灌溉渠道流量确定和设计.ppt

弧形底梯形渠道的水力最佳断面计算步骤：弧形底梯形渠道的水力最佳断面计算步骤：（（1）在已知渠道流量）在已知渠道流量Q、渠道比降、渠道比降i、糙率、糙率n的的条件下，选定渠道边坡系数条件下，选定渠道边坡系数m，并计算水力，并计算水力最佳断面的水深最佳断面的水深H0，过水断面面积，过水断面面积A0和湿周和湿周X0(2)可根据表可根据表1－表－表4计算不同计算不同α值对应的水力参数值对应的水力参数 表表1 实用经济断面实用经济断面Kr值值αα边坡系数边坡系数m m0.50.51 11.251.251.51.51.751.752 21.011.011.5551.5551.9041.9042.1462.1462.4362.4362.7762.7763.1663.1661.021.021.8321.8322.3652.3652.7342.7343.1763.1763.6933.6934.2874.2871.031.032.0632.0632.7572.7573.2353.2353.8093.8094.4794.4795.2485.2481.041.042.2712.2713.1143.1143.6943.6944.3884.3885.25.26.1326.132表表2 2 水力最佳断面与实用经水力最佳断面与实用经济断面水深比济断面水深比H0/HH0/Hαα边坡系数边坡系数m m0.50.51 11.21.25 51.51.51.71.75 52 21.01.01 11.11.14 41.11.15 59 91.11.16 64 41.11.16 67 71.11.16 69 91.11.17 71 11.01.02 21.11.19 93 31.21.22 22 21.21.22 29 91.21.23 35 51.21.23 38 81.21.24 41 11.01.03 31.21.22 29 91.21.26 68 81.21.27 78 81.21.28 85 51.21.29 91.21.29 93 31.01.04 41.21.25 57 71.31.30 05 51.31.31 18 81.31.32 26 61.31.33 32 21.31.33 36 6表表3 3 实用经济断面的实用经济断面的b/Hb/Hαα边坡系数边坡系数m m0.50.51 11.251.251.51.51.751.752 21 11.7891.7891.4141.4141.2491.2491.1091.1090.9920.9920.8940.8941.011.012.7822.7822.6932.6932.6812.6812.7032.7032.7542.7542.8322.8321.021.023.2773.2773.3453.3453.4163.4163.5233.5233.6653.6653.8343.8341.031.033.6913.6913.8993.8994.0424.0424.2254.2254.4444.4444.6944.6941.041.044.0634.0634.4044.4044.6154.6154.8684.8685.165.165.4885.488表表4 4 实用经济断面与水力最佳断面湿周比值实用经济断面与水力最佳断面湿周比值χ/χ0χ/χ0αα1 11.011.011.021.021.031.031.041.04χ/χ0χ/χ01 11.0251.0251.051.051.0771.0771.1031.103（（3）用下式计算不同）用下式计算不同α值的各项实用经济断面指标值的各项实用经济断面指标（（4）对不同）对不同α值的实用经济断面进行综合值的实用经济断面进行综合比较确定选用方案比较确定选用方案2.2.渠道的纵断面设计渠道的纵断面设计: :灌灌溉溉渠渠道道不不仅仅要要满满足足输输送送设设计计流流量量的的要要求求，，还还要要满满足足水水位位控控制制的的要要求求。

横横断断面面设设计计通通过过水水力力计计算算确确定定了了能能通通过过设设计计流流量量的的断断面面尺尺寸寸，，满满足足了了前前一一个个要要求求纵纵断断面面设设计计的的任任务务是是根根据据灌灌溉溉水水位位要要求求确确定定渠渠道道的的空空间间位位置置，，先先确确定定不不同同桩桩号号处处的的设设计计水水位位高高程程，，再再根根据据设设计计水水位位确确定定渠渠底底高高程程、、堤堤顶顶高高程程、、最小水位等最小水位等1) (1) 灌溉渠道的水位推算：灌溉渠道的水位推算：为了满足自流灌溉的要求，各级渠道取水口或为了满足自流灌溉的要求，各级渠道取水口或分水口处都应具有足够的水位高程这个水位是根据灌溉面积上控制点的分水口处都应具有足够的水位高程这个水位是根据灌溉面积上控制点的高程加上各种水头损失，自下而上逐级推算出来的水位公式为：高程加上各种水头损失，自下而上逐级推算出来的水位公式为： H H进进 = A = A0 0 +h + ∑Li + ∑φ +h + ∑Li + ∑φ式式中中：：H H进进为为渠渠道道进进水水口口处处的的设设计计水水位位(m)(m)；；A A0 0为为渠渠道道灌灌溉溉范范围围内内较较高高、、较较难难灌灌到到水水的的地地面面高高程程(m)(m)，，可可保保证证8585％％以以上上的的面面积积可可自自流流灌灌溉溉；；h h 为为控控制制点点地地面面与与附附近近末末级级固固定定渠渠道道设设计计水水位位的的高高差差，，一一般般取取0.1-0.2m0.1-0.2m；； L L为为各各级级渠渠道道的长度的长度(m)(m)；；i i为渠道的比降；为渠道的比降；φφ为水流通过渠系建筑物的水头损失为水流通过渠系建筑物的水头损失(m)(m)。

地面坡度较陡的灌区渠道水位推算地面坡度较陡的灌区渠道水位推算 当灌区坡度较陡（陡于当灌区坡度较陡（陡于1/1000），渠首），渠首水位已确定时，可根据渠首水位，参照水位已确定时，可根据渠首水位，参照各渠道纵断面图，自上而下逐级确定水各渠道纵断面图，自上而下逐级确定水面线即可面线即可一般能满足自流灌溉要求的各级渠道水位高出地一般能满足自流灌溉要求的各级渠道水位高出地面的最小高度面的最小高度（（1）农渠水位高出地面一般不应小于）农渠水位高出地面一般不应小于0.2－－0.25m，对局部高地允许与地面相等或稍低；，对局部高地允许与地面相等或稍低；（（2）支斗渠水位高出地面一般不应小于）支斗渠水位高出地面一般不应小于0.25-0.3米，在无分出下级渠道的渠段，允许低于米，在无分出下级渠道的渠段，允许低于地面地面（（3）干渠一般按平行于等高线布置，只要下级）干渠一般按平行于等高线布置，只要下级渠道出口处水位高于地面渠道出口处水位高于地面0.3-0.5米，即能满米，即能满足自流灌溉要求，其他渠段允许低于地面足自流灌溉要求，其他渠段允许低于地面(2)(2)渠道纵断面设计中的水位衔接渠道纵断面设计中的水位衔接: :渠道纵断面的水位渠道纵断面的水位衔接是处理渠道与建筑物、渠道上下段和上下级之间衔接是处理渠道与建筑物、渠道上下段和上下级之间的水位关系问题。

的水位关系问题 1)1)不同渠段间的水位衔接不同渠段间的水位衔接由于渠段沿途分水，渠由于渠段沿途分水，渠道流量逐渐减小，渠道过水断面亦随之减小，为了使道流量逐渐减小，渠道过水断面亦随之减小，为了使水位衔接，可以改变水深或底宽衔接位置一般结合水位衔接，可以改变水深或底宽衔接位置一般结合配水枢纽或交叉建筑物布置，并修建足够的渐变段，配水枢纽或交叉建筑物布置，并修建足够的渐变段，保证水流平顺过渡当水源水位较低，既不能降低下保证水流平顺过渡当水源水位较低，既不能降低下游的设计水位高程，也不能抬高上游的设计水位高程游的设计水位高程，也不能抬高上游的设计水位高程时，不得不抬高下游渠底高程，为了减少不利影响，时，不得不抬高下游渠底高程，为了减少不利影响，下游渠底升高的高度不应大于下游渠底升高的高度不应大于15—20cm15—20cm第五节第五节 灌溉渠道系统设计灌溉渠道系统设计(2)(2)渠道纵断面设计中的水位衔接渠道纵断面设计中的水位衔接: : 2)2)建筑物前后的水位衔接建筑物前后的水位衔接渠道上的交叉建筑物渠道上的交叉建筑物( (渡槽、隧洞、渡槽、隧洞、倒虹吸等倒虹吸等) )一般都有阻水作用，会产生水头损失，在渠道纵断一般都有阻水作用，会产生水头损失，在渠道纵断面设计时，必须予以充分考虑。

如建筑物较短，可将进、出口面设计时，必须予以充分考虑如建筑物较短，可将进、出口的局部水头损失和沿程水头损失累加起来的局部水头损失和沿程水头损失累加起来( (通常采用经验数值通常采用经验数值) )，在建筑物的中心位置集中扣除如建筑物较长，则应按建筑，在建筑物的中心位置集中扣除如建筑物较长，则应按建筑物位置和长度分别扣除其进、出口的局部水头损失和沿程水头物位置和长度分别扣除其进、出口的局部水头损失和沿程水头损失 跌水上、下游水位相差较大，由下落的弧形水舌光滑联接跌水上、下游水位相差较大，由下落的弧形水舌光滑联接但在纵断面图上可以简化，只画出上、下游渠段的渠底和水位，但在纵断面图上可以简化，只画出上、下游渠段的渠底和水位，在跌水所在位置处用垂线联接在跌水所在位置处用垂线联接 3)3)上、下级渠道的水位衔接上、下级渠道的水位衔接在渠道分水口处，上、下级渠道的水位应有在渠道分水口处，上、下级渠道的水位应有一定的落差，以满足分水闸的局部水头损失即以设计水位为标准，上级一定的落差，以满足分水闸的局部水头损失即以设计水位为标准，上级渠道的设计水位高于下级渠道的设计水位，以此确定下级渠道的渠底高程。

渠道的设计水位高于下级渠道的设计水位，以此确定下级渠道的渠底高程若当上级渠道输送最小流量时，相应的水位可能不满足下级渠道引取最小若当上级渠道输送最小流量时，相应的水位可能不满足下级渠道引取最小流量的要求，就需要在上级渠道该分水口的下游修建节制闸，把上级渠道流量的要求，就需要在上级渠道该分水口的下游修建节制闸，把上级渠道的最小水位从原来的的最小水位从原来的HminHmin升高到升高到H‘minH‘min，使上、下级渠道的水位差等于分，使上、下级渠道的水位差等于分水闸的水头损失水闸的水头损失 ，以满足下级渠道引取最小流量的要求，如下图，以满足下级渠道引取最小流量的要求，如下图(a)(a)所示如果水源水位较高或上级渠道比降较大，也可以最小水位为配合标准，抬如果水源水位较高或上级渠道比降较大，也可以最小水位为配合标准，抬高上级渠道的最小水位，使上、下级渠道的最小水位差等于分水闸的水头高上级渠道的最小水位，使上、下级渠道的最小水位差等于分水闸的水头损失吁，以此确定上级渠道的渠底高程和设计水位，见图损失吁，以此确定上级渠道的渠底高程和设计水位，见图3—39(b)3—39(b)分水闸上游水位的升高可用两种方式来实现：分水闸上游水位的升高可用两种方式来实现： ①①拾高渠道水位，不变渠道比降；拾高渠道水位，不变渠道比降；②②不变渠道水位，减缓上级渠道比不变渠道水位，减缓上级渠道比降。

降①①线表示按原拟定的干渠比降线表示按原拟定的干渠比降所定出的干渠设计水位线但当水所定出的干渠设计水位线但当水源引水高程不能满足由各支渠分水源引水高程不能满足由各支渠分水口水位推出的干渠设计水位时，就口水位推出的干渠设计水位时，就要设法调整干渠设计水位线一般要设法调整干渠设计水位线一般可采用以下两种办法：一是保持可采用以下两种办法：一是保持原干渠比降放弃分水口水位较高的支渠内部分高地的自流灌溉，干渠设计水位原干渠比降放弃分水口水位较高的支渠内部分高地的自流灌溉，干渠设计水位线改为上图中的线改为上图中的③③线二是将干渠比降放缓，使干渠设计水位线如上图中线二是将干渠比降放缓，使干渠设计水位线如上图中②②线，线，既能满足各支渠不同要求，又不超过水源引水高程这种做法的优点是能保证既能满足各支渠不同要求，又不超过水源引水高程这种做法的优点是能保证全灌区自流灌溉，但将干渠比降改缓后，要重新校核干渠流速全灌区自流灌溉，但将干渠比降改缓后，要重新校核干渠流速 (3)(3)渠道纵断面图的绘制渠道纵断面图的绘制: :渠渠道道纵纵断断面面图图包包括括沿沿渠渠地地面面高高程程线线、、渠渠道道设设计计水水位位线线、、渠渠道道最最低低水水位位线线、、渠渠底底高高程程线线、、堤堤顶顶高高程程线线、、分分水水口口位位置置、、渠渠道道建建筑筑物物位位置置及及其其水水头头损损失失等等。

渠渠道纵断面图按以下步骤绘制：道纵断面图按以下步骤绘制：1) 1) 绘出沿渠地面高程线；绘出沿渠地面高程线；2) 2) 绘出沿渠设计水位高程线；绘出沿渠设计水位高程线；3) 3) 绘出渠底高程线；绘出渠底高程线；4) 4) 绘出渠顶高程线；绘出渠顶高程线；5) 5) 标绘出各分水口和建筑物的位置；标绘出各分水口和建筑物的位置；6) 6) 绘制渠道最小水位线；绘制渠道最小水位线；7) 7) 标注桩号和高程；标注桩号和高程；8) 8) 标注渠道比降标注渠道比降 根据渠道纵、横断面图可以计算渠道的土方工程量，也可以进行施工放根据渠道纵、横断面图可以计算渠道的土方工程量，也可以进行施工放样。