任务四 灌溉渠道断面设计
灌溉与排水工程课程教案
《灌溉与排水工程》课程教案一、课程的基本要素1、课程中文名称：灌溉与排水工程2、课程英文名称：Irrigation and Prainage Engineering3、课程编号：0312094、学科分类：农业工程4、课程类别：专业课。
5、课程性质：必修课。
6、适用层次：汉族本科7、适用专业：农业水利工程。
9、学时：总学时60（理论课学时52，实验课学时8）。
10、学分：311、先修课程水力学、水文与水资源学、土壤与农作、地下水利用等有关基础课12.并修课程水工建筑物、水利工程经济、水利工程概预算等二、课程介绍：1、教学目的：通过本课程的教学使学生掌握灌溉与排水的基本理论和灌排技术、灌排系统规划设计方法及地区水利规划的基本知识和方法等。
具体要求为：(1)知识方面了解农田水分变化规律，掌握控制农田土壤水分以及进行合理灌排的基本理论和知识；掌握灌溉排水系统的规划设计方法；掌握灌区田间工程的规划方法；了解灌区水利规划的方法步骤以及掌握有关基本知识；明确农田水利管理工作的重要性，掌握灌排管理的基本知识。
(2)技能方面能根据水源条件选择合理的取水方式，能进行引水工程的水利计算；能进行灌区灌排系统的规划布置；能进行灌排系统的流量计算和纵横断面设计。
(3)能力方面能独立担当中小型灌区的规划设计及灌、排管理工作。
2、课程特点《灌溉与排水工程》是农业水利工程专业的一门主干必修专业课。
其基本任务是：使学生掌握灌溉与排水的基本理论与基本原理，灌排技术，灌排系统规划设计的方法；了解灌、排工程对水环境的影响及其评价；使学生重视灌、排管理；了解灌排系统管理中的一些现代化技术；掌握灌排工程的经济评价，掌握新疆盐碱土防治的水利措施等基本知识和技能。
3、使用教材《灌溉排水工程学》.汪志农主编中国农业出版社出版，2005年5月第一版4、参考教材（1）《农田水利学》（第三版）. 郭元裕主编,中国水利水电出版社,1999年8月（2）《灌溉排水工程学》汪志农主编中国农业出版社出版，2000年5月（3）《农田水利学习题试验集》.张增圻、沈荣开合编, ,水利电力出版社,1994年（4）《新疆垦区盐碱地改良》.罗家雄等编著·水电出版社·1985．4三、教学要求与学习方法1、教学要求由本课程的特点，要求在教学过程中始终贯彻从实践中来到实践中去的认识过程。
灌溉渠道系统规划设计说明书
明渠均匀流：指渠道断面形状、尺寸、渠底坡降、糙率都沿水流 方种向水不流变流，态则称任明一渠断均面匀的流水。深一h般0，渠流道速为v人，工流开速挖分，布水都流不流变态，为此 明渠均匀流。
明渠均匀流计算公式：
Q C
R
i
1
21
R3i2
n
（米 3/秒）
(Q V L V ) tt
进行试算（三次确定后，可在坐标纸上绘图 Q～f（h），根据 Q 确定 h）
求得 h＝1.19
流速校核
V 不淤=0.25m/s＜V Q =0.726m/s＜V 不冲=0.8m/s （满足要求）
渠深=设计水深+安全高=1.19+0.41=1.6 米 （一般要求安全高大于 0.2 米）
加大流量校核 经计算水深不超堤顶高＜1.6 米
进口段
导水墙—也称上游翼墙，有八字形、圆弧形、矩形等进口形式，起导入水 流作用。（浆砌石、砼等材料）
铺盖—即闸前护底（浆砌石、砼材料） 闸底板 （砼、浆砌石等材料）
闸墩 ——闸室分孔和安置闸门用
闸室
闸门——挡水和控制水量和水位用（木、砼、铸铁、钢闸门）
边墩——挡土和支承闸门
工作桥——提升和关闭闸门工作以及栓修闸门用（一般为砼排架结构）
求：b，h
假定：b＝1m，设 h＝1m
W (b mh)h ＝2.5 m2
X b 2h 1 ＝4.8 m
R
W
＝0.52，将有关参数代入 C
1
1
R6
或查表得
X
n
15
C
1
R
1 6
＝35.82
第四章 灌溉渠道系统ppt课件
精选课件ppt
1
本章重点内容：输配水工程和田间工程的规 划、设计方法。
渠道系统的概念：指从水源取水、通过渠道 及其附属建筑物向农田供水、经由田间工 程进行农田灌水的工程系统。
渠道系统的组成：
➢ 渠首工程（取水枢纽） ➢ 输配水工程（渠道） ➢ 田间工程精选课件ppt源自2灌溉排水系 统示意图
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第二节 田间工程规划
三、田间渠系布置
在以上两种布置形式中，纵向布置适用于地形 变化较复杂、土地平整较差的条田；横向布置 适用于地面坡向一致、坡度较小的条田。但是， 在具体应用时，田间渠系布置方式的选择要综 合考虑地形、灌水方向以及农渠和灌水方向的 相对位置等因素。
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第四章 灌溉渠道系统 第三节 灌溉渠道流量推算
在灌溉实践中，渠道的流量是在一定范围内变化的，设计 渠道的纵横断面时，要考虑流量变化对渠道的影响。
一般以设计流量作为确定渠道过水断面的依据，同时考虑 非常规情况下的加大流量和最小流量。
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第三节 灌溉渠道流量推算
一、灌溉渠道流量概述
1．设计流量 设计流量：在灌溉设计标准条件下，为满足灌溉用水要求， 需要渠道输送的最大流量。通常是根据设计灌水模数（设计 灌水率）和灌溉面积进行计算的。 渠道的净流量：需要渠道提供的灌溉流量。 渠道的毛流量：计入水量损失后的流量。 设计流量是渠道的毛流量，它是设计渠道断面和渠系建筑 物尺寸的主要依据。
在平原地区和小型灌区，可用比例尺等于或大于万分之一的 地形图进行渠线规划，先在图纸上初定渠线，再进行实际调 查，修改渠线，然后进行定线测量。一般不测带状地形图。 斗、农渠的规划也可参照这个步骤进行。
精选课件ppt
第四章渠道灌溉系统4-3(园艺)1
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第三节 灌溉渠道流量推算
六、各级渠道设计流量推算
（一般算法自学）
A
B
C
D
各级渠道设计流量推算步骤：
n
k
30
各级渠道设计流量推算步骤：
调查收集资料 确定渠道工作制度
求Q农毛
求
求Q斗毛
干
选择典型支渠
渠
求Q支毛
各
求Q支田净 求Q斗田净
求Q农净
求η支水
段 设 计
2. 渠道设计流量：在灌溉设计标准条件下，为满足灌溉 用水要求，需要渠道输送的最大流量。一般用Q设来表 示，单位为m3/s。
3. 渠道田间净流量：某渠道流量中扣除各种损失灌入田 间的有效流量。
Q田净＝mA/(3600Tt) m为灌水定额（m3/亩）；A为灌溉面积（亩）； T为灌水天数；t为每天灌水小时数。
注意：设计流量也
可用经验系数计算
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第三节 灌溉渠道流量推算
六、各级渠道设计流量推算
（一般算法自学）
3.计算其它各条支渠设计流量
支水
Q3支田净 Q3支设
Q1支田净 A1支 q设
Q1支设
Q1支田净
支水
Q2支田净 A2支 q设
Q2支设
Q2支田净
支水
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第三节 灌溉渠道流量推算
（二）用经验系数估算输水损失量 1. 水的利用系数
①渠道水利用系数：某渠道净流量与 毛流量的比值，即：
渠
Q净 Q毛
如：干渠
Q干净 Q干毛
支渠
Q支净 Q支毛
15
第三节 灌溉渠道流量推算
灌区农田水利渠道设计及施工
灌区农田水利渠道设计及施工在农业生产中，灌区农田水利渠道起着至关重要的作用，它直接关系到农田的灌溉效率、水资源的合理利用以及农作物的生长状况。
因此，科学合理的设计和高质量的施工是确保水利渠道发挥最佳效益的关键。
一、灌区农田水利渠道设计1、规划与布局在进行水利渠道设计之前，需要对灌区进行全面的规划和布局。
首先，要了解灌区的地形地貌、土壤类型、农作物种植结构以及水源情况等。
根据这些因素，确定渠道的走向、长度和分布，以实现水资源的最优分配和灌溉覆盖面积的最大化。
2、流量计算准确计算渠道的流量是设计的重要环节。
流量的大小取决于灌区的面积、农作物的需水量、灌溉方式以及灌溉时间等因素。
通过合理的计算，可以确定渠道的断面尺寸，保证在灌溉高峰期能够满足农作物的用水需求，同时避免渠道过大造成浪费和成本增加。
3、渠道断面设计渠道断面的形状和尺寸直接影响水流的速度和阻力。
常见的渠道断面形状有梯形、矩形和 U 形等。
梯形断面在施工和维护上较为方便，矩形断面过水能力较大，U 形断面则具有较好的水力性能和抗冲刷能力。
在设计时，需要综合考虑各种因素，选择合适的断面形状，并根据流量计算结果确定断面的尺寸。
4、渠道衬砌设计为了减少渠道的渗漏损失，提高水资源的利用率，通常需要对渠道进行衬砌。
衬砌材料有混凝土、预制板、砖石等。
混凝土衬砌具有强度高、耐久性好的优点，但成本相对较高；预制板衬砌施工方便，但整体性较差；砖石衬砌成本较低，但抗渗性能一般。
在选择衬砌材料时，要根据工程的实际情况和投资预算进行综合考虑。
5、附属建筑物设计水利渠道的附属建筑物包括分水闸、节制闸、渡槽、涵洞等。
这些建筑物的设计要满足渠道的运行管理和安全要求。
分水闸和节制闸用于控制渠道的流量和水位，渡槽用于跨越河流、道路等障碍物，涵洞用于穿越填方路段或排水。
二、灌区农田水利渠道施工1、施工准备在施工前，要做好充分的准备工作。
包括测量放线、场地清理、材料准备、设备调配等。
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。
灌溉渠道的断面设计研究
２ ． １ 矩 形 式断 面
如 图 １所 示 为典 型 的 矩 形 式 断 面 渠 道 的 示 意 图。 如 图所
式 的 断 面 比矩 形 和梯 形 的 断 面形 式 占用 的 土地 面 积 都 要 少 ，
示， 结构的混凝土挡墙及底 版厚 ０ ． １ ｍ， 标号 Ｃ １ ５ ， 下铺 碎 石 垫
程． 又能 够 长 期保 存 而 不会 因施 工 而 遭 到破 坏 。
０ ． ７ ｍ． 渠底 块石 厚 ０ ． ２ ｍ 混凝 土护 坡 边 坡 系数 ０ ． ５ ． 混凝 土护 坡
（ １ ） 要 进 行 踏 勘 选 线 工作 。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 地 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
２ ． ２ 梯形 式 断 面
当， 渠道 设 计 流 速 必 须 小 于 渠 床 土 壤 的 允许 不 冲 流 速 ． 大 于 允
济 条 件 有 限 或 者 用 地 有 限 制 的 情 况 下 ．慎 重 选择 这种 断 面 形
２ ． ３ Ｕ型 断面
如 图 ３所 示 为典 型 的 Ｕ型 断 面 渠道 的 示 意 图 结 构 尺 寸
为槽 身 开 口 ０ ． ５ ｍ， 渠 身直段 ０ ． １ ｍ， 下 部 为 半 圆槽 身 ， Ｒ ＝ ０ ． ２ ５ ｍ，
壁厚 ０ ． ０ ５ ｍ， 混 凝 土标 号 Ｃ２ ０ 。
２ 常见 的渠道断 面设计形式
在选择灌溉渠道的断面形式的时候 ， 要面 临线 长 面广 、 数 量 大、 与 节 水 降耗 关 系 密切 等 问题 的 影 响 ． 所 以 就要 结 合 具 体 的 工程 实 际 ， 选择合适的断面形式。 现将 灌溉 工程 的 渠 道 施 工 过 程 中年 常 用的 几 种 渠 道 断 面 形 式 进 行 简述 ，并 针 对 其 适 用
小型农田水利工程中灌溉渠道的设计
小型农田水利工程中灌溉渠道的设计近年来，随着社会的发展，我国对于小型农田水利工程的投入的资金力度变得越来越大，为了使得小型农田水利工程能够与实际情况更加的切合，对于其实际的规划就变得非常重要。
而在我国小型农田水利工程的规划过程中，灌溉渠道的设计是一项非常重要的内容，本文主要分析研究了新疆地区灌溉渠道的设计。
标签：灌溉；断面形式；渠道防渗引言在实际的农业生产过程中，灌溉在其中是一项必不可少的环节，如果在灌溉的过程中出现问题就会严重的影响到农产品的产量。
所以我国对于农田水利工程中灌溉渠道的设计变得越来越重视。
因为农村由于受到经济水平以及技术落后的影响，还存在很大一部分农村农田的还是以土渠的形式来进行灌溉，对于灌溉渠道的规划缺乏一定的完整性，所以出现了严重的渗漏水的现象，因此使得在灌溉的过程中使得很多的水资源造成了严重的浪费。
所以对于小型农田水利工程中灌溉渠道的设计进行有效的整改，进而实现高效节能的灌溉方式。
本文主要分析研究了新疆地区灌溉渠道的设计。
1、小型农田水利工程中渠道设计的基本原则水利建设是一项长期的工程，在对其进行设计的过程中，需要充分的思考其在灌溉方面的要求，除此之外还需要思考到渠道系统的实际规划对于地区的林地以及道路等很多方面的影响。
需要从整体出发，统筹兼顾，才能夠使得农田水利灌溉渠道的实际作用得到充分的发挥，而对其的设计需要遵循以下几方面的基本原则。
（1）在对小型农田水利工程中的灌溉渠道进行设计的过程中，基本的要求就是需要单位水量的实际灌溉面积充分的扩大，需要最大程度的使得能源得到充分的利用，避免相关能源的浪费，使得灌溉的效益达到最大。
（2）需要充分掌握当地的实际条件，使得灌溉渠道的设计不能够对实际的生态以及水资源平衡造成影响，在实际的设计过程中，需要结合当地的地形、农田的分布以及水资源的分布进行科学合理的建设。
另一方面，为了能够使得水资源得到充分的利用，需要对当地的地表以及地下水进行充分的利用，将蓄水、排水以及饮水进行有效的结合。
渠道断面设计(成果)
0.75
明渠均匀流公式) Q C Ri
符合要求
R / X /( b 2 h )
C=R1/6/n 混凝土:0.017,石渠:0.02,U形渠:0.015
0.43
nQ 8 h 1 . 189 * { } i
3
&l1/2 ~ 0.748 C取值 0.65 结论 符合要求
0015渠道校核v平均渠道平均流速m秒v平均1nr23渠道不淤流速m秒c取值189nq作物水稻小麦玉米大豆红苕苗圃蔬菜葡萄旱耕地平均项目基准定额净定额基准定额净定额基准定额净定额基准定额净定额基准定额净定额基准定额净定额基准定额净定额基准定额净定额基准定额净定额39025060406040604055301601101006095658455用水量m
c R
细砂质粘土取0。41-0.54，极细质砂质粘土取0.37-0.41
V不淤<V设计<V不冲
0.567 0.696 0.31
粗砂质粘土取0.65-0.77,中砂质粘土取0.58-0.64，细砂质粘土取0。41-0.54，极细
溉模数)q=m/8.64t
0.073 田 田 8.64 30 290 500 土 土 65 700
n*qs*As/ηs
0.098 1 0.073
渠道设计流量计算(明渠均匀流公式)
Q 设计流量(m3/秒) 过水断面积(m2) 水力半径 湿周 谢才系数 糙率 渠道底宽 0.201 0.355 0.234 1.517 52.34 0.015 0.8
R X c n b
h
渠道高
0.53
i
渠道纵比降
0.0005
渠道校核
V平均 V不冲 V不淤 C值 渠道平均流速(m/秒) 水力半径R<1m，取Ra条:a=1/4-1/5 渠道不淤流速(m/秒)
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。
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任务四 灌溉渠道断面设计
1. 基本资料
某灌溉区某一时段内处于灌溉高峰期，作物种植情况及灌水
定额如表1所示，高峰期灌水时间为12天，灌区内渠道系统已
经落成，干渠长度为8km，支渠长10km，斗渠长1.67km，渠道
土壤为中等粘性土壤，灌溉水利用系数为75%，该渠道工程控制
范围内面积为10万亩。
表1某灌区作物种植结构与灌水定额
作物种类 种植面积比例（%） 灌水定额（m3/亩）
小麦
24% 50
玉米
42% 45
蔬菜
18% 52
瓜果
16% 40
2.设计任务：
（1）根据已知条件确定：渠道设计流量及加大流量。
（2）根据上述设计流量进行渠道水力计算，渠道断面型式
按梯形设计，确定渠道断面尺寸（干渠），已知：干渠要求渠水
深h=1.6米，渠道沿线土质为粘壤土，渠道平顺，养护一般。
（3）根据渠道系统的布置图，如图1所示，推求各级干、
支渠渠道分水点高程。干渠比降1/6000，支渠1/4000，斗渠
1/2500，高程单位：m，渠道长度单位：km。
3．设计要求:
画出渠道横断面标准图(用加大流量确定渠堤高)
4km
4km
2 km
干渠
2km 2km 2km 2km 42 42 41 41 2km 2km 2km 2km
2km
1.67km
1.67km 1.67km
图1 渠道系统平面布置图