马清河灌区灌溉系统的规划设计

一、基本资料
（一）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1.2×1 ,总库容2.3×1 。马清河灌区拟在该水库下游 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。 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。
（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）4~11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 份 4 5 6 7
蒸发量（mm） 97.5 118.0 143.7 174.9
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
日 月 份
4 5 6 7 8 9 10
1 7.6 4.6
2 12.7 17.4 18.5
3 3.4 1.9 7.3
4 92.0
5 5.3 1.2 10.8
6 4.8 7.9 2.8
7 8.6 28.5
8 2.5
9 19.1
10 3.6
11 2.5 2.1
12 1.9 6.4
13 7.5 2.3
14 12.1 1.9 1.9
15 10.0
16 6.0 4.1 3.5 32.8
17 24.5
18 1.3
19 1.6
20 4.3 12.6 11.5
21 1.8 18.5
22 2.1 10.6 49.2 2.5 3.6
23 1.4 10.7 4.5
24 35.4 7.4
25 6.2
26 1.5
27 1.1
28 1.5 3.7
29
30 7.7
31 3.6
月计 72.9 108.5 107.3 39.8 25.0 37.3 103.5

（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 旱稻 中稻 双季晚稻 棉花
种植比例（%） 50 30 50 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） 25/4~4/5 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
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） 10-30-50 10-40-80 20-50-90 20-50-100 20-50-90 10-40-50 湿润
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。
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） 21/4~16/6 17/6~28/7 29/7~26/8 27/8~6/11 21/4~6/11
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） 0.4~0.5 0.5~0.6 0.6~0.7 0.7
注：计划产量120kg；需水系数k=2.67m3/kg；土壤空隙率为48%（占土体的%）；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。
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8~12昼夜；双季晚稻泡田5~7昼夜；各类水稻生育内一次灌水的延续时间3~5昼夜。棉花生育期内一次灌水延续时间5~10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）
灌水次序 灌水时间
（日/月） 灌水定额
（ /亩）

1（泡田） 7/5 75 1（泡田） 19/7 70
2 26/5 25 2 27/7 15
3 4/6 25 3 1/8 25
4 10/6 25 4 7/8 20
5 20/6 30 5 12/8 25
6 2/7 30 6 23/8 30
7 8/7 30 7 27/8 30
8 14/7 30 8 31/8 30
9 22/7 30 9 6/9 30
10 29/7 25 10 12/9 30
11 10/8 20 11 19/9 30
12 30/9 20
灌溉定额 345（ /亩）
灌溉定额 355（ /亩）

（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。
（6）设计典型斗渠和典型农渠纵横断面，斗渠采用混凝土衬砌梯形断面，农渠采用混凝土衬砌U形断面。
（7）渠道土方量计算。
（8）计算灌溉渠系工程概算投资。
三、设计成果
（1）设计说明书25~35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（共3张，均为A2图幅、CAD绘图）。