灌溉与排水工程学课程设计.docx

1 小麦、玉米灌溉制度与灌水率的确定设计年灌区降雨量统计：见表1表格 1 灌区降雨量统计月3456789降雨量下上中下上中下上中下上中下上中下上中下mm7.510.56.322.51512.919.0520.710.512.9181.1 小麦灌溉制度小麦总需水量 etm=ky=0.45*500/666.7*1000=337.5mm各生育期需水量 et=etmx模比系数全生育期地下水补给总量 k=45m3/亩=67.5mm，随计划湿润层增加而增加的水量 wt=（800-500）*0.23*（0.95+0.5）/2=50mm，假定k值与wt值均随生育期增长而呈线性变化。由此得出小麦各生育期需水情况见表2。表格 2 小麦各生育期需水情况日期21/320/520/59/69/619/719/729/7生育期播拔节拔节抽穗抽穗乳熟乳熟成熟莫比系数28.330.828.112.8etm （mm）95.5104.094.843.2etm累积e （mm）95.5199.5294.3337.5k累积 （mm）31.241.562.367.5wt累积 （mm）014.342.950.0e-(k+ wt) （mm）64.3143.7189.1220.0wmax （mm）109.25131.1152.95174.8wmin （mm）57.56980.592根据表1、2的数据，绘出小麦灌溉制度，见附图一。1.2 玉米灌溉制度etm=6000.38666.71000=342.0mm各生育期需水量 et=etmx模比系数全生育期地下水补给总量 k=45m3/亩=67.5mm，以直线变化按各生育期所占时间比例划分，假定wt呈直线变化，总量为 wt=（900600）0.23（0.950.5）250mm，玉米各生育期需水情况见表 3 。表格 3玉米各生育期需水情况日期154176186677726727798108169生育期苗期拔节大喇叭吐丝成熟莫比系数1525102030etm （mm）51.385.534.268.4102.6etm累积e（mm）51.3136.8171.0239.4342.0k累积 （mm）27.936.4545.4550.8567.5wt累积 （mm）008.918.950.0e-(k+ wt) （mm）23.4100.35116.65169.65224.5wmax （mm）131.1131.1152.95174.8196.65wmin （mm）696980.592103.5根据表1、表3数据，绘出玉米灌溉制度，见附图一。1.3 初步灌水率根据小麦灌溉制度，得出全生育期需对小麦进行三次灌水，时间分别是5月4日，5月30日和7月25日，灌水量分别为59.3mm，67.3mm，20mm。由教材表 1-27，小麦生育期灌水延续时间为710天，第一次灌水处于小麦拔节期，取t1,1=9d；第二次灌水处于小麦抽穗时期，应当及时满足小麦对水分的需求，取t1,2=7d；最后一次灌水时小麦已即将成熟，灌水量少，取t1,3=5d。单位换算：1mm=10m3/hm2 。小麦各次初步灌水率如下：5月4日 ，t1,1=9d ，m1,1=59.3mm ，q1,1=0.5559.3108649=0.042 m3/（s100hm2）5月30日，t1,2=7d ，m1,2=67.3mm ，q1,2=0.5567.3108647=0.061 m3/（s100hm2）7月25日，t1,3=5d ，m1,3=20mm ，q1,3=0.5520108645=0.025 m3/（s100hm2）玉米全生育期共需灌三次水，苗期5月29日灌水61.6mm，拔节期7月3日70.7mm，吐丝期8月4日89.5,mm。玉米灌水延续时间为510天，由玉米灌溉制度得出，拔节期和吐丝期玉米耗水速率较快，苗期较慢，又苗期6月上旬可能有降雨，可取t2,1=10d，拔节期结束时间为7月6日，根据灌水不跨生育期的原则，第二次灌水提前两天至7月1日，取t2,2=5d，吐丝期灌水后可能有降雨，灌水可延续到吐丝期结束，取t2,3=6d。玉米各次灌水率如下：5月29日，t2,1=10d ，m2,1=61.6mm ，q2,1=0.361.61086410=0.021 m3/（s100hm2）7月1日，t2,2=5d ，m2,1=70.7mm ，q2,2=0.370.7108645=0.049 m3/（s100hm2）8月4日，t2,3=6d ，m2,3=89.5mm ，q2,3=0.389.5108646=0.052 m3/（s100hm2）根据以上小麦与玉米的灌水情况，绘出灌区初步灌水率图 （见附图二）。1.4 灌水率修正据初步灌水率图，6月上旬出现灌水峰值，超出平均水平较多，应予以修正；两种作物最后一次灌水时渠道出现为其4天的停水情况，应予以避免。将小麦第二次灌水日期提前3天至5月27日，灌水率较大，不再缩短灌水延续时间；将玉米第一次灌水日期延后3天至6月2日，灌水延续时间缩短为t2,1=5d， q2,1=0.361.6108645=0.042 m3/（s100hm2）。初步调整后还是出现灌水较大峰值，可考虑将小麦第二次灌水分两次进行，分别紧挨玉米第一次灌前后，由此此小麦分4次灌水，第一次和最后一次灌水情况不变，取q1,2=0.042m3/（s100hm2），延续时间从5月27日至6月1日共5天，取t1,3=5d，则q1,3=0.043m3/（s100hm2），将玉米第二次灌水日期提前1天至6月30日，延续时间延长1天，取t2,2=6d，q2,2=0.041m3/（s100hm2）。小麦最后一灌水已延续至生育期结束，只能将玉米最后一次灌水时间提前至8月1日以避免渠道短期停水，取灌水延续时间t2,3=8d ,q2,3=0.039m3/（s100hm2）。修正后各次灌水情况如下：5月4日 ，t1,1=9d ， q1,1=0.042 m3/（s100hm2）5月27日，t1,2=5d ， q1,2=0.042 m3/（s100hm2）6月7日 ，t1,3=5d ， q1,3=0.043 m3/（s100hm2）7月25日，t1,4=5d ， q1,3=0.025 m3/（s100hm2）6月2日 ，t2,1=5d ， q2,1=0.042 m3/（s100hm2）6月30日，t2,2=6d ， q2,2=0.041 m3/（s100hm2）8月1日 ，t2,3=8d ，q2,3=0.039 m3/（s100hm2）由此绘出修正后的灌水率图（见附图二）。有修正后的灌水率图，得设计灌水率 qd=0.042（s100hm2）2 渠系布置灌区（20m等高线一下）灌溉面积 11.7万亩，布置一条干渠，三条支渠，布置详情见灌区地形图。马头山以南岩石裸露，开挖石渠工程投资较大，所以在鞍部修建隧洞。干渠与申溪和吴家沟交汇处修建两渡槽，与道路交汇处修建板桥。田间渠道渠系建筑物采用倒虹吸。各支渠渠长及控制面积见表4 。表格 4灌区各支渠渠长及其控制面积渠别一支二支三支合计长度（km）54.1615.1灌溉面积（万亩）22.96.811.73 设计流量推算三支渠控制面积较大，且各斗渠控制面积几乎相等，故将三支渠作为典型支渠，以推求其他支渠流量。（不考虑输水过程中的蒸发损失）三支渠一下斗农渠布置示意图见图一。原十一斗渠和最后一条斗渠控制面积不完整，合并入十一斗渠计算。图一 三支渠斗农渠示意图渠道防渗当地材料，石料：马头山陈村以南至马清河边岩石遍布地表，开采较为容易；吴家沟等沟溪有岩石露头，也可开采，只是沟溪下切较深，需实地考察开采方式及使用去向；界荣山、龙尾山等土质山丘岩石以上覆盖层只有5-6米，也可开采。为充分利用当地材料，可以考虑将干渠和支渠修建成浆砌石防渗渠道，斗农渠则采用混凝土护面防渗渠道。3.1 农渠设计流量三支渠净流量q三支田净=a三支qd=6800015100*0.042=1.9 m3/s斗渠采取分三组轮灌方式，分组一：一、二、三、四斗渠；分组二：五、六、七、八斗渠;分组三：九、十、十一、十二斗渠。由于左右斗渠控制面积不等，按面积比例分取流量，农渠控制面积相等，故相当于按农渠数量分取斗渠流量，斗渠下农渠分两组轮灌，以保证左右农渠流量相等，左斗渠一次灌4.5条农渠，右斗渠一次灌4条农渠。则同时工作的农渠总数为 2*4.5+2*4=17 条，农渠的田间净流量为q农田净=q支田净2*4.5+2*4=1.917=0.112 m3/s取田间水利用系数f=0.90，农渠净流量为q农净=q农支田净0.90=0.1120.90=0.124 m3/s灌区土壤为轻壤土，查教材表3-6得相应土壤透水性参数，a=2.65，m=0.45，由此计算农渠每千米输水损失系数，查教材表 3-7得单位渠长的输水损失流量s，表3-8查地下水顶托修正系数，表 3-9查取渗水量折减系数。农渠工作长度l农=0.5km。s农=7.9， 农=1， 农=0.15由此计算农渠毛流量q农毛=q农净+s农l农农农1000=0.124+7.9*0.5*1*0.151000=0.125 m3/s3.2 斗渠设计流量左边斗渠同时工作的农渠有4.5条，右边同时工作的农渠有4条，左斗渠净流量q左斗净=4.5q农毛=4.5*0.125=0.563 m3/s右斗渠净流量q右斗净=4q农毛=4*0.125=0.50 m3/s左右斗渠输水损失计算s左斗=19， 左斗=1， 左斗=0.15s右斗=17.5， 右斗=1， 右斗=0.15以斗渠最末一级轮灌组灌水时需要的斗渠毛流量作为斗渠设计流量，左右斗渠平均工作长度l左斗=3km， l右斗=2.75km左斗渠毛流量q左斗毛=q左斗净+l左斗s左斗左斗左斗1000=0.563+3*19*1*0.151000=0.572 m3/s右斗渠毛流量q右斗毛=q右斗净+l右斗s右斗右斗右斗1000=0.50+2.75*17.5*1*0.151000=0.507 m3/s3.3 三支渠设计流量斗渠分三组轮灌，以第3轮灌组要求的支渠毛流量作为支渠的设计流量，支渠平均工作长度l支=5km支渠净流量q三支净=2q左斗毛+q右斗毛=20.572+0.507=2.16三支渠输水损失计算系数s三支=41， 三支=1， 三支=0.2三支渠设计流量q三支毛=q三支净+l支s三支三支三支1000=2.16+5*41*1*0.21000=2.20 m3/s三支渠灌溉水利用系数三支水=q三支田净q三支毛=1.92.20=0.863.4 一二支渠设计流量一二支渠田间净流量q一支田净=a一支qd=2000015100*0.042=0.560 m3/sq二支田净=a二支qd=2900015100*0.042=0.812 m3/s一二支渠设计流量： 以典型三支渠的灌溉水利用系数作为扩大指标，一二支渠控制面积较三支渠小，渠道总长短，灌溉水利用系数比三支渠高，取1,2=0.87计算一支渠毛流量q一支毛=q一支田净1,2=0.5600.87=0.644 m3/s二支渠毛流量q二支毛=q二支田净1,2=0.8120.87=0.933 m3/s3.5 干渠各段设计流量bc段设计流量qbc净=q三支毛=2.20 m3/slbc=6.5km， sbc=41， bc=0.73， bc=0.2qbc毛=qbc净+lbcsbcbcbc1000=2.20+6.5*41*0.73*0.21000=2.24 m3/sab段设计流量qab净=qbc毛+q二支毛=2.24+0.933=3.17 m3/slab=3.75km， sab=50， ab=0.82， ab=0.2qab毛=qab净+labsababab1000=3.17+3.75*50*0.82*0.21000=3.20 m3/soa段设计流量qoa净=qab毛+q一支毛=3.20+0.644=3.84 m3/sloa=5.25km， soa=54， oa=0.82， oa=0.2qoa毛=qoa净+loasoaoaoa1000=3.84+5.25*54*0.82*0.21000=3.89 m3/s灌区灌溉水利用系数0=q田净qoa毛=qda总qoa毛=0.042*11700015/1003.89=3.283.89=0.843.5 不采取防渗措施渠道设计流量农渠农=aq农净m=2.650.120.45=6.88农渠设计流量为q农毛=q农净1+农l农100=0.121+6.88*1100=0.13 m3/s斗渠左边斗渠下同时工作的农渠有4.5条，右边斗渠下同时工作的农渠有4条，所以q左斗净=4.5*q农毛=4.5*0.13=0.56 m3/sq右斗净=4*q农毛=4*0.13=0.52 m3/s以斗渠最末一级轮灌组灌水时需要的斗渠毛流量作为斗渠设计流量，左右斗渠平均工作长度l左斗=3km， l右斗=2.75km。左斗渠每千米输水损失系数左斗=aq左斗净m=2.650.560.45=3.44右斗渠每千米输水损失系数右斗=aq右斗净m=2.650.520.45=3.56左斗渠毛流量q左斗毛=q左斗净1+左斗l左斗100=0.561+3.44*3100=0.62 m3/s右斗渠毛流量q右斗毛=q右斗净1+右斗l右斗100=0.521+3.56*3100=0.58 m3/s三支渠设计流量斗渠分三组轮灌，以第3轮灌组要求的支渠毛流量作为支渠的设计流量，支渠平均工作长度l支=5km支渠净流量q三支净=2*q左斗毛+2*q右斗毛=2.4 m3/s支渠每千米输水损失系数三支=aq三支净m=2.652.40.45=1.79支渠毛流量q三支毛=q三支净1+三支l三支100=2.41+1.79*5100=2.6 m3/s三支渠灌溉水利用系数三支水=q三支田净q三支毛=1.92.6=0.73一二支渠设计流量一二支渠田间净流量q一支田净=a一支qd=2000015100*0.042=0.56 m3/sq二支田净=a二支qd=2900015100*0.042=0.81 m3/s一二支渠设计流量： 以典型三支渠的灌溉水利用系数作为扩大指标，一二支渠控制面积较三支渠小，渠道总长短，灌溉水利用系数比三支渠高，取1,2=0.75计算一支渠q一支毛=q一支田净1,2=0.560.75=0.75 m3/s二支渠q二支毛=q二支田净1,2=0.810.75=1.08 m3/s干渠各段设计流量bc段设计流量：qbc净=q三支毛=2.6 m3/sbc=2.652.60.45=1.72qbc毛=qbc净1+bclbc100=2.61+1.72*6.5100=2.9 m3/sab段设计流量：qab净=qbc毛+q二支毛=2.9+1.08=4.0 m3/sab=2.654.00.45=1.42qab毛=qab净1+ablab100=4.01+1.42*3.75100=4.2 m3/soa段设计流量qoa净=qab毛+q一支毛=4.2+0.75=5.0 m3/s oa=2.655.00.45=1.28qoa毛=qoa净1+oaloa100=5.01+1.28*5.25100=5.3 m3/s灌区灌溉水利用系数0=qda总qoa毛=0.042*11700015/1005.3=3.35.3=0.62由此可见，采取护面防渗措施后，灌溉水利用系数大大提高，整整提高22个百分点。灌区属干旱地区，为节约用水，采用防渗渠道作为设计渠道。干渠各段、一二支渠和三支渠及其以下各渠道设计流量如表5（由教材表 3-12查得干渠及各支渠流量加大系数，各渠道最小流量按设计流量的40%记）表格 5 各渠道流量祥表渠道oaabbc一支二支三支三支左斗三支右斗三支农渠设计流量（m3/s）3.93.22.30.640.932.20.570.510.13加大系数1.261.271.281.341.301.28加大流量（m3/s）4.94.12.90.861.252.8最小流量（m3/s）1.601.300.920.260.370.880.230.210.054 渠道横断面设计灌区地形平坦，为满足自流灌溉以及下级渠道取水要求，支渠及其以下渠道均采用填方渠道。4.1 三支渠农渠横断面设计农渠断面设计为u型，并采取混凝土土护面防渗，取糙率n=0.016，取渠底坡降i=1/1000,不冲流速取vcs=8.0m/s,不於流速由经验公式vcd=c0q0.5确定，由表 3-25 查得不於流速系数c0=0.4，vcd=0.4*0.130.5=0.14m/s。由表 3-20 ，取m=0.3，=146.6*3.14/180=2.56rad，kr=0.5。由公式q=acria=kah2=kxhka=2+2m-2mkr2+2m-mkr+mkx=22+m-mkr+2mkr=rh试算得当设计水深 h=0.46m时，通过流量为 q=0.13m3/s ，此时断面各水力要素分别为：过水断面面积 a=0.21m2 ，湿周 =1.21m ，水力半径 r=0.17m ，水深 h=0.46m ，流速vd=0.62m/s ，满足 vcd vdvcs 。即满足不冲不於。弧形部分 r=0.23m ，仅弧形部分过水时，a=0.05m2 ，=0.59m ，r=0.09，h=0.16m ，v=0.25m2/s ，q=0.013m3/s ，此时流速大于不冲流速，且流量小于农渠最小流量，因此当农渠通过最小流量 0.05m3/s 时流速也大于不冲流速。农渠不考虑加大流量，即无加大流速。故取农渠u型渠道设计水深 h=0.46m设计过水断面 a=0.21m2设计流速 vd=0.62m/s系数 kr=rh=0.5弧段 r=0.23m ，=146.6 直线段 m=0.3安全超高 h=14h+0.2=0.31m渠顶宽度 d=h+0.3=0.76m外坡边坡系数取 m外=1.25 渠底坡降 i农=1/1000表格 6 农渠断面设计参数hdhdrmm外i0.460.310.760.23146.60.31.251/10004.2 斗渠横断面设计斗渠也使用u型，混凝土土护面，n=0.016，渠底大致平行于地面坡降，左斗渠渠底坡降取 i左=1/5000 ,右斗渠渠底坡降取 i右=1/6000 。左斗渠不冲流速取 vcs=8.0m/s ，不於流速 vcd=0.40.570.5=0.30m/s 取m=0.3，=146.6*3.14/180=2.56rad ，kr=0.5。由公式q=acria=kah2=kxhka=2+2m-2mkr2+2m-mkr+mkx=22+m-mkr+2mkr=rh试算当 h=1.09m时，通过流量 q=0.58m3/s ，满足设计要求。设计流速 vd=0.49m/s ，满足vcdvdvcs ,不冲不於。水力要素：a=1.18m2 ，=2.86m ，r=0.41m 。同样仅弧段过水时，q=0.13 m3/s ，v=0.45m/s ，因此当通过最小流量0.23 m3/s 时，流速介于0.45m/s-0.49m/s 之间，满足不冲不於要求。故取左斗渠设计水深 h=1.09m设计过水断面 a=1.18m2设计流速 vd=0.49m/s弧形部分 r=0.545m ，=146.6 直线部分 m=0.3安全超高 h=14h+0.2=0.47m渠顶宽度 d=h+0.3=1.4m外边坡系数 m外=1.25表格 7 左斗渠断面设计参数hdhdrmm外i1.090.471.40.545146.60.31.251/5000右斗渠不冲流速取 vcs=8.0m/s ，不於流速 vcd=0.40.510.5=0.29m/s取m=0.2 ，=157.43.14180=2.76rad ，kr=0.6试算当 h=1.02时，通过流量 q=0.51 m3/s ，流速 v=0.45m/s ，满足不冲不於要求。水力要素：a=1.13m2 ，=2.76m ，r=0.41m 。验算当通过最小流速时，仅有部分弧段过水，水深h=0.47m ，流速v=0.51m/s ，a=0.41m2 ，r=0.25 。小流量时流速大于设计流速，充分说明圆弧断面是水力最佳断面的原理。刚好弧段部分过水时，流速最大。验算求得 v=0.52m/s ，小于不冲流速，亦满足设计要求。故取右斗渠设计水深 h=1.02m设计过水断面 a=1.13m2 设计流速 vd=0.45m/s弧段 r=0.612m ，=157.4 直线边坡段 m=0.2安全超高 h=14h+0.2=0.45m渠顶宽度 d=h+0.3=1.32m外边坡系数 m外=1.25表格 8右斗渠断面设计参数hdhdrmm外i1.020.451.320.612157.40.21.251/60004.3 支渠横断面设计干支渠采用梯形断面浆砌块石渠道。4.3.1 三支渠横断面设计据地形情况，取渠底坡降 i=1/2000 ，取糙率 n=0.020 。取vcs=3.0m/s ，vcd=0.42.20.5=0.59m/s 。取m=1.25，计算得水力最佳断面水力要素见表6第二 列，表6为不同值的实用经济断面水力要素。表格 9 三支渠实用经济断面水力要素h/h010.8320.7610.7170.6830.7021.6622.1892.6583.10411.011.021.031.04v0.7920.7850.7770.7690.762a2.7762.8042.8322.8592.887r0.5960.5880.5790.5700.562h1.1930.9920.9080.8550.815b0.8371.6491.9872.2732.529由表中数据绘出b=（h），与v=（h）渠道特性曲线，见图二图二 三支渠渠道特性曲线图由渠道特性曲线图，结合灌区地形等因素，取水深 h=1.02m渠底宽度 b=1.5m边坡系数 m=1.25验证通过最大最小流量时的流速：通过最大流量qj=2.8m3/s 时，最大流速 vmax=0.84m/s ，加大水深hj=1.15m 。通过最小流量qmin=0.88m3/s 时，最小流速vmin=0.61m/s ，水深hmin=0.63m 。最大最小流速满足不冲不於要求。故取设计水深 h=1.02m加大水深 hj=1.15m设计渠底宽度 b=1.5m设计内边坡系数 m=1.25设计过水断面面积 a=2.83m2设计水力半径 r=0.59m设计流速 vd=0.79m/s安全超高 h=14hj+0.2=0.5m堤顶宽度 d=hj+0.3=1.45m取外边坡系数 m=1.25表格 10 三支渠断面设计参数hdhjhminbhdm内m外i1.021.150.631.50.51.451.251.251/20004.3.2二支渠横断面设计取渠底坡降i=1/1000，糙率n=0.02 ,内坡m内=1.5 。vcs=3.0m/s , vcd=0.4*0.930.5=0.39/s 。计算出二支渠水力最佳断面，根据不同值求得二支渠经济实用断面水力要素见表 7。表格 11 二支渠经济适用断面水力要素h/h010.8320.7610.7170.6830.7021.6622.1892.6583.10411.011.021.031.04v0.813 0.805 0.797 0.789 0.782 a1.144 1.155 1.167 1.178 1.190 r0.369 0.363 0.358 0.353 0.347 h0.737 0.613 0.561 0.528 0.503 b0.517 1.019 1.228 1.405 1.563 由表中数据绘出b=（h），与v=（h）渠道特性曲线，见图三根据渠道特性曲线，取 水深 h=0.61m ，渠底宽度 b=1.0m 。验算通过加大流量q=1.25m3/s时，最大流速vmax=0.87m/s ，加大水深hj=0.70m；通过最小流量q=0.37m3/s 时，最小流速vmin=0.63m/s ，最小水深hmin=0.38m 。流速满足不冲不於要求。图三 二支渠渠道特性曲线故取二支渠设计水深 h=0.61m加大水深 hj=0.70m设计渠底宽度 b=1.0m内边坡系数 m内=1.5设计过水断面面积 a=1.17m2设计流速 vd=0.81m/s安全超高 h=14hj+0.2=0.4m堤顶宽度 d=hj+0.3=1.0m外边坡系数 m=1.25表格 12 二支渠断面设计参数hdhjhminbhdm内m外i0.610.700.381.00.41.01.51.251/10004.3.3 一支渠横断面设计取渠底坡降i=1/1000 ，糙率n=0.02 ，内坡m内=1.5 ，vcs=3.0m/s ，vcd=0.4*0.640.5=0.32m/s。计算出二支渠水力最佳断面，根据不同值求得二支渠经济实用断面水力要素见表 8。表格 13一支渠经济适用断面水力要素h/h010.8320.7610.7170.6830.7021.6622.1892.6583.10411.011.021.031.04v0.7410.7330.7260.7190.712a0.8640.8730.8810.8900.899r0.3200.3160.3110.3060.302h0.6410.5330.4880.4590.438b0.4500.8861.0671.2211.358由表中数据绘出b=（h），与v=（h）渠道特性曲线，见图四图四 一支渠渠道特性曲线根据渠道特性曲线，取 水深 h=0.54m ，渠底宽度 b=0.80m 。验算通过加大流量q=0.86m3/s时，最大流速vmax=0.8m/s ，加大水深hj=0.63m；通过最小流量q=0.26m3/s 时，最小流速vmin=0.58m/s ，最小水深hmin=0.34m 。流速满足不冲不於要求。故取一支渠设计水深 h=0.54m加大水深 hj=0.63m设计渠底宽度 b=0.8m内边坡系数 m内=1.5设计过水断面面积 a=0.87m2设计流速 vd=0.73m/s安全超高 h=14hj+0.2=0.4m堤顶宽度 d=hj+0.3=0.9m外边坡系数 m=1.25表格 14一支渠断面设计参数hdhjhminbhdm内m外i0.540.630.340.800.40.91.51.251/10004.4 干渠各段横断面设计干渠采用挖方渠道。 4.4.1 干渠bc段横断面设计取i=1/2000，n=0.02，m内=1.5 ，vcs=3.0m/s ，vcd=0.4*2.30.5=0.61m/s ，计算出bc段干渠水力最佳断面，根据不同值求得bc段干渠经济实用断面水力要素见表 9。表格 15 干渠bc段经济适用断面水力要素h/h010.8320.7610.7170.6830.7021.6622.1892.6583.10411.011.021.031.04v0.7860.7780.7710.7630.756a2.9252.9542.9843.0133.042r0.5890.5810.5720.5640.556h1.1790.9810.8970.8450.805b0.8271.6301.9632.2462.499由表中数据绘出b=（h），与v=（h）渠道特性曲线，见图五根据渠道特性曲线，取 水深 h=1.1m ，渠底宽度 b=1.0m 。验算通过加大流量q=2.9m3/s时，最大流速vmax=0.83m/s ，加大水深hj=1.23m；通过最小流量q=0.92m3/s 时，最小流速vmin=0.62m/s ，最小水深hmin=0.72m 。流速满足不冲不於要求。图五 干渠bc段渠道特性曲线故取干渠bc段设计水深 h=1.1m加大水深 hj=1.23m设计渠底宽度 b=1.0m内边坡系数 m内=1.5设计过水断面面积 a=2.9m2设计流速 vd=0.79m/s安全超高 h=14hj+0.2=0.5m堤顶宽度 d=hj+0.3=1.5m外边坡系数 m外=1.25渠顶以上开挖边坡 m=1表格 16 干渠bc段断面设计参数hdhjhminbhdm内m外m挖i1.11.230.721. 00.51.51.51.2511/20004.4.2 干渠ab段横断面设计取i=1/1500 ，n=0.02 ，m内=1.5 ，vcs=3.0m/s ，vcd=0.4*3.20.5=0.72m/s 。计算出ab段干渠水力最佳断面，根据不同值求得ab段干渠经济实用断面水力要素见表 10。表格 17干渠ab段经济适用断面水力要素h/h010.8320.7610.7170.6830.7021.6622.1892.6583.10411.011.021.031.04v0.9530.9440.9340.9250.916a3.3583.3913.4253.4593.492r0.6310.6220.6130.6040.595h1.2631.0510.9610.9050.863b0.8871.7462.1042.4072.677由表中数据绘出b=（h），与v=（h）渠道特性曲线，见图六图六 干渠ab段渠道特性曲线根据渠道特性曲线，取 水深 h=1.1m ，渠底宽度 b=1.4m 。验算通过加大流量q=4.1m3/s时，最大流速vmax=1.01m/s ，加大水深hj=1.25m；通过最小流量q=1.3m3/s 时，最小流速vmin=0.75m/s ，最小水深hmin=0.7m 。流速满足不冲不於要求。故取干渠ab段设计水深 h=1.1m加大水深 hj=1.25m设计渠底宽度 b=1.4m内边坡系数 m内=1.5设计过水断面面积 a=3.36m2设计流速 vd=0.95m/s安全超高 h=14hj+0.2=0.5m堤顶宽度 d=hj+0.3=1.6m外边坡系数 m外=1渠顶以上开挖边坡 m=1表格 18干渠ab段断面设计参数hdhjhminbhdm内m外m挖i1.11.250.71. 40.51.61.5111/15004.4.3 干渠oa段横断面设计取i=1/1200 ，n=0.02 ，m内=1.5 ，vcs=3.0m/s ，vcd=0.4*3.90.5=0.79m/s 。计算出oa段干渠水力最佳断面，根据不同值求得oa段干渠经济实用断面水力要素见表 11。表格 19干渠oa段经济适用断面水力要素h/h010.8320.7610.7170.6830.7021.6622.1892.6583.10411.011.021.031.04v1.0701.0601.0491.0391.029a3.6443.6813.7173.7543.790r0.6580.6480.6390.6290.620h1.3161.0951.0010.9430.899b0.9241.8192.1922.5072.789据表中数据绘出b=（h），与v=（h）渠道特性曲线，见图七根据渠道特性曲线，取 水深 h=1.06m ，渠底宽度 b=2m 。验算通过加大流量q=4.9m3/s时，最大流速vmax=1.12m/s ，加大水深hj=1.17m；通过最小流量q=1.6m3/s 时，最小流速vmin=0.83m/s ，最小水深hmin=0.66m 。流速满足不冲不於要求。图七 干渠oa段渠道特性曲线故取干渠oa段设计水深 h=1.06m加大水深 hj=1.17m设计渠底宽度 b=2.0m内边坡系数 m内=1.5设计过水断面面积 a=3.8m2设计流速 vd=1.05m/s安全超高 h=14hj+0.2=0.5m堤顶宽度 d=hj+0.3=1.5m外边坡系数 m外=1渠顶以上开挖边坡 m=1表格 20干渠oa段断面设计参数hdhjhminbhdm内m外m挖i1.061.170.662.00.51.51.5111/1200根据以上各级渠道断面参数，绘制出各级渠道横断面图，见附图三。5 干渠及三支渠纵断面设计5.1 三支渠纵断面设计斗渠各取水口水位推求三支渠右边灌区斗渠大致与等高线平行，故取右斗渠推求斗渠进水口水位。各斗渠灌溉区域控制点见渠系布置图，分别为点a、b、cg 。高程分别为 aa=14.7m ，ab=15.3m ，ac=15.6m ，ad=16.2m ，ae=17.1m ，af=18.2m ，ag=20m。取h=0.1m ，农渠进水闸=0.05m ，由公式h进=a0+h+li+ ，各斗渠进水口水位：h6+000=14.7+0.1+3500*16000+0.05=15.44mh5+000=15.3+0.1+3500*16000+0.05=16.04mh4+000=15.6+0.1+3000*16000+0.05=16.25mh3+000=16.2+0.1+3000*16000+0.05=16.85mh2+000=17.1+0.1+3500*16000+0.05=17.84mh1+000=18.2+0.1+3500*16000+0.05=18.94mh0+000=20+0.1+3500*16000+0.05=20.74m由6号进水口水位确定三支渠最末端最低水位 hmin 6=15.44m ，再往上推求5号进水口处支渠最低水位：hmin 5下=hmin 6+li=15.44+1000*12000=15.94m ，小于h5+000 ，故5+000桩上游最低水位取 hmin 5上= h5+000=16.04m ，5号桩处产生0.1m跌水。hmin 4下=16.04+0.5=16.54m ，大于h4+000 ，故hmin 4=16.04m ，无跌水。hmin 3下=16.54+0.5=17.04m ，大于h3+000 ，取hmin 3=1