農(nóng)田水利學(xué)第三章灌溉系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)-渠道設(shè)計(jì)

第五節(jié)灌溉渠道設(shè)計(jì)一、渠道流量概述1、設(shè)計(jì)流量在灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下為滿足灌溉要求而要求的最大流量，作用：確定渠道斷面和建筑物尺寸的主要依據(jù)。對應(yīng)于設(shè)計(jì)灌水率時(shí)的流量，不是在灌溉期間出現(xiàn)的最大流量設(shè)計(jì)流量是渠道的毛流量Qg=Qn+Ql2、最小流量設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下，渠道發(fā)生的最小流量出現(xiàn)最小灌水定額時(shí)發(fā)生；用于水位校核和節(jié)制閘位置確定發(fā)生最小流量時(shí)，如果下級渠道最小流量時(shí)水位低于上級渠道水位，不需要節(jié)制閘，否則需要節(jié)制閘抬高水位保證下游正常取水。當(dāng)最小流量過小時(shí)，可通過縮短灌水延續(xù)時(shí)間的方法增加之。返回3、加大流量考慮其他因素可能出現(xiàn)的附加流量而將設(shè)計(jì)流量適當(dāng)擴(kuò)大灌溉面積擴(kuò)大種植結(jié)構(gòu)調(diào)整降雨徑流用于渠道堤定高程確定返回二、渠道輸水損失與相關(guān)系數(shù)1.渠道損失蒸發(fā)、入滲和漏水；自由入滲和頂托入滲。2.渠道輸水損失估算（經(jīng)驗(yàn)公式）σ-每公里渠道輸水損失系數(shù)；A－土壤透水系數(shù)；m－透水指數(shù)；Qn－渠道凈流量渠道流量越大，損失比例越小集中輪灌的依據(jù)。渠道輸水損失水量：Ql=σ*L*Qn若考慮地下水頂托或渠道防滲時(shí)，需乘修正系數(shù)或折減系數(shù)。3、渠道毛流量計(jì)算Q毛＝Q凈＋Q損Q損＝σ×L×Q凈/100渠道的設(shè)計(jì)流量是渠道的毛流量。4、灌溉水資源利用系數(shù)的幾個(gè)概念（簡）1）渠道水利用系數(shù)ηc=Qn/Qg反映一條渠道的損失情況，或同一級渠道的平均損失情況2）渠系水利用系數(shù)ηs=η干×η支×η斗×η農(nóng)反映灌溉渠系的損失情況3）田間水利用系數(shù)儲存于計(jì)劃濕潤層中的水量與灌入田間的水量之比。與灌水方法和田間工程狀況有關(guān)；是反映灌水技術(shù)水平的重要指標(biāo)；4）灌溉水利用系數(shù)η水＝ηf×ηs三、渠道流量推算1、渠道工作制度（1）續(xù)灌在一次灌水延續(xù)時(shí)間內(nèi)，渠道連續(xù)輸水干渠、支渠多采用續(xù)灌優(yōu)點(diǎn)：可以使得用水單位受益均勻避免水量過于集中，減少渠道規(guī)模，便于組織生產(chǎn)（2）輪灌同一級渠道在一次灌水延續(xù)時(shí)間內(nèi)輪流供水一般用于斗渠和農(nóng)渠在發(fā)生最小流量時(shí)（支渠流量較小時(shí)），支渠可能輪灌優(yōu)點(diǎn)縮短渠道的輸水時(shí)間，水量集中，減少水量損失田間渠道流量大，利于提高灌水效率和灌水效果缺點(diǎn)渠道流量大，工程量大：流量由上級渠道控制，不是控制面積決定。影響渠道的均衡受益輪灌與續(xù)灌渠道演示2、輪灌渠道的流量設(shè)計(jì)（以支渠為例）（1）思路：支渠是續(xù)灌渠道，其流量由控制面積確定。斗渠及其以下渠道為輪灌渠道，其流量由上級渠道控制。舉例干渠控制多條支渠，其中某支渠灌溉面積1萬畝，灌水率是0.63m3/s/萬畝，進(jìn)行續(xù)灌，田間水利用系數(shù)0.9；每條支渠控制4條斗渠，24條農(nóng)渠，則（1）每條支渠需要分到農(nóng)渠末端的凈流量1.0*0.63/0.9=0.7（2）若斗、農(nóng)渠輪灌，分4個(gè)輪灌組，2條斗渠、6條農(nóng)渠同時(shí)工作，則6條農(nóng)渠承擔(dān)支渠上的凈流量，為0.12若斗渠、農(nóng)渠續(xù)灌，則每條農(nóng)渠末端的凈流量0.03（2）設(shè)計(jì)步驟1）計(jì)算支渠的設(shè)計(jì)田間凈流量（灌倒計(jì)劃濕潤層的水）Q支田凈=A支×q設(shè)2）計(jì)算由支渠分配到每條農(nóng)渠的凈流量Q農(nóng)田凈＝Q支田凈/（n×K)輪灌中只有部分農(nóng)渠同時(shí)供水，這些渠道必須容納其上級續(xù)灌渠道的全部流量3）自下而上計(jì)算每條渠道的凈流量和設(shè)計(jì)流量A農(nóng)渠流量Q農(nóng)凈＝Q農(nóng)田凈/n田

Q農(nóng)毛＝Q農(nóng)凈（1+σ×L農(nóng)/100）B.斗渠流量Q斗凈＝K*Q農(nóng)毛Q斗毛＝Q斗凈*（1+σ×L斗/100）C.支渠流量Q斗凈＝n*Q斗毛3、最小流量與加大流量1）最小流量最小灌水率出現(xiàn)時(shí)的流量用于校核水位線，確定節(jié)制閘的位置。2）加大流量出現(xiàn)非常情況，或者種植結(jié)構(gòu)改變時(shí)，短歷時(shí)出現(xiàn)的流量。用于確定堤頂高程。用加大系數(shù)計(jì)算。二、渠道縱橫斷面設(shè)計(jì)（一）渠道設(shè)計(jì)要求（1）滿足輸水要求；（2）滿足穩(wěn)定要求橫向穩(wěn)定（坡面穩(wěn)定）：渠道水流在坡面上部發(fā)生搖擺渠道在與流向垂直的兩側(cè)方向出現(xiàn)侵蝕，如渠岸崩塌、