农田水利学第四章-20灌溉渠道系统 107页

渠道CANALn内蒙古河套灌区河南人民胜利渠灌区n山东位山灌区n江苏苏南地区n日本的渠道n日本的渠道n日本的渠道n日本的渠道n日本的渠道n日本的渠道n日本的渠道n日本的渠道n日本的渠道n日本的渠道n日本的渠道n丽江古城的渠道n丽江古城的渠道n丽江古城的渠道n丽江古城的渠道n丽江古城的渠道n丽江古城的渠道n丽江古城的渠道n丽江古城的渠道n第四章灌溉渠道系统第一节灌溉渠系规划第二节田间工程规划第三节灌溉渠道流量推算第四节灌溉渠道纵横断面设计第五节渠道防渗n灌溉系统的组成拦河坝冲沙闸进水闸节制闸排沙渠干渠斗渠支渠农渠农沟支沟斗沟干沟容泄区退水渠泄水闸渠首工程输配水工程固定渠道：干、支、斗、农临时渠道：毛渠等田间工程n第一节灌溉渠系规划规划原则干支渠的规划布置形式斗、农渠的规划布置渠线规划步骤渠系建筑物的规划布置n灌溉渠道的规划原则1）尽量将干、支渠布置在较高地带，以便控制最大的灌溉面积；2）与土地利用规划、农业区划密切结合，并适当考虑行政区划；3）与排水沟的布置相配合，统一布局；4）渠线尽可能短直，以减少占地和工程量；5）确保渠道工程安全可靠；6）斗、农渠的布置要满足机耕要求；7）要考虑综合利用n干、支渠的规划布置（一）山区、丘陵区灌区水库山塘河流地形特点：地形复杂，岗冲交错，坡度较陡地面高程较高耕地分散，很少有大片集中耕地n渠道布置特点：1)渠道位置高，自流水头容易保证；2)渠线较长，多弯曲，多填挖方，多建筑物，工程量大；3)受山洪威胁大，应设置防洪泄洪设施；4)山丘区塘堰及小型水库多，渠道布置应考虑与之相通，形成长藤结瓜系统。干、支渠的规划布置（一）山区、丘陵区灌区n渠道布置形式：1.干渠沿等高线布置多见于分水岭与山溪或河流间的狭长地带渠线长而缓2.干渠沿主要分水岭布置多见于浅丘岗地比降由地面坡度决定干、支渠的规划布置（一）山区、丘陵区灌区n水库山塘河流渠道布置n水库山塘河流渠道布置n水库山塘河流干渠支渠渠道布置n干、支渠的规划布置（二）平原型灌区地形特点：地形开阔平坦;耕地集中，面积较大山前平原：靠近山麓，地势较高，排水条件好；冲积平原：位于河流中下游平原坡水地区，地面坡度平缓，地下水位较高。渠道布置：干渠多沿等高线布置，支渠垂直等高线河流干渠一支渠二支渠三支渠n干、支渠的规划布置（三）圩垸型灌区地形特点：分布于沿江、湖滩地和三角洲地区，地形平坦低洼；多河湖港汊，水网密集；汛期外河水位常高于圩内地面，四周有圩堤，四周高，中间低渠系布置：以排为主，兼顾灌溉；一般提排提灌，少有自流排灌n斗、农渠的规划布置考虑因素：农业耕作与机械化地形灌排条件土壤土地平整规格：斗渠长3000-5000m，宽500-1000m（平原地区）农渠长500-1000m，宽200-400mn斗、农渠的规划布置灌排沟渠布置形式相间布置相邻布置支渠支渠斗渠斗沟斗渠斗沟农渠农渠农沟农沟n渠系建筑物的规划布置1引水建筑物：2配水建筑物：3交叉建筑物：4衔接建筑物：5泄水建筑物：6量水建筑物：进水闸分水闸、节制闸遂洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁跌水、陡坡溢流堰、泄水闸、退水闸、退水渠巴歇尔量水槽n1引水建筑物：渠系建筑物的规划布置n渠系建筑物的规划布置2配水建筑物：n渠系建筑物的规划布置3交叉建筑物：n渠系建筑物的规划布置4衔接建筑物：n渠系建筑物的规划布置6量水建筑物：n第二节田间工程规划最末一级固定渠道（农渠）和固定沟道（农沟）之间条田范围内的临时沟渠、田间道路、稻田的格田和田埂、土地平整等。意义：发挥灌排工程效益提高农作物产量节约用水提高劳动生产率现状：薄弱环节不规范、不配套n田间工程实施前后nn田间渠系布置纵向布置横向布置灌水方向与农渠垂直农渠-毛渠-输水垄沟-灌水沟（畦）较复杂地形灌水方向与农渠平行农渠-毛渠-灌水沟（畦）地面坡向一致，坡度较小地形n稻田区的格田田埂：高20-30cm宽30-40cm格田：长100-150m宽15-20m斗渠斗沟农渠农沟田埂排水口进水口n第三节灌溉渠道流量推算一、灌溉渠道流量概述二、灌溉渠道水量损失三、渠道的工作制度四、渠道设计流量推算五、渠道最小流量和加大流量的计算n一、灌溉渠道流量概述设计流量最小流量加大流量设计渠道断面及渠系建筑物的主要依据实际运行过程中，渠道流量是变化的满足灌溉设计标准条件下用水要求的最大流量（毛流量）灌溉设计标准条件下，渠道工作过程中输送的最小流量，校核水位渠道运行过程中可能出现的最大流量，确定渠堤堤顶高程n二、灌溉渠道水量损失渠道水量损失渠道水面蒸发损失渠床渗漏损失闸门漏水和渠道退水〈5%，忽略管理上予以限制，设计时一般不考虑不可避免，设计时要考虑n影响渠道渗漏损失的因素渠床土壤性质地下水埋深及出流条件渠道输水时间渠道断面形式和尺寸n输水损失的估算经验公式经验系数n经验公式估算渠道输水损失每公里渠道输水损失系数渠床土壤透水系数渠床土壤透水指数渠道损失流量渠道长度n有地下水顶托时的渠道输水损失防渗渠道的输水损失地下水顶托修正系数防渗折减系数n经验系数估算渠道输水损失渠道水利用系数渠系水利用系数QnQgn田间水利用系数灌溉水利用系数经验系数估算渠道输水损失n三、渠道的工作制度续灌轮灌集中编组插花编组在一次灌水延续时间内自始自终连续输水同一级渠道在一次灌水延续时间内轮流灌水加大输水流量、缩短输水时间、减少输水损失n四、渠道设计流量推算L支L斗nk干渠支渠斗渠水源n轮灌渠道的设计流量1自上而下分配末级续灌渠道的田间净流量（1）计算支渠（末级续灌渠道）的设计田间净流量（2）由支渠分配到每条农渠的田间净流量n2自下而上推算各级渠道的设计流量（1）计算农渠的净流量（2）推算各级渠道的设计流量（毛流量）n续灌渠道的设计流量OABCQ1Q2Q3Q4水源L1L2L3nⅡ干渠一支一斗水源二支三支ⅠⅡⅠ二斗三斗OABC（0+000）（1+500）（3+300）（5+700）渠道设计流量推算例题nⅡ干渠一支一斗水源二支三支ⅠⅡⅠ二斗三斗OABC（0+000）（1+500）（3+300）（5+700）1推求典型支渠（三支渠）及其所属斗、农渠的设计流量（1）农渠的设计流量三支渠的田间净流量nⅡ干渠一支一斗水源二支三支ⅠⅡⅠ二斗三斗OABC（0+000）（1+500）（3+300）（5+700）农渠的田间净流量农渠的净流量nⅡ干渠一支一斗水源二支三支ⅠⅡⅠ二斗三斗OABC（0+000）（1+500）（3+300）（5+700）农渠每公里输水损失系数农渠毛流量n（2）斗渠的设计流量n（3）支渠的设计流量n2计算典型支渠（三支渠）的灌溉水利用系数n3计算一、二支渠的设计流量（1）一、二支渠的田间净流量n（2）一、二支渠的设计流量nⅡ干渠一支一斗水源二支三支ⅠⅡⅠ二斗三斗OABC（0+000）（1+500）（3+300）（5+700）4推求干渠各段的设计流量（1）BC段设计流量n（2）AB段设计流量n（3）OA段设计流量n五、渠道最小流量和加大流量的计算渠道最小流量渠道加大流量以最小灌水率为依据，方法同设计流量加大系数设计流量n第四节灌溉渠道纵横断面设计一、渠道纵横断面设计原理二、梯形渠道横断面设计方法三、渠道横断面结构四、渠道的纵断面设计n一、渠道纵横断面设计原理纵横断面设计必须满足：通过所需要的流量水位要保证下级渠道的取水纵横向稳定经济、安全n一般按明渠均匀流公式设计渠道过水断面面积谢才系数水力半径渠底比降渠床糙率系数n水力最佳断面设计流量Q、比降I、糙率系数n相同的情况下过水断面积最小的渠道断面——经济断面圆形断面梯形断面n渠道设计的依据渠底比降渠床糙率系数渠道的边坡系数渠道断面的宽深比渠道的不冲不淤流速n渠底比降影响到工程造价和控制面积影响因素地面坡度下级渠道的水位要求渠床土质水流含沙量设计流量一般根据经验初选，然后试算确定n渠床糙率系数取值应符合实际重要工程要通过试验确定反映渠床粗糙程度的技术参数影响工程造价、输水能力、渠道水位n渠道的边坡系数m1影响渠道稳定根据渠床土质、渠道深度等选定n渠道断面的宽深比渠道底宽与水深的比值影响渠道工程量和渠床稳定工程量最小水力最优断面断面稳定过深窄，易冲刷；过宽浅，易淤积n多沙河流引水（陕西）Q〈1.5m3/sQ=1.5-50m3/sC.A.吉尔什康公式(前苏联)美国垦务局n渠道的不冲不淤流速vcd