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1、第一部分 任务书一、 目的课程设计是培养学生运用所学理论知识解决实际问题的重要环节。主要目的在于：通过较系统的复习、巩固所学理论知识，联系实际、解决生产中的现实问题；初步了解和掌握工程水文设计工作的内容、方法和步骤；培养学生分析问题、解决问题的能力。二、 选题本课程设计为安集海灌区引、蓄水工程规划设计中的水文水利计算。三、 资料（一） 位置安集海灌区位于新疆维吾尔自治区沙湾县境内的西部，距沙湾县城约20公里。处于准葛尔盆地南缘，天山北坡的巴音沟河冲积扇和冲积平原上。（二）水源及水文1、 水源主要水源是巴音沟河，其次春季有部分融雪水。2、 水文资料巴音沟发源于天山山系中部的伊乃尔卡山的北坡。全长
2、约100-120公里，河川径流主要为高山冰雪补给，山区暴雨对洪水的形成起重要作用。黑山头水文站为基本测站，建于1954年，为准备渠首上移，于1966年在头道沟设专用测站，至1971年撤消，测站位置见巴音沟示意图。黑山头站集水面积1688km2，河床纵坡比约1/70，河床宽约300m左右。两岸为40-60m的砂卵石沉积层悬崖，在测站附近建的渠首将报废。黑山头站至安大桥约15km，河床纵坡比约1/70-1/100，河床宽约1000m，为卵石组成。河床渗漏严重，据短期测定一般渗漏损失为35-45%，枯水期达70-80%。安大桥至水库附近河道长约12km，河床纵坡比为1/100-1/200，河床为砂砾
3、石，两岸为砂石和壤土覆盖。黑山头站历史逐年平均流量如表1；黑山头站悬移质含沙量如表2；黑山头站推移质输沙率如表3；黑山头站最大流量和最小流量如表4。 头道沟水文站在黑山头站上游约15km处，集水面积约为1500km2。头道沟站历年逐月平均流量如表5；头道沟站推移质输沙率如表6；头道沟站悬移质输沙率如表7。（三）气象由安集海气象站观测资料获取。1、历年逐月平均降水量如表8；2、历年逐月蒸发量如表9。（四）作物种植比例、灌溉制度及可耕地1、乡镇、团场种植比例如表10和表11；2、作物灌溉制度如表12；3、可耕地：乡镇拟8万亩，团场 亩。（五）安集海水库水位面积库容关系如表13。（六）其他1、年径流
4、量统计参数比较如表14；2、洪峰、洪量频率计算成果统计如表15。四、 任务（一） 为进一步发展农牧业，生产更多的农牧产品，更好地促进乌鲁木齐、石河子、奎屯、克拉玛依等大中城市的工业发展，繁荣城乡经济，需建引、蓄水工程。由于原黑山头渠首因淤积严重，拟在头道沟建新渠首，下游黑山头渠首作为冲沙水回收渠首。头道沟至黑山头引水渠线长18km，黑山头至灌区附近的总分水闸，引水渠线长17.4km，设计流量为60m3/s。总分水闸闸前水位定为614.40m，总分水闸向东分水出冬夏引水渠，设计流量为20m3/s。水库为贯注式平原水库，设东、西两座泄水闸，西泄水闸考虑水库防洪保坝，设计流量为30m3/s，东泄水闸
5、设计流量为6m3/s。两泄水闸平均水位均为453.00m。（二） 为确定引、蓄水工程的规模、尺寸，需求出两种灌溉保证率情况下的设计年径流来水过程；确定头道沟渠首的引水流量；计算两种灌溉面积情况下的用水过程；进行水库兴利调节计算，求出所需要的库容。（三） 为保证大坝安全，求出设计标准和校核标准情况的设计洪水过程，进行调洪演算，求出设计调洪库容和下泄流量过程，最高洪水位。第二部分 指导书一、 兴利调节计算（一） 设计来水过程1、 为提高资料的代表性，先利用黑山头站的资料将头道沟站的历年逐月平均流量展延（汛期回归分析，非汛期图解相关）；1982年以后的资料可查水文年鉴获取。2、 水利年度为上一年的7
6、月至次年的6月3、 对年径流频率计算成果进行合理性分析，可与表14所列资料进行合理性检验。4、 求得设计年径流量后，采用同倍比缩放代表年径流过程线的方法来定出设计年径流的年内分配。代表年的选取以年水量接近且对工程较为不利的原则。（二）设计用水过程1、 设计用水主要指灌溉用水，应由灌溉保证率及灌溉面积来定，因时间所限，为减少工作量可由给定的亩用水量及拟订的灌溉面积确定。2、 冲沙用水量：冲沙量本应头道沟站推移质输沙量和悬移质沉降的沙量之和，因缺乏资料，只好用黑山头站的资料；且悬移质泥沙沉速未测定，仅以推移质泥沙计算。冲沙的沙水比为1：500。（三）渠首引水量计算1、 本应根据来水、用水、耗水等条
7、件综合考虑，作经济比较来定，因地处干旱地区，主要考虑多引水，多灌溉，且要考虑冲沙用水。一般可考虑在4060m3/s的范围。2、 本应逐年统计大于各种流量出现的天数，但工作量大，可采用选代表年的方法统计。（四）不计损失兴利调节计算1、 入库水源为大河来水、渠道水及春季冰雪融水，其间关系如下：汛期（6-8月）大河来水的一部分在头道沟渠首用于冲沙，其余全部水量进入水库的引水干渠；非汛期大河来水经引水干渠进入水库，冲沙水量沿途损失20%后到达黑山头老渠首，其中30%进入引水干渠，余下水量冲沙，冲沙水量的20%进入水库。两座渠首引水干渠的水量满足灌溉用水后剩余的水量进入水库。春灌期水库以南冰雪融水（拟3
8、月份）约300万m3进入水库。2、 取两种灌溉设计保证率，两个灌溉面积作调节计算，后分析比较取一较优方案（即A灌大,V兴小,W弃少），作计入损失的调节计算。（五）计入损失的调节计算1、 死库容的确定。因满足泥沙淤积和自流引水灌溉两种方面的条件。巴音沟河属多泥沙河流，所以满足前一条件即可。年淤沙量以悬移质年最大月含沙量全部沉淀来定，泥沙容重r=1.11.5t/m3，水库使用年限根据工程的等级来定。2、 蒸发损失计算。E=(Z0K-X0)A，其中Z0、X0分别为个月多年平均水面蒸发器读数、降水量。3、 渗漏损失计算。参照已建库的情况选经验指标估算。4、 由不计损失调节计算初定方案后作计入损失的调节
9、计算。二、 调洪计算（一） 设计洪水过程1、 因头道沟站资料短，且黑山头站洪水峰量均大于头道沟，故用黑山头站历年最大洪峰流量（含1980年以后的资料，可由水文年鉴取得）资料作频率计算。2、 设计洪水标准，查规范规定。3、 峰量频率计算：洪峰频率计算资料用上述资料；洪量频率计算的参数给出（时间所限）对峰量频率计算成果进行合理性分析，可与表15所列资料比较分析。（二） 调洪计算1、 入库洪水过程包括总干渠入库洪水和大河河道入库洪水两部分之和，洪水期可按大河来洪水（设计洪水）中扣除渠道灌溉引水量和河道渗漏损失水量之差来计算。2、 水库泄洪量为水库两泄水闸泄洪水量之和。3、 起调水位的确定：因水库为贯
10、注式平原水库，为减少坝高，应尽量考虑使防洪与兴利相结合，也可节省投资，因此可采取将死库容、兴利库容之和的总库容中减去调洪库容所得库容对应的水位为起调水位。但要分析防洪兴利库容重叠的合理性。三、 设计说明书要求（一） 封面格式统一（名称、指导教师、姓名、班级、学号、日期）并打印，内容写在A4纸上。（二） 文字工整、语言简练，有关公式、数据注明出处及依据。（三） 计算表格化。（四） 图表规范化。（五） 附设计心得一份。30表1巴音沟河黑山头站历年逐月平均流量Om3/s月年123456789101112年平均19542.272.162.061.350.8110.220.331.211.64.62.1
11、01.607.5219551.231.261.731.131.0016.233.330.110.46.832.971.379.0119561.091.931.782.022.3511.234.733.78.94.52.601.848.8819571.511.491.811.521.0317.323.729.39.74.52.701.888.0819581.561.541.871.291.2714.334.545.516.36.33.212.1010.819592.072.012.002.842.6314.248.631.219.87.514.962.6411.819602.462.331.86
12、2.623.2014.735.228.214.65.203.032.339.6919612.001.811.771.753.7514.826.024.013.84.462.612.018.2919621.481.411.621.166.2222.741.847.517.75.73.612.4912.819632.062.092.111.362.7216.632.836.79.984.143.072.049.7219641.621.462.322.282.9520.132.245.510.44.873.352.3910.919652.041.981.841.432.9316.740.231.61
13、0.94.933.071.6510.019662.031.781.861.752.0815.931.341.519.96.013.091.8210.819671.521.441.901.565.7722.830.426.88.354.392.212.279.1819681.781.691.971.843.3417.733.529.08.134.122.841.439.0019691.131.201.792.304.3122.438.238.410.85.042.622.2511.019701.691.971.882.074.3511.240.526.813.64.692.521.749.519
14、711.241.301.802.171.989.8736.431.112.84.883.011.919.0719721.171.061.871.915.5422.127.736.710.75.123.451.659.9619731.441.711.961.942.8014.434.125.613.34.842.971.928.9819741.511.672.202.457.5318.644.832.67.964.482.891.1610.819751.481.651.721.481.4412.126.331.19.914.012.591.838.0419761.471.741.652.004.
15、6215.529.622.49.714.452.692.288.2219771.331.272.712.951.3419.624.328.115.45.312.611.288.9019781.321.211.611.283.5025.439.729.18.674.602.422.3410.219791.451.971.761.491.9519.627.937.88.683.782.062.279.3019801.381.851.822.728.7313.331.428.813.75.003.071.939.5419811.671.662.081.567.2419.940.827.58.914.
16、262.431.9210.0819821.981.891.841.619.9421.234.428.39.214.602.481.7610.0表2巴音沟河黑山头站历年逐月悬移质含砂量表月年一二三四五六七八九十十一十二年平均最大最小含砂量日期含砂量日期19598.317.242.710.4180.2400.09632.48.10（0.025）0.004（11.12）19600.0240.1020.1030.5383.156.449.135.441.800.4120.1150.0305.3021.87.26（0.001）12.1719610.0320.0880.2120.0401.063.066.
17、536.632.830.4410.1050.0194.2314.77.29（0.006）12.1019625.337.618.692.490.30938.17.100.0015.519630.0591.140.1690.0150.8246.207.684.991.500.1150.0220.0784.8413.66.40.0012.1119640.0280.0050.6120.4213.595.425.569.321.510.2500.0210.0385.7367.98.2101.2019650.0070.0080.0350.0300.8917.787.063.901.170.4620.100
18、0.0044.681236.25012.619660.0170.0412.590.3510.2205.7210.36.802.780.5820.0980.1415.942306.7（0.008）1.119670.3430.4120.5320.3826.443.170.2510.0810.069（20.4）（5.12）0.01912.1519680.0750.1930.1750.2471.824.365.325.150.780.1440.2820.1903.9225.38.160.0761.2619690.4480.5832.690.7965.017.4210.09.482.642.500.18
19、70.3947.5516.77.300.0011.1总计平均1.03211.5627.1152.82523.0054.977.567.6420.285.831.1522.30442.19表3 巴音沟河黑山头站推移质输沙率项目年月平均输沙率（kg/s）平均输沙率（kg/s）输沙量（万吨）最大日平均输沙率备 注5月6月7月8月9月10月kg/s日/月19640.05510.427.240.92.860.2826.8821.71693/8未列入月份1965010.349.836.86.440.4198.7627.3为枯水期196609.9537.463.920.90.80611.235.315211
20、/81967014.01.02(48.0)(4/6)测桥冲跨196810.531.523.42.050.3425.4117.0477.520/7停测19690.59622.252.748.72.870.12110.733.81086/819702.156.5949.518.84.1806.9221.817224/7197106.1923.617.83.2903.8012.099.424/819720024.131.7005.8318.510510/819730028.226.7005.6217.71353/81974034.532.9006.1619.416714/8表4巴音沟河最大、最小流量
21、统计项目年黑山头头道沟最大流量最小流量最大流量最小流量m3/s日/月m3/s日/月m3/s日/月m3/s日/月195810513/80.225/1219591146/71.386/3196074.62/71.3524/3196175.829/71.1725/11196215010/71.004/5196374.937/70.986/119641153/80.758/8196512525/60.1226/12196613528/70.0619/1287.711/81.635/4196732517/70.8430/1112428/71.3428/12196867.315/80.1825/26925
22、/71.361/119691075/70.354/191.21/70.6524/1197081.825/70.331/1294.125/71.3025/12197168.621/70.2526/1275.521/71.444/1197211610/70.2913/12197364.53/80.5629/1197479.417/70.1715/12197511519/80.3913/12197671.327/71.0931/1197786.315/70.4426/119787418/60.547/2197916822/70.6627/4198064.821/70.2031/7表5巴音沟河黑山头站
23、历年逐月平均流量123456789101112年均19662.722.642.752.432.7017.933.045.222.28.014.624.1812.419673.383.362.952.807.2723.433.029.07.354.823.022.6710.319682.032.232.132.024.1519.236.628.68.965.063.402.369.7419691.211.682.412.986.0825.242.640.112.55.933.433.3312.319702.802.562.543.175.2111.341.828.918.96.983.852.3
24、910.919712.002.422.693.273.9312.438.833.615.36.974.472.8910.8表6巴音沟河头道沟站推移质输沙率项目年月平均输沙率（kg/s）平均输沙率（kg/s）输沙量（万吨）最大日平均输沙率备注5月6月7月8月9月10月kg/s日/月1966018.444.264.918.1012.338.612812/819672.0021.043.734.50.70708.627.111824/719680.0514.746.941.41.6609.01629.013915/819691.0624.439.733.06.4808.7927.897.925/61
25、9703.738.8945.422.28.2007.4623.614025/7197105.2635.332.53.8305.6617.88023/7表7巴音沟河头道沟站推移质输沙率项目年各月平均输沙率（kg/s）平均输（kg/s）输沙量（万吨）最大日平均；输沙率备注1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月kg/s日/月19960.0940.1730.3130.4760.55043.63111883.100.5040048.7154160024/7表8安集海气象站历年逐月降水量（毫米）（20厘米雨量筒）月年123456789101112全年19595.612.821.012.79
26、.724.030.348.620.228.326.314.9254.219606.411.520.428.653.022.522.617.411.811.914.64.0225.2196110.14.913.59.829.06.728.529.320.013.54.33.4173.0196210.04.516.620.02.82.36.329.38.925.412.21.2128.019635.77.318.120.512.348.44.129.35.120.414.412.2176.819645.68.737.530.122.921.613.629.310.711.04.412.0197.4
27、196510.20.61.513.815.66.712.429.34.211.421.84.6129.8196617.68.737.513.712.633.230.529.34.012.325.513.6215.319672.81.69.110.128.23.535.929.30.410.59.00.2128.919681.00.225.850.56.08.822.129.315.74.912.16.2160.219697.16.227.316.139.353.517.729.39.86.40.512.2223.419702.32.827.860.841.516.431.129.34.913.
28、811.96.6256.819712.818.721.058.133.91.316.729.35.18.25.617.4119.319726.32.07.411.332.830.437.429.325.012.624.87.4209.819730.826.45.723.520.819.812.829.319.124.910.21.8174.819746.13.616.328.917.826.62.129.317.413.53.32.3146.819750.77.85.131.714.423.712.529.321.813.318.813.7178.619761.63.711.129.014.1
29、6.120.429.313.728.214.314.2158.7197713.713.811.619.822.65.114.529.34.917.32.619.4159.919782.70.812.513.524.236.82.029.35.68.116.64.7127.6197919.74.72.834.327.324.126.829.315.86.533.99.5209.419806.67.216.725.622.920.119.129.311.614.413.78.7多年平均均表9安集海气象站历年逐月蒸发量（毫米）（a20厘米蒸发皿）月年123456789101112全年195918.1
30、20.651.2182.9275.2310.6277.6248.6227.693.119.08.4173319609.519.461.6157.1195.2257.5255.7237.6174.6110.732.67.6150919618.722.069.0227.2276.7324.2278.6238.3172.188.731.810.1174719626.415.688.8202.2380.7397.7394.1296.7214.0115.815.113.52141196317.031.697.3178.4305.7332.5336.4261.7167.293.923.85.4185119
31、647.312.051.2121.9280.2294.7228.4265.9185.899.923.49.61645196511.021.071.0216.0347.0335.0392.0309.0208.0121.021.89.0208219666.221.653.6153.9272.8309.2305.0277.2220.399.724.16.1175019674.418.965.5216.3298.5345.5305.6255.7209.6128.023.913.41885196813.030.087.0170.0331.0284.0325.0272.0249.093.024.68.01
32、78619692.76.129.1154.7231.7240.0293.8240.6170.2111.233.39.4152519705.016.751.4165.4265.7307.0253.2229.4179.1105.428.35.5161219718.211.445.3143.5265.2338.9257.2255.6184.6121.729.312.2167319727.612.355.3215.0308.5317.3282.7216.9136.879.618.110.8166119739.615.155.9149.1226.5293.3283.4242.1155.879.931.6
33、4.4154719744.211.554.8198.7315.229.03300.3218.9151.879.526.07.51659197511.319.980.6214.7301.8315.0326.7220.5167.684.523.34.9177119767.115.647.8163.8306.4300.0292.0241.7167.871.112.44.2162919773.714.448.0202.9310.5334.9389.5255.0186.398.431.85.9178119787.018.063.0219.0266.0261.0317.0250.0188.0103.032
34、.013.0173719799.020.055.0145.0275.0286.0288.0236.0161.097.020.06.0158919808.4317.861.1180.8287.4309.3302.1250.9179.998.825.28.3多年平均4.629.7933.699.44158.1170.1116.213898.954.314.04.6表10 安集海乡近年作物种植比列作物小麦棉花甜菜玉米油菜瓜菜苜蓿其他种植比例23.16.415.426.75.42.66.414.3表11 安集海灌区规划农场的作物种植比列作物小麦棉花甜菜玉米油菜瓜菜苜蓿其他种植比例27.517.57.5
35、17.544612.57.5表12作物灌溉制度表项目作物播前灌头水二水三水四水五水六水冬水灌溉定额（m3/亩）日期（日/月）定额（m3/亩）日期（日/月）定额（m3/亩）日期（日/月）定额（m3/亩）日期（日/月）定额（m3/亩）日期（日/月）定额（m3/亩）日期（日/月）定额（m3/亩）日期（日/月）定额（m3/亩）日期（日/月）定额（m3/亩）小麦5/920/97025/45/56011/520/5605/265/66016/625/65010/1030/1080380棉花15/425/46011/620/6601/710/77020/731/77010/820/860320甜菜21/45/56020/630/66010/725/7801/815/88