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设计说明刘云锋123


贡河引水灌区规划设计

一、灌区开发的必要性、可行性分析
1.灌区基本概况 贡河灌区位于长江以南某地,南为贡河,北至介荣山,西起马头 山,东以龙尾河为界。要求灌溉 20 米等高线一下的大部分耕地,属 兴隆、大胜二乡管辖(以申溪为界,东为兴隆,西为大胜) ,人口约 8 万。 2.灌区开发的必要性 灌区内气候温和,年平均气温为 16.5℃,无霜期平均 2

31 天。 多年平均降雨量 1241 毫米,多年平均蒸发量 1165 毫米。降雨量虽然 充沛,但由于降雨年内分布不均,年际间变率大,与作物需水要求不 相适应,常有程度不同的旱象出现;另一方面,由于汛期降雨集中, 雨量大,又常出现涝灾。除了旱涝灾害对农业生产造成严重威胁外, 区内大部分地区地下水位较高,以吴家沟口的小集为例,其多年平均 各月地下水埋深如表 1 所示。雨后地下水位上升迅速,且回落较慢、 三麦经常受渍减产。在旱、涝、渍三种灾害的影响下,本区的农业生 产一直很不稳定,产量较低。故需要对灌区进行开发,以降低自然灾 害对灌区农业生产的影响,加快经济发展。
表 1 地下水动态表 月份 埋深(m) 1 1.79 2 1.69 3 1.12 4 0.74 5 0.65 6 0.62

1

贡河引水灌区规划设计

月份 埋深(m)

7 0.51

8 0.63

9 1.12

10 1.54

11 1.81

12 1.78

3.灌区开发的可行性 灌区地形属山前河谷阶地,地形较为平缓。 不透水层埋深为 12.6 米左右,土层的渗透系数 K=1.3 米/日,给 水度μ =0.015,地下水矿比度小于 1g/L,土质属中粘壤土,无盐碱 化现象。 灌区的水源和排水承泄区均为贡河。贡河的水量较为丰富,马头 站实测流量水位关系见表 2。
表2 流量(m3/s) 水位 m 0 16.0 5 16.1 马头站实测水位关系 10 16.2 20 16.5 30 16.9 50 17.6 70 18.0 100 18.7 150 19.6 200 260 21.2 22.0

灌区内还有申溪、吴家沟和龙尾河,均属于贡河的支流。其情况 见表 3。
表 3 内河基本情况 河沟名称 吴家沟 申 溪 龙尾河 位置 吴 村 郭 村 上 村 沟上沿宽(m) 10 16 20 沟底高程(m) 18.7 19.1 19.3 沟 深(m) 3.6 4.0 5.0

贡河为清水河流, 最大含沙量小于 5%, 水质符合灌溉水质标准。 贡河在马头站处的上下游 1 公里河段内,河床均为灰色安山岩, 风化不严重,地质条件较好。
2

贡河引水灌区规划设计

综上,在本灌区内进行规划开发具有良好的可行性。

二、作物灌溉制度和灌水率图设计
1.确定灌溉设计标准 选定灌溉设计保证率灌区 P=80%,经过频率计算分析,相应的设 计代表年为 1971 年。1971 年灌区马头水文站测得的逐日降雨量、逐 日蒸发量(见资料表 5、表 6) 。 2.水稻灌溉制度设计(早稻、晚稻) 水稻泡田定额:80~100m3/亩 根据水量平衡原理,h1+P+m-WC-d=h2 ,采用列表法: 逐日耗水量计算表→生育期灌溉制度水量平衡计算表→灌 溉制度表→总灌溉定额 (1)逐日耗水量计算
表 4 逐日耗水量计算表 生育期 返青 25/4~ 4/5 3/8~ 10/8 10 8 7 分蘖 5/5~ 1/6 11/8~ 2/9 28 23 24 ET=α E0;ETi=1/100KiET 全 孕穗 2/6~ 16/6 3/9~ 22/9 15 20 24 抽穗 17/6~ 26/6 23/9~ 2/10 10 10 22 乳熟 27/6~ 6/7 3/10~ 13/10 10 11 14 黄熟 7/7~ 14/7 14/10~ 23/10 8 10 9 生育期 25/4~ 14/7 3/8~ 23/10 81 82 100

早稻 起止月日 晚稻 早稻 天数(d) 晚稻 阶段需水模 早稻

3

贡河引水灌区规划设计

比系数(%)

晚稻 早稻 晚稻 早稻 晚稻 早稻 晚稻 早稻 晚稻

6 26.24 24.24 41.24 36.24 15.00 12.00 4.1 4.5

26 89.97 105.0 132.00 139.50 42.00 34.50 4.7 6.1

27 89.97 109.1 112.50 139.10 22.50 30.00 7.5 7.0

25 82.47 101.00 97.47 116.00 15.00 15.00 9.7 11.6

9 52.48 36.36 67.48 52.86 15.00 16.50 6.7 4.8

7 33.74 28.29 45.74 43.28 12.00 15.00 5.7 4.3

100 374.90

阶段需水量 (mm)

404.00 496.3 527.0 121.50 123.00

阶段耗水量 (mm)

阶段渗漏量 (mm)

逐日耗水量 (mm)

(2)早稻灌溉制度计算
表5 逐日耗水量计算表:
表5 月 日 24 25 26 4 27 28 29 30 1 2 3 4 5 分蘖期 10~40~60 4.7
4

早稻灌溉制度计算 逐日耗水 量 逐日降 雨 1.4 0.2 0.3 淹灌水层变 化 20 17.3 13.4 29.6 25.5 21.4 17.3 0.6 23.7 13.8 33.4 29.3 25.2 1.5 22 20 灌水量 排水 量

生育期

设计淹灌水 层

返青期

10~30~50

4.1

贡河引水灌区规划设计

6 7 8 9 10 11 12 13 14 5 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
5

17.3 12.6 33.4 41.3 36.6 31.9 27.2 22.5 17.8 13.1 0.8 7.9 15 6.3 49.2 52.4 62.7 64.3 59.6 54.9 50.2 45.5 40.3 6.1 4.4 16.8 70 65.3 66.7 66.4 60 55.3 50.6 0 -4.7 -9.4 43.1 35.6 20.2 34.4 3.4 孕穗期 20~50~80 7.5 0.2 48.3 75.2 71.1 63.6 56.3 48.8 41.3 33.8 6.2 32.5 25 60 45.9 18.5 11.1 40

贡河引水灌区规划设计

14 6 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1 2 3 4 7 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 黄熟期 5.7 37.9 26.8 6.9 乳熟期 10~40~60 6.7 3.9 1.6 抽穗期 20~50~80 9.7 56 57.1 0.2 1.5

47.5 40 32.5 22.8 43.1 80 80 70.5 62.3 52.6 42.9 33.2 25.1 18.4 11.7 35 28.3 21.6 18.8 12.1 35.4 28.7 22

30

30 9.4 47.4

30

30

校核:h 始+∑P-∑d+∑m-∑WC=h 末 20+343.4+240-132.3-449.1=22 计算无误。 由此可得贡河灌区 1971 年早稻生育期设计灌溉制度,如下表:
表6 灌水次数 贡河灌区 1971 年早稻生育期设计灌溉制度表 灌水日期 灌水定额
6

贡河引水灌区规划设计

1 2 3 4 5 6 7 合计

月 4 5 6 6 6 6 7

日 27 15 2 14 18 29 4

mm 20.00 40.00 60.00 30.00 30.00 30.00 30.00 240.00

mm3/亩 13.33 26.67 40.00 20.00 20.00 20.00 20.00 160.00

(3)晚稻灌溉制度计算
表 7 晚稻灌溉制度计算表
月 日 3 8 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
7

生育 期

设计淹灌水 层

逐日耗水 量

逐日降 雨

淹灌水层变 化 35.5 31 26.5

灌水 量 20

排水 量

返青 期

10~30~50

4.5

22 0.7 0.5 18.2 14.2 29.7 25.2 19.1 13 0.6 27.5 21.4 15.3 29.2 20 23.1 20 20

分蘖 期

10~30~60

6.1 0.3

17 11.2 35.1 29 22.9 16.8 0.2 10.9 34.8 30 30

贡河引水灌区规划设计

26 27 28 29 30 31 1 9 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 10 1 2
8

1 0.7 13.3 0.7 1.3

29.7 24.3 31.5 25.4 20 0 -6.1 -12.2 15.2

3.9 4 0.4

44.7 41.7 35.1 28.1 21.1

60

1.5 1.3 1.8 3.1 孕穗 期 20~50~80 7 0.2 0.4

45.6 39.9 34.7 30.8 24 47 40.4 33.4 26.4 49.4 42.4 35.4

30

30

30

9.2 5.3 2.6 47.7 3.4

37.6 35.9 31.5 67.6 59.4 47.8 36.2

抽穗 期

20~50~80

11.6 2.6 14.5 48.7 28.8

24.6 43 34 36.9 74 80 11.2 30

贡河引水灌区规划设计

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 黄熟 期 0~30 4.3 乳熟 期 10~30~50 4.8

29.5 0.7 0.5

50 45.9 41.6 36.8 32 27.2 22.4 17.6 12.8 28 23.2 20

54.7

20.6

0.7 2.5

校核:h 始+∑P-∑d+∑m-∑WC=h 末
20+ 229.4+ 340- 81.1- 485.1=23.2 计算无误。

由此可得贡河灌区 1971 年晚稻生育期设计灌溉制度如下表:
表8 灌水次数 贡河灌区 1971 年晚稻生育期设计灌溉制度 灌水日期 灌水定额 月 日 mm mm3/亩 1 8 3 20.00 2 8 9 20.00 3 8 13 20.00 4 8 16 20.00 5 8 20 30.00 6 8 25 30.00 7 9 3 60.00 8 9 8 30.00 9 9 13 30.00
9

13.33 13.33 13.33 13.33 20.00 20.00 40.00 20.00 20.00

贡河引水灌区规划设计

10 11 12 合计

9 9 10

17 28 12

30.00 30.00 20.00 340.00

20.00 20.00 13.33 226.67

3.棉花灌溉制度设计(计算水量平衡图解法) : 水量平衡方程:Wt-W0=Wr+P0+K+M-ET 降雨入渗量计算 P0=α×P 式中 P--次降雨量,对于连续降雨日,P 为各日降雨量之和; α --次降雨有效利用系数,由 P 查资料表 9; P0--次降雨入渗量,按发生在最大降雨日计。
表9 月 4 日 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 5 1 2 3 4 5 6 7 8 33.4 1.5 0.6 23.7 21.87 0 0 0 0 0 30.06
10

次降雨量计算表 降雨入渗系数 次降雨入渗量(m/万亩) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.9 0.00 14.58 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0.00 0.9 20.04

次降雨量

次降雨入渗量(mm) 0 0 0

0.5 1.4 0.2 0.3 0 0 0 0 0 0 0

贡河引水灌区规划设计

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 6.2 0.2 20.2 34.4 3.4 6.1 4.4 16.8 40.3 0.8 7.9 15 6.3

0 0 0 0 0 0 0 27 0 0 0 0 0 36.27 0 0 24.57 0 0 0 0 0 0 0 52.2 0 0 0 0 0 5.58 0 0 0 0 0
11

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.9 0.00 18.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.9 24.18 0.00 0.00 0 0.00 16.38 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.75 34.80 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.9 3.72 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

贡河引水灌区规划设计

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 29.7 33.5 10.3 40.3 8.6 37.9 26.8 6.9 3.9 1.6 56 57.1 0.2 1.5

0 80.36 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 64.44 0 0 0 0 0 0 0 0 44.01 0 0 0 9.27 0 0 30.15 0 26.73 0 0
12

0.00 0.00 0.7 53.57 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 42.96 0.9 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.9 29.34 0.00 0.00 0.00 0.9 6.18 0.00 0.00 0.9 0.9 20.10 0.00 17.82 0.00 0.00

贡河引水灌区规划设计

28 29 30 31 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 9 1 2 3 4 5 3.9 4 0.4 0.7 1.3 1 0.7 13.3 0.2 0.3 0.6 0.7 0.5 2.7

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.9 13.5 0 0 0 0 0 7.11 0.9 0 0
13

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0.00 0.00 9.00 0.00 0 0.00 0.00 0.00 0.00 4.74 0.00 0.00

贡河引水灌区规划设计

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20.6 2.6 14.5 48.7 28.8 29.5 0.7 0.5 9.2 5.3 2.6 47.7 3.4 0.4 1.5 1.3 1.8 3.1 0.2

0 0

0.00 0.00 0.00 0.9 0.00 0.00 4.74 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.75 0.00 34.10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0 0

7.11 0 0 0 0 0 0 0

51.15 0 0 0 0

87.71 0.7

58.47 0.00 0.00 0.00 0.00

0 0 0 0 0 0 0 0 18.54 0
14

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.9 12.36 0.00

贡河引水灌区规划设计

16 17 18 19 20 21 22 23 2.5 0.7

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

生育期 H Wmin Wmax Ki ETi ∑ETi WTi ∑WTi Qi ∑Qi 0.4 64.03 106.72

苗期 0.5 80.04 133.4 14% 52.164 20.01 0

现蕾期 0.6 96.048 160.08 25% 93.15 20.01 9.315

结铃期 0.7 112.056 186.76 38% 141.588 20.01 14.1588

吐絮期 0.8 128.06 213.44 23% 85.698 372.6 20.01 80.04 8.5698 32.0436

4.灌水率计算及灌水率图设计 根据公式 q=α i×mij/(8.64×Tij)分别计算早稻、晚稻和棉花各 次灌水率,列出灌水率计算表,绘出初步灌水率图,并对初步灌水率 图进行修正,得到修正后的灌水率图。 灌水率表
表 10 初始日期 4-14 4-24 4-27 5-1 5-15 结束日期 4-23 4-26 4-30 5-14 5-18 棉花灌水率表 晚稻灌水率 棉花灌水率 早稻灌水率 0.74 0.31 0.62
15

贡河引水灌区规划设计

5-19 6-2 6-7 6-15 6-22 6-29 7-3 7-4 7-8 7-23 8-2 8-3 8-7 8-8 8-20 8-12 8-25 8-29 9-3 9-12 9-13 9-21 9-28 10-2 10-12

6-1 6-6 6-13 6-21 6-28 7-2 7-3 7-7 7-22 8-1 8-2 8-6 8-7 8-19 8-23 8-27 8-28 9-2 9-11 9-12 9-20 9-27 10-1 10-11 10-15

0.74 0.46 0.46 0.46 0.74 0.31 0.31 0.46 0.12 0.46 0.74 0.46 0.46 0.46 0.12

灌水率图见附表: 5.确定设计灌水率 q 设和最小灌水率 qmin 由此得到平均灌水率 q 设计=0.460,最小灌水率 qmin=0.397 三、灌区总体规划 灌区规划首先要确定灌溉水源和取水方式,根据资料,贡河的水 量丰富,水质较好,初步确定为灌溉水源,但是,还要分析贡河在灌 溉季节的流量和水位是否满足干渠渠首引水要求, 从而确定取水方式,
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贡河引水灌区规划设计

因此,先结合地形条件和水源位置,进行灌排系统布置。 1.骨干灌排系统布置 根据要求,灌区建成后,使 20m 等高线以下的大部分耕地得以灌 溉,因此,结合地形条件,干渠可平行于 20m 等高线布置,根据水源 位置,取水口初步选择在马头站附近。 (图) 支渠垂直于干渠布置,支渠控制面积要基本接近,根据地形图, 可利用吴家沟、申溪和龙尾河 3 条天然河道作为排水支沟。 2.典型支渠选择与布置 农沟间距计算: 农沟沟深 D=△H+△h+S 农沟间距按非恒定流非完整沟公式计算,以棉花适宜地下水埋深(资 料表 11)为控制条件。 D=△H +△h+S △H=1m △h=0.3 S=0.2 D=1.4m 不透水层埋深 H0=12.6m,K=1.3m/d, μ =0.015, L=π ×(kHt/μ ln(4h0/π h1) )1/2 L=509.78,对应α =0.893,L=509.78*α 1/2= 经反复迭代,L>100,而壤土沟间距不能大于 100,故取 L=100
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贡河引水灌区规划设计

3.渠系建筑物设计规划 (1)干、支渠渠系建筑物布置
渠系建筑物表 干渠进水闸 支渠分水闸 节制闸 泄水闸 渡槽 公路桥 总计 干 OA 支 1 干 AB 支 2 干 BC 支 3 干 CD 支 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 2 4 2 4 1 4 干末 和 1 4 8 5 2 3 23

1 1

2

(2)斗、农渠渠系建筑物布置 以支 3 渠为典型渠道,共有 16 条斗渠,320 条农渠,每条斗渠设一 斗门,每一农渠设一农门,共 16 个斗门,320 个农门。 4.灌区枢纽布置图(详见附图) 四、灌溉渠道设计 1.渠道工作制度 渠道工作制度采用轮灌方式,并采用集中编组,16 条斗渠每 8 条一组,20 条农渠每 10 条一组。 干渠设计长度:0-1 段:5.49km 1-2 段:3.53km 2-3 段:4.2km 3-4 段:4.12km 总长:17.35km 支渠长度:一支渠:4.36km
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贡河引水灌区规划设计

二支渠:5.50km 三支渠:5.25km 四支渠:6.15km 斗渠长度:2km 农渠长度:0.575km 灌溉面积: 一支渠:1.845 万亩 二支渠:2.827 万亩 三支渠:3.062 万亩 四支渠:2.561 万亩 典型支渠(三支渠)相关资料: 斗、农渠数量:斗渠 16,每条斗渠分布 20 条农渠 灌溉方式:斗渠、农渠各分 2 组进行轮灌

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贡河引水灌区规划设计

O

A

B 1.左 右各 四条 斗渠

C

D

2.左 右各 四条 斗渠

1

2

3.典型支渠设计流量推算 推求典型支渠(三支渠)及其所属斗、农渠的设计流量 计算农渠的设计流量 三支渠的田间净流量为: Q3 支田净=A3 支×q 设=0.42×2.45=1.029(m3/s) 因为斗、农渠分两组轮灌,同时工作的斗渠有 8 条,同时工作的 农渠有 10 条,所以农渠的田间净流量为: Q 农田净=Q 支田净/ (n×k) =1.029/ (8×10) =0.0129 (m3/s) 取田间水利用系数η f =0.95,则农渠的净流量为: Q 农净=Q 农田净/η f=0.0161/0.95=0.0135 (m3/s) 灌区土壤属中粘壤土,相应的土壤透水性系数:A=1.9,m=0.4。
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贡河引水灌区规划设计

据此可以计算农渠每公里输水损失系数: σ 农=A/100Qm 农净=1.9/(100×0.01350.4)=0.106 农渠的毛流量为: Q 农毛=Q 农净(1+σ 农 L 农)=0.0135×(1+0.0972×0.288) =0.0140(m3/s) 计算斗渠的设计流量 因为一条斗渠内同时工做的农渠有 10 条, 所以,斗渠的净流量等于 10 条农渠的毛流量之和: Q 斗净=10×Q 农毛=10×0.014=0.140(m3/s) 农渠分两组轮馆,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,输水损失量较多,据此求的斗渠毛流量较 大,因此,以第Ⅱ轮灌组灌水是需要的斗渠毛流量作为斗渠的设计流 量。斗渠的平均工作长度 L 斗=1.5km。 斗渠每公里输水损失系数为 σ 斗=A/100Qm 斗净=1.9/(100×0.1400.4)= 0.0418 斗渠的毛流量为: Q 斗毛=Q 斗净 (1+σ 斗 L 斗) =0.140× (1+0.0417×1.5) =0.148 (m3/s) 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。支渠的平均工作长度 L 支 =4.06km 支渠的净流量为:
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贡河引水灌区规划设计

Q 支净=8×Q 斗毛=8×0.149=1.19(m3/s) 支渠每公里的水水损失系数为: σ 支=A/100Qm 支净=1.9/(100×1.190.4)= 0.0177 支渠的毛流量为: Q 支毛=Q 支净 (1+σ 支 L 支) =1.19× (1+0.0177×4.06) =1.271 (m3/s) 其他支渠设计流量推算 计算三支渠的灌溉水利用系数: η 3 支水=Q3 支田净/Q3 支毛=1.029/1.276=0.809 计算一、二、四支渠的设计流量 (1)计算一、二、四支渠的田间净流量 Q1 支田净=1.48×0.42=0.622(m3/s) Q2 支田净=2.26×0.42=0.949(m3/s) Q4 支田净=2.05×0.42=0.865(m3/s) (2)计算一、二、四支渠的设计流量 以典型支渠(三支渠)的 灌溉水利利用系数作为扩大指标,用来计算其他的支渠的设计流量: Q1 支毛=Q1 支田净/η 3 支水=0.768(m3/s) Q2 支毛=Q 支田净/η 3 支水=1.17(m3/s) Q4 支毛=Q4 支田净/η 3 支水=1.07(m3/s) 4.推求干渠各段的设计流量 4-3 段
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贡河引水灌区规划设计

Q4- 3 净=Q4 支毛 =1.07(m3/s) σ 4-3=A/100Qm4-3=1.9/(100×1.070.4)= 0.0185 Q4-3 毛=Q4-3 净 (1+σ 4-3L4-3) =1.07× (1+0.0185×4.12) =1.15 (m3/s) 3-2 段 Q3-2 净=Q4-3 毛 +Q3 支毛=1.15+1.276=2.422(m3/s) σ 3-2=A/100Qm3-2=1.9/(100×2.4220.4)= 0.0133 Q3-2 毛=Q3-2 净(1+σ 3-2L3-2)=2.422×(1+0.0133×4.20) =2.56(m3/s) 2-1 段 Q2-1 净=Q3-2 毛 +Q2 支毛=2.56+1.18=3.73(m3/s) σ 2-1=A/100Qm2-1=1.9/(100×3.73.4)= 0.0112 Q2-1 毛=Q2-1 净 (1+σ 2-1L2-1) =3.73× (1+0.0112×3.53) =3.88 (m3/s) 1-0 段 Q1-0 净=Q2-1 毛 +Q1 支毛=3.88+0.768=4.64(m3/s) σ 2-1=A/100Qm2-1=1.9/(100×4.64.4)= 0.0103 Q2-1 毛=Q2-1 净 (1+σ 2-1L2-1) =4.64× (1+0.0103×5.49) =4.91 (m3/s) 5.推求典型支渠及其他各级渠道最小流量 (1)推求典型支渠(三支渠)及其所属斗、农渠的最小流量
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贡河引水灌区规划设计

计算农渠的最小流量 三支渠的田间净流量为: Q3 支田净=A3 支×qmin=0.397×2.45=0.973(m3/s) 因为斗、农渠分两组论轮灌,同时工作的斗渠有 8 条,同时工作 的农渠有 10 条,所以农渠的田间净流量为: Q 农田净=Q 支田净/ (n×k) =0.972/ (8×10) =0.0122 (m3/s) 取田间水利用系数η f =0.95,则农渠的净流量为: Q 农净=Q 农田净/η f=0.0122/0.95=0.0128(m3/s) 灌区土壤属中粘壤土,相应的土壤透水性系数:A=1.9,m=0.4。 据此可以计算农渠每公里输水损失系数: σ 农=A/100Qm 农净=1.9/(100×0.01280.4)=0.109 农渠的毛流量为: Q 农毛=Q 农净 (1+σ 农 L 农) =0.0128× (1+0.109×0.288) =0.0132 (m3/s) 计算斗渠的设计流量 因为一条斗渠内同时工做的农渠有 10 条, 所以,斗渠的净流量等于 10 条农渠的毛流量之和: Q 斗净=10×Q 农毛=10×0.0132=0.132(m3/s) 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,输水损失量较多,据此求的斗渠毛流量较 大,因此,以第Ⅱ轮灌组灌水是需要的斗渠毛流量作为斗渠的最小流 量。斗渠的平均工作长度 L 斗=1.5km。 斗渠每公里输水损失系数为
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贡河引水灌区规划设计

σ 斗=A/100Qm 斗净=1.9/(100×0.1320.4)= 0.0427 斗渠的毛流量为: Q 斗毛=Q 斗净 (1+σ 斗 L 斗) =0.132× (1+0.0427×1.5) =0.140 (m3/s) 计算三支渠的最小流量 斗渠也是分两组论管,以第Ⅱ轮灌组要 求的支渠毛流量作为支渠的最小流量。支渠的平均工作长度 L 支 =4.06km 支渠的净流量为: Q 支净=8×Q 斗毛=8×0.140=1.12(m3/s) 支渠每公里的水水损失系数为: σ 支=A/100Qm 支净=1.9/(100×1.120.4)= 0.0181 支渠的毛流量为: Q 支毛=Q 支净 (1+σ 支 L 支) =1.12× (1+0.0181×4.06) =1.206 (m3/s) (2)计算三支渠的灌溉水利用系数: η 3 支水 =Q3 支田净/Q3 支毛=0.972/1.203=0.806 (3)计算一、二、四支渠的最小流量
计算一、二、四支渠的田间净流量流量

Q1 支田净=1.48×0.397=0.588(m3/s) Q2 支田净=2.26×0.397=0.897(m3/s) Q4 支田净=2.05×0.397=0.818(m3/s)
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贡河引水灌区规划设计

计算一二四支渠的最小流量 以典型支渠(三支渠)的灌溉水利 利用系数作为扩大指标,用来计算其他的支渠的最小流量: Q1 支毛=Q1 支田净/η 3 支水=0.729(m3/s) Q2 支毛=Q 支田净/η 3 支水=1.11(m3/s) Q4 支毛=Q4 支田净/η 3 支水=1.01(m3/s) (4)推求干渠各段的最小流量 4-3 段 Q4- 3 净=Q4 支毛 =1.01(m3/s) σ 4-3=A/100Qm4-3=1.9/(100×1.010.4)= 0.0189 Q4-3 毛=Q4-3 净 (1+σ 4-3L4-3) =1.01× (1+0.0189×4.12) =1.09 (m3/s) 3-2 段 Q3-2 净=Q4-3 毛 +Q3 支毛=1.09+1.206=2.299(m3/s) σ 3-2=A/100Qm3-2=1.9/(100×2.2990.4)= 0.0136 Q3-2 毛=Q3-2 净(1+σ 3-2L3-2)=2.293×(1+0.0136×4.20) =2.43(m3/s) 2-1 段 Q2-1 净=Q3-2 毛 +Q2 支毛=2.43+1.11=3.54(m3/s) σ 2-1=A/100Qm2-1=1.9/(100×3.440.4)= 0.0114 Q2-1 毛=Q2-1 净 (1+σ 2-1L2-1) =3.54× (1+0.0114×3.53) =3.69 (m3/s)
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贡河引水灌区规划设计

1-0 段 Q1-0 净=Q2-1 毛 +Q1 支毛=3.69+0.729=4.42(m3/s) σ 2-1=A/100Qm2-1=1.9/(100×4.6424)= 0.0105 Q2-1 毛=Q2-1 净 (1+σ 2-1L2-1) =4.42× (1+0.0105×5.49) =4.67 (m3/s) 6.推求典型支渠、其他支渠及干渠加大流量 干渠: QJ 干=J 干 Qd 干=4.91×1.25=6.14(m3/s) 一支渠:QJ1 支=J1 支 Qd1 支=0.77×1.3=1.00(m3/s) 二支渠:QJ1 支=J2 支 Qd2 支=1.17×1.3=1.52(m3/s) 三支渠:QJ1 支=J3 支 Qd3 支=1.27×1.3=1.65(m3/s) 四支渠:QJ1 支=J4 支 Qd4 支=1.07×1.3=1.39(m3/s) 斗渠: QJ 斗=J 斗 Qd 斗=0.148×1.35=0.200(m3/s) 农渠: QJ 农=J 农 Qd 农=0.0140×1.35=0.0189(m3/s) 表 11 流量表:
单位: 3/s) (m

表 11 干渠 设计流量 加大流量 最小流量 一支渠 二支渠

流量表 三支渠 四支渠 斗渠 农渠

4.91 6.14 4.67

0.77 1.00 0.728

1.17 1.52 1.13

1.27 1.65 1.21

1.07 1.39 1.01

0.148 0.200 0.140

0.0140 0.0189 0.0132

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贡河引水灌区规划设计

7.推求渠道设计水位 (1)确定渠道比降:
表 12
干渠 1 设计流量 渠道比降 5.23 1/4000 一支渠 0.77 1/2500 干渠 1 3.89 1/2500 二支渠 1.18 1/5000 干渠 1 2.56 1/3000 三支渠 1.28 1/5000 干渠 1 1.15 1/3000 四支渠 1.07 1/5000 斗渠 0.149 1/1000 农渠 0.0140 1/1000

(2)水位校核
表 13
干1 A0 △H L Q i L×i ∑φ H 25.53 0.15 2.73 4.91 0.00025 0.68 0.20 26.56 支1 19.50 0.15 4.06 0.77 0.00040 1.62 0.10 21.37 干2 24.21 0.15 3.68 3.88 0.00025 0.92 0.25 25.53 支2 20.30 0.15 5.05 1.17 0.00020 1.01 0.10 21.56 干3 22.87 0.15 3.75 2.56 0.00025 0.94 0.25 24.21 支3 19.70 0.15 5.25 1.27 0.00020 1.05 0.10 21.00 干4 21.59 0.15 4.12 1.15 0.00025 1.03 0.10 22.87 支4 19.80 0.15 6.15 1.07 0.00025 1.54 0.10 21.59

8.干渠纵横断面设计、绘制干渠纵横断面设计图 采用明渠均匀流公式 Q=AC(Ri)1/2 根据 V 不淤≤ V 设计≤ V 不冲 进行校核 列表表示渠道断面尺寸要素 (1)渠道水力计算
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贡河引水灌区规划设计

设计值: 干渠 0-1 段

1.初设 b=2m,h=1m,作为第一次试算的断面尺寸 2.计算渠道断面各水力要素: A=(b+mh)h==3.25m2 P=b+2h(1+ m2 ) 1/2==5.20 R=A/P=0.62 C=1/n×R1/6=36.98 3、计算渠道输水流量(Q 计算) : Q 计 =AC×(Ri)1/2 =1.50 4.校核渠道输水能力: (Q-Q 计算)/Q=2.27>0.05 从上看出,流量校核不满足要求,需更换 h 值,重新计算。再假 设 h=1.10m,1.20m,1.40m,按上述步骤进行计算,结算结果见下表:
表 14
h 1.00 1.10 1.20 1.40 1.60 1.80 A 3.25 3.71 4.20 5.25 6.40 7.65 P 5.20 5.52 5.84 6.48 7.12 7.76 R 0.62 0.67 0.72 0.81 0.90 0.99 C 36.98 37.44 37.86 38.62 39.29 39.90

渠道过水断面水力要素
Q 计算 1.50 1.80 2.13 2.89 3.77 4.79 (Q-Q 计算) 2.268399 1.724731 1.303231 0.701899 0.302686 0.024775 vd 1.510769 1.322559 1.169048 0.935238 0.767188 0.64183 vcs 0.726942 0.726942 0.726942 0.726942 0.726942 0.726942 vcd 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

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贡河引水灌区规划设计

1.75 1.76 1.77 1.78

7.33 7.39 7.46 7.52

7.60 7.63 7.67 7.70

0.96 0.97 0.97 0.98

39.76 39.79 39.81 39.84

4.52 4.58 4.63 4.68

0.0857 0.073111 0.060729 0.048548

0.670021 0.664232 0.658519 0.652882

0.726942 0.726942 0.726942 0.726942

0.4 0.4 0.4 0.4

可见符合 Q= 4.91m3/s 的 h=1.78m, 5.校核渠道流速: vd=Q/A=0.653 m/s 设计满足校核和条件: 0.727>0.653>0.4 所以,渠道设计过水断面的尺寸是: hd=1.78m bd=2m 根据以上步骤,再计算 1-2 段,2-3 段,3-4 段干渠断面尺寸, 计算结果如下:
1-2 段: 表 15
h 1.00 1.20 1.40 1.50 1.55 1.57 1.59 A 3.25 4.20 5.25 5.81 6.10 6.22 6.34 P 5.20 5.84 6.48 6.80 6.96 7.03 7.09 R 0.62 0.72 0.81 0.85 0.88 0.89 0.89 C 36.98 37.86 38.62 38.97 39.13 39.20 39.26 Q 计算 1.50 2.13 2.89 3.31 3.54 3.63 3.72 校核 1.58276755 0.82006849 0.34488121 0.17211209 0.09745862 0.06949213 0.04253171 vd 1.193846 0.92381 0.739048 0.667527 0.63574 0.623681 0.611975 vcs 0.710027 0.710027 0.710027 0.710027 0.710027 0.710027 0.710027 vcd 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

符合 Q= 3.88m3/s 的 h=1.59m,
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贡河引水灌区规划设计

校核渠道流速: vd=Q/A=0.611 m/s 设计满足校核和条件: 0.710>0.611>0.4 所以,渠道设计过水断面的尺寸是: hd=1.59m bd=2m 2-3 段:
表 16 h 1.00 1.10 1.20 1.25 1.27 1.28 1.29 A 3.25 3.71 4.20 4.45 4.56 4.61 4.66 P 5.20 5.52 5.84 6.00 6.07 6.10 6.13 R 0.62 0.67 0.72 0.74 0.75 0.76 0.76 C 36.98 37.44 37.86 38.06 38.14 38.18 38.21 Q 计算 1.50 1.80 2.13 2.31 2.38 2.42 2.46 校核 0.70409405 0.42063344 0.20086993 0.10908169 0.07518885 0.05880043 0.04276967 vd 0.787692 0.689562 0.609524 0.574877 0.561881 0.555556 0.549341 vcs 0.681108 0.681108 0.681108 0.681108 0.681108 0.681108 0.681108 vcd 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

符合 Q= 2.56m3/s 的 h=1.29m, 校核渠道流速: vd=Q/A=0.549 m/s 设计满足校核和条件: 0.681>0.549>0.4 所以,渠道设计过水断面的尺寸是:
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贡河引水灌区规划设计

hd=1.20m bd=2m 3-4 段
表 17
h 1.00 0.90 0.89 A 3.25 2.81 2.77 P 5.20 4.88 4.85 R 0.62 0.58 0.57 C 36.98 36.49 36.44 Q 计算 1.50 1.23 1.21 校核 -0.234489 -0.0662938 -0.0465594 vd 0.353846 0.408889 0.415144 vcs 0.628726 0.628726 0.628726 vcd 0.4 0.4 0.4

符合 Q= 1.15m3/s 的 h=0.89m, 校核渠道流速: vd=Q/A=0.415 m/s 设计满足校核和条件: 0.629>0.415>0.4 所以,渠道设计过水断面的尺寸是: hd=0.89m bd=2m
加大值: 表 18 渠段 流量 I 0-1 6.383 0.00025 1-2 5.044 0.00025 2-3 3.328 0.00025 3-4 1.495 0.00025

0-1 段:
表 19
h 1.00 A 3.25 P 5.20 R 0.62 C 36.98 Q 计算 1.50
32

(Q-Q 计算)/Q 3.24891888

vd 1.964

vcs 0.746267

vcd 0.4

贡河引水灌区规划设计

1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.01 2.02

4.20 5.25 6.40 7.65 9.00 9.07 9.14

5.84 6.48 7.12 7.76 8.40 8.44 8.47

0.72 0.81 0.90 0.99 1.07 1.08 1.08

37.86 38.62 39.29 39.90 40.46 40.49 40.51

2.13 2.89 3.77 4.79 5.96 6.02 6.08

1.99420029 1.21246824 0.69349209 0.33220736 0.07123443 0.06015066 0.04922819

1.519762 1.21581 0.997344 0.834379 0.709222 0.703739 0.698321

0.746267 0.746267 0.746267 0.746267 0.746267 0.746267 0.746267

0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

符合 Q=6.383m3/s 的 h=2.02m, 校核渠道流速: vd=Q/A=0.698 m/s 设计满足校核和条件: 0.746>0.698>0.4 所以,渠道设计过水断面的尺寸是: hd=2.02m bd=2m

1-2 段:

表 20 h 1.00 1.20 1.40 1.60 A 3.25 4.20 5.25 6.40 P 5.20 5.84 6.48 7.12 R 0.62 0.72 0.81 0.90 C 36.98 37.86 38.62 39.29 Q 计算 1.50 2.13 2.89 3.77 校核 2.35759781 1.36608903 0.74834558 0.33823815 vd 1.552 1.200952 0.960762 0.788125 vcs 0.728902 0.728902 0.728902 0.728902 vcd 0.4 0.4 0.4 0.4

33

贡河引水灌区规划设计

1.80 1.81

7.65 7.72

7.76 7.79

0.99 0.99

39.90 39.93

4.79 4.85

0.05274227 0.04082522

0.659346 0.653781

0.728902 0.728902

0.4 0.4

符合 Q= 5.04m3/s 的 h=1.81m, 校核渠道流速: vd=Q/A=0.654 m/s 设计满足校核和条件: 0.728>0.654>0.4 所以,渠道设计过水断面的尺寸是: hd=1.81m bd=2m 2-3 段:
表 21 h 1.00 1.20 1.40 1.45 1.46 1.47 A 3.25 4.20 5.25 5.53 5.58 5.64 P 5.20 5.84 6.48 6.64 6.67 6.71 R 0.62 0.72 0.81 0.83 0.84 0.84 C 36.98 37.86 38.62 38.79 38.83 38.86 Q 计算 1.50 2.13 2.89 3.09 3.14 3.18 校核 1.21532227 0.56113091 0.1535476 0.075807 0.06116392 0.04680457 vd 1.024 0.792381 0.633905 0.602012 0.595935 0.589953 vcs 0.699214 0.699214 0.699214 0.699214 0.699214 0.699214 vcd 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

符合 Q= 3.328m3/s 的 h=1.47m, 校核渠道流速: vd=Q/A=0.590m/s 设计满足校核和条件:
34

贡河引水灌区规划设计

0.699>0.590>0.4 所以,渠道设计过水断面的尺寸是: hd=1.47m bd=2m 3-4 段
表 22 h 1.00 0.95 0.96 0.97 A 3.25 3.03 3.07 3.12 P 5.20 5.04 5.07 5.11 R 0.62 0.60 0.61 0.61 C 36.98 36.74 36.79 36.84 Q 计算 1.50 1.36 1.39 1.42 校核 -0.0048357 0.09654669 0.07509688 0.05425612 vd 0.46 0.493705 0.486654 0.479763 vcs 0.64544 0.64544 0.64544 0.64544 vcd 0.4 0.4 0.4 0.4

符合 Q= 1.50m3/s 的 h=0.97m, 校核渠道流速: vd=Q/A=0.479 m/s 设计满足校核和条件: 0.645>0.479>0.4 所以,渠道设计过水断面的尺寸是: hd=0.97m bd=2m
最小值:
表 23 0-1 流量 i 4.67 0.00025 1-2 3.69 0.00025 2-3 2.43 0.00025 3-4 1.09 0.000253

35

贡河引水灌区规划设计

0-1 段:
表 24 h 1.00 1.20 1.40 1.60 1.70 1.72 1.73 1.74 A 3.25 4.20 5.25 6.40 7.01 7.14 7.20 7.26 P 5.20 5.84 6.48 7.12 7.44 7.51 7.54 7.57 R 0.62 0.72 0.81 0.90 0.94 0.95 0.96 0.96 C 36.98 37.86 38.62 39.29 39.61 39.67 39.70 39.73 Q 计算 1.50 2.13 2.89 3.77 4.26 4.37 4.42 4.47 (Q-Q 计算) 2.10864032 1.19064944 0.61871012 0.23901113 0.09559669 0.0697727 0.0571843 0.04480535 vd 1.436923 1.111905 0.889524 0.729688 0.665954 0.654245 0.64851 0.642852 vcs 0.723308 0.723308 0.723308 0.723308 0.723308 0.723308 0.723308 0.723308 vcd 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

符合 Q= 4.67m3/s 的 h=1.74m, 校核渠道流速: vd=Q/A=0.643 m/s 设计满足校核和条件: 0.723>0.643>0.4 所以,渠道设计过水断面的尺寸是: hd=1.74m bd=2m

1-2 段

表 25 h A P R C Q 计算 校核 vd vcs vcd

36

贡河引水灌区规划设计

1.00 1.20 1.40 1.50 1.54 1.55

3.25 4.20 5.25 5.81 6.04 6.10

5.20 5.84 6.48 6.80 6.93 6.96

0.62 0.72 0.81 0.85 0.87 0.88

36.98 37.86 38.62 38.97 39.10 39.13

1.50 2.13 2.89 3.31 3.49 3.54

1.45629182 0.73094142 0.27902363 0.11471485 0.05738912 0.04371709

1.135385 0.878571 0.702857 0.634839 0.610472 0.604608

0.706471 0.706471 0.706471 0.706471 0.706471 0.706471

0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

符合 Q= 3.69m3/s 的 h=1.55m, 校核渠道流速: vd=Q/A=0.604 m/s 设计满足校核和条件: 0.706>0.604>0.4 所以,渠道设计过水断面的尺寸是: hd=1.55m bd=2m 2-3 段:
表 26 h 1.00 1.20 1.22 1.24 1.25 1.26 A 3.25 4.20 4.30 4.40 4.45 4.50 P 5.20 5.84 5.91 5.97 6.00 6.03 R 0.62 0.72 0.73 0.74 0.74 0.75 C 36.98 37.86 37.94 38.02 38.06 38.10 Q 计算 1.50 2.13 2.20 2.27 2.31 2.34 校核 0.61755803 0.13988825 0.10383044 0.06939803 0.05276114 0.03649523 vd 0.747692 0.578571 0.565051 0.552022 0.545684 0.539461 vcs 0.677567 0.677567 0.677567 0.677567 0.677567 0.677567 vcd 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

符合 Q=2.43m3/s 的 h=1.26m, 校核渠道流速:
37

贡河引水灌区规划设计

vd=Q/A=0.539 m/s 设计满足校核和条件: 0.677>0.539>0.4 所以,渠道设计过水断面的尺寸是: hd=1.26m bd=2m 3-4 段:
表 27 h 1.00 0.80 0.81 0.82 A 3.25 2.40 2.44 2.48 P 5.20 4.56 4.59 4.63 R 0.62 0.53 0.53 0.54 C 36.98 35.94 36.00 36.05 Q 计算 1.50 0.99 1.01 1.04 校核 -0.2744287 0.10179382 0.07677277 0.05258343

vd 0.335385 0.454167 0.446698 0.439428

vcs 0.625366 0.625366 0.625366 0.625366

vcd 0.4 0.4 0.4 0.4

符合 Q= 1.09m3/s 的 h=0.82m, 校核渠道流速:

vd=Q/A=0.439 m/s
设计满足校核和条件: 0.625>0.439>0.4 所以,渠道设计过水断面的尺寸是:

hd=0.82mbd=2m
五、灌溉水源及取水方式 1.取水方式选择 取水口选择在马头站附近,根据马头站水位 H~流量 Q 关系表(资料
38

贡河引水灌区规划设计

表 2)绘制 H~Q 关系曲线。 根据灌溉季节引水后的贡河马头站流量 (由渠首设计流量和资料 表 4 计算而得)推求马头站水位,并与渠首设计水位进行比较,若贡 河马头站水位低于渠首设计水位,则需采用有坝取水方式。 (1)马头站水位 H~流量 Q 关系曲线

水位H

流量

表 28

贡河马头站平均 月 旬 上 1 中 下 2 上 流量 5.3 6.7 8 11.6

灌溉引用流 量

灌溉季节引水后的贡河马头 站流量 5.3 6.7 8 11.6
39

灌水后马头站 水位 16 16 16 16

贡河引水灌区规划设计

中 下 上 3 中 下 上 4 中 下 上 5 中 下 上 6 中 下 上 7 中 下 上 8 中 下 上 9 中 下 上 1 中 0 下 1 上

17.8 25 24.2 27.8 28 30.4 32 31.8 47 48.8 51 62.5 64.2 63.8 68.9 70 78.1 68.5 68.7 58 47.7 49.2 39 25.8 26 26.2 25.4
40

17.8 25 24.2 27.8 28 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 4.91 25.49 27.09 26.89 42.09 43.89 46.09 57.59 59.29 58.89 63.99 65.09 73.19 63.59 63.79 53.09 42.79 44.29 34.09 20.89 21.09 21.29 25.4

16 16 16 16 16 16 16 16 17 17 17 17 17 17 17 17 18 17 17 17 17 17 17 16 16 16 16

贡河引水灌区规划设计

1

中 下 上

24.7 24 21 17.1 10

24.7 24 21 17.1 10

16 16 16 16 16

1 中 2 下

由表得知:马头站水位小于渠首设计水位,故采用有坝引水的方式。 2.计算溢流坝顶高程

Z 渠设=25.08 m; △Z =0.20m; △D1 =0.25m。 Z 溢=Z 渠设+△Z+△D1=25.53m 3.确定溢流坝长度 B 溢流坝长度 B 应该根据设计洪峰流量和下游河床允许的单宽流量 确定。
41

贡河引水灌区规划设计

QM=178m3/s; qm=17.8m3/s/m B=QM/qm=10m 4.确定非溢流坝顶高程 QM--洪峰流量: Q 设计 =178m3/s(P=1%) ; Q 校核 =236m3/s(P=0.1%) ; ε --侧收缩系数,这里可近似取ε =1; M--流量系数,取 m=0.49; B--溢流坝长度 10m
H
? ? QM ? 2g ? ? mB ? ? ? ? ?
2 / 3

0

由可

以求 H0

H0 设计=4.1m H0 校核=4.94m Z 溢=25.53m; 正常运营△D2=2.0m Z 坝设计=Z 溢+H0+△D2=31.63m 非常运营△D2=1.5m Z 坝校核=Z 溢+H0+△D2=31.13m 5.确定进水闸尺寸
42

贡河引水灌区规划设计

设计进水闸为宽顶堰上进水闸,堰上高程取 23m,犹豫不满足淹没出 流,所以流量系数取 m=0.385,σ s=1,闸前水位 z 前利用 z 前=z 溢 +h2 计算。
? Q ? ? ? mB ? ? ? 2g ? ?
2 / 3

H 2 ?

M

=4.07m

Z 前=25.53+4.07=29.61m ε =0.9
Q引

B闸 ?

?m ?

3/ 2 =13.96 m 2g H 0

ε =0.3

= 41.91m

B闸 ?

Q引 ?m?
2g H
3/2 0

带入原式,ε =0.903,故 B 闸=13.97m 6.绘制有坝取水枢纽布置图

43

贡河引水灌区规划设计

六、排水沟道设计(选择新开挖支沟进行设计)

1.设计标准 排涝:5 年一遇日雨 180mm,3 天排出; 降渍:排渍模数 0.13m3/s/km2 2.排涝流量 采用平均排除法求解 F=8.42 万亩=54.96km2 P=180mm
44

贡河引水灌区规划设计

h 田蓄=80mm 由沟深 D=1.4m,沟日常水位 s=0.2m 得:沟道蓄水 h 沟蓄=500mm t=3 天 α =0.55 排水临界期间内平均蒸发量为 5.38mm,故:e 田=5.38mm e 水=1.5 e 田=1.5×5.38=8.07mm R 水田=P-h 田蓄-e 田 t=180-80-5.38×3=83.86mm R 水面=P-h 沟蓄-e 水 t=180-500-8.07×3=-344.21mm R 旱地=α P=0.55×180=99mm R=0.75R 水田+0.07R 水面+0.18R 旱地=56.62mm 故:Q 涝=RF/86.4t=4.92m3/s 3.排渍流量 4.排水沟水位推算 4 支沟:L=4.55km i=1/4000 Q 渍=0.13×22.54=2.93m3/s

∑Li=4550×1/4000=1.14m Z 排渍=A0-D 农-∑Li- ∑△Z=19.1-0.3-∑Li-1.6=16.06m 校核:大于外河多年平均日常水位,符合要求。 Z 排涝=A0-D 农-∑Li- ∑△Z=19.1-1.25-∑Li-1.6=16.25m 校核:大于外河排水临界期设计洪水位,符合要求。 5.典型支沟纵横断面设计 支沟采用梯形断面, 渠床糙率 n=0.025,边坡系数取 m=1.5,沟
45

贡河引水灌区规划设计

比降 i=0.00025,排涝流量 Q 涝=4.92m3/s,沟道不冲流速 vcs=0.8m/s, 最小允许不淤流速 vcd=0.4m/s

H 试算见下表:
表 29 h 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 1.82 A 3.25 4.20 5.25 6.40 7.65 7.78 P 5.20 5.84 6.48 7.12 7.76 7.83 R 0.62 0.72 0.81 0.90 0.99 0.99 C 36.98 37.86 38.62 39.29 39.90 39.96 Q 计算 1.50 2.13 2.89 3.77 4.79 4.90 (Q-Q 计算) 2.27505576 1.30792189 0.70536484 0.30533935 0.02686201 0.00379959 vd 1.513846 1.171429 0.937143 0.76875 0.643137 0.63235 vcs 0.72709 0.72709 0.72709 0.72709 0.72709 0.72709 vcd 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

可见 Q 涝=4.92m3/s 时相应 h=1.82m, 校核渠道流速: vd=Q/A=0.632 m/s 设计满足校核和条件: 0.727>0.632>0.4 所以,渠道设计过水断面的尺寸是: hd=1.82m bd=2m 支沟采用梯形断面, 渠床糙率 n=0.025,边坡系数取 m=1.5,沟比降 i=0.00025,排渍流量 Q 涝=2.93m3/s, 沟道不冲流速 vcs=0.8m/s,最小允 许不淤流速 vcd=0.4m/s。
表 30 h A P R C Q 计算
46

(Q-Q 计算)

vd

vcs

vcd

贡河引水灌区规划设计

1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.41 1.42

3.25 3.71 4.20 4.71 5.25 5.31 5.36

5.20 5.52 5.84 6.16 6.48 6.51 6.55

0.62 0.67 0.72 0.76 0.81 0.81 0.82

36.98 37.44 37.86 38.25 38.62 38.65 38.69

1.50 1.80 2.13 2.49 2.89 2.93 2.97

0.9503889 0.62595936 0.37443316 0.17553237 0.01559329 0.00134968 -0.0126091

0.901538 0.789226 0.697619 0.621751 0.558095 0.552296 0.546591

0.690365 0.690365 0.690365 0.690365 0.690365 0.690365 0.690365

0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

可见 Q 渍=2.92m3/s 时相应 h=1.42m, 校核渠道流速: vd=Q/A=0.547 m/s 设计满足校核和条件: 0.690>0.547>0.4 所以,渠道设计过水断面的尺寸是: hd=1.42m bd=2m 七、工程量统计、投资估算及经济评价 1.渠首 贡河马头站兴建大坝,为溢流坝,作为干渠渠首。 2.总干渠一条总长 14km,支渠四条总长约 20.8km,每条支渠上有 16 条斗渠, 总长约 32km,共 128km。 每条斗渠上有农渠 20 条, 每条 650m, 灌区所有农渠总长约 832km,农沟与农渠基本相同。此外新开挖一条 干沟 6km.。 3.渠系建筑物 以支 3 渠为典型渠道,共有 16 条斗渠,320 条农渠,每条斗渠设一 斗门,每一农渠设一农门,共 16 个斗门,320 个农门。 4.投资估算及经济评价(略)
47

贡河引水灌区规划设计

贡 河 灌 区 规 划 设 计 书

水利水电学院农业水利工程系 0916010130 刘云锋

2012 年 6 月 18 日

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