第一节灌溉渠道流量确定和设计(3)
灌溉渠道设计
1、干渠长度及控制灌溉面积渠道支1支2支3支4合计干渠长度 1.88km 4.25km 4.38km 3．75km 14.26km长度 4.5km 4.2km 4.6km 5.3km 18.6km毛面积 1.6万亩 2.9万亩 3.1万亩3．4万亩11万亩灌溉面积 1.28万亩 2.32万亩 2.48万亩 2.72万亩8.8万亩2、渠道工作制度渠道工作制度采用轮灌方式，并采用集中编组，12条斗渠每6条一组，18条农渠每9条一组。
（见图）3、典型支渠设计流量推算取支3为典型支渠道。
由修正后的灌水率图得q设=0.75m3/（s·万亩) （1）计算农渠的设计流量支3渠田间净流量Q支3田净=A3×q设=2.48×0.75=1.860m3/s因为斗农分两组轮灌，同时工作的斗渠有6条，同时工作的农渠有9条所以农渠的田间净流量为：Q农田净=Q农田净/（n×k）=1.860/54=0.0344m3/s取田间水利用系数ηf=0.95，则农渠净流量为：Q农净=Q农田净/ηf=0.0363m3/s灌区土壤为中粘壤土，查表得土壤透水性参数：A=1.9、m=0.4。
据此可计算农渠每公里输水损失系数为：σ农=A/(100×Q农净m)=1.9/(100×0.03630.4)=0.0716 农渠毛流量Q农毛=Q农净（1＋σ农×L农）=0.0363×(1＋0.0716×0.463)=0.0375 m3/s (2)计算斗渠的设计流量因为一条斗渠内同时工作的农渠有9条，所以斗渠的净流量为：Q 斗净=9×Q 农毛=9×0.0375=0.3375 m 3/s农渠分两组轮灌，各组要求斗渠供给的净流量相等。
斗渠平均工作长度取L 斗=1.34km斗渠每公里输水损失系数为：σ斗=A/(100×Q 斗净m )=1.9/(100×0.33750.4)=0.0293斗渠毛流量为：Q 斗毛=Q 斗净（1＋σ斗×L 斗）=0.3375×（1＋0.0293×1.34）=0.3508 m 3/s （3）计算支3渠的设计流量 斗渠也分两组轮灌。
灌溉渠道系统规划设计说明书
明渠均匀流：指渠道断面形状、尺寸、渠底坡降、糙率都沿水流 方种向水不流变流，态则称任明一渠断均面匀的流水。深一h般0，渠流道速为v人，工流开速挖分，布水都流不流变态，为此 明渠均匀流。
明渠均匀流计算公式：
Q C
R
i
1
21
R3i2
n
（米 3/秒）
(Q V L V ) tt
进行试算（三次确定后，可在坐标纸上绘图 Q～f（h），根据 Q 确定 h）
求得 h＝1.19
流速校核
V 不淤=0.25m/s＜V Q =0.726m/s＜V 不冲=0.8m/s （满足要求）
渠深=设计水深+安全高=1.19+0.41=1.6 米 （一般要求安全高大于 0.2 米）
加大流量校核 经计算水深不超堤顶高＜1.6 米
进口段
导水墙—也称上游翼墙，有八字形、圆弧形、矩形等进口形式，起导入水 流作用。（浆砌石、砼等材料）
铺盖—即闸前护底（浆砌石、砼材料） 闸底板 （砼、浆砌石等材料）
闸墩 ——闸室分孔和安置闸门用
闸室
闸门——挡水和控制水量和水位用（木、砼、铸铁、钢闸门）
边墩——挡土和支承闸门
工作桥——提升和关闭闸门工作以及栓修闸门用（一般为砼排架结构）
求：b，h
假定：b＝1m，设 h＝1m
W (b mh)h ＝2.5 m2
X b 2h 1 ＝4.8 m
R
W
＝0.52，将有关参数代入 C
1
1
R6
或查表得
X
n
15
C
1
R
1 6
＝35.82
《市场渠道管理》.灌溉渠道设计流量计算
附录C项目设计有关公式C1灌溉渠道设计流量计算正常流量——设计典型年内的灌水高峰时期渠道需要通过的流量。
该项为渠道纵横断面和渠系建筑物设计的依据。
加大流量——为满足特殊情况（如改变灌溉作物种植比例，扩大灌溉面积，或遇到特大旱情等），短时内加大输水的要求，而予以增大的渠道设计流量。
通常是根据正常流量，适当选择加大百分数来确定，该项指标为设计渠顶高程的依据。
最小流量——在河流水源不足，种植面积减小，或给灌水定额较小的作物供水时，出现渠道最小流量。
该项指标主要用于校核下一级渠道水位的控制条件和奎水建筑物位置以及校核渠道中的淤积。
C1.1选择灌溉制度，确定灌溉方式及由支渠同时供水的下级渠道（斗、农）数目。
C1.2确定支渠及农渠应送至田间的净流量：Q bfn＝ωb·q n………………………（C1）式中：Q bnt——支渠配给田间的净流量，m3／s；ωb＿支渠控制的灌溉面积，万亩；q n——灌水模数（m3/s／万亩）。
Q ln＝＝Q bfn／n·k·n f……………………（C2）式中：Q ln——农渠净流量，m3／s；n——支渠以下同时灌水的斗渠数；k——斗渠以下同时灌水的农渠数；n f——田间水利用系数。
C1.3推算各级渠道的设计流量（毛流量）：农渠毛流量：Q LG＝Q ln＋S1·L1……………（C3）式中：Q LG——农渠毛流量，m3／s；Q ln——农渠净流量，m3／s；S1——农渠每公里的渗水量，L/s／km；L1——农渠平均灌水长度取1／2的农渠长度，km。
斗渠的毛流量：Q dG＝k·Q LG＋S a·L a…………（C4）式中：Q dG——斗渠毛流量，m3／s；k——斗渠以下同时灌水的农渠数；S a——斗渠每公里的渗水量，L/s／km；L a——斗渠最大平均工作渠段长度，km支渠的毛流量：O bG＝n·Q dG＋S b·L b…………（C5）式中：O bG——支渠的毛流量，m3/sn——支渠以下同时灌水的斗渠数；S b——支渠每公里的渗水量，L/s／km；L b——支渠的工作长度，km。
灌溉系统PPT课件
1/9/2020
47
知识点回顾 Review
圩垸型灌区
1/9/2020
渠系布置： 以排为主，兼顾灌溉； 一般提排提灌，少有自流排灌
48
知识点回顾 Review
（1）灌溉渠道系统中渠道等级划分为： （2）圩垸型灌区渠道布置特点是： （3）田间排灌沟渠布置形式有：
1/9/2020
49
知识点回顾 Review
拦 河 坝
系
统
进水闸 节制闸
干
渠
斗渠 支
斗沟
灌溉系统
农渠
干渠、支渠、斗渠、农
渠、（毛渠）
排水系统
干沟、支沟、斗沟、农
1/9/2020 沟、（毛沟）
支渠 农沟
沟
容
泄
区
干
沟 泄水1闸4
第一节 灌溉渠系规划
规划原则
干支渠的规划布置（输水系统）
斗农渠的规划布置（田间渠系）
渠系建筑物的规划布置
渠线规划步骤
1/9/2020
水库
河
支渠沿分水岭 1/9/2020
山塘
流
21
干支渠的规划布置
水库
河
1/9/2020 干渠垂直等高线
山塘
流
22
干支渠的规划布置
（二）平原型灌区
1/9/2020地形特点：河地形开阔平坦;
耕地集中，面积较大
流
山前平原： 靠近山麓，地势较高，排水条件好；
冲积平原：位于河流中下游平原坡水地区，地面坡度 平缓，地下水位较高。
（一）山区、丘陵区灌区
水库
地形特点： 地形复杂，岗冲交错，坡度较陡
河 地面高程较高 耕地分散，很少有大片集中耕地
灌溉渠道系统
– 机耕要求，以400－800米为宜 – 管理要求：一般需要在1－2d灌完
• 规格：宽度100－200米，长度400－800米。
田间渠系布置
• 纵向布置
– 灌水方向垂直农渠 – 水流方向：农渠－毛渠－输水垄沟－沟（畦田） – 适于微地形起伏、平整较差的地区
3、交叉建筑物
• 1〕隧洞：遇到山岗或绕行费用过大时； • 2〕渡槽：渠道穿过沟道、道路时，若渠 道底部高于沟道洪水位和满足交通要求 时采用，
– 若不满足，可利用倒虹吸。
3〕倒虹吸
• 利用压力沟道代替渠道从沟或路下穿过。 • 使用条件
• 渠道水位高于路面或沟、河水位，但渠道底部低 于路面或沟、河洪水位时； • 渠底高于路面，但是净空无法满足交通要求
• 田间工程是合理灌溉、提高灌排效率、发挥工 程效益的基础。
田间工程规划要求
• 1、规划要求：
– A 灌、排系统完善；
– 避免串灌串排 – 控制地下水位，防止渍害、盐碱化
– B 土地平整；
– 提高灌水均匀度，减少实际灌水定额
– C 适于机械化作业；
2、规划原则：
• 1〕 水利规划和农业规划相结合；
– 并非严格平行等高线
• 支渠大体和等高线垂直
3、圩区
• 圩区特点：
– 地势低洼，在最高洪水位和最低于洪水位之间； – 排水是主要问题 – 一般中间低，四周高。
• 干、支渠布置
– 干渠多沿圩堤布置 – 灌溉系统级别较少。
四、斗渠和农渠规划
• 斗农渠渠规划要求
– – – – 适于管理和机械耕作要求 便于配水 有利于灌水和耕作措施地配合 土地平整工程量小
4、衔接建筑物
土地开发整理规划设计第篇共篇灌溉与排水工程设计
管
管
200~400 150~200
≤150
混凝土管 ≤100
各种过滤器的适用条件及适用管材表
无砂混凝土 管
≤100
过滤器结构类型
填砾过滤器
穿孔过滤器 缠丝过滤器
无砂混凝土过滤 器
竹笼过滤器
非填砾过滤 器
2019/7/21
穿孔过滤器 缠丝过滤器
适用的含水层岩性
适用管材
各种岩性
钢管、铸铁管、钢筋混 凝土管、塑料管、混凝
土管、无砂混凝土管
砾石、卵石
钢管、铸铁管、钢筋混
粗砂、砾石、卵石
凝土管、塑料管
25
3*3m砖混井房施工图
2019/7/21
26
图1
泵房平面布置图
2019/7/21
27
图2
泵房立面图
泵房立面图
轴泵房剖面图
轴泵房剖面图
2019/7/21
28
图3 泵房立面图
轴泵房剖面图
基础剖面图
2019/7/21
基岩风化层
第四系松散层：涌 水量不大、流砂 层较薄
第四系松散层：涌 水量较大、12有厚 流砂层
钢筋混凝土大口井结构图
2-2剖面图
2019/7/21
爬梯布置图
检修爬梯大样图1:50
13
2 φ 8@250 φ 8@250 1 钢筋混凝土大口井纵剖图
4 28φ 8 5 28φ 8
5 28φ 8 28φ 8 5
设计水位 1:1.5
干砌石400mm 砂石垫层100mm 无纺布一层（300g）
浆砌石 塘底高程
7
方塘提水点剖面图
浆砌石
设计水位
塘堰是小型蓄水工程，主要拦蓄当地地面径流。一 般有山塘和平塘两种。在坡地上或山冲间筑坝蓄水 所形成的塘称山塘。在平缓地带挖坑筑堤蓄水所形 成的塘称平塘。
农田水利学5-(1)灌溉渠道规划
二、地下水取水建筑物
由于不同地区地质、地貌和水文地质条件不同，地下水开采 利用的方式和取水建筑物的形式也不相同。根据不同的开 采条件，大致可分为垂直取水建筑物、水平取水建筑物和 双向取水建筑物三大类。
(一) 垂直取水建筑物
1.管井
管井既可以开采 承压水，也可以 开采浅层水。 井径多取200300mm，也有 300-500mm 的 管井。 井深为50-200m。
2.环境影响评价(environmental evaluation) 从环境角度论证灌排工程建设的可行性，并对可能产生的不利 影响提出相应的对策及环境保护措施。
3.经济评价(economic evaluation)
灌排工程的经济评价应包括国民经济评价和财务评价。 国民经济评价应在估算灌区工程投资费用和效益的基础 上，提出经济评价指标计算成果，评价工程的合理性。 财务评价应在估算财务投资、年运行费用和财务效益的 基础上，提出财务评价指标计算成果，测算财务盈利 能力和还贷能力，评价工程项目财务可行性；并根据 国家的农业水费政策，进行水费核算，提出水费计收 的管理办法。
干渠沿灌区内的主要 地面岗脊线布置，走 向大致与等高线垂直， 干渠比降视地面坡度 而定。 支渠从干渠两侧分出， 为双向控制。
沿分水岭布置
2、平原型灌区 特点：多位于河流的中、游，地形平坦开 阔，有大片的耕地，但因地理条件和洪、 涝、旱、渍、碱等不同而有不同的灌排布 置形式。
平行等高线布置
模式： 井渠结合 自流灌排
湿润地区 或水资源丰富地区
喷灌、微灌 各类地区
以旱作为主
以水稻为主 各类作物
75-80
80-95 85-95
2.抗旱天数(days of drought resistance)
第一节灌溉渠道流量确定和设计(3)
①渠道加大水深：渠道通过加大流量Qj时的水深称为加 大水深hj。通常用试算法或查诺模图求加大水深，计算的方 法步骤和求设计水深的方法相同。
渠堤顶高程∇
△h
hd hj
②安全超高。为了防止风浪引起渠水漫溢，保证渠道安全运行，挖方渠道 的渠岸和填方渠道的堤顶应高于渠道的加大水位，高出的数值称为渠道的 安全超高，土渠可用下式计算渠道的安全超高▽h，但最小不宜小于0.5m； 石渠的安全超高可比相同条件下的土渠超高值稍小，但最小不宜小于0.3m。 从多泥沙河流引水的渠道，还应考虑渠底产生泥沙淤积的影响。
有衬砌护面的渠道的不冲流速比土渠大得多，如混凝土护面的渠道允许 最大流速可达12m／s。但从渠床稳定考虑，仍应对衬砌渠道的允许最大流 速限制在较小的数值范围内。美国垦务局建议：无钢筋的混凝土衬砌渠道 的流速不应超过2.5m／s，因为流速太大的水流遇到裂缝或缝隙时，流速 水头就转化为压能，会使衬砌层翘起和剥落。
第五节 灌溉渠道系统设计
实用经济断面计算步骤： ①根据表3-16公式，计算出水力最优断面的水力要素。
②分别计算α 所对应的h和b值。
③据式（3-33）计算α 相应的V、A和R值，并绘制b = f(h)和 V = f(h)渠道特性曲线。
④根据渠段地形、地质等条件，由渠道特性曲线图上选定设计 所需的h、b、V值。
灌溉渠道设计流量计算要点
灌溉渠道设计流量计算要点一、确定农田灌溉的需水量农田灌溉的需水量是根据农作物的生育期、蒸散发量、土壤含水量等要素来确定的。
可以借助气象数据、历史降水量等资料进行推算，也可以通过现场观测和实测来确定农田的蒸散发量和作物需水量。
二、获取灌溉区域的径流量灌溉区域的径流量是指从灌溉源头进入灌溉区域的水量。
在设计灌溉系统时，必须充分考虑灌溉区域的日降雨量、径流系数以及降雨频率等因素，结合灌溉水源的水量供应能力，对灌溉区域的径流量进行估算和计算。
三、确定灌溉渠道的长度和高差灌溉渠道的长度和高差决定了渠道中水流的速度和流量。
在设计灌溉渠道时，需要根据灌溉渠道的起点和终点的高程以及地形地势等因素，确定渠道的长度和高差。
渠道的长度和高差对渠道的水流速度和流量有直接影响，因此需要精确计算和确定。
四、选择合适的渠道断面形状和尺寸在确定了灌溉渠道的长度和高差之后，需要选择合适的渠道断面形状和尺寸。
常见的渠道断面形状有矩形、梯形、圆形等，选择合适的断面形状和尺寸可以使得渠道的流量损失最小化，提高灌溉效果。
五、根据流量公式计算设计流量在确定了灌溉区域的需水量、灌溉区域的径流量、渠道的长度和高差以及渠道的断面形状和尺寸之后，可以根据相应的流量计算公式计算设计流量。
常用的流量计算公式有曼宁公式、切伦科夫斯基公式等。
六、进行工程量估算和调整在计算出设计流量之后，还需要进行工程量估算和调整。
根据设计流量、水源供应能力、灌溉渠道的尺寸等因素，对灌溉系统的工程量进行估算和调整，确保工程量满足实际需求。
总结起来，灌溉渠道设计流量计算的要点包括确定农田灌溉的需水量、获取灌溉区域的径流量、确定灌溉渠道的长度和高差、选择合适的渠道断面形状和尺寸、根据流量公式计算设计流量以及进行工程量估算和调整。
这些要点是设计灌溉渠道及其配套设施的基础，决定了灌溉系统的运行效果和经济效益。
灌溉渠道流量推算.
（一）梯形渠道设计参数确定
1、渠道比降i
尽量使i与地面坡度一致 满足渠床稳定要求 小于不冲流速 大于不淤流速：多泥沙河流不许考虑。 随着渠道设计流量的减少，底坡逐渐增加 干渠、支渠较缓，斗渠、农渠陡 抽水灌区和平原灌区，渠道底坡宜缓 扩大灌溉面积 减少提水成本 南水北调平坡渠道、河套灌区
2。 典型支渠净流量和毛流量
设计净流量 计算长度
3、典型支渠的灌溉水利用系数
n支，水＝Q支田净流/Q支毛 n支，水＝ n支× nd斗× n农，水× n田 4、计算其他支渠的设计流量 5、计算干渠的设计流量
各渠段设计流量不同，断面亦应有变化
五、渠道最小流量和加大流量
内容：五条线、建筑物、水头损失。 步骤：
1、地面高程线 2、建筑物位置和符号 3、设计水位线 4、渠底线（平行设计水位线减去设计水深） 5、最小水位线（渠底＋最小水深） 6、堤顶线（渠底线＋加大水深＋超高） 7、桩号和高程
3、水位衔接
（1）同级渠道不同渠段水位衔接
渠道的净流量等于其控制的同时灌溉的下级渠道的
毛流量之和 该渠道的设计流量＝净流量＋渠道损失水量 损失水量可用经验公式计算，亦可利用经验系数估 算，得到各级渠道的渠道水利用系数。
D：对于支渠较多的灌区，可选 典型支渠进行计算其支渠水利用 系数，作为扩大指标，求其他支 渠的设计流量
Q支渠＝A×q/n支水
A 上下段渠道流量差别不大时，调整渠道宽深比，使其 水深一致。 可以同时调整，或调整下级渠道； 减小底宽、底坡均可增加下游水深。 B 上段渠道水位足够时，以下游渠段确定上级渠道渠底。 确定下段渠道渠底和水深，下段渠道与上段渠底平齐（较少） C上游渠道水位较低无法抬高时，需要抬高下游渠底 （不超过15-20cm)
灌溉渠道设计
灌溉渠道设计摘要：在灌区工程中，灌溉渠道担负着全灌区的输配水任务。
布局合理、配套完善、设计合理、行水通畅的灌溉渠道系统，是灌区工程发挥正常效益的前提条件。
1949年新中国成立以来，我国灌溉事业得到了迅速发展，全国共建成万亩以上灌区5600多处，拥有各类输水渠道310多处万公里，其中干、支级渠道占39.7%，斗、农渠占60.3%，灌溉渠道工程在抵御自然灾害、保障农业生产发展方面发挥了重要作用。
本文针对灌溉渠道设计的内容、步骤、方法、进行了系统的阐述。
关键词：灌溉渠道设计；国内外成果；设计理论1.灌溉渠道设计流量的计算渠道的工作制度不同，设计流量的推算方法也不同，下面以轮灌渠道为例予以介绍。
因为轮灌渠道的输水时间小于灌水延续时间，所以，不能直接根据设计灌水模数和灌溉面积自下而上的推算渠道设计流量。
常用的方法是：根据轮灌组划分情况自上而下逐级分配末级续灌渠道(一般为支渠)的田间净流量，再自下而上逐级计入输水损失水量，推算各级渠道的设计流量。
2.渠道最小流量和加大流量的计算（1）渠道最小流量的计算对于同一条渠道，其设计流量(q设)与最小流量(q最小)相差不要过大，否则在用水过程中，有可能因水位不够而造成引水困难。
为了保证对下级渠道正常供水，目前有些灌区规定渠道最小流量以不低于渠道设计流量的40%为宜；也有的灌区规定渠道最低水位等于或大于70%的设计水位，在实际灌水中，如某次灌水定额过小，可适当缩短供水时间，集中供水，使流量大于最小流量。
3.灌溉渠道纵横断面的设计灌溉渠道的设计流量、最小流量和加大流量确定以后，就可据此设计渠道的纵横断面。
设计流量是进行水力计算、确定渠道过水断面尺寸的主要依据。
最小流量主要用来校核对下级渠道的水位控制条件，判断当上级渠道输送最小流量时，下级渠道能否引足相应的最少流量。
如果不能满足某条下级渠道的进水要求，就要在该分水口下游设节制闸，壅高水位，满足其取水要求。
加大流量是确定渠道断面深度和堤顶高程的依据。
灌溉渠道设计流量计算
灌溉渠道设计流量计算灌溉渠道设计流量是指为了满足农田灌溉需要，合理确定灌溉渠道的设计流量，以保证农田灌溉的正常进行和农作物生长的需要。
设计流量是灌溉渠道设计的重要参数，通过合理的计算和确定，可以有效地保证灌溉渠道的运行和水利工程的安全性。
本文将对灌溉渠道设计流量的计算方法进行详细介绍。
首先，灌溉渠道设计流量的计算需要考虑一系列因素，包括灌溉区面积、农作物的水需求、灌排系数、流量标准、设计年供水日数等。
其中，灌溉区面积是确定设计流量的重要参考因素之一，可以通过对灌溉区域的土地利用类型和面积进行调查和测量来获得。
农作物的水需求是指农田在不同生长阶段所需的灌排水量，可以通过相关的农业科学和技术手段进行测算。
灌排系数是指单位面积农地需要的灌溉水量和作物蒸发散发的比值，是农业灌溉的重要参数，可以通过经验公式或者实测方法进行确定。
流量标准是指灌溉渠道所需的设计流量达到的标准，一般由国家或地方规范进行规定。
设计年供水日数是指灌溉渠道所需的设计流量能够满足的供水天数，是灌溉渠道设计的另外一个重要指标。
其次，灌溉渠道设计流量的计算方法可以分为经验法、经济法和水文学法等多种不同的方法。
其中，经验法是根据历史水文资料和经验公式进行计算的方法，适用于灌溉工程设计中对流量的初步估算。
经济法是综合考虑灌溉效益和经济效益的计算方法，可以根据农田灌溉所能达到的最佳水分利用率来确定设计流量。
水文学法是根据灌溉区域的水文条件、水资源可利用程度和供需关系等因素进行计算的方法，适用于对灌溉渠道设计流量进行科学全面的计算。
最后，灌溉渠道设计流量的计算还需要对灌溉系统的输水能力进行考虑。
输水能力是指灌溉渠道所能输送的最大水流量，是灌溉渠道设计的限制性因素。
在进行灌溉渠道设计流量计算时，需要确保设计流量不超过灌溉渠道的输水能力，以保证灌溉渠道的正常运行和农田的正常灌溉。
综上所述，灌溉渠道设计流量的计算是灌溉系统设计的重要环节，需要综合考虑灌溉区面积、农作物的水需求、灌排系数、流量标准、设计年供水日数等因素，并利用经验法、经济法和水文学法等不同的计算方法，以确保灌溉渠道设计流量的准确性和灌溉效果的可靠性。
灌溉渠道系统规划设计ppt课件
已知：b，h，m，i，n，求渠道通过的流量
Q C Ri
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
14
（二）采用试算法求渠道的横断面
已知：Q＝3m3/s，m＝1.5，n＝0.025（±渠），i＝1/1000
其中当 R＜1 米时，Y＝1.5 n ；当 R＞1 米时，Y＝1.3 n 。
n——粗糙系数，反映渠道护面材料粗糙程度 R——水力半径
RW X
X——湿周
矩形： X b 2h
梯形： X b 2h 1 m2 式中：b、h表示渠底净宽和渠道过水深度（米）。
n 和 R 均反映渠道过水能力的大小
11
3、最优水力断面
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
第四章
灌溉渠道系统规划设计
1
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
2
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）
21
灌溉渠道流量计算方法的农田水利与灌溉技术
灌溉渠道流量计算方法的农田水利与灌溉技术一、引言灌溉是农田水利与灌溉技术中的重要方面，而灌溉渠道流量计算方法则是灌溉系统设计和管理中必不可少的一环。
本文将介绍一些常用的灌溉渠道流量计算方法，帮助农田水利工作者更好地进行灌溉渠道的设计和管理。
二、比降法比降法是一种常用的灌溉渠道流量计算方法。
它基于水流在渠道中不受阻碍的假设，通过计算单位长度的水头落差和单位长度的水流速度来确定流量。
其计算公式如下：Q = A * V其中，Q表示流量，A表示渠道横截面积，V表示平均流速。
比降法的优点在于简单易懂，计算过程直观，适用于直线渠道和均匀截面渠道。
但是，比降法没有考虑到渠道形状和摩擦阻力等因素，因此在实际应用中，需要根据实际情况进行修正。
三、曼宁公式曼宁公式是一种基于渠道形状和摩擦阻力的流量计算方法。
曼宁公式的计算公式如下：Q = (1.49/n) * A * R^(2/3) * S^(1/2)其中，Q表示流量，A表示渠道横截面积，R表示湿周，S表示水面比降，n表示曼宁粗糙系数。
曼宁公式考虑了渠道的形状和摩擦阻力，在实际应用中更加准确。
但是，需要注意的是，曼宁公式的精度较低，误差较大。
因此，在进行灌溉渠道流量计算时，需要结合实际情况进行修正，以提高计算结果的准确性。
四、流速积分法流速积分法是一种基于流速测量的流量计算方法。
通过在渠道中测量多个点的流速，并将其积分，可以得到渠道的总流量。
流速积分法的计算公式如下：Q = ∫(A * V)dt其中，Q表示流量，A表示渠道横截面积，V表示流速，t表示时间。
流速积分法的优点在于通过实测数据来计算流量，更加准确。
但是在实际应用中需要采用适当的仪器来进行流速测量，同时需要注意采样点的选择和测量误差的修正。
五、结论灌溉渠道流量计算是农田水利与灌溉技术中的重要内容。
本文介绍了比降法、曼宁公式和流速积分法三种常用的流量计算方法。
比降法简单易懂，适用于直线渠道和均匀截面渠道；曼宁公式考虑了渠道形状和摩擦阻力，计算结果更准确；流速积分法通过实测数据计算流量，准确性更高。
灌溉渠道流量确定和设计
边坡系数m
0.5
1
1.25
1.5
1.75
2
1.01
1.555
1.904
2.146
2.436
2.776
3.166
1.02
1.832
2.365
2.734
3.176
3.693
4.287
1.03
2.063
2.757
3.235
3.809
4.479
5.248
1.04
2.271
3.114
3.694
4.388
5.2
6.132
表2 水力最佳断面与实用经济断面水深比H0/H
α
边坡系数m
0.5
1
1.25
1.5
1.75
2
1.01
1.14
1.159
1.164
1.167
1.169
1.171
1.02
1.193
1.222
1.229
1.235
1.238
1.241
1.03
1.229
1.268
1.278
1.285
1.29
1.293
弧形底梯形渠道的水力最佳断面计算步骤： 在已知渠道流量Q、渠道比降i、糙率n的条件下，选定渠道边坡系数m，并计算水力最佳断面的水深H0，过水断面面积A0和湿周X0
(2)可根据表1－表4计算不同α值对应的水力参数 表地面一般不应小于0.2－0.25m，对局部高地允许与地面相等或稍低；
支斗渠水位高出地面一般不应小于0.25-0.3米，在无分出下级渠道的渠段，允许低于地面
干渠一般按平行于等高线布置，只要下级渠道出口处水位高于地面0.3-0.5米，即能满足自流灌溉要求，其他渠段允许低于地面。
灌溉渠道设计规范
灌溉渠道设计规范一、设计原则：1.以节约用水、提高用水效率为出发点。
在保障农田灌溉需水的前提下，合理设计灌溉渠道以减少水资源的浪费和损失。
2.确保农田均匀灌溉。
渠道设计应能够实现农田均匀灌溉，避免因水量过大或过小而导致的不均匀灌溉现象。
3.控制渠道内积存水量。
避免因积存水量过大造成水质变差和病虫害的滋生。
4.保证渠道结构的稳定性和可靠性。
渠道设计应保证在各种外力作用下的稳定性，能够满足长期使用的要求。
二、设计要求：1.渠道形状设计(1)渠道宽度：根据灌溉水量和种植农作物的需水量确定渠道宽度，确保灌溉水能够顺利流动。
(2)渠底坡度：根据地形、土地坡度和地势状况确定渠底坡度，保证水流的顺畅。
(3)渠道截面形状：根据渠道的目的和使用需求确定截面形状，如V 形、梯形等。
2.渠道结构设计(1)渠道底部：渠底应采用耐磨、防腐、耐久的材料，如混凝土、水泥等。
(2)渠道侧壁：采用坚固耐用的材料，以防止侧壁坍塌。
(3)渠床防渗：在渠底铺设防渗层，防止土壤中水分流失。
(4)渠道覆盖：渠道应覆盖保护层，以防止渠道丧失水分和生物繁殖。
3.渠道水流控制(1)减少渠道阻力：根据实际情况，对渠道进行适当的清淤和维护，保证水流的顺畅。
(2)设置分水口：根据灌溉需要，设置分水口和相应的流量控制装置，对水流进行合理分配和控制。
(3)设置消能设施：根据渠道的坡度和水流速度，设置消能设施以减低水流冲刷和能量损失。
4.渠道排水设计(1)排水坪与渠道连接：设置合适的排水坪，保证渠道与排水坪的连接牢固和排水通畅。
(2)分洪设施：根据实际需要，设置分洪设施，以防止洪水对渠道和农田的破坏。
(3)溢流闸门和排水闸门：根据需要，适时设置溢流闸门和排水闸门，以调节渠道的水位和排水量。
三、渠道维护要求：1.定期清淤和疏通渠道，保证水流的畅通和沙土淤积物的清除。
2.定期检查渠道结构的稳定性，对出现安全隐患的地方及时进行修复和加固。
3.定期维护渠道覆盖保护层，并及时更换破损部分，以保证渠道的完整性和长期使用。
灌溉渠道系统规划设计
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[qí]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100净损Q L Q ⨯⨯=σ （米3/秒）L ：渠道长度σ：每公里长渠道渗水损失占所通过净流量的百分比，根据土壤性质确定mQ D净＝σ (σ、D 、m 值见教材) 2、通过测定损失直接确定渠道设计流量 设净＝Q Q η三、渠道设计流量损净设＝Q Q Q + (大型) 或：η净设＝Q Q (中小型)t86400⋅⋅A M Q 综净＝T i i i 64.8m q ⋅α＝(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。
灌溉渠道流量确定和设计
式中：Qg渠道的毛流量(m3／s)；Qn为渠道的净流量(m3／s）；； 为每千米渠道输水损失以渠道净流量的百分数计；L为最下游一 个轮灌组灌水时渠道的平均工作长度(km)。农渠工作长度可取 农渠长度的一半。
b．用经验系数估算输水损失: 根据渠道的净流量和渠道水 利用系数用下面公式计算渠道的毛流量:
Q斗毛
Q斗净 （1＋
斗L斗
100
）
（6）计算支渠的净流量
a:计算支渠的田间净流量
Q支田净＝A支×qd
b:计算支渠同时供水的农渠数
N= Q支田净/ Q农田净
C:从支渠最下游开始推算支渠同时供水的斗渠 数，然后计算支渠的净流量
n
Q支净＝ Q斗毛 i 1
n:支渠同时供水的斗渠数
（7）计算支渠的设计流量
例三
Q支毛
Q支净 （1＋
支 支
100
）
1) 自上而下分配末级续灌渠道的田间净流量：以下图为例， 支渠为末级续灌渠道，斗、农渠的轮灌组划分方式为分组轮灌， 设同时工作的斗渠为n条，每条斗渠同时工作的农渠为K条。
①计算支渠的设计田间净流量：
Q支田净 = A支qd
式中Q支田净为支渠的田间净流量(m3／ s)；A支为支渠的灌溉面积(100hm2)； qd为设计灌水模数[m3／s·lOOhm2）。
例二
问题：当作物没有按照上述的方法种植时， 渠道流量应该如何计算？
根据《灌溉排水》（武明仁）并对其做适 当修正后提出如下计算方法：
（1）计算农渠田间净流量。
Q农田净＝
mA农田 86400T
式中：m:作物生长期的最大灌水定额（m3/亩）
A农田：某典型条田的面积（亩） T：灌完典型条田的灌水时间，T=1-2d
第四章-灌溉渠道系统(1)
渠道的净流量：需要渠道提供的灌溉流量。 渠道的毛流量：计入水量损失后的流量。 设计流量是渠道的毛流量，它是设计渠道断面和渠系建筑 物尺寸的主要依据。
五、渠系建筑物的规划布置
渠系建筑物：各级渠道上的建筑物 1．引水建筑物
引水方式 引水建筑物
作用
无坝引水 渠首进水闸
调节引入干渠的流量
有坝引水
由拦河坝、冲沙闸、 雍高水位，冲刷进水闸前的淤
进水闸等组成的灌 沙，调节干渠的进水流量，满
溉引水枢纽
足灌溉对水位及流量的要求
水库取水 抽水取水
大坝、进水闸等 水泵站
斗 渠 的 间 距 主 要 根 据 机 耕 要求确定，和农渠的长度相 适应。
三、斗、农渠的规划布置
3. 农渠的规划布置
农渠是末级固定渠道，控制范围 为一个耕作单元。农渠长度根据 机耕要求确定，在平原地区通常 为500～100m，间距为200～ 400m，控制面积为200～600亩。 丘陵地区农渠的长度和控制面积 较小。在有控制地下水位要求的 地区，农渠间距根据农沟间距确 定。
五、渠系建筑物的规划布置
3．交叉建筑物 倒虹吸
渡槽
4.衔接建筑物
当渠道通过坡度较大的地段时，为了防止渠道冲 刷，保持渠道的设计比降，就把渠道分成上、下 两段，中间用衔接建筑物联结，这种建筑物常见 的有跌水和陡坡， – 跌水：用于跌差较小的陡坎(<3m) – 陡坡：用于跌差较大、地形变化均匀(>3m )
二、干、支渠的规划布置形式
1）山区、丘陵区灌区的干、支渠布置
山丘、丘陵区的干渠一般沿灌区上部边缘布置，大体 上和等高线平行，支渠沿两溪间的分水岭布置。 在丘陵地区，如灌区内有主要岗岭横贯中部，干渠可 布置在岗脊上，大体和等高线垂直，干渠比降视地面坡 度而定，支渠自干渠两侧分出，控制岗岭两侧的坡地。
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弄虚作假要不得，踏实肯干第一名。19:30:4219:30: 4219:3012/1/ 2020 7:30:42 PM
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.12.119: 30:4219:30Dec-201- Dec-20
重于泰山，轻于鸿毛。19:30:4219:30: 4219:30Tuesday, December 01, 2020
(4) 梯形渠道水力最佳断面的计算公式: 在渠道比降和渠床糙率一 定的条件下，通过设计流量所需要的最小过水断面称为水力最佳断 面，梯形渠道水力最佳断面的水力要素按下表计算。
表3-16 梯形渠道水力最佳断面参数计算公式
梯型渠道水力最优断面常为窄深式，这种渠施工困难， 特别是大型渠道，当地形条件复杂时施工就更加困难， 因此在实际应用中，水力最优断面不一定是经济断面。 但水力最优断面具有工程量最小的优点，小型渠道和 石方渠道可以采用。在工程实践中为了经济合理，常 常放弃水力最优断面，而选用实用经济断面。实际过 程中存在一组宽浅式的梯形断面，其水深和底宽有一 个较广的选择范围，以适应各种具体情况的需要，而 在此范围内又能基本上满足水力最优断面的要求（即
(2) 续灌渠道设计流量的计算: 续灌渠道一般为干、支渠道，流量较大，上、 下游流量相差悬殊，这就要求分段推算设计 流量，各渠段可采用不同的断面。各级续灌 渠道的输水时间都等于灌区灌水延续时间， 可以直接由下级渠道的毛流量推算上级渠道 的毛流量。所以续灌渠道设计流量的推算方 法是自下而上逐级、逐段进行推算。生产实 际中一般用经验公式估算续灌渠道分段设计 流量。
土质渠道不冲流速
渠床土质 轻壤土 中壤土 重壤土 粘土
不冲流速(m s-1)
备注
0.6～0.8 0.65～0.85 0.70～0.95 0.75～1.00
1）表中土壤的干容重为1.3～1.7g cm-3； 2）当R≠1m时，表中所列数值应乘Ra加
以修正。对于疏松的壤土和粘土，指数 a=1/3～1/4；对于密实的砂壤土、壤土 和粘土，a=1/4～1/5。
1
21
v R3i2
n
设计渠道时要求投资少，效率高，即在设计流量Q、比降i、糙 率系数n值相同的条件下，使渠道断面最小；或在相同断面条 件下通过的流量Q最大。符合这些条件的断面称为水力最佳断 面。
从公式
1
21
v R3i 2
n
可以看出，当A、n、i一定时，水力半径最大或湿周最小的断
面就是水力最佳断面。半圆形断面是水力最佳断面，天然土渠
其过水断面面积w与水力最优断面的w优相接近），满
足这些要求的断面称为实用经济断面。
根据上式可算出不同边坡系数相应的水力最优断面的宽深比， 见下表
(5)梯形渠道实用经济断面的水力计算公式
式中：α为水力最优断面流速(或过水断面面积)与实用经济 断面流速(或过水断面面积)的比值； V、A、R、h分别为实 用经济断面的流速(m／s)、过水断面面积(m’)、水力半径 (m)和水深(m)；β为实用经济断面的宽深比。
Q加大 = J Q设 式中：Q加大―渠道加大流量（m3s-1）；Q设―渠道设计流量（m3s1）；J ―加大系数(%)，可参照下表执行。
渠道流量加大系数与渠道流量进位规定:
渠道流量加大系数
渠道设计流量
<1
（m3s-1）
1—5
5—10
10—30
加大流量系数 J
1.35— 1.30
1.30—1.25 1.25—1.20
△h=1/4hj+0.2 ③堤顶宽度。渠岸和堤顶的宽度可按下式计算：
D = hj + 0.3
式中：D为渠岸或堤顶宽度(m)；hj为渠道的加大水深(m)。
另外对有通航任务的渠道，还应考虑通航要求。
踏实，奋斗，坚持，专业，努力成就 未来。20.12.120.12.1Tuesday, December 01, 2020
具体推算方法以图为例说明如下：图中表示的渠系有1条干渠和4条支渠， 各支渠的毛流量分别为Q1、Q2、Q3、Q4，支渠取水口把干渠分成3段，各 段长度分别为L1、L2、L3，各段的设计流量分别为QOA、QAB、QBC，
计算公式如下：
具体推算可参见教材p125例3—1。
3．渠道最小流量和加大流量: 渠道最小流量可能出现于河流水源不足
有衬砌护面的渠道的不冲流速比土渠大得多，如混凝土护面的渠道允许 最大流速可达12m／s。但从渠床稳定考虑，仍应对衬砌渠道的允许最大流 速限制在较小的数值范围内。美国垦务局建议：无钢筋的混凝土衬砌渠道 的流速不应超过2.5m／s，因为流速太大的水流遇到裂缝或缝隙时，流速 水头就转化为压能，会使衬砌层翘起和剥落。
的时候，有时灌区需对种植面积较小或灌水 定额较小的作物单独供水，也可能出现渠道 最小流量(Qmin)。最小流量用以校核对下一 级渠道的水位控制条件和确定修建节制闸的 位置，并按最小流量验算渠道不淤条件。
(1) 渠道最小流量的确定：为保证渠道顺利 输、配水，对于同一条渠道，其设计流量(Qd) 与最小流量(Qmin)相差不能过大，为了保证对 下级渠道正常供水，有些灌区规定渠道最小 流量以不低于渠道设计流量的40％为宜；也 有的灌区规定渠道最低水位等于或大于70％ 的设计水位。实际灌水中如某次灌水定额过 小，可实行集中供水，缩短供水时间；如因 水源缺水造成引水量过小，则可对支渠实行 续灌。
不可麻痹大意，要防微杜渐。20.12.120.12.119:30:4219:30: 42Dec ember 1, 2020
加强自身建设，增强个人的休养。2020年12月1日下 午7时30分20.12.120.12.1
一般对渠道横断面设计的要求是保证设计的断面能够输送 设计流量和加大流量，设计的断面渠床稳定，不冲涮，不淤积 ，不塌坡；对渠道纵断面设计要求是应尽可能保证渠道有足够 的水位高度，以满足灌区大部分地区实现自流灌溉；渠道土方 工程量小，渠系建筑物少，经济合理；纵向稳定要求渠道在设 计条件下工作时，不发生冲刷和淤积，或在一定时期内冲淤平 衡。平面稳定要求渠道在设计条件下工作时，渠道水流不发生 左右摇摆。
修成半圆形是很困难的，也是不稳定的，只能修成接近半圆的
梯形断面。
A
X
R
B
B h
bh
b+2h
bh
b
b 2h
b
m
B bh
(b+mh)h
b 2h 1 m2
b
(b 2h
mh)h 1 m
2
b+2mh
（1）渠底比降：两端渠底高差和渠段间距离的比值称为渠底比 降。应根据渠道沿线的地面坡度、下级渠道进水口的水位要求、 渠床土质、水源含沙情况、渠道设计流量大小等因素，选择适宜 的渠底比降。清水渠道易产生冲刷，比降宜缓，如淠史杭灌区输 水渠道的比降为1／10000-1／28000。浑水渠道容易淤积，比降 应适当加大，如人民胜利渠灌区的渠底比降为1/1000—1／6000。 对黄河中下游地区：干渠：1/2000—1/5000；
⑤校核实用经济断面是否满足渠道允许流速的要求。
根据规范，对浑水渠道： 对粘性土渠道和刚性衬砌取小值，沙性土取大值。
(7). 渠道允许不冲、不淤流速:
渠道断面过于窄深或宽浅，都会影响渠道断面的稳定性。稳定 断面的宽深比应满足渠道不冲、不淤流速要求，即要求渠道中 的实际流速大小有一个允许范围：
V不冲>V允许>V不淤
2) 渠道的不淤流速：渠道水流的挟沙能力随流速的减小而减小， 当流速小到一定程度时，部分泥沙就开始在渠道内淤积。泥沙将 要沉积时的流速就是临界不淤流速。在清水渠道中，为了不让渠 道长草，一般要求断面平均流速大于0.3～0.5 m s-1，习惯上也 有人称之为不淤流速。渠道不淤流速主要取决于渠道含沙情况和 断面水力要素，即渠道水流的挟沙能力，根据我国各地经验，常 用的渠道挟沙能力的计算公式主要为根据实际研究成果而得到的 经验公式：
渠堤顶高程∇
△h
hd hj
②安全超高。为了防止风浪引起渠水漫溢，保证渠道安全运行，挖方渠道 的渠岸和填方渠道的堤顶应高于渠道的加大水位，高出的数值称为渠道的 安全超高，土渠可用下式计算渠道的安全超高▽h，但最小不宜小于0.5m； 石渠的安全超高可比相同条件下的土渠超高值稍小，但最小不宜小于0.3m。 从多泥沙河流引水的渠道，还应考虑渠底产生泥沙淤积的影响。
1.20— 1.15
>30
1.15— 1.10
注：轮灌渠道不考虑加大流量；抽水灌区干渠的加大流量按备用机组的抽水能力而定。
二、灌溉渠道纵横断面设计: 灌溉渠道的设计流量、最小流量和加大流量
确定以后，就可据此设计渠道的纵横断面。 设计流量是进行水力计算、确定渠道过水断 面尺寸的主要依据。渠道纵、横断面设计应 除了满足渠道的输水、配水要求外，还应满 足渠床稳定条件，包括纵向稳定和平面稳定 两个方面。
x m
hh
x
（3）渠道的边坡系数：渠道的边坡系数m是渠道边坡倾斜程 度的指标，其值等于边坡在水平方向的投影长度和在垂直方向 投影长度的比值。m值的大小关系到渠坡的稳定，要根据渠床 土壤质地和渠道深度等条件选择适宜的数值。矩形断面的边坡 系数m等于零。大型渠道的边坡系数应通过土工试验和稳定分析 确定。当挖方深度大于5m，渠中水深大于3m时，应进行渠道土 壤稳定性分析，从而确定边坡系数值。若挖方小于5m，水深小 于3m，这时挖方渠道的边坡系数可参考已成灌区经验数据确定。 如果填方渠道的填方高度大于3m时，边坡系数应通过水工试验 和稳定性分析确定。
(2) 渠道加大流量的确定:加大流量是考虑到灌区管理运用中可 能出现规划设计未能预料到的变化(如种植比例变化、扩大灌溉 面积，稀遇的干旱气候等)和短时加大输水的要求，在设计时要 注意留有余地。同时，渠道加大流量也是设计堤顶高程的依据。 即:
堤顶高程 = 渠道加大流量水位+堤顶超高。