渠道横断面设计
渠道纵横断面设计+精品PPT
• 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，底坡逐渐增加
• 干渠、支渠较缓，斗渠、农渠陡
–
R=A0/X
–
Q0=A0*R**(2/3.0)*SQRT(I)/N
–
E＝ABS(Q0-Q)/Q0
–
IF(E.LE.0.001) GOTO 200
– 100 CONTINUE
–
WRITE(*,*) ‘H=’,H
– END
2、迭代公式（梯形渠道）
h2
(nQ)3 / 5 i 3 / 10
(b
2h1 1 m2 b mh1
– 1、地面高程线 – 2、建筑物位置和符号 – 3、设计水位线 – 4、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。
• 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！
– 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；
浅论大中型灌区改造中渠道横断面的选择
降一致 ； Ｃ ——谢才系数 ，一般用曼宁公式 Ｃ
＝
施。
灌 区；设计横 断 面设 计
渠道衬砌方式的选择基本为两种 ，一 种为全断面混凝土护坡 ，一种为浆砌石护
坡。 按照工程改造要坚持安全 、 经济适用 、 美 观的原则。 采用对比的方式 ， 出正确的结 得
果。
１／ｎ ／ ，ｎ为渠床糙率。 Ｒ１ ６
誊
压供 电。楼 内广 泛采 用 多 种 电子 设 备 ，
．Ｎ Ｎ ｉ Ｆ， Ｏ２ Ｆ０ ￣１ Ａ ０ Ｔ ； ｉ Ｏ
《 上 接 第 ８ 页 《 ９
米 以 上 的 部 分 的 钢 构 架 、 外 墙 金 属 门
６、结论
通过两种设计方案的比较 ，决定采用 浆砌石护砌方案 ，其具体理 由如下：
匀流基本公式计算 ，即
Ｑ ＝∞ Ｃ￣ ／Ｒｉ
பைடு நூலகம்
大量的征地费用，在经济角度上非常不可
取 ，因此只能采用渠道的基本规划及纵断 ，
能采用渠道衬砌的方式降低渠道的糙率 ， 加 大渠道的过水能力， 保证渠道的水面线的条
２ ４ ９ ，预制 钢 筋 混 凝土 板 ７ ５ ｍ ６ ６ ｍ ４ ３ ，混 凝 土垫 层 ２８ ｍ 凝 土基 础 ５ １ｍ ，沥 １７ ，混 ０５
溉不供水不计成本的灌溉模式使得渠道设计 标准偏低 ， 过水断面偏小 ， 灌溉历时长 。目
前由于供水由各水库采用集中供水并且供水 历时变 短 ， 想满 足灌 溉 的 要 求 ，必须 加大 要 渠道过流量。但是在实际灌区改造设计 中， 由于灌 区的灌溉面积 、渠道走向、渠道边界 和渠道纵坡 已经确定， 如果重新规划将产生
作 。
５ 投 资估 算
各渠道纵横断面设计
5.2 各级渠道纵横断面设计 5.2.1 典型农渠纵横断面设计 5.2.1.1 典型农渠横断面设计设计流量是进行水力计算,确定渠道过水断面尺寸的主要依据,合理的渠道､横断面除了满足渠道的输水､配水要求外,还应满足渠床稳定条件,包括纵向稳定和平面稳定两个方面｡纵向稳定要求渠道在设计条件下工作,不发生冲刷和淤积,或在一定时期内冲淤平衡｡平面稳定要求渠道在设计条件下工作时,渠道水流不发生左右摇摆｡渠道横断面尺寸要依据渠道设计流量通过水力计算加以确定｡一般情况下采用明渠均匀流公式计算:即Q=AC Ri式中:Q —渠道设计水深(m 3/s) A —渠道过水断面面积(m 2) R —水力半径 i —渠底比降c —谢才系数,一般采用曼宁公式 c=n1R 1/6 进行计算,其中n 为糙率 农渠的渠底比降,为了减少工程量,应尽可能选用和地面相近的渠底比降｡i=0.0029｡渠床糙率系数:由《灌溉排水工程学》P 130表3-13,农渠采用砼护面,预制板砌筑,n=0.017.农渠采用梯形断面,渠道内､外边坡系数m=1.25｡ 采用试算法:初选定b=0.36m, n=0.017, Q=0.123 m 3/s, i=0.0029用迭代公式: h i 10+=hh m b i b nQ ib mi 05/25/3102121+⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛代入数据,经试算得 h=0.23mA=(b+mh)h=0.149 (m 2)V=AQ=0.825(m/s) 渠道的不冲流速和土壤性质,水流含砂量,断面水力要素有关,一般土渠的不冲流速可依据《灌溉排水工程学》P136表3-25中查出,V cs1= 5.0(m/s)V 不冲=KQ 0.1 = 5×0.1230.1=4.054( 查表6-21) 渠道的不淤流速,由不淤流速经验公式:V cd =C 0Q 0.5式中 :V cd 为渠道的不淤流速(m/s)C 0为不淤流速系数,随渠道流量和宽深比而变,见《灌溉排水工程学》P 136,表3-26查得 C 0=0.4V cd =0.4×0.1230.5=0.140(m/s)V cd =0.140(m/s)<V=0.825(m/s)<V cs =4.054(m/s)满足不淤不冲流速,断面尺寸适合,即:b= 0.36 (m), i=0.0029, m=1.25, n=0.017 , Q=0.123｡把最小流量代入迭代公式中得:最小水深 h min =0.14(m) 过水断面 A=0.075(m 2)V min =AQ=0.613(m/s) V cd =0.109(m/s)<V min =0.377(m/s)<V cs =3.859(m/s)满足不淤不冲流速｡预制板厚取0.04m, 砂砾料垫层厚取此处取0.20m ｡ 安全超高Δh 取0.27m,堤顶宽度D 取0.6m5.2.1.2 典型农渠纵断面设计灌溉渠道不仅要满足输送设计流量的要求,还要满足水位控制的要求｡纵断面设计根据灌溉水位要求确定渠道的空间位置,即先确定不同桩号处的设计水位高程,再根据设计水位求渠底高程､堤顶高程等｡为了灌溉要求,各级渠道入口处都应具有足够的水位,这个水位是根据灌溉面积上控制点的高程加上各种水头损失,自下而上逐级推求的｡即:H进=A+△h +∑Li+∑φ式中:H进—渠道进水口处的设计水位 (m)｡△h —控制点地面高程与附近末级固定渠道设计水位的高差,取值范围0.1~0.2 m,此处取0.1m｡L—渠道的长度,L=550m｡i—渠道的比降,此处取i=0.0029｡Φ—水流通过渠系建筑物时的水头损失,此处取0.1m｡H进=A+△h +∑Li+∑φ=1488.580m根据上式求得农渠进水口处水位为1488.580m｡根据典型农渠的设计水位可推求渠底高程､堤顶高程等｡典型农渠的纵断面设计计算表见表5-45.2.2典型斗渠纵横断面设计5.2.2.1下级渠道各分水口水位高程由于农渠处的进水口处的水头损失忽略不计,对于典型斗渠而言,其下级渠道各分水口处水位高程与各农渠进水口设计水位相等｡先拟定斗渠的坡降i =0.0040,确定斗渠的设计水位,由典型农渠处的进水口水位高程+与斗渠之间的距离×比降,得=H 斗进1493.62(m)｡但斗渠分水口处的水位高程不能满足下级渠道的灌水要求,这时就要调整斗渠的设计水位线｡一般采用以下两种方法:一是,保持原有斗渠比降不变,放弃分水口处水位,较高的农渠内部分高地的自流灌溉｡二是改变斗渠比降,将比降放缓,使斗渠设计水位满足农渠的灌水要求｡本设计采用方法一,保持原有比降｡ 5.2.2.2 典型斗渠横断面设计渠道横断面尺寸要根据渠道设计流量通过水力计算加以确定｡采用明渠均匀流公式计算,即渠道横断面尺寸要依据渠道设计流量通过水力计算加以确定｡一般情况下采用明渠均匀流公式计算:即Q=AC Ri式中:Q —渠道设计水深(m 3/s) A —渠道过水断面面积(m 2) R —水力半径 i —渠底比降c —谢才系数,一般采用曼宁公式 c=n1R 1/6 进行计算,其中n 为糙率 渠床糙率系数:由《灌溉排水工程学》P 130表3-13,斗渠采用砼护面,预制板砌筑,n=0.017. 斗渠采用梯形断面,渠道内､外边坡系数m=1.25｡ 采用试算法:用迭代公式: h i 10+=hh m b i b nQ ib mi 05/25/3102121+⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛代入数据,经试算得 h=0.32mA=(b+mh)h=0.243 V=AQ=1.16(m/s) 渠道的不冲流速和土壤性质,水流含砂量,断面水力要素有关,一般土渠的不冲流速可依据《灌溉排水工程学》,V cs1= 5.0(m/s)V 不冲=KQ 0.1 5×0.2660.1=4.405 渠道的不淤流速,由不淤流速经验公式:V cd =C 0Q 0.5式中 :V cd 为渠道的不淤流速(m/s)C 0为不淤流速系数,随渠道流量和宽深比而变,见《灌溉排水工程学》P 136,表3-26查得 C 0=0.4V cd =0.4×0.2660.5=0.212(m/s)V cd =0.212(m/s)<V =1.16(m/s)<V cs =4.405(m/s)满足不淤不冲流速,断面尺寸适合,即:b= 0.36(m), i=0.0040, m=1.25, n=0.017Q=0.266m 3/s ｡把最小流量代入迭代公式中得最小水深 h min =0.21(m) 过水断面 A=0.131(m 2)V min =AQ=0.862(m/s) V cd =0.135(m/s)<V min =0.862(m/s)<V cs =4.02(m/s)满足不淤不冲流速｡由迭代公式试算的水深以及在比降下的各水力要素表见下表(5-5)5.2.2.2.1典型斗渠纵断面设计由前面表5-6可知,斗渠引水口的水位为1493.62m,在此,取为1493.62m,可用闸门将水头壅高0.1m,即满足下级渠道的供水要求｡渠道纵断面图的绘制,应依据以下这些步骤:1）先绘地面高程线(每50米一个桩号,分水口处､建筑物处加桩);2）标绘分水口和建筑物的位置;3）绘渠道设计水位线,把每一点的设计水位连接起来;4）绘渠底高程线｡在渠道设计水位线以下,以渠道设计水深为间距,画设计水位的平行线,该线就是渠底高程线;5）绘渠顶高程线｡安全超高取0.3米,以渠底线向上,以设计水深和安全超高之和为间距,作渠底线的平行线,此线就是渠道的堤顶线;6）最小水位线｡在渠道渠底高程线以上,以渠道的最小水深为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是最小水位线;7）最大水位线｡在渠道渠底高程线以上,以渠道的加大水深为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是最大水位线;8）开挖高程线｡渠底高程减去预制板厚度和砂砾石垫层厚度之和,即在渠底线以下以开挖深度(0.06+0.24米)为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是开挖高程线;9）挖深｡地面高程减去渠底高程得挖深;10）填高｡渠堤高程减去地面高程得填高;斗渠纵断面计算结果见表5-6,5.2.3 典型支渠的纵､横断面设计典型斗渠进水口处水位高程比地面高程高0.552米,由此可假定其它斗渠进水口处水位高程比地面高0.552米,并依次可求得斗渠进水口处水位高程.由上表,推得支渠的引水口水位=1495.456m由此可得,典型支渠进水口处的设计水位为1495.456米｡5.2.3.1典型支渠的横断面设计渠道横断面尺寸要根据渠道设计流量通过水力计算加以确定｡采用明渠均匀流公式计算,即渠道横断面尺寸要依据渠道设计流量通过水力计算加以确定｡一般情况下采用明渠均匀流公式计算:即Q=AC Ri式中:Q—渠道设计水深(m3/s)A—渠道过水断面面积(m2)R—水力半径i —渠底比降c —谢才系数,一般采用曼宁公式 c=n1R 1/6 进行计算,其中n 为糙率 渠床糙率系数:由《灌溉排水工程学》P 130表3-13,支渠采用砼护面,预制板砌筑, n=0.017｡支渠采用梯形断面,渠道内､外边坡系数m=1.25｡渠床糙率系数:由《灌溉排水工程学》P 130表3-13,支渠采用砼护面,预制板砌筑,n=0.017｡为了满足灌区各支渠的分水口水位,考虑施工工程量,对支渠进行变坡,桩号0+000-3+520之间,采用i=0.0028｡=+h i 10hh m b i b nQ ib mi 05/25/3102121+⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛当i=0.0028时,n=0.017,m=1.25,b=0.45m,Q=0.403(m 3/s),将数据代入公式可得设计水深h d =0.39m;当i=0.0028时,过水断面 A=(b+mh)h=0.366 m 2当i=0.0025时,流速V=AQ=1.112(m/s),查《灌溉排水工程学》P136 表3-25得不淤流速为V cs <5.0(m/s),查《灌溉排水工程学》得Vcd>0.3 m/s,设计流速均满足｡同理可得最小水深和加大水深,同时也满足要求｡ 同理可得其它比降下的设计水深､最小水深､加大水深｡ 2-2支渠的水力要素表见表5-7｡5.2.3.2 典型支渠的纵断面设计由5.2.3.1可得,支渠进水口处水位高程为1495.456m ｡可由支渠进水口处水位高程减去沿程损失(Li)可得各点的设计水位｡渠道纵断面图的绘制,应依据以下这些步骤:1）先绘地面高程线(每100米一个桩号,分水口处､建筑物处加桩);2) 标绘分水口和建筑物的位置;3) 绘渠道设计水位线,把每一点的设计水位连接起来;4) 绘渠底高程线｡在渠道设计水位线以下,以渠道设计水深为间距,画设计水位的平行线,该线就是渠底高程线;5) 渠顶高程线｡以渠底线向上,以设计水深和安全超高之和为间距,作渠底线的平行线,此线就是渠道的堤顶线;6）最小水位线｡在渠道渠底高程线以上,以渠道的最小水深为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是最小水位线;7）加大水位线｡在渠道渠底高程线以上,以渠道的加大水深为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是最大水位线;8) 开挖高程线｡渠底高程减去预制板厚度和砂砾石垫层厚度之和,即在渠底线以下以开挖深度(0.08+0.32米)为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是开挖高程线;8）挖深｡地面高程减去渠底高程得挖深;9）填高｡渠堤高程减去地面高程得填高;典型支渠纵断面计算结果见表5-9,5-9典型支渠纵断面图5.2.4 典型分干的纵､横断面设计5.2.4.1 下级渠道各级分水口处水位高程典型支渠进水口水位比地面高 1.017米,可以假定其它支渠进水口水位比地面高1.017米,按此关系依次计算各支渠进水口水位高程｡由上表可得支渠引水口水位与地面高程之差为 1.017m,则其它干渠的引水口水位=各支渠的地面高程+1.017 m,即得各支渠的设计水位｡由此,推得干渠的引水口水位=支渠的地面高程+1.017=1502.417 绘典型干渠的地面高程线,典型干渠的设计水位线要满足给下级渠道的供水要求,及工程费用最小的要求｡其比降应接近典型干渠的天然平均比降｡这样就会出现变坡｡允许支渠分水口处水位与干渠设计水位有误差,当干渠设计水位低于支渠进水口处的水位时,这时节制闸就会放下,抬高水位,以满足支渠的进水口水位,但水不能溢出｡最后的典型干渠的进水口水位高程为1502.417米｡ 5.2.4.2典型分干的横断面设计渠道横断面尺寸要根据渠道设计流量通过水力计算加以确定｡采用明渠均匀流公式计算,即渠道横断面尺寸要依据渠道设计流量通过水力计算加以确定｡一般情况下采用明渠均匀流公式计算:即Q=AC Ri式中:Q —渠道设计水深(m 3/s) A —渠道过水断面面积(m 2) R —水力半径 i —渠底比降c —谢才系数,一般采用曼宁公式 c=n1 R 1/6进行计算,其中n 为糙率 渠床糙率系数:由《灌溉排水工程学》P 130表3-13,支渠采用砼护面,预制板砌筑,n=0.018.典型干渠采用梯形断面,渠道内､外边坡系数m=1.25,床糙率系数:由《灌溉排水工程学》P 130表3-13,支渠采用砼护面,预制板砌筑,n=0.017｡为了满足灌区各支渠的分水口水位,考虑施工工程量,对干渠进行变坡,桩号0+000-2+000之间,采用i=0.004;桩号0+000-2+200之间,采用i=0.0037;桩号0+00-2+200之间,采用i=0.0037｡桩号0+000-4+100之间,采用i=0.0039｡干渠采用预制板防渗,梯形断面｡采用试算法,计算设计水深进行横断面设计｡ ｡桩号0+000-1+050之间,V不冲=KQ 0.1=5×1.4750.1=5.198(m/s)｡V不游=C0Q 0.5=0.4×1.4750.5=0.485(m/s)｡ 桩号0+000-2+200之间,V不冲=KQ 0.1=5×1.0920.1=5.044(m/s),V不游=C0Q 0.5=0.4×1.0920.5=0.418(m/s) 桩号0+000-2+200之间, V不冲=KQ 0.1=5×0.6310.1=4.774(m/s),V不游=C0Q0.5=0.4×0.6310.5=0.318(m/s)5.2.4.3典型干渠的纵断面设计由5.2.4.1可得,干渠进水口处水位高程为1502.417米｡可由干渠进水口处水位高程减去沿程损失(Li)可得各点的设计水位｡1) 先绘地面高程线(每100米一个桩号,分水口处､建筑物处加桩);2) 标绘分水口和建筑物的位置;3) 绘渠道设计水位线,把每一点的设计水位连接起来;4) 绘渠底高程线｡在渠道设计水位线以下,以渠道设计水深为间距,画设计水位的平行线,该线就是渠底高程线;5) 渠顶高程线｡以渠底线向上,以设计水深和安全超高之和为间距,作渠底线的平行线,此线就是渠道的堤顶线;6) 最小水位线｡在渠道渠底高程线以上,以渠道的最小水深为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是最小水位线;7)最大水位线｡在渠道渠底高程线以上,以渠道的加大水深为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是最大水位线;8）开挖高程线｡渠底高程减去预制板厚度和砂砾石垫层厚度之和,即在渠底线以下以开挖深度(0.08+0.32米)为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是开挖高程线;9）挖深｡地面高程减去渠底高程得挖深;10）填高｡渠堤高程减去地面高程得填高;最后结果见表5-115.2.5 总干渠的纵､横断面设计5.2.4.1 下级渠道各级分水口处水位高程典型分干渠进水口水位比地面高0.614米,可以假定其它分干渠进水口水位比地面高0.614米,由上表可得分干渠引水口水位与地面高程之差为0.614m,则其它干渠的引水口水位=各支渠的地面高程+0.614 m,即得各支渠的设计水位｡由此,推得总干渠的引水口水位=分干渠的地面高程+0.2=1518.614绘总干渠的地面高程线,总干渠的设计水位线要满足给下级渠道的供水要求,及工程费用最小的要求｡其比降应接近总干渠的天然平均比降｡这样就会出现变坡｡允许分干渠分水口处水位与总干渠设计水位有误差,当总干渠设计水位低于分干渠进水口处的水位时,这时节制闸就会放下,抬高水位,以满足分干渠的进水口水位,但水不能溢出｡最后的总干渠的进水口水位高程为1518.614米｡5.2.4.2 总干渠的横断面设计渠道横断面尺寸要根据渠道设计流量通过水力计算加以确定｡采用明渠均匀流公式计算,即渠道横断面尺寸要依据渠道设计流量通过水力计算加以确定｡一般情况下采用明渠均匀流公式计算:即Q=AC Ri式中:Q—渠道设计水深(m3/s)A —渠道过水断面面积(m 2) R —水力半径 i —渠底比降c —谢才系数,一般采用曼宁公式 c=n1 R 1/6进行计算,其中n 为糙率 渠床糙率系数:由《灌溉排水工程学》P 130表3-13,支渠采用砼护面,预制板砌筑,n=0.018 典型干渠采用梯形断面,渠道内､外边坡系数m=1.25,床糙率系数:由《灌溉排水工程学》P 130表3-13,支渠采用砼护面,预制板砌筑,n=0.017｡为了满足灌区各支渠的分水口水位,考虑施工工程量,对干渠进行变坡,桩号0+000-0+220之间,采用i=0.0037;桩号0+220-4+450之间,采用i=0.0037｡总干渠采用预制板防渗,梯形断面｡采用试算法,计算设计水深进行横断面设计｡ 总干渠桩号0+000-0+220之间,边坡系数m=1.25,b=0.6m,n=0.017,i=0.0037,Q=3.314(m3/s)时,把数据代入公式(5-3)中得 设计水深 h d = 0.91m过水断面 A=(b+mh)h=1.581(m 2) 流速 V=AQ=2.096(m/s) 不冲流速 KQ 0.1=5×3.3140.1=5.636(m/s) , V 不游=C0Q 0.5=0.4×3.3140.5=0.728(m/s)流速满足不淤不冲流速｡ 总干渠桩号0+220-4+450之间,边坡系数m=1.25,b=0.6m,n=0.017,i=0.0037,Q=1.602(m3/s)时,把数据代入公式(5-3)中得 设计水深 h d = 0.65m过水断面 A=(b+mh)h=0.918 (m 2) 流速 V=AQ=1.745 (m/s) V 不冲=KQ 0.1=5× 1.6020.1= 5.241(m/s),V 不游=C0Q 0.5=0.4×1.6020.5= 0.506(m/s)同理可得干渠各段的设计水深､加大水深､最小水深｡在0+220处,流量发生了较大的变化,由3.314变成1.602,故在此处(分水闸后)渠道断面发生变化,水深0.91变成0.65｡见表5-12.典型总干渠的水力要素见表5-125.2.4.3 总干渠的纵断面设计由5.2.4.1可得,总干渠进水口处水位高程为1518.614米｡可由干渠进水口处水位高程减去沿程损失(Li)可得各点的设计水位1) 先绘地面高程线(每100米一个桩号,分水口处､建筑物处加桩);2) 标绘分水口和建筑物的位置;3) 绘渠道设计水位线,把每一点的设计水位连接起来;4) 绘渠底高程线｡在渠道设计水位线以下,以渠道设计水深为间距,画设计水位的平行线,该线就是渠底高程线;5) 渠顶高程线｡以渠底线向上,以设计水深和安全超高之和为间距,作渠底线的平行线,此线就是渠道的堤顶线;6) 最小水位线｡在渠道渠底高程线以上,以渠道的最小水深为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是最小水位线;7)最大水位线｡在渠道渠底高程线以上,以渠道的加大水深为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是最大水位线;10）开挖高程线｡渠底高程减去预制板厚度和砂砾石垫层厚度之和,即在渠底线以下以开挖深度(0.08+0.32米)为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是开挖高程线;11）挖深｡地面高程减去渠底高程得挖深;11）填高｡渠堤高程减去地面高程得填高;最后结果见表5-13.5.3 各级典型排水沟的纵､横断面设计5.3.1 典型农排的纵､横断面设计5.3.1.1 典型农排的横断面设计农排不进行设计,采用经验公式计算横断面设计｡1)农排的底宽b. 排水沟一般是机械开挖,在(0.6-1.0米),所以农排的底宽渠0.8米;2)农排的深度D｡当作物允许的地下水位Δh一定时,农排的深度D公式: D=ΔH+Δh+s其中: D—农排深度;ΔH—作物要求的地下水埋深(m),由《灌溉排水工程学》P202表6-11,地下水临界深度值中,查得ΔH=1.7-2.3米, 取ΔH为2m｡Δh—当两沟之间的中心点的地下水位至ΔH时,地下水位与沟水位之差,一般不小于0.2-0.3米,取0.2mS—农排中的水深,排地下水时,沟内水深很浅,一般取0.1~0.2m,取0.1m故求得D=2+0.2+0.1=2.3m3)边坡系数m此设计排水沟采用梯形断面,因为是土质排水沟,查《灌溉与排水工程设计规范》知边坡系数为2.0~2.5,取m=2.54）沟底坡降根据排水及地形要求,采用坡降i=0.0038｡5)糙率查《灌溉与排水工程设计规范》知n=0.025~0.03,取n=0.03｡6)推求农排上口宽BB=b+2mD=0.8+2*2.5*2.3=12.3m7)沟堤宽度为D堤D堤根据行人及堆土时确定,经验取1m8)农排占地宽度B占B占=2D堤+B=2*1+12.3=14.3m｡农排水力要素表见表5-14｡5.3.1.2农排纵断面设计1)典型农排的沟顶高程根据地面高程线的趋势,确定出一条最接近地面线的一条线,即沟顶高程线｡2）典型农排的沟顶线向下平移沟深D(2.3m),即为典型农排的沟底线｡典型农排纵断面计算见表5-15,5.3.2 典型斗排的纵､横断面设计5.3.2.1 横断面设计1流量设计○1由于本灌区缺少日常排水模数,实测资料,结合灌区排水模数为0.081m3/s/万亩｡○2流量推求运用公式Q日=q日*A式中Q日—日常设计流量q日—日常排水模数A-典型农排控制面积,故Q日=0.081*0.14225=0.012m3/s2底宽设计为了满足机械开挖要求及输水要求,取b=1m｡3边坡系数m此设计排水沟采用梯形断面,因为是土质排水沟,查《灌溉与排水工程设计规范》7.1.10知边坡系数为2.0~2.5,取m=2.5｡4沟底坡降根据排水及地形要求,采用坡降i=0.0034｡5糙率查《灌溉与排水工程设计规范》知n=0.025~0.03,取n=0.03.6将以上有关数据带入明渠均匀流公式Q=｡(1)1ibhmhb+=+试算出h太小,故取h=0.1m｡因为水深太小,流速也很小,所以会发生淤积,但是可以进行处理｡排水沟一般不会出现冲刷现象｡斗排水力要素表见表5-16｡8 斗排上口宽B=b+2mD=1+2*2.5*2.5=13.5m9 斗沟堤宽D堤根据经验取1m｡10斗沟占地宽度B占B占=2D堤+B=2*1+13.5=15.5m｡5.3.2.2斗排纵断面设计1 典型斗排的沟底高程由典型农排出口处降低0.1-0.2m,在这里降低0.1m,降0.1m以后点绘在典型斗排的典型农排进口处,由典型斗排的地面高程下降沟深D,点绘另一点, 由以上两点确定一条直线,即为典型斗排的沟底线｡2典型斗排的沟顶高程典型斗排的沟底线向上平移沟深D(2.5m),即为典型斗排的沟顶线｡3 挖方深度挖方深度=地面高程-沟底高程｡典型斗排纵断面计算见表5-17,5.3.3典型支排纵横断面设计5.3.3.1 横断面设计1流量设计(1) 由于本灌区缺少日常排水模数,实测资料,结合灌区排水模数为0.081m3/s/万亩｡(2)流量推求运用公式Q日=q日*A式中Q日—日常设计流量q日—日常排水模数A-—典型支排控制面积故Q日=0.007*0.83744=0.068m/s2底宽设计为了满足机械开挖要求及输水要求,取b=1m｡3边坡系数m此设计排水沟采用梯形断面,因为是土质排水沟,查《灌溉与排水工程设计规范》知边坡系数为2.0~2.5,取m=2.5｡4沟底坡降根据排水及地形要求,采用坡降i=0.0027｡5糙率查《灌溉与排水工程设计规范》知n=0.025~0.03,取n=0.0036将以上有关数据带入明渠均匀流公式Q=｡(1)1ibhmhb++=+试算出h=0.14m,取为0.15m｡7支排的深度D支=D斗+0.2式中D支—支排的深度(m)D斗—斗沟的深度(m)故D支=2.5+0.2=2.7m过水面积A=bh+mh2=0.206m2流速v=Q/A=0.404m/s因为v≤v cd=0.3m/s,所以会发生淤积,但可以进行处理｡排水沟一般不会出现冲刷现象｡支排水力要素计算结果见表5-18｡8 支排上口宽B=b+2mD=1.0+2*2.5*2.7=14.5m9 支排堤宽D堤根据经验取1.0m｡10支排占地宽度B占B占=2D堤+B=2*1+14.5=16.5m｡5.3.3.2支排纵断面设计1 典型支排的沟底高程由典型斗沟出口处降低0.1-0.2m在这里降低0.1m以后点绘在典型支排的典型斗沟进口处,由典型支排的地面高程下降沟深D,点绘另一点, 由以上两点确定一条直线,即为典型支排的沟底线｡2典型支排的沟顶高程典型支排的沟底线向上平移沟深D(2.7m),即为典型支排的沟顶线｡3 挖方深度挖方深度=地面高程-沟底高程典型支排纵断面计算表见表5-19,5.3.4典型干排纵横断面设计5.3.4.1横断面设计1流量设计(1) 由于本灌区缺少日常排水模数,实测资料,结合灌区排水模数为0.081m3/s/万亩｡(2)流量推求运用公式Q日=q日*A式中Q日—日常设计流量q日—日常排水模数A-—典型支排控制面积故Q日=0.081*2.8752=0.233m3/s2底宽设计为了满足机械开挖要求及输水要求,取b=1.2m｡3边坡系数m此设计排水沟采用梯形断面,因为是土质排水沟,查《灌溉与排水工程设计规范》7.1.10知边坡系数为2.0~2.5,取m=2.5｡4沟底坡降根据排水及地形要求,i采用自然坡降,坡降i=0.0027｡5糙率查《灌溉与排水工程设计规范》知n=0.025~0.03,取n=0.03｡6将以上有关数据带入明渠均匀流公式Q=｡(1)1ibhmhb++=+试算出h=0.25m,则选为0.25m｡7干排的深度D干=D支+0.2式中D干—干排的深度(m)D支—支排的深度(m)故D支=2.7+0.2=2.9m过水面积A1=bh+mh2=0.456m2,流速v1=Q/A=0.547 ,因为v≤v cd=0.3m/s 所以不会发生淤积｡排水沟一般不会出现冲刷现象｡8 干排上口宽B=b+2mD=1.2+2*2.5*2.9=15.7m9 干排堤宽D堤根据经验取1m｡10支排占地宽度B占B占=2D堤+B=2*1+15.7=17.7m｡5.3.4.2干排纵断面设计1 典型干排的沟底高程由典型支排出口处降低0.1-0.2m在这里降低0.1m以后点绘在典型干排的典型支排进口处,由于典型支排的出口处在典型干排的起点,所以根据典型干排的地面高程进行沟底高程线的绘制,下降沟深D,点绘另一点, 由以上两点确定一条直线,即为典型干排的沟底线｡2典型干排的沟顶高程典型干排的沟底线向上平移沟深D(2.9m),即为典型干排的沟顶线｡3 挖方深度挖方深度=地面高程-沟底高程典型干排的纵断面计算表见5-20,表5-20 典型干排纵断面计算表5.4工程量统计5.4.1各级渠道工程量统计干渠工程量计算过程见表5-21｡典型干渠工程量统计见表5-22｡典型支渠工程量统计见表5-23｡典型斗渠工程量统计见表5-24｡典型农渠工程量统计见表5-25｡5.4.2各级排水沟道工程量统计典型干排工程量统计过程见表5-26｡典型支排工程量统计过程见表5-27｡典型斗排工程量统计见表5-28｡典型农排工程量统计过程见表5-29｡由灌溉规划面积,去掉灌排渠道､道路等的占地面积,即可得出灌溉面积,见表4-1｡。
渠道横断面开挖图
各级渠道纵横断面设计
各级渠道纵横断面设计各级渠道纵横断面设计是在实际工程中对渠道的跨度、水深、坡度等参数进行设计，以确保渠道能够有效地输送水流并达到预期的排水效果。
不同级别的渠道的设计要点和要求会有所不同，下面将分别介绍各级渠道纵横断面设计的主要内容。
农田排水渠道是用于排除农田中的积水、降低灌溉水位以及排除田间径流等目的而建设的渠道。
农田排水渠道的设计主要考虑以下几点：1.渠道底宽：渠道底宽是根据处理的水量、水流速度和淤泥淤堵的可能性来确定的。
底宽越宽，淤泥淤堵的可能性越小，但建造成本相应增加。
2.渠道顶宽：渠道顶宽要根据渠道的功能决定，一般而言，积水渠道的顶宽大于排水渠道的顶宽。
而农田排水渠道一般是建设在农田内部，顶宽不宜过宽，以减少农田占地损失。
3.渠道边坡：根据渠道所处地形、土质条件以及水流速度等因素确定渠道边坡的坡度。
坡度的选择要考虑到黏土的稳定性和防止冲刷的问题。
4.流速：农田排水渠道的流速一般较小，以避免对渠道壁面的冲刷，同时也减小了流失和渠道结构的破坏。
5.泥沙淤积：由于农田排水渠道长时间暴露在土壤和植被之间，容易导致泥沙淤积，流量减小，排水功能降低。
因此，在农田排水渠道设计中应考虑合理的泗河河段的淤积问题。
城镇排水渠道是城市排水系统的重要组成部分，承担着大量的雨水排放任务。
城镇排水渠道的设计主要考虑以下几点：1.渠道水深：城镇排水渠道的水深通常需要考虑雨水排放能力、交通通行安全和河道防洪容量等因素。
水深过浅会导致雨水堵塞，水流速度过大会增加排水渠道的冲刷风险。
因此，在城镇排水渠道设计中需要合理选择水深。
2.渠道流速：城镇排水渠道需要承载大量的雨水流量，因此设计时要保证渠道流速达到一定的要求，以确保雨水可以顺利排放。
流速过大会增加渠道的冲刷风险，流速过小会导致雨水堵塞。
3.渠道坡度：渠道坡度是指渠道河床的垂直下降程度与其前进水平距离之间的比值。
在城镇排水渠道设计中，渠道坡度的选择要根据降雨量、渠道长度和土壤类型等因素来确定。
梯形灌溉渠道横断面设计分析
１ 水 力 最 佳 断 面
按 照水力 学 理论 ， 从 均 匀 流 的公 式 可 以看 出 ， 明 渠 的输 水 能力 取决 于 过水 断面 积 形状 、 尺寸 、 底 坡 和 粗 糙 系数 的大小 ¨ Ｊ 。
式 中： 为 平均 流 速 （ 米／ 秒） ； Ｑ为 设 计 流 量 ， Ｉ ｎ ／ ｓ ； 为过水 断 面 面积 ， ｍ ； Ｒ为水力 半径 ， ｍ； ｉ 为水 面坡
Ａ 为实用 经济 断面 的 过水 断面的设 计 中 ， 根据 《 灌 排 与排 水 Ｔ 程设 计 规 济断 面湿周 ， ｍ； Ｒ为 实用 经济 断 面的水 力半 径 ， ｍ； ｂ
范》 （ Ｇ Ｂ ５ ０ ２ ８ ８ － － － ９ ９ ） ， 渠 道 水 力 最 佳 断 面 计 算 方 为实 用 经济 断 面 底 宽 ， ｉ ｎ ； ／ ３ 为 实 用 经济 断 面 底 宽 与 法（ 参 照附 录 Ｈ） 如下 ： １ ） 梯 形 渠 道 水 力 最 佳 断 面 水 力 要 素 计 算 公
Ｑ＝
ｔ Ｉ
ｉ ￣ ／ ２ Ｒ
２ ／ ３
＝
ｔ Ｉ
…
（ ３ ）
工， 不 能达 到经 济 的 目的 ， 在实 际 应用 中有 很 大 的局
限性。
［ 收 稿 日期 ］ ２ ０ １ ３—０ ３—１ ２ ［ 作 者 简介 】 周春 霞 （ １ ９ ６ ３一） ， 女， 黑龙 江 克 山人 ， 高级 工程 师 ， 主要从 事水利 工程 设计 工作 。
降； Ｃ为 谢 才系数 ； ｎ为糙 率 ； Ｘ为湿周 ， ｉ ｎ 。
２ 在 渠 道 设 计 中水 力最 佳 断 面 和 实 用 经 济
渠道的纵横断面
渠道纵横断面
1.渠道横断面
渠道横断面常用梯形，两侧边坡根据土质情况和开挖深度或填筑高度选定，土渠一般用1:1～1:2,石渠可用到1:。
渠道两侧堤埝顶的填筑高程应为渠内最高水位加超高。
一般超高不小于。
堤顶宽度根据交通要求和维修管理条件确定。
渠底宽度取决于施工条件。
人工开挖的，一般不小于；机械开挖的，不小于～。
断面尺寸,可根据给定的设计流量、纵坡、糙率和边坡系数等用明渠均匀流公式计算确定。
2.渠道纵断面
渠道线路可根据运用要求，结合地形、地质、施工等条件，初选几条线路，通过技术经济比较，择优选定。
其一般原则和要求是：①尽量避开挖方或填方过大的地段，最好是挖方和填方基本平衡，或挖方略大于填方。
②在平坦地段，线路应力求短直，以减少工程量和水头损失。
当受地形等条件限制、必须转弯时，其转弯半径不宜小于渠道正常水面宽的 5倍。
③避免通过滑坡、透水性强和土壤沉降量大的地段。
④通过山脊，挖方过大时，可选用隧洞；遇山谷，可采用倒虹吸管或渡槽。
⑤尽量避免与道路、河流或其他渠道交叉，以减少交叉渠系建筑物。
此外，还需考虑施工时的交通运输、动力和水源供应以及施工场地、取土场和弃土场的布置等。
各级渠道纵横断面设计
各级渠道纵横断面设计1. 概述渠道是用于引导、控制和排除水流的工程设施，通过设计合理的渠道纵横断面，可以提高水流的流速和流量，从而达到更高的排水和引水效果。
渠道纵横断面设计是根据渠道所处的地理环境、水流特性、流量要求等因素，对渠道的横截面形状、尺寸和坡度进行合理的设计，以确保渠道具有良好的自清能力和输水能力。
本文将介绍各级渠道纵横断面设计所需考虑的因素，以及常见的渠道纵横断面形状和设计原则。
2. 渠道纵横断面设计要考虑的因素2.1 地理环境因素地理环境因素包括地形、土壤类型、地质条件等。
在设计渠道纵横断面时，需要考虑地形的高差和曲线变化，选择合适的渠道坡度和曲线半径，以提高水流的流速和流量。
此外，不同的土壤类型和地质条件对渠道的稳定性和排水能力也会有影响，需要进行相应的设计措施。
2.2 水流特性水流特性包括水流速度、水流量、水流深度等。
根据渠道所需的水流速度和流量要求，可以确定渠道的横截面尺寸和坡度。
一般来说，水流速度较快的渠道可以选择较陡的坡度和较小的横截面面积，以提高水流速度和流量；而水流速度较慢的渠道则需要选择较缓的坡度和较大的横截面面积，以避免积水和堵塞。
2.3 渠道用途渠道的用途包括排水渠、引水渠、灌溉渠等。
不同用途的渠道对纵横断面的设计要求也不同。
例如，排水渠需要具有良好的自清能力和排水能力，横截面形状一般为梯形或V形；引水渠需要具有较大的输水能力，横截面形状一般为矩形或梯形，并考虑到渠道抗渗性能等。
2.4 维护和运维要求渠道的维护和运维是渠道纵横断面设计的重要考虑因素之一。
合理的渠道纵横断面设计应该考虑到渠道的维护和运维要求，便于清淤、检修和巡视。
3. 渠道纵横断面形状和设计原则3.1 渠道纵断面形状常见的渠道纵断面形状包括：•矩形断面：矩形断面的渠道在横向上具有较大的宽度，可以提供较大的横截面面积和流量。
适用于较大的引水渠或排水渠。
•梯形断面：梯形断面的渠道在横向上具有逐渐减小的宽度，有利于水流的流速和自清能力。
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灌区2003
年实施方
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