贡河灌区规划设计书(共19页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上某灌区规划初步设计报告 班级：水工142组员： 目 录第一章 基本资料一、灌区基本情况 3二、河流情况 3三、灌溉资料 3第二章 灌区总体规划一、骨干灌排系统布置 4二、典型支渠的选择与布置 4三、渠系建筑物的规划设计 4四、灌区总体规划布置 5第三章 灌溉渠道设计一、干支渠长度及控制面积 5二、渠道工作制度 5三、典型支渠设计流量计算 6四、计算一、三、四支渠的设计流量 8五、推求干渠各段设计流量 8六、推求典型支渠及其他各级渠道的最小流量 9七、推求典型支渠、其他支渠及干渠加大流量 9八、渠道水位流量推算 10九、干渠横断面设计 11十、干渠纵断面设计 14第四章 灌溉水源及取水方式一、取水方式的选择 15二、修建溢流坝取水 16附图1、附图2。第一章 基本资料一、灌区基本情况某灌区位于长江南岸，介于荣山以南，贡河以北地区。西起码头山，东至龙尾河，灌区内人口约八万人。灌区地形属山簏河谷阶地，地形比较平坦（见地形图）。区内气候温和，年平均气温.，无霜期平均为天，年降雨量，年蒸发量 。虽然年降雨量大于蒸发量，但降雨在年内的分配与作物需水要求不相适应。几乎每年都会出现不同程度的干旱现象。区内河道虽较畅通，但内排水沟稀少，遇到集中暴雨，便使大片农田受涝，尤其在春季，雨量较多，雨日较长，三麦常受渍害危胁。 开发前该灌区主要作物是小麦和水稻，但由于缺少水利设施，旱、涝、渍害影响较大，因此产量较低。二、河流情况灌区内主要河道为贡河，贡河可作为灌区灌溉水源及排水容泄区。区内有申溪、吴家沟及龙尾河等河道，均属贡河支流。贡河在马头站处底宽为米，边坡约为：，河底高程为米，马头站下游公里范围内，河道纵坡，再向下游逐渐变为。贡河为清水河道最大含沙量不超过，其含盐量也满足国家规定的灌溉水源含盐量标准，河床岩性较好。 贡河水位流量关系见表。表 贡河水位流量关系表（马头站)Q(m3/s)01020406080100H(m)17.0018.3219.1020.1020.8121.3321.73 Q(m3/s)120140 160 180 200 220 240H(m)22.0622.3522.59 22.82 23.01 23.15 23.30 三、灌溉资料该灌区设计保证率为，经历年降雨资料的频率分析计算，得出其设计代表年为年。贡河年月平均流量（马头站）见表。根据该年的降雨、蒸发、作物品种、作物生育期等资料进行计算，得出该灌区设计灌水模数0.553s万亩。灌区内土质为粘土/重粘壤土/中粘壤土/轻粘壤土/砂壤土（分五个小组分别采用不同的土质）。 灌区内土地利用率为75。渠道的工作制度为干、支渠续灌，斗、农渠轮灌。表 贡河年月平均流量表（马头站）月份Q（m3/s）22.5 49.3 57.5 69.080.5 94.1 月份789101112Q（m3/s）104.588.5 84.0 62.5 45.5 34.0 第二章 灌区总体规划1. 骨干灌排系统布置在规划时，考虑到需要灌溉20米等高线以下的区域，所以控制干渠基本沿略高于20米等高线布置，取水口取在马头站附近，干渠沿20米等高线布置，以实现灌区整体自流灌溉。其中总干渠分为4段，干渠在穿越吴家沟和申溪时，由于天然河道高程较低，所以采用渡槽作为过水建筑物。干渠渠身需要建设若干节制闸，分水闸，泄水闸，合理控制和调节各级渠道的配水流量。将支渠共为4条，分别为支渠1，支渠2，支渠3，支渠4。支渠垂直于干渠布置，便于顺利得进行自流灌溉。各支渠控制面积基本一致。排水承泄区主要为天然河沟，另外龙尾河、丁沟、沙溪和贡河围成的低洼地区也可作为排水容泄区。吴家沟、申溪和龙尾河三条天然河道作为支渠的排水沟，在支3和支4间新开挖一条渠道作为排水沟。2. 典型支渠的选择与布置典型支渠选择支渠2，垂直于干渠布置，支渠2的长度为4500m，控制面积约为2.3万亩。在支渠2上布置16条斗渠，左右两侧各为一个轮灌组，每组8条斗渠。每条斗渠共有20条农渠，分两组轮灌，每组6条农渠同时灌溉。斗渠长约2000米，农渠长约625米，间距约100米。3. 渠系建筑物的规划设计（1）干支渠渠系建筑物统计情况见下表。干支渠渠系建筑物统计干渠OA段支渠1干渠AB段支渠2干渠BC段支渠3干渠CD段支渠4干渠末端合计干渠进水闸1 1支渠分水闸 1 1 1 1 4节制闸111111 1 7泄水闸1 1111 1 6渡槽 1 1 2公路桥 1 2 2 2 7合计33353504027（2）斗农渠渠系建筑物统计以支渠2为典型，共有16条斗渠，192条农渠。每条斗渠上布置一个斗门，每条农渠上布置一个农门，共有16个斗门，192个农门。4. 灌区总体规划布置贡河灌区总体规划布置图见附图1。第三章 灌溉渠道设计1. 干支渠长度及控制面积表4.1 干渠长度及控制面积干渠干渠OA段干渠AB段干渠BC段干渠CD段长度（KM）1.6254.7504.1254.125表4.2 支渠长度及控制面积支渠长度（KM）面积（万亩）灌溉面积（万亩）支渠14.750 1.67 1.34支渠24.500 3.00 2.40支渠34.750 3.30 2.64支渠45.625 3.60 2.88合计19.625 11.57 9.262. 渠道工作制度渠道工作采用轮灌方式，并采用集中编组的分组轮灌方式，以支渠2为例，在其灌溉面积内，共有16条斗渠，每8条为一组，每条斗渠上有12条农渠，每6条农渠为一组。（轮灌分组如下图所示）图4.1 渠道轮灌分组示意图3. 典型支渠设计流量计算计算简图如下图所示：图4.2 支渠设计流量计算简图取支渠2为典型支渠推算支渠设计流量，由灌水率图可知设计灌水率=0.55m3/(s*万亩)。（1） 计算农渠的设计流量。支渠2的田间净流量为： =2.40*0.55=1.32 m3/s因为斗渠分两组轮灌，同时工作的斗渠有8条；农渠也分为两个轮灌组，同时工作的农渠有6条，所以农渠的田间净流量为：=/()=1.32/(86)=0.0275 m3/s取田间水利用系数=0.95，则农渠的净流量为：=/=0.0275/0.95=0.0289 m3/s灌区土壤为中粘壤土，查表可得相应的土壤透水性系数：K=3.4，m=0.4. 据此可计算农渠每公里输水损失系数：=3.4/=0.14农渠的毛流量或设计流量为：=（1+） =0.0289*（1+0.140.313）=0.0302 m3/s(2) 计算斗渠的设计流量 因为同时工作的农渠有6条，所以斗渠的净流量为： =6*0.0302=0.18 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，第二轮灌组斗渠进水口较远，输水损失水量较多，据此求得的斗渠毛流量较大，因此，以第二轮灌组灌水时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=1.35km.斗渠每公里输水损失系数为：=3.4/=0.0675斗渠的毛流量或设计流量为：=() =0.18*(1+0.06751.35)=0.196 m3/s(3) 计算支渠2的设计流量。 斗渠分两组轮灌，以第二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=3.75km.支渠的净流量为：=8=80.196=1.568 m3/s支渠每公里输水损失系数：=3.4/=0.0284 支渠毛流量为：=()=1.568(1+0.02843.75)=1.735 m3/s（4） 计算支渠2的灌溉水利用系数=/=1.568/1.735=0.904. 计算一、三、四支渠的设计流量（1） 计算一、三、四支渠的田间净流量 =1.340.55=0.737 m3/s =2.640.55=1.452 m3/s =2.880.55=1.584 m3/s（2） 计算一、三、四支渠的设计流量 以典型支渠（支渠二）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。=/=0.737/0.90=0.819 m3/s=/=1.452/0.90=1.613 m3/s=/=1.584/0.90=1.760 m3/s5. 推求干渠各段设计流量（1） CD段的设计流量 =1.760 m3/s=3.4/=0.0271= (1+) =1.760(1+0.02714.125)=1.957 m3/s（2） BC段设计流量 =+=1.957+1.613=3.57 m3/s =3.4/=0.0204 = (1+) =3.57（1+0.02044.125）=3.870 m3/s（3） AB段设计流量 =+=3.870+1.735=5.575 m3/s =3.4/=0.0171 = (1+) =5.575（1+0.01714.750）=6.028 m3/s（4） OA 段设计流量 =+=6.028+0.819=6.847 m3/s =3.4/=0.0157 = (1+) =6.847（1+0.01571.625）=7.022 m3/s6. 推求典型支渠及其他各级渠道的最小流量 最小灌水率未知，所以暂无法推求各级渠道最小流量。7. 推求典型支渠、其他支渠及干渠加大流量渠道设计流量为7.022m3/s，查表得渠道流量加大系数J=1.25，由以上求得各渠道设计流量如下：=0.819 m3/s=1.735 m3/s=1.613 m3/s=1.760 m3/s=1.957 m3/s=3.870 m3/s=6.028 m3/s=7.022 m3/s则各渠道加大流量为：=0.8191.25=1.024 m3/s=1.7351.25=2.169 m3/s=1.6131.25=2.016 m3/s=1.7601.2=2.200 m3/s=1.9571.25=2.446 m3/s=3.8701.25=4.838 m3/s=6.0281.25=7.535 m3/s =7.0221.25=8.778 m3/s 干渠各段流量统计表4.3 干渠各段流量统计表干渠OA段支渠1干渠AB段支渠2干渠BC段支渠3干渠CD段支渠4设计流量(m3/s)7.0220.8196.0281.7353.8701.6131.9571.760加大流量8.7781.0247.5352.1694.8382.0162.4462.2008. 渠道水位流量推算水位计算公式如下：式中：渠道进水口处的设计水位(m)； 渠道灌溉范围内控制点的地面高程(m)； 控制点地面与附件末级固定渠道设计水位的高差，一般取0.10.2； 渠道的长度(m)； 渠道的比降； 水流通过渠系建筑物的水头损失，数值选用见下表。表4.4 渠道建筑物水头损失最小数值表渠别控制面积（万亩）进水闸节制闸渡槽倒虹吸公路桥干渠10400.150.10.150.40.05支渠160.150.070.070.30.03斗渠农渠0.30.40.10.050.050.050.20支渠4渠首斗渠控制的最远的农渠渠首为整个渠系的最末端，是自流灌溉时最难灌到的地方，所以选取该农渠渠首作为控制端，由此处逐级向上推求设计水位，为17.00 m。表4.5 渠道进水口水位推算表(m)(m)干渠OA段26.460.116250.00010.2526.97支渠125.160.147500.00020.2526.46干渠AB段24.330.147500.00010.2525.16支渠223.080.145000.00020.2524.33干渠BC段22.320.141250.00010.2523.08支渠321.020.147500.00020.2522.32干渠CD段20.510.141250.0001021.02支渠419.030.156250.00020.2520.51斗渠17.780.120000.00050.1519.03农渠17.000.16250.0010.0517.78校核水位：所以能满足自流灌溉要求。9. 干渠横断面设计各段相同的数据如下：比降=1/10000；边坡系数m=1.5；糙率n=0.025；0=0.61，初始底宽b=2m。(1) OA 段设计 1）取=7.022 m3/s，则h0=1.189nQ/2*（1+m2）½mi½3/8h0=1.1890.025*7.022/2*（1+1.52）½1.5*0.0001½3/8= 2.15 mb0=2*（1+m2）½m*h0=2*（1+1.52）½1.5*2.15=1.30 m底宽取b=1.30 m，水深h0=2.15 m。则过水断面面积A0为：A0=(1.30+1.5*2.15)*2.15=9.73 m22) 校核渠道流速V0=Qd/A0=7.022/9.73=0.72 m/sVCd=0.40 m/sV0=0.72 m/sVCS=0.75m/s满足水力校核条件3） 所以渠道过水断面尺寸拟定为：h0=2.15 m ，b=1.30 m 4) 渠道加大水深=7.0221.25=8.778 m3/s=2.45 m5) 安全超高=+0.2=0.813 m6) 坝顶宽度=+0.3=2.75 m7） 渠道断面结构：采用半挖半填式(2) AB 段设计1） 取=6.028 m3/s，则h0=1.189nQ/2*（1+m2）mi½3/8h0=1.1890.025*6.028/2*（1+1.52）½1.5*0.0001½3/8=2.49 mb0=2*（1+m2）½m*h0=2*（1+1.52)½1.5*2.49=1.51 m底宽取b=1.50m，水深h0=2.49 m。则过水断面面积A0为：A0=(1.50+1.5*2.49)*2.49=13.04 m22）校核渠道流速V0=Qd/A0=6.028/13.04=0.46m/s查得=0.75 m/s，=0.4 m/s满足3）所以渠道过水断面尺寸拟定为：=1.51m =2.49m4）渠道加大水深=6.0281.25=7.353 m3/s=2.83m5) 安全超高=+0.2=0.908 m6) 坝顶宽度=+0.3=3.13 m7) 渠道断面结构：采用半挖半填式(3) BC 段设计1） 取=3.870 m3/s，则h0=1.189nQ/2*（1+m2）mi½3/8h0=1.1890.025*3.870 /2*（1+1.52）½1.5*0.0001½3/8=2.11 mb0=2*（1+m2）½m*h0=2*（1+1.52)½1.5*2.11=1.28 m底宽取b=1.30m，水深h0=2.11 m。则过水断面面积A0为：A0=(1.30+1.5*2.11)*2.11=9.42 m22) 校核渠道流速=3.870/9.42 =0.41 m/s查得=0.75 m/s，=0.4 m/s满足3) 所以渠道过水断面尺寸拟定为：=1.28 m =2.11m4) 渠道加大水深=3.8701.25=4.838 m3/s=2.37 m5) 安全超高 =+0.2=0.793 m6) 坝顶宽度=+0.3=2.67 m7) 渠道断面结构：采用半挖半填式(4) CD段设计1） 取=1.957 m3/s，即h0=1.189nQ/2*（1+m2）mi½3/8h0=1.1890.025*1.957 /2*（1+1.52）½1.5*0.0001½3/8=1.63 mb0=2*（1+m2）½m*h0=2*（1+1.52)½1.5*1.63=0.978 m底宽取b=1 m，水深h0=1.63 m。则过水断面面积A0为：A0=(1+1.5*1.63)*1.63=5.62 m22) 校核渠道流速=1.957/5.62 =0.35 m/s查得=0.75 m/s，=0.4 m/s不满足底宽取b=0.6m，水深h0=1.63 m。则过水断面面积A0为：A0=(0.6+1.5*1.63)*1.63=4.96 m2校核渠道流速=1.957/4.96 =0.40 m/s满足3) 所以渠道过水断面尺寸拟定为：=0.6 m =1.63 m4) 渠道加大水深=1.9571.25=2.446 m3/s=1.59 m5) 安全超高=+0.2=0.60 m6) 坝顶宽度=+0.3=1.89 m7) 渠道断面结构：采用半挖半填式10. 干渠纵断面设计干渠纵断要素见下表：表4.12 干渠纵断面要素表分水点OABCD正常水位26.9726.4624.3322.3220.51堤顶高程27.7827.3725.1222.9221.11渠底高程24.8223.9722.2220.6918.88渠道比降0.00010.00010.00010.00010.0001干渠纵断面示意图见附图2。第四章 灌溉水源及取水方式1. 取水方式的选择(1) 马头站水位流量关系曲线如下图所示： 图5.1 马头站水位流量关系示意图 由图得知：马头站水位在16m24m之间，而渠首设计水位为26.97 m，所以需要在渠首修建修建溢流坝以抬高水位，以便自流灌溉。2.修建溢流坝取水Z溢=Z设计+Z+D1 （式6-1）式中：Z溢溢流坝高程(m)； Z设计渠首设计水位(m)；此处由前知，Z设计=26.97 m Z过闸水头损失，一般取0.150.30m；取0.20m D1安全超高，一般取0.20.30m；取0.25mZ溢=26.97+0.20+0.25=27.42 m满足马头站高程条件，适合建坝。溢流坝长度溢流坝长度 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。 B=QM/qmB=178/17.5=10.2 m为方便现场施工，可去B=10 m，在这种情况下qm=17.8m3/s，满足河床地质要求，所以取qm=17.8m3/s，B=10 m式中：QM洪峰流量; 这里为178m3/s； qm下游河床允许的单宽流量，由河床地质条件决定，这里为1520 m3/s。取17.5 m3/s分别计算正常运用和非常运用两种情况的非溢流坝高，取大值。Z坝Z溢+H0+D2式中 Z溢溢流坝顶高程m； D2 安全超高m 正常运用情况： D2 取2.0 m 非常运用情况： D2 取1.5 m H0溢流坝泄洪时的堰顶水头m，一般为自由出流;则正常运用情况： H0=4.10m Z坝=27.42+4.10+2.0=33.52 m非常运用情况: H0=4.94mZ坝=27.42+4.94+1.5=33.86 m 则取Z坝=33.86 m确定进水闸尺寸设计进水闸为宽顶堰上进水闸，堰上高程取34m。式中 QM洪峰流量， Q设计 178m3/s（P1）； Q校核 236m3/s（P0.1）； 侧收缩系数，这里可近似取1； M流量系数，由不同堰型而定，对于克奥I型，m0.49； B溢流坝长度m；则闸前水位Z为： =4.07 m 由前方资料可知; Q引=7.022 m3/s H0=4.1 m m=0.385 0.9 =1=2.26 m所以进水闸闸宽B闸=2.26 m。专心-专注-专业