马清河灌区灌溉系统的规划设计

第一章绪论 ............................................................... 1

1.1概况 .............................................................. 1 1.2气象 .............................................................. 1 1.3种植计划及灌溉经验 ................................................ 2 1.4灌区规划的必要性与可行性 .......................................... 4 第二章 灌溉渠灌水率图的绘制 .............................................. 5

2.1灌溉制度概述 ...................................................... 5 2.2 水稻灌溉制度 ...................................................... 5 2.3 棉花灌溉制度 ..................................................... 10 第三章 灌水率的拟定 ..................................................... 11

3.1灌水率的初步拟定 ................................................. 11 3.2灌水率的修正 ..................................................... 11 第四章 灌排渠系与渠系建筑物的规划布置 ................................... 13

4.1水源与取水口选择 ................................................. 13 4.2各级渠道与沟道的布置 ............................................. 13 4.3渠系建筑物布置 ................................................... 13 第五章 计算渠道设计流量 ................................................. 15

5.1确定工作制度 ..................................................... 15 5.2计算典型支渠设计流量 ............................................. 15 5.3计算干渠设计流量 ................................................. 15 第六章．渠道横断面设计 .................................................. 17

6.1渠道纵横断面设计原理渠道设计的依据 ............................... 17 6.2农渠典型断面设计 ................................................. 19 6.3斗渠典型断面设计 ................................................. 19 6.4支渠典型断面设计 ................................................. 20 6.5干渠典型断面设计 ................................................. 21

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第一章绪论

1.1概况

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1.2×108m3,总库容2.3×108m3。马清河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2.5m，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。 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1-1及表1-2。

表1-1 设计年蒸发量统计

月 份 蒸发量（mm） 月 份 蒸发量（mm） 4 97.5 8 196.5 5 118.0 9 144.7 6 143.7 10 101.1 7 174.9 11 75.6 表1-2 设计年降水量统计

1

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日 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 月计

月 份 4 7.6 12.7 5.3 4.8 8.6 1.9 7.5 12.1 1.3 4.3 1.8 2.1 1.4 1.5 72.9 5 3.4 9.2 1.2 7.9 28.5 2.5 6.4 6.0 24.5 10.6 10.7 1.1 3.7 115.7 6 17.4 1.9 1.9 49.2 35.4 1.5 107.3 7 10.0 4.1 2.5 4.5 7.4 7.7 3.6 39.8 8 10.8 1.6 12.6 25.0 9 7.3 2.1 2.3 3.5 18.5 3.6 37.3 10 4.6 18.5 2.8 2.5 19.1 3.6 1.9 32.8 11.5 6.2 103.5 1.3种植计划及灌溉经验

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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3。

表1-3 作物种植比例

作 物 种植比例（%） 旱稻 50 中稻 30 双季晚稻 50 棉花 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1-4及表1-5所示；中稻及晚稻的丰产灌溉制度列于表6。

表1-4 早稻试验基本数据

生 育 阶 段 起止日期复苗 分蘖前 分蘖后 孕穗 抽穗 乳熟 黄熟 全生育期 25/4~4/5 5/5~14/5 15/5~1/6 2/6~16/6 17/6~30/6 1/7~11/7 12/7~20/7 25/4~20/7 （日/月） 天 数 模比系数（%） 田间允许水层深10-30-50 10-40-80 20-50-90 20-50-100 20-50-90 10-40-50 自然落干 （mm） 渗透强度（mm/d） 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 10 7 10 8 18 18 15 25 14 21 11 13 9 8 87 100 注：全生育期需水系数a=1.0。自然落干期间，不需灌水。

表5 棉花试验基本数据

生 育 阶 段 幼苗期 现蕾期 开花结铃期 29/7~26/8 24 22 0.7 吐絮期 27/8~6/11 28 25 0.8 全生育期 21/4~6/11 100 起止日期（日/月） 21/4~16/6 17/6~28/7 模比系数（%） 地下水补给量占作物需水量的（%） 计划湿润层深（m） 18 10 0.5 30 20 0.6 注：计划产量120kg；需水系数k=2.67m3/kg；土壤空隙率为48%（占土体体积的%）；

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土壤适宜含水率上限为88%，下限为61.6%（占空隙%）；田间最大持水率为88%（占空隙%）；播种时，计划层土壤储水量为102m3/亩。

表6 中稻、双季晚稻设计年丰产灌溉制度 中稻 灌水次序 1（泡田） 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 灌水时间 （日/月） 7/5 26/5 4/6 10/6 20/6 2/7 8/7 14/7 22/7 29/7 10/8 灌水定额 （m3/亩） 75 25 25 25 30 30 30 30 30 25 20 灌水次序 1（泡田） 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 双季晚稻 灌水时间 （日/月） 19/7 27/7 1/8 7/8 12/8 23/8 27/8 31/8 6/9 12/9 19/9 30/9 灌水定额 （m3/亩） 70 15 25 20 25 30 30 30 30 30 30 20 灌溉定额 345（m3/亩） 1.4灌区规划的必要性与可行性

灌溉定额 355（m3/亩） 灌区以种植水稻为主，兼有少量旱作物，各种作物种植比例如下表所示：

灌区作物种植比例

作 物 种植比例（%） 早稻 50 中稻 30 双季晚稻 50 棉花 20 灌区南部是马清河，中间有两条小支流河的水位比较低，无法自流灌溉，项目区水源充足，但是水利设施条件较差，水资源利用率较低，通过对项目区的灌溉系统进行规划，

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可以提高灌区水资源利用率，提高项目区作物的产量。

第二章 灌溉渠灌水率图的绘制

2.1灌溉制度概述

农作物的灌溉制度是指作物播种前或作物移栽前及其全生育期内的灌水次数每

次的灌水时间、灌水定额以及灌溉定额它是根据作物需水特性和当地气候、土壤农业、技术及灌水技术等条件，为作物高产及节约用水而制订的适时适量的灌水方案。灌水定额是指一次灌水单位灌溉面积上的灌水量，灌溉定额是指播种前和全生育期内单位面积上的总灌水量，即各次灌水定额之和。灌水定额和灌溉定额常以m3/hm2或mm表示，它是灌区规划及管理的重要依据。

2.2 水稻灌溉制度

由已知的气象资料可知，在早稻的全生育期的蒸发量：

E097.5174.96118.0143.720 3031ET全E0 1.0

ET全394.06

全生育生育阶段 起止日期（日/月） 天 数 模比系数（%） 渗透强度（mm/d） 阶段需水量（mm） 阶段渗漏量（mm） 阶段田间耗水量（mm） 日平均耗水量（mm）

4.1 4.5 5.2 7.9 5

7.2 6.0 4.8 25/4~4/5 5/5~14/5 15/5~1/6 2/6~16/6 17/6~30/6 1/7~11/7 12/7~20/7 25/4~20/7 10 7 1.3 10 8 1.3 18 18 1.3 15 25 1.3 14 21 1.3 11 13 1.3 9 8 1.3 87 100 复苗 分蘖前 分蘖后 孕穗 抽穗 乳熟 黄熟 期 27.6 31.5 70.9 98.5 82.7 51.2 31.5 394.0 13 13 23.4 19.5 18.2 14.3 11.7 113.1 40.6 44.5 94.3 118.0 100.9 65.5 43.2 507.1 湖南水利水电职业技术学院 灌溉排水

所以可得各生育阶段的需水量ET全kiET全，继而可得出逐日耗水量计算结果如表2-1 （1）计算早稻灌水制度：计算过程见下表 逐日耗水量计算表2-1

灌区早稻生育期灌溉制度计算表

单位：mm 日期 月 日 24 25 26 4 27 28 29 30 1 5 2 3 4

生育期 设计淹灌水层 逐日耗水量 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 逐日降雨 1.5 5.4 9.2 淹灌水层变化 25 20.9 16.8 32.7 30.1 26 21.9 17.8 33.7 35 43.9 灌水量 20 20 排水量 复苗 10-30-50 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 6

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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 1 2 6 3 4 5 6 4.5 4.5 4.5 4.5 分蘖前 10-40-80 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 分蘖后 20-50-90 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 7.9 7.9 孕穗 20-50-100 7.9 7.9 7.9 7 1.2 7.9 28.5 2.5 6.4 6 24.5 10.6 10.7 1.1 3.7 17.4 1.9 40.6 44 68 63.5 59 54.5 52.5 54.4 49.9 45.4 40.2 41 60.3 55.1 49.9 44.7 39.5 44.9 50.4 45.2 40 34.8 50.7 49.2 44 38.8 33.6 28.4 37.9 31.9 24 46.1 38.2 30 30 湖南水利水电职业技术学院 灌溉排水

7 8 9 10 11 12 13 14 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 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 抽穗 20-50-90 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 6 6 6 6 乳熟 10-40-50 6 6 6 6 6 8 1.9 49.2 35.4 1.5 30.3 22.4 44.5 36.6 28.7 20.8 42.9 36.9 29 21.1 43.9 36.7 29.5 22.3 45.1 87.1 79.9 90 82.8 77.1 69.9 62.7 55.5 48.3 42.3 36.3 30.3 24.3 18.3 12.3 36.3 30.3 24.3 30 30 30 30 18.1 30 湖南水利水电职业技术学院 灌溉排水

10 11 12 13 14 15 16 黄熟 17 18 19 20 ∑ 自然落干 6 6 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 508.1 10 4.1 244.4 18.3 12.3 7.5 2.7 -2.1 3.1 2.4 -2.4 -7.2 -12 -16.8 240 18.1 校核：h始+PdmWCh末

25+244.4+240-508.1-18.1＝﹣16.8mm与7月20日淹灌水层相符，计算无误。

灌水率计算表

灌水定额 灌水时间（月-日） 作物所灌水（立占面积 次序 方米（%） /公始 终 中间日 顷） 1 200 4月25日 5月3日 4月29日 2 300 5月13日 5月17日 5月15日 3 300 5月30日 6月3日 6月1日 50 4 300 6月7日 6月9日 6月8日 5 500 6月10日 6月12日 6月11日 6 300 6月16日 6月20日 6月18日 7 300 7月5日 7月9日 7月7日 1 1125 5月3日 5月11日 5月7日 2 375 5月24日 5月28日 5月26日 3 375 6月2日 6月6日 6月4日 30 4 375 6月8日 6月12日 6月10日 5 450 6月18日 6月22日 6月20日 6 450 6月30日 7月4日 7月2日 7 450 7月6日 7月10日 7月8日 9

作物 早稻中稻

灌水 延灌水率 续时间 9 0.013 5 0.035 5 0.035 3 0.058 3 0.096 5 0.035 5 0.035 9 0.043 5 0.026 5 0.026 5 0.026 5 0.031 5 0.031 5 0.031 湖南水利水电职业技术学院 灌溉排水

双季晚稻50 棉花20 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 450 450 375 300 1050 225 375 300 375 450 450 450 450 450 450 300 150 650 7月12日 7月20日 7月27日 8月8日 7月14日 7月25日 7月30日 8月5日 8月10日 8月21日 8月25日 8月29日 9月4日 9月10日 9月17日 9月28日 4月16日 7月25日 7月16日 7月24日 7月31日 8月12日 7月24日 7月29日 8月3日 8月9日 8月14日 8月25日 8月29日 9月2日 9月8日 9月14日 9月21日 10月2日 4月25日 8月3日 7月14日 5 7月22日 5 7月29日 5 8月10日 5 7月19日 11 7月27日 5 8月1日 5 8月7日 5 8月12日 5 8月23日 5 8月27日 5 8月31日 5 9月6日 5 9月12日 5 9月19日 5 9月30日 5 4月21日 10 7月30日 10 0.031 0.031 0.026 0.021 0.055 0.026 0.043 0.035 0.043 0.052 0.052 0.052 0.052 0.052 0.052 0.035 0.003 0.015

2.3 棉花灌溉制度

棉花全生育期的需水量：

ETKY2.67120154806kg/hm2

即其各生育阶段的需水量：

ETikiET

KiiETi

2各生育阶段地下水的补给量：

由于计划湿润层增加而增加的水量：

WT10(H1H2) 计划湿润层最大、最小湿润层： 灌水定额：

Wmax102Hma xWmin102Hmi nmWmaxWmin102H(maxmin)

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有效降雨量：

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P0P

取0.8

第三章 灌水率的拟定

3.1灌水率的初步拟定

通过已知的中稻和晚稻的灌溉制度，得出全灌溉区的初步灌水率图如下图所示：

3.2灌水率的修正

修正原则：要以不影响作物需水要求为原则，尽量不要改变主要作物关键用水期的各次灌水时间，修正后的灌水率图要比较均匀连续，修正后最小的灌水率应不小于最大灌水率的45%。

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通过修正得到下图：

如图所示， 全区的灌水率为最高为0.055m3/(S·万亩），灌区灌溉系统的设计模数采用最高的灌水率0.055m3/(S·万亩）

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第四章 灌排渠系与渠系建筑物的规划布置

4.1水源与取水口选择

灌区的水源主要是以马清河为灌溉水源。马清河上游，水位较高，还有一座水

库水质良好，含沙量极微，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。

取水口宜取在凹岸中点偏下游处，取水口在这里可加大进流量，有效防止泥沙入渠，另外还可以避免水直接冲击渠道，有利于渠道的保护。

4.2各级渠道与沟道的布置 4.3渠系建筑物布置

渠系建筑物是指与渠道配套的水闸、涵洞、桥梁、渡槽、倒虹吸、跌水、陡坡等建筑物。 渠系建筑物的选型与布置原则

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、渠系建筑物的位置应根据渠系平面布置图、渠道纵横断面图及当地情况合理布局； 4、渠系建筑物应满足渠道输水、配水、量水、泄水和防洪等要求，保证渠道正常运行，最大限度地满足作物需水要求；

5、渠系建筑物布置尽可能集中，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。 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。

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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。

渡槽 渠道穿过河沟、道路时，如果渠底高于河沟最高洪水位或渠底高于路面的净空大于行驶车辆要求的安全高度时，可架设渡槽；渠道穿越洼地时，如采用高填方渠道工程量太大，也可采用渡槽。

涵洞 渠道与道路相交，渠道水位低于路面，而且流量较小时，常在路面下面埋设平直的管道，叫做涵洞。

桥梁 渠道与道路相交，渠道水位低于路面，而且流量较大，水面较宽时，要在渠道上修建桥梁，满足交通要求。 4、衔接建筑物

当渠道经过坡度较大的地段时，为防止渠道冲刷，保持渠道的设计比降，就把渠道分成上、下两段，中间用衔接建筑物联结，常见的衔接建筑物有跌水或陡坡。 （1）跌水：水位落差小于３ｍ时，宜建跌水。 （2）陡坡：水位落差大于３ｍ时，宜建陡坡。 5、泄水建筑物

用于排除渠道中余水或入渠洪水。

（1）退水闸：布置在较大的干、支、斗渠末端，以排泄渠中余水（防止滋生杂草和蚊虫）。

（2）泄水闸：与节制闸联合修建，保护重要建筑物和险工渠段。 6、量水建筑物

（1） 利用闸、涵、渡槽等量水。在干支渠上量水一般利用这些渠系建筑物量水。 （2）利用特设计量水设备量水。如三角堰、梯形堰、巴歇尔量水槽、喷嘴等。一般斗、农渠上可采用特设量水设备。 渠系建筑物的布置具体见干渠纵断面图

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第五章 计算渠道设计流量

5.1确定工作制度

为了各用水单位受益均衡，避免因水量过分集中而造成灌水组织和生产安排的困难，干支渠采用续灌，为了缩短各条渠道的输水时间，加大输水流量，减少输水损失水量，有利于农业耕作和灌水工作的配合，提高灌水工作效率，斗、农渠采用轮灌，且进行集中编组。斗渠、农渠各分两组。

5.2计算典型支渠设计流量

先分别计算出支渠田间净流量、农渠田净流量和农渠净流量； 逐级推算农渠、斗渠、支渠的设计流量

5.3计算干渠设计流量

逐段计算、最后计算灌区灌溉水利用系数。

渠别 长度（km） 灌溉面积（万2.58 亩） 3.06 2.94 3.58 12.16 一支 3.82 二支 4.173 三支 4.199 四支 4.4 合计 16.59 解

A. 推求典型支渠（三支渠）及其所属斗、农渠的设计流量 （1） 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qs2.940.4651.3671(m3/s)

因为斗、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5条，

且同级渠道控制面积相同，所以，农渠的田间净流量为：

Q农田净Q支田净nk1.3671350.0911(m3/s)

取田间水利用系数f0.95,Q农净Q农田净f0..9110.950.0959(m3/s)

灌区土壤属中粘壤土，从书中表3-3中可查出相应的土壤透水性系数：

K=1.9,m=0.4。据此可计算出农渠每公里输水损失率：

K 农Qm农净1.90.09590.44.85(%)0.0485

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Q农毛Q农净（1农L农）0.0959（10.04850.4）0.098（m3/s) (2)计算斗渠的设计流量。斗渠的平均工作长度L斗=1.4km Q斗净50.0980.49（m3/s) 斗KmQ斗净1.90.490.42.53(%)0.0253

Q斗毛Q斗净（1斗L斗）0.49（10.02531.4）0.507（m3/s)

(3)计算三支渠的设计流量。支渠的工作长度因其控制面积重心在中部，则长度折算系数取0.8.

L支40.83.（2km)

1.93支QK1.5211.61(%)0.0161m3支净0.4Q3支净3Q斗毛30.5071.521(m3/s)

Q3支毛Q3支净（13支L3支）1.521（10.01613.2）1.599（m3/s) B.计算三支渠的灌溉水利用系数

3支水Q3支田净Q3支毛11..36715990.86

C.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A1支qs2.580.4651.1997(m3/s) Q2支田净A2支qs3.060.4651.4229(m3/s) Q4支田净A4支qs3.420.4651.5903(m3/s)

（2） 计算一、二、四支渠的设计流量。以典型支渠（三支渠）的灌溉水利用系作基数，

用来计算其它支渠的设计流量。 Q1支毛 Q2支毛Q4支毛Q3支田净3支水Q2支田净1.019971.40（m3/s) .8631.042291.65（m/s) .863支水Q4支田净3支水1.059031.85（m3/s) .86D.推求干渠各段的设计流量 （1）CD段的设计流量。

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QCD净Q4支毛1.85（m3/s)

1.9CD1.851.49(%)0.0149

0.4QCD毛QCD净（1CDLCD)1.85(10.01493.877)1.96(m3/s) (2)BC段的设计流量。

QBC净QCD毛Q3支毛1.961.5993.559（m3/s)

1.9BC3.5591.14(%)0.0114

0.4QBC毛QBC净（1BCLBC)3.559(10.01143.661)3.71(m3/s) (3)AB段的设计流量。

QAB净QBC毛Q2支毛3.711.655.36（m3/s)

1.9AB5.360.97(%)0.0097

0.4QAB毛QAB净（1ABLAB)5.36(10.00971.992)5.46(m3/s) (4)OA段的设计流量。

QOA净QABC毛Q1支毛5.461.406.86（m3/s)

.9OA6.10.88(%)0.0088 860.4QOA毛QOA净（1OALOA)6.86(10.00882.978)7.04(m3/s)

第六章．渠道横断面设计

6.1渠道纵横断面设计原理渠道设计的依据

灌溉渠道一般为正坡明渠，按明渠均匀流公式设计。

其基本公式为：V=CRi 式中：V——渠道平均流速，m/s；

C——谢才系数， m0.5 /s；

R——水力半径，m; i ——渠底比降。

1 谢才系数常用曼宁公式计算：C=R1/6

n

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式中：n ——渠床糙率系数。

（1）渠底比降，比降选择是否合理关系到工程造价和控制面积，应根据渠道沿线的地面坡度、下级渠道进水口的水位要求，渠床土质，水源含沙情况等因素，为了减少工程量，应尽可能选用和地面坡度相近的渠底比降，一般随着设计流量的逐级减小，渠底比降逐级增大

（2） 渠床的糙率系数：渠床的糙率系数是否符合实际，直接影响到设计成果的精

度，如果n值选的太大，渠道的设计断面就偏大，不仅增加了工程量，而且会因实际水位低于设计水位而影响下级渠道的进水，如果n取值太小，设计的断面就偏小，输水能力不足，影响灌溉用水。

（3） 渠道的边坡系数：边坡系数的大小关系到渠坡的稳定，要根据渠床土壤质地

和渠道深度等条件选择适宜的数值

（4） 渠道断面的宽深比：宽深比对渠道工程量和渠床稳定有较大影响，渠道宽深

比的选择要考虑一下要求

① 工程量最小，采用水力最优断面的宽深比可使渠道工程量最小。

② 断面稳定，渠道断面过于窄深，容易产生冲刷；过于宽浅，又容易淤积，都会使渠床变形。稳定断面的宽深比应满足不冲、不淤要求，它与渠道流量、水流含沙情况、渠道比降等因素有关，应在总结当地已成渠道运行经验的基础上确定。 一般比降小的渠道应选择较小的宽深比，以增大水力半径，加快水流速度；比降大的渠道应选择较大的宽深比，以减小流速，防止渠床冲刷。

③ 有力通航，有通航要求的渠道，应根据船舶吃水深度、错船所需的水面宽度以及通航的流速要求等确定渠道的断面尺寸。一般要求，渠道水面宽度应大于船舶宽度的2.6倍，船底以下水深应不小于15～30cm，项目区灌溉系统主要用于灌溉，所以这点可以不用考虑。

（5） 渠道的不冲不淤流速：在稳定渠道中，允许的最大平均流速称为临界不冲流

速用Vcs表示，允许的最小平均流速称为不淤流速，用Vcd表示，为了维持渠床稳定，渠道通过设计流量时的平均流速Vd应满足以下条件：

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Vcd6.2农渠典型断面设计

采用水力最优断面，水力最优断面具有工程量最小的优点，小型渠道和石方渠道可以采用；大型渠道常采用宽浅断面。

水力最优断面仅仅指输水能力最大的断面，不一定是最经济的断面，渠道设计断面的最佳形式还要根据渠床稳定要求、施工难易等因素确定。

22(1mm) （1）计算宽深比

Qn(21m2)2/3h5/3(m)i（2）（3）bh （4）校核不冲不淤

3/8

V不淤CR 清水渠取0.3~0.4

0.1VKQ不冲

要求V不淤边底宽渠道水深 坡 渠床糙 b 名称 h(m) 系率n （m) 数m 过水湿周断面 X 面积A(m) （m2) 断面水力流量Q 流 半径 (m3/s) 速v R(m) (m/s) 不淤流 速v' (m/s) 不冲流 速v\" (m/s) 农渠 0.3 0.45 1.5 0.0225 0.43 1.90 0.25 0.14 0.33 0.16 16.45 6.3斗渠典型断面设计

22(1mm) （1）计算宽深比

Qn(21m2)2/3h5/3(m)i（2）（3）bh （4）校核不冲不淤

3/8

V不淤CR 清水渠取0.3~0.4

0.1VKQ 不冲

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要求V不淤底宽渠道水深 b 名称 h(m) （m) 斗渠 边过水湿周坡 渠床糙 断面 X 系率n 面积A(m) 2数m （m) 水力流量Q 半径 3(m/s) R(m) 0.60 断面不淤不冲流 流 流 速v 速v' 速v\" (m/s) (m/s) (m/s) 0.48 0.19 23.54 0.5 0.76 1.5 0.0225 1.25 3.25 0.4 6.4支渠典型断面设计

支渠采用分段法计算，采用最优水力断面。 1. 计算设计过水断面

干渠的设计采用经济实用断面

干渠的偏离系数拟定为1.01，糙率为0.025，比降为0.00015，支渠的边坡比

为1，干渠的边坡比为1.25，根据以下公式和步骤算出干支渠的断面

（1）拟定偏离系=1.01~1.04；

52（2）计算(41)

（3）计算宽深比2(21mm)m 23/8Qn(21m2)2/3（4）h5/3(m)i（5）bh

（6）校核不冲不淤

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V不淤CR 清水渠取0.3~0.4 V不冲KQ0.1 要求V不淤2. 计算最小水深和加大水深

迭代法：

（1）计算A(nQ加大i)0.6 B21m2

（2）初拟h最小（或h加大）代入下式

A(bBh最小)0.4bmh最小 h'最小

或h'最小h最小则计算终止，否则令h最小h'最小继续迭代，一般需2~3

次即可。

渠道均采用土渠，干支渠断面采用经济实用断面，斗农渠采用水力最优断面。

边过水断坡 渠床糙 面 系率n 面积A2数m （m) 1.5 0.0225 1.5 0.0225 1.5 0.0225 1.5 0.0225 断面不淤不冲流 流 流 速v 速v' 速v\" (m/s) (m/s) (m/s) 0.68 0.21 28.02 0.63 0.21 31.64 0.63 0.21 31.64 0.63 0.21 31.64 底宽渠道水深 b 名称 h(m) （m) 一支 二支 三支 四支 0.6 1 湿周X (m) 水力流量Q 半径 3(m/s) R(m) 1.4 2.11 4.22 0.50 0.7 1.2 0.7 1.2 0.7 1.2 3.04 5.06 0.60 1.90 3.04 5.06 0.60 1.90 3.04 5.06 0.60 1.90 6.5干渠典型断面设计

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1. 计算设计过水断面

干渠的设计采用经济实用断面

干渠的偏离系数拟定为1.01，糙率为0.025，比降为0.00015，支渠的边坡比

为1，干渠的边坡比为1.25，根据以下公式和步骤算出干支渠的断面

（1）拟定偏离系=1.01~1.04；

52（2）计算(41)

（3）计算宽深比2(21mm)m 23/8Qn(21m2)2/3（4）h5/3(m)i（5）bh

（6）校核不冲不淤

V不淤CR 清水渠取0.3~0.4 V不冲KQ0.1 要求V不淤2. 计算最小水深和加大水深

迭代法：

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（1）计算A(nQ加大i)0.6 B21m2

（2）初拟h最小（或h加大）代入下式

A(bBh最小)0.4bmh最小 h'最小

或h'最小h最小则计算终止，否则令h最小h'最小继续迭代，一般需2~3

次即可。

(1）干渠采用分段法设计，采用经济水力断面。各段尺寸设计见下表。

边渠道名称 底宽b （m) 水深 h(m) 坡 系数m 过水渠床糙 断面 率n 面积A（m) 2湿周X 水力半径 断面流量Q 流 不淤流 不冲流 (m) R(m) (m3/s) 速v 速v' 速v\" (m/s) (m/s) (m/s) OA段 9.1 2.8 1.5 0.0225 36.85 19.06 1.93 16.00 0.43 0.26 68.98 AB段 6.4 2.0 1.5 0.0225 18.80 13.61 1.38 8.13 0.43 0.25 55.12 BC段 5.4 1.7 1.5 0.0225 13.58 11.57 1.17 4.06 0.30 0.23 49.46 CD段 4.2 1.3 1.5 0.0225 8.00 8.89 0.90 2.00 0.25 0.21 41.42

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干渠横断面图

弃土平台陡槽沉沙井排水沟干渠横断面结构示意图 （单位：）

支渠横断面图

弃土排水沟支渠横断面结构示意图

(1)分水口处水位推算，按水位公式H进A0h式中 H进——渠道进口处的设计水位，m;

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Li计算

iiii1i1nn湖南水利水电职业技术学院 灌溉排水

A0——渠道灌溉范围内参考点的地面高程，m;

h——所选参考点与该处末级固定渠道设计水位高差，一般取0.1~0.2m； L——渠道的长度，m； i——渠道的坡降；

——水流通过渠系建筑物的水头损失，m

则干渠进水口处的设计水位为：

H进A0hLiiii

i1i1nn=14.2+0.3+10000.0005+0.05+33600.0005+0.05+52000.0005+0.07+0.03+ 39000.0005+0.1+6150.0005+22800.0005+2580.005+0.15+0.1 =24.7（m）

隧洞公路桥进水闸支渠进水闸农渠Aoh支渠斗渠分水点水位推算示意图(2) 计算最小水深和加大为保证对下级渠道正常供水，渠道最小流量以不低于设计流量的40%为宜；相应的渠道最小水深不干渠纵断面图应小于70%的设计水深。

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进湖南水利水电职业技术学院 灌溉排水

进水闸堤顶高程隧洞分水点A设计水位分水点B分水点C分水点D跌水渠底高程线最小水位14+200桩号设计水位最小水位堤顶高程渠底高程比降分水口水位挖方高度2.8250.2120.000524.752.7211.90.005421.411.80.00053.51.71.211.70.000531.3111.60.00052.5

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20+0000+0000+2853+9009+100湖南水利水电职业技术学院 灌溉排水

第七章总结

原本一个星期的灌溉排水实训用了3天加班加点完成了，在这段时间里，让我学到了很多东西，不仅使我在理论上对灌溉排水这门课程有了全新的认识，在实践能力上也得到了提高。

这次实训，让我学到了很多东西，以前只有理论的学习，完全不知道在实际中解决问题是多么的难，还要考虑很多细节地方，更学到了其它很多为人处事的道理，学到了很多课堂外的知识。我还学会了团队合作，一个人的力量是有限的，特别是这种需要合作才能提高效率，发现问题，一个人很难发现自己的错误，把所学的知识运用到实际生活中，也是对以前所学知识的肯定！这次实训对于我以后学习、找工作都有很大的帮助，在短短的一个星期学到的东西数不胜数。

学会从实践中学习，从学习中时间。而且中国的紧急飞速发展，在拥有越来越多的机会的同时，也有了更多的挑战。对于人才的要求就会越来越高，我们不只要学好学校所学到的知识，还要不断充生活中，实践中学其他知识，不断从各方面武装自己，全面的发展自己，才能在竞争中突出自己，表现自己。

实训是每个大学生必须拥有的一段经历，它是我在实践中了解社会，让我学到了很多课堂上根本就学不到的知识，也开阔了视野，增长了见识，为我以后进一步走向社会打下坚实的基础。

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W来 W来-ET时段 m 灌水时间 Wt P0 WT 小计 ＋ － 4/21-30 1.00 1530.0 151.8 54.4 0.0 54.4 97.4 150.0 4月21日 1582.6 5/01-10 1.00 1582.6 151.8 448.0 0.0 448.0 296.2 1878.9 5/11-20 1.00 1878.9 151.8 315.2 0.0 315.2 163.4 2042.3 幼苗 0.5 2112 1478.4 5/21-31 1.10 2042.3 166.9 208.8 0.0 208.8 41.9 2084.1 6/01-10 1.00 2084.1 151.8 154.4 0.0 154.4 2.6 2086.8 6/11-16 0.60 2086.8 91.1 15.2 0.0 15.2 75.9 2010.9 6/17-20 0.40 2010.9 137.3 0.0 40.2 40.2 97.1 1913.8 6/21-30 1.00 1913.8 343.3 688.8 100.6 789.4 446.1 2359.9 现蕾 7/01-10 1.00 0.6 2534.4 1774.08 2359.9 343.3 0.0 100.6 100.6 242.7 2117.2 7/11-20 1.00 2117.2 343.3 112.8 100.6 213.4 129.9 1987.3 7/21-28 0.80 1987.3 274.6 115.2 80.5 195.7 79.0 1908.3 7/29-31 0.30 1908.3 119.3 90.4 45.3 135.7 16.3 600.0 7月30日 2524.7 8/01-10 1.00 2524.7 397.7 86.4 150.9 237.3 160.5 2364.2 花铃 0.7 2956.8 2069.76 8/11-20 1.00 2364.2 397.7 113.6 150.9 264.5 133.3 2230.9 8/21-26 0.60 2230.9 238.6 0.0 75.4 75.4 163.2 2067.7 8/27-31 0.50 2067.7 93.5 0.0 29.3 29.3 64.1 600.0 8月29日 2603.6 9/01-10 1.00 2603.6 186.9 58.4 58.7 117.1 69.8 2533.7 9/11-20 1.00 2533.7 186.9 63.2 58.7 121.9 65.0 2468.7 9/21-30 1.00 2468.7 186.9 176.8 58.7 235.5 48.6 2517.3 吐絮 0.8 3379.2 2365.44 10/01-10 1.00 2517.3 186.9 408.8 58.7 467.5 280.6 2797.8 10/11-20 1.00 2797.8 186.9 369.6 58.7 428.3 241.4 3039.2 10/21-31 1.10 3039.2 205.6 49.6 64.5 114.1 91.5 2947.7 11/01-06 0.60 2947.7 112.1 0.0 35.2 35.2 76.9 2870.8 总计 4/21-11/06 27.20 4806.0 3529.6 1267.2 4796.8 1537.1 1546.3 1350.0 生育起止日期 旬数 H Wmax 阶段 Wmin Wo ET

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