《灌溉渠系》規(guī)劃設(shè)計

1、灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計目錄 第 1 頁目 錄灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計.11.1灌溉渠系規(guī)劃布置 .11.1.1 灌溉渠系的組成及渠道分級.11.1.2 渠系規(guī)劃布置原則 .11.1.3 干、支渠的規(guī)劃布置 .31.1.4 斗、農(nóng)渠規(guī)劃布置 .91.2渠系建筑物的選型與布置.91.2.1 渠系建筑物選型與布置原則.91.2.2 渠系建筑物的類型和布置 .101.3渠道流量計算 .171.3.1 渠道設(shè)計流量 .171.3.2 渠道加大流量 .271.3.3 渠道最小流量 .281.4渠道斷面設(shè)計 .281.4.1 渠道斷面設(shè)計要求 .291.4.2 渠道橫斷面設(shè)計 .29灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 1 頁 共 49

2、頁灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計1.1灌溉渠系規(guī)劃布置1.1.1 灌溉渠系的組成及渠道分級灌溉渠系一般由取水樞紐（或稱渠首工程） 、灌溉渠道、渠系建筑物、田間工程四部分組成。其主要作用是把從水源引取的灌溉水輸送到田間，適時適量地滿足作物需水要求，促進(jìn) “兩高一優(yōu)”農(nóng)業(yè)的發(fā)展。很多灌區(qū)既有灌溉任務(wù)也有排水要求，在修建灌溉渠系的同時，必須修建相應(yīng)的 排水系統(tǒng)，灌排統(tǒng)一規(guī)劃，如圖 1 所示。1、灌灌溉溉渠渠道道一一般般分分為為 干干、支支、斗斗、農(nóng)農(nóng)四四級級（1）干、支渠主要起輸水作用，稱為輸水渠道；（2）斗、農(nóng)渠主要起配水作用，稱為配水渠道。2、渠渠道道級級數(shù)數(shù)的的多多少少主主要要根根據(jù)據(jù)灌灌區(qū)區(qū)面面積積大大小

3、小和和地地形形條條件件而而定定（1）灌區(qū)面積大，地形復(fù)雜時可增設(shè) 總干渠、分干渠等；（2）灌區(qū)面積小，地形平坦或呈狹長形時，可采用 干、斗、農(nóng)三級渠道，甚至干、農(nóng)兩級。（3）農(nóng)渠以下的毛渠、輸水溝、灌水溝、畦等屬田間工程，主要起灌水作用。渠系上的各種配套建筑物主要起分水、輸水、量水、泄水等作用。1.1.2 渠系規(guī)劃布置原則1、沿沿高高地地布布置置，力力求求控控制制最最大大的的灌灌溉溉面面積積對控制范圍內(nèi)局部高地，不易實現(xiàn)自流灌溉或需增加較多工程量時，可考慮提水灌溉或改種耐旱作物等方式予以解決。灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 2 頁 共 49 頁2、力力求求經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)合合理理上下級渠道盡可能相互垂直布置，渠線

4、宜短直；盡量少占耕地，并避免穿越村莊；盡量少拆或不拆房屋及其它建筑物；盡量避免與河流、道路相交；要充分利用灌區(qū)內(nèi)原有的水利工程設(shè)施，以降低工程造價；建筑物盡量聯(lián)合修建，形成樞紐。 圖 1 灌溉排水系統(tǒng)組成示意圖3、保保證證工工程程安安全全渠線應(yīng)盡量避開險工險段和深挖、高填，以求渠床穩(wěn)定、施工方便、輸水安全。4、灌灌排排統(tǒng)統(tǒng)一一規(guī)規(guī)劃劃一般應(yīng)做到灌有渠，排有溝，灌排分開，自成體系。應(yīng)盡量保持原有排灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 3 頁 共 49 頁水系統(tǒng)，不打亂自然排水流向，保證排水通暢。5、便便于于管管理理和和工工程程維維護(hù)護(hù)渠系布置應(yīng)兼顧行政區(qū)劃和土地利用規(guī)劃，每個鄉(xiāng)、村應(yīng)有獨立的配水口或單獨使用一條渠

5、道，以便于用水管理與工程維護(hù)。6、要要考考慮慮綜綜合合利利用用在滿足灌溉要求的前提下，盡量滿足其它部門用水要求，做到一水多用。比如在水位落差較大的地方，可結(jié)合發(fā)展小型水力發(fā)電或水力加工等。7、積積極極開開源源節(jié)節(jié)流流，充充分分利利用用當(dāng)當(dāng)?shù)氐厮镣临Y資源源有條件的灌區(qū)應(yīng)建立“長藤結(jié)瓜”式灌溉系統(tǒng)，以發(fā)揮當(dāng)?shù)靥翂蔚恼{(diào)蓄作用，提高當(dāng)?shù)靥翂蔚墓喔葮?biāo)準(zhǔn)，同時也可有效地擴(kuò)大灌溉水源，增加灌溉面積。1.1.3 干、支渠的規(guī)劃布置1、干干、支支渠渠規(guī)規(guī)劃劃布布置置要要點點（1）合理確定渠線在灌溉水源和灌區(qū)范圍確定后，干、支渠的走向主要取決于地形條件。根據(jù)地形條件合理選擇渠線是干、支渠道規(guī)劃布置的要點之一。

6、渠線的選擇必須恰當(dāng)，既要盡可能控制最大的自流灌溉面積，又不應(yīng)為灌溉局部高地而使渠道位置定得過高，以免加大工程量、增加工程投資、造成施工和管理困難。因此，在規(guī)劃布置時，應(yīng)正確劃分適宜灌溉的范圍，合理確定自灌區(qū)和提水灌區(qū)的界限，對于局部高地可提水灌溉或棄而不灌，不能因此而抬高渠道高程，增加工程造價。（2）解決好灌區(qū)排水在規(guī)劃布置干、支渠時，必須充分考慮灌區(qū)的排水要求以及排水系統(tǒng)的灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 4 頁 共 49 頁合理布局，灌排統(tǒng)一規(guī)劃布置。一般情況下，對于易澇、易漬、易堿的平原地區(qū)，首先應(yīng)考慮和滿足排水要求，要以天然河溝為基礎(chǔ)先布置排水溝道，再以排水系統(tǒng)為基礎(chǔ)布置灌溉渠道。在布置干、支渠渠道

7、時，不應(yīng)打亂灌區(qū)的原有排水系統(tǒng)和切斷天然河溝的排水出路，盡量避免和排水溝道交叉。（3）合理穿越障礙山丘區(qū)渠道布置時，經(jīng)常會遇到河、溪、溝、谷、沖、崗等天然地形障礙和不利的地質(zhì)條件，必須認(rèn)真研究，合理解決。通常的做法是： “淺溝環(huán)山行，深谷直線過，跨谷尋窄淺，穿崗求單薄 ” 。渠道過河溝有四種方案： 繞行、填方、渡槽、倒虹吸 。一般情況下：1）河溝開闊平緩，可隨彎就彎，繞溝而行；2）河溝窄淺，可修渡槽；3）河溝寬深宜修倒虹吸；4）河溝流量較小，則可修填方渠道，渠下埋設(shè)涵管。環(huán)山溝繞行，渠線長，水頭損失大，但減少了交叉建筑物，避免了深挖高填，施工比較方便。直線穿行，渠線短，水頭損失小，但增加了建筑

8、物，施工比較復(fù)雜。因此，需根據(jù)具體情況，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選取最優(yōu)穿越方式。渠道遇到崗丘也有環(huán)山繞行、深挖切崗和打隧洞等三種方案。若繞行和深挖工程量差不多，宜深挖直線通過，因為直線通過渠線短，水頭損失小，控制灌溉面積大；若挖方段巖層破碎，輸水損失大，管理維修困難，宜繞行。渠道在行進(jìn)中可能會遇到地質(zhì)斷層、破碎帶和強(qiáng)風(fēng)化帶等 不利地質(zhì)條灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 5 頁 共 49 頁件，為減少輸水損失，保證渠道安全，對這類地質(zhì)障礙一般能繞就繞，盡量避開，迫不得已時，需清基（針對破碎帶或強(qiáng)風(fēng)化帶）或灌漿（針對斷層）處理。上述各種方案中，在進(jìn)行方案比較時，除考慮工程量大小外，還應(yīng)考慮水頭和水量損失、工程安全、

9、施工和管理難易等因素。（4）做好渠道防洪山丘型灌區(qū)的干渠多盤山修建，這些干渠的上側(cè)有大片的坡面面積，遇有暴雨，大量的坡面徑流和河溝中的洪水便會奪渠而入，沖毀渠道和建筑物，淹沒大片農(nóng)田。因此，必須給暴雨洪水以出路，解決好渠道防洪問題。主要措施：1）小水入渠。當(dāng)山洪流量較小時，可讓洪水入渠，用干渠作臨時撇洪渠，在干渠的適當(dāng)位置設(shè)置泄洪閘或溢洪側(cè)堰，將洪水就近泄入排水溝道。2）開挖撇洪溝。若山洪流量較大，可在干渠的上側(cè)開挖撤洪溝，用以攔截坡面徑流，并輸送至泄洪閘處排入天然河溝。3）修建立體交叉建筑物。凡渠道跨越天然河溝，均應(yīng)設(shè)置立體交叉排洪建筑物，確保洪水暢通。渠道與河溝相交，若河溝中洪水流量較小，

10、且渠底高程高于河溝中最高洪水位時，可在河溝中修建填方渠道，用以輸送渠水，其下埋設(shè)排洪涵洞，用以排除河溝中的洪水；若渠道的設(shè)計水面線低于河底的最大沖刷線，可在河溝底部修建輸水涵洞，以輸送渠水，而河溝中的洪水仍從原河溝排走。（5）力求經(jīng)濟(jì)，確保安全1）干渠布置應(yīng)力求經(jīng)濟(jì)，確保安全。2）渠線宜短直，盡量少轉(zhuǎn)彎，需要轉(zhuǎn)彎時，土渠的彎道曲率半徑應(yīng)大于該彎道段水面寬度的 5 倍，受條件限制不能滿足要求時，應(yīng)采取防護(hù)措施，灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 6 頁 共 49 頁石渠或剛性襯砌渠道的彎道曲率半徑可適當(dāng)減小，但不應(yīng)小于水面寬度的2.5倍。3）盡量避免自同一樞紐或分水口引出平行且距離很近的渠道；盡可能使渠道半挖半

11、填或挖填方接近平衡，盤山渠道應(yīng)布置在地基堅固、不易崩坍的地段；不要布置在坡度過陡、土質(zhì)疏松、巖層破碎的山坡上，而且應(yīng)使水面線以下為挖方；盡量避免和崗丘、洼地、山溪、河溝、道路、村莊等相交，力求建筑物最少等。2、干干、支支渠渠規(guī)規(guī)劃劃布布置置方方式式干、支渠的布置形式主要取決于地形條件，一般可分為山丘區(qū)和平原區(qū)兩種類型。（1）山丘型灌區(qū)丘陵山區(qū)地形復(fù)雜，地面起伏大，坡度陡，農(nóng)田分散，河、溪、溝、谷、崗、沖縱橫交錯，農(nóng)田分散，土壤貧瘠，地高水低，引水困難，河流源短流急，洪枯水量變化大。這類地區(qū)主要是水源不足或分配不均，干旱問題較為突出。因此，充分利用各種水源，建立以蓄為主，蓄引提結(jié)合，以小型為基礎(chǔ)

12、，大型為骨干，大中小聯(lián)合運(yùn)用的“長藤結(jié)瓜”式灌溉系統(tǒng)，是這類地區(qū)一種較為合理的灌溉系統(tǒng)。山丘型灌區(qū)的骨干渠道多環(huán)山布置，一般位置較高，渠線較長，渠道彎曲，深挖方和高填方多，渠系上建筑物多，工程量大。干渠土石方常占全灌區(qū)渠道工程量的 60%以上。暴雨季節(jié)，山洪入侵渠道，易發(fā)生坍塌決口，威脅附近的農(nóng)田和村莊的安全。山丘區(qū)塘壩和小型水庫較多，有利于攔蓄洪水及當(dāng)?shù)貜搅鳌Ｒ虼耍角鹦凸鄥^(qū)渠系規(guī)劃布置時應(yīng)充分利用有利的地形條件，恰當(dāng)?shù)剡x擇渠線，合理地穿越障礙，并需做好灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 7 頁 共 49 頁渠道防洪，力求經(jīng)濟(jì)合理和工程安全。山丘區(qū)干、支渠的布置，主要有以下兩種形式。1）干渠沿等高線布置 灌

13、區(qū)多位于分水嶺與山溪或河流之間，呈狹長形，等高線大致與河流平行，向一面傾斜，灌區(qū)上游地形較陡，地面狹窄，下游地勢平坦，地面開闊，多呈扇形。干渠沿灌區(qū)的上部邊緣布置，大致與地面等高線平行，支渠從干渠一側(cè)引出。（如圖 2 中的南干渠）。 這種布置形式的特點是：干渠渠線長，渠底比較平緩，水頭損失小，控制面積大，結(jié)合開挖山坡截水溝修筑渠堤，攔截坡面徑流，防止水土流失。但在山坡上干渠不能布置得過高，以免跨越山溝多，交叉建筑物多，土石方量大，易受山洪威脅。2）干渠垂直于等高線布置 灌區(qū)地形中間高兩側(cè)低，呈脊背形，耕地位于分水嶺兩側(cè)。干渠沿崗脊線布置，大致與等高線垂直，支渠自干渠兩側(cè)分出，雙向控制灌溉 。（

14、如圖 2 中的北干渠）。 這種布置形式的特點是：干渠沿崗脊線布置，渠底比降可能較大，渠水流速快，渠道斷面小，土石方量少，與河溝交叉少，建筑物少，但因渠道比降大，水頭降落快，控制面積小，渠道易被沖刷，銜接建筑物較多。 灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 8 頁 共 49 頁圖 2 山丘灌區(qū)干、支渠布置示意圖灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 9 頁 共 49 頁（2）平原型灌區(qū)平原型灌區(qū)大多位于河流的中、下游，地形比較平坦開闊，耕地集中。由于灌區(qū)內(nèi)自然條件和洪、澇、旱、漬、堿等災(zāi)害程度的不同，灌溉渠系的布置形式也有所不同。1）山前平原灌區(qū)。此類灌區(qū)一般靠近山麓，地勢較高，排水條件較好，澇、漬威脅并不嚴(yán)重，干旱問題比較突出。如果

15、地表水資源比較豐富、水質(zhì)良好，而地下水資源相對較少時，應(yīng)著重利用地表水資源，發(fā)展渠灌；如果地下水資源豐富、水質(zhì)良好時，可實行井渠結(jié)合，以井補(bǔ)渠或井渠雙灌。圖 3 平原型灌區(qū)干支渠布置示意圖這類灌區(qū)干渠多沿山麓布置，方向大致與等高線平行，支渠與干渠垂直或斜交，具體布置形式視地形情況而定，如圖 3（a）所示。這類灌區(qū)地形基本呈一面坡，在上部與山麓相接處有坡面徑流匯入，需要考慮撇洪溝排洪；在下部與河流相接處地下水位較高，需要考慮建立排水系統(tǒng)以控制地下水位，防止?jié)?、漬災(zāi)害發(fā)生。灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 10 頁 共 49 頁2）沖積平原灌區(qū)。此類灌區(qū)一般位于河流中、下游，地面坡度較小，地下水位較高，澇、漬、

16、堿威脅并存。因此，在建立灌溉系統(tǒng)的同時，應(yīng)考慮排水系統(tǒng)的布置，實行灌、排分開，各成體系。干渠多沿河流岸旁高地布置，方向大致與河流平行，與等高線垂直或斜交，支渠與其成直角或銳角布置，如圖 3（b）所示。1.1.4 斗、農(nóng)渠規(guī)劃布置斗、農(nóng)渠的主要任務(wù)是向各用水單位分配水量，較之干、支渠數(shù)量多、分布廣，且又要深入田間。因此，斗、農(nóng)渠的規(guī)則更要結(jié)合實際，因地制宜，合理布置。斗、農(nóng)渠的規(guī)劃是在干支渠規(guī)劃布置的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 斗渠垂直支渠布置，斗渠的長度和控制面積隨地形變化而變化。1、山丘區(qū)的斗渠長度較短，控制面積較小；平原地區(qū)的斗渠較長，控制面積較大。2、平原地區(qū)斗、農(nóng)渠宜相互垂直。斗渠長度宜為 100

17、03000m，間距宜為 400800m。農(nóng)渠是末級固定渠道，控制范圍為一個耕作單元 。農(nóng)渠長度應(yīng)根據(jù)機(jī)耕等要求確定，在平原地區(qū)宜為 400800m，間距宜為 100200m；山丘區(qū)農(nóng)渠的長度和控制面積較小。1.2渠系建筑物的選型與布置灌溉渠系上的一系列水工建筑物稱為渠系建筑物。它們是灌溉系統(tǒng)必不可少的重要組成部分，沒有或缺少渠系建筑物，就不能按需要控制水流和合理分配水量，而且可能影響有效灌溉面積和工程效益。所以，必須做好渠系建筑物的選型與布置。灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 11 頁 共 49 頁1.2.1 渠系建筑物選型與布置原則1、盡量采用定型設(shè)計和裝配式建筑物。渠系建筑物的規(guī)模一般不大，但數(shù)量多、分

18、布廣，同一類型的建筑物工作條件比較接近。因此，應(yīng)盡可能采用符合當(dāng)?shù)靥攸c的定型設(shè)計和裝配式結(jié)構(gòu)，集中生產(chǎn)，預(yù)制拼裝，力求設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、品種系列化、制造工廠化，以便簡化設(shè)計，加快施工進(jìn)度，減少材料散失，節(jié)省用工，降低工程造價，保證工程質(zhì)量。2、盡量利用當(dāng)?shù)夭牧闲藿?。就地取材能有效降低建筑物造價，加快配套步伐。如石料豐富的地區(qū)應(yīng)多選用砌石結(jié)構(gòu)，平原地區(qū)盡量采用用料少的拱型、薄殼型結(jié)構(gòu)。3、渠系建筑物的位置應(yīng)根據(jù)渠系平面布置圖、渠道縱橫斷面以及當(dāng)?shù)氐木唧w情況合理布局，使建筑物的位置和數(shù)量恰當(dāng)，水流條件好，工程效益最大。4、渠系建筑物應(yīng)滿足渠道輸水、配水、量水、泄水和防洪等要求，保證渠道正常運(yùn)行，最大限

19、度地滿足作物需水要求。5、渠系建筑物盡可能集中布置，聯(lián)合修建，形成樞紐，降低造價，便于管理。6、布置渠系建筑物時應(yīng)使水流流態(tài)穩(wěn)定，水頭損失小。1.2.2 渠系建筑物的類型和布置渠系建筑物按其用途可分為控制建筑物、交叉建筑物、銜接建筑物、泄水建筑物、量水建筑物、輸水建筑物、防沖防淤建筑物等。1、控控制制建建筑筑物物控制建筑物包括進(jìn)水閘、分水閘、節(jié)制閘等，如圖 4 所示。主要作用是：控制各級渠道的水位和流量，以滿足渠道輸水、配水和灌水要求。灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 12 頁 共 49 頁（1）進(jìn)水閘進(jìn)水閘是從灌溉水源引水的控制建筑物，起著控制全灌區(qū)引水流量的作用，是取水樞紐的主要組成部分。進(jìn)水閘有開敞式

20、和封閉式兩種，采用無壩取水時多選用開敞式水閘；采用有壩取水或水庫取水時，多為封閉式涵閘。（2）分水閘分水閘是上級渠道向下級渠道分配水量的控制性建筑物，其位置一般設(shè)在干渠以下各級渠道的引水口處，斗、農(nóng)級渠道的分水閘習(xí)慣上稱為斗、農(nóng)門。分水閘的分水角宜取 6090，雙股分水閘的分水角宜對稱相等。分水閘的閘底高程宜與上級渠道的渠底齊平或稍高于上級渠底，閘室結(jié)構(gòu)可采用開敞式或封閉式。圖 5 為開敞式分水閘。圖 4 控制建筑物位置示意圖 圖 5 分水閘、斗門和節(jié)制閘（3）節(jié)制閘節(jié)制閘是控制本級渠道某渠段水位和流量的控制建筑物，如圖 5 所示。節(jié)制閘的主要作用是抬高上游渠道水位，便于下級渠道引水；控制上、

21、下游水量，以便實行輪灌；截斷渠道水流，保護(hù)下游主要建筑物或渠段的安全。節(jié)制閘的閘室結(jié)構(gòu)宜采用開敞式，布置時一般要考慮以下幾種情況：1）當(dāng)上級渠道供水不足時，水位將降低，以致滿足不了下級渠道引水灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 13 頁 共 49 頁要求，可在該分水口偏下游的地方建節(jié)制閘，以控制水流，抬高不位。這種情況下可考慮一座節(jié)制閘同時控制幾個分水口，以滿足其上游幾個分水口對水位的要求。2）當(dāng)下級渠道實行輪灌時，需在上、下游輪灌分組處設(shè)節(jié)制閘。在上游渠道輪灌期間，用節(jié)制閘截斷水流，把全部水量分配給上游輪灌組中的下級各條渠道。3）為了保護(hù)渠道上的重要建筑物或險工險段，常在該渠段的上游建節(jié)制閘。為排泄降雨期間

22、匯入上游渠段的徑流，或當(dāng)上游渠段出現(xiàn)險情時需排除渠道中的余水，通常在節(jié)制閘的上游設(shè)置泄水閘，把渠道中的多余水量由泄水閘排向天然河道或排水溝。因此，節(jié)制閘常和泄水閘聯(lián)合修建。2、交交叉叉建建筑筑物物渠道跨越河溪、渠溝、洼地、道路時，需要修建交叉建筑物。常見的交叉建筑物有渡槽、倒虹吸、涵洞等。（1）渡槽渡槽也稱過水橋，是用明槽代替渠道將渠水平順渡過障礙的一種交叉建筑物，如圖 6 所示。其適用條件是：1）渠道與河溝相交，渠底高于河溝的最高洪水位，并有一定的凈空高度，以不影響河溝泄洪為準(zhǔn)。2）渠道與洼地相交，修建高填方渠道工程量大或占地太多。3）渠道與道路相交，渠底高于路面，面且高差大于車輛行駛要求的

23、安全凈空高度（一般應(yīng)大于 4.5m） 。灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 14 頁 共 49 頁圖 6 輸水渡槽 （a）梁式渡槽；（ b）拱式渡槽 c（2）倒虹吸倒虹吸是用敷設(shè)在地面或地下的壓力管道輸送渠水穿過河流、洼地、道路等障礙的一種交叉建筑物，如圖 7 所示。其適用條件是：1）渠道與道路相交，渠水面高于路面，其高差不能滿足行車凈空要求。2）渠道與河溝相交，渠底低于河溝洪水位，修建渡槽影響河溝泄洪。3）渠道與河溝相交，河溝有通航要求，建渡槽影響通航。4）渠道與河溝相交，河溝寬深，地質(zhì)條件差，修建渡槽下部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度大。5）渠道與洼地相交，洼地有大片農(nóng)田，不宜作填方，修渡槽造價又太高，可考慮修建倒虹

24、吸。（3）涵洞涵洞是渠道穿越障礙時常用的一種交叉建筑物。其適用條件是：1）渠道與道路相交，渠水面低于路面，渠道流量又較小時修建。灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 15 頁 共 49 頁2）渠道與河溝相交，河溝洪水位低于渠底且流量不大時，可在填方渠道下修建涵洞以泄洪。3）挖方渠道通過土質(zhì)極不穩(wěn)定的地段，也可修建涵洞代替明渠。圖 7 倒虹吸 圖 8 填方渠道下的涵洞3、銜銜接接建建筑筑物物當(dāng)渠道通過地勢陡峻或地面坡度較大的地段時，為了保持渠道的設(shè)計比降，防止渠道沖刷，避免深挖高填，減少渠道工程量，在保證自流灌溉控制水位的前提下，可將渠道分成上、下兩段，中間用銜接建筑物連接，以合理地過渡渠水水面。常見的銜接建筑物

25、主要有 跌水、陡坡。（1）跌水跌水是使渠道水流呈自由拋射狀下泄的一種銜接建筑物，常用于跌差不大（一般在 3m以內(nèi)）的陡坎處，如圖 9 所示。它由進(jìn)水段、跌水壁、消力池、出水段四部分組成。為了保證輸水安全，應(yīng)將跌水建在挖方地基上。 灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 16 頁 共 49 頁圖 9 跌水（2）陡坡陡坡是利用傾斜渠槽將上、下游渠道連接起來的銜接建筑物。傾斜渠槽的比降一般陡于臨界坡度，故稱陡坡，如圖 10 所示。陡坡由進(jìn)水段、陡坡段、消力池、出口段四部分組成。陡坡的落差和比降應(yīng)根據(jù)實際地形、地質(zhì)等條件確定。在實際工程中，陡坡被廣泛地采用，其選用的條件是：1）跌差較大，坡面較長且比較均勻時多用陡坡。2）

26、陡坡段是巖石，做跌水開挖難度較大。3）陡坡地段土質(zhì)較差，修建跌水基礎(chǔ)處理工程量較大。4）從盤山渠道上直接引出的垂直等高線的支、斗渠，其上游段沒有灌溉任務(wù)時，可在支、斗渠口結(jié)合分水閘修建陡坡。一般來說，跌水的消能效果好，有利于保護(hù)下游渠段的安全；而陡坡的開挖工程量較小，比較經(jīng)濟(jì)。具體選用時應(yīng)根據(jù)跌差、地形、地質(zhì)等條件，通過分析比較后確定。此外，以上所述均為單級跌水或陡坡。當(dāng)?shù)畲笥?5m采用單級跌水或陡坡不經(jīng)濟(jì)時，可采用多級跌水或多級陡坡。 多級跌水可按水面落差相等或臺階跌差相等的原則分級，每級高度宜小于 5m。 灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 17 頁 共 49 頁圖 10 陡坡灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 18

27、頁 共 49 頁4、泄泄水水建建筑筑物物灌溉渠道在運(yùn)用中，往往由于種種原因，引起渠道水位上升，超過渠道最高水位，危及渠道安全。為保證渠道安全，防止漫溢決堤，需在渠道上的適當(dāng)位置修建 泄水建筑物。常見的泄水建筑物有：泄水閘、溢流堰、退水閘 等。其主要作用是：排除渠中余水、坡面徑流入渠的洪水、渠道和建筑物發(fā)生事故時的渠水。（1）泄水閘泄水閘多設(shè)在重要建筑物和大填方渠段的上游以及大量山洪入渠處的下游，以保證渠道和建筑物的安全。泄水閘常與節(jié)制閘聯(lián)合修建，配合使用。其底高程一般應(yīng)低于渠底高程或與之齊平，以便泄空渠水；閘的中心線與渠道中心線的夾角宜為6090；閘室結(jié)構(gòu)可采用開敞式或封閉式，根據(jù)具體情況確定

28、。（2）溢洪側(cè)堰溢洪側(cè)堰（或稱：旁側(cè)溢流堰）一般應(yīng)設(shè)在大量山洪匯入的渠段末端附近，堰頂高程宜與渠道加大流量的相應(yīng)水位齊平，當(dāng)洪水入渠超過堰頂高程時就自動溢流泄水，以保證渠道安全。（3）退水閘退水閘一般設(shè)在干、支渠道或重要斗渠的未端，以排除渠道中的灌溉余水，騰空渠道，方便維修，并可用于事故泄水。 泄水建筑物布置應(yīng)結(jié)合排水系統(tǒng)統(tǒng)一考慮，以便就近排入排水溝或天然河道中。灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 19 頁 共 49 頁5、輸輸水水建建筑筑物物當(dāng)渠道遇到山嶺，采取繞行或明挖工程量太大不經(jīng)濟(jì)時，可修建輸水建筑物隧洞，以穿過山嶺。在灌溉工程中，多采用無壓輸水隧洞，且洞底縱坡宜平緩，水流流速宜低。隧洞和涵洞的主要區(qū)

29、別在于施工方法不同 （隧洞是在山體中直接開鑿襯砌而成；涵洞則是先明挖，后砌筑，再回填 ） 。6、量量水水建建筑筑物物為了測定渠道流量，達(dá)到計劃用水、科學(xué)用水、節(jié)約用水的目的，需要利用渠系上的建筑物進(jìn)行量水，如水閘、渡槽、涵洞、跌水、陡坡等均可用于量水。也可以利用特設(shè)的量水設(shè)備，如三角形量水堰、梯形量水堰、巴歇爾量水槽、無喉道量水槽、量水噴嘴等。在萬畝以上灌區(qū)的干、支渠上，可利用直線段進(jìn)行量水，并設(shè)立測流斷面和相應(yīng)的測流設(shè)施，利用流速儀等進(jìn)行測流。小型渠道可根據(jù)流量、比降、水流含沙量等不同情況選用特設(shè)的量水設(shè)備，選用時應(yīng)本著結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、觀測方便、量測精確等原則加以確定。除以上介紹的各種渠

30、系建筑物外，還有為防止水流所挾帶的泥沙淤積渠道而修建的沉沙池、沖沙閘等防淤建筑物；為防止江、河、湖、海水倒灌而修建的防洪閘、擋潮閘等擋水建筑物；利用渠道上集中落差所修建的水力加工站和小水電站等，此處不再詳細(xì)闡述，請參閱有關(guān)書籍。1.3渠道流量計算渠道流量是設(shè)計渠道和渠系建筑物的主要依據(jù)。設(shè)計渠道時，需要用到設(shè)計流量、加大流量和最小流量，分別作為設(shè)計和校核之用。灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 20 頁 共 49 頁1.3.1 渠道設(shè)計流量渠道設(shè)計流量是指在設(shè)計典型年內(nèi)灌水期間渠道需要通過的最大流量，或者說渠道在正常工作條件下需要通過的流量，因而又叫正常流量，常用 Q設(shè)或Q正常表示。它是設(shè)計渠道斷面和渠系建筑

31、物的主要依據(jù)。影響渠道設(shè)計流量的因素有渠道控制的灌溉面積，作物種植比例和灌溉制度，渠道的配水方式以及渠道的輸水損失等。渠道在輸水過程中由于滲漏和水面蒸發(fā)等原因會損失一部分流量，這一流量稱為損失流量，常用 Q損表示。未計入渠道輸水損失的流量稱為渠道凈流量，常用Q凈表示。渠道的凈流量與損失流量之和稱為渠道的毛流量，常用Q毛表示。對于某一渠段來說，凈流量是指該渠段末端的流量，毛流量是指該渠段首端的流量；對于某一渠道來說，凈流量是指從該條渠道引水的所有下級渠道分水口的流量總和，毛流量是指該渠道引水口處的流量。進(jìn)行渠道設(shè)計時，設(shè)計流量（ Q設(shè)）必須以包括輸水損失在內(nèi)的毛流量（Q毛）為依據(jù)，即：損凈毛設(shè)Q

32、QQQ （1）1、渠渠道道輸輸水水損損失失計計算算渠道在輸水過程中要損失一部分水量，稱為渠道的輸水損失。在進(jìn)行渠道流量計算時，必須計入輸水損失。渠道輸水損失包括水面蒸發(fā)損失、漏水損失和滲水損失三部分。水面蒸發(fā)損失一般不足滲漏損失水量的 5%，所以常忽略不計；漏水損失是由于地質(zhì)條件不良、施工質(zhì)量較差、管理維修不善等因素在渠道和渠系建筑物周邊形成的漏洞、裂隙等損失掉的水量，一般約占輸水損失的 15%左右，可以通過提高施工質(zhì)量、加強(qiáng)管理養(yǎng)護(hù)等措施避免漏水損失；滲水損失則是渠道輸水損失的主要部分，灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 21 頁 共 49 頁約占輸水損失的 80%以上。所以，渠道的輸水損失計算主要是分析滲

33、水損失，并把它近似地作為渠道總的輸水損失。（1）用經(jīng)驗公式估算1）自由滲流情況下的土質(zhì)渠道滲水損失估算。當(dāng)灌區(qū)的地下水位埋藏較深或具有良好的地下水出流條件時，渠道的滲流不受地下水的頂托，稱自由滲流，一般可用下列經(jīng)驗公式估算： mQA凈 （2） 式中：渠道每公里長度輸水損失流量占凈流量的百分?jǐn)?shù)（%/km） ； A土壤透水性系數(shù)，可查表1； m土壤透水性指數(shù)，可查表1。土壤透水性參數(shù)A、m應(yīng)根據(jù)實測資料求得，如缺乏實測資料時，則可采用表 1 所列數(shù)值進(jìn)行計算。確定出值后，即可按下式計算渠道滲水損失流量： LQQ凈損100 （3） 或 LSQ1000損 （4）式中：損Q渠道的滲水損失流量， m3/s

34、； 凈Q渠道的凈流量， m3/s； L 渠道工作長度， km； S 渠道單位長度滲水損失流量， L/（skm） ，S=10凈Q。表 1 土壤透水性參數(shù)渠床土質(zhì)透水性Am粘土弱0.700.30重壤土中弱1.300.35灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 22 頁 共 49 頁當(dāng)渠道凈流量Q凈30m3/s時，單位長度滲水損失流量 S值已制成表格，可供計算時查用，見表 2。表 2 渠道滲水損失流量表每公里渠長的輸水損失流量（ L/s）渠道凈流量（m3/s）弱透水性中弱透水性中等透水性中強(qiáng)透水性強(qiáng)透水性0.050.1000.1010.1200.1210.1400.1410.1700.1710.2000.2010.23

35、00.2310.2600.2610.3000.3010.3500.3510.4000.4010.4500.4510.5001.141.491.681.902.152.392.622.873.193.523.854.164.605.185.866.637.608.759.8310.9012.4014.2016.002.413.103.453.874.344.795.215.686.266.877.458.018.819.8311.0012.4014.0015.6017.8019.6022.0025.1028.004.025.055.596.216.007.558.178.859.6810.501

36、1.3012.2013.3014.7016.3018.1020.4023.0025.4027.7030.9034.9038.506.377.878.629.5010.5011.412.213.214.315.516.6017.6019.1020.9023.0025.4028.3031.6034.6037.4041.4046.2050.709.3111.3012.3013.4014.0015.816.818.019.420.822.2023.4025.2027.4030.0032.7036.1040.0043.4046.6051.0056.4061.30中壤土中1.900.40輕壤土中強(qiáng)2.65

37、0.45沙壤土強(qiáng)3.400.50灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 23 頁 共 49 頁0.5010.6000.6010.7000.7010.8500.8511.0001.0011.2501.2511.5001.5011.7501.7512.0002.012.502.513.003.013.503.514.004.015.005.016.006.017.007.018.008.019.009.0110.0010.1012.0012.1014.0014.1017.0017.1020.0017.7020.1023.1026.0028.7031.3033.8037.5042.2047.7054.0060.0066

38、.0072.0030.7034.6039.4043.9048.2052.2056.2061.8068.9077.2086.6094.00102.00110.0042.0046.8052.8058.4063.6068.6073.3080.1088.5098.40109.00120.00130.00139.0054.8060.6067.7074.2080.2086.0091.4099.10109.00120.00132.00144.00152.00162.0065.8072.1080.0087.0093.0099.00105.00112.00122.00134.00146.00153.00168.

39、00180.00灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 24 頁 共 49 頁20.00123.00023.00126.00026.00130.0002）頂托情況下的土質(zhì)渠道滲水損失估算。當(dāng)?shù)叵滤宦癫剌^淺，渠道滲水受到沿渠地下水的頂托時，滲水損失將會減小，通常按下式估算每公里長渠道的滲水損失流量： SS頂 （5）式中：S 頂 受地下水頂托情況下每公里渠長滲水損失流量，L/（skm） ； S 自由滲流情況下每公里渠長滲水損失流量，L/（skm） ； 受地下水頂托時輸水損失修正系數(shù)，可從表3 中查得。（3）襯砌渠道的輸水損失估算。當(dāng)渠道采取防滲措施時，其輸水損失將隨不同的防滲措施有不同程度的減少，此時可用下式估算輸

40、水損失流量： S0=0S （6） 式中：S0 襯砌渠道每公里長輸水損失流量， L/（skm） ； S 自由滲流情況下每公里渠道長度上的輸水損失流量，L/（skm） ；0襯砌渠道滲水損失修正系數(shù)，可從表4 中查得。表 3 土質(zhì)渠道滲水損失修正系數(shù)地下水埋深（m）渠道凈流量（m3/s）30301 1渠系水利用系數(shù)0.550.650.75注：1 畝等于 0.0667hm2。2、渠渠道道的的配配水水方方式式渠道的配水方式不同，其設(shè)計流量的計算方法不同，所以在介紹設(shè)計流量計算方法之前，需先介紹渠道的配水方式。渠道的配水方式是指渠道在管理運(yùn)行中實行連續(xù)或輪流供水的工作方式，也稱渠道的工作制度，一般分續(xù)灌和

41、輪灌兩種方式。（1）續(xù)灌灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 27 頁 共 49 頁在一次灌水延續(xù)時間內(nèi)，渠道連續(xù)輸水的工作方式稱為續(xù)灌。續(xù)灌方式具有灌水時間長、渠道流量小、斷面小、工程量小、輸水損失較大等特點。一般情況下，干、支渠多采用續(xù)灌方式。（2）輪灌灌溉時上一級渠道對預(yù)先劃分好的下一級輪灌渠道進(jìn)行輪流供水的配水方式叫做輪灌。輪灌方式具有渠道流量集中、同時工作的渠道長度短、輸水時間短、輸水損失小、工程量較大等特點。一般情況下，斗、農(nóng)渠多采用輪灌方式。根據(jù)不同的要求，輪灌組的劃分方法也不同，常見的有集中分組和插花分組兩種，如圖 11 所示?？紤]到作物一次灌水的時間、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和群眾用水習(xí)慣等因素，輪灌組數(shù)

42、目不宜過多，一般以 23 組為宜，并應(yīng)使各輪灌組灌溉面積相近，以利配水。3、渠渠道道設(shè)設(shè)計計流流量量的的計計算算由于輪灌渠道不是在整個灌水延續(xù)時間內(nèi)連續(xù)輸水，而是將上一級續(xù)灌渠道（如支渠）的流量分組輪流使用，所以輪灌渠道設(shè)計流量的大小不是由它本身灌溉面積的大小決定的，而是取決于上一級續(xù)灌渠道供水流量大小和輪灌組內(nèi)的渠道數(shù)目的多少。輪灌渠道設(shè)計流量的計算一般先自上而下逐級分配田間凈流量，再自下而上逐級推求各級渠道的設(shè)計流量，方法比較繁雜。對于小型灌區(qū)，常缺乏資料，一般通過調(diào)查分析相似灌區(qū)典型年（干旱年或中等干旱年）用水高峰期主要作物的一次最大灌水定額和相應(yīng)的灌水延續(xù)時間，或設(shè)計灌水模數(shù)的經(jīng)驗值等

43、，然后用下述方法直接計算渠道的設(shè)計流量。灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 28 頁 共 49 頁（a）分組集中輪灌 （b）分組插花輪灌圖 11輪灌組劃分示意圖（1）灌水定額法1）續(xù)灌渠道流量計算 TtamAQ3600設(shè) （11）式中：a主要作物的種植比， %；m主要作物用水高峰期的最大灌水定額， m3/hm2；A渠道的控制灌溉面積， hm2；T灌水延續(xù)天數(shù)， d；t每天灌水小時數(shù)，一般自流灌區(qū)取24h，提水灌區(qū)取 2022h；灌溉水利用系數(shù)。2）輪灌渠道流量計算 NTtamAQ3600設(shè) （12）式中：N 同級渠道的輪灌組數(shù)；a主要作物的種植比， %；m主要作物用水高峰期的最大灌水定額， m3/hm2；A渠

44、道的控制灌溉面積， hm2；T灌水延續(xù)天數(shù)， d；t每天灌水小時數(shù)，一般自流灌區(qū)取24h，提水灌區(qū)取 2022h；灌溉水利用系數(shù)。（2）灌水模數(shù)法AqQ設(shè) （13）式中：q 相似灌區(qū)的設(shè)計灌水模數(shù)， m3/（shm2） ； 其余符號意義同前。灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 29 頁 共 49 頁（3）流量模數(shù)法 MAQ設(shè) （14）式中：M流量模數(shù)，即單位流量的灌溉面積， （hm2s） /m3； 其余符號意義同前?！纠?1】某灌區(qū)灌溉面積 80hm2，其中棉花和玉米的種植比例分別為50%和 40%，夏灌時兩種作物同時灌水，灌水定額分別為 600m3/hm2和750m3/hm2，灌水延續(xù)時間 10d，每天灌水

45、 24h。灌溉水利用系數(shù)為 0.8，天旱時該級渠道分兩組輪灌，調(diào)查相似灌區(qū)的灌水模數(shù)為 0.07m3/（s100hm2） ，流量模數(shù)為 11.34（100hm2s）/m3。試分別求續(xù)灌和輪灌時渠道的設(shè)計流量，并用灌水模數(shù)法和流量模數(shù)法進(jìn)行校核。解：（1）灌水定額法。續(xù)灌和輪灌時的設(shè)計流量分別用公式（ 11）和（12）計算。即續(xù)灌時 07. 08 . 024103600750804 . 0600805 . 0設(shè)Q m3/s 輪灌時 14. 028 . 024103600750804 . 0600805 . 0設(shè)Q m3/s（2）灌水模數(shù)法，由公式（ 13）計算，即 07. 08 . 007. 0

46、80. 0設(shè)Q m3/s（3）流量模數(shù)法，由式（ 14）計算，即07. 034.118 . 0設(shè)Q m3/s1.3.2 渠道加大流量灌溉工程在運(yùn)行過程中，可能出現(xiàn)一些與設(shè)計條件不一致的情況，如灌溉面積擴(kuò)大，作物種植比例調(diào)整，用水戶變更等，可能要求增加供水量；或灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 30 頁 共 49 頁渠道及渠系建筑物發(fā)生事故，在事故排除之后，需要增加引水量，以彌補(bǔ)事故影響而少引的水量；或在暴雨期間因降雨而增加渠道的輸水流量等。這些情況都要求在設(shè)計渠道時留有余地，即按加大流量來滿足短時間內(nèi)的輸水要求。渠道加大流量是指在短時增加輸水的情況下，渠道需要通過的最大灌溉流量，常用Q加大表示。通常把設(shè)計流

47、量適當(dāng)放大后所得到的流量，作為渠道加大流量。當(dāng)渠道通過加大流量時，渠中水位升高，流速加大。所以，加大流量是用來校核渠道的不沖流速，并據(jù)以確定渠道的深度和堤頂高程。續(xù)灌渠道的加大流量可用公式（ 15）進(jìn)行計算。對于輪灌渠道，因其流量已經(jīng)加大，故不再考慮加大流量。 設(shè)加QkQ)1 ( （15）式中：k流量加大百分?jǐn)?shù)，可查表6，濕潤地區(qū)取小值，干旱地區(qū)可取大值； 加Q渠道加大流量， m3/s。表 6 續(xù)灌渠道加大流量的加大百分?jǐn)?shù)設(shè)計流量（m3/s）1011020平整順直，養(yǎng)護(hù)良好平整順直，養(yǎng)護(hù)一般渠床多石，雜草叢生，養(yǎng)護(hù)較差0.02000.02250.025020 1平整順直，養(yǎng)護(hù)良好平整順直，養(yǎng)護(hù)

48、一般渠床多石，雜草叢生，養(yǎng)護(hù)較差0.02250.02500.0275 1渠床彎曲，養(yǎng)護(hù)一般支渠以下的固定渠道渠床多石，雜草叢生，養(yǎng)護(hù)較差0.02500.02750.03002、石渠床渠 道 特 征糙 率經(jīng)過良好修整經(jīng)過中等修整無凸出部分經(jīng)過中等修整有凸出部分未經(jīng)修整有凸出部分0.02500.03000.03300.03500.04503、防滲襯砌渠床灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 36 頁 共 49 頁防滲襯砌結(jié)構(gòu)類別及特征糙 率粘土、粘沙混凝土、膨潤混凝土平整順直，養(yǎng)護(hù)良好平整順直，養(yǎng)護(hù)一般平整順直，養(yǎng)護(hù)較差0.02250.02500.0275灰土、三合土、四合土平整，表面光滑平整，表面較粗糙0.015

49、0 0.01700.0180 0.0200水 泥 土平整，表面光滑平整，表面較粗糙0.0140 0.01600.0160 0.0180砌 石漿砌料石、石板漿砌塊石干砌塊石漿砌卵石干砌卵石，砌工良好干砌卵石，砌工一般干砌卵石，砌工粗糙0.0150 0.02300.0200 0.02500.0250 0.03300.0230 0.02750.0250 0.03250.0275 0.03750.0325 0.0425瀝青混凝土機(jī)械現(xiàn)場澆筑，表面光滑機(jī)械現(xiàn)場澆筑，表面粗糙預(yù)制板砌筑0.0120 0.01400.0150 0.01700.0160 0.0180混 凝 土抹光的水泥砂漿面金屬模板澆筑，平整

50、順直，表面光滑刨光木模板澆筑，表面一般表面粗糙，縫口不齊修整及養(yǎng)護(hù)較差預(yù)制板砌筑預(yù)制渠槽平整的噴漿面不平整的噴漿面波狀斷面的噴漿面0.0120 0.01300.0120 0.01400.01500.01700.01800.0160 0.01800.0120 0.01600.0150 0.01600.0170 0.01800.0180 0.0250表 10 挖方渠道的最小邊坡系數(shù)渠道水深（m）土質(zhì) 11223稍膠結(jié)的卵石1.001.001.00夾沙的卵石或礫石1.251.501.50灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 37 頁 共 49 頁粘土、重壤土1.001.001.25中壤土1.251.251.50輕壤土

51、、沙壤土1.501.501.75沙土1.752.002.25填方渠道的渠堤填方高度小于或等于 3m時，其內(nèi)、外邊坡最小邊坡系數(shù)可按表 11 確定；渠堤填方高度大于 3m時，其內(nèi)、外邊坡系數(shù)應(yīng)根據(jù)穩(wěn)定分析計算確定。（4）渠道斷面寬深比渠道斷面寬深比是指底寬 b與水深h的比值，即=b/h。當(dāng)渠道的流量、比降、邊坡及糙率一定時，過水?dāng)嗝婷娣e是一定的，但底寬 b和水深h可有不同的組合，即渠道可修得寬淺些，也可窄深些。寬淺渠道水流穩(wěn)定，不易沖刷。水位變幅小，但水面寬占地多。窄深渠道水流急，易沖刷，但占地少，滲水損失少。一般情況下，流量大，含沙量小，渠床土質(zhì)差時多采用寬淺渠道；而流量小，含沙量大，渠床土質(zhì)

52、較好時，可采用窄深式渠道。表 11 填方渠道的最小邊坡系數(shù)渠道水深（m） 23土質(zhì)內(nèi)坡外坡內(nèi)坡外坡內(nèi)坡外坡粘土、重壤土1.001.001.001.001.251.00中壤土1.251.001.251.001.501.25輕壤土、沙壤土1.501.251.501.251.751.50沙土1.751.502.001.752.252.00渠道斷面寬深比對渠道的工程量大小、施工難易和平面穩(wěn)定都有很大影響。選擇時既要考慮工程量小、輸水能力大，又要考慮滿足穩(wěn)定、施工和通航等方面的要求。通常對中、小型渠道穩(wěn)定寬深比可直接選用表 12 所列的經(jīng)驗數(shù)值。灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 38 頁 共 49 頁 表 12 穩(wěn)定

53、渠床斷面寬深比Q（m3/s） 11335510103030601213243557610影響渠道寬深比的因素很多，要求也不盡相同。設(shè)計時可根據(jù)具體情況初選一個值，作為計算渠道斷面尺寸的參數(shù)，再結(jié)合其它要求進(jìn)行校核確定。（5）渠道不沖（v不沖） 、不淤流速（v不沖） 在設(shè)計流量情況下，渠道的實際流速若大于不沖流速，渠道就會發(fā)生沖刷；若小于不淤流速，渠道便會淤積。為了保持渠道的縱向穩(wěn)定，渠道的設(shè)計流速應(yīng)符合下列條件： v不沖 v設(shè)計v不沖1）渠道的不沖流速v不沖。水在渠道中流動時，具有一定的能量，這種能量隨水流速度的增加而增加，當(dāng)流速增加到一定程度時，渠床上的土粒就會隨水流移動。我們把渠床土粒將要

54、移動而尚未移動時的水流速度稱為渠道的不沖流速。渠道的不沖流速主要與渠床土質(zhì)有關(guān)，可參考表 13 所列的經(jīng)驗數(shù)值或用下列經(jīng)驗公式計算確定： 1 . 0KQv不沖 （17）式中：Q 渠道設(shè)計流量， m3/s； K不沖流速系數(shù)，見表 14。 表 13 渠道允許不沖流速表不同土壤和襯砌條件允許不沖流速土壤類別（干容重 1.31.7）輕壤土中壤土重壤土粘壤土 0.6 0.800.65 0.850.70 0.950.75 1.00混凝土襯砌5.0 8.0灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 39 頁 共 49 頁塊石襯砌2.5 5.0卵石襯砌2.0 4.5表 14 渠道允許不沖流速系數(shù)K 值表土 類砂壤土輕粘壤土中粘壤土重

55、粘壤土粘土重粘土K0.530.570.620.680.750.852）渠道的不淤流速v不沖。渠道水流的挾沙能力隨流速的減小而減小，當(dāng)流速小到一定程度時，一部分泥沙就開始在渠道內(nèi)淤積，我們把泥沙將要沉積而尚未沉積時的水流速度稱為不淤流速。渠道的不淤流速主要取決于渠道水流的含沙情況和斷面水力要素，一般可按下列經(jīng)驗公式計算： RCv不淤 （18）式中：C 不淤流速系數(shù)，參考表 15 選用； R 水力半徑， m，即過水?dāng)嗝婷娣e與濕周的比值。對含沙量很小的清水渠道，雖無泥沙淤積威脅，但為了防止渠道中生長雜草而影響過水能力，仍要求渠道設(shè)計流速應(yīng)不小于 0.30.4m/s。表 15 渠道不淤流速系數(shù)C 值表

56、泥沙性質(zhì)粗砂質(zhì)粘土中砂質(zhì)粘土細(xì)砂質(zhì)粘土極細(xì)的砂質(zhì)粘土C0.65 0.770.58 0.540.41 0.570.37 0.413、渠渠道道水水力力計計算算方方法法在渠道的設(shè)計參數(shù)確定之后，便可進(jìn)行水力計算，以確定渠道的過水?dāng)嗝娉叽缂坝嘘P(guān)水力要素。（1）一般梯形斷面常見的渠道斷面型式為梯形斷面，在梯形斷面明渠均勻流計算公式（16）中，除了選定i、n、m等參數(shù)以外，還有b、h兩個參數(shù)，因為是高次方程，很難用解析法求解兩個未知數(shù)。因此，常用的計算方法有試算法、圖解法和查表法等。試算法的計算步驟如下：灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 40 頁 共 49 頁1）假設(shè)一對b、h值。為了施工方便，底寬 b應(yīng)取整數(shù)，因此，

57、一般是假設(shè)一個b值，再參照選用的寬深比 值計算出相應(yīng)的h值，即h=b/。2）計算斷面各水力要素。根據(jù)假設(shè)的 b和h值，計算相應(yīng)的過水?dāng)嗝鍭、濕周、水力半徑R和謝才系數(shù)C值，即 hmhbA)( （m 2） 212mhb （m） AR （m） 611RnC （m0.5/s）3）計算渠道流量。 RiACQ計 （m3/s）4）校核渠道流量。由于試算出來的渠道流量是假設(shè)斷面所具有的輸水能力，一般不等于渠道的設(shè)計流量。試算的目的就是通過修改假設(shè)的斷面尺寸，使它的輸水能力和設(shè)計流量相等或相近，一般要求誤差不超過5%，即選用的渠道斷面尺寸應(yīng)滿足的校核條件是： 050設(shè)計設(shè)QQQ如果計算出來的流量不滿足這個條件

58、，就要另設(shè)水深 h值（如設(shè)計QQ，則取h2h1） ，重復(fù)以上計算步驟，直至滿足要求為止。為了減少重復(fù)計算次數(shù)，常用圖解法配合。在底寬不變的條件下，用三次以上試算結(jié)果繪制hQ關(guān)系曲線（如圖 12） ，在曲線圖上查出與渠道設(shè)計流量Q值相應(yīng)的h既可。 5）校核渠道流速。設(shè)計斷面尺寸不僅要滿足設(shè)計流量的要求，還要滿足穩(wěn)定的要求，即滿足不沖不淤的要求。先計算設(shè)計流速 v設(shè)計=Q/A，然后再按檢驗式v不淤v設(shè)計 v不沖，檢查是否滿足條件，如果不滿足，就要重灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 41 頁 共 49 頁新假設(shè)斷面要素，重復(fù)上述步驟計算，直到渠道斷面既滿足流量要求又滿足流速要求為止?！纠?2】某灌溉渠道采用梯形斷

59、面，設(shè)計流量 Q設(shè)= 3.2 m 3/s，邊坡系數(shù)m = 1.5，渠道比降i = 0.0005，渠床糙率n = 0.025，渠道不沖流速為 0.8m/s，該渠道為清水渠道，為防止渠道長草，最小允許流速為 0.4m/s，試設(shè)計渠道的過水?dāng)嗝娉叽?。解?）初設(shè)b=2m，h=1m，作為第一次試算的渠道底寬和水深。 2）計算渠道斷面各水力要素5 . 3) 15 . 12()(hmhbAm2212mhb61. 55 . 111222m 624. 061. 55 . 3ARm98.36624. 0025. 011616/1RnCm0.5/s3）計算渠道流量0005. 0624. 098.365 . 3Ri

60、ACQ = 2.286 m 3/s4）校核渠道流量設(shè)計設(shè)QQQ05. 0286. 02 . 3286. 22 . 3 圖 12 h Q 計算關(guān)系曲線因為流量校核不符合要求，需要重新試算。為此，又假設(shè)h=1.1m，1.15m，1.22m三個值，按上述步驟重復(fù)計算，將計算結(jié)果列入表16。灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計第 42 頁 共 49 頁按表 16 的計算結(jié)果繪制h Q計算關(guān)系曲線，見圖 12。從圖中查得：Q設(shè)=3.2m3/s時，相應(yīng)的設(shè)計水深h設(shè)=1.185m。表 16 渠道橫斷面尺寸計算表h （m）A （m2）（m）R （m）C （m 0.5/s）Q （m3/s）1.01.11.151.223.54.0