農(nóng)田水利學(xué)-20灌溉渠道系統(tǒng)

1、渠 道CANAL內(nèi)蒙古河套灌區(qū)河南人民勝利渠灌區(qū)山東位山灌區(qū)江蘇蘇南地區(qū)日本的渠道日本的渠道日本的渠道日本的渠道日本的渠道日本的渠道日本的渠道日本的渠道日本的渠道日本的渠道日本的渠道麗江古城的渠道麗江古城的渠道麗江古城的渠道麗江古城的渠道麗江古城的渠道麗江古城的渠道麗江古城的渠道麗江古城的渠道第四章 灌溉渠道系統(tǒng)第一節(jié) 灌溉渠系規(guī)劃第二節(jié) 田間工程規(guī)劃第三節(jié) 灌溉渠道流量推算第四節(jié) 灌溉渠道縱橫斷面設(shè)計第五節(jié) 渠道防滲灌溉系統(tǒng)的組成攔河壩沖沙閘進水閘節(jié)制閘排沙渠干 渠斗 渠支 渠農(nóng)渠農(nóng)溝支 溝斗 溝干 溝容泄區(qū)退水渠泄水閘渠首工程輸配水工程 固定渠道： 干、支、斗、農(nóng) 臨時渠道： 毛渠等田間工

2、程第一節(jié) 灌溉渠系規(guī)劃規(guī)劃原則干支渠的規(guī)劃布置形式斗、農(nóng)渠的規(guī)劃布置渠線規(guī)劃步驟渠系建筑物的規(guī)劃布置灌溉渠道的規(guī)劃原則1）盡量將干、支渠布置在較高地帶，以便控制最大的灌溉面積；2）與土地利用規(guī)劃、農(nóng)業(yè)區(qū)劃密切結(jié)合，并適當考慮行政區(qū)劃；3）與排水溝的布置相配合，統(tǒng)一布局；4）渠線盡可能短直，以減少占地和工程量；5）確保渠道工程安全可靠；6）斗、農(nóng)渠的布置要滿足機耕要求；7）要考慮綜合利用干、支渠的規(guī)劃布置（一）山區(qū)、丘陵區(qū)灌區(qū)水庫山塘河流地形特點：地形復(fù)雜，崗沖交錯，坡度較陡地面高程較高耕地分散，很少有大片集中耕地渠道布置特點：1) 渠道位置高，自流水頭容易保證；2) 渠線較長，多彎曲，多填挖方

3、，多建筑物，工程量大；3) 受山洪威脅大，應(yīng)設(shè)置防洪泄洪設(shè)施；4) 山丘區(qū)塘堰及小型水庫多，渠道布置應(yīng)考慮與之相通，形成長藤結(jié)瓜系統(tǒng)。 干、支渠的規(guī)劃布置（一）山區(qū)、丘陵區(qū)灌區(qū)渠道布置形式：1. 干渠沿等高線布置 多見于分水嶺與山溪或河流間的狹長地帶 渠線長而緩2. 干渠沿主要分水嶺布置 多見于淺丘崗地 比降由地面坡度決定 干、支渠的規(guī)劃布置（一）山區(qū)、丘陵區(qū)灌區(qū)水庫山塘河流渠道布置水庫山塘河流渠道布置水庫山塘河流干渠支渠渠道布置干、支渠的規(guī)劃布置（二）平原型灌區(qū)地形特點：地形開闊平坦;耕地集中，面積較大山前平原： 靠近山麓，地勢較高，排水條件好；沖積平原：位于河流中下游平原坡水地區(qū)，地面坡度

4、 平緩，地下水位較高。渠道布置：干渠多沿等高線布置，支渠垂直等高線河流干渠一支渠二支渠三支渠干、支渠的規(guī)劃布置（三）圩垸型灌區(qū)地形特點：分布于沿江、湖灘地和三角洲地區(qū)，地形平坦低洼；多河湖港汊，水網(wǎng)密集；汛期外河水位常高于圩內(nèi)地面，四周有圩堤，四周高，中間低渠系布置：以排為主，兼顧灌溉；一般提排提灌，少有自流排灌斗、農(nóng)渠的規(guī)劃布置考慮因素：農(nóng)業(yè)耕作與機械化 地形 灌排條件 土壤 土地平整 規(guī) 格： 斗渠 長3000-5000m，寬500-1000m（平原地區(qū)） 農(nóng)渠 長500-1000m，寬200-400m斗、農(nóng)渠的規(guī)劃布置灌排溝渠布置形式相間布置相鄰布置支 渠支 渠斗 渠斗 溝斗 渠斗 溝農(nóng)

5、渠農(nóng)渠農(nóng)溝農(nóng)溝渠系建筑物的規(guī)劃布置1 引水建筑物：2 配水建筑物：3 交叉建筑物：4 銜接建筑物：5 泄水建筑物：6 量水建筑物：進水閘分水閘、節(jié)制閘遂洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、橋梁跌水、陡坡溢流堰、泄水閘、退水閘、退水渠巴歇爾量水槽1 引水建筑物：渠系建筑物的規(guī)劃布置渠系建筑物的規(guī)劃布置2 配水建筑物：渠系建筑物的規(guī)劃布置3 交叉建筑物：渠系建筑物的規(guī)劃布置4 銜接建筑物：渠系建筑物的規(guī)劃布置6 量水建筑物：第二節(jié) 田間工程規(guī)劃 最末一級固定渠道（農(nóng)渠）和固定溝道（農(nóng)溝）之間條田范圍內(nèi)的臨時溝渠、田間道路、稻田的格田和田埂、土地平整等。意義：發(fā)揮灌排工程效益提高農(nóng)作物產(chǎn)量節(jié)約用水提高勞動生產(chǎn)率

6、現(xiàn)狀：薄弱環(huán)節(jié)不規(guī)范、不配套田間工程實施前后田間渠系布置縱向布置橫向布置灌水方向與農(nóng)渠垂直農(nóng)渠-毛渠-輸水壟溝-灌水溝（畦）較復(fù)雜地形灌水方向與農(nóng)渠平行農(nóng)渠-毛渠-灌水溝（畦）地面坡向一致，坡度較小地形稻田區(qū)的格田田?。焊?0-30cm 寬30-40cm格田：長100-150m 寬15-20m斗 渠斗 溝農(nóng)渠農(nóng)溝田埂排水口進水口第三節(jié) 灌溉渠道流量推算一、灌溉渠道流量概述二、灌溉渠道水量損失三、渠道的工作制度四、渠道設(shè)計流量推算五、渠道最小流量和加大流量的計算一、灌溉渠道流量概述設(shè)計流量最小流量加大流量設(shè)計渠道斷面及渠系建筑物的主要依據(jù)實際運行過程中，渠道流量是變化的滿足灌溉設(shè)計標準條件下用水

7、要求的最大流量（毛流量）灌溉設(shè)計標準條件下，渠道工作過程中輸送的最小流量，校核水位渠道運行過程中可能出現(xiàn)的最大流量，確定渠堤堤頂高程二、灌溉渠道水量損失渠道水量損失渠道水面蒸發(fā)損失渠床滲漏損失閘門漏水和渠道退水5%，忽略管理上予以限制，設(shè)計時一般不考慮不可避免，設(shè)計時要考慮影響渠道滲漏損失的因素渠床土壤性質(zhì)地下水埋深及出流條件渠道輸水時間渠道斷面形式和尺寸輸水損失的估算經(jīng)驗公式經(jīng)驗系數(shù)經(jīng)驗公式估算渠道輸水損失每公里渠道輸水損失系數(shù)渠床土壤透水系數(shù)渠床土壤透水指數(shù)渠道損失流量渠道長度有地下水頂托時的渠道輸水損失防滲渠道的輸水損失地下水頂托修正系數(shù)防滲折減系數(shù)經(jīng)驗系數(shù)估算渠道輸水損失渠道水利用系數(shù)

8、渠系水利用系數(shù)QnQg田間水利用系數(shù)灌溉水利用系數(shù)經(jīng)驗系數(shù)估算渠道輸水損失三、渠道的工作制度續(xù)灌輪灌集中編組插花編組在一次灌水延續(xù)時間內(nèi)自始自終連續(xù)輸水同一級渠道在一次灌水延續(xù)時間內(nèi)輪流灌水加大輸水流量、縮短輸水時間、減少輸水損失四、渠道設(shè)計流量推算L支L斗nk干 渠支 渠斗 渠水 源輪灌渠道的設(shè)計流量1 自上而下分配末級續(xù)灌渠道的田間凈流量（1）計算支渠（末級續(xù)灌渠道）的設(shè)計田間凈流量（2）由支渠分配到每條農(nóng)渠的田間凈流量2 自下而上推算各級渠道的設(shè)計流量（1）計算農(nóng)渠的凈流量（2）推算各級渠道的設(shè)計流量（毛流量）續(xù)灌渠道的設(shè)計流量OABCQ1Q2Q3Q4水 源L1L2L3干 渠一 支一 斗

9、水 源二 支三 支二 斗三 斗OABC（0+000）（1+500）（3+300）（5+700）渠道設(shè)計流量推算例題干 渠一 支一 斗水 源二 支三 支二 斗三 斗OABC（0+000）（1+500）（3+300）（5+700）1 推求典型支渠（三支渠）及其所屬斗、農(nóng)渠的設(shè)計流量（1）農(nóng)渠的設(shè)計流量三支渠的田間凈流量干 渠一 支一 斗水 源二 支三 支二 斗三 斗OABC（0+000）（1+500）（3+300）（5+700）農(nóng)渠的田間凈流量農(nóng)渠的凈流量干 渠一 支一 斗水 源二 支三 支二 斗三 斗OABC（0+000）（1+500）（3+300）（5+700）農(nóng)渠每公里輸水損失系數(shù)農(nóng)渠毛流量

10、（2）斗渠的設(shè)計流量（3）支渠的設(shè)計流量2 計算典型支渠（三支渠）的灌溉水利用系數(shù)3 計算一、二支渠的設(shè)計流量（1）一、二支渠的田間凈流量（2）一、二支渠的設(shè)計流量干 渠一 支一 斗水 源二 支三 支二 斗三 斗OABC（0+000）（1+500）（3+300）（5+700）4 推求干渠各段的設(shè)計流量（1）BC段設(shè)計流量（2）AB段設(shè)計流量（3）OA段設(shè)計流量五、渠道最小流量和加大流量的計算渠道最小流量渠道加大流量以最小灌水率為依據(jù)，方法同設(shè)計流量加大系數(shù)設(shè)計流量第四節(jié) 灌溉渠道縱橫斷面設(shè)計一、渠道縱橫斷面設(shè)計原理二、梯形渠道橫斷面設(shè)計方法三、渠道橫斷面結(jié)構(gòu)四、渠道的縱斷面設(shè)計一、渠道縱橫斷面

11、設(shè)計原理縱橫斷面設(shè)計必須滿足：通過所需要的流量水位要保證下級渠道的取水縱橫向穩(wěn)定經(jīng)濟、安全一般按明渠均勻流公式設(shè)計渠道過水斷面面積謝才系數(shù)水力半徑渠底比降渠床糙率系數(shù)水力最佳斷面設(shè)計流量Q、比降I、糙率系數(shù)n相同的情況下過水斷面積最小的渠道斷面經(jīng)濟斷面圓形斷面梯形斷面渠道設(shè)計的依據(jù)渠底比降渠床糙率系數(shù)渠道的邊坡系數(shù)渠道斷面的寬深比渠道的不沖不淤流速渠底比降影響到工程造價和控制面積影響因素地面坡度下級渠道的水位要求渠床土質(zhì)水流含沙量設(shè)計流量一般根據(jù)經(jīng)驗初選，然后試算確定渠床糙率系數(shù)取值應(yīng)符合實際重要工程要通過試驗確定反映渠床粗糙程度的技術(shù)參數(shù)影響工程造價、輸水能力、渠道水位渠道的邊坡系數(shù)m1影響

12、渠道穩(wěn)定根據(jù)渠床土質(zhì)、渠道深度等選定渠道斷面的寬深比渠道底寬與水深的比值影響渠道工程量和渠床穩(wěn)定工程量最小水力最優(yōu)斷面斷面穩(wěn)定過深窄，易沖刷；過寬淺，易淤積多沙河流引水（陜西）Q1.5m3/sQ=1.5-50m3/sC.A.吉爾什康公式(前蘇聯(lián))美國墾務(wù)局渠道的不沖不淤流速vcdvdvcs（臨界）不沖流速渠床土壤性質(zhì)水流含沙情況渠道斷面水力要素C.A.吉爾什砍公式（臨界）不淤流速渠道水力計算確定渠道過水斷面的水深h和底寬b一般斷面的水力計算（試算法）水力最優(yōu)梯形斷面的水力計算一般斷面的水力計算（試算法）假設(shè)b、h值計算過水斷面的水力要素計算渠道流量結(jié)束校核渠道輸水能力校核渠道流速YESYESN

13、ONO取整數(shù)b，h=b/vcdvdvcs水力最優(yōu)梯形斷面的水力計算多沙河流引水渠道斷面的設(shè)計夏季，泥沙含量高，不淤流速大冬季，泥沙含量低，不沖流速有可能小于夏季不淤流速一年或多年中，沖淤平衡渠道過水斷面以上部分的有關(guān)尺寸渠道加大水深安全超高堤頂寬度底寬已定，根據(jù)加大流量計算，并進行不沖不淤校核三、渠道橫斷面結(jié)構(gòu)挖方注意地面徑流的侵蝕、渠坡坍塌便于施工和管理填方易于潰決、滑坡、沉陷注意排水、預(yù)留沉陷高度半挖半填注意挖方、填方盡可能平衡，減少工程量挖方深度應(yīng)盡量滿足四、渠道的縱斷面設(shè)計灌溉渠道的水位推算渠道縱斷面圖的繪制渠道縱斷面設(shè)計中的水位銜接根據(jù)灌溉水位要求，確定不同樁號處的設(shè)計水位、渠底高程

14、、堤頂高程、最小水位等控制點：較難灌到水的地面灌溉渠道的水位推算渠道進水口處的設(shè)計水位渠道灌溉范圍內(nèi)控制點的地面高程控制點地面與附近末級固定渠道設(shè)計水位的高差渠道長度各級渠道局部水頭損失渠道比降渠道縱斷面圖的繪制渠道縱斷面設(shè)計中的水位銜接上下渠段間的水位銜接建筑物前后的水位銜接上下級渠道的水位銜接上下渠段間的水位銜接上下游流量相差很小時，調(diào)整寬深比，水深相同水源水位較高時，下游按設(shè)計水位和設(shè)計水深確定渠底高程，上游渠底由下游延伸確定，上游水位由設(shè)計水深確定水源水位較低時，上下游設(shè)計水位不變，調(diào)整上游渠底建筑物前后的水位銜接建筑物較短時建筑物較長時上下級渠道的水位銜接以設(shè)計水位確定下級渠底高程，通過最小流量時，上級渠道設(shè)節(jié)制閘以最小水位確定上級渠底高程，通過設(shè)計流量時，下級渠道設(shè)分水閘第五節(jié) 渠道防滲一、渠道防滲的意義二、渠道防滲襯砌措施三、渠道襯砌凍脹破壞的防治四、襯砌渠道的橫斷面設(shè)計一、渠道防滲的意義減少渠道滲漏損失、節(jié)約灌溉用水防止渠坡坍塌、增加渠床穩(wěn)定性