农田水利学第三章 灌溉系统规划设计--渠道设计

用于渠道堤定高程确定
返
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二、渠道 输水损失与相关系数 • 1.渠道损失 –蒸发、入渗和漏水； –自由入渗和顶托入渗。 • 2.渠道输水损失估算（经验公式）
A m 100 Qn
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A m Qn
σ-每公里渠道输水损失系数； A－土壤透水系数；m－透水指数；Qn－渠道净流量 – 渠道流量越大，损失比例越小 – 集中轮灌的依据。 • 渠道输水损失水量：Ql=σ*L*Qn – 若考虑地下水顶托或渠道防渗时，需乘修正系数或 折减系数。
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• 3）田间水利用系数
• 储存于计划湿润层中的水量与灌入田间的水量 之比。
– 与灌水方法和田间工程状况有关； – 是反映灌水技术水平的重要指标； • 4）灌溉水利用系数 •η
水＝η f×η
s
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三、渠道流量推算
• 1、渠道工作制度 • （1）续灌 –在一次灌水延续时间内，渠道连续输水 • 干渠、支渠多采用续灌 –优点： • 可以使得用水单位受益均匀 • 避免水量过于集中，减少渠道规模，便于组织 生产
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（二）渠道横断面设计
• 采用明渠均匀流公式； • 确定渠道的底宽、边坡系数、纵向坡度、堤顶 高度和宽度。
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发生最小流量时，如果下级渠道最小流量时水
位低于上级渠道水位，不需要节制闸，否则需 要节制闸抬高水位保证下游正常取水。 当最小流量过小时，可通过缩短灌水延续时间 的方法增加之。
返
3、加大流量
考虑其他因素可能出现的附加流量而将设计
流量适当扩大
灌溉面积扩大 种植结构调整 降雨径流
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2、轮灌渠道的流量设计（以支渠为例） • （1）思路： – 支渠是续灌渠道，其流量由控制面积确定。 – 斗渠及其以下渠道为轮灌渠道，其流量由上 级渠道控制。
灌溉Байду номын сангаас统规划设计 举例
– 干渠控制多条支渠，其中某支渠灌溉面积1万亩，灌水率是 0.63m3/s/万亩，进行续灌，田间水利用系数0.9；每条支渠 控制4条斗渠，24条农渠，则（1）每条支渠需要分到农渠末 端的净流量 1.0*0.63/0.9=0.7 – （2）若斗、农渠轮灌，分4个轮灌组，2条斗渠、6条农渠同 时工作，则6条农渠承担支渠上的净流量，为0.12 • 若斗渠、农渠续灌，则每条农渠末端的净流量0.03
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（2）轮灌
• 同一级渠道在一次灌水延续时间内轮流供水 – 一般用于斗渠和农渠 – 在发生最小流量时（支渠流量较小时），支渠可能轮灌 • 优点 – 缩短渠道的输水时间，水量集中，减少水量损失 – 田间渠道流量大，利于提高灌水效率和灌水效果 缺点 – 渠道流量大，工程量大：流量由上级渠道控制，不是控制 面积决定。 – 影响渠道的均衡受益 • 轮灌与续灌渠道演示
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第五节 灌溉渠道设计
• 一、渠道流量概述
• 1、设计流量
在灌溉设计标准下为满足灌溉要求而要求的最大流量，
作用：确定渠道断面和建筑物尺寸的主要依据。 对应于设计灌水率时的流量，不是在灌溉期间出现 的最大流量 设计流量是渠道的毛流量
Qg=Qn+Ql
2、最小流量
设计标准下，渠道发生的最小流量 出现最小灌水定额时发生； 用于水位校核和节制闸位置确定
Q农净＝Q农田净/n田
Q农毛＝Q农净（1+σ×L农/100）
B.斗渠流量
Q斗净＝K*Q农毛
Q斗毛＝Q斗净*（1+σ×L斗/100）
C.支渠流量 Q斗净＝n*Q斗毛
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3、最小流量与加大流量
• 1）最小流量 – 最小灌水率出现时的流量
– 用于校核水位线，确定节制闸的位置。
• 2）加大流量 – 出现非常情况，或者种植结构改变时，短历时出现 的流量。 – 用于确定堤顶高程。
3、渠道毛流量计算
Q毛＝Q净＋Q损 Q损＝σ ×L×Q净/100
渠道的设计流量是渠道的毛流量。
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4、灌溉水资源利用系数的几个概念（简）
• 1）渠道水利用系数 • η c=Qn/Qg –反映一条渠道的损失情况，或同一级渠道的平均损 失情况 • 2）渠系水利用系数 • η s=η 干×η 支×η 斗×η 农 –反映灌溉渠系的损失情况
• 用加大系数计算。
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二、渠道纵横断面设计
• （一）渠道设计要求
• （1）满足输水要求；
• （2）满足稳定要求
– 横向稳定（坡面稳定）：渠道水流在坡面上部发生摇摆 • 渠道在与流向垂直的两侧方向出现侵蚀，如渠岸崩塌、冲 刷而变宽等现象。 – 纵向稳定：渠底的冲刷或淤积，也影响横向稳定。 • （3）节约投资，易于施工。
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（2）设计步骤 • 1）计算支渠的设计田间净流量（灌倒计划湿润 层的水） Q支田净=A支×q设
• 2）计算由支渠分配到每条农渠的净流量
Q农田净＝Q支田净/（n×K)
• 轮灌中只有部分农渠同时供水，这些渠道必须容纳 其上级续灌渠道的全部流量
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• 3）自下而上计算每条渠道的净流量和设计流量 • A 农渠流量