灌溉渠道系统的规划设计.ppt

农田水利 卢荣安 经贸土管学院 农田水利 卢荣安 经贸土管学院 第四章　  灌溉渠道系统规划设计 * * 第一节　灌溉渠道系统规划布置 一、任务 1、供水、引水、配水 要求：对水源供水状况进行调节 　　　对水位、水量有控制，调节能力 　　　控制流速，使渠道达到防冲，防淤 * 二、系统分类 1、组成： 1）水源和引水部分： 水源：水库、湖泊、河流、井、泵 建筑物：要求有调节、控制能力（闸、坝、抽水站） 2）输水配水系统： 把渠道分为五个等级：总干渠、干渠、支渠、斗渠、农渠，其中，总干渠、干渠、支渠输水；斗渠、农渠配水。 3）田间渠道系统：农渠、毛渠、灌水畦 通常是：干、支、斗、农、毛。大的有总干渠，较小的有灌水畦 4）排水泄水系统：干、支、斗、农、毛沟 2、分类： 从结构上分：明渠、暗渠 按建筑材料分：土渠、砖石砌渠、砼渠、水泥管 按开挖方式分：挖方渠道、填方渠道 * 三、渠道系统布置 1、布置原则：总的来说，要求投资少、效益大、渠线尽可能小，输水速度快、沿线地质无严重渗漏或坍塌现象 2、平原布置为例，说明其布局原则，见教材 3、布置：田间渠道系统一般为沟、路、渠相邻或相间布置。 * 第二节　渠道系统设计流量的确定 渠道设计流量是渠道所控制灌溉范围内农作物的灌溉净流量和渠道损失流量之和，即Q设＝Q净+Q损 一、渠道净流量 1、Q净 = q次大 A （立方米/秒） q次大 ：灌区次大灌水率　 （米3/秒/万亩），A：灌溉面积（万亩） 2、Q净=　m1A1 + m2A2 +…/ 86400t （立方米/秒） 或： 式中：M综—综合灌溉定额（米3/亩）， t—作物允许灌水延续天数。 二、渠道损失流量 　　 * * 四、渠道的加大流量和渠道的最小流量 1、加大流量：当灌溉区的灌溉面积扩大或出现特大干旱或上游渠道出现失事情况 Q加大=Q设(1~1.3) 2、渠道最小流量：当灌溉区某一种作物需灌溉或某一支渠需灌溉 Q最小=0.4Q设 渠道一般都应考虑设计流量、加大流量和最小流量 * 第三节　渠道纵横断面设计 一、渠道横断面的设计 (一)　断面形状 1、按几何形状和材料分为：梯形(大多数土渠)、矩形(砼渠、石渠)、半圆形(砼渠) 2、按开挖宽深比： 窄深式：挖方省、占地少、渗漏小、但渠床不稳，施工不便 宽浅式：渠床稳定，施工容易，水流稳定但占地多。 3、按断面方式分为：单式断面、复式断面 4、按渠道填挖数量分 ：填方渠道、挖方渠道 * （二）渠道横断面设计 1、断面组成： 以梯形渠道为例　（图见教材） m：为渠道边坡系数；　纵坡比降i 　渠堤宽度：渠道堤顶宽度可依据流量及渠岸高度的大小或交通要求而定 　渠道安全超高：超高设计水位与堤顶高之间的高差(见教材) 　边坡系数见表4-3；比降范围见教材 * 2、渠道水力计算　 明渠均匀流：指渠道断面形状、尺寸、渠底坡降、糙率都沿水流方向不变，则任一断面的水深 h0，流速v，流速分布都不变，此种水流流 态称明渠均匀流。一般渠道为人工开挖，水流流态为明渠均匀流。 明渠均匀流计算公式： 式中：ω —过水横断面积 m2，梯形ω＝（b+mh）h，矩形 ω＝bh（m2） C—流速系数 I—纵坡渠道坡降 v—流速 米/秒 * 式中：b、h表示渠底净宽和渠道过水深度（米）。 * * 泥砂性质 C1 泥砂性质 C1 粗砂质粘土 0.65—0.77 细砂质粘土 0.41—0.54 中砂质粘土 0.58—0.64 极细砂质粘土 0.37—0.41 （教材有允许不冲流速表） * 三、渠道横断面设计 （一）设计类型 1、渠道已建成 已知：b，h，m，i，n，求渠道通过的流量 2、求渠道通过建筑物时，改变纵坡，减少过水断面积时，校核纵坡i 如渡槽等 3、已知Q，m，i，n，求b，h ，主要设计类型 * * * * 四、渠道纵断面设计 (一)设计内容 1、图上选线(地形图) 根据灌区地形图。在图上选线，即确定其走向和纵坡 原则：确定走向：一般是和等高线平行 确定纵坡：根据等高线走向、土质情况、灌溉要求、水的流量综合确定 2、确定渠系建筑物类型、数量 如渠水遇道路，不管是从路上走还是路下走都要修建筑物 3、按渠线(纵断面中心线)确定各桩点的渠底高程、渠顶高程、水位高程 水位高程 – h = 渠底高程 h：设计水深 水位高程 + a