农地整理之灌溉渠道系统工程设计.ppt

灌溉渠道系统灌溉渠道系统本章重点内容：本章重点内容：输配水工程和田间工程的规划、设计方法。渠道系统的概念渠道系统的概念：指从水源取水、通过渠道及其附属建筑物向农田供水、经由田间工程进行农田灌水的工程系统。渠道系统的组成渠道系统的组成：渠首工程（取水枢纽）渠首工程（取水枢纽）输配水工程（渠道）输配水工程（渠道）田间工程田间工程灌溉排水系灌溉排水系统示意图统示意图1.1.灌溉渠系的组成灌溉渠系的组成 灌灌溉溉渠渠系系由由各各级级灌灌溉溉渠渠道道和和退退（泄）水渠道（泄）水渠道组成。组成。灌灌溉溉渠渠道道按按其其使使用用寿寿命命分分为为固固定定渠道和临时渠道两种：渠道和临时渠道两种：固固定定渠渠道道：多多年年使使用用的的永永久久性性渠道；渠道；临临时时渠渠道道：使使用用寿寿命命小小于于一一年年的季节性渠道。的季节性渠道。一、灌溉渠系概述一、灌溉渠系概述第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划临时渠道临时渠道按按控控制制面面积积大大小小和和水水量量分分配配层层次次又又可可把把灌灌溉溉渠渠道道分分为为若若干干等等级：级：大大、中中型型灌灌区区的的固固定定渠渠道道一一般般分分为为干干渠渠、支支渠渠、斗斗渠渠、农农渠渠四级；四级；农农渠渠以以下下的的小小渠渠道道一一般般为为季季节性的临时渠道。节性的临时渠道。1.1.灌溉渠系的组成灌溉渠系的组成 第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划退、泄水渠道包括退、泄水渠道包括渠首排沙渠渠首排沙渠、中途泄水渠中途泄水渠和和渠尾退水渠渠尾退水渠。主主要要作作用用：定定期期冲冲刷刷和和排排放放渠渠首首段段的的淤淤沙沙、排排泄泄入入渠渠洪洪水水、退退泄泄渠渠道道剩剩余余水水量量及及下下游游出出现现工工程程事事故故时时断断流流排排水水等等，达到调节渠道流量、保证渠道及建筑物安全运行的目的。达到调节渠道流量、保证渠道及建筑物安全运行的目的。中途退水设施一般布置在重要建筑物和险工渠段的上游。中途退水设施一般布置在重要建筑物和险工渠段的上游。干、支渠的末端应设退水渠道。干、支渠的末端应设退水渠道。1.1.灌溉渠系的组成灌溉渠系的组成 第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划2.灌溉渠道的规划原则灌溉渠道的规划原则 1)1)干干渠渠应应布布置置在在灌灌区区的的较较高高地地带带，其其他他各各级级渠渠道道亦亦应应布布置置在在各自控制范围内的较高地带。各自控制范围内的较高地带。2)2)使使工工程程量量和和工工程程费费用用最最小小。一一般般来来说说，渠渠线线应应尽尽可可能能短短直直，以减少占地和工程量。以减少占地和工程量。3)3)灌灌溉溉渠渠道道的的位位置置应应参参照照行行政政区区划划确确定定，尽尽可可能能使使各各用用水水单单位都有独立的用水渠道，以利管理。位都有独立的用水渠道，以利管理。第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划2.灌溉渠道的规划原则灌溉渠道的规划原则 第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划4)4)斗、农渠的布置要满足机耕要求。斗、农渠的布置要满足机耕要求。5)5)灌灌溉溉渠渠系系规规划划应应和和排排水水系系统统规规划划结结合合进进行行。应应避避免免沟沟、渠渠交交叉叉，以以减少交叉建筑物。减少交叉建筑物。6)6)灌灌溉溉渠渠系系布布置置应应和和土土地地利利用用规规划划（如如耕耕作作区区、道道路路、林林带带、居居民民点点等等规规划划）相相配合。配合。二、干、支渠的规划布置形式二、干、支渠的规划布置形式干、支渠的布置形式主要取决于地形条件。干、支渠的布置形式主要取决于地形条件。1）山区、丘陵区灌区的干、支渠布置）山区、丘陵区灌区的干、支渠布置一般需要从河流上游引水灌溉，输水距离较长。一般需要从河流上游引水灌溉，输水距离较长。干干、支支渠渠道道的的特特点点是是：渠渠道道高高程程较较高高，比比降降平平缓缓，渠渠线线较较长长而而且且弯弯曲曲较较多多，深深挖挖、高高填填渠渠段段较较多多，沿沿渠渠交交叉叉建建筑筑物物较较多多。渠渠道道常常和和沿沿途途的的塘塘坝坝、水水库库相相联联，形形成成长长藤藤结结瓜瓜式式水水利利系系统统，以求增强水资源的调蓄利用能力和提高灌溉工程的利用率。以求增强水资源的调蓄利用能力和提高灌溉工程的利用率。第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划山山丘丘、丘丘陵陵区区的的干干渠渠一一般般沿沿灌灌区区上上部部边边缘缘布布置置，大大体体上和等高线平行，支渠沿两溪间的分水岭布置。上和等高线平行，支渠沿两溪间的分水岭布置。在在丘丘陵陵地地区区，如如灌灌区区内内有有主主要要岗岗岭岭横横贯贯中中部部，干干渠渠可可布布置置在在岗岗脊脊上上，大大体体和和等等高高线线垂垂直直，干干渠渠比比降降视视地地面面坡坡度而定，支渠自干渠两侧分出，控制岗岭两侧的坡地。度而定，支渠自干渠两侧分出，控制岗岭两侧的坡地。1 1）山区、丘陵区灌区的干、支渠布置）山区、丘陵区灌区的干、支渠布置第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划二、干、支渠的规划布置形式二、干、支渠的规划布置形式）平原区灌区的干、支渠布置）平原区灌区的干、支渠布置v 这这类类灌灌区区大大多多位位于于河河流流中中、下下游游地地区区的的冲冲积积平平原原，地地形形平坦开阔，耕地集中连片。平坦开阔，耕地集中连片。v 山山前前洪洪积积冲冲积积扇扇，除除地地面面坡坡度度较较大大外外，也也具具有有平平原原地地区区的的其其他他持持征征。河河谷谷阶阶地地位位于于河河流流两两侧侧，呈呈狭狭长长地地带带，地地面面坡坡度度倾倾向向河河流流，高高处处地地面面坡坡度度较较大大，河河流流附附近近坡坡度度平平缓缓，水水文文地地质质条条件件和和土土地地利利用用等等情情况况和和平平原原地地区区相相似似，这这些些地地区的渠系规划具有类似的特点，可归为一类。区的渠系规划具有类似的特点，可归为一类。v 干渠多沿等高线布置干渠多沿等高线布置，支渠垂直等高线布置支渠垂直等高线布置。第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划二、干、支渠的规划布置形式二、干、支渠的规划布置形式第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划二、干、支渠的规划布置形式二、干、支渠的规划布置形式）平原区灌区的干、支渠布置）平原区灌区的干、支渠布置3 3）圩垸区灌区的干、支渠布置）圩垸区灌区的干、支渠布置二、干、支渠的规划布置形式二、干、支渠的规划布置形式第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划特点：特点：地势低洼，在最高洪水位和最低于洪水位之间；地势低洼，在最高洪水位和最低于洪水位之间；河湖港汊密布、洪水位高于地面，必须依靠筑堤圈圩才河湖港汊密布、洪水位高于地面，必须依靠筑堤圈圩才能保证正常的生产和生活，一般没有常年自流排灌的条能保证正常的生产和生活，一般没有常年自流排灌的条件，普遍采用机电排灌站进行提排、提灌。面积较大的件，普遍采用机电排灌站进行提排、提灌。面积较大的圩垸，往往一圩多站，分区灌溉或排涝。圩垸，往往一圩多站，分区灌溉或排涝。排水是主要问题排水是主要问题一般中间低，四周高。一般中间低，四周高。干、支渠布置干、支渠布置:干渠多沿圩堤布置干渠多沿圩堤布置灌溉系统级别较少灌溉系统级别较少,通常只有干、支两极。通常只有干、支两极。三、斗、农渠的规划布置三、斗、农渠的规划布置 1.1.斗、农渠的规划要求斗、农渠的规划要求 适适应应农农业业生生产产管管理理和和机机械械耕耕作要求；作要求；便便于于配配水水和和灌灌水水，有有利利于于提提高灌水工作效率；高灌水工作效率；有有利利于于灌灌水水和和耕耕作作的的密密切切配配合；合；土地平整工程量较少。土地平整工程量较少。第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划支渠支渠2.2.斗渠的规划布置斗渠的规划布置 斗斗渠渠的的长长度度和和控控制制面面积积随随地地形形变变化化很很大大。山山区区、丘丘陵陵地地区区的的斗斗渠渠长长度度较较短短，控控制制面面积积较较小小，平平原原地地区区的的斗斗渠渠较较长长，控控制制面积较大。面积较大。v我我国国北北方方平平原原地地区区一一些些大大型型自自流流灌灌区区的的斗斗渠渠长长度度一一般般为为3 35km5km控控制制面面积积为为3000300050005000亩。亩。v斗斗渠渠的的间间距距主主要要根根据据机机耕耕要要求求确确定定，和和农农渠渠的的长长度度相相适适应。应。第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划三、斗、农渠的规划布置三、斗、农渠的规划布置 3.3.农渠的规划布置农渠的规划布置 v农农渠渠是是末末级级固固定定渠渠道道，控控制制范范围围为为一一个个耕耕作作单单元元。农农渠渠长长度度根根据据机机耕耕要要求求确确定定，在在平平原原地地区区通通常常为为500500100m100m，间间距距为为200200400m400m，控制面积为，控制面积为200200600600亩。亩。v丘丘陵陵地地区区农农渠渠的的长长度度和和控控制制面面积积较较小小。在在有有控控制制地地下下水水位位要要求求的的地地区区，农农渠渠间间距距根根据据农农沟沟间间距距确确 定。定。三、斗、农渠的规划布置三、斗、农渠的规划布置 第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划4.4.灌溉渠道和排水沟道的配合灌溉渠道和排水沟道的配合 v 灌灌排排相相邻邻布布置置：在在地地面面向向一一侧侧倾倾斜斜的的地地区区，渠渠道道只只能能向向一一侧侧灌灌水水，排排水水沟沟也也只只能能接接纳纳一一边边的的径径流流，灌灌溉溉渠渠道道和和排排水水沟沟道道只只能能并并行行，上上灌灌下下排排，互互相相配配合。合。第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划三、斗、农渠的规划布置三、斗、农渠的规划布置 4.4.灌溉渠道和排水沟道的配合灌溉渠道和排水沟道的配合 灌灌排排相相间间布布置置：在在地地形形平平坦坦或或有有微微地地形形起起伏伏的的地地区区，宜宜把把灌灌溉溉渠渠道道和和排排水水沟沟道道交交错错布布置置，沟沟、渠渠都都是两侧控制，工程量较省。是两侧控制，工程量较省。三、斗、农渠的规划布置三、斗、农渠的规划布置 第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划四、渠线规划步骤四、渠线规划步骤干、支渠道的渠线规划大致可分为三个步骤：干、支渠道的渠线规划大致可分为三个步骤：1）查勘）查勘 2）纸上定线）纸上定线 3）定线测量）定线测量 在在在在平平平平原原原原地地地地区区区区和和和和小小小小型型型型灌灌灌灌区区区区，可可可可用用用用比比比比例例例例尺尺尺尺等等等等于于于于或或或或大大大大于于于于万万万万分分分分之之之之一一一一的的的的地地地地形形形形图图图图进进进进行行行行渠渠渠渠线线线线规规规规划划划划，先先先先在在在在图图图图纸纸纸纸上上上上初初初初定定定定渠渠渠渠线线线线，再再再再进进进进行行行行实实实实际际际际调调调调查查查查，修改渠线，然后进行定线测量。一般不测带状地形图。修改渠线，然后进行定线测量。一般不测带状地形图。修改渠线，然后进行定线测量。一般不测带状地形图。修改渠线，然后进行定线测量。一般不测带状地形图。斗、农渠的规划也可参照这个步骤进行。斗、农渠的规划也可参照这个步骤进行。第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划五、渠系建筑物的规划布置五、渠系建筑物的规划布置 渠系建筑物：各级渠道上的建筑物渠系建筑物：各级渠道上的建筑物1 1引水建筑物引水建筑物2 2配水配水建筑物建筑物1 1）分水闸）分水闸建在上级渠道向下级渠道分水的地方。建在上级渠道向下级渠道分水的地方。斗、农渠的进水闸惯称为斗门、农门。斗、农渠的进水闸惯称为斗门、农门。结构形式有开敞式和涵洞式两种。结构形式有开敞式和涵洞式两种。第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划2 2）节制闸）节制闸垂直渠道中心线布置。作用：垂直渠道中心线布置。作用：抬抬高高上上游游渠渠道道水水位位，满满足足下下级级渠道的引水要求；渠道的引水要求；下下级级渠渠道道实实行行轮轮灌灌时时，需需在在轮轮灌灌组组的的分分界界处处设设置置节节制制闸闸，以以拦拦断水流。断水流。保保护护渠渠道道上上的的重重要要建建筑筑物物或或险险工工渠渠段段，退退泄泄降降雨雨期期间间汇汇入入上上游游渠段的降雨径流。渠段的降雨径流。2 2配水配水建筑物建筑物五、渠系建筑物的规划布置五、渠系建筑物的规划布置 第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划节制闸节制闸渠道穿越山岗、河沟、道路时，需要修建交叉建筑物。渠道穿越山岗、河沟、道路时，需要修建交叉建筑物。常见的交叉建筑物有隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁等。常见的交叉建筑物有隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁等。4 4衔接建筑物衔接建筑物当当渠渠道道通通过过坡坡度度较较大大地地段段时时，为为了了防防止止渠渠道道冲冲刷刷，保保持持渠渠道道的的设设计计比比降降，就就把把渠渠道道分分成成上上、下下两两段段，中中间间用用衔衔接接建建筑物联结，常见的有跌水和陡坡。筑物联结，常见的有跌水和陡坡。3 3交叉交叉建筑物建筑物第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划五、渠系建筑物的规划布置五、渠系建筑物的规划布置 3 3交叉交叉建筑物建筑物第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划五、渠系建筑物的规划布置五、渠系建筑物的规划布置 渡槽渡槽倒虹吸倒虹吸3 3交叉交叉建筑物建筑物 当渠道通过坡度较大的地段时，为了防止当渠道通过坡度较大的地段时，为了防止渠道冲刷渠道冲刷，保持渠道的设计比降，就把渠道分成上、下两段，中间用保持渠道的设计比降，就把渠道分成上、下两段，中间用衔接建筑物联结，这种建筑物常见的有衔接建筑物联结，这种建筑物常见的有跌水跌水和和陡坡陡坡，4.4.衔接建筑物衔接建筑物第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划跌水跌水陡坡陡坡跌跌水水陡陡坡坡4 4衔接建筑物衔接建筑物 为为了了防防止止由由于于沿沿渠渠坡坡面面径径流流汇汇入入渠渠道道或或因因下下级级(游游)渠渠道道事事故故停停水水而而使使渠渠道道水水位位突突然然升升高高，必必须须在在重重要要建建筑筑物物和和大大填填方方段段的的上上游游以及山洪入渠处的下游修建泄水建筑物，泄放多余的水量。以及山洪入渠处的下游修建泄水建筑物，泄放多余的水量。泄水泄水建筑物建筑物通通常常在在渠渠岸岸上上修修建建溢溢流流堰堰或或泄泄水水闸闸；从从多多泥泥沙沙河河流流引引水水的的干干渠渠，常常在在进进水水闸闸后后开开挖挖泄泄水水渠渠，设设置置泄泄水闸；水闸；为为了了退退泄泄灌灌溉溉余余水水，干干、支支、斗渠的末端应设退水闸和退水渠。斗渠的末端应设退水闸和退水渠。五、渠系建筑物的规划布置五、渠系建筑物的规划布置 第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划v在在各各级级渠渠道道的的进进水水口口需需要要量量测测入入渠渠水水量量，在在末末级级渠渠道道上上需需要要量量测测向向田田间间灌灌溉溉的的水水量量，在在退退水水渠渠上上要要量量测测渠渠道道退退泄泄的水量。的水量。v量水堰量水堰是常用的量水建筑物。是常用的量水建筑物。第一节第一节 灌溉渠系规划灌溉渠系规划五、渠系建筑物的规划布置五、渠系建筑物的规划布置 6 6量水量水建筑物建筑物第二节第二节 田间工程规划田间工程规划田间工程田间工程:最末一级固定渠道最末一级固定渠道(农渠农渠)和固定沟道和固定沟道(农沟农沟)之间的条田范围内的临时渠道、排水小沟、田间道之间的条田范围内的临时渠道、排水小沟、田间道路、稻田的格田和田埂、旱地的灌水畦和灌水沟、小路、稻田的格田和田埂、旱地的灌水畦和灌水沟、小型建筑物以及土地平整等农田建设工程。型建筑物以及土地平整等农田建设工程。一、一、田间工程规划要求和规划原则田间工程规划要求和规划原则 第二节第二节 田间工程规划田间工程规划1 1田间工程规划要求田间工程规划要求 田田间间工工程程要要有有利利于于调调节节农农田田水水分分状状况况、培培育育土土壤壤肥肥力力和和实实现农业现代化。现农业现代化。有完善的田间灌排系统；有完善的田间灌排系统；田面平整，灌水时土壤湿润均匀田面平整，灌水时土壤湿润均匀,排水时田面不留积水排水时田面不留积水 田田块块的的形形状状和和大大小小要要适适应应农农业业现现代代化化需需要要，有有利利于于农农业业机械作业和提高土地利用率。机械作业和提高土地利用率。2 2田间工程规划原则田间工程规划原则 一、一、田间工程规划要求和规划原则田间工程规划要求和规划原则 v 必须在农业发展规划和水利建设规划的基础上进行；必须在农业发展规划和水利建设规划的基础上进行；v 必须着眼长远、立足当前必须着眼长远、立足当前,全面规划全面规划,分期实施分期实施,当年增产当年增产v 必必须须因因地地制制宜宜,讲讲求求实实效效,要要有有严严格格的的科科学学态态度度,注注重重调调查查研研究究,走群众路线。走群众路线。v 要要以以治治水水改改土土为为中中心心,实实行行山山、水水、田田、林林、路路综综合合治治理理,创造良好的生态环境创造良好的生态环境,促进农、林、牧、副、渔全面发展。促进农、林、牧、副、渔全面发展。第二节第二节 田间工程规划田间工程规划条条田田：末末级级固固定定灌灌溉溉渠渠道道（农农渠渠）和和末末级级固固定定沟沟道道（农农沟沟）之间的田块，有的地方称为耕作区。之间的田块，有的地方称为耕作区。它它是是进进行行机机械械耕耕作作和和田田间间工工程程建建设设的的基基本本单单元元，也也是是组组织织田间灌水的基本单元。田间灌水的基本单元。排水要求：排水要求：农沟间距农沟间距100200m；机耕要求：机耕要求：条田长度以条田长度以400800m为宜；为宜；田间用水管理要求：条田长度不超过田间用水管理要求：条田长度不超过400800m。二、条田规划二、条田规划 第二节第二节 田间工程规划田间工程规划田田间间渠渠系系指指条条田田内内部部的的灌灌溉溉网网,包包括括毛毛渠渠、输输水水垄沟和灌水沟、畦等。垄沟和灌水沟、畦等。1 1）纵向布置）纵向布置灌灌水水方方向向垂垂直直农农渠渠，毛毛渠渠与与灌灌水水沟沟、畦畦平平行行布布置。置。三、田间渠系布置三、田间渠系布置 第二节第二节 田间工程规划田间工程规划2 2）横向布置）横向布置灌灌水水方方向向和和农农渠渠平平行行，毛毛渠渠和和灌灌水水沟沟、畦垂直。畦垂直。第二节第二节 田间工程规划田间工程规划三、田间渠系布置三、田间渠系布置 在以上两种布置形式中，在以上两种布置形式中，纵向布置适用于地形纵向布置适用于地形变化较复杂、土地平整较差的条田变化较复杂、土地平整较差的条田；横向布置横向布置适用于地面坡向一致、坡度较小的条田适用于地面坡向一致、坡度较小的条田。但是，。但是，在具体应用时，田间渠系布置方式的选择要综在具体应用时，田间渠系布置方式的选择要综合考虑地形、灌水方向以及农渠和灌水方向的合考虑地形、灌水方向以及农渠和灌水方向的相对位置等因素。相对位置等因素。第二节第二节 田间工程规划田间工程规划三、田间渠系布置三、田间渠系布置 第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算灌溉渠道系统灌溉渠道系统主要内容：主要内容：v灌溉渠道流量概述灌溉渠道流量概述v灌溉渠道水量损失灌溉渠道水量损失v渠道的工作制度渠道的工作制度v灌溉渠道设计流量推算灌溉渠道设计流量推算v渠道流量进位规定渠道流量进位规定第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算流量是指单位时间内通过某一过水断面的水量，常用符号流量是指单位时间内通过某一过水断面的水量，常用符号Q Q表示，单位有表示，单位有m m3 3/s/s、L/sL/s、m m3 3/h/h。换算关系换算关系1 m3/s=1000 L/s1 L/s=3.6 m3/h1m3/h=0.278 L/s在在灌灌溉溉实实践践中中，渠渠道道的的流流量量是是在在一一定定范范围围内内变变化化的的，设设计计渠道的纵横断面时，要考虑流量变化对渠道的影响。渠道的纵横断面时，要考虑流量变化对渠道的影响。一一般般以以设设计计流流量量作作为为确确定定渠渠道道过过水水断断面面的的依依据据，同同时时考考虑虑非常规情况下的加大流量和最小流量。非常规情况下的加大流量和最小流量。第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算设设计计流流量量：在在灌灌溉溉设设计计标标准准条条件件下下，为为满满足足灌灌溉溉用用水水要要求求，需需要要渠渠道道输输送送的的最最大大流流量量。通通常常是是根根据据设设计计灌灌水水模模数数（设设计计灌水率）和灌溉面积进行计算的。灌水率）和灌溉面积进行计算的。渠道的净流量：渠道的净流量：需要渠道提供的灌溉流量。需要渠道提供的灌溉流量。渠道的毛流量：渠道的毛流量：计入水量损失后的流量。计入水量损失后的流量。设设计计流流量量是是渠渠道道的的毛毛流流量量，它它是是设设计计渠渠道道断断面面和和渠渠系系建建筑筑物尺寸的主要依据。物尺寸的主要依据。一、灌溉渠道流量概述一、灌溉渠道流量概述 1 1设计流量设计流量第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算最最小小流流量量：在在灌灌溉溉设设计计标标准准条条件件下下，渠渠道道在在工工作作过过程程中中输送的最小流量。输送的最小流量。用修正灌水率图上的最小灌水率值和灌溉面积进行计算。用修正灌水率图上的最小灌水率值和灌溉面积进行计算。应应用用渠渠道道最最小小流流量量可可以以校校核核下下一一级级渠渠道道的的水水位位控控制制条条件件和确定修建节制闸的位置等。和确定修建节制闸的位置等。2 2最小流量最小流量一、灌溉渠道流量概述一、灌溉渠道流量概述 第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算加加大大流流量量：考考虑虑到到在在灌灌溉溉工工程程运运行行过过程程中中可可能能出出现现一一些些难难以以准准确确估估计计的的附附加加流流量量，把把设设计计流流量量适适当当放放大大后后所所得得到到的安全流量。的安全流量。它是设计它是设计渠堤堤顶高程渠堤堤顶高程的依据。的依据。在在灌灌溉溉工工程程运运行行过过程程中中，可可能能出出现现一一些些和和设设计计情情况况不不一一致致的的变变化化，要要求求在在设设计计渠渠道道和和建建筑筑物物时时留留有有余余地地，按按加加大大流量校核其输水能力。流量校核其输水能力。3 3加大流量加大流量第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算一、灌溉渠道流量概述一、灌溉渠道流量概述 第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算二、灌溉渠道水量损失二、灌溉渠道水量损失 由于渠道在输水过程中有水量损失，就出现了净流量由于渠道在输水过程中有水量损失，就出现了净流量(Q(Qn n)、毛流量、毛流量(Q(Qg g)、损失流量（、损失流量（Q Ql l）这三中既有联系、又有）这三中既有联系、又有区别的流量，它们之间的关系是：区别的流量，它们之间的关系是：Qg=Qn+Ql 渠道的水量损失包括渠道的水量损失包括渠道水面蒸发损失渠道水面蒸发损失、渠床渗漏损渠床渗漏损失失、闸门漏水闸门漏水和和渠道退水渠道退水等。水面蒸发损失一般不足渗漏等。水面蒸发损失一般不足渗漏损失水量的损失水量的5 5，在渠道流量计算中常忽略不计。闸门漏水，在渠道流量计算中常忽略不计。闸门漏水和渠道退水取决于工程质量和用水管理水平，可以通过加和渠道退水取决于工程质量和用水管理水平，可以通过加强灌区管理工作予以限制，在计算渠道流量时不予考虑。强灌区管理工作予以限制，在计算渠道流量时不予考虑。渠床渗漏损失水量近似地看作总输水损失水量。渠床渗漏损失水量近似地看作总输水损失水量。把渗漏损失水量和渠床土壤把渗漏损失水量和渠床土壤性质、地下水埋藏深度和出流性质、地下水埋藏深度和出流条件、渠道输水时间等因素有条件、渠道输水时间等因素有关。渠道渗漏损失可分为三个关。渠道渗漏损失可分为三个阶段：阶段：1.垂直渗漏阶段；2.回水渗漏阶段；3.侧向渗漏阶段。二、灌溉渠道水量损失二、灌溉渠道水量损失 第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算1.用经验公式估算输水损失水量用经验公式估算输水损失水量每公里渠道输水损失系数每公里渠道输水损失系数 A渠床土壤透水系数；渠床土壤透水系数；m渠床土壤透水指数；渠床土壤透水指数；Qn渠道净流量，渠道净流量，m3s。第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算土壤透水性参数土壤透水性参数A和和m应根据应根据实测资料分析确定，或借用实测资料分析确定，或借用邻近相似灌区的资料。在缺邻近相似灌区的资料。在缺乏实测资料的情况下，可采乏实测资料的情况下，可采用下表中的数值用下表中的数值。经验公式估算输水损失水量经验公式估算输水损失水量u渠道输水损失流量计算：渠道输水损失流量计算：自由渗流情况下：自由渗流情况下：第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算Ql=LQn灌区地下水位较高，渠道渗漏受地下水壅阻影响，实灌区地下水位较高，渠道渗漏受地下水壅阻影响，实际渗漏水量比计算结果要小。在这种情况下，就要给际渗漏水量比计算结果要小。在这种情况下，就要给以上计算结果的修正系数加以修正。以上计算结果的修正系数加以修正。2 2经验系数估算输水损失水量经验系数估算输水损失水量1 1）渠道水利用系数）渠道水利用系数某某渠渠道道的的净净流流量量与与毛毛流流量量的的比比值值称称为为该该渠渠道道的的渠渠道道水水利利用系数。用系数。第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算渠道水利用系数反映一渠道水利用系数反映一条渠道的水量损失情况，条渠道的水量损失情况，或反映同一级渠道水量或反映同一级渠道水量损失的平均情况。损失的平均情况。2）渠系水利用系数）渠系水利用系数渠系水利用系数：灌溉渠系的渠系水利用系数：灌溉渠系的净流量净流量与与毛流量毛流量的比值。的比值。渠渠系系水水利利用用系系数数反反映映整整个个渠渠系系的的水水量量损损失失情情况况。它它不不仅仅反反映映出出灌灌区区的的自自然然条条件件和和工工程程技技术术状状况况，还还反反映映出出灌灌区区的的管理工作水平。管理工作水平。提水灌区的渠系水利用系数稍高于自流灌区。提水灌区的渠系水利用系数稍高于自流灌区。第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算2 2经验系数估算输水损失水量经验系数估算输水损失水量 3）田间水利用系数）田间水利用系数田田间间水水利利用用系系数数：实实际际灌灌入入田田间间的的有有效效水水量量（对对旱旱作作农农田田，指指蓄蓄存存在在计计划划湿湿润润层层中中的的灌灌溉溉水水量量；对对水水稻稻田田，指指蓄蓄存存在在格格田田内内的的灌灌溉溉水水量量。)和和末末级级固固定定渠渠道道（农农渠渠）放放出出水水量量的的比值。比值。田田间间水水利利用用系系数数是是衡衡量量田田间间工工程程状状况况和和灌灌水水技技术术水水平平的的重重要指标。要指标。第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算2 2经验系数估算输水损失水量经验系数估算输水损失水量4 4）灌溉水利用系数）灌溉水利用系数灌灌溉溉水水利利用用系系数数：实实际际灌灌入入农农田田的的有有效效水水量量和和渠渠首首引引入入水水量的比值。量的比值。它它是是评评价价渠渠系系工工作作状状况况、灌灌水水技技术术水水平平和和灌灌区区管管理理水水平平的的综综合指标。合指标。2 2经验系数估算输水损失水量经验系数估算输水损失水量第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算三、渠道的工作制度三、渠道的工作制度 渠道的工作制度就是渠道的输水工作方式，分为渠道的工作制度就是渠道的输水工作方式，分为续灌续灌和和轮轮灌灌两种。两种。1.1.续灌续灌在一次灌水延续时间内，自始至终连续输水的渠道称为续在一次灌水延续时间内，自始至终连续输水的渠道称为续灌渠道。这种输水工作方式称为续灌。灌渠道。这种输水工作方式称为续灌。一般灌溉面积较大的灌区，一般灌溉面积较大的灌区，干、支渠干、支渠多采用续灌。多采用续灌。第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算同同一一级级渠渠道道在在一一次次灌灌水水延延续续时时间间内内轮轮流流输输水水的的工工作作方方式式叫叫做做轮轮灌灌。实实行行轮轮灌灌的的渠渠道道称称为为轮轮灌灌渠渠道道。一一般般较较大大的的灌灌区区，只在只在斗渠以下斗渠以下实行轮灌。实行轮灌。实行轮灌时，渠道分组轮流输水，分组方式可归纳为两种：实行轮灌时，渠道分组轮流输水，分组方式可归纳为两种：集中分组集中分组插花分组插花分组2 2轮灌轮灌第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算三、渠道的工作制度三、渠道的工作制度 特点：特点：缩短了各条渠道的输水时间，加大了输水流量，同缩短了各条渠道的输水时间，加大了输水流量，同时工作的渠道长度较短，从而减少了输水损失水量，有利时工作的渠道长度较短，从而减少了输水损失水量，有利于农业耕作和灌水工作的配合，有利于提高灌水工作效率。于农业耕作和灌水工作的配合，有利于提高灌水工作效率。因为轮灌加大了渠道的设计流量，也就增加了渠道的土方因为轮灌加大了渠道的设计流量，也就增加了渠道的土方量和渠道建筑物的工程量。如果流量过分集中，还会造成量和渠道建筑物的工程量。如果流量过分集中，还会造成劳力紧张，在干旱季节还会影响各用水单位的均衡受益。劳力紧张，在干旱季节还会影响各用水单位的均衡受益。2 2轮灌轮灌第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算三、渠道的工作制度三、渠道的工作制度 QQ四、灌溉渠道设计流量推算四、灌溉渠道设计流量推算v因为轮灌渠道的输水时间小于灌水延续时间，所以，不因为轮灌渠道的输水时间小于灌水延续时间，所以，不能直接根据设计灌水模数和灌溉面积自下而上的推算渠道能直接根据设计灌水模数和灌溉面积自下而上的推算渠道设计流量。设计流量。v常用的方法是：根据轮灌组划分情况常用的方法是：根据轮灌组划分情况自上而下自上而下逐级分配逐级分配未级续灌渠道（一般为支渠）的未级续灌渠道（一般为支渠）的田间净流量田间净流量；再；再自下而上自下而上逐级计入输水损失水量，推算各级渠道的设计流量。逐级计入输水损失水量，推算各级渠道的设计流量。1 1轮灌渠道设计流量的推算轮灌渠道设计流量的推算第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算1 1）自上而下分配末级续灌渠道的田间净流量）自上而下分配末级续灌渠道的田间净流量 1 1轮灌渠道设计流量的推算轮灌渠道设计流量的推算（1 1）计算支渠的设计田间净流量）计算支渠的设计田间净流量（2 2）由支渠分配到每条农渠的田间净流量）由支渠分配到每条农渠的田间净流量 第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算四、灌溉渠道设计流量推算四、灌溉渠道设计流量推算1 1轮灌渠道设计流量的推算轮灌渠道设计流量的推算第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算2 2）自下而上推算各级渠道的设计流量）自下而上推算各级渠道的设计流量 A A用经验公式估算输水损失的计算方法用经验公式估算输水损失的计算方法（1 1）计算农渠的净流量）计算农渠的净流量（2）推算各级渠道的设计流量（毛流量）推算各级渠道的设计流量（毛流量）第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算四、灌溉渠道设计流量推算四、灌溉渠道设计流量推算（2）推算各级渠道的设计流量（毛流量）推算各级渠道的设计流量（毛流量）B.用经验系数估算输水损失用经验系数估算输水损失 在在大大、中中型型灌灌区区，为为了了简简化化计计算算，通通常常选选择择一一条条有有代代表表性性的的典典型型支支渠渠按按上上述述方方法法推推算算支支、斗斗、农农渠渠的的设设计计流流量量，计计算算支支渠渠范范围围内内的的灌灌溉溉水水利利用用系系数数 支支水水，以以此此作作为为扩扩大大指指标标计计算算其其余支渠的设计流量。余支渠的设计流量。第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算四、灌溉渠道设计流量推算四、灌溉渠道设计流量推算2 2续灌渠道设计流量的计算续灌渠道设计流量的计算续续灌灌渠渠道道设设计计流流量量的的推推算算方方法法是是自自下下而而上上逐逐级级、逐逐段段进进行行推推算。算。由由于于渠渠道道水水利利用用系系数数的的经经验验值值是是根根据据渠渠道道全全部部长长度度的的输输水水损损失失情情况况统统计计出出来来的的，它它反反映映出出不不同同流流量量在在不不同同渠渠段段上上运运行行时时输输水水损损失失的的综综合合情情况况，而而不不能能代代表表某某个个具具体体渠渠段段的的水水量量损损失失情情况况。所所以以，在在分分段段推推算算续续灌灌渠渠道道设设计计流流量量时时，一一般般不不用用经经验系数验系数估算输水损失水量，而用估算输水损失水量，而用经验公式经验公式估算。估算。第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算四、灌溉渠道设计流量推算四、灌溉渠道设计流量推算干渠流量推算图干渠流量推算图第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算四、灌溉渠道设计流量推算四、灌溉渠道设计流量推算2 2续灌渠道设计流量的计算续灌渠道设计流量的计算五、渠道最小流量和加大流量的计算五、渠道最小流量和加大流量的计算 1 1渠道最小流量的计算渠道最小流量的计算 以以修修正正灌灌水水率率图图上上的的最最小小灌灌水水率率值值作作为为计计算算渠渠道道最最小小流流量的依据。量的依据。目目前前有有些些灌灌区区规规定定渠渠道道最最小小流流量量以以不不低低于于渠渠道道设设计计流流量量的的40为为宜宜；也也有有的的灌灌区区规规定定渠渠道道最最低低水水位位等等于于或或大大于于70的设计水位。的设计水位。第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算2 2渠道加大流量计算渠道加大流量计算 渠渠道道加加大大流流量量的的计计算算是是以以设设计计流流量量为为基基础础，给给设设计计流流量量乘乘以以“加大系数加大系数”。轮灌渠道不考虑加大流量。轮灌渠道不考虑加大流量。在抽水灌区，干渠的加大流量按备用机组的抽水能力确定。在抽水灌区，干渠的加大流量按备用机组的抽水能力确定。第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算五、渠道最小流量和加大流量的计算五、渠道最小流量和加大流量的计算 为为了了设设计计渠渠道道时时计计算算方方便便，要要求求渠渠道道设设计计流流量量具具有有适适当当的尾数。的尾数。灌灌溉溉排排水水渠渠系系设设计计规规范范SDJ2l7SDJ2l78484对对渠渠道道流流量量进进位位作了规定。作了规定。六、渠道流量进位规定六、渠道流量进位规定 第三节第三节 灌溉渠道流量推算灌溉渠道流量推算思考题思考题:1.1.渠道系统设计时，选取渠道系统设计时，选取的特征流量有几的特征流量有几个，个，作用是什么作用是什么?2.2.灌溉渠道水量损失包灌溉渠道水量损失包括什么？如何估算轮括什么？如何估算轮灌渠道设计流量。灌渠道设计流量。灌溉渠道系统灌溉渠道系统第四节第四节 灌溉渠道纵横灌溉渠道纵横 断面设计断面设计第四节第四节 灌溉渠道纵横断面设计灌溉渠道纵横断面设计l灌溉渠道的灌溉渠道的设计流量设计流量、最小流量最小流量和和加大流量加大流量确定以后，就确定以后，就可据此设计可据此设计渠道的纵横断面渠道的纵横断面。设计流量设计流量是进行水力计算、确定渠道过水断面尺寸的主要是进行水力计算、确定渠道过水断面尺寸的主要依据。依据。最小流量最小流量主要用来校核对下级渠道的水位控制条件，主要用来校核对下级渠道的水位控制条件，加大流量加大流量是确定是确定渠道断面深度渠道断面深度和和堤顶高程堤顶高程的依据。的依据。一、渠道纵横断面设计原理一、渠道纵横断面设计原理 渠道渠道纵断面纵断面和和横断面横断面的设计是互相联系、互为条件的。的设计是互相联系、互为条件的。在设计实践中，不能把他们截然分开，而要统盘考虑、交在设计实践中，不能把他们截然分开，而要统盘考虑、交替进行、反复调整，最后确定合理的设计方案。为叙述方替进行、反复调整，最后确定合理的设计方案。为叙述方便，把纵、横断面设计方法分别予以介绍。便，把纵、横断面设计方法分别予以介绍。第四节第四节 灌溉渠道纵横断面设计灌溉渠道纵横断面设计p满足渠道的输水、配水；满足渠道的输水、配水；a）流量足；）流量足；b）水位够）水位够p满足渠床稳定条件：满足渠床稳定条件：u渠道渠道横断面横断面设计要求设计要求第四节第四节 灌溉渠道纵横断面设计灌溉渠道纵横断面设计纵向稳定。纵向稳定。要求渠道在设计条件下工作时，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。不发生冲刷和淤积，或在一定时期内冲淤平衡。平面稳定。平面稳定。要求渠道在设计条件下工作时，要求渠道在设计条件下工作时，渠道水流不发生左右摇摆。渠道水流不发生左右摇摆。边坡稳定。边坡稳定。因在渠首进水口和第一个分水口之间水流平顺