农田水利学第三章灌溉系统规划设计-渠道设计

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+Ql2、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。返回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用于渠道堤定高程确定返回二、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）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。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。4、灌溉水资源利用系数的几个概念（简）1）渠道水利用系数ηc=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ηs=η干×η支×η斗×η农反映灌溉渠系的损失情况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＝ηf×ηs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（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。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（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。用加大系数计算。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、