渠道结构计算
D80渠道工程设计
D80渠道工程设计本设计选用张庆乡郝村灌溉农田为典型设计区域，灌溉面积2900亩。
1渠道纵横断面设计灌溉支渠一般应高于地面，使支渠最小水位高于控制面积内中上等地面点15～20cm，干渠进水口水位高程应满足支渠控制面积的引水高程和引水流量，渠道流速、比降尽量保持不冲不淤。
1.1斗、农渠设计流量计算依据前得出的灌溉制度，干渠的设计流量为0.457 m3/s。
1.2渠道断面设计渠道比降：根据地形及渠道纵断面情况，干渠设计比降为1/800；设计流量为0.457m3/s。
渠道断面型式。
根据近几年来灌区改造和开发过程中渠道砌护经验，结合防冻、稳定和过水最优断面分析，斗、农渠采用“U”型断面。
渠道糙率取n=0.014。
各级渠道断面水力要素均按明渠均匀流公式计算：()5.0iQ⋅WRC=⋅⋅式中Q—渠道设计流量（m3/s）；W—渠道过水断面面积(m2)；i—渠道比降；R—水力半径（m），R=W/X；X—湿周（m）；C —谢才系数； 6.11R n C ⋅=；n —渠道砌护糙率取0.014。
经计算和综合考虑施工等因素，采用D80U 型渠，现浇砼U 型渠道设计图采用山西省水利厅发布的定型图册。
2渠系建筑物设计建筑物的设计为达到技术先进、经济合理、安全适用、施工管理方便。
都采用定型设计和砼结构。
本区干渠上有节制、分水口6处。
2.1.结构型式：水闸由进口段、闸室段、出口段组成，进口段由进口渐变护砌段及进口挡土墙组成，出口段由出口渐变护砌段及挡土墙组成，闸室段、进出口段均采用混凝土结构。
2.2斗、农渠闸闸孔宽度计算采用公式宽顶堰公式：g BHo m Q 223⋅⋅⋅⋅=εσδ式中：Q —过闸流量B —闸孔宽M —流量系数，无坝取0.385δ—侧堰引水系数，夹角等于90°时，δ=0.86σ—淹没系数，由Hs/H O 查表确定。
ε—侧收缩系数，取0.9g —重力加速度H O —自堰算起的总水头（m ）闸孔宽B取0.8m,计算结果见设计图,闸底槛顶高程与渠底齐平，闸孔设计按照过水流量与渠道过水断面积相一致的原则确定。
渠道流量及流量分段的计算原则和方法
配 流量 这个 概念 产生 的缘 由。在干 渠 的流量 分 段 计
设轮灌区灌溉面积 为 Ａ ， 轮灌组灌 溉面积 为
Ａ 组。
算时 ， 干渠设计 流量与下级渠 道支渠流量之间要进 加、 减 法运 算 ， 按 照 水 量 平 衡 分 析 的基 本 概 念 ， 水 量 的加减计算应 在同一个计算断 面上进行 ， 不 同断面 上 的量 ， 不 能直 接进 行计 算 ， 应 通 过 折算 到 同一 断面
贝 Ｕ ： Ｑ 渠 净＝
ｒ 轮 灌 组 ： Ｋ 口 ， 舞； ２ 轮 灌 组 ： ， 薏。
１ 轮灌组 内 ， 各渠 道 的设 计 净流量 ：
１ —１ 支渠 ： Ｑ １ — １ 渠 净 ＝Ｋ 口 ｌ×ｑ ×Ａ １ — １；
２ 渠道净流量 的计算方法
２ ． １ 续灌 渠道 的设计 净 流量
（ ４ ）
为例 作对 比说 明 。 ［ 收稿 日期 ］ ２ ０ １ ６— ０ ９— ２ ０
［ 作者 简介 ］ 肖璐 （ １ ９ ８ ４一） ， 女， 江苏沭 阳人 ， 工程 师 ， 研 究方向 为农 田水利 。
一
７ ２ —
渠 的流量 分段计 算 时 ， 干渠设计流量 与下级渠道 支渠流量之 间要 进加 、 减法 运算 ， 按 照水量平 衡分 析的基本概念 ， 水量 的加减计 算应在 同一个计 算断 面上进行 ， 不 同断面上 的量 ， 不能直接
进行计算 ， 应通 过折算 到同一 断面后方可计 算。针对规 范 中渠道 流量设计计算 公式在 实际应 用 中的不足 ， 利用分配流量 的方法 ， 在计算公 式的基 础上推 导分配流量 ， 使流量折算到 同一节 点， 结合渠道灌 区的实 际情况 ， 变换渠道公式计算名称 ， 根据推导 的新公式 ， 进一步简单分析 、
U型渡槽结构计算书
一、基本资料1.1工程等别根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288－99）和《村镇供水工程技术规范》（SL687—2014）的规定，工程设计引水流量为3.9m³/s，供水对象为一般，确定本项目为Ⅳ等小（1）型工程。
主要建筑物等级为4等，次要建筑物等级为5等，临时建筑物等级为5等。
渡槽过水流量≤5m³/s，故渡槽等级均为5级。
1.2设计流量及上下游渠道水力要素正常设计流量1.83m³/s，加大流量2.29 m³/s。
1.3渡槽长度槽身长725m，进出口总水头损失0.5m。
1.4地震烈度工程区位于安陆市北部的洑水镇、接官乡和赵鹏镇三个乡镇，属构造剥蚀丘岗地貌。
根据国家标准1：400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应的地震基本烈度小于Ⅵ度，建筑物不设防。
1.5水文气象资料安陆市属亚热带季风气候区，春秋短，冬夏长，四季分明，兼有南北气候特点。
年最高气温40.5℃,最低气温-15.3℃，多年平均气温15.9℃。
年日照时数1920—2440h，日照率49%，居邻近各县（市）之冠。
太阳总辐射年平均112千卡/cm2，年际变化不大，4-10月辐射量占全年的71.43%。
10℃以上积温为4486—4908℃。
多年平均无霜期246d。
境内多年平均降雨量1117mm，年降雨量很不稳定，最多年份可达1772.6mm （1954年），最少年份只有652.9 mm（1978年），降水量年内分配很不均匀，4-10月份平均降雨量占全年降雨量的85%以上，多年平均蒸发量1587.3mm，由于降水量年际和年内间变化大，导致洪涝旱灾发生频繁。
二、水力计算2.1槽身水力计算槽身水力计算采用明渠均匀流公式：Q=AR2/3i1/2/n式中：Q——设计流量，m3/s；A——槽身过水断面面积，m2；R——水力半径，m；i——槽身纵坡；n——糙率系数，混凝土槽身一般采用n=0.013～0.014。
渠道计算公式
渠道计算公式
1.曼宁方程
曼宁方程是一种基于实测数据进行参数拟合得来的经验公式，适用于渠道流速较于缓慢的情况。
曼宁方程的基本形式如下：
v=(1/n)*(R^(2/3))*(S^(1/2))
其中，v表示水流速度（m/s），n为曼宁摩阻系数，R表示湿周（m），S为渠道底坡（m/m）。
2.克里奇斯-考特与陈凤毓方程
克里奇斯-考特与陈凤毓方程是一种基于物理原理推导得到的渠道流速计算公式，适用于较大流速的情况。
该方程分为两种形式，分别适用于复合、复合-渐变和渐变流动。
-复合流动公式：
v=(k1*(A^(1/2))*(S_C^(1/2)))/(n_C)
-复合-渐变流动公式：
v=(k2*(A^(1/2))*(S_C^(1/2)))*[(1-e^(-k3*(L/Ρ)))]/(n_C)
-渐变流动公式：
v=(k4*(A^(1/2))*(S_G^(1/2)))*[(1-e^(-k5*(L/Ρ)))]/(n_G)
其中，v表示水流速度（m/s），k1、k2、k3、k4、k5为经验系数，A 表示流湿面积（m^2），S_C和S_G分别为复合流动和渐变流动的水面坡
降（m/m），n_C和n_G为摩阻系数，L为渠道长度（m），Ρ为周期（m）。
以上是两种常用的水利渠道计算公式，根据实际情况选择合适的公式进行计算，可以有效地帮助工程师进行渠道设计和水流分析。
u型渠道设计与施工技术浅析
u型渠道设计与施工技术浅析作者：王金奇来源：《农业开发与装备》 2016年第9期摘要：随着现代农业的快速发展和社会生产的不断进步，U型渠道越来被人们所重视，U型渠道的设计与施工是保证农田灌溉，提高渠系水的利用率，提高农作物田间产量的重要环节之一，U型渠道的设计与施工是否合理，对提升农田水利灌溉渠道功能来讲是非常重要的。
为此，针对U型渠道设计与施工进行了全面的浅析，希望对高台县U型渠道的施工和持续发展做出贡献。
关键词：U型渠道；设计；施工1 U型渠道的设计1.1 U型渠道的横断面设计U型渠道采用均匀流原理计算渠道横断面的底宽、口宽、水深和堤顶尺寸，即设计流量。
公式为：Q=AV=A*C√Ri其中：Q为流量；V为流速；A为过水断面面积；i为渠道比降；R为水力半径；c为谢才系数。
设计时首先选择渠道最优设计方案，即工程量最小，投资最少的原则来设计最佳水利断面。
其次选择渠道比降。
渠道比降的选择是否合理直接影响U型渠的工程造价、控制面积的大小，再次也与渠道糙率、边坡系数、稳定渠床宽深及不冲不淤流速有关。
因此渠道比降的选择是很重要的。
为保证U型渠床稳定，设计流速应满足不冲、不淤的要求。
1.2 U型渠纵断面设计U型渠道纵断面设计应根据设计区域的地形图，优先选用等高线平行线以确定其走向，再根据等高线走向、土质情况、田间灌溉要求、水的流量综合确定水力纵坡。
1.3 U型渠水位高程的确定按纵断面中心线确定的纵坡，计算出各里程桩点的渠底、渠顶及设计水位高程数据，结合灌溉面积、流速确定水位高程。
其中：渠底高程为水位高程与设计水深之差，渠顶高程为水位高程与渠道水位超高之和。
1.4 U型渠断面尺寸的确定U型渠水位高程确定后，根据设计区域的灌溉面积、渠道长度与实际情况计算渠道设计损耗流量与净流量之和，再计算U型渠坡降与槽内过水流量，进而确定U型槽断面结构尺寸。
常用的U型槽断面结构尺寸有（宽*深）110*90cm、100*80cm、90*70cm、85*70cm、80*60cm、70*50cm、60*45cm等多种。
混凝土结构：4-1 渡槽槽身横向结构设计
跨中截面内力计算：
底板自重 侧向水压力 槽内水重
标准值 g4k=γ砼bh=25×1×0.3=7.5 kN/m 计算值 g4=g4k=7.5 kN/m 标准值 q4k=γ水bH3=10×1×1.65=16.5 kN/m 计算值 q4=1.15q4k=1.15×16.5=18.98 kN/m 标准值 q5k=γ水bH3=10×1×1.65=16.5 kN/m 计算值 q5=1.15q5k=1.15×16.5=18.98 kN/m
人群荷载：
标准值 q3k=q1kb=2×1=2 kN/m
设计值 q3=γQ q3k=1.2×2=2.4 kN/m
4）内力计算
取l0=1.1l=1.1×0.8=0.88m
M=γ0ψ[(g3＋q3)l02/2]=0.9×1.0×[(2.89＋2.4)
×0.882/2]=1.84 kN·m
5）配筋计算（按单筋设计） C20混凝土，fc=10N/mm2,Ⅰ级钢筋，fy=210N/mm2，
在槽身内转角处及排架立柱与横梁连接处加设补角（设计时忽略其影响）结构布置 图如图1所示。
2.荷 载
（1）荷载标准值：钢筋混凝土重度γ砼=25kN/m3；水的重度γ水=10 kN/m3 栏杆自重g1k=0.5 kN/m2（折算均布荷载）；人群荷载q1k=2 kN/m2；风荷载 q2k=0.25 kN/m2，施工荷载q3k=4.0 kN/m2。
（2）侧墙设计
按受弯构件计算
1）尺寸拟定 取侧墙顶部厚度为h上=200mm（按规范要求 不小于80mm和l/30
=2950/30 = 98 mm）； 侧墙底部厚度为h下=300mm（要求不小于150mm）；纵向取单位宽度 b=1000 mm。 2）计算简图：按固接于底板上的悬臂板计算见图4。
灌溉与排水工程【整编】
一、灌溉与排水工程（一）输配水工程1、明渠（1）渠道断面计算灌溉渠道采用明渠均匀流公式计算，设计一系列断面尺寸，分别计算渠道通过设计流量下的各水力要素，从中选择满足过水流量的断面尺寸。
明渠均匀流公式：（2）灌溉渠道纵断面设计设计灌溉渠道时，要使渠道断面能够通过设计流量和保持渠床稳定，并保证其水位满足自流灌溉的要求。
渠道的水位控制，密切结合沿渠地形条件及灌溉田块参考点高程进行。
为了保证渠道所控制的灌溉面积都能进行自流灌溉，各级渠道在分水点处都具有足够的水位高程。
各分水口的水位控制高程，是根据灌溉土地的地面高程加上渠道沿程水头损失以及渠水通过各种建筑物的局部水头损失，有下式自上而下逐级推算出。
（3）渠道用材的选择参考当地材料价格和来源对浆砌石渠道（M5）、现浇混凝土（C15）渠道、U 型槽渠的进行比较。
浆砌石（M5）渠道不仅造价贵，而且项目所在区域砌石工较少，石料匮乏。
U 型渠道和现浇混凝土（C15）渠道则比较经济也比较容易施工，但U 型渠结构单薄，较容易被破坏。
经综合考虑并征求业主和群众意见，新建渠道选择现浇混凝土渠道；其中为确保现浇混凝土渠道的安全稳定，现浇混凝土渠采用整体式结构，并在施工时沿渠线长度方向设置伸缩缝，原则上控制每12m 设置一道（当地质软弱或施工有其他要求时缝距可作适当调整），缝宽20mm，内嵌沥青板方材。
渠道跌差在50cm 以上的（包括50cm）采用跌水联接上、下渠段进行消能。
（4）流量设计设计流量计算公式：（5）渠道设计新建渠道采用现浇砼结构,现浇砼渠道每隔12 米设置一处横向伸缩缝，伸缩缝内埋置沥青板枋材，板宽为12cm，板厚20mm。
（二）排水工程1、排涝模数计算根据《湖北省短历时暴雨等值线图》本项目区年最大24h 暴雨均值H=120mm,CV ＝0.4，CS=3.5CV,求得p=20%暴雨值为148.1mm。
排涝模数按水田与旱作物分别计算。
（1）水田排涝模数计算公式为：（2）旱作物排涝模数计算公式为：2、排水沟流量计算3、排水沟断面计算排水沟断面设计主要任务是确定排水沟纵横断面尺寸和水位衔接条件，校核排水沟排涝能力和不冲不淤条件。
渡槽设计计算书(实用借鉴)
一、设计基本资料1.1工程综合说明根据丰田灌区渠系规划，在灌区输水干渠上需建造一座跨越小禹河的渡槽，由左岸向右岸输水。
渡槽槽址及渡槽轴线已由规划选定（见渡槽槽址地形图）。
渡槽按4级建筑物设计。
1.2气候条件槽址地区位于大禹乡境内，植被良好。
夏季最高气温36℃，冬季最低气温－32℃，最大冻层深度1.7m。
地区最大风力为9级，相应风速v = 24 m / s。
1.3水文条件根据水文实测及调查，槽址处小禹河平时基流量在0.2—0.4 m3/S之间，有时断流。
洪水多发生在每年7、8月份；春汛一般发生在每年3月上旬，但流量不大。
经水文计算，槽址处设计洪水位为1242.41m，相应流量 Q = 698 m3/S；最高洪水位为1243.83m，相应流量 Q = 1075 m3/S。
据调查，洪水中漂浮物多为树木、牲畜，最大不超过400 kg。
在春汛中无流冰发生。
槽址处小禹河两岸表层为壤土分布；表层以下及河床为砂卵石分布（见渡槽轴线断面图）。
地基基本承载力壤土为34 t / m2；砂卵石为43 t / m2。
1.4工程所需材料要求在建材方面，距槽址50km大禹镇有县办水泥厂一座，水泥质量合格，可满足渡槽建造水泥需要；槽址附近有大量砂石骨料分布，质量符合混凝土拌制需要，运距均在5km以内；槽址东北禹王山有石料可供开采，运距350km。
1.5上、下游渠道资料根据灌区渠系规划，渡槽上下游渠道坡降均为1/5000。
渠道底宽按设计流量计算2.7 m，边坡1：1.5，采用混凝土板衬砌。
渠道设计流量6立方米每秒, 加大流量7.5立方米每秒。
渠道堤顶超高0.5m。
根据灌区渠系规划，上游渠口（左岸）水面高程加大流量时为1251.04m。
下游渠口（右岸）水面高程加大流量时为1250.54m。
渠口位置见渡槽槽址地形图。
1.6设计要求1、学生须在规定期限内独立完成下述毕业设计内容并提交纸质版和电子版毕业设计各一份。
2、毕业设计内容要达到设计的要求，设计说明书要叙述简明，计算正确，符合编写规程要求。
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底板内力计算
底板
弯矩配筋 抗裂计算 Nhomakorabea 回填砂砾石内摩擦角（°） 侧墙底部弯矩（KN*M） 35 65.82650854
砼应力限制值（m㎡/N） 计算最大裂缝宽度（mm）允许最大裂缝宽度（mm） 1.513 0.08 0.3 侧墙底部厚度D1（m） 0.8 墙背回填土压力P3(KN) 27.36 墙背回填土净高（m） 墙背回填土顶面宽x（m）渠宽（m） 4 0.6 10 地基反力q（KN） 13.76896552
砼应力限制值（m㎡/N） 计算最大裂缝宽度（mm）允许最大裂缝宽度（mm） 1.513 0.204 0.3
侧墙弯矩计算 配筋 侧墙 抗裂计算
渠深（m） 4 受拉钢筋面积（m㎡） 1125 受拉钢筋应力（m㎡/N） 69.8 侧墙净高（m） 4 荷载 侧墙自重P1（KN） 21 地板端部弯矩（KN*M） 39.1165775 受拉钢筋面积（m㎡） 1512 受拉钢筋应力（m㎡/N） 177.3
砂砾石容重（KN/m³ ） 19 受拉钢筋 6∅16（1206） 截面边缘计算拉应力（m㎡/N） 0.299 侧墙顶部厚度D0（m） 0.2 侧墙自重P2(KN) 31.5 地板跨中弯矩（KN*M） -132.9954915 受拉钢筋 8∅16（1608） 截面边缘计算拉应力（m㎡/N） 1.652