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1.2×108 m3，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。

表2-1 设计年蒸发量统计

月份

4 5 6 7 8 9 10 11

蒸发量(mm) 97.5 118.0 143.7 174.9 196.5 144.7 101.1 75.6 表2-2 设计年降水量统计

月份 日 4 1 2 3 4 5 6 7 8

5 3.4 92.0 1.2 7.9 28.5 6 17.4 1.9 7 - 8 10.8 9 7.3 10 4.6 18.5 2.8 2.5 7.6 12.7 5.3 4.8 8.6 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

1.9 7.5 12.1 1.3 4.3 1.8 2.1 2.5 20 6.0 24.5 10.6 1.9 20.2 2

10.0 4.1 2.5 1.6 12.6 2.1 2.3 3.5 18.5 3.6 19.1 3.6 1.9 32.8 11.5

23 24 25 26 27 28 29 30 31 月计 1.4 1.5 72.9 10.7 1.1 3.7 212.1 35.4 1.5 78.3 4.5 7.4 7.7 3.6 39.8 25.0 37.3 6.2 103.5 表2-3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 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。

表2-4 早稻试验基本数据

生育阶段 复苗 分孽前 分孽后 孕穗 2/6-16/6 抽穗 17/6-30/6 乳熟 1/7-11/7 黄熟 全生育期 起止25/4-4/日期5 (日/月) 天数 模比系数(% ) 田间10-30-57 10 5/5-14/5 15/5-1/6 12/7-225/4-0/7 20/7 10 18 15 14 11 9 87 8 18 25 2l 13 8 100 10-40-820-50-20-5020-5010-40-湿润 3

允许水层深( mm ) 渗透强度( mm/d ) 0 0 80 -100 -90 50 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 附注全生育期需水系数=1.0。 表2-5 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) 模比系数(%) 地下水补给量占作物需水量的(%) 计划湿润层深(m) 21/4-16/6 17/6-28/7 29/7-26/8 27/8-6/11 21/4-6/11 18 30 24 28 100 10 20 22 25 0.4-0.5 0.5-0.6 0.6-0.7 0.7 注：计划产量120Kg；需水量系数K=2.67m3／Kg；土壤孔隙率48%（占土体的百分数）；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θ

0=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。

4

表2-6中稻、双季晚稻设计年丰产灌溉制度

中稻 灌水次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 灌水时间 灌水定额 (日/月) 7/5 26/5 4/6 10/6 20/6 2/7 8/7 14/7 22/7 29/7 10/8 (m/公顷) 50 25 25 25 30 30 30 30 30 25 30 3双季晚稻 灌水次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 灌水时间 灌水定额 (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 (m3/公顷) 50 15 25 20 25 30 30 30 30 30 30 20 灌溉定额320(m3/公顷) 灌溉定额335(m3/公顷) 2.早稻及棉花的灌溉制度计算

2.1早稻的灌溉制度计算

日蒸发量=总蒸发量÷天数

阶段水面蒸发量=相应的日蒸发量×相应的天数 由于1.0 则ETE0E0

阶段需水量=阶段水面总蒸发量×模比系数 阶段渗透量=渗透强度×天数

5

阶段耗水量=阶段渗透量＋阶段需水量 逐日耗水量=阶段耗水量÷天数

田间逐日耗水量计算 月份 天数 蒸发量mm 日蒸发量mm 生育期 起止月日 天数 阶段水面蒸发量（mm） 阶段需水系数a 模比系数（%） 阶段需水量（mm） 渗透强度(mm/d) 阶段渗漏量（mm） 作物日需水量（mm/d） 田间逐日耗水量（mm） 4 30 97.5 3.25 复苗 5 31 118 3.81 分蘖前 6 30 143.7 4.79 分蘖后 7 31 174.9 5.64 孕穗 25/4-4/5 5/5-14/5 15/5-1/6 2/6-16/6 10 35.28 1 7 27.58 1.3 13 2.76 4.1 10 38.06 1 8 31.52 1.3 13 3.15 4.5 18 69.5 1 18 70.93 1.3 23.4 3.94 5.2 15 71.85 1 25 98.51 1.3 19.5 6.57 7.9 田间逐日耗水量计算 月份 天数 蒸发量mm 日蒸发量mm 生育期 起止月日 天数 阶段水面蒸发量（mm） 阶段需水系数a 8 31 196.5 6.34 抽穗 9 30 144.7 4.82 乳熟 10 31 101.1 3.26 黄熟 11 30 75.6 2.52 全生育期 17/6-30/6 1/7-11/7 12/7-20/7 25/4-20/7 14 67.06 1 11 62.06 1 9 50.78 1 87 214.7 1 6

模比系数（%） 阶段需水量（mm） 渗透强度(mm/d) 阶段渗漏量（mm） 作物日需水量（mm/d） 田间逐日耗水量（mm）

21 82.75 1.3 18.2 5.91 7.2 13 51.23 1.3 14.3 4.66 6 8 31.52 1.3 11.7 3.5 4.8 100 228.54 又知泡田日期为4月13日至4月24日，泡田定额为m70m3/亩，S186mm。

e1t197.512=39 30M10.667(h0S1e1t1-P1) 0.667(h08639-30.5)h0M1863930.510.4mm0.667

即得初始淹灌水层为10.4mm.

当淹灌水层减去逐日耗水量，加上逐日降雨量后若小于最小田间允许最小水层深度则设计灌水，当大于最大田间允许水层深度则设计排水。水量平衡方程：Wt－W0=Wr＋P0＋K＋M－ET。 早稻生育期灌溉制度计算列如下表。

早稻灌溉制度初步计算 逐日淹灌水生育日 期 月 4 日 24 25 26 4 27 28 29 复苗 10-30-50 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 1.5 10 35.9 31.8 27.7 25.1 21 30 期 设计淹灌水层 逐日耗降雨层变化水量 量 mm 灌水量 排水量 7

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

4.1 4.1 4.1 4.1 4.1 4.5 4.5 4.5 4.5 分蘖前 10-40-80 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 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 8

3.4 92 1.2 7.9 28.5 2.5 6.4 6 24.5 10.6 10.7 1.1 3.7 16.9 12.8 8.7 8 50 46.7 50.1 74.1 69.6 65.1 60.6 58.6 60.5 56 51.5 46.3 47.1 66.4 61.2 56 50.8 45.6 51 56.5 51.3 46.1 40.9 36.8 35.3 45.9 4.5 5.2

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

5.2 5.2 5.2 5.2 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 孕穗 20-50-100 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 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 9

17.4 1.9 1.9 49.2 35.4 1.5 30.1 24.9 19.7 31.9 25.9 58 50.1 42.2 34.3 26.4 58.5 50.6 42.7 34.8 66.9 59 53 45.1 37.2 30 22.8 55.6 48.4 41.2 83.2 76 90 82.8 77.1 40 40 40 40 14.2 13

27 28 29 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 黄熟 湿润 乳熟 10-40-50 7.2 7.2 7.2 7.2 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 10 4.1 69.9 62.7 55.5 48.3 42.3 36.3 30.3 24.3 18.3 12.3 46.3 40.3 34.3 28.3 22.3 40 464.9 307 230 60.1 校核：hPdmWC10307.3464.923060.122.3 与7月11日淹灌水层相符，计算无误。 由上表可得早稻生育期设计灌溉制度，如下表。

10

早稻灌溉制度 灌水次序 1(泡田) 2 3 4 5 6 7 4.14 4.25 6.3 6.8 6.12 6.19 7.7 灌水定额 70 30 40 40 40 40 40 300 灌水时间（月/日） 灌水定额（m3/亩） 2.2棉花的灌溉制度计算

2.2.1棉花净耗水量水量的计算

全生育期的需水量ETKY2.67120320.4 即其各生育阶段的需水量为ETikiET 各生育阶段地下水补给量为KiiETi

由于计划湿润层增加而增加的水量WTi667(H2H1)n 净耗水量=ETi-WTi-Ki 整理数据得下表 生育阶段 模比系数（%） 阶段需水量 地下水补给量占作物需

幼苗期 18 57.67 10 现蕾期 30 96.12 20 开花结铃期 24 76.896 22 吐紊期 28 89.712 25 全生育期 100 320.4 11

水量（%） 地下水补给量 WT 净耗水量

降雨入渗量处理：有效降雨为P0P。当旬内有接连两天或两天以上的降雨时，看做一次降雨，将其累加，如不是则就为一次降雨。当一次降雨小于5mm时，为0；当一次降雨在5～50mm时，取为1.0；当一次降雨大于50mm时，取为0.8。由此可得入渗的有效降雨量如下表。

有效降雨量

生育阶段 起止日期 月（日） 4.21-4.30 5.1-5.10 幼苗 5.11-5.20 5.21-5.31 6.1-6.10 6.11-6.16 6.17-6.20 6.21-6.30 现蕾 7.1-7.10 7.11-7.20 7.21-7.28 开花结铃 7.29-7.31 8.1-8.10 P mm 5.3 133 53 21.3 19.3 0 0 55.6 0 14.1 14.4 11.3 10.8 P0 m3/ 亩 5.3 106.4 42.4 21.3 19.3 0 0 55.6 0 14.1 14.4 11.3 10.8 5.77 0 51.90 19.22 16 60.89 16.92 16 43.97 22.43 16 51.28 12

8.11-8.20 8.21-8.26 8.27-8.31 9.1-9.10 9.11-9.20 9.21-9.30 吐絮 10.1-10.10 10.11-10.20 10.21-10.31 11.1-11.6

14.2 0 0 7.3 0 22.1 48.3 44.3 6.2 0 14.2 0 0 7.3 0 22.1 48.3 44.3 6.2 0 最初土壤计划湿润层内的蓄水量为W072m3/亩，根据水量平衡方程：

WtW0WrP0KMET可依次推出棉花各生育期内土壤计划湿润层内的

蓄水量，当所得Wt小于或接近该生育期内的最小蓄水量Wmin时，则需进行灌水；当大于最大蓄水量Wmax时，则需排水。 其中计划湿润层的最大、最小蓄水量：

根据数据列出下表 生育阶段 Wmin Wmax

播前灌水定额M1667Hn(max0)6670.40.48(70004000)38.42m3/亩 由此得灌水率计算表如下：

Wmax667nHimaxWmin667nHimin

幼苗期 44.82 89.64 现蕾期 56.03 112.06 开花结铃期 67.23 134.47 吐紊期 78.44 156.88 13

灌水率计算表

日 期 天数 10 10 10 10 10 6 4 生育期 设计储水量 逐旬净耗水量 耗水量 51.9 51.9 9.27 逐旬入渗量 5.3 实际储水量 灌水量 20 30 4.2 4.21-4.30 5.1-5.10 5.11-5.20 5.21-5.31 6.1-6.10 6.11-6.16 6.17-6.20 6.21-6.30 7.1-7.10 7.11-7.20 7.21-7.28 7.29-7.31 8.1-8.10 8.11-8.20 8.21-8.26 8.27-8.31 9.1-9.10 9.11-9.20 9.21-9.30 10.1-10.10 72 88.03 89.64 89.64 89.64 89.64 84.08 78.42 112.06 97.90 96.42 99.49 106.25 101.88 100.92 91.82 118.21 118.29 111.07 125.95 156.88 156.88 155.86 9.27 106.4 9.27 42.4 9.27 21.3 9.27 19.3 5.56 5.66 0 0 幼苗44.82—51.9 51.9 51.9 51.9 60.89 期 89.64 10 现10 蕾56.04—60.89 60.89 60.89 60.89 43.97 14.16 55.6 14.16 0 11 期 112.06 8 3 开10 花10 结6 5 10 10 吐10 絮78.44—67.23—15.58 14.1 11.33 14.4 4.55 11.3 15.16 10.8 15.16 14.2 9.10 3.61 7.22 7.22 0 0 7.3 0 43.97 43.97 43.97 51.28 51.28 51.28 51.28 51.28 51.28 51.28 14

铃134.47 期 7.22 22.1 7.22 48.3 7.22 44.3 7.22 6.2 10 期 156.88 10.11-10.20 10 10.21-10.31 10

11.1-11.6

6 51.28 4.33 0 151.52 所以可得棉花灌溉制度为

棉花生育期灌溉制度表 生育阶段 灌水次数 灌水定额 播前灌 幼苗期 吐紊期 总计 1 2 38.42 20 30 88.42 灌水时间 4.15 5.21 3 8.27 3.灌水率计算

3.1根据所计算得的早稻、棉花及给出的中稻、双季晚稻的灌溉制度以及作物比例分别计算出其灌溉率。 各次灌水的灌水率为qi计算过程见下表。

灌水率计算表

作物所作物 占面积(%) 50 50 50 早稻 50 50 50 50 中稻 30 灌水次数 1（泡田） 2 3 4 5 6 7 1（泡灌水定额(m3/亩） 70 30 40 40 40 40 40 50 始—终 中间日 灌水时间 灌水延续时间（d） 12 3 5 4 4 5 4 11 灌水率m3/(s*万亩) 0.34 0.58 0.46 0.58 0.58 0.46 0.58 0.16 mi8.64Ti

4.13-4.24 4.25-4.27 6.1-6.6 6.8-6.11 6.14-6.17 6.19-6.23 7.5-7.8 5.7-5.17 4.18 4.26 6.3 6.1 6.15 6.21 7.6 5.13 15

田） 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 50 50 50 50 50 双季晚稻 50 50 50 50 50 50 50 20 棉花 20 20

将所得灌水率绘在方格纸上得初步灌水率图及修正后灌水率图

16

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1（泡田） 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 25 25 25 30 30 30 30 30 25 20 50 15 25 20 25 30 30 30 30 30 30 30 5.26-5.29 6.4-6.8 6.10-6.12 6.20-6.24 7.2-7.4 7.8-7.11 7.14-7.18 7.22-7.26 7.29-7.31 8.10-8.13 7.16-7.26 7.27-7.29 8.1-8.4 8.7-8.10 8.12-8.16 8.23-8.25 8.27-8.30 8.31-9.4 9.6-9.8 9.12-9.14 9.19-9.23 9.30-10.3 5.27 6.6 6.11 6.22 7.3 7.1 7.16 7.24 7.3 8.12 7.22 7.28 8.2 8.8 8.14 8.24 8.28 9.2 9.7 9.13 9.21 10.2 4.15 5.23 8.27 4 5 3 5 3 4 5 5 3 4 11 3 4 4 5 3 4 5 3 3 5 4 10 5 5 0.22 0.17 0.29 0.21 0.35 0.26 0.21 0.21 0.29 0.17 0.26 0.29 0.36 0.29 0.29 0.58 0.43 0.35 0.58 0.58 0.35 0.43 0.09 0.09 0.14 38.42 4.15-4.24 20 30 5.20-5.26 8.25-8.30

取修正后的灌水率q为0.38 m/(s*万亩).（见附图一）

3

四、灌溉渠系规划布置

4.1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、四支布置在整个灌区的东面。第二支渠灌溉面积适中，可作为典型支渠，该支渠有8条斗渠，斗渠长9150m，取第四斗渠为典型斗渠。每条斗渠有16条农渠，长610m,间距200m，可取四斗七农为典型农渠。

本灌区采用明沟排水，主要排水沟与支渠相邻。另外，在每个条田中均设置排水沟，防止因排水不畅，引起地下水抬升，使土壤发生次生盐碱化。

布置图见附图二。

五、渠道设计流量计算

5.1确定工作制度

干支渠续灌，斗、农轮灌（各分两组）。 5.2典型支渠设计流量计算

灌区总面积约为12万亩，干渠长为10.03km，各支渠的长度及灌溉面积列入下表。

支渠长度及灌溉面积

渠别 长度（km） 灌溉面积（万亩） 5.2.1

（1）典型支渠（二支渠）及其所属斗、农渠的设计流量 A．计算农渠的设计流量

二支渠的田间净流量为Q2支田净A2支q设2.340.380.889m3/s 因斗、农渠分两组轮灌，同时工作的斗渠有4条，同时工作的农渠有8条，所以，

一支 3.70 1.92 二支 4.82 2.34 三支 4.12 3.56 四支 8.08 4.18 合计 20.72 12 17

农渠的田间净流量为：Q农田净Q支田净nk0.8890.028m3/s 48取田间水利用系数f0.95，农渠的净流量Q农净Q农田净f0.0280.029m3/s 0.95灌区土壤属中壤土，查表3-6得相应的土壤透水性参数：A1.9 m0.4。 因此农渠每千米输水损失系数为：农AmQ农净1.97.83

0..0290.4取农渠的计算长度为：L农610/2m305m0.305km 农渠的毛流量或设计流量为：

Q农毛Q农净（1农L农/100）0.029（17.830.305/100）0.030m3/s

B．计算斗渠的设计流量

因一条斗渠内同时工作的农渠有8条，

即斗渠的流量为：Q斗净8Q农毛80.0300.240m3/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L斗2.3km。 斗渠每千米输水损失系数为：斗斗渠毛流量或设计流量为：

Q斗毛Q斗净（1斗L斗/100）0.240（13.362.3/100）0.259m3/s。

AmQ斗净1.93.36

0.2400.4C.计算二支渠的设计流量

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：L二支3.355km。 支渠的净流量为：Q二支净40.2591.036m3/s 支渠每千米输水损失系数为二支支渠的毛流量或设计流量为：

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AQm二支1.91.87 0.41.036

Q二支毛Q二支净（1二支L二支/100）1.036(11.873.355/100)1.101m3/s （2）计算二支渠的灌溉水利用系数

二支水Q二支田净Q二支毛0.8890.81 1.101（3）计算一、三、四支渠的设计流量 A．计算一、三、四支渠的田间净流量

Q一支田净1.920.380.730m3/sQ三支田净3.560.381.353m3/s Q四支田净4.180.381.588m3/sB．计算一、三、四支渠的设计流量

以典型支渠（二支渠）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。

Q一支毛Q一支田净二支水Q三支田净0.7300.901m3/s 0.81Q三支毛Q四支毛二支水Q四支田净1.3531.670m3/s0.811.5881.960m3/s0.81

二支水（4）推求干渠各段的设计流量 A．BC段的设计流量

QBC净Q三支毛Q四支毛1.6701.9603.63m3/s

BC1.91.13 0.43.63QBC毛QBC净（1BCLBC/100）3.63(11.134.2/100)3.80m3/s

B．AB段的设计流量

QAB净QBC毛Q二支毛3.801.1014.90m3/sABQAB毛1.91.01

4.900.4QAB净（1ABLAB/100）4.90（11.012.62/100）5.03m3/sC．OA段的设计流量

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QOA净QAB毛Q一支毛5.030.9015.93m3/sOAQOA毛1.90.93 0.45.93QOA净（1OALOA/100）5.93（10.933.21/100）6.11m3/s六、灌溉渠道的断面设计

6.1干渠及典型支渠断面设计

干渠及典型支渠横断面计算由已知资料查表，可取m1.00，i10.00025，4000n0.025 采用经济适用断面

A．干渠及典型支渠横断面计算 OA段：QOA6.11m3/s 取1.02，

5/2(41)0.76

宽深比(21m2m)m2.23 23/8Qn(21m2)2/3h5/3(m)ibh3.77m

1.69m

A(bmh)h9.23m2Bb2h1m8.55m2

A1.08m BQ6.11所以可得V0.66m/s

A9.23R校核不冲不淤

V不淤CR

V不冲KQ0.1

取C0.3 K0.62

20

即有

V不淤CR0.31.080.31m/sV不冲KQ0.10.626.110.10.74m/s

因此有V不淤VV不冲，满足要求。

干渠AB、BC段以及典型支渠（二支）皆采用经济适用断面计算，其结果列入下表。

1.02 5/2(41)0.76

干渠及典型支渠横断面初步尺寸

渠道 Q(m3/s) h(m) b(m) A(m2) B(m） R(m) OA AB BC 二支 6.11 5.03 3.80 1.1 V V（不淤） V（不冲） 0.31 0.30 0.28 0.23 0.74 0.73 0.71 0.63 1.69 3.76 9.19 8.53 1.08 0.66 1.57 3.5 7.95 7.93 1.00 0.63 1.41 3.15 6.44 7.14 0.90 0.59 0.89 1.98 2.54 4.49 0.57 0.43 经校核皆满足V不淤VV不冲，说明以上横断面尺寸都符合要求。 B.干渠及典型支渠纵断面计算

纵断面设计的任务是根据灌溉水位要求确定渠道的空间位置，包括设计水位、渠底高程、堤顶高程、最小水位等。其中堤顶高程、最小水位的确定需确定最小水深和加大水深。即需确定最小流量与加大流量。为保证对下级渠道正常供水，目前有些灌区规定渠道最小流量以不低于渠道设计流量的4000为宜，在此取

Q最小5000Q设，而加大流量为QJJQ设（当1Q5时，取J1.3；当5Q10，

取J1.2）。而为了防止风浪引起渠水漫溢，保证渠道安全运行，挖方渠道的渠岸和填方渠道的堤顶应高于渠道的加大水位，即为安全超高△h1hj0.2。又4为了便于管理和保证渠道安全运行，挖方渠道的渠岸和填方的堤顶应有一定的宽度，以满足交通和渠道稳定的需要，即是Dhj0.3。 （1）加大水深计算 计算OA段干渠加大水深

（计算AnQ加大i0.6）4.39 B21m23.41

21

初拟h加大1.5m代入下式：

h加大‘0.4A(bBh加大）bmh加大1.92m

'‘依次迭代，当h加大1.85m时，h即为OA段堤顶高程。 加大1.88m,h加大h加大 ，

因此得堤顶宽度为Dhj0.32.15m，△h1hj0.20.66m。 4干渠AB、BC段以及典型支渠（二支）同理，计算结果如下：

干渠及支渠加大水深计算表 渠道 OA AB BC 二支

（2）最小水深计算 计算OA段干渠最小水深

利用迭代法计算。（m1.00 i10.00025 n0.025）4000JQ(m3/s) A(m2) B(m） hj(m) h'j(m) 7.45 6.14 4.64 1.34 4.39 3.91 3.3 1.57 2.83 2.83 2.83 2.83 1.85 1.74 1.87 0.99 1.89 1.75 1.87 0.99 堤顶宽度D(m) 2.15 2.04 2.17 1.28 △h(m) 0.66 0.64 0.67 0.45 堤坝高度h(m) 2.55 2.39 2.54 1.44 Q最小5000Q0.56.113.06m3/s

nQ最小Ai0.62.58 B21m22.83m

初始选h最小0.4A（bBh最小）0.90m，则有h最小

bmh最小进行迭代，最终得h最小1.14m，即为最小水深。

干渠AB、BC段以及典型支渠（二支）同理，计算结果如下：

干渠及典型支渠最小水深计算表 渠道 Qmin(m3/s0 A(m2) B(m） b(m） hmin（m) h'min(m） 22

OA AB BC 二支 3.06 2.52 1.9 0.55 2.58 2.29 1.94 0.92 2.83 2.83 2.83 2.83 3.76 3.5 3.15 1.98 1.14 1.05 0.95 0.6 1.14 1.06 0.96 0.6

6.2、典型斗、农渠断面设计 采用水力最优断面 （1）斗、农渠横断面计算 A．典型斗渠：Q3斗0.259m/s 计算宽深比2(1m2m)0.83

Qn(21m2)2/33/8h(m)5/3i0.68m

bh0.830.680.56m A(bmh)h0.84m2

Bb2h1m22.48m

RAB0.39m 可得VQA0.31m/s

因有

V不淤CR0.30.390.19m/sV1不冲KQ0.0.620.2590.10.54m/s可知，得典型斗渠的断面尺寸为b0.56m，B．典型农渠：Q农0.030m3/s 宽深比2(1m2m)0.83

Qn(21m2)2/33/8h(m5/30.30m

)ibh0.830.300.25m A(bmh)h0.17m2

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h0.68m，符合要求。

Bb2h1m21.10m A0.15m/s BQ所以V0.18m/s

AR因

V不淤CR0.30.150.12m/sV不冲KQ0.10.620.030.10.44m/s

即V不淤VV不冲，满足要求，因此得典型农渠横断面尺寸为b0.25m，

h0.30m。

（2）斗、农渠纵断面计算 利用水力最优断面计算。 A．典型斗渠： ①最小水深

Q最小5000Q0.50.2590.13m3/s

nQ最小Ai0.60.39m2 B21m22.83m

0.4A（bBh最小）初始选h最小0.45m，则有h最小bmh最小0.49m

进行迭代，最终得h最小0.48m，即为最小水深。 ②加大水深

Q加大JQ1.220.2590.32m3/s

nQ加大Ai0.60.66m2 B21m22.83m

0.4A（bBh加大）初始选h加大0.70m，则有h加大bmh加大0.76m

进行迭代，最终得h加大0.75m，即为加大水深。

B．典型农渠： ① 最小水深

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Q最小5000Q0.50.030.015m3/s

nQ最小Ai0.60.11m2 B21m22.83m

0.4A（bBh最小）初始选h最小0.20m，则有h最小bmh最小0.23m

进行迭代，最终得h最小0.22m，即为最小水深。 ②加大水深

Q加大JQ1.220.030.04m3/s

nQ加大Ai0.60.19m2 B21m22.83m

0.4A（bBh加大）初始选h加大0.30m，则有h加大bmh加大0.36m

进行迭代，最终得h加大0.35m，即为加大水深。 6.3灌溉渠道的水位计算

为了满足自流灌溉的要求，各级渠道入口处都应具有足够的水位。

H进A0△hLi

式中：H进——渠道进水口处的设计水位，m；

A0——渠道灌溉范围内控制点的地面高程，m；

△h——控制点地面与附近末级固定渠道设计水位的高差，取0.1m；

L——渠道的长度，m；

i——渠道的比降；

，可查表。 ——水流通过渠系建筑物的水头损失（m）A． 干渠：A019m

△h0.1m

Li207200.000255.18m 0.150.10.150.40.8m

25

所以有H进A0△hLi190.15.180.825.08m B． 二支口处：A017m

△h0.1m

Li48200.000251.205m 0.150.070.070.300.59m

所以有二支处的设计水位为

H进A0△hLi170.11.2050.5918.90m C． 二支四斗处：A016.5m

△h0.1m

Li3000.000250.075m 0.10.050.20.35m

所以二支四斗处的设计水位为

H进A0△hLi16.50.10.0750.3517.03m

可根据以上计算所得数据绘制出干渠的纵横断面图以及典型支渠的横断面图，见附图三。

参考文献：

[1] 汪志农主编．灌溉排水工程学．中国农业出版社出版，2009 [2] 陈德亮主编．水工建筑物．中国水利水电出版社出版，2003 [4] 吴迟恭主编．水力学．高等教育出版社出版，2008

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