渠道纵横断面设计精品课件.ppt

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1、 渠道纵横断面设计渠道纵横断面设计渠道纵横断面设计，除满足输水、配水要求外，还应满足渠床稳定要求。纵向稳定：通过控制渠道底坡实现平面稳定：控制宽深比一、设计原理采用明渠均匀流公式二、梯形渠道设计方法设计要求：工程量小A：流量一定时，过水断面最小（挖方量小）B：过水断面一定时，通过流量最大。若考虑衬砌费用，应为湿周最小。思考：填方渠道时，最优断面是否工程量最小？最佳断面满足A、B条件的横断面渠道的纵横断面设计不是相互独立的，而是互相联系的。（一）梯形渠道设计参数确定1、渠道比降i尽量使i与地面坡度一致满足渠床稳定要求小于不冲流速大于不淤流速：多泥沙河流不许考虑。随着渠道设计流量的减少，底坡逐渐增

2、加干渠、支渠较缓，斗渠、农渠陡抽水灌区和平原灌区，渠道底坡宜缓扩大灌溉面积减少提水成本南水北调平坡渠道、河套灌区2、渠床的糙率系数n1）影响因素衬砌材料施工质量是否有杂草等2）选择不当可能产生的后果A：n偏大B：n偏小3、渠道边坡系数m边坡水平投影/垂直投影与渠道土质、深度有关大型渠道需要进行边坡稳定性分析后确定滑坡渗透压力破坏4、宽深比渠道底宽与设计水深之比选择时考虑因素A工程量小大型渠道一般不用最优断面B 断面稳定满足不冲、不淤要求C 通航、养殖等其他要求。5、不冲和不淤流速1）不冲流速稳定渠道允许的最大平均流速，称为不冲流速与渠床土壤质地、水流含沙量等有关由试验确定或经验公式估算VKQ0

3、.12)不淤流速渠道挟沙能力随流速减小而降低，当流速达到一定程度时，泥沙开始沉积。泥沙将沉而未沉时的流速为临界不淤流速。（二）渠道水力计算1、确定渠道设计参数设计流量Q、底坡i、边坡m、糙率n不冲、不淤流速Vcs、Vcd2、选择底宽b,确定水深h3、进行流速校核4、如果流速不满足稳定要求，重复2步骤渠道设计方法的改进1、试算法从小到大试算水深，直至水深所对应的流量等于设计流量 REAL M,N,I,B,X,R,h READ(*,*)M,N,I,B,Q DO 100 H=0.05,10,0.01 A0=(B+M*H)*H X=B+2*SQRT(1+M*M)*H R=A0/X Q0=A0*R*(2

4、/3.0)*SQRT(I)/N EABS(Q0-Q)/Q0 IF(E.LE.0.001)GOTO 200100 CONTINUE WRITE(*,*)H=,HEND2、迭代公式（梯形渠道）迭代法程序REAL M,N,I,B,A,X,R,C,hWRITE(*,*)INPU M,N,I,B,Q IN ORDERREAD(*,*)M,N,I,B,Q E=0.1H1=0.5K=0A=(Q*N)*0.6/I*0.3C=2*SQRT(1+M*M)100 IF(E.GT.0.01)THEN H2=A*(B+C*H1)*0.4/(B+M*H1)E=ABS(H2-H1)/H1 H1=H2K=K+1 GOTO 1

5、00ENDIFWRITE(*,*)H=,H2WRITE(*,*)K=,KEND（三）渠道过水断面以上部分设计1、渠道加大水深通过加大流量时的水深渠道底宽已经确定。2、安全超高防止风浪引起的漫溢而在加大水位以上的超高H0.25hj+0.23、渠道堤顶宽度方便管理满足交通要求，按照道路设计生产道、田间道、支道三、渠道横断面结构1、挖方渠道坡面防护（水土保持）深挖渠道采用复式断面便于施工、汇流2、填方渠道填方渠道稳定性差预留沉降量排水降低浸润线3、半填、半挖渠道可以充分利用弃土，减少运输和水土流失，是最佳形式；挖方量要考虑一定的沉降预留量（1030）四、渠道纵断面设计(一）设计目的满足流量要求（和横

6、断面设计结合，i选择）满足水位控制要求根据灌溉要求确定渠道空间位置（二）设计任务确定不同桩号的设计水位、最小水位和渠顶、渠底线、地面线；根据堤顶和地面线位置确定渠道位置选择是否合适若渠道多为填方或填方过高，则可能是渠道位置选择过低，或者渠道底坡过大；确定渠道建筑物的位置根据上下游水位确定是否需要建筑物；如水闸、迭水、渡槽等等（三）设计步骤1、渠道水位推算水位要求：满足支流灌溉控制点A0确定的原则：渠道缓于地面，渠道进水口最难灌，取渠首处高程渠道陡于地面，渠道末端最难灌溉，取渠尾部高程2、纵断面图绘制（简）内容：五条线、建筑物、水头损失。步骤：1、地面高程线2、建筑物位置和符号3、设计水位线4、

7、渠底线（平行设计水位线减去设计水深）5、最小水位线（渠底最小水深）6、堤顶线（渠底线加大水深超高）7、桩号和高程3、水位衔接（1）同级渠道不同渠段水位衔接A 上下段渠道流量差别不大时，调整渠道宽深比，使其水深一致。可以同时调整，或调整下级渠道；减小底宽、底坡均可增加下游水深。B 上段渠道水位足够时，以下游渠段确定上级渠道渠底。确定下段渠道渠底和水深，下段渠道与上段渠底平齐（较少）C上游渠道水位较低无法抬高时，需要抬高下游渠底（不超过15-20cm)（2）建筑物前后水位衔接A较短的建筑物（图中是点）可将局部水头和沿程水头损失一并考虑，在建筑物中心位置集中扣除B 建筑物较长（图中标注长度），在其进出口和长度方向上扣除局部和沿程损失（图）C跌水可用垂线连接（3）上下级渠道水位衔接A、以设计水位为准，上级渠道水位高于下级渠道；上级渠道设计水深高于下级渠道设计水深，满足支流要求；若发生最小流量，相应水位可能无法满足支流引水要求，需要节制闸B 以下级渠道最小水位为准，抬高上级渠道最小水位；多余水头采用进水闸消除。抬高渠首水位减小渠道底坡谢谢大家！