湖南农业大学工学院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：2009 级水利水电专业01 班*名：***学号： 2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2.5 m，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2-1及表2-2。
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。
7 8.6 28.58 2.59 19.110 3.611 2.5 2.112 1.9 2013 7.5 2.314 12.1 1.9 1.915 10.016 6.0 4.1 3.5 32.817 24.518 1.319 1.620 4.3 12.6 11.521 1.8 18.522 2.1 10.6 20.2 2.5 3.623 1.4 10.7 4.524 35.4 7.425 6.226 1.527 1.128 1.5 3.72930 7.731 3.6月计72.9 212.1 107.3 39.8 25.0 37.3 103.5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2-4及表2-5所示；中稻及晚稻的丰产灌溉制度列于表2-6。
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)25/4-4/55/5-14/515/5-1/62/6-16/617/6-30/61/7-11/712/7-20/725/4-20/7天数101018151411987模比系数(% )7818252l138100田间允许水层深( mm )10-30-510-40-8020-50-8020-50-10020-50-9010-40-50湿润渗透强度( mm/d )1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3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72 m3／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。
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 7/5 50 1 19/7 502 26/5 25 2 27/7 153 4/6 25 3 1/8 254 10/6 25 4 7/8 205 20/6 30 5 12/8 25早稻及棉花的灌溉设计校核验算：c h P d M W h ∑∑∑∑+-++=始末0+337.8-499.35-83.93+255.48=10故校核满足要求。
泡田日期为4月13日至4月24日，泡田定额为亩/703m m =，mm 86S 1=。
12305.97t e 11⨯=mm M 4.105.303986667.0h 30.5)-39860.667(h )P -t e S (h 667.0M 100111101=+--=⇒++=++=即得初始淹灌水层为10.4mm.早稻设计灌溉制度棉花灌溉制度的制定W T =100*50%*48%=24（mm ）=35.98(m3/亩) Wo=72000/667=107.9(mm)=161.77(m3/亩)公顷亩/36.21/4.32067.212033m m KY ET ==⨯==幼苗期： 公顷亩/84.3/67.5718.04.3203311m m ETk ET ==⨯== 现蕾期： 公顷亩/41.6/12.963.04.3203322m m ETk ET ==⨯==开花结铃期： 公顷亩/13.5/9.7624.04.3203333m m ETk ET ==⨯==叶絮期:公顷亩/98.5/71.8928.04.3203344m m ETk ET ==⨯==0=T 0183.3-72=111.3=64.2+294.8+64.4+2.6-320.0棉花设计灌溉制度修正后的灌水率计算表取修正后的灌水率q为0.43m3/(s*万亩).灌溉渠系规划布置渠道布置本灌区灌溉渠道分为干、支、斗、农四级固定渠道。
本灌区属于小坡度地区。
一支布置在整个灌区的西面，与等高线成一定的角度。
二支布置在吴家沟和申溪之间，三支布置在申溪东侧，四支布置在炒米店西侧，八户东侧。
第三支渠灌溉面积适中，可作为典型支渠，该支渠有6条斗渠，斗渠长3500m ，取第六斗渠为典型斗渠。
每条斗渠有6条农渠，长800m,间距750m ，可取六斗二农为典型农渠。
渠道设计流量计算确定工作制度干支渠续灌，斗、农轮灌（各分两组）。
典型支渠设计流量计算 灌区总面积约为12万亩，干渠长为16.5km ，各支渠的长度及灌溉面积列入下表。
5.2.1典型支渠（三支渠）及其所属斗、农渠的设计流量A ．计算农渠的设计流量三支渠的田间净流量为s m q Q /08.143.052.2A 333=⨯=⨯=设支支田净因斗、农渠分两组轮灌，同时工作的斗渠有3条，同时工作的农渠有3条，所以，农渠的田间净流量为：12.03308.1=⨯=⨯=kn Q Q 支田净农田净s m /3 取田间水利用系数95.0=f η，农渠的净流量126.095.012.0===fQ Q η农田净农净s m /3 灌区土壤属中粘壤土，查表得相应的土壤透水性参数：9.1=A 4.0=m 。
因此农渠每公里输水损失系数为：0435.0126.01009.11004.0=⨯==mQ A 农净农σ 取农渠的计算长度为：km m L 4.0400==农农渠的设计流量为s m L Q Q /122.04.00435.0112.013=⨯+⨯=+=）（）（农农农净农毛σ B ．计算斗渠的设计流量因一条斗渠内同时工作的农渠有3条，即斗渠的流量为：s m Q /36.012.03Q 33=⨯=⨯=农毛斗净农渠分两组轮灌，各组要求斗渠供给的净流量相等。
但是，第Ⅱ轮灌组距斗渠进水口较远，输水损失水量较多，据此求得的斗渠毛流量较大，因此以第Ⅱ轮灌组的斗渠毛流量作为斗渠的设计流量。
斗渠的工作长度为km L L 63.24/3==斗斗。
斗渠每公里输水损失系数为：0286.036.01009.1Q 100A 4.0=⨯==m 斗净斗σ 斗渠设计流量为：s m Q Q /387.063.20286.0136.0L 13=⨯+⨯=+=）（）（斗斗斗净斗毛σ。
C.计算三支渠的设计流量 斗渠也是分两组轮灌，以第Ⅱ轮灌组要求的支渠毛流量作为支渠的设计流量。
支渠的工作长度取：km L 6.3=支。
支渠的净流量为：s m Q /161.1387.0333=⨯=支净 支渠每公里输水损失系数为0179.0161.11009.11004.033=⨯=⨯=m Q A 支净支σ 支渠设计流量为s m L Q Q /236.1)6.30179.01(161.113333=⨯+⨯=+=）（支支支净支毛σ 5.2.2计算三支渠的灌溉水利用系数939.0236.1161.1333===支毛支田净支水Q Q η 5.2.3计算一、二支渠的设计流量A ．计算一、二支渠的田间净流量sm Q s m Q s m Q /3148.143.067.23/88.143.038.4/04.143.043.23231=⨯==⨯==⨯=支田净支田净支田净B ．计算一、二支渠的设计流量以典型支渠（三支渠）的灌溉水利用系数作为扩大指标，用来计算其他支渠的设计流量。
s m Q Q /107.1939.004.13311===支水支田净支毛η s m Q Q /002.2939.088.13322===支水支田净支毛η s m Q Q /223.1939.0148.13344===支水支田净支毛η 5.2.4推求干渠各段的设计流量A ．BC 段的设计流量s m Q Q BC /223.134==支毛净0175.0223.11009.14.0=⨯=BC σ s m L Q Q BC BC BC BC /310.1)08.40175.01(223.113=⨯+⨯=+=）（净毛σB ．AB 段的设计流量sm Q Q sm Q Q AB AB AB AB BC AB /664.254.30131.01546.2L 10131.0546.21009.1/546.2236.1310.1Q 3AB 4.033=⨯+⨯=+==⨯==+=+=）（）（净毛支毛毛净σσ C ．OA 段的设计流量sm Q Q sm Q Q Q OA OA OA OA AB OA /822.425.30103.01666.4L 10103.0666.41009.1/666.4002.2664.23OA 4.032=⨯+⨯=+==⨯==+=+=）（）（净毛支毛毛净σσ D ．QO 段的设计流量sm Q Q sm Q Q Q QO QO QO OA OA QO /166.630.40093.01929.5L 10093.0929.51009.1/929.5107.1822.43QO 4.031=⨯+⨯=+==⨯==+=+=）（）（净毛支毛毛净σσ 6.灌溉渠道的断面设计6.1渠道横断面设计由已知资料查表，可取25.1=m 000286.035001==i 025.0=n 6．1.1干渠横断面设计采用经济适用断面A ．QO 段：s m Q QO /166.63= 取04.1=α，)1(42/5--=αααγ68.0=宽深比m m m --+=)12(22γαβ14.3= m i m m Qn h 44.1)()12(8/33/53/22=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+++=ββm h b 53.4==βmm h b B m h mh b A 14.91212.9)(22=++==+=m BAR 998.0==所以可得s m A Q V /676.012.9166.6===校核不冲不淤1.0KQ V =不冲取3.0=C 62.0=K 即有sm KQV s m R C V /74.0166.662.0/30.0998.03.01.01.0=⨯===⨯==不冲不淤因此有不冲不淤V V V <<，满足要求，说明断面尺寸符合要求，即干渠QO 段的断面尺寸为：m h 44.1=，m b 53.4=。