马清河灌区灌溉系统的规划设计(课程设计)(5)

QBC净?QCD毛?Q3支毛?1.99?1.31?3.30m3/s?BC?QBC毛2.65?1.55 0.453.30?QBC净（1??BCLBC/100）?3.30?（1?1.55?2.01/100）?3.40m3/sC. AB段的设计流量

QAB净?QBC毛?Q2支毛?3.40?1.39?4.79m3/s2.65?1.27 0.454.79?QAB净（1??ABLAB/100）?4.79?（1?1.31?4.03/100）?5.04m3/s?AB?QAB毛D．OA段的设计流量

QOA净?QAB毛?Q1支毛?5.04?1.37?6.41m3/s2.65?1.15 0.456.41?QOA净（1??OALOA/100）?6.41?（1?1.15?3.2/100）?6.65m3/s?OA?QOA毛5.2.5渠道最小流量和加大流量的计算 为保证对下级渠道正常供水，目前有些灌区规定渠道最小流量以不低于渠道设计流量的4000为宜，在此取Q最小?5000Q设，而加大流量为QJ?JQ设（当Q?1，取

J?1.5；当1?Q?5时，取J?1.3；当5?Q?10，取J?1.25）。根据各渠道的设计

流量求得最小流量和加大流量见下表。

表6-1各渠道流量设计表

设计流量 最小流量 OA 干渠 AB BC CD 1 支渠 2 3 4 斗渠 农渠 6.41 5.04 3.4 1.99 1.37 1.39 1.31 1.87 0.568 0.132 3.21 2.52 1.7 0.995 0.685 0.695 0.655 0.935 0.284 0.066 21

最大流量 8.01 6.3 4.42 2.59 1.78 1.81 1.7 2.43 0.767 0.178 6.灌溉渠道的断面设计

6.1渠道横断面设计

由已知资料查表，可取m?1.00 i?OA段：QOA?6.41m3/s 取??1.04，

1?0.00025 n?0.025 4000???5/2??(?4?1)?0.68 宽深比???(21?m2?m)?m?3.08 2?3/8?Qn(??21?m2)2/3?h???5/3(??m)i????b??h?4.75m

?1.54m

A?(b?mh)h?9.71m2B?b?2h1?m?9.12m2

A?1.07m BQ6.41?0.66m/s 所以可得V??A9.71R?校核不冲不淤

V不淤?CR V不冲?KQ0.1

取C?0.3 K?0.62 即有

V不淤?CR?0.3?1.07?0.32m/sV不冲?KQ0.1?0.62?6.41?0.75m/s0.1

因此有V不淤?V?V不冲，满足要求，说明断面尺寸符合要求，即干渠OA段的断面

22

尺寸为：h?1.61m，b?4.75m。

干渠AB、BC、CD段以及典型支渠、斗渠、农渠皆采用经济适用断面计算，其结果列入下表。

表6-2 渠道断面计算表

横断面设计表 断面 Q OA AB BC CD α γ β h b A B R V V不於 V不冲 0.31 0.30 0.27 0.25 0.25 0.20 0.15 0.75 0.73 0.70 0.66 0.66 0.59 0.51 6.41 1.04 0.68 3.08 1.54 4.75 9.71 9.12 1.07 0.66 5.04 1.04 0.68 3.08 1.41 4.34 8.11 8.33 0.97 0.62 3.40 1.04 0.68 3.08 1.22 3.75 6.04 7.19 0.84 0.56 1.99 1.04 0.68 3.08 1.00 3.06 4.04 5.88 0.69 0.49 4支 1.87 1.04 0.68 3.08 0.97 2.99 3.86 5.74 0.67 0.48 典斗 0.57 1.04 0.68 0.83 0.91 0.75 1.52 3.33 0.46 0.37 典农 0.13 1.04 0.68 0.83 0.53 0.44 0.51 1.93 0.26 0.26

经校核皆满足V不淤?V?V不冲，说明以上横断面尺寸都符合要求。

6.2渠道纵断面设计

纵断面设计的任务是根据灌溉水位要求确定渠道的空间位置，包括设计水位、渠底高程、堤顶高程、最小水位等。而为了防止风浪引起渠水漫溢，保证渠道安全运行，挖方渠道的渠岸和填方渠道的堤顶应高于渠道的加大水位，即为安全超高△h?1hj?0.2。又为了便于管理和保证渠道安全运行，挖方渠道的渠岸和填4方的堤顶应有一定的宽度，以满足交通和渠道稳定的需要，即是D?hj?0.3。

6.2.1干渠纵断面设计

利用迭代法计算。（m?1.00 i?OA段：Q最小?3.21

1?0.00025 n?0.025） 4000 23

?nQ最小??A????i??0.6?2.65 B?21?m2?2.83m

0.4A（b?Bh最小） ?b?mh最小?初始选h最小?1.50m，则有h最小进行迭代，最终得h最小?1.05m，即为最小水深。

1hj?0.2?0.463m 4同理可得其它渠道的安全超高见下表。

安全超高△h?表6-3各渠道安全超高设计表

渠道安全超高设计表 渠道 Q最小 A B b hmin h`min (hmin-h`min)/hmin 0.0374 0.0231 0.0153 0.0435 0.0140 安全超高 0.463 0.438 0.413 0.388 0.375 OA 3.21 2.65 2.83 4.95 1.05 1.011 AB 2.52 2.29 2.83 4.48 0.95 0.928 BC 1.70 1.81 2.83 3.57 0.85 0.837 CD 1.00 1.32 2.83 2.69 0.75 0.717 4支 典斗 典农

3OA段：QJ?8.01m/s

0.94 1.27 2.83 2.71 0.7 0.690 0.28 0.61 2.83 0.58 0.7 0.698 0.0031 0.375 0.07 0.27 2.83 0.38 0.41 0.402 0.0205 0.303 ?nQJA????i????0.6?4.59 B?21?m2?2.83m

0.4A（b?Bhj）初始hj?1.5m，则h?j?b?mhj

迭代得hj?1.75m，即为OA段堤顶高程。

24

因此得堤顶宽度为D?hj?0.3?2.05m 同理可得其它渠道的堤顶高度，如下表。

表6-4 各渠道堤顶高度设计表

渠道堤顶高度设计表 渠道 Q加大 A B b hj h`j (hj-h`j)/hj 0.0212 0.0165 0.0392 0.0168 0.0145 D 2.050 1.900 1.800 1.550 1.500 OA 8.01 4.59 2.83 4.95 1.75 1.713 AB 6.30 3.97 2.83 4.48 1.6 1.574 BC 4.42 3.21 2.83 3.57 1.5 1.441 CD 2.59 2.33 2.83 2.69 1.25 1.229 4支 典斗 典农

2.43 2.24 2.83 2.71 1.2 1.183 0.77 1.12 2.83 0.58 1.15 1.111 0.0341 1.450 0.18 0.47 2.83 0.38 0.65 0.624 0.0399 0.950 6.2.2灌溉渠道的水位计算

为了满足自流灌溉的要求，各级渠道入口处都应具有足够的水位。

H进?A0?△h??Li???

式中：H进——渠道进水口处的设计水位，m；

。 A0——渠道灌溉范围内控制点的地面高程（m）

△h——控制点地面与附近末级固定渠道设计水位的高差，取0.1m；

L——渠道的长度，m；

i——渠道的比降；

??——水流通过渠系建筑物的水头损失（m）

表6-5 各渠道设计水位计算表

25

干渠设计水位计算表 渠段 OA AB BC CD

高程Ao 30 28 26 26 Δh 0.1 0.1 0.1 0.1 ∑L 7.3 5.4 2.3 4.2 i 0.00025 0.00025 0.00025 0.00025 ∑Li 0.002 0.001 0.001 0.001 ∑Ψ 0.6 0.35 0.35 0.2 H进 38.00 33.85 28.75 30.50 6.2.3干渠纵断面图的绘制

渠道纵断面图包括：沿渠地面高程线、渠道设计水位线、渠底最低水位线、渠底高程线、堤顶高程线、分水口位置、渠道建筑物及其水头损失等。 渠道断面图的具体数据如下表：

表6-6各渠道纵断面图数据统计表

渠道纵断面图数据统计表 渠段 沿渠地面高程 渠道设计水位高程 渠道最低水位高程 渠底高程 坝顶高程

可根据以上计算所得数据绘制出干渠的纵横断面图 参考文献：

[1] 郭元裕主编．农田水利学．中国水利水电出版社出版，2009 [2] 陈德亮主编．水工建筑物．中国水利水电出版社出版，2003 [4] 吴迟恭主编．水力学．高等教育出版社出版，2008

OA 30 38 34.8 31.59 AB 28 33.85 31.33 28.81 BC 26 28.75 CD 26 30.5 27.05 29.505 25.35 28.51 37.012 33.368 28.963 31.143 26

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