第四章農田水利

第四章灌溉渠道系統(tǒng)規(guī)劃設計 2 第一節(jié)灌溉渠道系統(tǒng)規(guī)劃布置 一 任務1 供水 引水 配水要求 對水源供水狀況進行調節(jié)對水位 水量有控制 調節(jié)能力控制流速 使渠道達到防沖 防淤 3 二 系統(tǒng)分類 1 組成 1 水源和引水部分 水源 水庫 湖泊 河流 井 泵建筑物 要求有調節(jié) 控制能力 閘 壩 抽水站 2 輸水配水系統(tǒng) 把渠道分為五個等級 總干渠 干渠 支渠 斗渠 農渠 其中 總干渠 干渠 支渠輸水 斗渠 農渠配水 3 田間渠道系統(tǒng) 農渠 毛渠 灌水畦通常是 干 支 斗 農 毛 大的有總干渠 較小的有灌水畦4 排水泄水系統(tǒng) 干 支 斗 農 毛溝2 分類 從結構上分 明渠 暗渠按建筑材料分 土渠 磚石砌渠 砼渠 水泥管按開挖方式分 挖方渠道 填方渠道 4 三 渠道系統(tǒng)布置 1 布置原則 總的來說 要求投資少 效益大 渠線盡可能小 輸水速度快 沿線地質無嚴重滲漏或坍塌現(xiàn)象2 平原布置為例 說明其布局原則 見教材3 布置 田間渠道系統(tǒng)一般為溝 路 渠相鄰或相間布置 5 第二節(jié)渠道系統(tǒng)設計流量的確定 渠道設計流量是渠道所控制灌溉范圍內農作物的灌溉凈流量和渠道損失流量之和 即Q設 Q凈 Q損一 渠道凈流量1 Q凈 q次大A 立方米 秒 q次大 灌區(qū)次大灌水率 米3 秒 萬畝 A 灌溉面積 萬畝 2 Q凈 m1A1 m2A2 86400t 立方米 秒 或 式中 M綜 綜合灌溉定額 米3 畝 t 作物允許灌水延續(xù)天數(shù) 二 渠道損失流量 6 7 四 渠道的加大流量和渠道的最小流量 1 加大流量 當灌溉區(qū)的灌溉面積擴大或出現(xiàn)特大干旱或上游渠道出現(xiàn)失事情況Q加大 Q設 1 1 3 2 渠道最小流量 當灌溉區(qū)某一種作物需灌溉或某一支渠需灌溉Q最小 0 4Q設渠道一般都應考慮設計流量 加大流量和最小流量 8 第三節(jié)渠道縱橫斷面設計 一 渠道橫斷面的設計 一 斷面形狀1 按幾何形狀和材料分為 梯形 大多數(shù)土渠 矩形 砼渠 石渠 半圓形 砼渠 2 按開挖寬深比 窄深式 挖方省 占地少 滲漏小 但渠床不穩(wěn) 施工不便寬淺式 渠床穩(wěn)定 施工容易 水流穩(wěn)定但占地多 3 按斷面方式分為 單式斷面 復式斷面4 按渠道填挖數(shù)量分 填方渠道 挖方渠道 9 二 渠道橫斷面設計1 斷面組成 以梯形渠道為例 圖見教材 m 為渠道邊坡系數(shù) 縱坡比降i渠堤寬度 渠道堤頂寬度可依據(jù)流量及渠岸高度的大小或交通要求而定渠道安全超高 超高設計水位與堤頂高之間的高差 見教材 邊坡系數(shù)見表4 3 比降范圍見教材 10 2 渠道水力計算明渠均勻流 指渠道斷面形狀 尺寸 渠底坡降 糙率都沿水流方向不變 則任一斷面的水深h0 流速v 流速分布都不變 此種水流流態(tài)稱明渠均勻流 一般渠道為人工開挖 水流流態(tài)為明渠均勻流 明渠均勻流計算公式 式中 過水橫斷面積m2 梯形 b mh h 矩形 bh m2 C 流速系數(shù)I 縱坡渠道坡降v 流速米 秒 11 式中 b h表示渠底凈寬和渠道過水深度 米 12 13 教材有允許不沖流速表 14 三 渠道橫斷面設計 一 設計類型1 渠道已建成已知 b h m i n 求渠道通過的流量2 求渠道通過建筑物時 改變縱坡 減少過水斷面積時 校核縱坡i如渡槽等3 已知Q m i n 求b h 主要設計類型 15 16 17 18 四 渠道縱斷面設計 一 設計內容1 圖上選線 地形圖 根據(jù)灌區(qū)地形圖 在圖上選線 即確定其走向和縱坡原則 確定走向 一般是和等高線平行確定縱坡 根據(jù)等高線走向 土質情況 灌溉要求 水的流量綜合確定2 確定渠系建筑物類型 數(shù)量如渠水遇道路 不管是從路上走還是路下走都要修建筑物3 按渠線 縱斷面中心線 確定各樁點的渠底高程 渠頂高程 水位高程水位高程 h 渠底高程h 設計水深水位高程 a 渠頂高程a 渠道水位超高重點是確定渠道縱斷面水位高程 19 二 各分水口水位高程的推算B分 A0 h li 其中 B分 分水口水位高程A0 典型點地面高程 一般為灌區(qū)最遠較高點的地面高程h 要求的灌溉水渠 一般為0 15 0 2米 li 表示各級渠道的長度和坡降 通過渠系建筑物水位降 水頭損失 舉例說明 見教材 20 三 討論1 選擇典型點 要求代表性高 一般最遠 較高 90 達到自流灌溉 個別的地段采用提水灌溉 若全部為自流灌溉則大多數(shù)為填方渠道 不穩(wěn)定 占地較大2 各級渠道的聯(lián)接中游渠道 支渠和干渠 渠底平齊上游渠道 支渠略高于干渠渠底下游渠道 支渠略低于干渠渠底這樣才配水均勻3 建筑物布置 建筑物會產生局部水頭損失 盡量少布置 但必不可少 21 五 渠道縱橫斷面設計整理 一 文字 數(shù)據(jù)整理1 規(guī)劃設計說明書概況 地理位置 行政區(qū)劃 人口 灌溉面積 水源情況 灌溉設計保證率等選線 建筑物布置選型渠道橫斷面設計 應有設計計算依據(jù)和計算過程 結論 渠道縱斷面設計 同樣應有設計計算依據(jù)和計算過程 結論 設計成果說明工程量計算 分類分項計算和統(tǒng)計工程量 預算造價 按預算編制辦法進行編制工程預算書 二 圖紙1 總體平面布置圖 渠道走向 干 支 斗 農 毛渠布置 建筑物布置類型 名稱 位置 2 設計縱斷面圖 分段繪制 3 設計橫斷面圖 標準橫斷面 各中心樁橫斷面 4 建筑物施工圖 平面 立面 剖面 大樣圖 并附單位工程量表 22 第四節(jié)渠系建筑物 一 概述1 為什么要研究渠系建筑物a 數(shù)量多 工程量大 b 造價高 投資量大 c 類型多 結構復雜 施工難度大 二 分類按作用分 控制水位和水量的建筑物 水閘交叉建筑物 渠道與其它的一些障礙建筑物交叉的水工建筑物 渡槽 涵管 倒虹吸聯(lián)接建筑物 干渠和支渠之間有較大落差時聯(lián)接 也稱落差建筑物 跌水 陡坡穿山建筑物 隧洞泄洪建筑物 泄洪閘量水建筑物 量水堰 量水槽 或用水工建筑物直接量水 23 二 水閘 一 按閘的用途進行分類進水閘 干渠渠首分水閘 各支渠 斗渠 農渠的渠首節(jié)制閘 各級渠道分水閘閘口上一級渠道的下游分水閘口處泄水閘 排水 泄洪閘 24 25 三 渡槽 使用條件 渠道與道路 河流 山谷等障礙物交叉而且高差大于等于5米 與河流最高洪水位 地質條件較好 可采用渡槽直接渡水 類型 梁式渡槽 較常見較大跨度時用拱式 渡槽的斷面型式有 矩形 半圓形 梯形進口尺寸 明渠均勻流 26 米3 秒 Q 設計流量 一般已知z 渡槽進口的水位降 進出口水位差 渡槽進口側向收縮系數(shù) 一般 0 8 0 9b 渡槽的寬度 米 h 渡槽的過水深度 米 流速系數(shù) 0 8 0 95 27 四 倒虹吸 使用條件 渠道通過障礙物且高差小于5米時用倒虹吸型式 1 豎井式 布置要求 進口段要有沉砂措施 上下游水位差大于0 2 0 3米 豎井中流速大于1 5米 秒 管上覆土厚度大于0 7米 若過公路則厚度大于1米 出口段應有消能措施 2 橋式或斜坡式 布置要求同上任何一種倒虹吸管子下部都有管座 防止土層不均勻沉降 28 29 五 跌水 上游建筑物和下游建筑物有一定高差 為了連接水流而設立的建筑物 跌水 水流自跌水口流出后 呈自由拋物狀態(tài) 并落入消力池布置位置 一般布置在挖方渠道上 盡可能與分水閘 泄水閘一起整體布置 跌水型