毕业设计书(农业水利专业).doc
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华北水利水电学院2011年本科毕业设计
华北水利水电学院
毕业设计任务书
设计题目：
纸坊灌区灌排工程规划设计
专业：
农业水利工程
班级：
农水2007014
姓名：
王珮
指导教师：
刘增进
设计期限：
2011年2月21日开始
2011年5月23日结束
农业水利教研室
2011年2月
一、毕业设计的目的
我国是一个水资源贫乏的国家，人均占有量仅为世界人均占有量的1/4，列世界第109位，现已被列为世界上13个严重贫水国家之一。
农业作为用水大户，我国在农业水资源利用中，一方面资源短缺，另一方面，水资源浪费现象又十分严重。
加上工业用水和城市生活用水随着经济的发展和人口的增长不断挤占农业用水，灌溉水资源供需矛盾将日益严重。
因此，通过工程手段和管理手段解决农业水资源紧缺问题更显得尤为重要。
发展节水灌溉与己成为现代节水型农业的一项紧要任务，是解决水资源危机的有效途径，是当今建设节水型社会的重要组成部分。
加快节水灌溉科技知识的传播与普及，培养和造就一大批高素质的节水灌溉研究与管理人才是高校的重要任务之一。
毕业设计是学生在校学习期间的最后一个教学环节，目的在于使学生初步学会综合运用所学的基础理论，技术基础和专业知识去解决社会实际问题，也是培养学生从学校走向社会，适应社会技术工作的重要一步。
本次毕业设计要求学生在教师指导下独立完成规定的设计任务。
二、设计要求
本次毕业设计要求学生在教师指导下独立完成规定的设计任务，学生在设计中应养成所使用和列出的数据都有依据的习惯（如根据参考文献、手册、计算和绘图等）；文字说明应力求通顺、确切、扼要和清楚；图表要整洁，能表达设计意图，并能运用AUTOCAD软件绘图。
本灌区为平原灌区，渠系布置和灌排系统较为复杂，渠系建筑物也较多，学生在设计时认真对待，以锻炼和提高自已在这方面的能力。
具体要求如下：
1、设计之前应写出开题报告，文献阅读应在10篇以上，文献综述引用应在5篇以上；
2、应有2000汉字的本专业外文文献翻译；
3、设计计算要求方法先进、依据可靠、数据正确、结果可靠，提供部分或全部计算机计算结果的毕业设计计算说明书；
4、设计图纸应布置合理，符合GB标准，图纸数量折合2张A0号图纸以上，提供计算机绘图图纸；
5、设计说明书要求文字工整、语言通顺、条理清楚、格式规范、内容完整（含封面、目录、中英文摘要（400字）、序言、设计内容、存在问题和需要改进的工作、结论、参考文献、附录等）；
6、严禁抄袭（包括本年级向往届学生成果抄袭）；
7、设计说明书要求总字数在10000字以上。
三、主要设计内容
（一）灌区基本概况
1、灌区简况
2、灌区的自然条件
3、灌区的基础设施
（二）灌区灌排工程规划设计依据
1、灌区灌排工程规划设计原则
2、灌区灌排工程规划设计标准
（三）灌区灌溉制度设计
1、灌溉保证率的选择
2、作物布局设计
3、作物需水量的计算（本设计采用水量平衡法）
4、作物灌溉制度的制定
5、作物灌溉需水量的计算
6、灌区灌溉用水过程
7、灌区的水资源平衡分析
（四）灌区灌溉工程规划设计
1、灌水率的设计；
2、渠系布置方案；
3、灌溉渠道设计流量确定；
4、灌溉渠道纵、横断面设计
5、渠系建筑物规划设计
（五）灌区排水工程规划设计
1、排水工程规划设计标准的确定；
2、排水沟布置方案；
3、排水沟纵、横断面设计；
4、排水沟系统建筑物规划设计
（六）渠系（排水沟系统）建筑物规划设计
1、生产桥设计
2、节制闸、分水闸和退水闸设计
3、渡槽设计
4、泵站工程设计
5、其它（倒虹吸、涵洞、跌水等）构筑物的设计
如果采用低压管道系统则包括进行管道附件（闸阀、给水栓、弯头、三通等）及构筑物设计（镇墩、支墩、井管、退水井等）。
（七）土建工程设计概算
编制分类工程量统计表，结合所给资料编制一项主体土建工程的设计概算。
（八）专业外文文献翻译
作为毕业设计说明书的附录部分。
四、重点研究问题
以上内容，学生任意选做1项。
1、纸坊灌区灌排工程规划设计—引水建筑物设计
2、纸坊灌区灌排工程规划设计—泵站设计
3、纸坊灌区灌排工程规划设计—农桥设计
4、纸坊灌区灌排工程规划设计—渡槽设计
5、纸坊灌区灌排工程规划设计—倒虹吸设计
6、纸坊灌区灌排工程规划设计—跌水和陡坡设计
7、纸坊灌区灌排工程规划设计—节制闸和分水闸设计
8、纸坊灌区灌排工程规划设计—涵洞设计
9、纸坊灌区灌低压管道灌溉工程总体规划设计
10、纸坊灌区灌喷灌工程总体规划设计
11、纸坊灌区机井工程总体规划设计
12、纸坊灌区灌排工程概预算
五、主要技术指标或主要设计参数
纸坊灌区原始资料将以电子文档形式提供给学生。
内容包括：
项目区经济自然概况、多年平均蒸发量资料、典型年逐日降雨量统计数据、土地整理前作物种类及种植面积，以及项目区典型作物生育期划分等。
纸坊灌区位于河南省禹州市西南部岗区，属温带季风气候，气候温和，多年平均气温14.4℃。
灌区涉及禹州市的方山、顺店、文殊、方岗、火龙五个乡镇的38个行政村，灌区总人口7.1万人，其中农业人口4.97万人。
灌区土地面积7.6万亩，耕地面积6.95万亩，设计灌溉面积为5.4万亩，有效灌溉面积为4.5万亩。
灌区地下水资源相对贫乏，属纯渠灌区，灌区西北高、东南底，区内土地肥沃、日照充足、水源可靠，排水条件良好，是禹州市主要的高效农业开发区之一。
灌区主要农作物以小麦为主，小麦种植面积约占耕地面积的70％，早秋作物有旱谷、早红薯，约占耕地面积的20％，晚秋作物有晚玉米、晚红薯、棉花等，约占耕地面积的80％，复种指数为1.7。
六、设计成果
全部设计任务要求在12周内完成，最后要求学生提交下列成果：
1、开题报告和毕业设计任务书（A4打印稿和电子文档）；
2、毕业设计说明书，计算过程以附表形式给出（A4打印稿和电子文档）；
3、相关CAD电子文件和图纸（总体布置图、纵剖面图、单体工程图）。
七、其它
可能用到的参考文献
[1]郭元裕.农田水利学（第三版）.北京:
中国水利水电出版社,2005
[2]李远华,罗金耀.节水灌溉理论与技术（第二版）.武汉：
武汉大学出版社,2003
[3]陈玉民,郭国双,王广兴,等.中国主要作物需水量与灌溉.北京：
水利水电出版社,1995
[4]林益才.水工建筑物.北京：
中国水利水电出版社,2002
[5]吴持恭.水力学.北京:
高等教育出版社,2003
[6]河海大学,大连理工大学,西安理工大学,清华大学,合编.水工钢筋混凝土结构学（第三版）.北京：
中国水利水电出版社,2006
[7]栾鸿儒.水泵及水泵站（第二版）.北京：
中国水利水电出版社,2003年
[8]李龙昌,王彦军,李永顺,等.管道输水工程技术.北京:
中国水利水电出版,1998
[9]孙家驷，刘新生.公路小桥涵勘测设计（第三版），人民交通出版社，2004
[10]宋森正,张启海,王彦明,等.渡槽设计与电算程序.济南:
山东科学技术出版社,1997
可能用到的行业技术标准：
1.《农田排水工程技术规范》（SL/T4-1999）；
2.《灌溉与排水工程设计规范》（GB/50288-99）；
3.《节水灌溉技术规范》（SL207-98）；
4.《渠道防渗工程技术规范》（SL18-2004）；
5.《低压管道输水灌溉工程技术规范井灌区部分》（SLT153-95）
6.《土地开发整理项目规划设计规范》（TD/T1012-2000）；
7.《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；
8.《农用机井技术规范》（SD188-86）；
9.《道路工程制图标准》（GB50162-92）；
11.《泵站设计规范》（GB/T50265-1997）；
12.《水利水电工程制图标准》（SL73—1995）；
13.《农田灌溉水质标准》（GB5084—1992）。
八、毕业设计进度安排
序号
内容
用时（周）
实际周次
1
熟悉基本资料，提交开题报告
0.5
1
2
灌区工程布局（绘制地形图）
1.0
2
3
灌溉制度的拟定
1.0
3
4
灌溉工程设计
1.5
6-7
5
排水工程设计
1.0
7-8
6
单体工程设计
2.0
8-10
7
绘制单体工程图和主要渠道、排水沟的纵、横断面图
2.0
10-12
8
分类工程量汇总和土建工程概算
1
12-13
9
整理设计说明书及外文翻译
1
13
10
毕业答辩
1
14
11
合计
12.0
注：
第4-5周校外实习时间；毕业设计上机时间安排答辩前4周，每周10小时，合计40机时左右。
华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告
2011年03月01日
学生姓名
王珮
学号
200701410
专业
农业水利工程
设计题目
纸坊灌区灌排工程规划设计—节制闸和分水闸设计
课题来源
生产项目
主
要
内
容
课题简介：
纸坊灌区位于河南省禹州市西南部岗区，属温带季风气候，气候温和，多年平均气温14.4℃。
灌区设计禹州市的房山、顺店、文殊、方岗、火龙五个乡镇的38个行政村，灌区总人口7.1万人，其中农业人口4.95万人。
灌区土地面积7.6万亩，耕地面积6.95万亩，设计灌总面积为4.5万亩。
灌区地下水资源相对贫乏，属纯灌溉区，灌区西南高、东南低，区内土地肥沃、日照充足、水源可靠，排水条件好，市禹州市主要的农业开发区之一。
灌区主要农作物以小麦为主，小麦种植面积约占耕地面积的70%，早秋作物有旱谷、早红薯，约占耕地面积的20%，晚秋作物有玉米、晚红薯、棉花等，约占耕地面积的80%，复种指数为1.7。
主要设计内容：
1．灌区基本概况
1.1灌区简况
1.1.1灌区水利工程概况
1.1.2农业生产概况
1.2灌区自然条件
1.2.1气候
1.2.2地形、地貌、土壤
1.2.3工程水文地质
1.2.4水资源、降水及自然灾害
1.3灌区的基础设施
2.灌区灌排工程规划设计依据
2.1灌区灌排工程规划设计原则
2.2灌区灌排工程规划设计标准
2.3灌区工程布局
3.灌区灌溉制度设计
3.1作物布局设计
3.2灌溉保证率的选择
3.3作物需水量的计算
3.4作物灌溉制度的制定
3.5灌区灌溉用水过程
3.6灌区水资源平衡分析
4.灌区灌溉工程规划设计
4.1灌水率的设计
4.2渠系布置方案
4.3灌溉渠道设计流量确定
4.4灌溉渠道纵、横断面设计
5.灌区排水工程规划设计
5.1排水工程规划设计标准的确定
5.2排水沟布置方案
5.3排水沟纵、横断面设计
6.水闸的规划设计
6.1水闸的总体布置
6.1.1水闸的闸址选择
6.1.2水闸的组成及一般布置
6.2水闸的水力设计
6.2.1水闸的闸孔设计
6.2.2水闸的消能防冲设计
6.3水闸的防渗排水设计
6.3.1地下轮廓设计
6.3.2渗流计算
6.4闸室的布置和稳定分析
6.4.1闸室结构布置
6.4.2荷载及其组合
6.4.3闸室稳定计算
7.土建工程设计概算
编制分类工程统计表，结合所给资料编制一项主体土建工程的设计概算。
8.专业外文文献翻译
作为毕业设计说明书的附录部分。
采取的主要技术路线或方法
第一步：
研读灌区基本资料、自然条件和基础设施现状，参考以前开设的灌溉排水工程学和相关设计规范进行灌区规划，包括灌溉和排水工程布局；
第二步:
在灌区规划的基础上，合理选择灌溉保证率，采用水量平衡法制定作物灌溉制度，得出灌区灌溉需水量，在此基础之上对灌区水资源平衡分析；第三步：
经过前两步的准备工作，进行灌水率的设计，平面布置完成后由纵断面图确定选择是否合适，经过反复调整验证大致确定渠系平面布置和渠系纵横断面设计，按照初拟的渠系推求灌溉渠道的流量；
第四步:
计算排渍、涝流量，平均法确定排涝流量，进一步计算排水临界期的排渍、排涝水位，和临界期外河水位进行比较，在上面工作的基础上合理设计排水沟纵横断面，完成排水工程设计；
第五步：
纸坊灌区的整体规划设计工作已有很大进展，针对自己所选课题，参考有关资料进行水闸的规划设计；
第六步：
校核之前的工作是否满足要求是否具有可行性。
最后一步对所做灌区工程量概算，在经济和时间满足要求的时候，综合分析项目考虑各种要素进行项目可行性分析。
整理参考文献、翻译专业外籍文章，完善规划设计。
预期的成果及形式
1.开题报告和毕业设计任务书（A4打印稿和电子文档）；
2.毕业设计说明书，计算过程以附表形式给出（A4打印稿和电子文档）；
3.相关CAD电子文件和图纸（总体布置图、纵剖面图、单体工程图）
时间安排
第1周熟悉基本资料，提交开题报告；
第2周灌区工程布局；
第3周灌溉制度的拟定；
第6-7周灌溉工程设计；
第7-8周排水工程设计；
第8-10周节制闸和分水闸的设计；
第10-12周绘制水闸工程图和主要渠道、排水沟的纵、横断面图；
第12-13周分类工程量汇总和土建工程概算；
第13周整理设计说明书及外文翻译；
第14周毕业答辩。
指导教师意见
签名：
年月日
备注
第4、5周为校外实习时间
目录
摘要 I
Abstract II
1灌区基本概况 1
1.1灌区简况 1
1.1.1灌区水利工程概况 1
1.1.2农业生产概况 1
1.2灌区自然条件 2
1.2.1气候 2
1.2.2地形、地貌、土壤 2
1.2.3工程水文地质 3
1.2.4水资源、降水及自然灾害 3
1.3灌区的基础设施 6
2灌区灌排工程规划设计 7
2.1灌区灌排工程规划设计原则 7
2.2灌区灌排工程规划设计标准 7
2.3灌区工程布局 8
2.3.1灌溉工程布局 8
2.3.2排涝工程布局 9
3灌区灌溉制度设计 10
3.1作物布局设计 10
3.2灌溉保证率的选择 10
3.3作物需水量的计算 11
3.4作物灌溉制度的制定 12
3.4.1灌溉制度制定的方法 12
3.4.2灌溉制度的制定 13
3.5灌区灌溉用水过程 18
3.5.1设计典型年的选择 19
3.5.2典型年灌溉用水量 19
3.6灌区水资源平衡分析 21
4灌区灌溉工程规划设计 22
4.1灌水率的设计 22
4.2渠系布置方案 26
4.2.1灌溉渠道的规划原则 26
4.2.2渠道工作制度的确定 26
4.3灌溉渠道设计流量确定 27
4.3.1渠道设计流量 27
4.3.2渠道加大流量 32
4.3.3渠道最小流量 33
4.4灌溉渠道纵、横断面设计 33
4.4.1灌溉渠道横断面设计 33
4.4.2灌溉渠道纵断面设计 38
5灌区排水工程规划设计 41
5.1排水工程规划设计标准的确定 41
5.2排水沟布置方案 41
5.3排水沟纵、横断面设计 43
5.3.1排涝模数的确定 43
5.3.2排水沟横断面设计 43
5.3.3排水沟纵断面设计 44
6水闸的规划设计 45
6.1水闸的总体布置 45
6.1.1水闸的闸址选择 45
6.1.2水闸的组成及一般布置 45
6.2水闸的水力设计 47
6.2.1水闸的闸孔设计 47
6.2.2水闸的消能防冲设施 49
6.3水闸的防渗排水设计 53
6.3.1地下轮廓设计 53
6.3.2渗流计算 54
6.4闸室的布置和稳定分析 60
6.4.1闸室结构布置 60
6.4.2荷载及其组合 61
6.4.3闸室稳定计算 63
7土建工程设计估算 66
参考文献 69
附录1外文文献 70
附录2中文翻译 73
附表 76
华北水利水电学院2011年本科毕业设计
摘要
纸坊灌区位于河南省禹州市西南部岗区，属温带季风气候，气候温和。
灌区涉及禹州市38个行政村。
灌区土地面积63平方千米，耕地面积6.2万亩，设计灌溉面积5.4万亩，有效灌溉面积4.5万亩。
灌区地下水资源相对贫乏，属纯渠灌区。
为充分利用水资源，促进农业经济发展，灌区从纸坊水库引水。
灌区农作物以小麦为主，还有玉米、棉花、谷子。
复种指数为1.7。
本设计的设计路线为：
首先根据农作物需水量，由水量平衡方程确定农作物灌溉制度，并进行水量平衡分析。
然后规划布置灌区灌排系统，设计各级渠道和排水沟的横、纵断面，对渠系建筑物进行规划设计。
本设计重点进行节制闸设计。
最后根据工程建设进行土方工程概算。
项目建成后，可恢复灌溉面积5.17万亩，同时可改善项目区生态环境，补给地下水资源，解决区内部分村民饮水困难问题。
为禹州市建立典型高效农业示范基地打下了基础。
关键词:
作物需水量、灌溉制度、设计流量、渠道工程、排水沟
Abstract
ZhifangIrrigationDistrictislocatedinthesouthwesternPoKongofhenanYuZhouCity.TheIrrigationDistrictinvolves38administrativevillages.TheLandareaoftheirrigationdistrictis7.6millionmu.Thearablelandis6.95millionmu.Theirrigatedareadesignedis5.4millionmu.Theeffectiveirrigationis4.5millionmu.ItisapureIrrigationAreawithpoorgroundwaterresources.Tomakefulluseofwaterresources,andtopromoteeconomicdevelopmentinagriculture,theIrrigationdistrictgetswaterfromthereservoirZhifanggou.Thecropsaremainlywheat,whilecorn,cotton,milletandsweetpotato,andtheregrownindexis1.7.
Therouteofthisdesignisasfollow.Accordingtowaterdemandofthecropsandwaterbalanceequationtomakecropirrigationsystem.anddevelopthewaterbalanceanalysis.DesignIrrigationchannelsinaccordancewiththetopographyanddrainagelayout.Thendesignthedrainagechannelsandallthetransverse,verticalsection,anddesignirrigationanddrainagesystembuildings.Theemphasesofthisprojectiswaterlocks.Thelastisthelightofalltheconstructionbudgetforcivilworksdesign.
Afterthecompletionoftheproject,5.17millionmuofirrigatedareawillberesumed.Atthesametime,theprojectwillimprovetheecologicalenvironmentandreplenishthegroundwaterresources,andaddressthedringkingproblemofsomevillagers.ItlaidthegroundworkforYuCitytobeatypicalhigh-efficiencyagriculturedemonstrationbase.
Keywords:
Cropwaterrequirement;Irrigation;Irrigation;Channelworks;Designflow;Darrel-drain
II
华北水利水电学院2011年本科毕业设计
1灌区基本概况
1.1灌区简况
纸坊灌区位于河南省禹州市西南部岗区，灌区涉及禹州市的方山、顺店、文殊方岗、火龙五个乡镇的38个行政村，灌区总人口7.1万人，其中农业人口4.97万人。
灌区土地面积7.6万亩，耕地面积6.2万亩，设计灌溉面积为5.4万亩，有效灌溉面积为4.5万亩。
灌区地下水资源相对贫乏，属纯渠灌区，灌区西北高、东南底，区内土地肥沃、日照充足、水源可靠，排水条件良好，是禹州市主要的高效农业开发区之一。
1.1.1灌区水利工程概况
纸坊水库是纸坊灌区主要的水源，水库是以防洪、灌溉为，结合水厂、旅游等综合利用的中型水利枢纽工程。
大坝为均质土坝，干砌块石护坡，坝长300m，最大坝高41.5m，坝顶高程21.5m，坝顶宽5m，防浪墙高程262.5m，输水洞在坝右岸，进水底部高程230m，洞身为圆形，直径2m，洞长126m，为钢筋混凝土闸门。
溢洪道进口底部高程246m，纵坡1/200，全长234m，边坡1：
1.5。
在254m高程为复试断面，右岸有15m宽平台。
水库灌区渠首引水能力为8m³/s,目前水库工程运行良好，为灌区灌
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