1、云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 1课程设计姓名：张彬强学号： 20092742班级：09 级水工 3 班辅导老师：张刘冬云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 2第一章工程概况一、工程概况（一）基本资料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
2、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 45m,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 56m 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 78m，上游宽 5060m，下游宽 7090m，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
3、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 1.21,总库容 2.31 。马清河灌区拟在该水库下游 断面处修建拦河坝式取水380m380mA枢纽，引取水库水发电则利用尾水进行灌溉。 断面处河底高程 30m，砂、卵石覆A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。（二）气象根据当地气象站资料，设计的中等干旱年（相当于 1972 年）411 月水面蒸发量（80cm 口径蒸发皿）及降水量见表 1 及表 2。表 1 设计年蒸发量统计月
4、 份 4 5 6 7蒸发量（mm） 97.5 118.0 143.7 174.9云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 3月 份 8 9 10 11蒸发量（mm） 196.5 144.7 101.1 75.6表 2 设计年降水量统计月 份日4 5 6 7 8 9 101 7.6 4.62 12.7 17.4 18.53 3.4 1.9 7.34 92.05 5.3 1.2 10.86 4.8 7.9 2.87 8.6 28.58 2.59 19.110 3.611 2.5 2.112 1.9 6.413 7.5 2.314 12.1 1.9 1.915
5、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 49.2 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 72.9 108.5 107.3 39.8 25.0 37.3 103.5云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 4（三）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 3。表 3 作物种植比例作 物 旱
6、稻 中稻 双季晚稻 棉花种植比例（%） 50 28 45 17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 4 及表 5 所示；中稻及晚稻的丰产灌溉制度列于表 6。表 4 早稻试验基本数据生 育 阶 段复苗 分蘖前 分蘖后 孕穗 抽穗 乳熟 黄熟 全生育期起止日期（日/月） 25/44/55/514/515/51/6 2/616/6 17/630/61/711/712/720/725/420/7天 数 10 10 18 15 14 11 9 87模比系数（%） 7 8 18 25 21 13 8 100田间允许水层深（mm）10-30-5010-40-8020-
7、50-9020-50-100 20-50-90 10-40-50 自然落干渗透强度（mm/d） 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3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 吐絮期 全生育期起止日期（日/月） 21/416/6 17/628/7 29/726/8 27/86/11 21/46/11云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 5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）
8、 0.5 0.6 0.7 0.8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%） ；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 102m /亩。3二、设计要求（1）根据基本资料用水量平衡法（列表计算）制定早稻及棉花的灌溉制度，建议编程计算或利用 Excel 计算。（2）根据所制定的早稻及棉花的灌溉制度以及表 6 所给出的中稻及双季晚稻的灌溉制度资料，编制全灌区的灌水率图，并进行修正，使其符合要求。在制定灌水率图时，建议采用的一次灌水延续时间如下：早、中稻泡田
9、 812 昼夜；双季晚稻泡田 57昼夜；各类水稻生育内一次灌水的延续时间 35 昼夜。棉花生育期内一次灌水延续时间 510 昼夜。表 6 中稻、双季晚稻设计年丰产灌溉制度中稻 双季晚稻灌水次序 灌水时间（日/月） 灌水定额（ /亩）3m灌水次序 灌水时间（日/月） 灌水定额（ /亩）3m1（泡田） 7/5 75 1（泡田） 19/7 702 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 12/8 256 2/7 30 6 23/8 307 8/7 30 7 27/8 308 14/7 30 8 31/8 309
10、22/7 30 9 6/9 30云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 610 29/7 25 10 12/9 3011 10/8 20 11 19/9 3012 30/9 20灌溉定额 345（ /亩）3m灌溉定额 355（ /亩）3m（3）确定渠首枢纽的位置及形式。在 1/25000 地形图上布置引水干渠、支渠及骨干排水沟，并布置主要干道，以及主要渠系建筑物。在灌区中部选择一条支渠布置斗、农级渠道。（4）推算典型支渠各级渠道的设计流量及灌溉水利用系数；推算其它各支渠渠首及干渠各段的设计流量。（5）设计干渠各段的纵横断面及典型支渠纵横断面。（6）设计典
11、型斗渠和典型农渠横断面。三、设计成果（1）设计说明书 2535 页（小 4 号字，1.5 倍行距，A4 纸打印） 。要求说明设计的步骤、依据的理论、采用的公式或方法，必要时将计算成果列入表格。（2）设计图纸包括灌溉系统规划布置图，干渠纵横断面图，以及支、斗、农渠横断面图（CAD 绘图） 。1.2 灌区规划的必要性与可行性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 早稻 中稻 双季晚稻 棉花种植比例（%） 50 28 45 17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
12、项目区的灌溉系统进行规划，可以提高灌区水资源利用率，提高项目区作物的产量。云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 7四、灌溉渠灌水率图的绘制（1）计算早稻灌水制度：计算过程见下表逐日耗水量计算表生育阶段 复苗 分蘖前 分蘖后 孕穗 抽穗 乳熟 黄熟全生育期起止日期（日/月） 25/44/5 5/514/5 15/51/6 2/616/6 17/630/6 1/711/7 12/720/7 25/420/7天 数 10 10 18 15 14 11 9 87模比系数（%） 7 8 18 25 21 13 8 100渗透强度（mm/d） 1.3 1.3 1.
13、3 1.3 1.3 1.3 1.3 阶段需水量（mm） 27.6 31.5 70.9 98.5 82.7 51.2 31.5 394.0 阶段渗漏量（mm） 13 13 23.4 19.5 18.2 14.3 11.7 113.1阶段田间耗水量（mm）40.6 44.5 94.3 118.0 100.9 65.5 43.2 507.1 日平均耗水量（mm） 4.1 4.5 5.2 7.9 7.2 6.0 4.8 云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 8灌区早稻生育期灌溉制度计算表单位：mm日期月 日 生育期设计淹灌水层逐日耗水量逐日降雨淹灌水层变化灌水
14、量排水量24 4.1 20 25 4.1 15.9 26 4.1 11.8 27 4.1 27.7 20 28 4.1 1.5 25.1 29 4.1 21 430 4.1 16.9 1 4.1 12.8 2 4.1 28.7 20 3 4.1 3.4 28 4复苗 10-30-504.1 9.2 33.1 5 4.5 1.2 29.8 6 4.5 7.9 33.2 7 4.5 28.5 57.2 8 4.5 52.7 9 4.5 48.2 10 4.5 43.7 11 4.5 2.5 41.7 12 4.5 6.4 43.6 13 4.5 39.1 14分蘖前 10-40-804.5 34.
15、6 15 5.2 29.4 516 分蘖后 20-50-90 5.2 6 30.2 云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 917 5.2 24.5 49.5 18 5.2 44.3 19 5.2 39.1 20 5.2 33.9 21 5.2 28.7 22 5.2 10.6 34.1 23 5.2 10.7 39.6 24 5.2 34.4 25 5.2 29.2 26 5.2 24 27 5.2 1.1 49.9 30 28 5.2 3.7 48.4 29 5.2 43.2 30 5.2 38 31 5.2 32.8 1 5.2 27.6 2 7.
16、9 17.4 37.1 3 7.9 1.9 31.1 4 7.9 23.2 5 7.9 45.3 30 6 7.9 37.4 7 7.9 29.5 8 7.9 21.6 9 7.9 43.7 30 10 7.9 35.8 11 7.9 27.9 12 7.9 20 13 7.9 42.1 30 14 7.9 1.9 36.1 15 7.9 28.2 16孕穗 20-50-1007.9 20.3 17 7.2 43.1 30 618 抽穗 20-50-90 7.2 35.9 云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 1019 7.2 28.7 20 7.2
17、21.5 21 7.2 44.3 30 22 7.2 49.2 86.3 23 7.2 79.1 24 7.2 35.4 90 17.325 7.2 82.8 26 7.2 1.5 77.1 27 7.2 69.9 28 7.2 62.7 29 7.2 55.5 30 7.2 48.3 1 6 42.3 2 6 36.3 3 6 30.3 4 6 24.3 5 6 18.3 6 6 12.3 7 6 36.3 30 8 6 30.3 9 6 24.3 10 6 18.3 11乳熟 10-40-506 12.3 12 4.8 7.5 13 4.8 2.7 14 15 16 17 18 19 72
18、0黄熟 自然落干 478.6 224.5 250 17.3云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 11校核：h 始 + 末hWCmdP20+224.5+250-478.6-17.31.4mm 与 7 月 13 日淹灌水层相符，计算无误。灌水率计算表作物作物所占面积（%）灌水次数 灌水定额 (m3/亩) 灌水时间（日/月) 延续时间（d)灌水率m3/（s万亩)（泡田）1 75 5 月 7 日 10 0.26 2 25 5 月 26 日 5 0.17 3 25 6 月 4 日 5 0.17 4 25 6 月 10 日 5 0.17 5 30 6 月 20 日
19、 5 0.21 6 30 7 月 2 日 5 0.21 7 30 7 月 8 日 5 0.21 8 30 7 月 14 日 5 0.21 9 30 7 月 22 日 5 0.21 10 25 7 月 29 日 5 0.17 中稻 3011 20 8 月 10 日 5 0.14 （泡田）1 70 7 月 19 日 5 0.81 2 15 7 月 27 日 5 0.17 3 25 8 月 1 日 5 0.29 4 20 8 月 7 日 5 0.23 5 25 8 月 12 日 5 0.29 6 30 8 月 23 日 5 0.35 7 30 8 月 27 日 5 0.35 8 30 8 月 31
20、日 5 0.35 9 30 9 月 6 日 5 0.35 10 30 9 月 12 日 5 0.35 11 30 9 月 19 日 5 0.35 双季晚稻 5012 20 9 月 30 日 5 0.23 （泡田）1 80 4 月 27 日 5 0.93 2 13.33 5 月 3 日 5 0.15 3 13.33 5 月 27 日 5 0.15 4 20 6 月 5 日 5 0.23 5 20 6 月 9 日 5 0.23 6 20 6 月 13 日 5 0.23 早稻 507 20 6 月 17 日 5 0.23 云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计
21、 128 20 6 月 21 日 5 0.23 9 20 7 月 7 日 5 0.23 棉花 20 1 30 5 0.14 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：月 月 月 月 月 月 月 月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%。云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 13通过修正得到下图：中 稻 双 季 晚稻早 稻棉 花月 月 月 月月 月 月 月如图所示， 全区的灌水率为最高为 0
22、.465m3/(S万亩） ，灌区灌溉系统的设计模数采用最高的灌水率 0.465m3/(S万亩）云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 14第二章、灌排渠系与渠系建筑物的规划布置2.1 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 45m，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。2.2 各级渠道与沟道的布置
23、2.3 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。一、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、
24、配水建筑物（1）分水闸 布置在各支渠、斗渠和农渠云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 15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：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。实行轮灌时，在轮灌组分界处需设节制闸。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
25、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
26、。 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：水位落差小于时，宜建跌水。（2）陡坡：水位落差大于时，宜建陡坡。5、泄水建筑物用于排除渠道中余水或入渠洪水。云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 16（1）退水闸：布置在较大的干、支、斗渠末端
27、，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第三章、计算渠道设计流量3.1 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
28、中编组。斗渠、农渠各分两组。3.2 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3.3 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 一支 二支 三支 四支 合计长度（km） 4.3 5.1 4.9 5.7 20灌溉面积（万亩）2.58 3.06 2.94 3.42 12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： )/(3671.45.09233 smqAQs支支 田 净因为斗、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
29、道控制面积相同，所以，农渠的 田间净流量为：云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 17)/(091.35367.1smQnk支 田 净农 田 净取田间水利用系数 ,.f)/(095.395.10smQf农 田 净农 净灌区土壤属中粘壤土，从表 5-1 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：0485.(%).4.0951mQK农 净农)/098.4.19. 3smL（）（）（ 农农农 净农 毛 (2)计算斗渠的设计流量。斗渠的平均工作长度 L 斗 =1.4km)/4.098.53s（斗 净 25.(%24
30、.01mQK斗 净斗)/507.4103.9. 3smL（）（）（ 斗斗斗 净斗 毛 (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. )2.3804kL（支 )/(521.07.33 smQ斗 毛支 净 )/59.1206.152.1 3333 sLQ（）（）（ 支支支 净支 毛 B.计算三支渠的灌溉水利用系数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。 )/(197.465.082311 smqAQs支支 田 净 2322s支支 田 净 )/(344 ss支支 田 净（2） 计算一、二、四支渠的设计流量。以典型支渠
31、（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。06.(%).4.035219mQK支 净支86.059.136733支 毛支 田 净支 水 Q云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 18)/40.1386.09713 smQ（支 水支 田 净支 毛 5.2232（支 水支 田 净支 毛 )/386.05931434 sQ（支 水支 田 净支 毛 D.推求干渠各段的设计流量（1）CD 段的设计流量。)/85.134smCD（支 毛净 049.(%4.08519)/(96.1)87.30149.(.) 3smLQCDCD （净毛(2)BC 段的
32、设计流量。 )/596133 sCDB （支 毛毛净 04(%).4.05931 )/(71.3)6.014.(. smLQBCBC （净毛(3)AB 段的设计流量。 )/3.56.7132 smBCA （支 毛毛净 09(%).4.036591(4)OA 段的)/(46.5)92.107.(. 3sLQABAB （净毛设计流量。 )/86.4.1531 smABCO （支 毛毛净 0.(%)8.4.0691)/(04.7)98.2.1(6.) 3sLQOAOA （净毛云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 19第四章.水位推求4.1 参考点的选取分析，
33、反复比较，慎重确定。（水位高程计算见附表） 水位公式如下： Hx= A0+ h0 + Li+ h 式中： HX 某一级渠道对上一级渠道要求的水位，mA0 渠道灌溉范围内参考点的地面高程，m；h0 参考点要求的灌水深， m，一般取 0.10.2m； 参考点较难灌到的地面点，在地形均匀变化的地区，参考点的选择原则是：若沿渠地面坡度大于渠道比降，渠道进水口附近的地面最难控制，反之，渠尾地面最难控制。由于该渠道沿渠地面坡度大于渠道比降，所以，渠道进水口附近的地面最难控制。4.2 干渠水位的确定干渠水位应满足各支渠自流引水对水位的要求。渠道的设计水位线应综合考虑水源水位、下级渠道要求流水位、沿渠地形和地
34、质条件、灌溉面积大小、工程量多少、施工难易、造价高低等各种因素，全面L 渠道的长度，m； i 小数值表 渠道的比降； h 水流通过渠系建筑物的水头损失，m。渠道建筑物水头损失最渠别控制面积（万亩）进水闸 节制闸 渡槽 倒虹吸 公路桥干渠 1040 0.10.2 0.10 0.15 0.40 0.05云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 20支渠 16 0.10.2 0.07 0.07 0.30 0.03斗渠 0.30.4 0.050.15 0.05 0.05 0.20 0农渠 0.05干渠的水位要高于马清河上游的自然水位，所以确定引水方式为有坝引水。第
35、五章渠道横断面设计1、 渠道纵横断面设计原理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= RiC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。谢才系数常用曼宁公式计算：C= 6/1Rn式中：n 渠床糙率系数。2、渠道设计的依据（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
36、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云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 21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。 1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
37、2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。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 3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 1530cm，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 V
38、cs 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：VcdVdVcs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。（一）干支渠各断面设计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云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 22（1）拟定偏离系 =1.011.04；（2）计算 )1(425（3）计算宽
39、深比 m)(22（4）8/33/52)(1imQnh（5） b（6）校核不冲不淤清水渠取 0.30.4RCV不 淤1.0KQ不 冲要求 不 淤V不 冲2. 计算最小水深和加大水深迭代法：（1）计算 6.0)(inQA加 大21mB（2）初拟 （或 ）代入下式最 小h加 大最 小最 小最 小 mhbBA4.0)(云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 23或 则计算终止，否则令 继续迭代，一般需 23最 小h最 小 最 小最 小 h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。渠道名称底宽b（m)水深h(m)边坡系数m渠床糙率 n
40、过水断面面积A（m 2)湿周X(m)水力半径R(m)流量 Q(m3/s)断面流速 v(m/s)不淤流速 v(m/s)不冲流速 v“(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
41、 0.25 0.21 41.42 （2）支渠采用分段法计算，采用最优水力断面。各支渠尺寸见下表。渠道名称底宽b（m)水深h(m)边坡系数m渠床糙率 n过水断面面积A（m 2)湿周X(m)水力半径R(m)流量 Q(m3/s)断面流速 v(m/s)不淤流速 v(m/s)不冲流速 v“(m/s)一支 0.6 1 1.5 0.0225 2.11 4.22 0.50 1.4 0.68 0.21 28.02 二支 0.7 1.2 1.5 0.0225 3.04 5.06 0.60 1.90 0.63 0.21 31.64 三支 0.7 1.2 1.5 0.0225 3.04 5.06 0.60 1.90
42、0.63 0.21 31.64 四支 0.7 1.2 1.5 0.0225 3.04 5.06 0.60 1.90 0.63 0.21 31.64 （三）斗农渠断面设计云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 24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。（1）计算宽深比 )1(22m（2） 8/33/52)(iQnh（3） b（4）校核不冲不淤清水渠取 0.30.4RCV
43、不 淤1.0KQ不 冲要求 不 淤V不 冲渠道名称底宽b（m)水深h(m)边坡系数m渠床糙率 n过水断面面积A（m 2)湿周X(m)水力半径R(m)流量 Q(m3/s)断面流速 v(m/s)不淤流速 v(m/s)不冲流速 v“(m/s)斗渠 0.5 0.76 1.5 0.0225 1.25 3.25 0.4 0.60 0.48 0.19 23.54 农渠 0.3 0.45 1.5 0.0225 0.43 1.90 0.25 0.14 0.33 0.16 16.45 云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 25第六章、渠道纵断面设计只设计干渠纵断面干支渠纵
44、横断面图具体见附图干渠横断面图支陡 槽 排 水 沟沉 沙 井 平 台弃 土 干 渠 横 断 面 结 构 示 意 图 （ 单 位 ： ）渠横断面图云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 26干支 渠 横 断 面 结 构 示 意 图弃 土 排 水 沟渠纵断面图(1)分水口处水位推算，按水位公式 计算niniLhAH110进式中 渠道进口处的设计水位，m;进H渠道灌溉范围内参考点的地面高程，m;0A所选参考点与该处末级固定渠道设计水位高差，一般取 0.10.2m；h渠道的长度，m；L渠道的坡降；i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： n
45、iiniLhAH110进=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）云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 27h进隧 洞公 路 桥进 水 闸进 水 闸 支 渠支 渠斗 渠农 渠Ao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
46、断面图应小于 70%的设计水深。干渠纵断面图云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 28第七章总结经过这一星期的课程设计，使我对农田水利学这么学科的重要性产生了深刻的认识，知道了农田水利学这么学科的目的，为了更好的决解农田水分状况，水资源及地区水情的利用，农田水利学是一门重要的学科，和工具。它能让我们更好的去制定合理的灌溉制度于方式。这次的课程设计有些难度，但遇到问题后我们都将它决解并克服了，并却从中学到了很多，扩展了很多，收获了很多，并却在设计过程中我们互相帮助，互相合作，1.78050.52432719524.08 2+049+03+50 6挖 方
47、高 度分 水 口 水 位比 降渠 底 高 程堤 顶 高 程最 小 水 位设 计 水 位桩 号 分 水 点 D进 水 闸 隧 洞 分 水 点 A分 水 点 B分 水 点 C渠 底 高 程 线 跌 水设 计 水 位最 小 水 位堤 顶 高 程 3云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 29互相学习，发挥了较好的团队意识，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人的方法在此感谢我们的 xxx 老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次模具设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指
48、导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。 由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。张彬强（20092742）2009 水工三班云南农业大学水利水电 09 水工 3 班 农田水利学水工三班农田水利学课程设计 30棉花生育期灌溉制度计算表单位:mmW 来 (m3/亩）生育阶段起止日期（日/月）H(m)Wmax(m3/亩）Wmin(m3/亩）W0(m3/亩）Eti(m3/亩）P0 K WT 小计W 来 -Eti(m3/亩）m(m3/亩）Wt(m3/亩） C (m3/亩）21/4-30/4 102.00 10.30 5.44 1.03 0.00 6.47 -3.9 30.00 128.17 1/5-10/5 128.17 10.30 40.16 1.03 0.00 41.19 30.89 140.72 18.34 11/5-2
