第四章農(nóng)田水利

第四章灌溉渠道系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì) 2 第一節(jié)灌溉渠道系統(tǒng)規(guī)劃布置 一 任務(wù)1 供水 引水 配水要求 對(duì)水源供水狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)對(duì)水位 水量有控制 調(diào)節(jié)能力控制流速 使渠道達(dá)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(diào)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(gè)等級(jí) 總干渠 干渠 支渠 斗渠 農(nóng)渠 其中 總干渠 干渠 支渠輸水 斗渠 農(nóng)渠配水 3 田間渠道系統(tǒng) 農(nóng)渠 毛渠 灌水畦通常是 干 支 斗 農(nóng) 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(nóng) 毛溝2 分類 從結(jié)構(gòu)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(zhì)無嚴(yán)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(shè)計(jì)流量的確定 渠道設(shè)計(jì)流量是渠道所控制灌溉范圍內(nèi)農(nóng)作物的灌溉凈流量和渠道損失流量之和 即Q設(shè) 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(dāng)灌溉區(qū)的灌溉面積擴(kuò)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(shè) 1 1 3 2 渠道最小流量 當(dāng)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(shè)渠道一般都應(yīng)考慮設(shè)計(jì)流量 加大流量和最小流量 8 第三節(jié)渠道縱橫斷面設(shè)計(jì) 一 渠道橫斷面的設(shè)計(jì) 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(fù)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(shè)計(jì) 一 設(shè)計(jì)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(shí) 改變縱坡 減少過水?dāng)嗝娣e時(shí) 校核縱坡i如渡槽等3 已知Q m i n 求b h 主要設(shè)計(jì)類型 15 16 17 18 四 渠道縱斷面設(shè)計(jì) 一 設(shè)計(jì)內(nèi)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(zhì)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(diǎn)的渠底高程 渠頂高程 水位高程水位高程 h 渠底高程h 設(shè)計(jì)水深水位高程 a 渠頂高程a 渠道水位超高重點(diǎn)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(diǎn)地面高程 一般為灌區(qū)最遠(yuǎn)較高點(diǎn)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(jí)渠道的長(zhǎng)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(diǎn) 要求代表性高 一般最遠(yuǎn) 較高 90 達(dá)到自流灌溉 個(gè)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(jí)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(huì)產(chǎn)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(shè)計(jì)整理 一 文字 數(shù)據(jù)整理1 規(guī)劃設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)保證率等選線 建筑物布置選型渠道橫斷面設(shè)計(jì) 應(yīng)有設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和計(jì)算過程 結(jié)論 渠道縱斷面設(shè)計(jì) 同樣應(yīng)有設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和計(jì)算過程 結(jié)論 設(shè)計(jì)成果說明工程量計(jì)算 分類分項(xiàng)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)工程量 預(yù)算造價(jià) 按預(yù)算編制辦法進(jìn)行編制工程預(yù)算書 二 圖紙1 總體平面布置圖 渠道走向 干 支 斗 農(nóng) 毛渠布置 建筑物布置類型 名稱 位置 2 設(shè)計(jì)縱斷面圖 分段繪制 3 設(shè)計(jì)橫斷面圖 標(biāo)準(zhǔn)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(jià)高 投資量大 c 類型多 結(jié)構(gòu)復(fù)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(shí)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(jìn)行分類進(jìn)水閘 干渠渠首分水閘 各支渠 斗渠 農(nóng)渠的渠首節(jié)制閘 各級(jí)渠道分水閘閘口上一級(jí)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(zhì)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(shí)用拱式 渡槽的斷面型式有 矩形 半圓形 梯形進(jìn)口尺寸 明渠均勻流 26 米3 秒 Q 設(shè)計(jì)流量 一般已知z 渡槽進(jìn)口的水位降 進(jìn)出口水位差 渡槽進(jìn)口側(cè)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(shí)用倒虹吸型式 1 豎井式 布置要求 進(jìn)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(yīng)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(shè)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