土地整治土地开发整理公式.docx

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土地整治土地开发整理公式

标准的附录C：

项目设计有关公式

C1灌溉渠道设计流量计算

正常流量－设计典型年内的灌水高峰时期渠道需要通过的流量。

该项为渠道纵横断面和渠系建筑物设计的依据。

加大流量－为满足特殊情况（如改变灌溉作物种植比例，扩大灌溉面积，或遇到特大旱情等），短时内加大输水的要求，而予以增大的渠道设计流量。

通常是根据正常流量，适当选择加大百分数来确定，该项指标为设计渠顶高程的依据。

最小流量－在河流水源不足，种植面积减小，或给灌水定额较小的作物供水时，出现渠道最小流量。

该项指标主要用于校核下一级渠道水位的控制条件和壅水建筑物位置以及校核渠道中的淤积。

C1.1选择灌溉制度

确定灌溉方式及由支渠同时供水的下级渠道（斗、农）数目。

C1.2确定支渠及农渠应送至田间的净流量。

Qbfn=b.qn

式中：

Qbfn－支渠配给田间的净流量（m3/s）；

b－支渠控制的灌溉面积（万亩）；

qn－净灌水模数（m3/s/万亩）。

QLn=Qbfn/nknf

式中：

QLn－农渠净流量（m3/s）；

n－支渠以下同时灌水的斗渠数；

k－斗渠以下同时灌水的农渠数；

nf－田间水利用系数。

C1.3推算各级渠道的设计流量（毛流量）

农渠毛流量QLG=QLn+SlLl

式中：

QLG－农渠毛流量（m3/s）；

QLn－农渠净流量（m3/s）；

S1－农渠每公里的渗水量（L/sKm）；

L1－农渠平均灌水长度取1/2的农渠长度（Km）。

斗渠的毛流量QdG=KQLG+SaLa

式中：

QdG－斗渠毛流量（m3/s）；

K－斗渠以下同时灌水的农渠数；

Sa－斗渠以下每公里的渗水量（L/skm）；

La－斗渠以下的最大平均工作段长度（km）。

支渠的毛流量：

QbG=nQdG+Sb.Lb

式中：

QbG－支渠的毛流量（m3/s）；

n－斗渠的条数；

Sb－支渠每公里的渗水量（L/sKm）；

Lb－支渠的工作长度（km）；

N－支渠以下同时灌水的农渠数。

干渠各段设计流量的推算，在求得各支渠口的毛流量后，可从最远一条支渠的取水口依次向上推算出干渠各段的设计流量。

C2灌溉渠道横断面设计

C2.1渠道断面宽深比

＝b/h

式中：

－渠道宽深比

b－渠道水面宽度；

h－渠道水深

C2.2渠道的允许不冲、不淤流速

灌溉渠道的设计流速应小于不冲流速，大于淤积流速，其目的是保证渠床的稳定性和灌溉渠道能正常工作。

Vs

式中：

Vs－渠道允许不淤流速（m/s）；

Vd－渠道设计流速（m/s）；

Vt－渠道允许不冲流速（m/s）。

C3灌溉渠道纵断面设计

灌溉渠道纵断面设计包括沿渠线的地面线、设计水位线、最高水位线、最低水位线、渠底线和渠顶线、分水口及渠系建筑物位置等的设计。

C3.1干、支渠要求的水位控制高程

a）各分水口的水位控制高程，可根据灌溉土地的地面高程加上渠道沿程水头损失和渠水通过各种建筑物的局部水头损失，自下而上逐级推算

Bd=Ao+H+Li+

式中：

Bd——分水口水位控制高程（米）；

Ao——渠道灌溉范围内的地面参考点高程（米）；

H——所选参考点与该处未级固定渠道水面的高差，一般取0.1-0.2米（见附表15）；

L——为各级渠道长度（米）；

I——为各级渠道比降；

——为各级渠系建筑物的水头损失（米）。

b）干渠设计水面线的确定

各支渠分水口要求的水位高程确定以后，便可参考水源引水高程，干渠比降，试定干渠设计水位线，如果水源引水高程不能满足所有支渠分水口水位控制高程，应调整干渠设计水面线。

常用的调整方法有两种：

一为保持干渠比降，放弃分水口水位较高的支渠控制的部分高地的自流灌溉；二为将干渠比降变缓，使干渠道设计水位线既能满足各支渠引水要求又不超过水源引水高程。

C3.2渠道纵断面的水位衔接

a）渠道遇到特殊地形时应布置跌水、陡坡等衔接建筑物和渡槽、倒虹吸管、隧洞等交叉建筑物。

b）上下级渠道水位衔接。

在上一级设置节制闸，抬高上一级渠道的水位；在保证自流灌溉的条件下降低下一级渠道的渠底高程。

C4喷灌系统设计

喷灌系统一般包括水源、动力、水泵、管道系统及喷头等部分。

C4.1喷灌制度

a）设计灌水定额

单位面积一次灌水的灌水量称为灌水定额。

式中：

米设－设计灌水定额（米米）；

hg－作物主要根系活动厚度，大田作物40-66cm；

P1－该段土层允许达到的含水量上限；

P2－灌前土层含水量下限；

水－灌溉水的有效利用系数，一般为0.7-0.9。

b）设计灌水周期

式中：

T设－设计灌水周期（d）；

米设－设计灌水定额（mm）；

W－作物最大日平均耗水量（mm/d）；

η水－灌溉水有效利用系数，一般为0.7-0.9。

c）一次灌水所需时间

式中：

t－一次灌水所需时间（h）；

m－灌水定额（mm）。

P系统－喷灌系统的平均喷灌强度（mm/h）；

q－一个喷头的流量（m3/h）；

b－支管间距（m）；

l－沿支管的喷头间距（m）。

（2）计算喷头数和支管数

式中：

n头－喷灌喷头数（个）；

F－整个喷灌系统的面积（米2）；

T标－设计灌水周期（d）；

t－一次灌水所需时间（h）；

C－一天中喷灌系统的有效工作小时数（h）。

式中：

n支头－一根支管上的喷头数；

n支－支管线条数。

（3）管道系统的水头损失

管道沿程水头损失

b）管道局部水头损失

式中：

hf－管道沿程水头损失（m）；

f－摩阻系数；

L－管道长度（m）；

Q－流量（m3/h）；

m-流量指数；

d-管道内径（mm）；

b-管径指数，各种器材的f、m、b值，可从表4.1查取；

h局-管道局部水头损失（m）；

局-管道局部阻力系数；

V-管道流速（m/s）；

g-重力加速度（m/s2）。

表4.1各种管材的f、m、b值

管材

f

m

b

钢筋混凝土管

糙率n=0.013

n=0.014

n=0.015

旧钢管、旧铸铁管

硬塑料管

铝合金管

1.312106

1.516106

1.749106

6.25106

0.948106

0.861106

2.00

2.00

2.00

1.90

1.77

1.74

5.33

5.33

5.33

5.10

4.77

4.74

（4）水泵选择

a）喷灌系统设计最大流量

Q=n·q

式中:

Q－系统设计流量（m3/s）；

n－喷头数量（个）；

q－单头喷头的流量（m3/s）。

b）喷灌系统的设计水头

H=H头+hw+h+V

式中：

H－喷流系统设计总水头（米）；

H头－喷头工作压力（米）；

hW－水泵到典型喷头之间管段沿程损失之和（米）；

h－水泵到典型喷头之间管段局部水头损失之和（米）；

V－典型喷头上喷头位置与水源水面的高差（米）。

（5）动力功率计算

式中：

N－动力功率（kw）；

K－动力备用系数1.1-1.3；

泵－水泵效率，可查不同型号水泵性能资料获得。

传－传动效率0.8-0.95；

－水容重（m3/s）；

Q泵－水泵流量（m3/s）；

H泵－水泵扬程（米）。

公式５

滴灌系统设计

（1）滴灌系统用水率确定

滴灌系统用水率可按试验或地面（或喷灌）经验确定，计算确定时应以最高用水量来确定系统连续进行的最大能力。

最高用水量可用下两种方法计算

a）利用地面灌溉（或喷灌）最高耗水率估：

Ｗ＝Ｅｄ×Ａ×Ｋｒ

式中：

W――滴灌设计用水率，即计算面积的设计用水（升、日）

Eｄ――夺面灌溉（或喷灌）最高耗水率（毫米、日）

A――计算面积（树为行距×株距，瓜菜为毛管长度×毛管间距）（m2）

Kr――覆盖率影响系数

b）参照作手腾发量计算

Ｗ＝Ｋｃ×ＥＴ０×Ｋr×Ｋｓ×Ａ

式中：

W――滴灌设计用水量（升、日）

KC――作物系数，取决于作物种类和气候，是通过试验求得

ET0――作物生长期最大参照腾发量（毫米、日）

Kr――覆盖率影响系数

Ks――与土壤质地有关的损失系数，表层土为轻质土、底土为石砾石的土壤取1.15，砂土取1.05，粘土取1.00

A――计算面积（树为行距×株距，瓜菜为毛管长度×毛管间距）（m2）

（2）滴管系统面积确定

滴管系统面积控制应根据水量平衡计算确定。

a）轮灌区划分应遵循以下原则：

轮灌区作物、菜面各划分原则：

不同作物、菜流量原则；系统稳定高效用泵原则；经济原则；方便管理原则。

b）控制面积确定：

滴灌系统种同作物（轮灌区面积相等）

W=1.5*10-3*m*A*N

式中：

W--滴灌系统控制面积（亩）

A--计算面积（树的行距＊株距，瓜菜的毛管长度＊毛管间距（米２）

　　　　　　N--轮灌区数

　　　　　　m--轮灌区计算面积个数

滴管系统种不同作物（轮灌区面积不等）

　　　　　　　W=1.5*10-3mi*Ai

式中：

W--滴灌系统控制面积（亩）

Ai—轮灌区作物计算面积

N—轮灌区数目

mi—各轮灌区计算面积个数

（3）滴灌系统布置设计

a）滴灌设计布置主要包括：

首部枢纽、输配水管网、管网辅助部分及毛管布置。

b）首部枢纽：

以输水距离短、省工、省材，交通和管理方便为原则，一般宜布置于水源处。

c）输配水的干、支管应根据水源、地形、作物分区毛管布置确定。

平坦地区，干、支管应双向控制；丘陵地区，干管宜沿山脊布置，支管宜垂直于等高线。

d）管网辅助部分：

包括排气阀、闸阀、调区阀、流量调节器等。

干、支管较高处宜安装进排气阀；干、支管进口处安装闸阀；支管进口处安装流量调节器。

e）毛管：

毛管根据作物特性、地理性质、水质和农业技术等设计布置毛管检举、滴头流量和位置。

毛管布置因作制而宜。

（4）滴灌系统水力设计

滴灌系统水力设计包括滴头、输配水管路、压力流的设计计算。

a）滴头：

滴头设计应保证作物需水量、设计作物给水量。

滴头流量按下式计算：

WT

Qd=-----------------

tEan

式中：

Qd—所需滴水流量，点源滴头（升/时），线源滴头（升/时.米）

W—设计为水平，点源滴头（升/日.株）,线源滴头（升/日.条）

T—灌水周期（日）；

t—每次灌水时间（秒）；

Ea—滴灌水利用效率，一般可达到95%；

n—点源滴头为每棵树所配滴头（个），线源滴头为其长度（米）

b）输配水系统：

毛管：

毛管流量按下式计算

式中:

Qm—毛管进口流量（升/时）

n—毛管上滴头数，线源滴头长度数；

qi—毛管进口流量（升/时）线源滴头单位流量（升/时.米）,根据流量计算确定毛管口径。

支管：

支管流量：

单向配水其任一段管上流量为：

（p=n，n-1，……）

式中；Qi米—第i条毛管进口流量

n—支管上最末一条毛管号

双向配水其任一段管上流量为：

式中Qi米z、Qi米y—分别为第i条毛管左边和右边毛管的进口流量。

根据流量计算确定支管口径。

干管：

干管流量应根据轮灌或随机取水方式确定干管流量，根据流量设计干管直径。

（c）压力源：

压力源可以是水泵、水塔、高位水池（箱）、自流井等。

公式6

排水沟设计流量计算

（1）对控制面积在10K米2以内的排水沟道，可按下式：

式中：

－设计排水流量（m3/s）；

C－排水区的径流系数（见附表17）；

P－设计暴雨量（mm），根据各省的有关规定确定；

F－排水面积（km2）；

t－规定的排水天数（d）。

可按作物的允许耐淹时间确定。

（2）利用排水区内的水面，采用预降蓄水位、发挥水田、内塘、内河的调蓄作用。

式中：

Q－排水流量（m3/S）；

1－水田面积（亩）；

2－道路旱地面积（亩）；

3－内河塘面积（亩）；

P－设计频率的日暴雨量（mm）；

C－旱地暴雨径