5、水库灌区灌溉用水量计算 基本资料

某灌区需从水库引水，灌溉面积40万亩，种植小麦、棉花等作物，复种指数1.40，各种作物种植面积如下：

冬小麦 18万亩 棉 花 8万亩 春玉米 8万亩 夏玉米 16万亩 其他杂粮 6万亩

中早年各种作物净灌水定额，见表5-1。全灌区灌溉水利用系数豫采用不大于0. 6。

表5-1 中旱年各种作物净灌水定额统计表 作物名称 灌水次数 播前 1 冬小麦 2 3 4 5 播前 1 棉花 2 3 4 灌水时间 9月下旬 11月下旬 3月上旬 4月上旬 4月下旬 5月中旬 3月下旬 4月下旬 5月下旬 6月下旬 7月下旬 净灌水定灌水次作物名称 3额(m/亩) 数 60 60 50 40 45 45 60 40 40 40 40 其他杂粮 夏玉米 春玉米 冬灌 1 2 3 4 1 2 3 4 冬灌 1 2 3 4 灌水时间 12月上旬 5月中旬 6月上旬 6月下旬 7月中旬 6月中旬 7月上旬 7月下旬 8月下旬 12月上旬 4月中旬 5月上旬 6月上旬 6月下旬 净灌水定额(m3/亩) 60 40 40 40 40 50 40 45 45 60 50 40 40 40 要求：用间接推算法，计算全灌区需从水库引取的逐旬毛灌溉用水量及全年毛灌溉用水总量。

6、引水灌区灌水率图的制定 基本资料

(1)某灌区灌溉面积为10万亩，主要种植小麦、棉花、玉米及谷子等旱作物。各种作物的生育期、种植面积的百分比及设计的灌溉制度，见表6-1。

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表6-1 某灌区各种作物的生育期、种植面积的百分比及设计的灌溉制度 作物 （1） 生育期 （2） 种植面积百分比 （3） 灌水次序 （4） 1 2 冬小麦 23/9~l6/5 50 3 4 5 1 玉米 6/6~4/9 50 2 3 1 棉花 21/4~10/11 25 2 3 谷子 25/4~14/8 25 1 2 灌水定额 (m3/亩) （5） 50 50 45 45 45 45 40 35 40 35 35 45 40 修正前 灌水时间（日/月） 起 11/9 21/11 4/3 19/4 7/5 8/6 30/6 1/8 1/5 20/6 22/7 1/5 20/6 止 22/9 2/12 13/3 28/4 16/5 17/6 9/7 10/8 8/5 27/6 31/7 10/5 29/6 （6） （7） 灌水延中间日 续天数 （8） 17/9 27/11 9/3 24/4 12/5 13/6 5/5 6/8 5/5 24/6 27/7 6/5 25/6 （9） 12 12 10 10 10 10 10 10 8 8 10 10 10 85 110 120 235 灌溉定额 (m3/亩) （10）

(2)灌区为有坝取水的自流灌区。根据设计年河流来水分析，渠首能引取的流量，见表6-2。灌溉水利用系数为0.7。

表6-2 设计年渠首能引取的流量 月份 流量(m/s) 31 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0.8 0.8 4.7 5.2 4.8 4.8 7.0 10.0 7.5 6.0 2.4 2.0 要求：编制灌区灌水率图，按经济合理的要求并考虑水源来水流量是否够用进行修正。应完成计算说明书一份，包括修正前、后的灌水率计算表及灌水率图。

7、灌溉取水枢纽型式与位置选择（解题示例） 基本资料

某灌溉区范围如图5-1-1所示。灌区北面靠山，南面临河，地形北高南低，靠近河流断面10处的A点为灌溉区地面最高点。根据灌溉水位控制计算，在A点处的干渠水位为海拔144.0m即可自流控制全灌区。

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灌区水位取自河流。图上所示河流各个断面间的距离皆为1km。该河流在10号断面以上蜿蜒于山区，河道水面比降为1:1000，两岸皆为高山，渠道只能沿河岸边布置，无其它线路可行。在10号断面以下，进入山麓平原，河道水面比降为1:2500。沿河地质条件无大差异，各处皆可选作坝址。

设计年10号断面处河流最小流量和灌区逐月用水量，见表7-1。

表7-1 河流来水流量和灌区用水量表 月份 河流最小流量 灌区用水流量 1 0 2 0 3 12 4 15 5 15 6 28 7 23 0 8 18 0 9 16 10 12 11 12 12 4 0 3.5 13 3.5 4.5 4.5 4.5 4.5 2.0 1.5

在10号断面处，当河流流量为l2m3/s时，水位高程为海拔141.0m。

根据灌区土质及水源含沙情况，干渠比降选在1:2000至1:10000范围内渠床皆不发生冲刷和淤积现象。

要求：根据上述资料，在流量分析及水位分析的基础上，选择渠首位置及型式，计算A点以上干渠的长度。如选择有坝取水方式，要求确定拦河坝的壅水高度；如选择抽水取水方式，要求确定抽水扬程。于渠渠首进水闸的水头损失可按0.2m计算，干渠沿线可按无交叉建筑物考虑，不计集中的水位落差。此题为粗略计算，不要求考虑其他细节。 解：

1．流量分析

根据本题所给出的“设计年灌区逐月用水量及10号断面处河流最小流量值，已知河流各月的最小流量皆大于灌区用水流量。因此，不需对河流流量进行调节即可满足灌溉用水要求，故排除了选择有库取水枢纽的必要性。 2．水位分析

在灌溉季节河流最小流量为l2m3/s时，10号断面处河流的水位高程为141.0m，在1~10号断面间河流比降为1/1000，据此可推算出各断面处的水位高程，见表7-2。 表7-2 河流水位高程推算表（10号断面以上） 断面号 水位(m) 1 150 2 149 3 148 4 147 5 146 6 145 7 144 8 143 9 142 10 141

10号断面以下河流比降为1/2500，据此可推算出10～13号断面处的水位高程，见表7-3。 表7-3 河流水位高程推算表（10号断可以下） 断面标号 10 11 12 13 水位(m) 141.0 140.6 140.2 138.2

由表中看出在10号断面以下，不宜选作渠首位置。

灌区最高点为A，在A处于渠水位为海拔144m时才能自流灌溉全灌区。初选引水干渠比降为1/2000、1/5000、1/8000及1/10000四个方案。引水干渠终点为A，沿河道布置。如渠首选在10号断面上游，则可按干渠要求推算出1~10号断面处的水位高程，见表7-4。

表7-4 各断面处于渠要求的水位 （单位：m） 干渠比降 1/2000 1/5000 1/8000 1/10000

断面号 1 148.5 145.8 145.1 144.0 2 148.0 145.6 145.0 144.8 3 147.5 145.4 144.9 144.7 4 147.0 145.2 144.8 144.6 5 146.5 145.0 144.6 144.5 6 146.0 144.8 144.5 144.5 7 145.5 144.6 144.4 144.3 8 145.0 144.4 144.2 144.2 9 144.5 144.2 144.1 144.1 10 144.0 144.0 144.0 144.0 11

3．渠首位置与型式选择

(1)无坝取水枢纽：从河床地形来看，在于渠沿河而行的左岸，便于利用横向环流作用以取水防沙，可以选作无坝取水枢纽位置的凹岸，但只有3、4、6、8、10号断面可选用，其他皆不适宜。

从水位控制来看，只有在河流水位高于干渠要求水位之处才有可能选作渠首位置。现考虑渠首进水闸水头损失为0.2m，如干渠比降为1/2000，则渠首位置必须选在3号断面处，如干渠比降为1/5000，1/8000及1/10000三种方案，则渠首位置可选在6号断面处。 现将无坝取水枢纽的几种方案综合列入表7-5中。

表7-5 无坝取水枢纽方案比较表 方案号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 渠首断面 3号断面 6号断面 6号断面 6号断面 干渠比降 1/2000 1/5000 1/8000 1/10000 干渠长度 7000 4000 4000 4000 河流水位 (m) 148 145 145 145 干渠水位 干渠要求的河(m) 流水位(m) 147.5 144.8 144.5 144.4 147.7 145.0 144.7 144.6

可以看出，如渠首位于6号断面，干渠比降为1/5000较为经济。

(2)有坝取水枢纽：10号断面以上河流蜿蜒于山区，各断面处皆可作为拦河壅水坝址，10号以丁断面则不适宜。

河流的左岸为凹岸，便于利用横向环流作用引水防沙，在此岸适宜的坝址有3、4、6、8、10号断面处，而各断面的取水条件则存在较大差异。其中3号断面处无论干渠比降如何，皆不需筑坝即可自流引水；在4、6号断面处，只有干渠比降为1/2000时才需筑坝；在8号断面处，无论干渠比降如何，皆需筑坝壅高水位后才能自流引水；在10号断面处，不需修建引水干渠，但需筑坝将河水壅高3. 2m后才能自流引水。各方案数据，见表7-6。

表7-5 无坝取水枢纽方案比较表 方案号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 渠首断面 4号断面 6号断面 8号断面 8号断面 8号断面 8号断面 10号断面 干渠比降 1/2000 1/2000 1/2000 1/5000 1/8000 1/10000 干渠长度 6000 4000 2000 2000 2000 2000 0 河流水位 (m) 147 145 143 143 143 143 141 干渠水位 要求拦河坝抬(m) 高的水位(m) 147 146 145 144.4 144.25 144.2 144.0 0.2 1.2 2.2 1.6 1.45 1.4 3.2

（3）扬水取水枢纽：在4、6、8、10各断面处作为抽水取水枢纽位置时，抽水扬程与有

坝取水枢纽拦河坝壅水高度楣同，引水干渠长度亦然。在10号断面以下各处，虽然都可选做抽水枢纽位置，但越往下游河水水位越低，渠道要求的水位越高，抽水扬程越大，干渠越长，且需填方越多。故在10号断面以下，越往下游兴建扬水站的可能性就越小。

8、灌溉取水枢纽位置的选择

基本资料：基本资料同[习题5-1]，与其不同的有以下几点：在10号断面以上，河流比降为1/500 ；在7号断面处一险滩，水位集中降落1.5m；灌区最高点为A，在A处当干渠水位为

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