【文章內(nèi)容簡介】 支渠均為東西走向。 （ 4）通過對灌區(qū)來水量和用水量的分析計算，進行水土資源供需平衡分析計算，確定灌區(qū)規(guī)模，并提出相應(yīng)解決供需矛盾的水利措施或農(nóng)業(yè)措施。 （ 5）對該場典型灌、排渠系進行渠道縱橫斷面 設(shè)計，確定各級灌、排渠系縱橫斷面尺寸及有關(guān)水利要素，要求繪出典型灌、排渠系縱橫斷面圖 6~8 張。 （ 6）典型渠系建筑物（橋、涵、閘）的設(shè)計，要求有水力計算及平面、剖面圖。 （ 7）進行噴（滴）灌工程系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計，并要求繪出噴（滴）灌工程系統(tǒng)的平面布置圖（附有設(shè)計說明書）。 3 2 基本情況 自然、地理情況 （ 1）灌區(qū)位置 H農(nóng)場位于準(zhǔn)葛爾盆地南沿，天山北麓， W市 28km 處，地理位置為東經(jīng) 87176。10′ 52″ ~87176。 27′ 23″，北緯 43176。 55′ 52″ ~44176。 03′ 10″，西以 T河與 C市相望，東以 A鄉(xiāng)相鄰 ，北以 B鄉(xiāng)為鄰，南以過境與 S農(nóng)場接壤。全場北長約 12km，東南寬約 9km，總面積為 8 410 畝左右。 （ 2）灌區(qū)地形地貌 地貌類型屬準(zhǔn)葛爾盆地南沿，天山北麓山前沖積，洪積扇子中下部扇緣地帶。海拔高在 520~616m 之間，南北高差 96m，地面平均坡降 %，南部坡度較大 (約10%)，北部較緩 (約 5%)。整個地形為大區(qū)平坦，中區(qū)起伏。西部沿 T河一帶有明顯的沖溝和起伏 (詳見 1:10000 地形圖 )。 氣象 本區(qū)屬于大陸性干旱氣候，天氣變化主要為西風(fēng)急流所控制，冬季 為強大蒙古高壓所盤踞，以干燥寒冷著稱 .夏季蒙古高壓消失，由西及西北方向來的氣流，帶著大西洋和北冰洋的濕潤水體入侵本區(qū)，形成夏季山區(qū)較豐富的降水?，F(xiàn)以用某氣象站 50多年的觀測資料，摘錄如下： （ 1）氣溫和日照 該農(nóng)場屬于中溫帶干旱氣候，是典型的大陸性氣候，年內(nèi)溫度變化很大，多年平均溫度為 ℃，極端最高氣溫為 42℃ (出現(xiàn)在 7~8 月份 )，極端最地溫度為℃ (出現(xiàn)在 1~2月份 )，氣溫絕對年變幅在 70℃以上?！?10℃的積溫為 3400℃左右。 （ 2）霜凍 初霜為 9月下旬至 10 月上旬，終霜在翌年 4 月上旬，極個 別年份延至 5 月上旬。無霜期為 140~180d，多年平均為 165d。 冰凍期一般自 11月下旬到翌年 3月中旬。多年平均凍土深度為 ，最大凍土深度在 以上。 多年各月平均相對濕度為 63%，最低為 48%。歷年生育期 (4~10 月份 )平均相對濕度為 51%。 4 （ 3）降水與蒸發(fā) 多年平均降水量為 ，其中 4~9 月份降水量占全年的 70%以上，歷年最大日降水量為 30mm，出現(xiàn)在 80 年 6 月 28 日。 多年平均蒸發(fā)量為 ，植物生育期 (4 月 ~10 月份 )歷年平均蒸發(fā)量為，占全年的 %以上，最大一日蒸發(fā)量為 ，出現(xiàn)在 81 年 4 月28日。詳見附表 1。 多年平均初雪出現(xiàn)在 11 月 4日，于次年 4月初消完，多年平均積雪厚度為23mm，最大一次積雪厚度為 39cm，出現(xiàn)在 1976 年 3月 2日。 （ 4）風(fēng)速風(fēng)向 常年主要風(fēng)向為西北風(fēng)，該風(fēng)向為東南風(fēng)。當(dāng)東南風(fēng)來臨時，為晴天或旱天的象征 。當(dāng)西風(fēng)和北風(fēng)來臨時，為陰天或下雨天的象征。 每 5月中、下旬和 7~8 月間，常有東南方向吹來的熱干風(fēng)，對小麥、黃豆、油菜等作物有所危害。歷年最大風(fēng)速為 ，出現(xiàn)在 5月份。 水資源 （ 1）地面水源 主要來自于Ｔ河，Ｔ河發(fā)源于天山山脈，屬冰川融合性河流，河道上 設(shè)有哈地坡水文站，Ｔ河哈地坡站歷年逐月平均流量見表 21。灌區(qū)主要由T河?xùn)|干渠引水。在 T河上游設(shè)有 T渠首，渠首從 T河引水比 %，經(jīng)左岸總干渠到某鋼鐵廠下游后，分為東、西干渠，西干渠仍沿原總干渠在 T河左岸走向，東干渠則由跨河渡槽從總干渠引水，直接供給總干渠，分水比為 %。 5 表 21 Ｔ河哈地坡站歷年逐月平均流量 單位（ m3/s） 月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均 1970 1971 1972 12 1973 1974 1975 1976 1977 1978 13 1 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 12 14 1987 1988 1989 1990 15 1991 1992 16 16 1993 1994 11 23 15 1995 16 1996 1997 1998 1999 2020 2020 2020 2020 2020 6 (2) 地下水源 該場位于沖積洪積扇中、下 游地區(qū)，地下水資源豐富，水質(zhì)較好；據(jù)近年電測及現(xiàn)有機井的調(diào)查證明：在地下 120m 以內(nèi)有 2～ 3層含水層，含水層總厚度可達 50~60cm。目前，全場共打機井 80眼，用于農(nóng)田灌溉有 71眼井，平均單井出水量為 130 m3/h。設(shè)計年提水量可達 1400 410 m3。地下水是調(diào)節(jié)枯水期水量的地下水庫，用于補充地表來水不足。 (3)來水過程頻率分析 ①將實測資料由大到小排列，列入表 2－ 2中（ 4）欄。 ② 由公式 p=m247。（ n+1） 100%計算經(jīng)驗頻率，見表 2－ 2，并將 x與 p對 點 繪于概率格紙上。 ③計算系列的多年平均降水量 x平均 =（∑ xi） /n=④計算各項的（ ki1），列入表 2－ 2中（ 6）欄。 ⑤計算（ ki1） 2，列入表 2－ 2中（ 7）欄。 ⑥計算（ ki1） 3，列入表 2－ 2中（ 8）欄 ⑦繪制頻率曲線。本設(shè)計頻率曲線的繪制采用新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院陳大春老師開發(fā)研制的《 p3line 新矩法》繪制。將按大小排列的年來水流量 xi 依次輸入軟件中，經(jīng)多次調(diào)試，最終選定當(dāng) Cv=， Cs= 時，頻率曲線與實際點據(jù)擬合良好。頻率曲線見圖 21。 表 22 T 河哈地坡站年來水量計算表 資料 經(jīng)驗頻率及統(tǒng)計參數(shù)的計算 年份 來水流量 xi 序號 按大小排列的 xi 模比系數(shù) ki1 (ki1)2 (ki)3 p=m/(n+1) m3/s m3/s ki （ %） ` 1 1971 2 1972 3 1973 4 1974 5 1975 6 1976 7 1977 8 1978 9 7 續(xù)表 22 資料 經(jīng)驗頻率及統(tǒng)計參數(shù)的計算 年份 來水流量 xi 序號 按大小排列的 xi 模比系數(shù) ki1 (ki1)2 (ki)3 p=m/(n+1) m3/s m3/s ki （ %） 1979 10 1980 11 1981 12 1982 13 1983 14 1984 15 1985 16 1986 17 1987 18 1988 19 1989 20 1990 21 1991 22 1992 23 1993 24 1994 25 1995 26 1996 27 1997 28 1998 29 1999 30 2020 31 2020 32 2020 33 2020 34 2020 35 總計 8 圖 21 T 河哈地坡站月來水流量頻率曲線 4) 設(shè)計典型年的選擇及設(shè)計 ①典型年選擇的原則為： a：選擇年徑流量接近與設(shè)計年徑流量的代表年徑流過程線 b：選擇對工程較不利的年徑流過程線 ② P=75%的設(shè)計典型年的選擇，由圖 21查的 Q= m3/s，與 Q= m3/s 相近的年份，由表 21查 得，如下： 1981 年 ： Q= m3/s ； 1987 年 ： Q= m3/s； 1988 年 ： Q= m3/s 由于 H農(nóng)場地面水資源主要來自頭屯河，但是河水量年內(nèi)分布不均勻，與農(nóng)業(yè)用水矛盾很大，特別是春季缺水嚴(yán)重，從作物灌溉制度可知： 灌區(qū)作物在 4月到 9 月有用水要求，在選擇典型年時，考慮 4月到 9 月的月平均流量。分別計算 1981 年、 1987 年和 1988 年的 4 月到 9月份的各月的平均流量，計算結(jié)果見表 24 表 24 年枯水各月份平均流量計算表 單位 ： （ m3/s）（ p=75%） 年份 1981 1987 1988 49 月的來水總流量 Q m3/s\ 9 從表 24中可以看出， 1981 年和 1987年 4月到 9月的來水總流量基本相近，從表 22中可以看出 1987 年的年平均流量比 1981 年的年平均流量小，因此選擇1987 年作為對應(yīng)頻率的典型年，此時需要將 1987 年各月徑流過程進行分配： 修正系數(shù)： k= Q 年，設(shè) /Q 年，典 查圖 21： Q 年，設(shè) （ p=75%） = m3/s Q 年，典 （ p=75%） = m3/s 帶入修正系數(shù)公式： k（ p=75%） =，流量修正見表 25。 表 25 T 河哈地坡站代表年徑流年內(nèi)分配表（ p=75%） 流量 月份 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 合計 Q代 （ m3/s） Q代來 （萬 m3） K Q設(shè)代來 （萬 m3） (備注： Q 代 ：代表年平均流量； Q 代來 ：代表年來水量； Q 設(shè)代來 ：設(shè)計代表年來水量 ) 灌區(qū)土壤及水文地質(zhì) 該灌區(qū)土壤類型有灰漠土，草甸土，鹽土和堿土四大類九個土種。土層一般東部和南部較薄，大約 1～ 2m 厚。西部、北部較厚，大約 2～ 10m 厚。土質(zhì)由南向北為中壤，重土壤至重粉質(zhì)壤土，其物理性質(zhì)見附表。 土壤有機質(zhì)含量在 2％以上的土地占全場耕地面積的 25％，在 1％～ 2％的土地占 67％，有機質(zhì)在 1％一下的占 8％。在過境公路以北 的范圍內(nèi)，土壤含鹽量逐漸加重，其含鹽總 量大于 ％，已超過了各種作物最大限度耐鹽量，同時地下水位平均埋深小于 3m，在灌溉季節(jié)可上升至 左右。地下水礦化度在 2~4g/l 之間，且地下水徑流條件差，故急需采用農(nóng)田排水措施。據(jù)測定，該地區(qū)排水模數(shù)為 ；地下水臨界深度取 ~。 材料 （ 1）該場西部邊界 T河床灘地上有豐富的沙礫料，（卵石直徑為 20~30cm），這為灌區(qū)渠道及其他建筑物修建提供了良好的建筑材料。 （ 2）場內(nèi)干渠進水口底版高程應(yīng)與河?xùn)|干渠渠底底版高程同高，即為 。 （ 3）該場的地面水水費為 /m3，地下水水費為 元 /m3。 10 （ 4） H農(nóng)場地形圖一張（ 1： 10000）。 （ 5）灌區(qū)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)。 ① 新疆是內(nèi)陸干旱灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，沒有灌溉就沒有農(nóng)牧業(yè)。因此，灌溉水在農(nóng)業(yè)產(chǎn)值中占的比重比較大，經(jīng)實地調(diào)查，該區(qū)水利分?jǐn)傁禂?shù)為 。 ② 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)及參數(shù)，如典型年灌區(qū)農(nóng)業(yè)平均畝產(chǎn)值，畝投入（包括種子、肥料、機耕、水費、農(nóng)業(yè)稅、農(nóng)田田間管理等投入），渠系水利用系數(shù)及田間水利用系數(shù)和灌水率等這些指標(biāo)及參數(shù)有些可以通過灌區(qū)調(diào)查獲得，有些可以根據(jù)灌區(qū)