灌區(qū)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

灌區(qū)設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、灌溉流量估算與放水時(shí)間：按1個(gè)流量灌1萬畝水田估算(含渠道損失與蒸發(fā))，當(dāng)水田一次灌水深為15mm時(shí)，1畝水田需水0.015(灌水深m)X667(l畝=667m2)=10m3,則1萬畝水田需水10萬方。若從水庫放水，則需100000/3600=28小時(shí)。二、灌區(qū)設(shè)計(jì)步驟：1．確定灌區(qū)灌溉面積。2．估算灌區(qū)灌溉流量。3．測(cè)繪灌區(qū)地形圖。4．在地形圖上按等高線與灌溉分區(qū)面積畫出干支斗農(nóng)渠的大致走向。4．按灌溉分區(qū)面積估算分區(qū)灌溉流量。5．按渠道大致走向?qū)嵉卣{(diào)查渠道地質(zhì)情況。6．按地質(zhì)情況與下表確定渠道比降與渠道糙率。7.根據(jù)地形圖與調(diào)查情況定出渠道樁號(hào)。7.依樁號(hào)順序，每隔30?50m一個(gè)，按渠道斷面設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行渠道斷面設(shè)計(jì)，并按超高0.2?0.5m繪出渠道斷面圖。&根據(jù)地形情況，每隔30?50m確定渠道斷面的地面高程、設(shè)計(jì)水面高程、渠頂高程、渠底高程。并在縱斷面圖上分別繪出干支斗農(nóng)渠的地面線、設(shè)計(jì)水面線、渠頂線、渠底線。9.當(dāng)渠道縱斷面出現(xiàn)坡度過大、突變時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)渠道水面銜接建筑物(跌水、渡槽、倒虹吸等)渠道縱斷面設(shè)計(jì)表地面咼程(m)22.221.9921.9822.3722.36渠頂咼程(m)22.222.1922.1822.1722.16安全超高(m)0.20.20.20.20.2設(shè)計(jì)水位(m)2221.9921.9821.9721.96正常水深(m)1.21.21.21.21.2渠底咼程(m)20.820.7920.7820.7720.76樁 號(hào)0+0000+0500+1000+1500+200三、渠道斷面設(shè)計(jì)步驟：1.渠道的縱斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)渠道的水位推求設(shè)計(jì)渠道，一方面要有足夠的輸水能力和穩(wěn)定的渠床；另一方面還要有一定的水位，以滿足所控制的面積自流灌溉。渠道的水位高程，應(yīng)根據(jù)灌溉土地高程和下級(jí)渠系的沿渠水頭損失而定。沿渠水頭損失包括渠道比降損失，過閘(分水閘、節(jié)制閘、量水設(shè)備等)損失，以及通過渠系交叉建筑物(渡槽、隧洞等)的水頭損失等。各級(jí)渠道分水口要求的水位可按下式推求：H一一A°+h+工Li+工屮式中分Ao——渠道所灌面積上參考點(diǎn)的地面高程，應(yīng)根據(jù)地面高程、坡度及距離具體決定。h一一灌溉面積上的灌水深度，一般為0.05?0.15m,或用農(nóng)渠水面高于田面0.1?0.2m；L——各級(jí)渠道的長度(m)；i——各級(jí)渠道的比降；屮 水流通過建筑物的水頭損失。渠道比降一般數(shù)值表渠道級(jí)別干渠及分干支 渠斗 渠農(nóng) 渠平原灌區(qū)1/5000?1/100001/3000?1/70001/2000?1/50001/1000?1/3000丘陵灌區(qū)1/2000?1/50001/1000?1/3000土渠1/2000石渠1/5001/10001/300湖濱灌區(qū)1/8000?1/150001/6000?1/80001/4000?1/50001/2000?1/3000

中等密實(shí)粘土或重壤土一般不沖流速比降流里范圍(m3/s)比 降 范 圍不沖流速范圍(m/s)8.O?15.O1/1500?1/50000,74?1.082.5?7.O1/800?1/15000.83?1.020.8?0.21/300?1/10000.75?0.970.1?0.61/100?1/500O.55?0.76黃土地區(qū)渠道不淤比降流里(m3/s)0.51.02.03.05.0比 降1/500?1/10001/15001/20001/25001/30002?渠道糙率n的選擇渠道糙率與渠道土壤、土質(zhì)條件、施工質(zhì)量、維修養(yǎng)護(hù)、渠道流量及含砂量等因素有關(guān)。(糙率n見節(jié)水灌溉技術(shù))渠道邊坡系數(shù)的選擇渠道邊坡系數(shù)，應(yīng)根據(jù)土壤、地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及挖方深度，渠道水深等因素來確定。挖方渠道最小邊坡系數(shù)表渠道土壤條件最小邊坡系數(shù)水深小于1m水深1?2m水深2?3m稍膠結(jié)的卵石1.01.01.0夾砂的卵石和礫石1.251.501.50粘土重粘土中壤粘土1.01.01.25輕壤粘土1.251.251.50砂壤土1.501.501.75砂土1.752.02.25填方渠道最小邊坡系數(shù)表土壤種類Q〉10m3/sQ=10?2ms/sQ=2?0.5m3/sQ〈0.5m3/s粘土重壤粘土中壤粘土1.251.001.001.001.000.751.000.75輕壤粘土1.501.251.251.001.251.001.001.00砂壤土1.751.501.501.251.501.251.251.00砂土2.252.002.001.751.751.501.501.254.渠道斷面寬深比(b/h)渠道縱坡、糙率和邊坡系數(shù)選定后，水力計(jì)算式子中尚有b、h兩個(gè)未知數(shù)。一般用試算法求b、h,即先假定b、h求Q,如求出的Q與渠道設(shè)計(jì)流量相近，則認(rèn)為所假設(shè)的b、h值即為所求的數(shù)值。水深：h邙Qi/3式中：B=0.7?1.0,—般取0.85。寬深比a=b/h=NQi/4—m式中：N=3；Q——渠道設(shè)計(jì)流量(m3/s)；m 邊坡系數(shù)。5.渠道不沖不淤的校核在正常流量情況下，渠道的實(shí)際流速大于允許不沖流速(U不沖)，渠道就會(huì)發(fā)生沖刷；小于不淤流速(U不淤)，渠道便會(huì)淤積，破壞了渠道的縱向穩(wěn)定，影沖 不淤響渠道正常工作。因此，渠道的設(shè)計(jì)流速u設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列條件：設(shè)計(jì)U <U <U不淤設(shè)計(jì)不沖渠道允許不沖流速的大小與下列因素有關(guān)：①隨粘土含量和土壤容重的增加而增加。②水力半徑越大，糙率越小，允許不沖流速越大。⑧水中含沙量越大，泥沙顆粒越細(xì)，允許不沖流速越大。④渠道彎曲，彎越急，允許不沖流速越小。渠道允許不沖流速，應(yīng)根據(jù)渠床土質(zhì)、水力、泥沙等因素，通過試驗(yàn)或采用經(jīng)驗(yàn)公式選定，常用公式如下：U =kQ0.1不沖式中Q——渠道設(shè)計(jì)流量(m3/s)；k一一不沖流速系數(shù)，采用下表數(shù)值：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粘壤土粘土重粘土k0.530.570.620.68O.750.85排水溝的不沖流速，可按上式所得的值提高20％。渠道允許不沖流速表不同土壤和襯砌條件允許不沖流速(m/s)土壤類別土土土土壤壤壤壤輕中重粘0.60?0.800.65?0.85O.70?0.90O.75?0.95混凝土襯砌5.0?8.0塊石襯砌2.5?5.0卵石襯砌2.0?4.5不淤流速U不淤=CR1/2R——渠道過水?dāng)嗝娴乃Π霃?m)；C——根據(jù)渠道泥砂性質(zhì)確定的系數(shù)，查下表選用泥砂性質(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CO.65?0.77O.58?0.64O.41?0.54O.37?0.41為了抑制雜草生長，渠道設(shè)計(jì)流速一般應(yīng)大于0.3?0.4(m/s)。6.斷面尺寸的決定在認(rèn)真分析和選定了上述參數(shù)之后，則可通過水力計(jì)算，確定渠道過水?dāng)嗝娉叽绾退σ?。設(shè)計(jì)渠道斷面的計(jì)算工作量很大，常借用各種圖表查算，在缺乏查算圖表的情況下，才采用試算法計(jì)算。明渠斷面設(shè)計(jì)：由流量推算表中，選用設(shè)計(jì)流量Q;由縱斷設(shè)計(jì)成果中，選用渠道比降；確定渠道的糙率n,并選擇適當(dāng)?shù)倪吰孪禂?shù)m；采用試算流量法設(shè)計(jì)渠道過水?dāng)嗝妗?.渠道流量計(jì)算，一般采用明渠均勻流公式:Q=3R2/3i1/2/n式中：W一一過水面積；其他符號(hào)意義同前。［例］某干渠設(shè)計(jì)流量為20.3m3/s，選定渠底比降i=1/5000，灌區(qū)土壤多為中粘壤土，渠道沿線亦為中粘壤土。斷面選用梯形，邊坡系數(shù)根據(jù)表選用°m=l,n=0.025,試設(shè)計(jì)渠道斷面。解：1.水深：h=BQ1/3，B取0.85，則h=0.85X(20.3)1/3=2.32(m)2.寬深比：a=NQ1/4—m=3X(20.3)1/4-1=5.4 3.渠底寬：b=ah=5.4X2.32=12.5(m)校核過水能力過水面積:3=(b十mh)h=(12.5+1.0X2.32)X2.32=34.4(m2)；濕周：X=b+2h(l+m2)1/2=12.5+2X2.32(1+12)1/2=19.06(m)；水力半徑：R=3/x=34.4/19.06=1.8(m)；渠道流量:Q=3R2/3i1/2/n=34.4X1.82/3X(1/5000)1/2/0.025=29(m3/s)Q>20.3即Q大于設(shè)計(jì)流量很多，應(yīng)調(diào)整底寬和水深。取b=11.5(m),h=1.97(m)則：3=(11.5+1.OX1.97)X1.97=26.5(m2)；X=11.5+2X1.97(1+12)1/2=17.1(m)；R=26.5/17.1=1.55(m)；Q=26.5X1.552/3X(1/500