某灌区灌排规划及用水管理说明书.docx
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某灌区灌排规划及用水管理说明书
1项目综述1
1.1项目地点、位置及背景1
1.2项目建设规模﹑采取的技术措施1
1.3作物名称及比例1
1.4水源工程情况1
1.5工程规划、设计的主要内容1
2基本情况2
2.1地形地貌2
2.2气象条件2
2.3水文水资源5
4.4排水沟系工程规划39
6.3配水计划编制82
7附图··································································83
附图1频率曲线图····················································83
附图2灌水率图·······················································84
附图3灌水率修正图···················································85
8谢词··································································86
1项目综述
1.1项目地点、位置及背景
M灌区位于新疆维吾尔自治区的西南部,地处东经76°23′~77°25′,北纬38048′~39020′,东西最长9km,南北最宽5.6km,总土地面积为8万亩。
1.2项目建设规模﹑采取的技术措施
项目区总面积为78608.7亩,规划为耕地、林带、居民区及道路,其中耕地加林地面积67058.21亩,灌溉面积为84493.34亩,未利用土地2338.57亩。
渠道主要采取混凝土预制板加沙砾防渗防冻的技术措施。
1.3作物名称及比例
作物名称及比例见下表,表1-3-1
表1-3-1作物种植比例单位:
%
作物名称
冬小麦
棉花
油料
瓜菜
牧草
苜蓿
果园
林业
玉米
复播
种植比例
25
20
10
6
9
10
11
5
4
26
1.4水源工程情况
M灌区没有山区降水不产流,地表水主要来自于M河。
灌区干渠由M河上修建分水闸来引水,农业用水主要由地表水供给。
此外本灌区有丰富的地下水资源可利用,年可开采量为500万m3。
地下水目前只供给工业用水和人畜生活用水。
1.5工程规划、设计的主要内容
灌区共布置两条干渠,六条支渠,每条支渠上布置56条斗渠,每条斗渠上布置6-7条农渠,共有农渠数237条。
灌区共布置两条干沟,六条支沟。
每条支渠设置居民区方便渠道及农田管理,渠道周围均设有主、副林带,并铺设机耕道。
灌区的西面方向上设有防风林。
本灌区对典型农渠(1-2-4-6)、斗渠(1-2-4)、支渠(1-2)、干渠
(1)进行设计,具体设计详见后面章节。
2基本情况
2.1地形地貌
2.1.1灌区位置
M灌区位于新疆维吾尔自治区的西南部,地处东经76°23′~77°25′,北纬38°48′~39°20′,东西最长9km,南北最宽5.6km,总土地面积为8万亩。
M河总干渠在农场进水闸处设计水位为1153.4米,设计水深0.45米。
场内干渠进水闸底板高程应与总干渠渠底高程一致。
2.1.2灌区地形地貌
M灌区属于喀什平原岳普湖干三角洲冲积扇缘的前端,全县没有山脉,均为平原,地面自西向东方向傾斜,坡降2‰~4‰,海拔高程最低处1118m,最高处1152m。
2.2气象条件
M灌区深居内陆处于欧亚大陆腹地,属于暖温带大陆性干燥气候,四季分明,降水稀少,阳光充足,无霜期长,气温年、日变化大。
(1)气温
M灌区地势平坦,东西、南北气温差异不大,但气温昼夜变化较为剧烈,四季明显。
极端最低温度为-23.4℃(1974),极端最高温度为41.8℃,干燥度为13.27。
见表2-2-1。
表2-2-1历年各月平均气温统计表单位:
℃
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年均
平均
-7.2
-1.6
7.7
15.5
20.1
24.3
26.2
24.9
20.2
12.2
2.6
-5.2
11.7
(2)降水量
降水量夏季占全年的49.7%,其它三季降水量占全年百分比,春季为26.1%,秋季为12.7%,冬季为11.5%。
历年平均降雪日2.5天,积雪深度1cm,积雪期一般小于20天。
历年各月平均降水量及降水日数见表2-2-2。
表2-2-2历年各月平均降水量及降水日数统计表单位:
mm
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
全年
降水量
1.8
3.3
1.4
3.9
9.2
6.2
7.3
12.4
3.3
1.8
1.0
0.9
52.5
降水日数
2.1
2.4
0.8
1.3
2.6
2.7
3.6
3.7
2.1
0.5
0.5
1.8
24.1
(3)蒸发、日照、无霜期
M灌区气候干燥,蒸发量大,年均蒸发量达2584mm,年最大蒸发量为2926.5mm,最小蒸发量为2147.6mm,蒸降比为49.2。
由于蒸发强烈、降水稀少,土壤水分上升占绝对优势,淋溶极端微弱,导致土体上部积累越来越多的盐分。
多年平均无霜期214天,最长228天,最短200天,一般初霜出现于10月20日,终霜为3月20日。
县境东部沙漠地区,无霜期较短,初霜开始早,终霜结束晚,与中西部地区相比,相差20天。
历年各月平均蒸发量见表2-2-3。
表2-2-3历年各月平均蒸发量统计表单位:
mm
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
全年
蒸发量
26.7
49.5
145.4
278.3
369.6
436.7
433.1
350.8
241.3
158.5
67.9
26.2
2584
M灌区光照充足,日照时间长,全年日照时数达2500~3000小时。
多年平均日照时数为2761.6小时。
历年各月日照时数见表2-2-4.
表2-2-4历年各月平均日照时数及日照百分率表单位:
h
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
平均
时数
165.9
156.4
191
206.9
257.8
310.9
307.3
280.8
258.8
251.9
203.5
170.5
230.14
百分比
55
52
52
53
60
71
69
68
71
74
69
60
62.83
(4)风
M灌区年平均风速2.1m/s,月平均~4-6月份风速可达2.9~3m/s,11月到翌年1月只有0.9~1.2m/s,定时最大风速25m/s,瞬时最大风速可达32m/s,从各季中,夏季风速最大,其次春季,再次是秋季,冬季最小。
风向为西北风。
见表2-2-5。
浮尘天气平均日数为69天,最多达104天(1979),最少40天。
3~5月平均10天,夏季每月6天,冬季最少。
表2-2-5历年各月风速表单位:
m/s
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年均
风速
1.0
1.6
2.2
2.9
3.2
3.1
2.6
2.4
2.2
1.7
1.2
0.9
2.1
最大风速
10
15
14
20
20
24
16
18
14
16
12
10
15.75
(5)冻土
冻土期为11月~翌年2月,最大冻土深度60cm.
(6)主要气象灾害
M灌区虽然光热、土地资源丰富,是发展农林牧业生产的有利因素。
但是受大气环流的影响,各种灾害性天气频繁。
常有春旱、大风、霜冻、低温、干热风和冰雹和雨害等自然灾害。
①干旱
M灌区降水少,蒸发大,气候干燥,每年3、4月份正是春播用水和冬麦返青时,需水量很多,但由于水量少,水的供需矛盾十分突出。
②大风
大风是M灌区农业生产的主要灾害之一,有很大的破坏力。
每年出现8级以上大风19天,4~7月最多最强。
在春播期间当大风出现时,不仅影响播种的质量和进度,而且把播种后的农田表土刮跑,严重时将幼苗刮段或连根拔出。
被风沙打毁或被积沙埋没幼苗的现象时有发生。
同时大风过后尘土飞扬,空气浑浊,也会增加人畜疾病。
在发生黑风沙时能见度只有几米。
六级以下风沙也时有发生。
③干热风
M灌区干热风历年平均为13.8天,最多可达22天,干热风多发生在春末夏初,这时正值小麦开花、授粉、灌浆、成熟期,因受干热风的影响而造成授粉不良,不孕率高,籽粒瘦小,产量低。
特别是出现在五月下旬或六月下初,则会造成小麦大面积减产。
④冰雹
M灌区冰雹危害严重,有时严重威胁着人民生命财产的安全。
气象要素见表2-2-6。
表2-2-6气象要素表
项目
单位
数值
项目
单位
数值
多年平均气温
℃
11.7
无霜期
天
214
极端最高气温
℃
41.8
平均冻土深
cm
46
极端最低气温
℃
-23.4
最大冻土深
cm
60
大于10℃积温
℃
4354.4
多年平均降水量
mm
52.5
日照时数
天
2761.6
多年平均蒸发量
mm
2584
2.3水文水资源
2.3.1地表水资源
M灌区没有山区降水不产流,地表水主要来自于M河。
M河主要是冰川冰雪融化和山区降水补给的,年际变化不大,年内季节分配不均匀,夏季汛期水量较大,常常发生洪水,其他季节水量相对较小,河道出山口处设有一水文站,水文站历年逐月平均流量见表2-3-7。
M河上目前建有引水水利枢纽一座。
分水比20%~40%。
根据多年实测资料,M河多年平均含沙量3.2kg/m3。
2.3.1.1地表水可用水量分析
M河水文站有21年的实测来水资料,经验频率的计算、计算步骤、计算结果如下:
(1)地表来水过程
地表水的来水过程见表2-3-7:
M河扎木台站历年逐月平均流量
(2)来水过程频率分析
将表2-3-7中的原始资料按大小顺序排列;由公式
=10.98m3/s计算系列的多年平均流量,其中n=21;计算各项的模比系数Ki,Ki=
,(Ki-1),(Ki-1)2,(Ki-1)3。
成果见表2-3-8。
表2-3-7M河扎木台站历年逐月平均流量(m3/s)
年份
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
年平均
1985
8.72
13.98
12.33
13.45
9.32
12.86
26.86
17.51
19.8
10.1
9.47
8.9
13.61
1986
16.3
14.42
9.69
17.41
11.89
11.06
19.95
22.01
14.84
13.06
15.69
3.39
14.14
1987
8.81
7.72
5.74
5.33
7.47
8.01
16.62
12.9
3.37
5.14
7.05
6.57
7.89
1988
14.39
14.73
13.29
23.73
5.31
7.47
23.05
16.04
12.8
13.33
11.45
6.92
13.54
1989
9.12
4.38
4.9
5.51
7.35
10.99
13.3
16.29
12.42
6.73
6.76
7.65
8.78
1990
13.3
14.01
11.71
8.47
6.05
7.82
20.87
16.59
13.95
13
10.8
8.97
12.13
1991
8.47
7.81
5.88
5.13
7.85
8.55
17.09
13.33
16.08
6.1
13.58
16.06
10.49
1992
9.34
6.39
6.3
5.08
5.31
6.89
12.38
12.78
17.82
7.56
8.8
8.85
8.96
1993
14.39
13.45
11.19
9.22
7.24
7.13
16.59
17.49
16.47
12.39
10.2
8.29
12.00
1994
6.39
8.13
7.47
12.66
8.62
12.21
16.75
7.11
15.23
13.37
10.43
15.63
11.17
1995
15.71
11.93
14.31
11.07
4.75
15.23
8.69
22.97
17.25
12.11
9.55
7.97
12.63
1996
15.87
11.58
13.66
10.84
5.71
17.37
21.44
14.42
14.45
11.5
7.23
9.81
12.82
1997
14.98
5.2
4.31
6.16
5.74
6.06
14.4
14.12
4.91
5.14
10.92
15.7
8.97
1998
14.75
16.3
12.84
10.57
6.04
18.65
18.53
13.58
13.57
10.73
11.43
9.28
13.02
1999
16.36
13.54
12.42
9.93
5.73
20.33
21.72
12.72
18.07
10.35
10.13
9.81
13.43
2000
6.89
7.42
8.6
6.53
5.89
10.97
20.64
16.29
18.81
7.57
8.78
9.19
10.63
2001
10.45
14
15.8
19.76
5.59
17.01
20.09
19.26
20.41
9.16
11.1
7.9
14.21
2002
12.5
11.59
20.27
16.95
8.05
16.34
21.27
19.81
17.2
11.19
11.4
8.77
14.61
2003
5.79
7.59
5
6.73
4.39
10.6
15.91
9.53
2.76
12.53
8.15
3.93
7.74
2004
4.63
8.38
5.42
3.77
4.6
7.81
15.75
16.63
5.53
9
6.36
4.49
7.70
2005
10.18
8.92
4.63
5.1
5.7
9.26
19.2
14.88
6.9
6.94
9.14
8.6
9.12
表2-3-8M河扎木台水文站年平均流量频率计算表
年份
月平均
序号
模比系数Ki
Ki-1
(Ki-1)2
(Ki-1)3
频率(%)
2002
14.61
1
1.29
0.29
0.08
0.02
4.55
2001
14.21
2
1.26
0.26
0.07
0.02
9.09
1986
14.14
3
1.25
0.25
0.06
0.02
13.64
1985
13.61
4
1.20
0.20
0.04
0.01
18.18
1988
13.54
5
1.20
0.20
0.04
0.01
22.73
1999
13.43
6
1.19
0.19
0.03
0.01
27.27
1998
13.02
7
1.15
0.15
0.02
0.00
31.82
1996
12.82
8
1.13
0.13
0.02
0.00
36.36
1995
12.63
9
1.12
0.12
0.01
0.00
40.91
1990
12.13
10
1.07
0.07
0.01
0.00
45.45
1993
12.00
11
1.06
0.06
0.00
0.00
50.00
1994
11.17
12
0.99
-0.01
0.00
0.00
54.55
2000
10.63
13
0.94
-0.06
0.00
0.00
59.09
1991
10.49
14
0.93
-0.07
0.01
0.00
63.64
2005
9.12
15
0.81
-0.19
0.04
-0.01
68.18
1997
8.97
16
0.79
-0.21
0.04
-0.01
72.73
1992
8.96
17
0.79
-0.21
0.04
-0.01
77.27
1989
8.78
18
0.78
-0.22
0.05
-0.01
81.82
1987
7.89
19
0.70
-0.30
0.09
-0.03
86.36
2003
7.74
20
0.68
-0.32
0.10
-0.03
90.91
2004
7.70
21
0.68
-0.32
0.10
-0.03
95.45
合计
237.61
21.00
0.00
0.87
-0.04
用公式
计算经验频率,列入表2-3-9中,其中m表示系数,n表示样本容量;理论频率曲线的绘制,采用配线法,配线法的步骤,求得的Cv、Cs。
根据表2-3-8中Q与P对应点绘在概率格纸上为经验频率曲线(见附图1),由Cv=
推出Cv=0.21。
采用配线法确定理论频率曲线,查《工程水文学》课本中的附表2直接查Kp值见表2-3,利用公式Qp=Kp×Q得出各种频率的Qp值。
见表2-3-9。
发现频率曲线在Cv=0.21,Cs=2.0Cv=0.5,与经验频率点据配合较好,取为最后采用的频率曲线。
表2-3-9理论频率曲线选配计算表
频率P(%)
第一次配线Cv=0.21,Cs=1.5Cv=0.315
第二次配线Cv=0.21,Cs=2Cv=0.42
第三次配线(采用)Cv=0.21,Cs=2.5Cv=0.525
Kp
Xp
Kp
Xp
Kp
Xp
1
1.53
17.35
1.55
17.57
1.57
17.72
5
1.36
15.43
1.37
15.48
1.37
15.54
10
1.28
14.43
1.28
14.45
1.28
14.46
20
1.17
13.26
1.17
13.26
1.17
13.21
50
0.99
11.20
0.98
11.14
0.98
11.11
75
0.85
9.65
0.85
9.63
0.85
9.62
90
0.74
8.37
0.74
8.40
0.74
8.43
95
0.67
7.63
0.68
7.72
0.69
7.80
99
0.56
6.32
0.58
6.52
0.59
6.73
(3)设计典型年的选择
①按下列原则选择典型年:
1、选择年径流量接近于设计径流量的代表年径流过程线。
2、选取对工程较为不利的代表年径流过程线。
②P=50%的设计平水年,查P~Q曲线得Q年p=11.11m3/s,,而与Q年p流量相近的年份有:
1991年的年平均径流量为10.49m3/s,1994年的年平均径流量为11.17m3/s,2000年的年平均径流量为10.63m3/s。
因为3月到5月为枯水期,而1991年的3、4、5月份的流量和值最小,所以1991年为相对不利年,选为典型平水年。
③P=75%的设计枯水年,查P~Q曲线得Q年p=9.62m3/s,而与Q年p流量相近的年份有:
1992年的年平均径流量为8.96m3/s,1997年的年平均径流量为8.97m3/s,2005年的年平均径流量为9.12m3/s
因为3月到5月为枯水期,而2005年的3、4、5月份的流量和值最小,所以2005年为相对不利年,选为典型枯水年。
④缩放倍比K的计算
K的计算公式:
K=Q年p/Q年代
设计平水年:
K平=Q年p/Q年代=11.11/10.49=1.06
设计枯水年:
K枯=Q年p/Q年代=9.62/9.12=1.05
⑤典型年的设计年流量,频率为50%和75%的不同频率下典型年的河流来水计算见表2-3-10,2-3-7-2:
由表可知:
项目区年地表引水量为8502.13
m3
2.3.1.2地表水水质
该地区的地表水水质良好,适合灌溉使用M河上目前建有引水水利枢纽一座,。
分水比为20%~52%。
根据多年实测资料,M河多年平均含沙量为3.2kg/m3。
2.3.2地下水资源
M灌区地下水总补给量为500
m3,M灌区位于河流下游地区,地下水资源较丰富,水质也较好;通过探采结合井揭露及机井资料反映,在地下120米以内有2~3层承压含水层,含水层总厚度可达44~108米。
年可开采量为500
m3。
地下水目前只供给工业用水和人畜生活用水。
当地表水无法满足农业用水时,由地下水来补给。
表2-3-10设计枯水年流量计算
2005
一月
二月
三月
四月
五月
六月
七月
八月
九月
十月
十一月
十二月
月平均
来水流量(m3/s)
10.18
8.92
4.63
5.1
5.7
9.26
19.2
14.88
6.9
6.94
9.14
8.6
9.12
来水量(万m3)
2673.84
2342.89
1216.10
1339.55
1497.14
2432.19
5043.00
3908.32
1812.33
1822.83
2400.68
2258.84
2395.64
放大倍比k
1.05
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