农业水利工程毕业设计（论文）-昌都地区八宿县拉根乡第二干渠初步设计.doc

II 目目 录录 摘摘 要要- 1 - 前前 言言- 2 - 1 综合说明综合说明- 3 - 1.1 工程概况 - 3 - 1.1.1 地理位置- 3 - 1.2 水文 - 3 - 1.2.1 流域概况- 3 - 1.2.2 气候及水文资料- 3 - 1.2.3 水文调查- 4 - 1.2.4 设计站年径流- 4 - 1.2.5 泥沙- 6 - 1.2.6 水质情况- 6 - 1.3 地质 - 6 - 1.3.1 工程地理位置及概况- 6 - 1.3.2 二渠工程地质条件及评价- 6 - 1.4 工程任务与规模 - 8 - 1.4.1 灌区现状- 8 - 1.4.2 灌区存在的主要问题- 8 - 1.4.3 灌区建设的必要性- 8 - 1.4.4 工程建设的可行性- 9 - 1.5 工程布置及建筑物 - 9 - 1.5.1 工程等别级和标准- 9 - 1.5.2 鲁曲河一个灌区渠道布置- 10 - 1.5.3 施工条件- 10 - 1.5.4 料杨的选择与开采- 10 - 2 灌溉制度及流量确定灌溉制度及流量确定- 14 - 2.1 灌区灌溉制度的确定 - 14 - 2.2 设计灌水率 - 21 - 2.3 灌水率图修正的主要原则 - 23 - 2.4 灌溉水利用系数 - 24 - 2.5 灌溉流量确定 - 24 - 2.6 灌溉工程需水平衡分析 - 25 - 2.6.1 供水平衡分析原则- 25 - 2.6.2 农业灌溉供水量- 25 - 2.6.3 农业灌溉蓄水量计算- 25 - 2.6.4 供需平衡计算及结论- 26 - 2.6.5 灌溉的方式- 26 - 2.6.6 土地利用现状- 26 - III 2.6.7 种植结构配置及土地利用规划- 26 - 3 工程布置及建筑物工程布置及建筑物- 23 - 3.1 工程等别和标准 - 23 - 3.1.1 工程等别及建筑物的级别- 23 - 3.1.2 灌溉标准- 23 - 3.1.3 气象- 23 - 3.1.4 水文- 24 - 3.2 工程选址 - 24 - 3.3.1 布置原则- 24 - 3.3.2 渠首工程总体布置- 25 - 3.3.3 灌区渠系布置- 25 - 3.4 主要建筑物 - 25 - 3.4.1 渠首工程建筑物- 25 - 3.4.2 渠道- 28 - 3.4.3 渠系建筑- 31 - 3.5 典型区设计 - 31 - 3.5.1 典型区选择- 31 - 3.5.2 田间工程内容- 31 - 参考文献参考文献- 34 - 致致 谢谢- 35 - - 1 - 摘 要 我国是农业大国，但我国的农业发展还处于低级阶段，农业现代化还有待 于进一步加强和发展。目前农村人口占我国人口总数的 80%左右，随着我国经 济的高速发展，农村经济也得到了一定的发展，但是，农村经济的发展水平还 很低，特别是跟城区经济发展水平相比就更加相形见肘了。虽然近年来政府对 农业的投资力度有了很大程度的提高，对农村经济的发展很是关注，对农民致 富甚为关心，但我国农村经济的现状仍然令人担心，各级政府都明确表示，在 工作中最为关心的事就是农民致富问题，政府把农民致富问题提到如此的高度 加以重视和关注，这为我国农业的发展注入了强心剂，为农村经济的振兴作出 了有力保障，为农民致富提供了先决条件。农业要发展，农村经济要振兴，农 民要致富，需要政府的扶持，这主要来自于政策上的优待和政府对农村基础设 施的投资，这是软件上的投入。但农村经济要实现真正的发展，还需要农民的 自力更生。应用所给资料针对灌区实际情况对兴建灌区进行了可行性和必要性 分析并做出了规划，在规划的基础上进行了初步设计。 关键词， 灌溉制度； 灌水率； 设计流量；渠道断面；取水建筑物 - 2 - 前 言 国民经济的发展和人类生活水平的提高无疑将受水资源状态的制约。水资 源的合理利用与科学化管理已成为当今维持社会进步，国民经济可持续发展所 必须采取的手段和保证措施。本设计通过合理灌区用水渠系设计，满足作物在 整个生育期的蓄水量要求，使有限的水资源发挥更大的社会经济效益，创造更 好的物质财富和生态效益。农业水利工程专业的同学通过本次设计对以前所学 的知识有个整体的回顾能够理论联系实际，为今后走上工作岗位打下坚实的基 础。 毕业设计是综合运用所学的知识，理论与实际相结核解决实际问题能力的 训练，是对我们今后适应社会能力的考验，通过本次设计，使我们对以往的基 础课程和专业课程只是得到进一步的巩固，加深和升华，对提高我们的专业水 平与培养独立处理问题的能力具有十分重要的意义。 本次设计通过老师的细心指导和自己不懈努力最终按时完成。我组选择的 题目是八宿县拉根乡灌区二干渠初步设计 。其主要成果有毕业设计说明书， 设计计算书，工程投资估算，灌区地形图规划，灌区工程设计图集。 由于本人知识不全面，经验不足等原因初次设计农业水利工程项目以及由 于时间仓促和其他因素，汇编有疏漏和错误在所难免， 望各位老师提出宝贵意 见。 第七组组长： 桑珠旺杰 第七组成员： 桑珠旺杰 扎西旺久 仁增 - 3 - 1 综合说明 1.1 工程概况 1.1.1 地理位置 八宿县位于西藏东部，昌都地区中南部，地理坐标为东径 96°2397°28， 北纬 29°4031°01。县城所在地白玛镇海拔 3260 米，全县平均海拔高程约 4300 米，国道 318 线贯穿全县。八宿县属于三江流域高山峡谷地带。这里高山 环绕，峡谷相间，地形复杂，江河交错，构成七山二水一分的特点。 拟建的八宿县拉根灌区节水改造工程位于八宿县东南部的拉根乡境内，距 八宿县城 15km 左右，318 国道贯穿全境。 拉根乡尼巴村以一二干渠为灌区提供水，上游约 0.3km 左右怒江二级支流 鲁曲上，东经 97°03，北纬 30°00。 1.1.2 自然概况 全县面积 12564.28 平方公里，县境南北长 210 公里，东西宽 80 公里，总 人口近 3.7 万人。拉根乡位于县境城东，距县城 15 公里。面积 1.2 平方公里， 人口 0.2 万。属半农班牧乡，种植青稞、小麦、土豆、萝卜，牧羊牦牛、黄牛、 山羊、绵羊。 1.2 水文 1.2.1 流域概况 鲁曲为怒江左岸二级支流。源头海拔 4400m,流域面积为 16.6km2，河道长 度为 7.5km，河口地理位置：东经 97°03、北纬 30°00，河口海拔 3000m,落差 1400m，比降 186.7%。该河由发源地自西南向东北汇入冷曲。此次拟建的尼巴 村灌溉工程取水口地理位置：东经 97°03、北纬 30°00取水口以上控制流域面 积 16.0km2。其中植被覆盖面积达 10.6km2。鲁曲水源补给主要以降水、冰雪融 水和地下水为主，本年 11 月至次年 4 月为相对枯水期，510 月丰水期，鲁曲 系山区性河流，流域内中上游植一般，下游较差，河床结构为花岗岩石、块石、 砂砾石等。河流泥沙枯季含沙量小，丰水期水土流失大。 1.2.2 气候及水文资料 该灌区地处怒江中游流域，全境位于高原峡谷过渡区。属高原暖温带半干 旱季风气候类型。日照充足，旱季、雨季分明。年平均气温 10.5，气温年均 - 4 - 差 15.5。平均海拔约为 3400 米，主要山脉有伯舒拉岭山，西北东南走向。沿 怒江一带，高山坡陡，属典型的高山峡谷地段。自然灾害主要有干旱、大风、 山洪、暴雨冰雹、霜冻、地震等。 冷曲、拉曲、鲁曲流域除气象站外，属于无水文资料地区，其流域的全部 在该县境内，据八宿县气象站资料统计：该县多年平均降水量 267.6mm，多年 平均水面蒸发量（E601 型，1980-2000 年）为 1780.4mm，平均干旱指数 6.8； 多年平均气温 10.5,多年月平均最高气温 19.1(7 月)，多年平均气温 0.6 （1 月） ，极端最高气温 32.4（2001 年） ，极端最低气温-16.9（1982 年）： 每年 11 月至次年 3 月，干旱少雨，降水量约占全年降水量的 5.3%，为干（旱） 季，4 月至 10 月，气候温和，空气湿润，水量约占全年降水量的 94.7%，其中 6 月至 9 月占 73.3%）为雨季。 E601型，1980 年2000 年）为 1780.4mm，平均干旱指数 6.8；多年平 均气温 10.5，多年月平均最高气温 19.1（7 月） ，多年月平均最低气温 0.6（1 月） ；每年 11 月至次年 3 月，干旱少雨，降雨量约占全年降雨量的 5.3%， 为干（旱）季，4 月至 10 月，气候温和，空气湿润，降雨量约占全年降雨量的 94.7%，其中 6 月至 9 月占 73.3%，为雨季。 1.2.3 水文调查 2009 年 1 月 13 日由昌都水文水资源勘测大队组织技术人员根据水文调 查规范的要求在冷曲进行了径流调查。 鲁河灌溉取水口处断面调查：调查采用固定断面法。调查断面地理位置为 东经 97°55、东经 30°00，调查断面以上集水面积 16.0Km2，河长 7.5km，平均 比降 186.7%. 高程系统：断面测量及水位高程为 GPS 高程系。 1.2.4 设计站年径流 设计站拉根灌区续建配套与节水改造工程所处各流域属于无资料地区，推 求设计代表年的径流均用参政站桃园子水文站的资料分析计算，并直接采用桃 园子水文站径流统计参数。 桃园子水文站位于四川省巴塘县境内，位于金沙江左岸一级支流巴楚河 上，东经 99°06、北纬 30°00，为国家基本站，海拔 2570m，控制面积 - 5 - 3180km2。有 1960 年-1994 年共 35 年的降水、径流、流水实测资料，流域形心 附近有德达雨量站 1975-1981 年实测降水资料。该站多年平均降水量 681.8mm。所有资料均按照国家有关规范要求收集、整理，资料质量较高，可 以供生产建设部门使用。 1）径流深面积法 由“西藏自治区昌都地区多年平均径流深等值线图”及参证站径流深综合分 析得，鲁曲流域 灌溉工程多年平均年径流身为 350mm. 经计算： =0.255 参 Q)86400×365()1000× 0 . 23×350(sm / 3 2）面积比雨量修正法 经计算：= 参 Qs/m201 . 0 770×700×72844580× 0 . 23 3 参参参 经两种方法计算，结果比较接近，说明采用以上两种方法计算是合理的。因此， 设计站多年平均径流采用两种方法计算结果的平均值，故设计站多年平均径流 采用值为 0.228m3/s。 3）设计年径流年内分配 表 1-1 拉根乡灌区工程鲁曲取水口断面各频率的多年平均流量年内分配表 单位：m3/s P123456789101112年平均 P=10%0.130.120.110.110.180.380.390.420.550.410.250.180.27 p=50%0.090.080.080.100.140.340.480.360.300.190.130.100.20 P=75%0.090.080.080.090.120.290.350.320.270.170.120.090.17 P=90%0.090.080.070.080.100.230.230.270.240.160.100.080.15 4）设计洪水 拉根灌区续建配套与节水改造工程所处流域内无任何实测水文、气象资料， 因此设计洪水的推求采用水工手册推荐的经验公式法和水文比拟法推求， 并选用桃园子水文站作为参证站。 1、经验公式法 采用公式： （1-1） 37 . 1 74 . 0 CFHQ参 参参 - 6 - 故： smQ/ 4 . 12580× 0 . 23×0002 . 0 337 . 1 74 . 0 参参 参参 2、水文比拟法 采用公式： (1-2) 参参参参参参 参参参Q×/F n FQ 故：sQ/m 3 . 133740×)23.0/72844 30.64 参参参 参参 经比较，为工程安全着想尼巴村灌溉工程取水口多年平均洪峰流量采用经验公 式法结 表 1-2 鲁曲设计各频率的多年平均洪峰流量表 单位： m3/s 频率 P(%)1251020年平均 Kp3.022.62.041.641.26 Qp3933.526.321.216.312.9 1.2.5 泥沙 由于鲁曲流域工程点所处流域属于无资料地区，泥沙的分析计算采用比拟 法及现场调查的方法进行。 表 1-3 鲁曲灌区续建配套与节水改造工程多年平均输沙量见下表 单位：万吨 水源悬移质输沙量推移质输沙量多年平均输沙量 鲁曲河0.390.120.51 1.2.6 水质情况 鲁曲河水质量良好，沿岸居民长期以来一直作为生活饮用水。 1.3 地质地质 1.3.1 工程地理位置及概况 八宿县地处西藏东部、昌都地区东南部，八宿县拉根灌区工程位于拉根乡， 距八宿县城 15Km 左右，有 318 国道经过拉根乡。拉根灌区共有 7 条干渠：一 干渠（尼巴村） 、二干渠（尼巴村） 、三干渠（拉根村） 、四干渠（绕巴村） 、五 干渠（麦通村） 、六干渠（瓦达村） 、七干渠（瓦达村） 。该工程等级为级小 （2）型，主要和次要建筑物级别为 5 级。渠道的设计流量和灌排建筑物的果水 流量均小于 5m3/s。 - 7 - 1.3.2 二渠工程地质条件及评价 取水口工程地质条件 1、地形地貌 二干渠地处拉根乡尼巴村，干渠取水口位于怒江二级支流鲁曲河左岸，海 拔 3698.50m，河道宽约 8m，取水口以上流域面积 16.0km2。鲁曲河由南向北径 流，流经尼巴村后汇入冷曲河，河全长 16km，河道平均比降 186.7%。河谷切 割深，两岸斜坡自然 30°40°，两岸植被较好。按地貌单元及成因类型可分为 河床漫滩、山前斜坡及高山。 2、地层岩性 区域出露地层主要有第四系及侏罗系地层。 3、水文地质条件 区内地下水类型主要为第四纪孔隙潜水及基岩裂隙水，分布于河谷区及较 低山体中，受大气降水及山区地下水补给，排泄于鲁曲河及下游。地下水位基 本与河水持平或稍高于河水，并随季节变化而变化。 4、不良地理地质现象 区内无大型滑坡、泥石流、崩塌及大规模变形体等分布，河谷两岸山体岩 石节理裂隙发育，岩石破碎，风化强烈，分布地段有小规模崩塌现象。区内季 节性冻土深约 0.7m。 干渠工程地质条件 1、地形地貌 二干渠位于拉根乡尼巴村，渠道总长 0.28km。干渠基本沿山前斜坡延伸， 覆盖层厚 1.53m，在局部地段为基岩，岩石风化强烈。工程区地形西高东低， 雨季及洪水季节水土流失较为严重。地貌单元按其形态及成因类型分为河床漫 滩、阶地、山前斜坡和高山。 2、地层岩性 区域出露地层主要有第四系及侏罗系地层。 3、水文地质条件 区内地下水类型主要为第四纪孔隙潜水及基岩裂隙水，分布于河谷区及较 低山体中，受大气降水及山区地下水补给，排泄于鲁曲河及下游。地下水位基 - 8 - 本与河水持平或稍高于河水，并随季节变化而变化。 4、不良地理地质现象 区内无大型滑坡、泥石流、崩塌及大规模变形体等分布，河谷两岸山体岩 石节理裂隙发育，岩石破碎，风化强烈，分布地段有小规模崩塌现象。区内季 节性冻土深约 0.7m。 干渠工程地质评价 干渠地质单元基本为山地斜坡，由第四纪洪积物（Qd1）和残坡积物 （Qdel）组成，物质成分主要为啐块石和卵砾石土，覆盖层厚 1.53m，结构稍 密中密，呈稍湿干燥状。在局部地段为基岩，岩石风化强烈，地下水埋深 5m 左右。 1.4 工程任务与规模 1.4.1 灌区现状 拉根乡二干渠（尼巴村）：取水水源为鲁曲，为塘坝取水，塘坝无衬砌， 闸门简易；渠道为土渠无衬砌，无渠系建筑物；灌溉农田面积 195 亩。 1.4.2 灌区存在的主要问题 受客观条件和经济因素制约，拉根乡灌区渠系及建筑物尚未规划设计，目 前，干旱缺水现象十分突出。灌区存在的主要问题如下： （1）渠首工程设施简陋，灌溉保证率低; （2）渠系布置不合理、坡积水入渠渠道淤积严重，建筑物老化失修，难以 进行正常灌溉； （3）田间工程不配套，大水漫灌、水资源浪费严重； （4）运行管理水平低，灌溉效益不能正常发挥。 1.4.3 灌区建设的必要性 （1）实施灌区配套工程，是改善灌区面貌，促进八宿县经济社会持续发展 的需要。 八宿县拉根灌区是八宿县主要的农业生产基地，多年以来，由于国家和地 方对灌区投入的资金少，没有进行过系统的规划设计，灌渠工程设施简陋且破 损严重，水资源利用率和灌溉保证率低，缺水现象严重，干旱、和泥石流等自 然灾害频繁，灌区种植结构单一，粮食产量处于较低水平，农生活水平不高。 - 9 - 以上问题的存在，严重制约了八宿县国民经济和社会的可持续发展，因此， 实施灌区工程，不仅是改善灌区面貌、促进全县经济社会持续发展的需要，也 是边疆建设和少数民族地区政治、经济和社会稳定的需要。 （2）实施灌区工程，可改善渠首枢纽引水条件，提高灌溉用水的保证率和 水资源有效利用率。 （3）实施灌区工程，可提高灌区农民抵抗自然灾害的能力，为拉根乡乃至 八宿县提供有力的粮食保障。 旱灾是拉根乡地区最主要的自然灾害之一，干旱一般持续时间较长，次数 多。昌都大部分地区属于高原半干旱季风气候区，由于气压低、雨量少、辐射 强、湿度小等原因致使政法特别强烈，特别是八宿一带，旱情更为严重，据资 料统计，1982 年是昌都地区旱灾比较严重的一年，昌都地区有 9 万亩农田遭受 旱灾，八宿县受旱面积高达 7000 亩，粮食作物大幅减产，有的甚至颗粒无收， 给灌区的农业生产带来了巨大的损失。通过灌渠工程优化产业也结构，灌区抵 抗自然灾害的能力将明显提高，粮食亩产由 300kg，提高到 450kg，实现农业增 产、农民增收的目的；通过灌区工程实施，林果亩产由 340kg 提高到 500kg。 （4）实施灌区工程，是灌溉管理体制改革的需要。 灌区工程实施后，灌区将建立职能清晰，权责明确的水利工程管理机制； 建立管理科学，经营规范的水管单位运行机制，建立市场化的水利工程维修养 护体系；建立完善水资源管理体制和水价形成机制；建立规范的资金投入、使 用、管理和监督机制；建立保障有利、配套完善的政策、法律支持体系。 1.4.4 工程建设的可行性 该工程位于鲁曲上，径流量相对丰沛，灌溉用水量能够得到保证，水利条 件良好。 工程区内地质构造简单，勘察中沿线未发现有区域性断层通过过程区，渠 道所经地段无大型滑坡、泥石流分布、边坡稳定。 灌区位于八宿县拉根乡境内，近年来八宿县交通条件不断改善，形成了以 省道为基本骨架，以县乡公路为的网络交通体系，工程建设交通条件较好。 从以上几个方面可以看出灌区的建设在水资源、地质地形条件及分析上均 是合理的，具备建设可行性。 - 10 - 1.5 工程布置及建筑物 1.5.1 工程等别级和标准 拟建鲁曲河工程主要任务是灌溉，根据防洪标准 （GB5021-94）有关规 定，工程类别 V 等小型工程，主要建筑物及次要建筑物为五级，各建筑物防洪 标准为：鲁曲坝址处设计洪水标准为 20 年一遇，相应流量为 19m3/s，校核洪水 标准为 50 年一遇，相应流量为 24.3m3/s。 1.5.2 鲁曲河一个灌区渠道布置 拉根灌区二干渠（尼巴村）渠首 二干渠（尼巴村）为池塘取水，进水口高程高于原水塘地面 0.50m，高程 为 3698.50m,进水管道设在挡水墙里面，进水孔口管道尺寸为 d=0.30m 的钢管， 孔口过流通能力满足引用流量 0.01m3/s。整个挡水墙体采用浆砌石结构，在进 水口设溢流堰，溢流堰长 4.50m、宽 1.50m、高 2.05m，下设 5.25m 长的消力池、 深 1.00 消力池与溢流堰整体采用钢筋混凝土结构。水塘设计洪水位 3699.50m， 校核洪水位为 3699.80m。池塘防渗由三边的浆砌石挡墙组成。 在原水塘边设挡墙，采用 M7.5 浆砌石