第一节灌溉渠道流量确定和设计(3).pptx

(2)续灌渠道设计流量的计算:
续灌渠道一般为干、支渠道，流量较大，上、下游流量相差悬殊，这就要求分段推算设计流量，各渠段可采用不同的断面。各级续灌渠道的输水时间都等于灌区灌水延续时间，可以直接由下级渠道的毛流量推算上级渠道的毛流量。所以续灌渠道设计流量的推算方法是自下而上逐级、逐段进行推算。生产实际中一般用经验公式估算续灌渠道分段设计流量。
具体推算方法以图为例说明如下：图中表示的渠系有1条干渠和4条支渠，各支渠的毛流量分别为Q1、Q2、Q3、Q4，支渠取水口把干渠分成3段，各段长度分别为L1、L2、L3，各段的设计流量分别为QOA、QAB、QBC，
3．渠道最小流量和加大流量:
渠道最小流量可能出现于河流水源不足的时候，有时灌区需对种植面积较小或灌水定额较小的作物单独供水，也可能出现渠道最小流量(Qmin)。最小流量用以校核对下一级渠道的水位控制条件和确定修建节制闸的位置，并按最小流量验算渠道不淤条件。
(1)渠道最小流量的确定：为保证渠道顺利输、配水，对于同一条渠道，其设计流量(Qd)与最小流量(Qmin)相差不能过大，为了保证对下级渠道正常供水，有些灌区规定渠道最小流量以不低于渠道设计流量的40％为宜；也有的灌区规定渠道最低水位等于或大于70％的设计水位。实际灌水中如某次灌水定额过小，可实行集中供水，缩短供水时间；如因水源缺水造成引水量过小，则可对支渠实行续灌。
(2)渠道加大流量的确定:加大流量是考虑到灌区管理运用中可能出现规划设计未能预料到的变化(如种植比例变化、扩大灌溉面积，稀遇的干旱气候等)和短时加大输水的要求，在设计时要注意留有余地。同时，渠道加大流量也是设计堤顶高程的依据。即:
堤顶高程=渠道加大流量水位+堤顶超高。
渠道加大流量的计算是以设计流量为基础，给设计流量乘以“加大系数”即可。可按下列公式计算。
Q加大=JQ设
式中：Q加大―渠道加大流量（m3s-1）；Q设―渠道设计流量（m3s-1）；J―加大系数(%)，可参照下表执行。二、灌溉渠道纵横断面设计:
灌溉渠道的设计流量、最小流量和加大流量确定以后，就可据此设计渠道的纵横断面。设计流量是进行水力计算、确定渠道过水断面尺寸的主要依据。渠道纵、横断面设计应除了满足渠道的输水、配水要求外，还应满足渠床稳定条件，包括纵向稳定和平面稳定两个方面。
一般对渠道横断面设计的要求是保证设计的断面能够输送设计流量和加大流量，设计的断面渠床稳定，不冲涮，不淤积，不塌坡；对渠道纵断面设计要求是应尽可能保证渠道有足够的水位高度，以满足灌区大部分地区实现自流灌溉；渠道土方工程量小，渠系建筑物少，经济合理；纵向稳定要求渠道在设计条件下工作时，不发生冲刷和淤积，或在一定时期内冲淤平衡。平面稳定要求渠道在设计条件下工作时，渠道水流不发生左右摇摆。
渠道纵断面和横断面的设计是互相联系、互为条件的。在设计实践中应统盘考虑、交替进行、反复调整，最后确定合理的设计方案。1．渠道横断面设计
渠道横断面尺寸要根据渠道设计流量通过水力计算加以确定。一般情况下采用明渠均匀流公式计算，即

式中：Q为渠道设计流量；A为渠道过水断面面积；R为水力半径，i为渠底比降；C为谢才系数，一般采用曼宁公式进行计算，其中n为渠床糙率。

设计渠道时要求投资少，效率高，即在设计流量Q、比降i、糙率系数n值相同的条件下，使渠道断面最小；或在相同断面条件下通过的流量Q最大。符合这些条件的断面称为水力最佳断面。h（1）渠底比降：两端渠底高差和渠段间距离的比值称为渠底比降。应根据渠道沿线的地面坡度、下级渠道进水口的水位要求、渠床土质、水源含沙情况、渠道设计流量大小等因素，选择适宜的渠底比降。清水渠道易产生冲刷，比降宜缓，如淠史杭灌区输水渠道的比降为1／10000-1／28000。浑水渠道容易淤积，比降应适当加大，如人民胜利渠灌区的渠底比降为1/1000—1／6000。
对黄河中下游地区：干渠：1/2000—1/5000；
支渠：1/1000—1/3000；
斗渠：1/200—1/1000。
（2）渠床糙率系数：渠床糙率系数n是反映渠床粗糙程度的技术参数。确定糙率n值要慎重。若选择的渠床糙率较实际渠床的糙率小，则渠道运行时的实际输水能力就会达不到设计流量，满足不了灌溉水量的要求，还有可能造成渠道淤积；当选择的渠床糙率大于实际值时，不仅增加渠道断面，而且还会引起渠道的冲刷，渠中水位降低，减少渠道自流控制面积。渠道的糙率系数值的正确选择不仅要考虑渠床土质和施工质量，还要估计到建成后的管理养护情况。生产实践可参考已建灌区采用数值或参考教材表3-13所示。
例n=0.025或0.02看起来相差不大,
但1/n,一个为40,另一个为50,相差25%。x表3-16梯形渠道水力最佳断面参数计算公式

实用经济断面计算步骤：
①根据表