农田水利工程的灌渠设计 黑永飞

农田水利工程的灌渠设计黑永飞
发表时间：2016-03-22T11:20:42.667Z 来源：《基层建设》2015年25期供稿作者：黑永飞
[导读] 海南国源土地矿产勘测规划设计院农田水利建设是农业水利体系的重要内容，也是农业水利体系各级水利网络中最直接惠泽百姓。

黑永飞
海南国源土地矿产勘测规划设计院海南海口 570201
摘要：在目前农业科技蓬勃发展的今天，农业生产中最重要的一项工作就是农田灌溉，而这农田灌溉更是十分重要的。

现在农田的优点就是改变了原先的机械引水到田里的传统模式，现在已有很多的地区都己经开始使用灌渠灌溉。

灌渠灌溉因为具有节省经济和灌溉效果好等优点，所以在农业中被大量的应用。

另外，国家对农田灌渠灌溉的设计要求是十分严格的，不一样的放置都有着不一样的要求，而且它也是比较重要的。

本文分析了农田水利灌溉工程存在问题，介绍了渠道的设计方法。

关键词：农田水利；灌渠设计；水位高程；流速；比降
农田水利建设是农业水利体系的重要内容，也是农业水利体系各级水利网络中最直接惠泽百姓，并和老百姓生活、农村的经济发展息息相关，农业水利工程对存蓄降雨、调剂用水、保障和促进农业生产有着至关重要的作用。

一、农田水利灌溉工程存在问题
农田灌溉技术目前，漫灌方式是农村进行农田灌溉的主要方式。

漫灌就是从水源处开挖渠道，水源通过渠道向农田中流入，如果渠道较长，输送渠道为土质渠道，在水资源短缺的今天，这样会造出加大的浪费，原本水资源就比较缺乏，从节约的角度来讲，漫灌这种方式最好少用，可以以农作物的生长分为多个阶段，分别采用管灌、喷灌、微喷灌以及滴灌技术。

管灌技术是指换掉明渠输水灌溉，来采用管道进行灌溉的一种技术，从水源取水后，在压力的作用下，经过管道将水引到农田中。

这种方式的灌溉出水口流量大，管道不会发生堵塞，减少水资源的浪费，成本也较低，比较容易让农民接受，更重要的是这种灌溉技术适合干旱的农田。

喷灌技术是一种先进的灌溉方式，目前已经广泛应用在农田、公园、城市广场等上，它是当今世界上最主要的节水灌溉技术之一。

喷灌技术就是利用喷头等专用设备把有压水喷洒到空中，形成水滴落到地农作物表面的一种方法。

滴灌技术是指用专门的管道系统和设备将低压水送到灌溉地段并缓慢地滴到作物根部土壤中的一种灌溉方式。

滴灌具有较强的节水、节肥、省工优势。

这种技术能够有效的提高农产品的质量，但是这种方式容易引起堵塞。

微喷灌技术是一种局部灌溉技术，它取了喷灌、滴灌技术的长处，补其自己的短处，这种灌溉技术更加节水。

微喷灌是利用直接安装在毛管上，或与毛管连接的微喷头将压力水以喷洒状湿润土壤，微喷头包括固定或和旋转式，水流柔和是它的特点，对农作物不会造成太大的损害，但是这种灌溉方式需要较大的成本。

二、渠道的设计方法
1.确定渠道水位高程。

水位高程的确定，首先要选择参考点，一般在沟渠设计中，以灌溉区域内的地面高度为基本的参考点，选定参考点以后，在根据沿途渠道的水流损失来确定水位的高程。

沿途水量的损失，包括不同渠道更换的损失和渠道周围建筑物的耗水损失。

2.设计渠道横断面。

确定了渠道的引水量以后，可以进行渠道的断面设计。

渠道断面设计的尺寸大小与其他因素都有一定关系。

当流量一定的时候，与水流的流速和渠道底板比降有关，要根据不同地区的不同情况进行设计。

（1）渠道流速及比降。

渠道的流速和渠道内的土质、水流中的泥沙含量和渠面的坡度有关。

如果渠道的比降较大，流速就较大，当通过的流水量是一定时，它所需要的断面就较小，也就是说，渠道就较窄，这样可以节省材料，但是这样一来，流速太大，会造成渠底被冲刷；如果渠道的比降较小，流速就较小，那么一定的流水量通过就需要较大的横断面，也就是渠道的宽度就比较大，这样的话不仅浪费材料，而且因水流较缓，必然会导致泥沙的沉积，时间较长便会导致渠道被堵塞，渠道的输水困难，需要进行不断的休整。

由以上分析可知，渠道比降过大或过小都会产生一定的问题。

因此，在设计渠面的比降时，应严格依照相关规程规范，使渠内水流在允许不冲不淤控制流速以内，使渠道的坡度适应渠线所经过的地面的坡度，这样的话，可以使水流比较舒缓，但也不至于沉积淤泥，在渠道的比降不能适应的地方，可进行填土或是挖土，使之能够顺利通过。

（2）渠道的顶宽。

渠道的顶宽选择应当依照渠道高度的大小和流水量的大小来进行确定。

如果渠道断面大，过水流量大，水压力大，在此情况下，应对渠道侧墙进行稳定计算，使渠道完建后能安全运行；另外，渠道侧墙底宽设计，还应考虑到渠道运行中检修方便，即渠道顶宽应满足检修人员过往要求；最后，针对处于公路边缘的部分，由于车辆自身重量大，加上车辆过往时具有较大动荷载，路缘在较大外力作用下会产生垮塌，使渠道侧墙倒塌，严重影响渠道运行，严重时造成渠内水满过渠道，对农作物进行冲刷，造成农业经济损失。

故对于处于公路边缘的渠道侧墙顶宽，应考虑侧墙同时也起到路缘挡土墙作用，一般渠道侧墙顶宽≥1．5 m，对于不处于道路边缘的，可以根据不同的情况进行合理的设计。

（3）渠道超高。

为了保证渠道能安全运行，在进行渠道高度设计时，要使渠道侧墙高过最大的流水量的一定高度。

对于渠道超高取值，可根据渠道级别和该地区最大的流水量的多少按照相关规范取值。

针对渠道运行情况，一般均在距进水口不远处或适当位置，在渠道正常水位高度设置溢流缺口，使得多余的水量由溢流缺口溢人下游河道或渠内，确定渠道安全。

对于有引水管道取水的渠道，引水管一般主要接于渠道中部或尾部，此情况下，引水管的启闭闸阀主要布置于引水管尾部，当关闭闸阀时，管内水量出现反冲涌波，使得渠内水位升高，若渠道超高不够，就会出现水满渠堤，危及渠道安全，这种渠道超高，应按照规划选定超高后，还得加上涌波的波高，最终才能确定渠道超高。

（4）渠道边缘的坡度。

渠道断面设计在满足引水同时，也要求渠堤满足稳定，还要使工程经济指标较低，故很多渠道常采用梯形结构。

对于渠道经过岩石地面情况，渠道的坡面不宜设置成梯形结构，因为石基结构的渠堤均满足稳定要求，若开采成梯形结构造成工程量增大而使工程造价高。

3.渠道的比降计算方法。

要确定渠道的比降，有一定的方法来进行。

一般的情况下，作为干渠，可以使用下面的公式来进行计算，可以取得近似的理论值。

I=0．275n2×（pw）3／5／Qhl／4，式中：P为水流的挟沙能力；w为泥沙的沉降速度；Qh为渠道流量；n为粗糙率。

由于比降的大小直接决定了水流速度的大小，也就是说所建渠道的合格程度，因此，比降的计算有着重要的意义。

4.纵断面设计。

在进行渠道横断面设计的同时，也要进行纵断面的设计。

渠道的纵断面设计一般包括以下7个部分：正常的水位线；最低的水位线；高程线；地面高程线；堤顶高程线；分水口位；建筑物。

具体步骤为：根据渠道平面图不同位置的不同高程，在纵面图上画
出高程线。

然后在根据水源的位置和上级渠道的所有水位的高程、地面的坡降、不同的分水点的不同要求，按照不同的比降，画出正常的水位线；再画出渠底高程线，然后在根据不同的水深情况画出最低水位线，再画出加大水位线，还有堤顶高程线。

在和下一段渠道的相连处，要注意根据不同的高差进行跌水和陡坡。

如果上一级的渠道向旁侧分水，不但要保证在正常的水流情况下可以下级配水，而且还要做到在最小水量的时候，也可以向下级引水，因此，要在渠道间修筑节制闸；还要估算水流通过建筑物时的水流损失。

在农业灌溉上，合理的水利设计是非常有利的。

渠道灌溉是现在小型农田水利灌溉的先进方式，应不断发展的灌溉方式。

在此方面，渠道的设计是最基本也是最重要的方面。

因此，必须使用科学的方法，进行合理的设计，才能够达到很好的灌溉效果。

渠道的断面设计是渠道设计中最重要的部分，所做的分析，希望能够对广大农民有所帮助，对渠道的设计进行进一步的改良。

参考文献：
[1]沈合军．水利工程的建设与管理探究[J]．科技资讯，2012（20）：180．
[2]杨欣、王玉凤、刘湘黔、张延强，51单片机应用从零开始，清华大学出版社。

2013：354—365．
[3]范红刚、魏学海、任思璩，51单片机自学笔记，北京航空航天大学出版社，2Ol3：149—162．。