如何设计灌溉渠道的断面
灌溉渠道的纵断面图绘制(精)
灌溉渠道纵断面图的绘制
渠道纵断面图是渠道纵断面设计成果的具体体现和集中反映，它要包括沿渠地面高程线、渠道设计水位线、渠道最小水位线、渠底高程线、堤顶高程线以及分水口和渠道建筑货的位置与型式等内容。
绘制步骤如下：
1.选择比倒尺
高程:1：100或1 ：200,视地形高差大小而定；
距离:1：5000或1 ：10000,视渠道距离长短而定。
2．绘制地面高程线
地面高程线可根据渠道中心线水准测量成泵进行绘制。
若无定线测量成泵，亦可根据地形图上的渠道平面布置图的沿渠距离及其相应的地面高程进行绘制。
3.绘制设计水位线
根据各分水点要求水位和水源或上级渠道的水位，考虑沿渠地形和地质条件以及建筑物的水头损失,选择适宜的渠道比降，绘出渠道设计水位线。
灌溉渠道纵断面设计
灌溉渠道纵断面设计
溉渠道纵断面设计包括沿渠线的地面线、设计水位线。
最高水位线、最低水位线、渠底线和渠顶线、分水口及渠系建构筑物位置等的设计。
C3．1 干、支渠要求的水位控制高程
a）各分水口的水位控制高程，可根据灌溉土地的地面高程加上渠道沿程水头损失和渠水通过各种建筑物的局部水头损失，自下而上逐级推算
B d＝A0＋H＋∑L·i＋∑φ………………（C8）
式中：B d——分水口水位控制高程，m；
A0——渠道灌溉范围内的地面参考点高程，m，地面参考点一般是指最难灌到的地面点；
H——所选参考点与该处末级固定渠道水面的高差，一般取0．l－0．2 m；
L——为各级渠道长度，m；
i——为各级渠道比降；
φ一一一为各级渠道建构筑物的水头损失，m。
b）干渠设计水面线的确定
各支渠分水口要求的水位高程确定以后，便可参考水源引水高程和干渠比降，试定干渠设计水位线，如果水源引水高程不能满足所有支渠分水口水位控制高程，应调整干渠设计水位线。
常用的调整方法有两种：一为保持于渠比降，放弃分水口水位较高的支渠控制的部分高地的自流灌溉；二为将于渠比降变缓，使干渠设计水位线既能满足各支渠引水要求又不超过水源引水高程。
C3．2 渠道纵断面的水位衔接
a）渠道遇到特殊地形时应布置跌水、陡坡等衔接建筑物和渡槽、倒虹吸管。
隧洞等交叉建筑物。
b）上下级渠道水位衔接。
在上一级设置节制闸，抬高上一级渠道的水位；在保证自流灌溉的条件下，降低下一级渠道的渠底高程。
灌溉渠道设计与维护的技术要点
灌溉渠道设计与维护的技术要点灌溉是农业生产中的重要环节，灌溉系统的设计和维护对于农田的水源供应至关重要。
本文将探讨灌溉渠道设计与维护的技术要点，以帮助农民充分利用水资源，提高农田的产量和质量。
一、灌溉渠道设计的技术要点1. 定位灌溉渠道的位置：根据农田的地理条件和水源的位置，合理确定灌溉渠道的走向和长度。
要考虑到水流的坡度、适宜的灌溉输送距离以及避开地势低洼的区域。
2. 选择合适的渠道断面形状和尺寸：灌溉渠道的断面形状和尺寸直接影响到水流的流速和流量。
通常情况下，应选择梯形或矩形渠道断面，尽量避免过宽或过窄的情况。
断面的宽度和深度要根据水流量和水土保持的需要进行合理设计。
3. 保证渠道的平整和光滑：渠道内壁的平整度和光滑度对于减小水流阻力和降低水流中的泥沙含量至关重要。
在渠道施工中，要加强粗加工和细加工，尽量去除渠道内的凸起物和积淤物。
此外，还可以在渠道内涂抹适量的光滑材料，如沥青或水泥浆，以提高渠道的光滑度。
4. 保证渠道的防渗和防蚀：灌溉渠道在长期使用过程中，容易出现渗漏和蚀刻现象。
为了保护渠道的完整性，可以在渠道底部施工防渗层，如塑料防渗膜或水泥渗透浆。
另外，还应采取措施防止渠道因水流速度过大而产生的蚀刻情况，如设置防蚀块或防蚀重物。
二、灌溉渠道维护的技术要点1. 定期清理渠道内的泥沙和淤泥：长期使用后，灌溉渠道内会积聚大量的泥沙和淤泥，这不仅会降低渠道的输水能力，还容易导致渠道堵塞。
因此，定期清理渠道内的泥沙和淤泥非常重要，可以采用机械式或人工手段进行清理。
2. 定期检查渠道的完整性和漏水情况：经常巡视渠道，及时发现和修复渠道中存在的破损和漏水问题。
可以采用光纤渗漏检测仪等设备，对渠道进行全面检测，及时修复损坏的部分，防止水源的浪费和灌溉效果的降低。
3. 加强灌溉水源的保护与管理：水源是灌溉的基础，因此要加强对水源的保护与管理。
可以通过建立水资源管理机构，合理划定水源保护区，加强水资源的监测和调配，合理利用和保护水源，确保灌溉的可持续发展。
浅谈灌区农田水利渠道设计及施工
浅谈灌区农田水利渠道设计及施工一、概述水利渠道是灌区农田灌溉的基础设施，其设计及施工质量直接影响到农田的灌溉效果和农作物的产量。
灌区农田水利渠道的设计及施工至关重要。
本文将就灌区农田水利渠道的设计及施工进行探讨。
二、设计1. 水利渠道的设计原则水利渠道的设计应遵循以下原则：（1）顺应地形：水利渠道应顺应地形，减少渠道的弯曲和折线，以降低水流阻力，提高水的流速，确保有效灌溉。
（2）充分利用水源：设计时应综合考虑水源的输送距离、水流量和水压力，确定渠道的断面尺寸和坡度，以充分利用水源，确保农田的灌溉需求。
（3）保证水质：设计时应考虑水源的水质情况，采取相应的措施，确保水利渠道输送的水质干净、卫生。
（4）保证安全：设计时应保证渠道的结构稳固、耐久、抗冲刷、抗渗漏，并设置必要的防渗、防汛设施，确保水利渠道的安全运行。
2. 渠道断面及泄洪设施设计水利渠道的断面设计是根据输水量、坡度、水质、渠底沉淤和渠道自然条件等因素综合考虑确定的。
一般情况下，渠道断面分为梯形、矩形和圆形三种类型，根据实际情况选择合适的断面形式。
需要充分考虑渠道的泄洪设施，以防止在降雨期间出现渠道泄洪的情况，从而保证渠道及周边地区的安全。
3. 渠道材料选择水利渠道的材料选择直接影响到渠道的使用寿命和维护成本。
一般来说，水利渠道的材料应具备较好的抗腐蚀、抗冲刷、抗渗漏和耐用性能。
常见的渠道材料有水泥砼、聚乙烯、玻璃钢等，根据实际情况选择合适的材料。
三、施工1. 施工前准备在水利渠道的施工前，需要进行详细的勘察及设计，制定施工方案，并做好相关手续的办理。
对施工现场进行认真的清理和平整，确保施工的顺利进行。
2. 施工工艺水利渠道的施工工艺包括开挖、渠道底板和侧墙的垫层、渠道的开挖和抛筑、泄洪设施的设置、渠道的衬砌、渠道的覆土等。
在施工过程中需要对材料的质量进行严格控制，保证施工的质量。
3. 施工质量验收在水利渠道的施工完成后，需要进行质量验收，包括渠道的几何尺寸、渗漏情况、泄洪设施的有效性等方面，确保渠道的施工质量合格。
浅谈灌区农田水利渠道设计及施工
浅谈灌区农田水利渠道设计及施工农田水利渠道是指为农田引水、排水或灌溉而建设的一类渠道。
它直接关系到农田水资源的合理利用和农田的高效生产。
在设计和施工过程中，应合理选取渠道断面、提高渠道的输水能力，降低渠道的耗水量，保证渠道的安全运行，提高农田灌溉效益。
灌区农田水利渠道设计应遵循以下原则：1. 断面选择原则：根据灌区的用水需求和水资源条件，合理选取渠道的断面形式。
常见的渠道断面有矩形、梯形、圆形等，选择断面时应考虑渠道的输水能力、渠道的自洁能力以及渠道的经济性。
2. 库容确定原则：根据渠道的用途和供水周期，确定渠道的库容。
库容的确定要考虑到灌溉需水量和渠道供水能力之间的平衡，以充分满足农田的灌溉需求。
3. 水流速度原则：渠道的水流速度应适中，不能过大，也不能过小。
过大的水流速度会带来能量浪费和水流侵蚀，而过小的水流速度则会导致渠道堵塞。
一般来说，渠道的水流速度应在1.0-1.5m/s之间。
4. 渠道的自洁能力原则：渠道应设计有足够的水力坡度，以保证水流能自行将沉积物冲刷出渠道。
还需设置一定的坡度发曲来增加渠道的自洁能力。
1. 渠道地基处理：在渠道的施工前，需要对渠道的地基进行处理。
要确保渠道的基底平整、坚实，并采取一定的防渗措施，以防止渠道的漏水问题。
2. 渠道边坡处理：渠道的边坡应按照一定的坡度进行处理，并选取合适的防护措施，以防止边坡的坍塌和水土流失问题。
3. 渠道拱顶处理：对于涵洞或较大的渠道断面，需要对渠道的拱顶进行处理，以保证渠道的结构安全和使用寿命。
4. 渠道防渗处理：渠道的防渗问题是关键，需要采取有效的防渗措施。
可选择合适的防渗工程材料，如防渗土工膜等，来保证渠道的完全防渗。
农田水利学第三章 灌溉系统规划设计--渠道设计
用于渠道堤定高程确定
返
灌溉系统规划设计
二、渠道 输水损失与相关系数 • 1.渠道损失 –蒸发、入渗和漏水； –自由入渗和顶托入渗。 • 2.渠道输水损失估算（经验公式）
A m 100 Qn
灌溉系统规划设计
A m Qn
σ-每公里渠道输水损失系数； A－土壤透水系数；m－透水指数；Qn－渠道净流量 – 渠道流量越大，损失比例越小 – 集中轮灌的依据。 • 渠道输水损失水量：Ql=σ*L*Qn – 若考虑地下水顶托或渠道防渗时，需乘修正系数或 折减系数。
灌溉系统规划设计
• 3）田间水利用系数
• 储存于计划湿润层中的水量与灌入田间的水量 之比。
– 与灌水方法和田间工程状况有关； – 是反映灌水技术水平的重要指标； • 4）灌溉水利用系数 •η
水＝η f×η
s
灌溉系统规划设计
三、渠道流量推算
• 1、渠道工作制度 • （1）续灌 –在一次灌水延续时间内，渠道连续输水 • 干渠、支渠多采用续灌 –优点： • 可以使得用水单位受益均匀 • 避免水量过于集中，减少渠道规模，便于组织 生产
灌溉系统规划设计
（二）渠道横断面设计
• 采用明渠均匀流公式； • 确定渠道的底宽、边坡系数、纵向坡度、堤顶 高度和宽度。
灌溉系统规划设计
发生最小流量时，如果下级渠道最小流量时水
位低于上级渠道水位，不需要节制闸，否则需 要节制闸抬高水位保证下游正常取水。 当最小流量过小时，可通过缩短灌水延续时间 的方法增加之。
返
3、加大流量
考虑其他因素可能出现的附加流量而将设计
流量适当扩大
灌溉面积扩大 种植结构调整 降雨径流
灌溉系统规划设计
灌溉渠道断面设计
一个完整的工程施工图，需包括平面图、纵断面图、横断面图。
这是因为我们工程制图是建立在画法几何的正投影法理论基础上的，这种投影图不像中学数学立体几何的轴测投影法（其中的一种，叫斜二测投影法）和美术上的中心投影法那样直观形象，但表达最为精确，所以工程上普遍采用。
正投影图一般要求三面投影，就可以准确的定位一个物体或工程，即正视图（正面投影）、俯视图（水平投影）、侧视图（侧面投影）。
在工程上，即所谓平立剖。
渠道系统的平面图，除了单条渠道的平面投影，还涉及渠系的平面布局，即所谓的总平面布置图。
这属于灌区工程规划的范畴，以后再另外介绍。
本文主要讲灌溉渠道的纵断面和横断面设计。
一、灌溉渠道的横断面设计1、设计标准在《xx省土地治理项目水量平衡分析》中，就多次提到设计标准的问题。
同样的，在渠道工程的设计，乃至所有工程的设计中，都要以设计标准为前提，后面的设计计算都是根据这个标准来的。
2、灌溉保证率灌溉保证率就是灌溉渠道的设计标准。
灌溉保证率是指：预期灌溉用水量在多年灌溉中能够得到充分满足的年数的出现机率。
它等于：设计灌溉用水量全部获得满足的年数/（计算总年数 1）*100%，它是一个百分比。
它的数值越大，表示保证率就越高，就代表降雨很少的枯水年份也能保证灌溉要求。
这一般需要把几十年的水文数据拿出来，然后按照降雨量从大到小进行排序，用序号除以（总年数 1），这个数值越小，表示只要满足那些降雨量多的年份就行了，数值越大，表示那些降雨量少的年份也要满足。
一般把频率为25%的降雨年份作为丰水年,50%频率的降雨年份作为平水年,75%频率的年份为枯水年,接近100%的年份（一般是90%或95%）为特别枯水年。
灌溉保证率定的越大，则后面的灌溉设计流量一定就越大（因为要满足特枯年份都有水灌，特枯年份降雨稀少，要求的灌溉水就多），灌溉水源的规模和渠道断面就要求越大，则造价相应就比较高。
这个灌溉保证率的要求在《灌溉与排水工程设计规范》3.1.2节有要求：广东省的灌溉保证率一般定为90%，除了粤西地区可以减小为85%之外（因为粤西地区地质特征是渗透系数大，地表水蓄水困难，很多需要靠利用地下水资源，标准定的太高造价就大，不过实际设计工作中，一般还是按90%设计）。
灌溉渠道的断面类型及应用
灌溉渠道的断面类型及应用灌溉渠道的断面类型及应用灌溉渠道是农田灌溉系统中的重要组成部分，起到引水、输水和调节水流的作用。
根据渠道的用途和地形条件，灌溉渠道的断面类型各有特点。
下面将介绍四种常见的灌溉渠道断面类型及其应用。
1. 矩形断面矩形断面是最常见的灌溉渠道断面类型，通常由水平底床和垂直侧壁组成，底宽和侧壁高度相对较大。
这种断面类型适用于大断面流量较大的主干渠，能够承载较大的水流压力。
矩形断面的优点是结构简单，易于施工和维护，且能够保持水流稳定。
因此，矩形断面常用于主干渠和干净水渠等水流较大的渠道。
2. 梯形断面梯形断面是较常用的灌溉渠道断面类型之一，其底床呈梯形状，底宽较矩形断面小，侧壁高度较矩形断面高。
梯形断面适用于地势较陡且要求流速较快的地区。
由于底宽较小，梯形断面渠道的流速较快，能够有效地减少泥沙淤积。
此外，梯形断面还可以减小渠道的水力半径，降低渠岸侵蚀的风险。
因此，梯形断面常用于次要渠道和支渠等较小流量的渠道。
3. V形断面V形断面的底床呈V形，两侧是倾斜的边坡，适用于地势较陡或渠道长度较长的地区。
V形断面渠道具有较小的水力半径和较快的流速，能够减小流量对渠道的摩擦阻力，降低能量损失。
此外，V形断面还能够减小渠道面积，降低渠道建设的成本。
因此，V形断面常用于山区的灌溉渠道，能够有效地输送水流，提高灌溉效果。
4. 圆形断面圆形断面是另一种常见的灌溉渠道断面类型，其底床呈半圆形，适用于地势平坦或者有大量泥沙的地区。
圆形断面渠道的优点是水力半径大，摩擦阻力小，能够保持水流稳定，减少能量损失。
此外，圆形断面还能够减小泥沙淤积的风险，提高渠道的通水能力。
因此，圆形断面常用于平原地区的灌溉渠道和泥沙含量较高的区域。
总之，灌溉渠道的断面类型根据不同的要求和地理条件选择不同的形式。
矩形断面适用于大断面流量较大的主干渠，梯形断面适用于地势陡的次要渠道，V形断面适用于地势陡或渠道长度长的山区渠道，圆形断面适用于地势平坦或泥沙多的平原地区。
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如何设计灌溉渠道的断面
钟国梁
贵州省安龙县龙广镇水利管理站
摘要：系统掌握灌溉渠道的设计方法，从何入手，怎样确定渠道过水断面大小。
关键词：灌溉渠道断面设计
随着科学技术的飞速发展，现代农田水利建设的设计要求科学、规范、合理。
工程设计的优劣，直接关系到工程质量、投资、效益。
针对灌溉渠道设计通过本人十余年的工作摸索、实践、总结。
应从如下几个方面考虑：
一、确定灌溉面积，求出灌溉净流量
灌溉面积的确定，是渠道设计的首要条件，确定了灌溉面积，掌握这块面积上灌水定额（指单位灌溉面积上，一次灌水的水量），灌水历时，求得某一时期渠道应通过的净流量。
根据公式：Q净=( m×s)/(3600×T×t)
=(666.7×s×h)/(3600×T×t) （立方米/秒）求出Q净。
式中：m—灌水定额（立方米/秒）
S—灌溉面积（亩）
T—灌水天数
T—每天灌水的小时数
h—灌水层厚度(米)
二、渠道测量、
渠道测量的主要内容是：踏勘选线、中线测量、纵横断面测量。
1、踏勘选线
踏勘选线的任务，是根据水利工程规划所定的渠线方向，引水高程和灌溉面高程，在实地确定一条既经济又合理的渠道中线位置。
沿所定渠道方向布设四等水准路线，进行四等水准测量，每隔1—2km左右设置一个水准点，点位靠近渠道，既要便于日后用来测定渠道高程，又要能够长期保存而不会因施工而遭到破坏。
2、中线测量
渠道中线测量的任务主要是在渠道起迄点间进行定线，测定渠线度，用一系列的里程桩标定渠线经过的位置。
从渠道起点开始，朝着终点或转折点方向用花杆和皮卷尺进行定线和量距。
按照规定间距（一般50m或100m）打桩标定中线位置，用水准测量测定一下桩位高程，看渠线位置是否偏低或偏高。
根据公式：
ＨＡ＝（Ｈ进＋h）-iＤ
确定桩位高程。
式中：H A—A点高程
H进—渠道进水底板高程
H—设计渠深（包括水深和安全超高）
i—设计比降，i=h/d=tga
D—A高渠首距离。
3、纵横断面测量
渠道纵横断面测量的目的，是为了了解渠道沿线一定宽度范围内的起伏情况，为渠道设计、施工提供基本资料。
（一）纵断面测量
纵断面测量的任务就是用水准测量的方法测量渠道中线各里程桩和加桩的
地面高程。
进行纵断面水准测量时，应利用渠道沿线布置的水准点，将渠线分成许多段，每段分别与邻近两端的水准点组成附合水准路线，然后，从首段开始，逐段
进行施测，附和水准路线的长度应不超过2km，高程闭合差应不大于±40√L mm(L 为附和路线长，以km计)；闭合差不用调整，但超限时必须反工。
在每一个测站上，标尺至水准仪的距离应不超过150m；观测和记录应按桩号顺序进行，先读取后视转点读数，再依次读取各视点读数，最后读取前视转点读数（转点桩位地面可放置尺垫），采用视线高法计算各点的高程。
转点读数和高程计算取至毫米，间视读数和高程计算取至厘米。
（二）横断面测量
横断面测量的任务，是在里程桩和加桩位置上测定垂直于渠线方向的各坡度变化点对桩位地面的平距和高差。
进行横断面测量，须先用目估法或十字架定与渠线垂直的断面方向，然后从里程桩或加桩起，用两根华杆在此方向按平置法测量相邻两地面点间的平距和高差。
高差和平距都取至分米。
三、渠道设计
1、渠道的设计流量
渠道过水断面尺寸的大小，主要决定于要求通过的设计流量的大小。
渠道的流量是根据每条渠道控制的灌溉面积决定的。
根据灌溉面积所求出的净流量，考虑到渠系有效利用系数ηc，常取0.6—0.85。
求出设计流量为：
Q设计=Q净/ ηc（立方米/秒）
2、渠道横断面设计
渠道设计流量确定后，需要进一步解决的问题是根据设计流量，通过水力计算，设计出经济合理的渠道断面。
（一）渠道的水力计算
渠道的水力计算用明渠匀流公式进行的。
渠道水力计算的任务主要是解决渠道的过水能力问题，即设计渠道的断面尺寸，以保证通过所需的流量，或校核渠道是否满足输水流量要求等。
根据公式：Q=W×V
式中：Q—流量以立方米/秒计；
W—过水断面积以平方米计；
V—水流在断面中的平均流速以米/秒计。
已知设计流量，要进行断面设计，关键在于确定渠道水流的流速。
渠道水流的速度V与渠道纵坡I有关，纵坡大，流速快，反之，则慢。
对于明渠均匀流的流速V可用公式计算：
V=C√R×i
式中：c—谢才系数，它与水力半径R和糙率n有关，可由下式计算：
C=1/n×R1/6
式中：n—糙率
R—水力半径
水力半径由过水断面W和湿周X（过水边界的周长）两个因素组成。
若过水断面相同，湿周小的渠道，对水流的阻力小，流速大，过水能力亦大；反之，则阻力大，流速小，过水能力小。
即
R=W/X
式中：W—过不断面
X—湿周
根据上述情况，渠道流量Q计算公式韦：
Q=W×V=W×C√R×i
(二)计算参数的选用
渠道纵坡i,边坡系数m,糙率n宽深比a=b/h和渠道允许的不冲不淤流速统称计算参数。
参数选用得是否合理，直接关系到工程量的安全和稳定。
（1）渠道比降的选择
渠道的作用是输水，而水是由高出向低处流动的。
因此，渠道底部必须有一定的倾斜度，这个倾斜度称渠道的比降（或称纵坡）常用i字母表示，即i=h/d=tga
式中：i—比降
H—渠道两端点的高差；
d—两端点的水平距离。
选择比降时考虑几个问题：第一、比降应尽量接近地面坡度，避免挖、填方过大；第二、当水流中含有泥沙时，应选用适宜比降，使水流挟带泥沙，避免淤积渠道；第三、流量大时，比降应较缓。
（2）渠床糙率n的选择
渠道糙率n值是反映渠床表面粗糙程度的，当n值愈大，表面愈粗糙；反之，则光滑。
参数选用参见《水力学》陕西省水利学校出版一书中表6—1，表6—2。
（3）渠道断面宽深比（a=b/h）选择
渠道的断面形式是窄深式还是宽浅式，直接关系到工程量的大小，施工的难易和渠道断面的稳定。
按渠道水力最优断面的宽深比进行渠道断面设计，石方量和衬砌工程量最小。
若己知渠道边坡系数m后，由下表查得相应的a最优值。
在选用宽深比时，除考虑节省工程量的问题外，还应考虑渠道的断面稳定。
根据经验，当流量Q=1—3m3/s时，a=1—3.
（4）渠道允许的不冲不淤流速
在渠道设计中，必须使设计流速在不冲不淤流速之间。
即
V不冲＞V设计＞V不淤
不冲流速值选用参见陕西省水利学校出版《水力学》书中表6—7。
V不淤和渠水中含沙量的大小、泥沙颗粒性质及组成有关。
为了防止渠道中滋生杂草减少过水能力，渠道的设计最小流速，一般不得小于0。
4—0。
6m/s.对清水渠道，最小流速可以允许降低到0。
2 m/s。
（三）渠道横断面尺寸的确定
在认真分析和选取了上述参数后，即可以通过水力计算确定渠道的过水断面尺寸，即底宽b和水深h..根据公式：
Q=W×V=W×C√R×i 令K=W×C√R 得出
Q=K√i
K=Q/√i
式中：K----流量模数m3/s
若己知设计流量度Q、渠道比降i ，渠床糙率n 、及过坡系数m 、根据公式：K=Q/√i
求出K值。
假定一底宽b 及水深h，根据公式：
W=b×h X=b＋2h R=W/X C=1/n×R1/6
K=W×C√R
求出K 值。
如果利用Q=K√i与此同时K=W×C√R公式计算出的两个K值近似相等，则b 、h 值为所求断面尺寸。
否则重新计算，直至得出满意结果为止。
总之，渠道设计必须做到科学、规范、合理、经济、实用的原则。