农田水利工程课设制作人2018-7-12CHINA目录目录 ......................................................................................................... 错误！未定义书签。

一、设计资料 (2)（一）概况 (2)（二）地形和河道水量概况 (2)（三）灌区用水资料 (3)二、灌溉制度设计 (4)初定灌水率图计算与绘制 (4)灌水率图的修正 (6)．其他资料 (7)三．灌溉渠道的设计 (7)3.1水源和取水口的选择 (7)3.2排水容泄区的选择 (7)3.3渠道的规划布置原则 (8)3.4渠系建筑物的选择与布置原则 (8)3.6渠系建筑物的布置 (9)四、各级渠道设计流量的推求 (10) (13)五、干支渠纵横断面设计 (13)一、干支渠横断面设计 (13)二、干支渠纵断面设计 (18)一、设计资料（一）概况灌区自然地理和经济概况本地区三面环河，西起清河，南频卫河，东至禹河；地势平坦，地形坡度多在0.0015~0.004 之间。

过去由于卫河南移，在本区的下中部横凿下一道陡坎；同时，入禹河河口西北方形成一凹地和局部高地。

本地区土质肥沃，土壤质地属中粘壤土，微有结构，土壤含盐量为0.02%，宜于耕作。

土中粘土含量为10%~15%，孔隙率为44.3%，干容重为1.40t/m3, 透水性中等。

地下水埋深为5~15m，水质近于中性（PH=7.4），可溶性盐为0.05%。

本区多年平均降雨量为581.3 毫米，但时间分配不均，经常出现季节性干旱，影响作物生长。

年最大降雨量为877.7 毫米（1949 年），年最小降雨量为363.3毫米（1963 年），年内降雨变率很大，七、八、九三个月降雨量占全年降雨总量的70%。

暴雨多发生在八、九月，由于本区土壤透水性较强，且地下水位较深，因而形成的地面径流量不大，除凹地外，径流可及时排除。

多年平均蒸发量970毫米，月平均气温13~16℃，最高气温43℃，最低-10℃，每年12 月下旬开始结冻，元月底解冻。

全区耕地面积约为113000 亩（100 等高线以下），由于南北方向有李家沟纵切而过，把耕地分为东、西两部分，其面积分别为17000 亩和96000亩。

当地种植的作物以小麦和玉米为主，其次是棉花、高粱和谷子等。

全区共分布有四个乡，即前进乡、胜利乡、合作乡和红旗乡。

该区由于干旱影响，作物产量低而不稳，急需发展灌溉，提高农业生产能力。

（二）地形和河道水量概况1.地形(1)灌区地形图一张（1/25000），见图1；土地利用率为0.9。

(2)李家沟集水面积不大，平时干涸，雨季洪水期流水。

沟道上0#至1#断面河床土质渗漏严重，而在1#至2#断面之间的河床坡降为1/150，形成复式断面，断面的深槽深约2.5 米，其底宽约8 米；此河段沟床土质密实，沟床稳定。

李家沟20 年一遇洪水流量为34m3/秒，此时1#断面的洪水位为98.5 米（沟底高程96 米）。

(3)100米等高线以上植被覆盖很好，暴雨季节基本无径流汇入本区。

2.清河河流概况（1）本地区青龙寺有一水文站，具有28 年水文资料，根据历年资料分析，得出设计年（频率75%）河水流量按旬统计表，见表1。

表 1 设计年清河流量按旬统计表单位：m3/秒（2）清河0#、1#、#2 断面水位~流量关系曲线见附图2。

（3）0#至1#断面间河床土质较疏松，间有风化破裂岩层。

风化层厚6 米，1#至2#断面间河床土质密实，2.5 米以下为坚硬岩层。

（4）水源水质PH=7.0；可溶性盐类总量0.02%，每年7、8 月河水含沙量最大，约为30kg/m3；每年11 月至六月河水含沙量最小，约为1 kg/m3，河水中悬沙加权平均沉速约为0.1~0.3mm/秒。

3 禹河河道纵坡平均为1/5000.4 卫河水自流注入禹河，自1#断面到河口一段平均坡降为1/4000；在一般年份内，1#断面河水位皆不超过81 米高度。

（三）灌区用水资料根据邻近地区自然和农业条件相似的灌区作物大面积丰产灌溉经验，以及该区的灌溉试验站试验资料，结合本区具体条件和增产的要求，分析拟定出本区各种农作物中等干旱年（75%）的设计灌溉制度见表2.表中等干旱年的作物设计灌溉制度本区全年各时期用水量并不均匀，通常是结冻期间（12 月底至2 月中旬）和9 月至11 月不需用水，其他时期安排连续灌水。

六、七、八三个月用水占全年总用水量的1/3~2/5。

（四）其他资料（1）有效利用系数（2）流量在2.5~5m3/秒范围内修隧洞（片石拱）时，单价为30 万元/km；同条件下修建陡坡的单价为11.5 万元/km。

（3）支渠控制面积3~6 万亩，斗渠控制面积3000~8000 亩。

（4）干支渠续灌；斗渠轮灌。

二、灌溉制度设计2.1.1已知条件具体如下表所示初定灌水率图计算与绘制1）计算：公式如下：qT =αi mi /(8.64T) （式3.1）式中：αi——作物种植比mi ——各次灌水定额（m³/亩）T ——各次灌水延续天数（d ）计算各种作物的各生育阶段每次灌水的灌水率如表3.1。

灌水率图的修正修正原则：（1）修正后的灌水率图应与水源供水条件相适应；（2）尽量保证作物需水临界期的灌水不变，若需要提前或推迟灌水日期，前后不得超过3天，且以前提为主；（3）修正后的灌水率图应当比较均匀，使得渠道水位和流量不发生剧烈变化；宜避免经常停水特别避免小于5天的短期停水，保证渠道安全运行。

在修正灌水率图时，要以不影响作物需水为原则，尽量不要改变主要作物关键用水期的各次灌水时间，若必须调整移动，以往前移为主，前后移动不超过三天；调整其他各次灌水时，要使修正后的灌水率图比较均匀、连续。

此外，为了减少输水损失，并使渠道工作制度平稳，在调整时不应使灌水率数值相差悬殊。

一般最小灌水率不应小于最大灌水率的40%。

修正灌水率图取灌水最长时间段的灌水率为设计灌水率，q=0.173[m3/(s·万亩)]或q=0.026[m3/(s·公顷)]修正后的灌水时间为．其他资料（1）有效利用系数η田= 0.90 η农渠= 0.90 η渠系= 0.65（2）流量在2.5~5m /秒范围内修隧洞（片石拱）时，单价为30 万元/km ；同条件下修建陡坡的单价为11.5 万元/km 。

（3）支渠控制面积3~6 万亩，斗渠控制面积3000~8000 亩。

（4 ）干支渠续灌；斗渠轮灌。

三．灌溉渠道的设计综合考虑灌区水源、灌溉要求、地形、土壤、水文地质条件、行政区划、交通用途，综合考虑布置灌区灌排渠道。

在灌区水源上游取水，布置一条总干渠和三条支渠，支渠下设斗渠、农渠、排水沟等。

3.1水源和取水口的选择该灌区水源应取清河为水源，河水水量稳定，水质较好，含盐量符合灌水要求。

取水口取在1#断面和2#断面之间的凹岸处，以防止淤积造成取水建筑物堵塞并且1#至2#断面间河床土质密实，2.5 米以下为坚硬岩层。

适合修筑取水建筑物3.2排水容泄区的选择一支渠和二支渠控制灌溉区域的的容泄区为清河与李家沟，其中二支渠的六斗渠控制的灌溉区域容泄区为卫河。

其中二、三支渠中斗渠的多余水量也可以通过山谷基线排除，最后注入卫河。

三支渠控制的灌溉区域的容泄区也可以为卫河和禹河。

在三支渠的四斗渠控制的灌溉区域应设抽水站，将多余水从此处排入禹河（该区地势低洼且有高崖，积水不易排出）。

该灌区其他区域，排水天然地势优越，无需太多排水设施及沟道排水。

根据已知资料得知，本地区土壤透水性强，且地下水位较深，因而形成的地面径流量不大，除凹地外，径流可及时排除，但为了防止七八九月份的暴雨灾害故设置农沟排水。

3.3渠道的规划布置原则1.干渠应布置在灌区的较高地带，以便自流控制较大的灌溉面积。

2.使工程量和工程费用最小。

3.灌溉渠道的位置应参照行政区划确定，尽可能使各用水单位都有独立的用水渠道，以利管理，并应为上下及渠道的布置创造良好的条件。

4.确保渠道工程安全可靠。

5.要考虑综合利用。

6.灌溉渠系规划应和排水系统规划结合进行。

7.灌溉渠系布置应和土地整理规划和农业区划密切结合，以提高土地利用率，方便生产生活。

8.当渠线必须转弯时，土质干、支渠的弯道曲率半径应该大于干、支渠水面宽度的5倍。

9.对沿曲线方向宣泄的山洪、塬流应予以截导，防止进入灌溉渠道。

3.4渠系建筑物的选择与布置原则1、尽量采用定型设计和装配式建筑物；2、尽量利用当地材料修建3、渠系建筑物的位置根据渠系平面布置图，渠道断面图及当地情况合理布置。

4、渠系建筑物尽量满足渠道输水、配水、量水泄水防洪等要求，保证渠道正常运行，最大限度满足作物需水要求。

5渠系建筑物的布置尽可能集中，联合修建，形成枢纽降低造价，便于管理；6、布置渠系建筑物应使水流流态稳定，水头损失小。

3.5、支渠以下田间工程的布置形式1.适应农业现代化的要求，提高土地利用率，实现山、水、田、林、路的综合治理。

2.渠网配套，灌排自如，控制地下水位；既能适时适量灌溉，又可以及时排水，不使农田渍涝。

3.田面平整，田埂规整，适应农业机械化的要求。

4.改良土壤，提高土地肥力，促使农作物稳产高产。

5.合理利用各类土地，实现农、林、牧、副、渔的全面发展，注意保持生态平衡，促进农业持续发展。

田间工程的布置形式：在田间系统中，渠、沟、林、路的配合采用沟—路—渠的布置方式，以减少输水渠向排水沟的渗漏，道路旁为灌溉渠道和排水沟中间，在路的两侧植树。

3.6渠系建筑物的布置1、干支渠系建筑物的布置主要的渠系建筑物有：1.引水建筑物进水闸：在渠道取水处，调节干渠的进水流量，满足灌溉对水位、流量的要求。

2.配水建筑物（1）分水闸布置在各支渠、斗渠和农渠渠首。

上级渠道的分水闸就是下级渠道的进水闸。

分水闸的作用是控制和调节向下级渠道的配水流量，其结构形式有开敞式和涵洞式两种。

（2）节制闸垂直于渠道中心线布置，其作用是控制渠道水位或流量。

下列情况需要设置节制闸：①在上级渠水位不能保证下级渠正常引水时，需在上级渠建节制闸抬高水位，保证下级渠引水。

②实行轮灌时，在轮灌组分界处需设节制闸。

③在重要建筑物或险工渠段前需联合修建节制闸和泄水闸，以防止漫溢，保证建筑物和渠道的安全。

3.交叉建筑物常见的交叉建筑物有：隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁等。

隧洞当渠道遇到山岗时，或因石质坚硬，或因开挖工程量过大，往往不能采用深挖方渠道，如沿等高线绕行，渠道线路又过长，工程量仍然较大，而且增加了水头损失。

在这种情况下，可选择山岗单薄的地方凿洞而过。

倒虹吸渠道穿过河沟、道路时，如果渠道水位高出河沟洪水位，但渠底高程却低于河沟洪水位时；或渠底高程虽高于路面，但净空不能满足交通要求时，就要用压力管道代替渠道，从河沟、道路下面通过，压力管道的轴线向下弯曲，形似倒虹。