灌排課程設(shè)計(jì)

1、馬清河灌溉系統(tǒng)規(guī)劃1、 計(jì)算小麥玉米的需水量。 根據(jù)馬清河灌區(qū)氣象資料，運(yùn)用彭曼-蒙蒂斯公式計(jì)算小麥、玉米需水量，公式： Rn地面凈輻射蒸發(fā)當(dāng)量（MJ m-2 d）;G土壤熱通量（MJ m-2 d）；溫度計(jì)常數(shù)（kPa0C-1）；T平均氣溫（0C）；V2 2m高的風(fēng)速（ms-1）;Pa飽和水氣壓(kPa)；Pd實(shí)際水氣壓（kPa）；（Pa-Pd）飽和水氣壓與實(shí)際水氣壓的差額（kPa）；溫度-飽和水氣壓曲線(xiàn)的斜率（kPa0C-1）。計(jì)算結(jié)果如下表：參考作物蒸發(fā)蒸騰量月份123456ETo（mm/d)1.131.652.964.645.656.29月份789101112ETo（mm/d)6.005

2、.344.082.691.711.07 作物生育期內(nèi)的需水量由參考作物的蒸發(fā)蒸騰量和作物本身的作物系數(shù)綜合確定，計(jì)算公式為：ETc=Kc×ETo計(jì)算結(jié)果如下表：小麥生育期內(nèi)的需水量月份ETo(mm/d）KcETc(mm/d)32.960.2550.7544.640.2921.3555.650.7294.1266.290.9656.0776.001.0056.03玉米生育期內(nèi)的需水量月份ETo(mm/d）KcETc(mm/d)44.640.2080.9655.650.3461.9666.290.6293.9576.000.9765.8585.340.864.5994.080.7393.

3、02 作物的需水規(guī)律主要受氣象因素影響。從一月到十二月，氣溫不斷地升高再逐漸的降低，而參考作物的蒸發(fā)蒸騰量也是不斷地升高再逐漸的降低，作物的作物系數(shù)也同樣如此。因此，作物的需水規(guī)律是逐漸的升高再逐漸地降低。2、 小麥、玉米的灌溉制度。用水量平衡方程來(lái)確定小麥、玉米的灌溉制度水量平衡方程為：WtW0=WT+P0+K+MET式中：Wt、W0分別表示時(shí)段末和時(shí)段初的土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的儲(chǔ)水量；WT為由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的水量；P0為土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)保存的有效水量；K為時(shí)段t內(nèi)的地下水補(bǔ)給量。灌水時(shí)間為：t =(W0-Wmin)/(e-k)式中：e為單位時(shí)間內(nèi)，作物的需水強(qiáng)度，ET=e×t

4、；k為單位時(shí)間內(nèi)地下水的補(bǔ)給量，K=k×t。灌水定額為：m =Wmax-Wmin=H(max-min)式中：Wmax、Wmin分別為土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層內(nèi)的最大儲(chǔ)水量和最小儲(chǔ)水量；H為計(jì)劃濕潤(rùn)層的深度；max、min分別為土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層允許的最大體積含水量和最小體積含水量。有效降雨量：P0=*P 為降雨有效利用系數(shù)。當(dāng)P>50mm 時(shí)，=0.80.7 ；當(dāng)P<5時(shí)，=0，當(dāng)P=550時(shí)，=1 。 由于計(jì)劃濕潤(rùn)層增加而增加的可以用水量：WT=（H2-H1)*0 H1為計(jì)算時(shí)段初計(jì)劃濕潤(rùn)層的深度；H2為計(jì)算時(shí)段末計(jì)劃濕潤(rùn)層的深度；0為初始土壤的體積含水量。馬清河灌區(qū)的有效降雨量如下

5、表：月份降雨量有效降雨量累積降雨mmmmm3/畝m3/畝11.700022.500034.200047.77.75.145.14514.314.39.5414.68616.616.611.0725.75727.527.518.3444.09839.939.926.6170.7926.626.617.7488.441011.911.97.9496.38114.20096.38121.20096.38小麥各項(xiàng)累積數(shù)據(jù)單位m3/畝日期濕潤(rùn)層深度需水量ETWT累積WminWmax地下水補(bǔ)給ET-WT-K播種拔節(jié)3.21-5.20500mm87.6053.69102.0212.7674.84拔節(jié)抽穗5.

6、21-6.9600mm154.2617.7464.43122.4217.01119.51抽穗乳熟6.10-7.19700mm315.6335.4875.17142.8225.51254.64乳熟成熟7.20-7.29800mm355.8453.2285.91163.2327.64274.98玉米各項(xiàng)累積數(shù)據(jù)單位m3/畝日期濕潤(rùn)層深度需水量ETWT累積WminWmax地下水補(bǔ)給ET-WT-K苗期4.15-6.17600mm95.58064.43122.4212.8677.72拔節(jié)6.18-7.6600mm153.3064.43122.4217.14136.16大喇叭口7.7-7.26700mm2

7、31.3917.7475.17142.8221.43192.22吐絲7.27-8.9800mm278.4835.4885.91163.2324.64218.36成熟8.10-9.16900mm378.0453.2296.65183.6332.14292.68根據(jù)數(shù)據(jù)繪制作物灌溉制度設(shè)計(jì)示意圖：小麥灌溉制度設(shè)計(jì)示意圖玉米灌溉制度設(shè)計(jì)示意圖注：1、作物需水量ET累積曲線(xiàn)；2、滲入土壤的有效降雨量累積曲線(xiàn)；3、WT累積曲線(xiàn)；4、K值累積曲線(xiàn)；5、計(jì)劃濕潤(rùn)層儲(chǔ)水量WT曲線(xiàn)；6、計(jì)劃濕潤(rùn)層允許最小儲(chǔ)水量Wmin曲線(xiàn)；7、計(jì)劃濕潤(rùn)土層允許最大儲(chǔ)水量Wmax曲線(xiàn)。3、 編制灌水率圖及其修正。根據(jù)作物的灌溉制

8、度，繪制灌水率圖，灌水率公式如下：qi,k=(i×mi,k)/(864×Ti,k)式中：qi,k為第i種作物第k次灌水的灌水率 m3/(s·100畝)；i為第i種作物的種植比例，其值為該作物的灌溉面積與灌區(qū)灌溉總面積之比；mi,k為第i種作物第k次灌水的灌水定額（m3/畝）；Ti,k為第i種作物第k次灌水的灌水延續(xù)時(shí)間（d）。計(jì)算灌水率所需數(shù)據(jù)如下表：種植比例0.55灌水定額（m3/畝）灌水時(shí)間灌水延續(xù)時(shí)間（d）91次灌水率0.003448.335月8號(hào)2次灌水率0.003448.336月1號(hào)3次灌水率0.004157.996月21號(hào)4次灌水率0.004867.6

9、57月5號(hào)5次灌水率0.005577.327月24號(hào)小麥 種植比例0.3灌水定額（m3/畝）灌水時(shí)間灌水延續(xù)時(shí)間（d）71次灌水率0.002957.996月4號(hào)2次灌水率0.002957.997月10號(hào)3次灌水率0.003467.658月3號(hào)4次灌水率0.003877.328月25號(hào)5次灌水率0.004386.989月9號(hào)玉米則灌水率圖如下：灌水率圖修正后的灌水率圖由上圖可得，設(shè)計(jì)灌水率：qd=0.0043 m3/(s·100畝)四、渠系的規(guī)劃與布置1水源與取水口選擇 灌區(qū)的水源主要是以馬清河為灌溉水源。馬清河上游，水位較高，還有一座水庫(kù)水質(zhì)良好，含沙量極微，灌區(qū)上游土質(zhì)屬中壤，下游

10、龍尾河一帶屬輕砂壤土。地下水埋深一般為45m，土壤及地下水的PH值屬中性，無(wú)鹽堿化威脅。 取水口宜取在凹岸中點(diǎn)偏下游處，取水口在這里可加大進(jìn)流量，有效防止泥沙入渠，另外還可以避免水直接沖擊渠道，有利于渠道的保護(hù)。2各級(jí)渠道與溝道的布置渠道布置見(jiàn)附錄3渠系建筑物布置 渠系建筑物是指與渠道配套的水閘、涵洞、橋梁、渡槽、倒虹吸、跌水、陡坡等建筑物。一、渠系建筑物的選型與布置原則1、盡量采用定型設(shè)計(jì)和裝配式建筑物；2、盡量利用當(dāng)?shù)夭牧闲藿ǎ?、渠系建筑物的位置應(yīng)根據(jù)渠系平面布置圖、渠道縱橫斷面圖及當(dāng)?shù)厍闆r合理布局；4、渠系建筑物應(yīng)滿(mǎn)足渠道輸水、配水、量水、泄水和防洪等要求，保證渠道正常運(yùn)行，最大限度地

11、滿(mǎn)足作物需水要求；5、渠系建筑物布置盡可能集中，聯(lián)合修建，形成樞紐，降低造價(jià)，便于管理；6、布置渠系建筑物應(yīng)使水流流態(tài)穩(wěn)定，水頭損失小。主要的渠系建筑物有：1、引水建筑物進(jìn)水閘：在渠道取水處，調(diào)節(jié)干渠的進(jìn)水流量，滿(mǎn)足灌溉對(duì)水位、流量的要求。 2、配水建筑物（1）分水閘 布置在各支渠、斗渠和農(nóng)渠渠首。上級(jí)渠道的分水閘就是下級(jí)渠道的進(jìn)水閘。 分水閘的作用是控制和調(diào)節(jié)向下級(jí)渠道的配水流量，其結(jié)構(gòu)形式有開(kāi)敞式和涵洞式兩種。（2）節(jié)制閘 垂直于渠道中心線(xiàn)布置，其作用是控制渠道水位或流量。下列情況需要設(shè)置節(jié)制閘：在上級(jí)渠水位不能保證下級(jí)渠正常引水時(shí)，需在上級(jí)渠建節(jié)制閘抬高水位，保證下級(jí)渠引水。實(shí)行輪灌時(shí)，

12、在輪灌組分界處需設(shè)節(jié)制閘。在重要建筑物或險(xiǎn)工渠段前需聯(lián)合修建節(jié)制閘和泄水閘，以防止漫溢，保證建筑物和渠道的安全。3、交叉建筑物 常見(jiàn)的交叉建筑物有：隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、橋梁等。 隧洞 當(dāng)渠道遇到山崗時(shí)，或因石質(zhì)堅(jiān)硬，或因開(kāi)挖工程量過(guò)大，往往不能采用深挖方渠道，如沿等高線(xiàn)繞行，渠道線(xiàn)路又過(guò)長(zhǎng)，工程量仍然較大，而且增加了水頭損失。在這種情況下，可選擇山崗單薄的地方鑿洞而過(guò)。 倒虹吸 渠道穿過(guò)河溝、道路時(shí)，如果渠道水位高出河溝洪水位，但渠底高程卻低于河溝洪水位時(shí)；或渠底高程雖高于路面，但凈空不能滿(mǎn)足交通要求時(shí)，就要用壓力管道代替渠道，從河溝、道路下面通過(guò)，壓力管道的軸線(xiàn)向下彎曲，形似倒虹。 渡

13、槽 渠道穿過(guò)河溝、道路時(shí)，如果渠底高于河溝最高洪水位或渠底高于路面的凈空大于行駛車(chē)輛要求的安全高度時(shí)，可架設(shè)渡槽；渠道穿越洼地時(shí)，如 采用高填方渠道工程量太大，也可采用渡槽。 涵洞 渠道與道路相交，渠道水位低于路面，而且流量較小時(shí)，常在路面下面埋設(shè)平直的管道，叫做涵洞。 橋梁 渠道與道路相交，渠道水位低于路面，而且流量較大，水面較寬時(shí)，要在渠道上修建橋梁，滿(mǎn)足交通要求。 4、銜接建筑物  當(dāng)渠道經(jīng)過(guò)坡度較大的地段時(shí)，為防止渠道沖刷，保持渠道的設(shè)計(jì)比降，就把渠道分成上、下兩段，中間用銜接建筑物聯(lián)結(jié)，常見(jiàn)的銜接建筑物有跌水或陡坡。  （1）跌水：水位落差小于

14、時(shí)，宜建跌水。  （2）陡坡：水位落差大于時(shí)，宜建陡坡。5、泄水建筑物  用于排除渠道中余水或入渠洪水。（1）退水閘：布置在較大的干、支、斗渠末端，以排泄渠中余水（防止滋生雜草和蚊蟲(chóng)）。  （2）泄水閘：與節(jié)制閘聯(lián)合修建，保護(hù)重要建筑物和險(xiǎn)工渠段。6、量水建筑物（1） 利用閘、涵、渡槽等量水。在干支渠上量水一般利用這些渠系建筑物量水。（2）利用特設(shè)計(jì)量水設(shè)備量水。如三角堰、梯形堰、巴歇爾量水槽、噴嘴等。一般斗、農(nóng)渠上可采用特設(shè)量水設(shè)備。 五、渠系的設(shè)計(jì)流量及渠系水利用系數(shù)的推算 為了各用水單位受益均衡，避免因水量過(guò)分集中而造成灌水組織和生產(chǎn)安排的困難，干

15、支渠采用續(xù)灌，為了縮短各條渠道的輸水時(shí)間，加大輸水流量，減少輸水損失水量，有利于農(nóng)業(yè)耕作和灌水工作的配合，提高灌水工作效率，斗、農(nóng)渠采用輪灌，且進(jìn)行集中編組。斗渠分為四個(gè)輪灌組，農(nóng)渠分為三個(gè)輪灌組。根據(jù)渠道的布置型式，推算出支渠長(zhǎng)度及灌溉面積。數(shù)據(jù)如下表：渠別一支二支三志四支合計(jì)長(zhǎng)度（km）5.55.566.523.5灌溉面積（畝）173002790033100417001200001、推求典型支渠（三支渠）及其所屬斗、農(nóng)渠的設(shè)計(jì)流量。、計(jì)算農(nóng)渠的設(shè)計(jì)流量。三支渠的田間凈流量為：Q三只田凈=A三支*qd=331*0.0043=1.4233 (m3/s) 斗渠分四組輪灌同時(shí)工作的斗渠有4條；農(nóng)渠

16、分3個(gè)輪灌組，同時(shí)工作的農(nóng)渠有4條。所以，農(nóng)渠的田間凈流量為：Q農(nóng)田凈=Q支田凈/（n*k)=1.4233/(4*4)=0.089 (m3/s)取田間水利用系數(shù)f=0.90，農(nóng)渠的凈流量為Q農(nóng)凈=Q農(nóng)田凈/f=0.089/0.90=0.099 (m3/s) 灌區(qū)土壤屬于中粘壤土，可查出相應(yīng)的土壤透水性參數(shù)；A=1.9，m=0.4。則可計(jì)算出農(nóng)渠每千米輸水損失系數(shù)：農(nóng)=A/Qm農(nóng)凈=1.9/0.0990.4=4.79農(nóng)渠的毛流量或設(shè)計(jì)流量為：Q農(nóng)毛=Q農(nóng)凈（1+農(nóng)L農(nóng)/100）=0.099*（1+4.79*0.4/100）=0.101 (m3/s)、計(jì)算斗渠的設(shè)計(jì)流量。因?yàn)橐粭l斗渠內(nèi)同時(shí)工作的農(nóng)

17、渠有4條，所以斗渠的凈流量等于4條農(nóng)渠的毛流量之和：Q斗凈=4*Q農(nóng)毛=4*0.101=0.404 (m3/s) 農(nóng)渠分三個(gè)輪灌組，各組要求斗渠供給的凈流量相等。但是，一第三輪灌組距斗渠進(jìn)水口較遠(yuǎn)，輸水損失水量較多，據(jù)此求得的斗渠毛流量較大。因此，以第三輪灌灌水時(shí)需要的斗渠毛流量作物斗渠的設(shè)計(jì)流量。斗渠的平均工作長(zhǎng)度L斗=1.8km。斗渠每千米輸水損失系數(shù)為：斗=A/Qm斗凈=1.9/0.4040.4=2.73斗渠的毛流量或設(shè)計(jì)流量為： Q斗毛=Q斗凈（1+斗*L斗/100）=0.404*（1+2.73*1.8/100）=0.424 (m3/s)、計(jì)算第三支渠的設(shè)計(jì)流量。斗渠分四組輪灌，以第4

18、輪灌組要求的支渠毛流量作為支渠的設(shè)計(jì)流量。支渠的平均長(zhǎng)度L支=5.7km。支渠的凈流量為：Q三支凈=4*Q斗毛=4*0.424=1.696 (m3/s)支渠每千米輸水損失系數(shù)為：三支=A/Qm三支凈=1.9/1.6960.4=1.54支渠的毛流量為： Q三支毛=Q三支凈（1+三支*L支/100）=1.696*（1+1.54*5.7/100）=1.845 (m3/s)2、計(jì)算三支渠的灌溉水利用系數(shù)。三支渠=Q三支田凈/Q三支毛=1.4233/1.845=0.773、計(jì)算一、二、四支渠的設(shè)計(jì)流量。計(jì)算一、二、四支渠的田間凈流量： Q一支田凈=173*0.0043=0.744 (m3/s) Q二支田

19、凈=279*0.0043=1.200 (m3/s) Q四支田凈=417*0.0043=1.793 (m3/s)、計(jì)算一、二、四支渠的設(shè)計(jì)流量：以典型支渠的灌溉水利用系數(shù)作為擴(kuò)大指標(biāo)，來(lái)計(jì)算其他支渠的設(shè)計(jì)流量。由于一、二、四支渠的灌溉面積不同，則一支水=0.79，二支水=0.78，四支水=0.75 。 Q一支毛=Q一支田凈/一支水=0.744/0.79=0.942 (m3/s) Q二支毛=Q二支田凈/二支水=1.200/0.78=1.538 (m3/s)Q四支毛=Q四支田凈/四支水=1.793/0.75=2.391 (m3/s)4、推求干渠各段的設(shè)計(jì)流量。、BC段的設(shè)計(jì)流量： QBC凈=Q三支毛

20、+Q四支毛=1.845+2.391=4.236(m3/s) BC=1.9/4.2360.4=1.07 QBC毛=QBC凈（1+BC *LBC/100）=4.236*（1+1.07*4.3/100）=4.431 (m3/s)、AB段的設(shè)計(jì)流量： QAB凈=Q二支毛+QBC毛=1.538+4.431=5.969 (m3/s) AB=1.9/5.9690.4=0.930 QAB毛=QAB凈（1+AB *LAB/100）=5.969*（1+0.93*3.5/100）=6.163 (m3/s)、OA段的設(shè)計(jì)流量： QOA凈=QAB毛+Q一支毛=6.163+0.942=7.105(m3/s) OA=1.9

21、/7.1050.4=0.867 QOA毛=QOA凈（1+OA *LOA/100）=7.105*（1+0.867*6.0/100）=7.475 (m3/s)干渠設(shè)計(jì)引水流量：Q0=7.745(m3/s)六、渠道橫斷面設(shè)計(jì)1、渠道縱橫斷面設(shè)計(jì)原理 灌溉渠道一般為正坡明渠，按明渠均勻流公式設(shè)計(jì)。其基本公式為：V=式中：V渠道平均流速，m/s； C謝才系數(shù)， m0.5 /s； R水力半徑，m; i 渠底比降。 謝才系數(shù)常用曼寧公式計(jì)算：C= 式中：n 渠床糙率系數(shù)。2、渠道設(shè)計(jì)的依據(jù) 渠底比降，比降選擇是否合理關(guān)系到工程造價(jià)和控制面積，應(yīng)根據(jù)渠道沿線(xiàn)的地面坡度、下級(jí)渠道進(jìn)水口的水位要求，渠床土質(zhì)，水源

22、含沙情況等因素，為了減少工程量，應(yīng)盡可能選用和地面坡度相近的渠底比降，一般隨著設(shè)計(jì)流量的逐級(jí)減小，渠底比降逐級(jí)增大 渠床的糙率系數(shù)：渠床的糙率系數(shù)是否符合實(shí)際，直接影響到設(shè)計(jì)成果的精度，如果n值選的太大，渠道的設(shè)計(jì)斷面就偏大，不僅增加了工程量，而且會(huì)因?qū)嶋H水位低于設(shè)計(jì)水位而影響下級(jí)渠道的進(jìn)水，如果n取值太小，設(shè)計(jì)的斷面就偏小，輸水能力不足，影響灌溉用水。 渠道的邊坡系數(shù)：邊坡系數(shù)的大小關(guān)系到渠坡的穩(wěn)定，要根據(jù)渠床土壤質(zhì)地和渠道深度等條件選擇適宜的數(shù)值 渠道斷面的寬深比：寬深比對(duì)渠道工程量和渠床穩(wěn)定有較大影響，渠道寬深比的選擇要考慮一下要求工程量最小，采用水力最優(yōu)斷面的寬深比可使渠道工程量最小。

23、 斷面穩(wěn)定，渠道斷面過(guò)于窄深，容易產(chǎn)生沖刷；過(guò)于寬淺，又容易淤積，都會(huì)使渠床變形。穩(wěn)定斷面的寬深比應(yīng)滿(mǎn)足不沖、不淤要求，它與渠道流量、水流含沙情況、渠道比降等因素有關(guān)，應(yīng)在總結(jié)當(dāng)?shù)匾殉汕肋\(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定。 一般比降小的渠道應(yīng)選擇較小的寬深比，以增大水力半徑，加快水流速度；比降大的渠道應(yīng)選擇較大的寬深比，以減小流速，防止渠床沖刷。 有力通航，有通航要求的渠道，應(yīng)根據(jù)船舶吃水深度、錯(cuò)船所需的水面寬度以及通航的流速要求等確定渠道的斷面尺寸。一般要求，渠道水面寬度應(yīng)大于船舶寬度的2.6倍，船底以下水深應(yīng)不小于1530cm，項(xiàng)目區(qū)灌溉系統(tǒng)主要用于灌溉，所以這點(diǎn)可以不用考慮。渠道的不沖不淤流速：在穩(wěn)

24、定渠道中，允許的最大平均流速稱(chēng)為臨界不沖流速用Vcs表示，允許的最小平均流速稱(chēng)為不淤流速，用Vcd表示，為了維持渠床穩(wěn)定，渠道通過(guò)設(shè)計(jì)流量時(shí)的平均流速Vd應(yīng)滿(mǎn)足以下條件：Vcd<Vd<Vcs 渠道均采用土渠，干支渠斷面采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用斷面，斗農(nóng)渠采用水力最優(yōu)斷面。3、支干渠橫斷面設(shè)計(jì)、干渠的設(shè)計(jì)采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用斷面 干渠的偏離系數(shù)擬定為1.011.04，糙率為0.025，比降為0.0002，干渠的邊坡比為1.25，支渠的比降為0.0005，糙率為0.0225，支渠的邊坡比為1，根據(jù)以下公式和步驟算出干支渠的斷面。（1）擬定偏離系=1.02；（2）計(jì)算（3）計(jì)算寬深比（4）（5）（6）校核不

25、沖不淤 清水渠取0.30.4 要求<<計(jì)算最低水深迭代法：（1）計(jì)算 （2）初擬（或）代入下式 當(dāng)則計(jì)算終止，否則令繼續(xù)迭代，一般需23次即可。干渠采用分段法設(shè)計(jì)，采用實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面，各段尺寸設(shè)計(jì)如下表：渠道名稱(chēng)底寬b（m)水深h(m)邊坡系數(shù)m渠床糙率n過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA（m2)濕周X(m)水力半徑R(m)流量Q(m3/s)斷面流速v(m/s)不淤流速v'(m/s)不沖流速v"(m/s)OA段5.08 2.31.50.02519.63 13.38 1.47 7.4750.38 0.260.758AB段4.75 2.151.50.02517.15 12.50 1.37

26、6.1650.36 0.250.745BC段4.20 1.91.50.02513.40 11.05 1.21 4.310.32 0.230.717CD段3.32 1.51.50.0258.35 8.72 0.96 2.3910.29 0.210.676 支渠采用實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面，各支渠尺寸如下表：渠道名稱(chēng)底寬b（m)水深h(m)邊坡系數(shù)m渠床糙率n過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA（m2)濕周X(m)水力半徑R(m)流量Q(m3/s)斷面流速v(m/s)不淤流速v'(m/s)不沖流速v"(m/s)一支1.64 0.9510.02252.46 5.07 0.49 0.9420.38 0.210.616

27、二支1.99 1.1510.02253.61 6.13 0.59 1.5380.43 0.210.647三支2.16 1.2510.02254.26 6.67 0.64 1.8450.43 0.210.659四支2.33 1.3510.02254.97 7.20 0.69 2.3910.48 0.210.676斗農(nóng)渠斷面設(shè)計(jì)采用水力最優(yōu)斷面，水力最優(yōu)斷面具有工程量最小的優(yōu)點(diǎn)，小型渠道和石方渠道可以采用；大型渠道常采用寬淺斷面。 水力最優(yōu)斷面僅僅指輸水能力最大的斷面，不一定是最經(jīng)濟(jì)的斷面，渠道設(shè)計(jì)斷面的最佳形式還要根據(jù)渠床穩(wěn)定要求、施工難易等因素確定。（1）計(jì)算寬深比（2） （3）（4）校核不沖

28、不淤 清水渠取0.30.4 要求<< 斗農(nóng)渠采用水力最優(yōu)斷面設(shè)計(jì)，各渠尺寸如下表：渠道名稱(chēng)底寬b（m)水深h(m)邊坡系數(shù)m渠床糙率n過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA（m2)濕周X(m)水力半徑R(m)流量Q(m3/s)斷面流速v(m/s)不淤流速v'(m/s)不沖流速v"(m/s)斗渠0.60 0.710.02250.91 3.12 0.29 0.4240.47 0.190.569農(nóng)渠0.35 0.410.02250.30 1.79 0.17 0.1010.34 0.160.493干、支渠的橫斷面圖如下：干渠橫斷面圖支渠橫斷面圖七、渠道縱斷面設(shè)計(jì)1、渠首水位推算參考點(diǎn)較難灌到的地

29、面點(diǎn)，在地形均勻變化的地區(qū)，參考點(diǎn)的選擇原則是：若沿渠地面坡度大于渠道比降，渠道進(jìn)水口附近的地面最難控制，反之，渠尾地面最難控制。由于該渠道沿渠地面坡度大于渠道比降，所以，渠道進(jìn)水口附近的地面最難控制。因此在每個(gè)支渠同時(shí)選擇最高點(diǎn)和最遠(yuǎn)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行水位推算。并且從下往上逐級(jí)推算。水位公式如下：H=A0+h+Li+        式中：HX 某一級(jí)渠道對(duì)上一級(jí)渠道要求的水位，m A0 渠道灌溉范圍內(nèi)參考點(diǎn)的地面高程，m； h0 參考點(diǎn)要求的灌水深，m，一般取0.10.2m； i 各級(jí)渠道的比降，各級(jí)渠道的比降可參考：干渠

30、：1/5000，支渠：1/2000，斗渠1/1000，農(nóng)渠：1/800，渡槽：1/10001/500 。 渠道通過(guò)渠系建筑物時(shí)的水頭損失，視不同建筑物而定。如下表：渠別控制面積進(jìn)水閘節(jié)制閘渡槽倒虹吸公路橋（萬(wàn)畝）干渠10400.10.20.10.150.4支渠160.10.20.070.070.30.05斗渠0.30.40.050.150.050.050.20.03農(nóng)渠0.05推求結(jié)果如下表：渠別一支二支三支四支最高最遠(yuǎn)最高最遠(yuǎn)最高最遠(yuǎn)最高最遠(yuǎn)A02013.52013.72014.52014.3h0.20.20.20.20.20.20.20.2L農(nóng)0800080008000800i農(nóng)0.001

31、250.001250.001250.001250.001250.001250.001250.00125Li101010101L斗11001100180018001900190020002000i斗0.0010.0010.0010.0010.0010.0010.0010.001Li21.11.11.81.81.91.922L支160550015055007560001606500i支0.00050.00050.00050.00050.00050.00050.00050.0005Li30.082.750.0752.750.037530.083.25Li1.184.851.8755.551.9375

32、5.92.086.250.340.40.340.430.340.370.340.37分點(diǎn)21.7218.9522.41519.8822.477520.9722.6221.1221.7222.41522.477522.62 由上表可以看出四支渠的要求水位要高于其余三支渠的水位，因此用四支渠渠首的水位推算干渠渠首水位。 Ho=HD+Li+ =22.62+18400×0.0002+0.15×2+0.2=26.8(m)渠首控制水位：H0=26.8(m)2、 渠道縱斷面設(shè)計(jì)中的水位銜接 干渠各段的水位銜接：可用渠道水深不變的條件下，改變各段渠道的寬度來(lái)銜接水位。也可同時(shí)改變水深和渠道

33、寬度來(lái)銜接水位。 上下級(jí)渠道的水位銜接：在渠道分水口出，上、下級(jí)渠道的水位應(yīng)有一定的落差，一滿(mǎn)足分水閘的局部水頭損失。通常采用的做法是以設(shè)計(jì)水位為標(biāo)準(zhǔn)，上級(jí)渠道的設(shè)計(jì)水位高于下一級(jí)渠道的設(shè)計(jì)水位，以此確定下級(jí)渠道的高程；當(dāng)上級(jí)渠道通過(guò)正常流量，都不能滿(mǎn)足下級(jí)渠道的最低取水位，就應(yīng)設(shè)置節(jié)制閥抬高上游水位，以保證下級(jí)渠道的取水。馬清河灌區(qū)的渠道中，分水點(diǎn)4的設(shè)計(jì)水位高于前面分水點(diǎn)1、2和3的設(shè)計(jì)水位，因此，支渠一二三的進(jìn)水口的地方必須設(shè)置跌水建筑物，來(lái)降低它的水頭高度。 建筑物前后的水位銜接：渠道上的交叉建筑物一般都有阻水作用，會(huì)產(chǎn)生水頭損失，在渠道縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)，必須予以充分考慮。3、 渠道縱斷面

34、繪制干渠縱斷面各級(jí)參數(shù)如下表：進(jìn)水閘隧洞分水點(diǎn)1渡槽分水點(diǎn)2渡槽分水點(diǎn)3分水點(diǎn)4樁號(hào)0+0003+0006+6008+00010+10012+20014+40018+400地面高程27.226.5525.7811.024.8312.023.8123.02設(shè)計(jì)水位26.826.0525.2825.024.4324.0123.4222.62最低水位26.325.5524.7824.523.9823.5623.0222.22堤頂高程27.626.8526.0825.825.1324.7124.1123.32渠底高程24.523.7523.1322.8522.5322.1121.9221.12比降1/

35、50001/10001/50001/8001/50001/5001/5000干渠縱斷面設(shè)計(jì)圖如下：八、渠系建筑物水力計(jì)算 馬清河灌區(qū)所建的渠系建筑物包括：進(jìn)水閘、隧洞、公路橋、節(jié)制閘、渡槽等。渠系建筑物的水力損失如下表：渡槽公路橋進(jìn)水閘節(jié)制閘隧洞0.150.050.150.070.5九、渠道土方量計(jì)算渠道土方量應(yīng)分段按挖方，填方分別計(jì)算，對(duì)于支渠和干渠，其橫斷面為梯形，計(jì)算橫斷面面積。由于渠道過(guò)水?dāng)嗝婧颓姥鼐€(xiàn)地面的相對(duì)位置不同，渠道斷面有挖方斷面，填方斷面和半挖半填斷面三種形式。計(jì)算公式如下：1挖方渠道，中心樁處挖深>=渠深A(yù)=H(D+m2*H)+D+2b+2*m1*h+m2*(h-H)(h-H)式中：A：挖方渠道橫斷面積（） H：渠深（m）D：頂寬（m）h：挖深（m） b：渠底寬度（m）m1、m2,：渠道邊坡與二臺(tái)以上邊坡系數(shù)2.填方渠道：A=（H+h）2b+D+2*m2*H+(H+h)-H(D+H*m2） 式中：h：填方高度（m） m2：填方外坡的邊坡系數(shù)3.半挖半填渠道： 填方面積A =h(D+m2*h) 挖方面積A=2b+m(H-h)(H-h)樁號(hào)地面高程渠底高程開(kāi)挖高度0+00027.2