第一节灌溉渠道流量确定和设计4

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 边坡系数m 0.5 1.14 1.193 1.229 1.257 1 1.159 1.222 1.268 1.305 1.25 1.164 1.229 1.278 1.318 1.5 1.167 1.235 1.285 1.326 1.75 1.169 1.238 1.29 1.332 2 1.171 1.241 1.293 1.336
3.416 4.042 4.615
1.109 2.703
3.523 4.225 4.868
0.992 2.754
3.665 4.444 5.16
0.894 2.832
3.834 4.694 5.488
表4 实用经济断面与水力最佳断面湿周比值χ /χ 0 α χ /χ 0 1 1 1.01 1.025 1.02 1.05 1.03 1.077 1.04 1.103
3)上、下级渠道的水位衔接。在渠道分水口处，上、下级渠道的水位应有 一定的落差，以满足分水闸的局部水头损失。即以设计水位为标准，上级 渠道的设计水位高于下级渠道的设计水位，以此确定下级渠道的渠底高程。 若当上级渠道输送最小流量时，相应的水位可能不满足下级渠道引取最小 流量的要求，就需要在上级渠道该分水口的下游修建节制闸，把上级渠道 的最小水位从原来的Hmin升高到H‘min，使上、下级渠道的水位差等于分水 闸的水头损失，以满足下级渠道引取最小流量的要求，如下图(a)所示。 如果水源水位较高或上级渠道比降较大，也可以最小水位为配合标准，抬 高上级渠道的最小水位，使上、下级渠道的最小水位差等于分水闸的水头 损失吁，以此确定上级渠道的渠底高程和设计水位，见图3—39(b)。
2.渠道的纵断面设计:
灌溉渠道不仅要满足输送设计流量的要求，还要满足水位控制的要求。横 断面设计通过水力计算确定了能通过设计流量的断面尺寸，满足了前一个 要求。纵断面设计的任务是根据灌溉水位要求确定渠道的空间位置，先确 定不同桩号处的设计水位高程，再根据设计水位确定渠底高程、堤顶高程、 最小水位等。 (1) 灌溉渠道的水位推算：为了满足自流灌溉的要求，各级渠道取水口或
第五节 灌溉渠道系统设计
(2)渠道纵断面设计中的水位衔接:渠道纵断面的水位 衔接是处理渠道与建筑物、渠道上下段和上下级之间 的水位关系问题。 1)不同渠段间的水位衔接。由于渠段沿途分水，渠 道流量逐渐减小，渠道过水断面亦随之减小，为了使 水位衔接，可以改变水深或底宽。衔接位置一般结合 配水枢纽或交叉建筑物布置，并修建足够的渐变段， 保证水流平顺过渡。当水源水位较低，既不能降低下 游的设计水位高程，也不能抬高上游的设计水位高程 时，不得不抬高下游渠底高程，为了减少不利影响， 下游渠底升高的高度不应大于15—20cm。
地面坡度较陡的灌区渠道水位推算 当灌区坡度较陡（陡于1/1000），渠首 水位已确定时，可根据渠首水位，参照 各渠道纵断面图，自上而下逐级确定水 面线即可。
一般能满足自流灌溉要求的各级渠道水位高出地 面的最小高度 （1）农渠水位高出地面一般不应小于0.2－ 0.25m，对局部高地允许与地面相等或稍低； （2）支斗渠水位高出地面一般不应小于0.250.3米，在无分出下级渠道的渠段，允许低于 地面 （3）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。
(2)可根据表1－表4计算不同α值对应的水力参数
表1 实用经济断面Kr值
边坡系数m α 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
(2)渠道纵断面设计中的水位衔接: 2)建筑物前后的水位衔接。渠道上的交叉建筑物(渡槽、隧洞、 倒虹吸等)一般都有阻水作用，会产生水头损失，在渠道纵断 面设计时，必须予以充分考虑。如建筑物较短，可将进、出口 的局部水头损失和沿程水头损失累加起来(通常采用经验数值)， 在建筑物的中心位置集中扣除。如建筑物较长，则应按建筑物 位置和长度分别扣除其进、出口的局部水头损失和沿程水头损 失。 跌水上、下游水位相差较大，由下落的弧形水舌光滑联接。 但在纵断面图上可以简化，只画出上、下游渠段的渠底和水位， 在跌水所在位置处用垂线联接。
分水闸上游水位的升高可用两种方式来实现： ①拾高渠道水位，不变渠道比降；
②不变渠道水位，减缓上级渠道比 降。①线表示按原拟定的干渠比降 所定出的干渠设计水位线。但当水 源引水高程不能满足由各支渠分水 口水位推出的干渠设计水位时，就 要设法调整干渠设计水位线。一般 可采用以下两种办法：一是保持 原干渠比降放弃分水口水位较高的支渠内部分高地的自流灌溉，干渠设计水位 线改为上图中的③线。二是将干渠比降放缓，使干渠设计水位线如上图中②线， 既能满足各支渠不同要求，又不超过水源引水高程。这种做法的优点是能保证 全灌区自流灌溉，但将干渠比降改缓后，要ห้องสมุดไป่ตู้新校核干渠流速。
（3）用下式计算不同α值的各项实用经济断面指标
H
(2m ) 5 / 2 (2m 2 1 m ) Kr 2 1 m
2 2
H0
r KrH
b 2r / 1 m2
A A0
5 / 2 0
（4）对不同α值的实用经济断面进行综合 比较确定选用方案
分水口处都应具有足够的水位高程。这个水位是根据灌溉面积上控制点的 高程加上各种水头损失，自下而上逐级推算出来的。水位公式为：
H进 = A0 +h + ∑Li + ∑φ 式中： H 进 为渠道进水口处的设计水位 (m) ； A0 为渠道灌溉范围内较高、较 难灌到水的地面高程 (m) ，可保证 85 ％以上的面积可自流灌溉； h 为控制 点地面与附近末级固定渠道设计水位的高差，一般取0.1-0.2m； L为各级 渠道的长度 (m) ； i 为渠道的比降； φ 为水流通过渠系建筑物的水头损失 (m)。
α 1.01 1.02 1.03 1.04
表3 实用经济断面的b/H
α 边坡系数m 0.5 1 1.25 1.5 1.75 2
1 1.01
1.02 1.03 1.04
1.789 2.782
3.277 3.691 4.063
1.414 2.693
3.345 3.899 4.404
1.249 2.681