784.28312.8588.46576.26模系数14.713

46、.650.614.3100.0日需水量1.444.015.592.06表 3-4 玉米各生育期需水量 生育期播种出苗出苗拔节拔节抽雄抽雄灌浆灌浆成熟全生育期需水量10.9280.07131.7673.7296.57393.04日需水量2.732.866.593.882.68表3-5 谷子各生育期需水量 生育期播种拔节拔节抽穗抽穗灌浆灌浆收获全期需水量108.2171.999.6137.8517.5模系数20.933.219.326.6100.0日需水量2.645.554.982.943.4 作物灌溉制度的制定3.4.1 灌溉制度制定的方法作物的灌溉制度随作物种类、品种、自然条件及农业技术措施的

47、不同而变化。因此,在制定作物灌溉制度时,必须结合地区与农时的具体情况进行具体分析。在灌区规划、设计或管理中,常采用以下三种方法来制定灌溉制度。1根据群众丰产灌水经验,确定作物灌溉制度。在长期生产实践中,根据作物生长的特点,广大劳动人民已积累了适时适量的进行灌水和夺取作物高产的经验。2根据灌溉试验资料制定灌溉制度。我国各地的灌溉试验站以从事多年灌溉试验工作,积累了一大批相关的观测试验资料,为我们制定灌溉制度提供了重要的依据。3按水量平衡原理分析制定作物的灌溉制度。在用此原理分析制定灌溉制度时,一定要参考群众丰产灌水经验和田间试验资料,这样制定的灌水制度才是比较完善的。本设计按水量平衡原理并结合群

48、众丰产灌水经验分析制定作物灌溉制度。3.4.2 灌溉制度的制定本设计采用旱作物水量平衡方程来制定作物的灌溉制度,寻找并计算水量平衡方程式中的相关参数,进而推求灌水量。旱作物依靠其主要根系从土壤中吸取水分,满足其正常生长发育需要。因此水量平衡主要分析其主要根系吸水层的储水量变化围是否适合作物生长要求,所以旱作物灌溉要以主要根系吸水层作为灌溉时计划湿润的深度,并使计划湿润层的土壤水分变化保持在土壤允许最大与允许最小储水量围之间,使土壤的水、气、热状态适合作物生长。所以,时段计划湿润层的储水量、有效降雨量、计划湿润层增加而增加的水量以及计划湿润层允许的上限、下限贮水量是本设计重点讨论的4个部分。3.

49、4.2.1 小麦播前灌水定额的确定播前灌水的目的在于保证作物种子发芽和出苗所必须的土壤含水量或储水于土壤中以供作物生育后期之用。播前灌水定额可按下式计算： 3-2式中：播前灌水定额,亩；土壤计划层深度,本设计取；允许最大的含水率,以占孔隙率的%计, =50%；土层的平均含水率,占孔隙率%,本设计；土壤孔隙率,占土体%,=40%。 经计算,=32.02 m3/亩=480.3 m3/hm2=48.03mm。取50mm。3.4.2.2 生育期灌溉制度的制定1水量平衡方程在旱作物整个生育期中任何一个时段t,土壤计划湿润层H储水量的变化可用水量平衡方程式表示： 3-3式中： 、分别为时段初和任一时间t时

50、的土壤计划湿润层的储水量,mm；由于计划湿润层增加而增加的水量,mm；计划湿润层保存的有效雨量,mm；时段的地下水补给量,mm。本设计不予考虑；时段的灌溉水量,mm；时段的作物田间需水量,mm。本设计不考虑渗漏, 即冬小麦的需水量。2相关参数的确定时段初划湿润层的贮水量时段初划湿润层的贮水量取80%,故=80%40050%40%=64mm。计划湿润层增加而增加的水量在作物生育期,计划湿润层是变化的,由于它的增加,可以利用深层土壤原有的储水量,可按下式计算： 式中：时段初计划湿润层深度,m；时段末划湿润层深度,m；计划湿润层增加而增加的水量,m/亩；土壤孔隙率,占土体%,=40%；深度土层的平均

51、含水率,取90%=45%。冬小麦各生育期土壤的计划湿润层深度依据灌溉排水工程学第39页表1-13,具体数据见表3-6。表3-6 冬小麦各生育期土壤的计划湿润层深度生育期计划湿润层深度cm幼苗期3040分蘖期4050拔节期5060抽穗期6080灌浆期60100有效降雨降雨有一部分会随着地面径流而损失,剩下的入渗到土壤中,有效降雨可用下式入渗系数法来计算： 式中：降雨量,mm；有效降雨量,mm；降雨入渗系数；其值与一次降雨量及雨型、雨前地下水埋深、前期降雨、降雨延时、土壤性质、地面覆盖、田间工程情况及地形等因素有关。一般认为一次降雨量小于5mm时,为0；一次降雨量在550mm时,约为1.00.8,

52、本设计取1.0；一次降雨量大于50mm时,约为0.80.7,本设计取0.8。冬小麦生育期为10月10日至5月25日,其有效降雨量见表3-7。表3-7 冬小麦各生育期的有效降雨量日期降雨量P入渗系数有效降雨量P0mm12月8日5001.05.0012月15日6.201.06.201月28日16.51.016.51月30日5.361.05.362月21日12.21.012.22月22日6.91.06.93月22日7.981.07.983月29日19.11.019.13月31日8.21.08.24月6日26.21.026.24月7日12.51.012.54月18日7.351.07.354月25日22

53、.81.022.85月11日23.11.023.15月14日11.41.0114注：表中数据为全生育期各天的有效降雨量,有效降雨为零时数据略。时段t的灌溉水量M若阶段末计划层贮水量小于计划层允许贮水量下限,则需灌水；若阶段末计划层贮水量大于计划层允许贮水量上限,则需排水。冬小麦各个生育期有不同的计划湿润层,因此在各生育期计划层所允许的上、下限贮水量也不同。为了使作物正常生长,土壤含水率应控制在土壤允许最大及最小含水率之间,土壤允许最大含水率本通常以不致造成深层渗漏为原则,所以采用,为土壤田间持水率,本设计取50%。土壤允许最小含水率应大于凋萎系数,本设计取60%计划层所允许的上、下限贮水量可用

54、下式计算： 3-6 3-7式中： 计划层计划层所允许的上限贮水量,m3/亩；计划层计划层所允许的下限贮水量,m3/亩；、计划湿润层土壤含水率上、下限,占空隙%； A土壤孔隙率,占土体%；计划湿润层深度,m。时段t的地下水补给量K地下水补给量指地下水借土壤毛细管作用上升至作物根系吸水层而被作物所利用的水量,它与作物种类、作物需水强度、计划湿润层含水量有关。本设计由于地下水埋深多大于10米,地下水资源稀缺,因此不予考虑。作物需水量ET参照玉民等所编的中国主要农作物需水量与灌溉选取与灌区自然条件较接近地区的作物需水量,作为本区作物需水量。以冬小麦生育阶段需水量模系数作为依据计算小麦各生育期需水量。其需水模数、生育期起止日期及逐日需水量见表3-8。表3-8 小麦逐日需水量计算表生育期幼苗期分蘖期拔节期抽穗期灌浆期起止日期10.1012.2512.261.291.303.103.114.114.125.25天数/d7735413244阶段需水模数/%15.026.4814.4925.663