農(nóng)田水利渠道流量設(shè)計

1、推求設(shè)計流量、推求典型支渠（四支渠）及其所屬斗，農(nóng)渠的設(shè)計流量支取長度及灌溉面積渠別一支一支二支四支五支合計長度（Km）4.7:5.95.46.16.528.6灌溉面積（萬畝）1.92.21.91.81.89.6注馬清河灌區(qū)土地利用系數(shù) 0.8A灌區(qū)=12 0.8 = 9.6萬畝1. 推求典型支渠（四支渠）及其所屬斗、農(nóng)渠的設(shè)計流量 第四支渠（典型支渠）布置圖II（1）計算農(nóng)渠的設(shè)計流量，四支渠的田間凈流量為：Q4 支田凈=A 四支 X q 設(shè)=1.8 x 0.43=0.774m3/s因為斗，農(nóng)渠分兩組輪灌，同時工作的斗渠有3條，同時工作的農(nóng)渠有5條，所以農(nóng)渠的田間凈流量為：Q 農(nóng)田凈=Q 支

2、田凈/nk=0.774/3 X 5=0.0516 m3/s取田間水利用系數(shù)f =0.95,則農(nóng)渠的凈流量為Q 農(nóng)凈=Q 農(nóng)凈/ f =0.054 m3/s查表可得相應(yīng)的土壤透水性系數(shù)：A=1.9 , m=0.4,所以農(nóng)渠每公里輸水損失系數(shù)：1 9二農(nóng)=A/100Q m農(nóng)凈=04 =0.061m3/s0.054.所以農(nóng)渠的設(shè)計流量為：Q 農(nóng)毛=Q 農(nóng)凈（1+；農(nóng) L 農(nóng)）=0.054 （1 0.061 0.8） =0.057 m3/s （ L 農(nóng)=0.8 千米）（2）計算斗渠的設(shè)計流量，因為一條斗渠內(nèi)同時工作的農(nóng)渠有5條，所以斗渠的凈流量等于5條農(nóng)渠的毛流量之和：Q 斗凈=5X Q 農(nóng)毛=5X

3、0.057=0.285 m3/s農(nóng)渠分兩組輪灌。各組要求斗渠供給的凈流量相等，但是，第n組輪灌組距斗渠進水口較遠， 輸水損失較多，據(jù)此求得斗渠毛流量較大，以第n組輪灌組灌水時需要的斗渠毛流量作為斗 渠的設(shè)計流量。斗渠的平均工作長度 L4=1.8Km因為斗渠每公里輸水損失系數(shù)為二斗=A/100Qm斗凈=0.0314所以斗渠的設(shè)計流量為：Q斗毛=Q斗凈（1 +匚斗L斗）=0.301 m3/s（3 ）計算四支渠的設(shè)計流量；斗渠也是分兩組輪灌，以第n輪灌組要求的支渠毛流量作為支 渠的設(shè)計流量，支渠的平均工作長度L支=4.9Km支渠的凈流量為：Q支凈=3 X Q斗毛=0.903 m3/s支渠每公里輸水損

4、失系數(shù)：匚支=A/100Qm支凈=0.0198支渠的毛流量為：Q四支毛=Q四支凈（1+匚支L四支）=0.991 m3/s2. 計算四支渠的灌溉水利用系數(shù)n9支田凈三臚華= 0.78 Q 三支毛 0.9913. 計算其他支渠的設(shè)計流量1）計算其他支渠的田間凈流量3.m /s3,m /s3.m /s3.m /sQ1 支田凈=1.9 X 0.43=0.817Q2 支田凈=2.2 X 0.43=0.946Q3 支田凈=1.9 X 0.43=0.817Q5 支田凈=1.8 X 0.43=0.774以典型支渠（四支渠）的灌溉水利用系數(shù)作為擴大指標,2）計算其他支渠的設(shè)計流量 用來計算其他支渠的設(shè)計流量。Q

5、1 支毛=)8787 REQ3支毛=0.8170.783= 1.05m IsQ2支毛=需=TsQ5支毛=需99仏4. 推求干渠各段的設(shè)計流量1) DE段的設(shè)計流量：3Qdej 凈=Q 五支=0.99 m IsCDE1.90.4100 0.99二 0.019 m3IsQde 毛=Qde 凈(1 + ；deLde ) =0.99(1+0.019 X 2.5)=1.04 m3/s2) CD段設(shè)計流量:3Qcd 凈=Qde毛 +Q 四支毛=1.04+0.99=2.03m /sCCD =0.01431.90 4100 2.03.Qcd 毛=Qcd 凈(1 + ：_-cdLcd) =2.03 (1+0.0

6、143X 2.9 ) =2.11 m3/s3) BC段設(shè)計流量：3Qbc 凈=Qcd 毛+Q 三支毛=2.11+1.05=3.16 m /s1 9cbc =: = 0.0120m3/s100匯3.16.Qc毛=Qc凈(1+- bc Lbc) =3.16(1+0.0120 X 4.3)=3.32 m3/s4) AB段設(shè)計流量：3Qab 凈=Qbc 毛+Q 二支毛=3.32+1.21=4.53 m /sTab =1.9100 4.530.4=0.0104m3/sQb毛=Qb凈(1 + ；abLab ) =4.53 (1+0.0104 X 3.4 ) =4.69 m3/s5) OA段設(shè)計流量：Qoa

7、 凈=Qab毛 Q1 支毛=4.69+1.05=5.74 m3/s1.9100 5.740.4-0.0094Qoa毛=Qoa凈:roaLoa =5.74疋(1+0.0094疋0.4)=5.76 m3/s:、推求渠道最小流量和加大流量的計算1. 推求典型支渠(四支渠)及其所屬斗、農(nóng)渠的最小流量(1)計算農(nóng)渠的最小流量，四支渠的田間凈流量為：Q4 支田凈=A 四支 X qmin =1.8 X 0.18=0.324m3/s因為斗，農(nóng)渠分兩組輪灌，同時工作的斗渠有3條，同時工作的農(nóng)渠有5條，所以農(nóng)渠的田 間凈流量為：Q 農(nóng)田凈=Q 支田凈/nk=0.324/ （3X 5） =0.0216 m3/s取田

8、間水利用系數(shù)f =0.95,則農(nóng)渠的凈流量為Q 農(nóng)凈=Q 農(nóng)凈/ f =0.023 m3/s查表可得相應(yīng)的土壤透水性系數(shù)：A=1.9 , m=0.4,所以農(nóng)渠每公里輸水損失系數(shù)：1 9農(nóng)=A/100Q m農(nóng)凈=04 =0.0859m3/s100x0.023.所以農(nóng)渠的最小流量為：Q 農(nóng)毛=Q 農(nóng)凈（1+；農(nóng) L 農(nóng)）=0.023 （1 0.0859 0.8）=0.025 m3/s （ L 農(nóng)=0.8 千米）（2） 計算斗渠的最小流量，因為一條斗渠內(nèi)同時工作的農(nóng)渠有5條，所以斗渠的凈流量等 于5條農(nóng)渠的毛流量之和：Q 斗凈=5X Q 農(nóng)毛=5X 0.025=0.125 m3/s農(nóng)渠分兩組輪灌。各

9、組要求斗渠供給的凈流量相等，但是，第n組輪灌組距斗渠進水口較遠， 輸水損失較多，據(jù)此求得斗渠毛流量較大，以第n組輪灌組灌水時需要的斗渠毛流量作為斗 渠的最小流量。斗渠的平均工作長度 L4=1.8Km因為斗渠每公里輸水損失系數(shù)為匚斗=A/100Qm斗凈=0.0437所以斗渠的最小流量為：Q斗毛=Q斗凈（1 + ；二斗L斗）=0.135 m3/s（3）計算四支渠的最小流量；斗渠也是分兩組輪灌，以第n輪灌組要求的支渠毛流量作為支渠的最小流量，支渠的平均工作長度L支=4.9Km支渠的凈流量為： Q支凈=3 X Q斗毛=0.405 m3/s支渠每公里輸水損失系數(shù)：匚支=A/100Qm支凈=0.0273支

10、渠的毛流量為：Q四支毛=Q 四支凈（1+ CT支L四支）=0.459m3/s2. 計算四支渠的灌溉水利用系數(shù)n1支田凈三支水324= 0.71 Q 三支毛 0.4593. 計算其他支渠的最小流量3）計算其他支渠的田間凈流量Q1 支田凈=1.9 X 0.18=0.342 m3/sQ2 支田凈=2.2 X 0.18=0.396 m3/sQ3 支田凈=1.9 X 0.18=0.342 m3/sQ5 支田凈=1.8 X 0.18=0.324 m3/s4）計算其他支渠的最小流量以典型支渠（四支渠）的灌溉水利用系數(shù)作為擴大指標,用來計算其他支渠的最小流量。Q1 支毛=需=0.48m3/sQ2支毛=需ZE0

11、.342. 一 3Q3 支毛=0.48m /s0.71Q5 支毛=0.342 = o.46m3/s0.714. 推求干渠各段的最小流量1) DE段的最小流量：3Qdej 凈=Q 五支=0.46 m /scde =1.904100 0.46=0.0259 m3/sQde 毛=Qde 凈(1 + ；deLde ) =0.46(1+0.0259 X 2.5)=0.49 m3/s2）CD段最小流量:3Qcd 凈=Qde 毛 +Q 四支毛=0.49+0.46=0.95m /sCCD =1.9100 0.950.4=0.0194Qcd 毛=Qcd 凈(1 + ；CdLcd) =0.95 (1+0.0194

12、X 2.9 ) =1.00 m3/s3) BC段最小流量：3Qbc 凈=Qcd 毛+Q 三支毛=1.00+0.48=1.48 m /scbc =19= 0.0162m3/s101.48.Qc 毛=Qc 凈(1 + ；bcLbc) =1.48 X (1+0.0162 X 4.3)=1.58m3/s4) AB段最小流量：3Qab 凈=Qbc 毛+Q 二支毛=1.58+0.56=2.14 m /s1.9100 2.140.4二 0.0140 m3/sQb 毛=Q( 1 + ；abLab ) =2.14X( 1+0.0140X 3.4 ) =2.24 m3/s5) OA段最小流量：Qoa 凈=Qab毛

13、 Q1 支毛-2.24+0.48=2.72 m3/s1.9:二 OA =0.0127100 2.72Qoa 毛二 Qoa 凈 亠，.，oaLoa =2.72x（1+0.0127x0.4）=2.73 m3/s5. 渠道加大流量計算（渠道的極大流量采用加大系數(shù)法）支渠設(shè)計流量Qd加大系數(shù)J加大流量Qj干渠渠段設(shè)計流量Qd加大系數(shù)J加大流量QjQ1支毛1.051.281.34Qde毛1.041.281.33Q2支毛1.211.281.55Qcd毛2.111.282.70Q3支毛1.051.281.34Qbc毛3.321.284.25Q4支毛0.991.321.31Qab毛4.681.285.99Q5

14、支毛0.991.321.31Qoa毛5.761.257.20注 Qj=Jx Qd渠道橫斷面設(shè)計（一）干渠各斷面設(shè)計（采用經(jīng)濟適用斷面）根據(jù)參考資料干渠渠底比降為 1/5000,渠道平整順直，養(yǎng)護設(shè)為一般，則粗糙系數(shù)取n=0.025，偏離系數(shù)=1.02，邊坡系數(shù)為 m=1.25，則5-:J ,（: 4 -1） =0.76:=-（2 訂 1 m2 - m） - m = 2.201. 計算設(shè)計過水?dāng)嗝?.769025乂(2.20 + 2如.25 223.5000(2.20+TjJL38=1.68m干渠OA段的水深和寬度的計算:b = ：h =2.20 1.68 = 3.70mA = (b mh)h

15、二(3.70 1.25 1.68) 1.68 二 9.74m校核不沖不淤流速：（V不於取0.35m3/s,）V 不沖=KQ0.1=0.62 X 5.76 0.1=0.74m3/s,V 二Q/A =5.76/9.74 =0.59m sV不於V V不沖 滿足條件nQ加大、0.62. 計算加大水深和最小水深（迭代法） 加大水深的計算：=(0.0257.20)0.6 go、15000B =2j1 m22 J 1.252 =3.20迭代計算：h=A(b Bhi) b mhi令 ho = 2.0mh_A(b 肌) b +mho0 44.60 (3.70 3.20 2.0) . =1 873.70+1.25

16、V0當(dāng) hi =1.87m 時,h2 = 1.89m當(dāng) h2 = 1.89m 時,h3 二 1.89m此時迭代終止，加大水深就為1.89m最小水深的計算：A =(nQ最小)0.6 二嚴253)0.6 =2.57v 15000B = 2 J1 m2 =21.252 =3.20迭代計算：h = A(b Bhi) b mhi令 h0 =1.0m 則h _A(b + Bh。)_ 2.57匯(3.70 + 3.20勺.0)0.4 =1121 b+mhb3.70+1.25匯 1.0當(dāng) h1 =1.12m 時，h2 =1.12m此時迭代終止，最小水深就為1.12m依照上述方法，依次可算出干渠各斷面的各水力要

17、素，結(jié)果見卜表設(shè)計干渠渠段流量(m3/s)hma“h/m b/mmhmin/mA/mi2 V(m/s)V不於(m/s)V不沖(m/s)DE1.040.881.941.000.592.670.390.350.62求CD2.111.152.531.310.774.560.460.350.67滿足要 求BC3.321.373.011.550.916.480.510.350.70滿足要 求AB4.691.553.411.771.048.290.570.350.72滿足要 求OA5.761.683.701.891.129.740.590.350.74滿足要求（二）支渠斷面的設(shè)計：（采用經(jīng)濟適用的斷面）根

18、據(jù)參考資料支渠渠底比降為 1/2000,渠道平整順直，養(yǎng)護設(shè)為一般，則粗糙系數(shù)取 n=0.025，偏離系數(shù)=1.02，邊坡系數(shù)為m=1.0,則52 -: （、;4 -1） =0.76P =（2jl+m2 -m）-m=3.233. 計算設(shè)計過水?dāng)嗝嬉恢乃詈蛯挾鹊挠嬎?3/|8IL C m)3 i1.057.025x(3.23+ 2+1.0 2 2000(3.23+1.)53#=0.68mb = ：h = 3.23 0.68 = 2.20m2A = (b mh)h =(2.20 1.0 0.68) 0.68 = 1.96m校核不沖不淤流速：(V 不於取 0.35m3/s,)V 不沖=KQ 0

19、.1=0.62 X 1.05 0.1=0.62m3/s,V =Q/A =1.05/1.96 = 0.54m sV不於V V不沖 滿足條件4. 計算加大水深和最小水深（迭代法） 加大水深的計算：(00大)。. (0.025 1.34)0.6 十8i1 2000B=21 + m2 =2+1.02 =2.83迭代計算：h _ A(b Bhi) b +mhi令 ho =1.0m 則hi_ A(b Bh0) b mhb0 4=1.28 (2.20 2.83 1.0).= 0762.20 1.0 1.0當(dāng)hi=0.76m 時,h2 = 0.78m當(dāng) h 0.78m 時,h 0.78m此時迭代終止，加大水深

20、就為0.78m最小水深的計算：A =(nQ：小)0.6 =(0.025 O.48)0.6=0.69氨J1/2000-2 1 1.02 =2.83迭代計算：h _ A(b Bhi) b +mhB =2、J1m?令 h。= 0.5m 貝V0 4h =A(b_Bh0)= 0.69 (2.20 2.83 0.5). =043 b+mhb2.20+1.07.5當(dāng) h 0.43m 時，h 0.43m此時迭代終止，最小水深就為0.43m依照上述方法，依次可算出支渠各斷面的各水力要素，結(jié)果見下表 設(shè)計支渠流量(m3/s)h/mb/mhmax/mhmin/mA/*V(m/s)V不於(m/s)V不沖(m/s)1支

21、滿足要2!支1.050.682.200.780.431.960.540.350.623支1.210.712.290.820.462.130.570.350.63滿足要4支1.050.682.200.780.431.960.540.350.62滿足要5支0.990.662.130.780.421.840.540.350.62滿足要 滿足要(三)典型斗渠和典型農(nóng)渠斷面設(shè)計(采用水力最佳斷面)1.斗渠斷面設(shè)計：根據(jù)參考資料斗渠渠底比降為1/1000,渠道平整順直，養(yǎng)護設(shè)為一般，則粗糙系數(shù)取n=0.025,邊坡系數(shù)為 m=1.0,則由表查得優(yōu)=0.83 Q 典型斗渠=0.301 m3/s2此時 A =

22、(b mh) h=(0. 83h+1.0h)h=1.83h=b 2hJ m2 =0.83h 2.83h = 3.66h2R 二 A/ =1.83h /3.66h =0.5h0.3750 375h 優(yōu)=0.868Q=0.868*0.301 0.375 =0.55mb 優(yōu)=:優(yōu) h 優(yōu)=0.83*0.55=0.46m計算加大水深和最小水深(迭代法)加大水深的計算：nQ 加大、0.6/ 0.025 0.3850.6A=()=()=0.49Jj 1000B =2 J1 m2 = 2 1 1.02 =2.83b mhb0.46 1.0 1.0h 0.54m 時，h 0.65mh2 = 0.65m 時，h

23、 0.62mh3 = 0.62m 時，h 0.62mh1當(dāng)當(dāng)當(dāng)=A(b Bh。)= 0.49 (0.46 2.83 1.0)此時迭代終止，加大水深就為0.62m最小水深的計算：0.4= 0.54迭代計算：h _ A(b Bhi) b +mh令h= 1.0m 則= 0.26nQ 最小、0.6.0.025 0.1350.6B=2j1 m =2* 1.02 =2.83迭代計算：h = A(-Bhilb +mh令 ho 二 0.5m 貝V0 4h _A(b + Bho) _ 0.26 j(0.462.83x0.5). = 35 b+mho0.46+13 0.5當(dāng) h 0.35m時,h2 = 0.37m當(dāng) h 0.37m 時，h 0.37m此時迭代終止，最小水深就為0.37m2.農(nóng)渠斷面設(shè)計根據(jù)參考資料斗渠渠底比降為1/8