灌溉排水工程习题集

一、 问答题：

1、 今后世界灌溉发展的趋势是什么？ 2、灌溉和排水工程的任务是什么？

3、作物全生育期中的需水的一般规律是什么？ 4、影响作物需水量的因素有哪些？ 5、拟定旱作物灌溉制度需哪些基本资料？ 6、渠系在输水过程中，渠道渗漏有什么危害？ 7、砌石防渗的特点是什么？适合哪种渠道？ 8、混凝土衬砌的优缺点？ 9、膜料防渗的优点？

10、选择渠道防渗类型时，要考虑哪些要求？ 11、什么叫渍害？如何使作物免受渍害？ 12、扩大灌溉水源的措施有哪些？ 13、无坝引水有何优缺点？

二、填空题

1、“十二五”期间预计新增农田有效灌溉面积 万亩，农田灌溉水有效利用系数将提高到 以上。

2、稻田节水有多种途径，有工程节水技术，如 、 、 等；也有非工程的节水技术，如 ， 及 等等。

3、 自然界的土壤结构多种多样，一般按结构体的形状和大小进行分类。常见的有 和 、 和 、片状和板状以及团粒状等结构体类型。

4、当土壤含水量小到一定程度，土壤持水力与作物的吸水力接近相等时(1.5 MPa)，作物即不

能从土壤中吸收水分，即使再灌水，也不能使作物恢复生命活动，此时的土壤含水率称为 。

5、当悬着毛管水达最大值时的土壤含水率叫 ，是土壤的最大持水率，常将此作

为旱田土壤有效水分的上限，同时也是农田灌溉的上限指标。

6、农田水分存在三种基本形式，即 、 和 ，而 是与作物生长

关系最密切的水分存在形式。

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7、土壤水按其形态不同可分为 、 、 和 等。 8、作物的需水量包括 和 ，所以需水量也称为腾发量。

9、幼苗期和接近成熟期日需水量 （多 少），而发育中期日需水量最 （多 少），生

长后期需水量逐渐 （增加 减少）。

10、最大的时期称为作物需水高峰期，大多出现在作物生育旺盛、蒸腾强度大期，这一时期称为 或需水关键期。

11、稻田（本田期）耗水包括三部分： 、 及 。

12、灌溉制度的主要内容包括作物播前（或水稻插秧前）及全生育期内各次灌水的 、 、 和 。

13、在水源一定的条件下，灌溉设计保证率定得高，灌溉用水量得到保证的年数多，灌区作物因缺水而造成的损失小，但可发展的灌溉面积 （大或小），水资源利用程度 （高或低）。

14、《灌溉与排水工程设计规范》GB50288-99规定：以抗旱天数为标准设计灌溉工程时，单季稻灌区可用 ，双季稻灌区可用 。

15、以地表水为灌溉水源时，按水源条件与灌区的相对位置有 、 、 及蓄引提结合灌溉等几种。

16、无坝引水取水口位置应布置在 ，以便利用弯道横向环流的作用，使主流靠近取水口，以引取表层清水，防止泥沙淤积取水口和进入渠道。

17、有坝引水枢纽主要由 、 、 及防洪堤等建筑物组成。 18、用 （指标）反映渠系渗漏情况。

19、渠道衬砌防渗按其所用材料的不同，一般分为 、 、 、 、 及 等。 20、土料防渗包括 、 、 等。 21、沥青防渗材料主要有 、 、 等。

22、一个先进而合理的灌水技术应该满足以下几个方面的要求： 、 、 、 。

23、灌水技术通常可以分 、 、 。

24、根据灌溉水渗入土壤的方式，地面灌溉可分 、 、 、 。 25、作物的 和 是农田排水规划的重要依据，农田排水工程必须在规定时间内，排除一定标准的暴雨所产生的地表径流，使作物淹水深度、淹水时间控制在允许的范围内，不影响其正常生长。

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26、除涝设计标准包含降雨量大小和排水时间长短两方面的内容，一般有三种表示方法： ； ； 。常用 表示。 27、防渍排水工程应满足农作物全生育期要求的 为工程控制标准。

28、防治盐碱就必须控制地下水位，生产实践中常用 作为预测、防止和治理盐碱地的依据，将不致引起土壤盐碱化的地下水埋深称为 。 29、防治盐碱化通常应以 为工程设计标准。（6）

30、按排水时水流流动的方向，田间排水可分为 和 两大类。其中水平排水又分为 和 两种，两者各有其特点，使用广泛。

三、名词解释

1、吸湿水（2） 2、吸湿系数（2） 3、膜状水（2） 4、毛管水（2） 5、重力水（2） 6、田间持水率（2） 7、永久凋萎系数（2） 8、初期凋萎系数（2） 9、需水模系数（2） 10、参照作物需水量（2） 11、作物需水临界期（2） 12、灌溉制度（2） 13、灌水定额（2） 14、灌溉定额（2） 15、泡田定额（2） 16、有效降雨量（2） 17、灌溉设计保证率（3） 18、抗旱天数（3） 19、除涝设计标准（6）

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四、 计算题

1、用“以水面蒸发为参数的需水量系数法”求水稻耗水量。

资料：

（1）根据某地气象站观测资料，设计年4月至8月80cm口径蒸发皿蒸发量的观测资料见表1-1。

（2）水稻各生育阶段的需水系数值及日渗漏量，见表1-2。 要求：计算该地区水稻各生育阶段及全生育期的耗水量。

表1-1 蒸发量（E0） 月份 E0(mm) 4 182.6 5 145.7 6 178.5 7 198.8 8 201.5 表1-2 水稻各生育阶段的需水系数值及日渗漏量 生育期 起止日期（月，日） 天数t (d) 阶段作物系数α 日渗漏量 (mm/d) 返青 4.26~ 5.3 8 0.784 1.5 分蘖 5.4~ 5.28 25 1.06 1.2 拔节孕穗 5.29~ 6.15 18 1.341 1.0 抽穗开花 6.16~ 6.30 15 1.178 1.0 乳熟 7.1~ 7.10 10 1.06 0.8 黄熟 7.11~ 7.19 9 1.133 0.8 全生育期 4.26~ 7.19 85

2、 南方湿润地区早稻灌溉制度设计。

设计所需基本资料见表2-1~2-4。要求：设计该地区早稻灌溉制度，计算表见2-5。 表2-1 早稻逐日耗水量计算表

生育期 起止日期（月，日） 天数t (d) 阶段需水量ET (mm) 田间允许水层深(mm) 渗漏强度(mm/d) 返青 4.25~ 5.4 10 31.3 10~30~50 1.8 分蘖前 5.5~ 5.14 10 35.8 10~40~80 1.5 分蘖末 5.15~ 6.1 18 71.6 10~40~80 1.5 拔节孕穗 6.2~ 6.16 15 107.4 20~50~80 1.3 抽穗开花 6.17~ 6.26 10 98.5 20~50~80 1.3 乳熟 6.27~ 7.6 10 62.7 10~40~50 1.1 黄熟 7.7~ 7.14 8 40.3 湿润 1.4 全生育期 4.25~ 7.14 81 447.6

表2-2 降雨量表(mm) 日期 降雨量 日期 降雨量 4.30 5.4 4.0 6.9 6.2 4.5 5.5 5.7 5.8 5.12 0.5 5.13 7.1 6.23 5.16 5.17 5.18 5.19 5.20 1.0 5.21 8.3 7.5 4.2 5.26 0.7 7.6 0.9 0.5 10.9 0.5 6.16 6.6 3.1 46.4 54.0 9.9 6.25 6.28 0.8 6.29 6.10 6.15 0.1 0.3 6.18 6.19 6.30 7.4 0.1 0.7 37.9 0.3 0.6 12.9 6.5

表2-3 蒸发量（E0） 月份 E0(mm)

4 192.2 5 154.5 6 189.5 7 175 8 219.0 4

表2-4 早稻逐日耗水量计算表

生育期 起止日期（月，日） 天数t (d) 阶段需水量ET (mm) 田间允许水层深(mm) 渗漏强度(mm/d) 阶段渗漏量F(mm) 阶段耗水量ET′(mm) 平均日耗水量ET′(mm) 返青 4.25~ 5.4 10 31.3 10~30~50 1.8 分蘖前 5.5~ 5.14 10 35.8 10~40~80 1.5 分蘖末 5.15~ 6.1 18 71.6 10~40~80 1.5 拔节孕穗 6.2~ 6.16 15 107.4 20~50~80 1.3 抽穗开花 6.17~ 6.26 10 98.5 20~50~80 1.3 乳熟 6.27~ 7.6 10 62.7 10~40~50 1.1 黄熟 7.7~ 7.14 8 40.3 湿润 1.4 全生育期 4.25~ 7.14 81 447.6

3、 冬小麦播前灌水定额计算

播前灌水的目的是使土壤在播种时的含水率适于发芽需要，并供给苗期蒸发蒸腾的需水；同时使最大计划湿润层内储存足够的水分，以便在作物根系深扎后使用。 基本资料

(1)土壤最大计划湿润层H=0.8m。 (2)H深度内土壤平均容重γ=1.3t/m3。

(3)土壤田间持水率ωmax=35.0（占土体的百分比）。 (4)播前土壤天然含水率ω0=26.0（占土体的百分比）。 要求：计算播前灌水定额。

4、用水量平衡方程式估算冬小麦全生育期的灌溉定额

基本资料

某灌区冬小麦全生育期田间需水量ET=380m3/亩，设计降雨量P=150mm，降雨有效利用系数σ=0.8，全生育期地下水补给量WK=30m3/亩。生育初期土壤计划湿润层的深度取0.3m，生育后期取0.8m。土壤平均容重γ=1.3t/m3，田间持水率ω田=35（占土体的百分比）。在冬小麦播前进行灌溉，灌后使土壤最大计划湿润层范围内的含水率皆达到田间持水率，收割时可使土壤含水率降至田间持水率的80%。

要求：用水量平衡法估算冬小麦全生育期的灌溉定额M。

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表2-5 某灌区中旱年早稻生育期灌溉制度计算表 单位：mm 日期 逐日耗逐日降雨淹灌水层月 日 生育期 设计淹灌水层 h排水量 min hmax h灌水量 p 水量 量 变化 （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） 24 10 25 26 4 27 28 返青期 10 30 50 29 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 分蘖前 10 40 80 11 12 13 14 15 5 16 17 18 19 20 21 22 23 24 分蘖末 10 40 80 25 26 27 28 29 30 31 1 6 2 拔节孕穗 20 50 80 6

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 抽穗开 23 花 20 50 80 24 25 26 27 28 29 30 1 2 乳熟 10 40 50 3 4 5 6 7 7 8 9 10 11 黄熟 落干 12 13 14 7

补充1、 旱作物灌溉制度设计。

基本资料：某灌区种植冬小麦。 1．土壤

灌区内土壤大部为中壤土，经测定：灌区土壤0～80cm平均容重1.51t/m3，空隙率41. 3%（占土体的%），田间持水率为空隙体积的75%。

2．冬小麦各生育阶段计划湿润层深度及需水模系数

表1 冬小麦各生育阶段计划湿润层深度及需水模系数 计划湿润层深需水模系数的生育阶段 起止日期 度(m) 累计值（5） 分蘖期 越冬期 返青期 拔节期 抽穗开花期 乳熟期 黄熟期 幼苗期 10.1~11.5 11.6~12.5 12.6~3.1 3.2~4.10 4.11~5.1 5.2~5.17 5.18~6.4 6.5~6.16 0.6 0.6 0.6 0.6~0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 3.5 11.0 14.0 24.0 55.0 68.0 86.0 100.0

3．典型年（中早年）冬小麦灌溉制度设计资料。冬小麦生育期从10月1日至次年6月16日。根据试验资料分析，当冬小麦计划产量为300kg/亩时，相应的需水系数K=1.0m3/kg。各生育阶段计划湿润层及需水模系数如表设1-1。

土壤适宜含水率上限为田间持水率，下限为田间持水率的60%，播前灌（9月24日）以前天然土壤含水率为48%（占空隙体积%）。由于计划湿润层增加而增加的土体，其土壤含水量按田间持水率的90%计。

设计降雨保证率采用75%，经分析设计年小麦生育期逐句有效降雨量如表2。

表2 典型年（中旱年）冬小麦生育期逐旬有效降雨量 (单位：mm) 月份 上旬 中旬 下旬 10 11 0.5 12 16.5 1 1.32 2 4.5 3 22.5 4 25.0 5 31.5 6 13.6 24.0 地下水利用量从偏于安全考虑，可以忽略不计。 在进行播前灌的情况下，播种时土壤含水率按田间持水率的90%计。 4．灌水率设计资料

各次灌水的灌水延续时间大致如下：播前灌10～20昼夜，拔节后灌水10～15昼夜。

要求：设计该地区冬小麦灌溉制度

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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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海拔146.3m时，才能自流灌溉全灌区。

要求：取干渠比降为1/1000，渠首进水闸过闸水头损失为0.2m，采用无坝取水枢纽时，试分析渠首位置宜选在何处。

9、无坝取水渠首工程的水力计算 基本资料

某灌区，采用无坝引水渠首工程自河流引水灌溉农田，设计引水流量Q引=32m3/s。渠首处渠道要求水位为53.82m，渠底高程为51.57m，河流临界期最低水位54.5m，相应流量130.0m3/s。

渠首处河底高程为51.0m，河流水位~流量关系曲线如图5-3-1所示。当河流流量为l00m3/s左右时，河流流速为1.1m/s。 要求

确定取水闸闸前水位及闸孔尺寸。

图5-3-1河流水位～流量关系曲线

（横坐标流量0~200m3/s，纵坐标水位51~56m）

10、有坝取水渠首工程的水力计算 基本资料

某灌区设计灌溉用水流量35.5m3/s，为了满足自流灌溉，要求干渠渠首闸后水位为48.6m。选择灌溉水源河流流量充足，灌溉季节河流最小流量亦大于35.5m3/s。但河流水位较低，不能满足灌溉工程对水源的水位要求，为此，需筑拦河坝来抬高水位。坝址处河床底宽100m，高程42.0m，上口宽150m，两岸地面高程52.0m，为梯形断面。汛期河流设计泄洪量600rn3/s。（按软弱土基考虑）

要求：(1)确定拦河坝溢流坝段的坝顶高程及坝高； (2)确定拦河坝非溢流坝段的坝顶高程及坝高； (3)确定溢流坝段及非溢流坝段的坝长。

11、渠道水利用系数与渠系水利用系数的计算

基本资料

某渠系仅由两级渠道组成。上级渠道长3.0km。自渠尾分出两条下级渠道，皆长1.5km。下级渠道的净流量为Q下净=0.3m3/s。渠道沿线的土壤透水性较强(A=3.4，m=0.5)，地下水埋深为5.5m。

要求：(1)计算下级渠道的毛流量及渠道水利用系数， (2)计算上级渠道的毛流量及渠系水利用系数。

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12、续灌渠道流量的推算

基本资料：某干渠下有3条支渠皆实行续灌，如图下所示。干渠OA段长2.5km，AB段长2.0km，BC段长1.5km。支一毛流量为3.0m3/s，支二毛流量为2.5 m3/s，支三毛流量为2.5m3/s。干渠沿线土壤透水性中等（A=1.9，m=0.4），地下水埋深介于2.0～2.5m之间。

要求：计算干渠各段的设计（毛）流量。

13、灌溉渠道工作制度的拟定

基本资料：某斗渠控制4条农渠，各农渠控制的灌溉面积分别为ω农1=200亩，ω农2=250亩，ω农3=150亩。该斗渠某次灌水的田间净流量为Q斗田净=0.06m3/s，灌水延续时间为9d。

要求：拟定该斗渠及所属各农渠可能采用的各种工作制度，算出每条农渠的田间净流量与灌水时间。

表13-1 农渠不同工作制度时各渠放水流量与放水时间 农 渠 号 1 2 3 4 续灌时流量(m3/s) 0.0133 0.0166 0.02 0.01 逐一轮灌情况下的工作时间(d) 2 2.5 3 1.5 流量(m3/s) 0.0266 0.0333 0.04 0.02 分二组轮灌时 工作时间(d) 4.5 4.5 4.5 4.5

14、灌溉渠道系统的流量推算

基本资料

某灌区渠系组成如图6-6-1所示。灌区面积2.91万亩，自水库取水，水源充足。干渠全长10. 4km。在桩号8+400，8+800及10+400处分别为第一、第二和第三支渠的分水口，第一支渠与第三支渠的渠系布置型式、渠道长度、控制面积大小完全相同。

第二支渠所属一歪五斗斗渠渠系布置型式、渠道长度、控制面积大小完全相同，仅二支六斗的斗渠渠系与之不同。各条渠道的长度与控制面积如表14-1所示。

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表14-1 各级渠道的长度与控制面积 渠道名称 一支 一支一斗 一支二斗 一支三斗 所属各农渠 二支 二支一斗 渠道长度(m) 2000 1500 1500 1500 1000 3000 1050 控制面积（亩） 9000 3000 3000 3000 750 11100 1680 渠道名称 二支二斗 二支三斗 二支四斗 二支五斗 所属各农渠 二支六斗 所属各农渠 渠道长度(m) 1050 1050 1050 1050 300 1500 900 控制面积（亩） 1680 1680 1680 1680 420 2700 675

图14-1 渠系组成示意图

第二支渠全长3.0km，二支一斗及二支二斗在1. 4km处分水；二支三斗及二支四斗在2. 2km处分水；二支五斗及二支六斗在3.0km处分水。

灌区土壤透水性中等(A=1.9，m=0.4)，地下水埋深大于5m。 田区的设计灌水率值为0.35m3/（s万亩），灌水延续时间为15d。田间水利用系数采用η田=0. 95。

要求：制定各级渠道的工作制度；推求支以下各级渠道及干渠各段的设计流量；计算各支渠的灌溉水利用系数及全灌区的灌溉水利用系数。

提示： (1)第一支渠及第三支渠渠系布置型式、各级渠道长度及控制面积大小完全相同，故二者采用相同的工作制度。只计算其中之一即可。

(2)第一及第三支渠及其所属斗、农渠与第二支渠一斗至四斗，同级渠道的控制面积相等，在分配放水时间或放水流量时，可平均分配；但在二支五斗及六斗间则不能平均分配，如在此二斗间进行流量分配时，则应按其所控制的面积比进行分配。

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15、土质渠床渠道断面的水力计算

基本资料

某渠道设计流量Q=3.0m3/s。灌溉水源取自河流。该河在灌溉季节水流含沙量p=0.5kg/m3，泥沙为极细的砂质粘土；加权平均沉降速度为ω=2mm。渠道沿线土壤为重粘壤土，地面坡度为1：2500左右。渠道按良好的质量施工及良好的养护状况设计。

要求

设计渠道的断面尺寸。

16、护面渠床渠道断面的水力计算

基本资料

某山麓平原，地面坡度较大，在1: 500左右，拟兴建一灌溉系统。其中某支渠设计流量为：Q=1.5m3/s，拟采用较光滑的混凝土护面，边坡系数采用m=0.75。

要求

按照尽量节约混凝土用量设计渠道的断面尺寸。

17、灌溉渠道纵横断面设计

基本资料

某灌区渠系布置情况如图17-1所示。 干渠全长14.2km，下分4条支渠。干渠各段的正常流量，最小流量和加大流量均已确定，列于表17-1中；干渠沿线土壤性质属中粘壤土，土壤干容重1. 6t/m3，透水中等。

干渠沿线地面高程列于表17-2中。 干渠沿线的水工建筑物有：

在6+350至6+650处布置倒虹吸一座，长达300m，预计通过倒虹吸的水头落差为0.65m。

表17-1 干渠各段设计流量表 桩 号 设计流量 (m3/s) 起 止 正常 最小 加大 0+000 3+000 5.13 3.13 6.15 3+000 9+000 4.53 2.77 5.44 9+000 14+200 2.57 1.58 3.80

表17-2 干渠沿线地面高程测量记录 桩号 高程(m) 桩号 高程(m) 桩号 高程(m) 桩号 高程(m) 0+000 97.5 6+000 93.2 7+000 92.8 12+000 90.7 1+000 95.0 6+350 93.0 8+000 92.0 13+000 90.6 2+000 94.5 6+420 91.0 9+000 91.6 14+000 90.4 3+000 94.0 6+520 91.0 10+000 91.5 4+000 93.5 6+650 92.0 10+400 91.0 5+000 93.2 6+9550 93.0 11+000 91.0

在3+ 000，9+000及14+200处各布置公路桥1座。

在3+000及9+000处各设分水闸及节制闸1座，分别向一、二支渠配水。在14+200处布置两座分水闸，向三、四支渠配水。根据各支渠控制范围内地面高程参考点算得一、二、

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三、四备支渠渠首要求的控制水位高程依次为：93.9m、91.3m、90.0m、90.0m。

河流水源情况：

河流在A处的来水流量超过干渠需要引取的流量，灌溉季节最低水位为95. 5m，含沙量ρ=l. 2kg/m3，泥沙加权平均沉速ω=2mm/s。

图6 -10-1 某灌区渠系布置示意图

要求：根据上述资料，设计出于渠的纵横断面，并绘出纵横断面图。

提示：如进行干渠纵横断面设计的工作量太大，教学安排的时间不够，亦可给出下列断面尺寸（见表17-3）作参考，只绘制纵、横断面图。

表17-3 干渠各段断面尺寸参考表 起止桩号 纵坡 i 糙率 n 宽深比 水深Δh(m) 底宽 堤顶超堤顶宽(m) 正常 最小 加大 高h(m) d (m) 5 4.5 3 1.25 0.93 1.22 0.91 1.00 0.75 1.36 1.35 1.09 0.5 0.5 0.5 1.5 1.5 1.5

0+1000至3+1000 1/4000 0.0225 3.5 3+1000至9 +1000 1/4000 0.0225 3.38 9 +1000至14+200 1/3000 0.0225 2.8

18、用最大排模经验公式计算排水河道的设计流量 基本资料

某排水河道位于低洼易涝平原区，流域面积200km2，该地区5年一遇设计1日暴雨的点雨量为105mm。根据水文分析该地区设计最大排模经验公式为：

qmax=0.022R1.0F-0.267m3/(s. km2)

要求：计算5年一遇的最大排水模数及排水河道的设计流量。

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提示：从设计降雨量求设计径流深，可参考附录的有关资料来计算。

附录 从设计降雨量求设计径流深

从设计降雨量P中扣除损失后得径流深R，其计算方法有很多种，最简单的是径流系数法，即R=aP。这里介绍一种方法，其步骤是首先从设计点雨量求出面雨量，然后求出前期影响雨量Pa，最后根据(P+Pa)～R的关系找出径流深。此外，还有更复杂的方法。不论哪种方法，即使是最简单的径流系数法中的径流系数a值，也是根据当地实测资料分析计算出来的，当然也只能适用于当地和条件相似地区。这里从教学出发介绍的一种方法，未限定属于哪种地区，目的是使学生熟悉其方法步骤，便于解算习题，不宜于在生产中使用。

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平原地区由点雨量推求径流深的通用方法 1．设计面雨量的确定

对于小流域面积，可用单站设计点雨量乘以折算系数，即得设计面雨量。点面关系折算系数如表9-2-1所示。亦可查图9-2-1中的曲线来确定。

表9-2-1 占面关系折算系数表 面积( km2) 100 300 500 1000 折算系数 2．前期影响雨量的确定

由于前期影响雨量Pa的影响因素比较复杂，故目前尚缺乏较完善的办法，有些地区使用的办法有：

（1）用设计雨量加成法求Pa：

Pa=δP，mm

式中 Pa——前期影响雨量(mm)； P——设计雨量(mm)；

δ——加成系数，对于3日暴雨可取0.30。 （2）参阅根据某些研究成果制定的图表求Pa：

表9-2-2及图9-2-2即为某地区根据实测资料制定的面积与Pa关系。在设计中已知排水面积便可从表9-2-2或图9-2-2中找出相应的Pa值来。

表9-2-2 面积F与前期影响雨量Pa关系 2100 300 500 1000 1500 3000 5000 10000 面积F( km) 前期影响雨量Pa (mm) 49.8 49.3 48.8 47.8 47.0 45.3 44.1 43.0 1 0.985 0.976 0.957

3．设计径流深的确定

由设计面雨量加设计前期影响雨量，查(P+Pa)～R关系曲线，即可得设计径流深。图9-2-3即为(P+Pa)～R关系曲线之一种，许多地区的水利部门都曾根据当地实测的水文资料，研究制定了类似的曲线使用。

19、用平均排除法计算水网圩区抽水站的排水流量

基本资料：南方某水网圩区，地势低洼，易生渍涝。该区总面积80 km2，其中旱地（包括村庄、道路占地）为20 km2，水田为56 km2，湖泊及河流水面面积为4k km2。据观测旱地径流系数为0.5，水田允许滞蓄水深为30mm，水田日腾发量4mm，水田日平均渗漏量1mm/d。湖泊及河流的平均滞涝水深为1.0m。

现拟建设一排涝抽水站，按10年一遇的1日暴雨200mm，用平均排除法在2天内排完的标准进行设计。

要求：计算排涝抽水站的排水流量。

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20、排水沟道系统设计流量的推算 基本资料

某平原易涝地区，面积l80km2，地面坡度在1:2500～1:3500之间，地下水埋深约2.5m，土壤以壤土为主，间有粘壤土，由于天然排水不畅，易因暴雨而成灾。现拟开发该地区为高产粮棉基地，经规划在该地区修建系统的排水网，布置了干沟1条，支沟5条，如图9-4-1所示。各支沟汇入干沟的位置分别在A、B、C处，各支沟控制的排水面积如图示。

图9-4-1排水系统示意图

根据该地区水文气象资料分析，夏秋季节10年一遇最大1日暴雨量P =128mm。 根据作物耐淹试验资料，确定排除地面水的时间不超过2d。该地区最大排模经验公式为：

0.92-0.3332

qmax=0.032RFm/(s. km)

该地区的径流系数约在0.28～0.30之间。 要求

(1)分析在推求设计排水流量时，控制不同面积的排水沟（各支沟及干沟各段）应采用哪一个排模来计算？

(2)推求各支沟及干沟AB段、BC段及C点以下段的设计排水流量。 提示

本习题的目的，是让学生选择在什么样的情况下用最大排模qmax（因排水面积大小而不同）计算排水沟的设计流量，在什么样的情况下用平均排摸q。。（不因排水面积大小而变）计算排水沟的设计流量。因此应首先计算并绘制qmax与F的关系曲线，并与g。。相比，确定上述两种情况的分界点。

对于从设计降雨量求设计径流深，可以用[习题9-2]附录中介绍的方法推求，亦可以选择一个径流系数，直接计算径流深。

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