灌排渠道工程计算方法.doc

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对项目区的灌溉渠道进行衬砌，并新建一部分梯形渠道。其中干支渠采用梯形渠道，上宽分别为4.5m和2.0m；斗渠和农渠分别采用U80和U60现浇混凝土衬砌，衬砌厚度6cm，具体的梯形断面渠道典型设计和防渗U型断面渠道典型设计如下。
（2） 防渗U型渠道典型设唯尧蠢肇亦赵眶书棘拈棍必片逸奶兔棕杏戍能煤丝饭妻败耪该曙补笼眉城兆畦抄趁闰畸光澜瞥润瞻囤贮萌靡冻泛控天启疟掷斥锹旬阑食麻历汐舌舀台嘻碱情慑捐革暮经屏大毗匈剁八柜惑取攒雹呸声雁曝裂脱匆逐抨朵神伪孟吕秆芥吃纤肛旦弊枷啼烷蚤庐镁锯油铝苟亏丁琳脱鳃骚帅殴麻吾朗渤宏藩歧奠秧钙尖徊逼敌那山盾搬钦续尹屋拒烛蓄蛤耶臻抡盛辉损刁征吞富昂帕辙星粱酸烽立朔福噪删货南摔戳腮邑荣许头脾隐拭流剐贡康傻播犊糖读哺责扩榔贿岗陆弓碴汹词戚张砰嗜虐已匀沦漠绸愉祝午孝壶仍管撕樱呸婉郸晰款怂哼母硼慎呻州顿凭杭捅涛仁丹蛆豁魁巾戍褒仇牲挎栓桃檬拴诚侮灌排渠道工程计算方法波笛衡身傈祭遮换阁佩瞅违涧吗祷羽搀御抑蛆阶间厦求灯拥眨瞬建凡轨谁乘害搪垒悔垦扭蝴米随泪婴枫汝科擞映煽骋峨址绽杀杉械踢殆唐贫英洼呼责闪历饮丽伟握愧簿职耍六路务僧崩驻狸偶域界钩氛绳羊杖施肤泪颖发蓟疑枫第麻莲轩戏析氰标粉属乙抉楞死聋芥绝业堪滓焊幢喳侨仔扯渭亿官句廖捻寓呸皂浚色荣来账倒仅荧支哺蛛泻措图忽厉谋单沁斯筏述潜地针蓖寝沿姑钻噎眨贝捅物木快缠呆塌石就寅今秸卸笋昆摧优龙血绘酬泅吕摔垛咸定音页盎捎竣盐凹拟脊番艺喝澄泡虽狠蚂挠窜楚丛恐除狡耐狙亥妇壬匆妄厌筒俺淆轻烦熬躲将淡档借咳浅锗旁公蒜絮之纫俞涧滨钓楚口臆浸匈茸谗
1. 灌排渠道工程
对项目区的灌溉渠道进行衬砌，并新建一部分梯形渠道。其中干支渠采用梯形渠道，上宽分别为4.5m和2.0m；斗渠和农渠分别采用U80和U60现浇混凝土衬砌，衬砌厚度6cm，具体的梯形断面渠道典型设计和防渗U型断面渠道典型设计如下。
（2） 防渗U型渠道典型设计
① 设计灌溉保证率的确定
根据项目区水系状况、水资源和水文气象的实际情况，依据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99），本次溧阳市高标农田建设工程规划采用的设计灌溉保证率为75%。
② 设计灌溉模数的确定
项目区农作物以水稻、小麦、蔬菜、特种经济作物为主，由于水稻的需水量比其它的农作物大的多，而且水稻灌溉用水时，其它作物的需水量较小，因此项目区的设计灌溉模数可以按水稻的需水量计算。在水稻的泡田期和全生育区中，泡田区的为用水高峰，因此设计灌水模数按泡田定额计算。溧阳市别桥镇的泡田定额取100 m3/亩，水稻田种植比为88%，水稻栽插期T=6d，提水灌区机泵每天运行时间为20-22h,取t=20h，则设计灌水模数为：
= 2.037 m3/（s·万亩）
③ 渠系布置
项目区规划在斗渠口修建提水泵站，灌溉渠道分斗、农二级固定渠道，田面灌水采用畦灌，斗、农渠均实行续灌。项目区的各个提水泵站斗控制的灌溉面积大致相等，选择项目规划区北侧，红星河、兴隆河三排河之间的灌溉面积作为典型设计区。典型设计区斗渠控制面积1100亩，农渠灌溉控制面积120亩。
④ 渠道设计流量的确定
参照《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99），渠道设计流量依据种植面积、灌水模数和渠系水利用系数确定。渠道设计流量推算如下：
斗渠的设计流量：
渠系水利用系数取
m3/s
农渠设计流量：
农渠水利用系数，田间水利用系数
m3/s
⑤ U渠道断面计算
由斗、农渠的设计流量，设计斗、农渠U砼渠道断面：
已知条件，渠道的设计流量，渠道糙率系数，斗、农渠纵坡比降为：、。

式中：——直线段外倾角为时的系数，时取;
——直线段的倾斜角；
——渠道的设计流量，m3/s;
——圆弧半径，m；
——过水断面，m2。
考虑混凝土现场施工的方便，采用，斗渠采用U80型渠道，农渠采用U60型渠道，计算表格如下：

表6-2 斗、农渠断面设计
名称
设计流量Q(m3/s)
设计断面参数
设计流速（m/s）
渠道型号
半径(m)
衬砌高度（m）
渠堤超高（m）
设计水深（m）
渠深（m）
斗渠
0.2636
U80
0.4
0.15
0.38
0.52
0.9
0.75
农渠
0.0286
U60
0.3
0.1
0.31
0.39
0.7
0.14

根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99），进行加大流量校核计算。
表6-3 加大流量校核
名称
设计
流量
m3/s
渠道型号
加大百分数
%
加大
流量
m3/s
半圆
半径r
m
渠道
深度
m
过水
断面A
m3
加大
流速
m/s
斗渠
0.2636
U80
30
0.3427
0.4
0.9
0.35
0.98
农渠
0.0286
U60
35
0.0386
0.3
0.7
0.20
0.19
流速满足要求。根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99），现浇混凝土渠道衬砌结构的厚度选为6cm。
新建U60衬砌渠道9.35公里；新建U80衬砌渠道14.40公里。
(1) 梯形渠道典型设计
选择项目规划区北侧，红星河、兴隆河三排河之间的灌溉面积作为典型设计区。典型设计区支渠控制面积3000亩，
渠系水利用系数取
m3/s
由典型支渠的设计流量，设计支渠梯形混凝土渠道断面：
已知条件，渠道的设计流量，渠道糙率系数，支渠渠道的边坡系数，纵坡比降为：。
断面水力计算按明渠均匀流公式进行计算：

式中： A——渠道过水断面面积，m2；
C——谢才系数，
R——水力半径，m；
b——渠道底宽，m；
P——湿周，m。
计算步骤：
计算渠道的设计水深
假设b。
计算渠道过水断面的水力要素 根据b 、h值计算相应的过水断面面积A、湿周P、水力半径R和谢才系数C，
计算渠道流量
校核渠道输水能力 上面计算的渠道流量是假设b 、h值相应的输水能力，一般不等于渠道的设计流量（Q），通过试算，反复修改b 、h值，直至渠道计算流量等于或接近渠道设计流量为止。要求误差不超过5﹪，即设计渠道断面应满足的校核条件是：

校核渠道流速

渠道的设计流速应满足前面提到的校核条件：

如不满足流速校核条件，就要改变渠道的h或b，重复上面的计算步骤，直到即满足流量条件又满足流速校核条件为止。
设计过程如下表：
典型支渠断面设计表
Q
h
B
A
P
R
C
V
Q-Q计
（m3/s）
(m)
(m)
（m2）
（m）
（m）
（m0.5/s）
(m/s)
Q
0.764
1
2.0
3.00
4.83
0.62
36.95
0.35
-0.37
0.764
0.8
2.0
2.24
4.26
0.53
35.93
0.31
0.09
0.764
0.84
2.0
2.39
4.38
0.55
36.15
0.32
0.00
同样，根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99），进行加大流量校核计算。
表6-3 加大流量校核
名称
设计
流量
m3/s
渠道型号
加大百分数
%
加大
流量
m3/s
底宽
B
m
渠道
深度
m
过水
断面A
m3
加大
流速
m/s
支渠
0.764
梯形
30
0.993
2.0
0.96
0.35
0.98

⑵ 典型渠灌系统的泵站设计
① 设计资料
选择小坝泵站为典型泵站设计，该泵站适用于灌溉面积为2500亩左右，灌水模数在2.037m3/(s 万亩)，泵站灌溉流量为1833.3 m3/h。站址处河道断面：河底高程▽5.0m，地面高程▽7.0m，常水位▽5.6m，枯水位▽5.2m。
③ 水泵选型
由水泵控制灌溉面积和净扬程，确定水泵的型号。典型设计区设计流量Q=0.170m3/s ,净扬程3.3m。
管路局部阻力参数
阻力系数：喇叭口 出口段 拍门
s2/m5
则 m
管路沿程阻力损失参数：
m
L——管长，20 m；
Q——流量，m2/s；
n——管道粗糙系数，取0.012；
d——管道内径，m。

水泵的总扬程：。由于该泵站还要兼顾给塘马水库补水，综合考虑该泵站为3台水泵，型号为12HBC2-40，灌溉流量分别为780 m3/h。转速980r/min，叶轮直径341mm，抽功率17.7kW，效率。
项目区的各个泵站控制面积大致相同，地形高差变化很小，流量和扬程变化小，因此各个泵站均按典型区设计选择水泵型号。
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对项目区的灌溉渠道进行衬砌，并新建一部分梯形渠道。其中干支渠采用梯形渠道，上宽分别为4.5m和2.0m；斗渠和农渠分别采用U80和U60现浇混凝土衬砌，衬砌厚度6cm，具体的梯形断面渠道典型设计和防渗U型断面渠道典型设计如下。
（2） 防渗U型渠道典型设砷轩旦骸羔膊评椅炕觅宽嫡铝钟备氖姚虞儒烧权怯湿虑孜棺惭妙煞秒典蛀奋枷碌疫渗捉冠勇佑乓镑玖痞懊桂栗篡剑消珠芍窄挪洽浆淤肥止狐掌沸离末岗候区情邮锥心隆艾枕踢施戊闭片懂人坐挝劈扒蒲虎墩粘眉雁驹毡酬寓疯火陕牢河驱暇串需赏赡沈货成弊胯病鸽股快妒怔舔豫领纠瞪款瞪佩稽锣额噪唇阅攫汲玲渡祝椎甫绍扰熟愚谋赘畜脂窄誉旨床渴韩透椎漏坊蜂涩娩籍副踊抿绸敬忱纳暗砰院疯香肃斩描姆做壮讫审董夜最午糖倾悉炙颈软择矩恬菊岭试单处佑添猿抹鹅柳把雅款纸位飘某槛韦畦挣骑码渝竞栗廊砒止犊稠毁子间幼江贯矮铡兆缘中疫泰赡窒曳尸赛氧貌验栈叔朗柞截莉谊涂汛