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灌溉渠系的设计

3、推算各级渠道的设计流量和加大流量 (1)、渠道的工作制度干、支渠实行续灌制度,斗、农渠实行轮灌制度。

(2)、推算各级渠道的设计流量取二支渠为典型支渠,分为三个轮灌组,一四、二五、三六斗分别为各个轮灌组。

再以二支一斗为典型斗渠,一斗渠又分为三个轮灌组,一农渠、二农渠和三农渠各为一个轮灌组。

一、三支渠也各分为三个轮灌组,每个农渠为一个轮灌组,轮灌渠道上应按照要求设置节制闸,具体布置见附图。

因本地区水资源极为宝贵,在规划中采用了较高的引水率,这就意味着引洪灌溉,就要求采用较大的经验灌水率值来确定干支渠的设计流量,鉴于当地经验设计灌水率为万亩)(净⋅=s /6m .0~5.03q ,故选取万亩)(净⋅=s /6m .03q ,则二支渠的田间净流量为:/s 63m .06.005.1A Q 3=⨯=⨯=净支支田净q同时工作的斗渠有两条,各工作的斗渠内同时工作的农渠有一条,因一斗和四斗的农渠控制面积不同,故一斗农渠的田间净流量为 /s m 783.023363.0Q 3=+⨯=一斗农田净 四斗农渠的田间净流量为/s m 522.023263.0Q 3=+⨯=四斗农田净 又有田间水利用系数92.0=f η,则一、四斗农渠的净流量分别为/s m 411.092.0378.0Q Q 3===fη一斗农田净一斗农净/s 274m .092.0252.0Q Q 3===fη四斗农田净四斗农净 该灌区土壤为轻壤土,土壤渗透系数由表查得:A=2.65,m=0.45。

则农渠每公里输水损失系数m100QA=农σ 对一斗农渠有039.0411.010065.2100Q A 45.0m ⨯==农σ,选取离斗渠进水口最远的农渠为典型农渠,则一斗农渠的设计流量为/s 0.417m 35).00.0391411.0L 1Q Q 3=⨯+⨯=+=()(农农农净一斗农设σ同理可求得四斗农渠有0475.0274.010065.2100Q A 45.0m ⨯==农σ,四斗农渠的设计流量为/s 0.277m 2).00.04751742.0L 1Q Q 3=⨯+⨯=+=()(农农农净一斗农设σ,一斗渠的设计流量为/s 0.438m 1.3)417.010065.21417.0L 100Q A 1Q Q 345.0m =⨯⨯+⨯=+=()(一斗一斗净一斗净一斗设四斗渠的设计流量为/s 30.294m 3).1277.010065.21277.0L 100Q A 1Q Q 45.0m =⨯⨯+⨯=+=()(四斗四斗净四斗净四斗设则二支渠的净流量为/s 732m .0277.0438.0Q Q Q 3=+=+=四斗设一斗设二支净 二支渠的设计流量为/s 30.763m 3).1732.010065.21732.0L 100Q A 1Q Q 45.0m =⨯⨯+⨯=+=()(二支二支净二支净二支设采用设计流量取为0.77/s 3m同理分别求得一、三支渠的设计流量如下,/s 194m .06.00.324A Q 3=⨯=⨯=净一支一支田净q /s 194m .0Q 3=一支农田净/s 211m .092.0194.0Q Q 3===fη一支农田净一支农净 /s 0.213m 2).0211.010065.21211.0L 1Q Q 345.0=⨯⨯+⨯=+=()(农农一支农净一支农设σ /s 0.222m 8).0213.010065.21213.0L 100Q A 1Q Q 345.0m =⨯⨯+⨯=+=()(一支斗一支斗净一支斗净一支斗设/s30.238m 4).1222.010065.21222.0L 100Q A 1Q Q 45.0m =⨯⨯+⨯=+=()(一支一支净一支净一支设采用设计流量取为0.24/s 3m/s 616m .06.01.026A Q 3=⨯=⨯=净三支三支田净q/s 0.308m 2616.0Q 3==三支农田净 /s 335m .092.0308.0Q Q 3===fη三支农田净三支农净 /s 0.340m 35).0335.010065.21335.0L 1Q Q 345.0=⨯⨯+⨯=+=()(农农三支农净三支农设σ /s 0.72m 4).1340.010065.21340.02L 100Q A 1Q 2Q 345.0m =⨯⨯+⨯⨯=+⨯=()(三支斗三支斗净三支斗净三支斗设 /s30.751m 4).172.010065.2172.0L 100Q A 1Q Q 45.0m =⨯⨯+⨯=+=()(三支三支净三支净三支设采用设计流量取为0.76/s 3m 则二、三支渠间的西段干渠设计流量/s 30.811m 65).2751.010065.21751.0Q 45.0=⨯⨯+⨯=(西干设一、 二支渠间的东段干渠设计流量/s 3695m .155.3763.0.811010065.21763.0811.0Q 45.0=⨯+⨯+⨯+=))(()(东干设 干渠渠首段长度为100m ,故可不计其流量损失,则其设计流量为/s 31.933m 0.238695.1Q =+=渠首设采用设计流量取为1.95/s 3m ,亦即引渠净流量为1.933/s 3m ,则桩号为9+500处引渠的设计流量需要为/s 3m 983.13.1933.110065.21933.1Q 45.0=⨯⨯+⨯=)(设 采用设计流量取为2.0/s 3m ,而此处引渠所能提供的流量为4.6×70%=3.2/s 3m >2.0/s 3m , 故满足要求。

全灌区灌溉水利用系数为72.02/6.04.20=⨯=η,与假设基本相符合,满足要求。

(3)、推算各级渠道的加大流量和最小流量因本地区水资源极为宝贵,在规划中采用了较高的引水率,这就意味着引洪灌溉,就要求采用较大的经验灌水率值来确定干支渠的设计流量,故计算加大流量时干渠加大系数取 1.30,支渠加大系数取1.35。

斗、农渠为轮灌渠道,控制面积较小,轮灌组内各条渠道的输水时间和输水流量可以适当调济,故不考虑其加大流量。

另取各级渠道流量的40%为最小流量。

最终计算得各级渠道的设计流量、最小流量和加大流量如下表:渠道名称计算设计流量)(/sm3采用设计流量)(/sm3最小流量)(/sm3加大流量)(/sm3干渠渠首段 1.933 1.95 0.78 2.65东段干渠 1.695 1.7 0.68 2.3西段干渠0.811 0.82 0.33 1.10 一支渠0.238 0.24 0.10 0.33 二支渠0.763. 0.77 0.31 1.05 三支渠0.751 0.76 0.31 1.05二支一斗0.438 0.44 0.18 /二支四斗0.294 0.30 0.12 /4、典型渠道纵、横断面设计(1)、典型渠道的横断面设计干渠横断面设计如下:估计干渠水深在1~2之间,故取m=1.25 ,i为50001,n为0.025 西干 Q设=1.70)(/sm3则按水力最佳段面有d h =1.189])12([2im m nQ -+83=1.40m 取0m .1b 70.0==则αA=(b+mh )h=(1+1.2585.34.1)4.1=⨯⨯2m P=b+2h 48.5m 12=+m R=0.7 mC=61R n 1=37.69717.1=计Q )(/s m 3Q Q -Q 设计设=0.01〈0.05 流量满足要求V=AQ=0.45 s m 0.35〈V 〈0.8 满足不冲淤要求 加大水深 j h =1.189])12([2im m nQ -+83=1.565 mA=4.627 P=6.01m R=0.770m C=38.29 Q=2.20s mQ Q -Q 设计设=0.04〈0.05 流量满足要求V=AQ =48.0s m 满足不冲淤要求 采用j h =1.6m西段 Q 设=0.83/s m 3 d h =1.4m m=1.25 n=0.025 初设0b =0.6m 则A=(b+mh )h=(0.6+1.25 3.294.1)4.1=⨯⨯2mP=5.08m R=0.648m C=37.21 =计Q 1.4/s m 3 故应选用相同横断面,求出西段设计水深 设d h =1.0m b=1m m=1.25 n=0.025则 A=2.252m P=4.20m R=0.536 C=36.05=计Q 0.02 〈0.05 流量满足要求V=AQ =37.0s m 满足不冲淤要求j h =取1.1m,则A=2.612m P=4.52m R=0.577 C=36.50=计Q 1.12/s m 3Q Q -Q 设计设=0.02〈0.05 流量满足要求V=AQ =4.0s m 满足不冲淤要求 东干渠安全超高m h 6.082.06.141=+⨯=∆ 堤宽取D=j h +0.3=1.6+0.3=1.9m 取2米 其横断面图见附图初步估计二支渠设计水深在1米左右,原则上应取1.0〈m 〈1.25,但支渠要做浆砌卵石衬砌,为简便计算,取m=1.0 二支渠横断面设计如下:(二支渠)典型支渠横断面设计按 Q 设=0.77/s m 3 初选i=30001,m=1, n=0.025 则 d h =1.189])12([2im m nQ -+83=0.97mb=0.81m R=0.49 m C=61R n1=35.52A=(b+mh )h=1.732m P=b+2h 3.55m 12=+m=计Q 0.785/s m 3Q Q -Q 设计设=0.02〈0.05 流量满足要求V=A Q=0.45s m 满足不冲淤要求 最后采用d h =1m , b=0.8m=计Q 1.05/s m 3设h=1.2m ,则A=2.42m P=4.19 m R=0.57m C=36.42 =计Q 1.2/s m 3 过大 再取h=1.1s m , 则A=2.092m P=3.91m R=0.535m C=36.04 =计Q 1.006/s m 3 过小 取h=1.12s m , 则A=2.152m P=3.97m R=0.54m C=36.1 =计Q 1.04/s m 3Q Q -Q 设计设=0.01〈0.05 流量满足要求V=AQ =48.0s m 满足不冲淤要求 安全超高m h h j 48..02.041=+=∆ 渠顶宽度 D=j h +0.3=1.12+0.3=1.42m , 取1.5米 二支渠(典型渠)的横断面图见附图 典型斗渠横断面设计二支一斗 设Q =0.44/s m 3 i 取=20001, n=0.025 d h =1.189])12([2im m nQ -+83=0.73md D =0.73⨯0.83=0.6mA=0.972m P=2.66m R=0.365m C=33.81 =计Q 0.443/s m 3Q Q -Q 设计设=0.01〈0.05 流量满足要求V=AQ =45.0s m 满足不冲淤要求因斗渠为轮灌渠道,故不计算加大流量,也不计算加大水深 安全超高m h h j 38..02.041=+=∆, 取0.37m 渠顶宽度 D=j h +0.3=1.03m , 取1米 其横断面图见附图二支四斗:设Q =0.30/s m 3 i 取=20001, n=0.025 m=1 d h =1.189])12([2im m nQ -+83 =0.63md D ==2d h =0.63⨯0.83=0.52m为与二支一斗统一,也取 b=0.6m 设d h =0.6m 则A=0.72P=2.30mR=0.313mC=32.96Ri AC =计Q =0.72⨯32.962000313.0=0.297/s m 3Q Q -Q 设计设=0.01〈0.05 流量满足要求V=AQ =413.0s m 满足不冲淤要求 同二支一斗不计加大流量Q ,亦不计算加大水深j h 安全超高m h h j 35.02.041=+=∆, 取0.4m 渠顶宽度 D=j h +0.3=0.9m , 取1米 其横断面图见附图干渠渠道段:设Q =1.95/s m 3 i 取=50001, n=0.025 m=1.25 并取b=1则设设h =1.5m,则A=4.312m P=5.80m R=0.741m C=38.04 =计Q 1.99/s m 3Q Q -Q 设计设=0.02〈0.05 流量满足要求故设h =1.5m V=AQ=46.0s m 满足不冲淤要求=计Q 2.65/s m 3设设h =1.5m,则A=5.31 P=6.44m R=0.82m C=38.70 =计Q 2.63/s m 3Q Q -Q 设计设=0.01〈0.05 流量满足要求V=AQ=0.49s m 满足不冲淤要求 m h h j 63.02.041=+=∆, 取0.7m D=j h +0.3=2.0m 其横断面图见附图 最小流量min Q =0.78 初选m in h =0.8m 则A=1.62m P=3.56m R=0.45m C=35.02 =计Q 0.53/s m 3 过小 再取 m in h =0.8m 则A=2.252m P=4.20m R=0.54m C=35.02 =计Q 0.53/s m 3 过小 再取 m in h =1m 则A=2.252m P=4.20m R=0.54m C=35.10 =计Q 0.84/s m 3 过大 再取 m in h =0.95m 则A=2.082m P=4.20m R=4.04m C=35.75 =计Q 0.75/s m 3 过小Q Q -Q 设计设=0.04〈0.05 流量满足要求V=AQ=0.38s m 满足不冲淤要求 东干渠m in h ,推求min Q =0.68/s m 3 初选m in h =0.9m,则A=1.912m P=3.88m R=0.49m C=35.52 =计Q 0.67/s m 3Q Q -Q 设计设=0.04〈0.05 流量满足要求V=A Q=0.36s m 满足不冲淤要求 由干渠m in h 推求min Q =0.6/s m 3 设m in h =0.6m,则A=1.052m P=2.92m R=0.36m C=33.74 =计Q 0.3/s m 3 过小 取m in h =0.63m,则A=1.132m P=3.02m R=0.37m C=33.89 =计Q 3.3/s m 3满足要求Q Q -Q 设计设=0.01〈0.05 流量满足要求V=0.3s m 因水为清水,含沙量小,即使水流速达到0.3s m ,也不会淤积,故满足要求。

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