灌溉渠道流量计算
作者简介：刘成，中国地质大学资源学院。
摘要：以天门市卢市镇等土地整理项目为例，探讨了如何运用ExcelVBA编程便捷、准确地实现渠道流量的推算，解决了以往依靠手工试算的繁琐工作，进而提高渠道断面设计的质量和速度。
关键词：土地整理；ExcelVBA；渠道流量
农田水利工程在土地整理工程中占有不可或缺的地位，渠系建设是农田水利工程的主体部分，而流量推算是渠道断面设计的直接依据。
土地整理中的农田水利属小水利，渠道尺寸一般不大。但是为了满足田块灌排，土地整理项目区渠系密度较大，手工试算无疑是一项巨大的工程。本文将以斗渠的流量推算为例，阐述应用Excel公式编辑和ExcelVBA方法实现渠道流量的批量推算。
1各级灌溉渠道设计流量的确定
综合考虑设计渠道的工程量、灌溉方式及其设计水力要求等因素，项目区采取续灌方式。
①设计灌溉标准下，项目区毛灌水率（灌水模数）的确定灌水模数又称灌溉率，它是指灌区单位面积上所需要灌溉的净流量，它是根据灌区作物的灌溉制度来制定的。
q= （1）
式中：q—设计灌水模数（m3/s?万亩）；m—作物的净灌水定额（m3/亩）（稻田灌水定额一般采用泡田定额，根据当地经验，泡田的净定额取70m3/亩）；a—该作物种植面积占总面积的比例（项目区全为水田，取a=1）；T—泡田延续时间，取7天；t—每天灌水时间，一般自流灌溉取24h，提水灌溉取20h —22h；项目区采用提水灌溉，灌水时间以22小时计。计算得：q=1.26m3/s?万亩)。
②灌溉控制面积的确定。灌溉控制面积确定为灌区内实际需要灌溉面积，每条斗（农渠）下控制一定的灌溉面积。
③项目区续灌条件下设计流量的计算。项目区续灌条件下渠道设计流量，按照下式计算：
Q = q?A/η（2）
式中：Q——设计流量（m3/s）；A——灌溉面积（亩）；
η——渠道水利用系数（现浇混凝土矩形渠渠道取0.85）。
计算得出的渠道设计流量未考虑项目区的气候变化、灌区面积可能发展等因素，需计算渠道加大流量。加大流量按经验值计算，依据《灌溉与排水工程设计规范》，一般当渠道设计流量小于1 m3/s时，加大30％～35％；流量在1～5 m3/s时，加大30％～25％。加大流量（断面）采取了渠道边墙加高的方式。
根据每条渠道的灌溉区域大小、当地的灌溉模数以加大流量的系数（本项目取30%），可以得出满足灌溉的最小流量和所需要设计的加大流量（本文以设计斗渠为例，农渠流量的设计相同）。
2渠道横断面设计
2.1设计原理
本项目采用梯形断面（可以根据实际情况选择修建U型或者矩形渠），则可以根据下面的公式可计算渠道的过水断面尺寸。
计算公式：
式中：A——过水断面面积（m2）；b——渠道底宽（m）；m——渠道边坡系数（该项目取0.75）；h——渠道内水深（m）；P——湿周；R——水力半径（m）；C——谢才系数（流速系数）；n——渠道糙率，参照《灌溉与排水设计规范》（GB50288-99），本项目斗渠取值0.017，农渠取0.015。i——渠道比降，其值根据项目区的地形比降结合土壤特点选定（本计算斗渠取1/3000，农渠取1/2000）；
首先把底宽b定下来（b依据项目区的实际生产情况选定，当然也可先确定h），取定不同的h，代入上面的公式进行试算，可以得出不同的Q计算值，该值与相应渠道的设计流量Q进行比较，若二值满足限差标准（一般在0.05以内，即（Q-Q计算）/Q），即可确定各渠的断面尺寸及设计水深。若采用手工试算的方法，势必非常繁琐，浪费时间。我们知道，对于每条渠道，大部分参数是常量（或在特定情况下可以看作是常量），只有h和Q计算在变，若把h看成自变量，则Q计算是只与h有关的应变量。在Excel 中执行宏，即可方便得到试算结果。试算过程只有短短几秒，表2为试算前项目区过水断力面，表3为执
行宏后各斗渠所对应的水深。
将上述计算结果进行统计分类，依据求得的各设计参数的相近程度将斗渠分为A、B、C三种类型，然后将各组最大的设计流量值分别确定为该组各条规划渠道的最终设计流量；最后将同一组内的各条渠道统一为同一类别的渠道。下面可以根据已经计算的各参数对所要设计的斗渠进行分类（表中数字代表水深），如表4、5所示。
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灌溉渠道设计流量计算
灌溉渠道设计流量计算 附录C 项目设计有关公式 C1 正常流量——设计典型年内的灌水高峰时期渠道需要通过的流量。该项为渠道纵横断面和渠系建筑物设计的依据。 加大流量——为满足特殊情况，短时内加大输水的要求，而予以增大的渠道设计流量。通常是根据正常流量，适当选择加大百分数来确定，该项指标为设计渠顶高程的依据。 最小流量——在河流水源不足，种植面积减小，或给灌水定额较小的作物供水时，出现渠道最小流量。该项指标主要用于校核下一级渠道水位的控制条件和奎水建筑物位置以及校核渠道中的淤积。 选择灌溉制度，确定灌溉方式及由支渠同时供水的下级渠道数目。 确定支渠及农渠应送至田间的净流量： Qbfn＝ωb·qn……………………… 式中：Qbnt——支渠配给田间的净流量，m3／s； ωb＿支渠控制的灌溉面积，万亩；
qn——灌水模数。 Qln＝＝Qbfn／n·k·nf…………………… 式中：Qln——农渠净流量，m3／s； n——支渠以下同时灌水的斗渠数； k——斗渠以下同时灌水的农渠数； nf——田间水利用系数。 推算各级渠道的设计流量： 农渠毛流量：QLG＝Qln＋S1·L1…………… 式中：QLG——农渠毛流量，m3／s；Qln——农渠净流量，m3／s； S1——农渠每公里的渗水量，L/s／km； L1——农渠平均灌水长度取1／2的农渠长度，km。斗渠的毛流量：QdG＝k·QLG＋Sa·La………… 式中：QdG——斗渠毛流量，m3／s； k——斗渠以下同时灌水的农渠数； Sa——斗渠每公里的渗水量，L/s／km；La——斗渠最大平均工作渠段长度，km 支渠的毛流量：ObG＝n·QdG＋Sb·Lb………… 式中：ObG——支渠的毛流量，m3/s n——支渠以下同时灌水的斗渠数； Sb——支渠每公里的渗水量，L/s／km；Lb——支渠的工作长度，km。
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附录C 项目设计有关公式 C1 灌溉渠道设计流量计算正常流量——设计典型年内的灌水高峰时期渠道需要通过的流量。该项为渠道纵横断面和渠系建筑物设计的依据。 加大流量——为满足特殊情况（如改变灌溉作物种植比例，扩大灌溉面积，或遇到特大旱情等），短时内加大输水的要求，而予以增大的渠道设计流量。通常是根据正常流量，适当选择加大百分数来确定，该项指标为设计渠顶高程的依据。 最小流量——在河流水源不足，种植面积减小，或给灌水定额较小的作物供水时，出现渠道最小流量。该项指标主要用于校核下一级渠道水位的控制条件和奎水建筑物位置以及校核渠道中的淤积。 C1.1 选择灌溉制度，确定灌溉方式及由支渠同时供水的下级渠道（斗、农）数目。 C1.2 确定支渠及农渠应送至田间的净流量： 式中： Q bfn＝ωb·q n?????????（C1）Q bnt——支渠配给田间的净流量，m3／s； 式中：ωb＿支渠控制的灌溉面积，万亩；q n——灌水模数（m3/s／万亩）。 Q ln＝＝Q bfn／n·k·n f????????（C2）Q ln——农渠净流量，m3／s；n——支渠以下同时灌水的斗渠数；k——斗渠以下同时灌水的农渠数；n f——田间水利用系数。 C1.3 推算各级渠道的设计流量（毛流量） 式中： 农渠毛流量：Q LG ＝Q ln＋S1·L 1?????（C3）Q LG——农渠毛流量，m3／s； 式中：Q ln——农渠净流量，m3／s；S1——农渠每公里的渗水量，L/s／km ；L1——农渠平均灌水长度取1／2 的农渠长度，km。 斗渠的毛流量：Q dG＝k ·Q LG ＋S a·L a????（C4）Q dG——斗渠毛流量，m3／s；k——斗渠以下同时灌水的农渠数；S a——斗渠每公里的渗水量，L/s／km ； 式中：L a——斗渠最大平均工作渠段长度，km 支渠的毛流量：O bG＝n·Q dG＋S b·L b????（C5） O bG——支渠的毛流量，m3/s n——支渠以下同时灌水的斗渠数；S b——支渠每公里的渗水量，L/s／km；L b——支渠的工作长度，km。 于渠各段设计流量的推算，在求得各支渠口的毛流量后，可从最远一条支渠的取水口依次向上推算出干渠各段的设计流量。 C2 灌溉渠道横断面设计 C2.1 渠道断面宽深比 α＝b／h????????（C6）
灌溉渠道设计
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（m3/s） A—渠道过水断面面积（m2） R—水力半径 i—渠底比降 1R1/6进行计算，其中n为糙C—谢才系数，一般采用满宁公式C= n 率 农渠的渠底比降，应尽可能选用和地面相近的渠底比降，此处取i=0.0029。渠床糙率系数：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 m3/s, i=0.0029 经试算得h=0.23m A=(b+mh)h=0.149 (m2) V=Q/A=0.8255 (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为V= 5.0(m/s) 所以，V不冲=KQ0.1 = 5×0.1230.1=4.054 (m/s) 渠道的不淤流速，由不淤流速经验公式： V不淤=C0Q0.5 式中：C0为不淤流速系数，随渠道流量和宽深比而变，此处取C0=0.4 V不淤=0.4×0.1230.5=0.140(m/s) V不淤=0.140(m/s) 灌溉水利用系数的计算方法 灌溉水利用系数在水土平衡和渠道设计流量分析中使用。 一、用模式分析法计算渠道灌的灌溉水利用系数 1计算公式 （1）灌溉水利用系数：η= 式中：——渠系水利用系数，可用各级渠道水利用系数连 乘求得。 ——田间水利用系数。 （2）渠道水利用系数 在无实测资料时按下式计算： =1－ 土渠：= 衬砌渠：= 式中：——渠道单位长度水量损失率（%.km） L——渠道长度（km） K——土壤透水性系数，可从表查得 m——土壤透水性指数，可从表查得 ——衬砌渠道渗水修正系数，可从表查得 2 参数选择 （1）设计净流量： 1）干渠：Q净=q s A干=0.368 2.46=0.972m3/s 2）支渠：Q净==m3/s 3）斗渠：Q净=n Q农净=20.091=0.182 m3/s 4）农渠：Q净= ==0.091 m3/s （2）渠道长度： 1）干渠：1条，长12.6km砼板防渗结构，灌溉面积2.64万亩。标准条田规格：长宽=700250=262.5亩拆合标准条田100块2）支渠：4条,总长7.6km，平均长1.9km，平均灌溉面积0.66万亩，拆和标准条田25块 3）斗渠：14条，总长21km，平均长1.5km，平均灌溉面积0.1886亩，拆和标准条田7块 4）农渠：100条，总长0.65km，平均长度0.65km （3）m、k、的选择 查表沙壤土：K=3.4，m=0.5 查表干渠砼板衬砌：=0.15-0.05，取=0.10 支渠浆砌石衬砌：=0.20-0.10取=0.15 3.渠道水利用系数计算 利用渠道净流量、渠道长度及选择的参数计算各渠道水利用系数，考虑到蒸发损失，管理损失及衬砌渠道在使用期防渗性能降低等因素，并结合现场调查，对计算值作适当调整作为采用值。 渠道水利用系数 渠道Q L 灌溉排水工程 一．名词解释 1.灌溉排水工程学：灌溉排水工程学是研究农田水分状况和有关地区水情的变 化规律及其调节措施，消除水旱灾害，并利用水利资源为发展农业生产而服务的科学。 2.农田水分状况：农田水分状况一般是指农田土壤水、地面水和地下水的状况 及其相应的养分、通气、热状况 3.凋萎系数：作物产生永久凋萎时的土壤含水率， 4.田间持水率：悬着毛管水达到最大时的土壤含水率， 5.干旱：是指因天气、土壤、生理等原因导致作物体内水分亏缺的现象，或指 作物由根吸水不足而导致其体内水分失去平衡和协调的现象。 6.大气干旱：指农田水分尚不妨碍植物根系的吸收，但由于大气温度过高 （T=30°C）和相对湿度过低（≤30%），阳光过强或遇旱风（≥3m/s），造成植物蒸腾耗水过大，使根系吸水速度不能满足蒸发的需要。 7.土壤干旱：土壤含水率过低，作物根系从土壤中所能吸收的水量很少，无法 补偿叶面蒸发的消耗。 8.渍害：因降雨、灌溉水量太多，或因地下水补给水量太多，使土壤长期过 湿，危害作物生长的灾害。 9.土壤盐害：盐害:指土壤含盐过多，土壤溶液渗透压过高影响植物生长发育 的现象。 10.SPAC系统：田间水分运动是在水势梯度的作用下产生的，各环节之间是 相互影响和相互制约的，为了完整地解决农田水分运动问题，必须将土壤-植物-大气看作一个连续体统一考虑。这一连续体即为SPAC系统 11.作物需水量：植株蒸腾和株间蒸发两者的腾发量（蒸发蒸腾量）。 12.作物耗水量：土壤在任何水分条件下实际消耗的植株蒸腾、土壤蒸发和 植物体含水量之和。 13.需水量模比系数：作物某一生育阶段的需水量占全生育期的百分比。 14.需水临界期或关键期：水分亏缺对作物产量影响最敏感最严重的生育时 期。 15.灌溉制度：是指特定作物在一定的气候、土壤、供水等自然条件和一定 的农业技术措施下，为了获得高产或高效，实现节约用水，所指定的适时适量的农田灌水方案。 16.灌水定额：一次灌水单位面积上的灌水量。 17.灌溉定额：指作物全生育期单位面积各次灌水定额之和。 18.土壤计划湿润层：旱作物灌水时计划湿润的土层深度。 灌溉渠道系统规划实例分析 中图分类号：S607+.1 文献标识码：A 文章编号： 摘要:利用渠道进行灌溉是我国农田灌溉的主要输水方式。灌溉渠道系统是指从水源取水、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。主要包括渠首工程、输配水工程和田间工程三大部分。大中型固定渠道可分为干渠、支渠、斗渠、农渠四级，地形复杂的大型灌区级数往往多于四级，而灌溉面积较小的灌区，固定渠道的级数较少。 灌溉渠道系统布置应符合灌区总体设计和灌溉标准要求。干渠主要布置在灌区较高的地带，以便自流控制较大的灌溉面积。其他各级渠道也应布置在各自控制范围内较高地带。 本文主要结合土地整理项目设计实例，分别对北部平原区和南方山区、丘陵区灌区的渠道灌溉系统进行分析设计，主要内容包括项目区总体情况介绍，灌溉水源分析，干、支、斗、农渠的规划布置形式，渠道工作制度的划分，渠道设计流量的推算，渠道横断 面和纵断面设计以及田间工程的规划等内容。 关键词:土地整理渠道灌溉流量 引言 笔者就职于土地整理规划设计公司，主要从事土地整理项目的规划设计工作，土地整理的主要目的是采用工程措施，对田、水、路、林、村进行综合整治，增加有效耕地面积，提高土地质量和利用效率。灌溉渠道工程规划是土地整理规划设计的一项重要内容，以下笔者结合工作中的设计实例，对灌溉渠道系统规划进行分析设计。 利用渠道进行灌溉是我国农田灌溉的主要输水方式。灌溉渠道系统是指从水源取水、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。主要包括渠首工程、输配水工程和田间工程三大部分。大中型固定渠道可分为干渠、支渠、斗渠、农渠四级，地形复杂的大型灌区级数往往多于四级，而灌溉面积较小的灌区，固定渠道的级数较少。 灌溉渠道系统布置应符合灌区总体设计和灌溉标准要求。干渠主要布置在灌区较高的地带，以便自流控制较大的灌溉面积。其他各级渠道也应布置在各自控制范围内较高地带。 以下选取土地整理项目中的设计实例，分别对北 小型灌区灌溉渠道流量确定方法 摘要：小型灌区是我国粮食生产的重要保障,也是农业用水大户。由于龙陵县是一个以山区为主的县份，灌区面积均较小，因此灌溉渠道设计的较多，渠道流量的确定是设计中最重要的问题，同时由于灌区较小，一般都缺乏基础资料，无法按照规范的设计方法来确定渠道流量，本文以黄草坝段家寨大沟为例提出小型灌区渠道流量确定的简单计算方法。 关键词：小型灌区流量灌溉制度 Abstract: the small irrigation area is an important guarantee of Chi na’s grain production, is also agricultural water users. Because LongLing county is a mountainous area primarily to XianFen, irrigation area are smaller, so irrigation channel design more, channel to determine the flow rate is in the design of the most important issues at the same time because irrigation area is small, generally lack of basic material, not according to specification design methods to determine the channel flow, this paper HuangCao home village in the dam as an example big ditch proposed small irrigation canal of simple calculation method to determine the flow rate. Keywords: small irrigation flow irrigation system 一、引言 龙陵县是一个以山区为主的县份，县内山多坝少，耕地大多较分散，万亩以上的灌区仅有平达灌区和勐糯灌区，其余灌区面积均较小，尤其以面积为一千亩左右的微型灌区较多。近几年来，水利部门及财政、发改、农业、扶贫等各部门都积极向上争取投资，解决这些小灌区的灌溉问题，灌溉渠道设计的较多，渠道流量的确定是设计中最重要的问题，同时由于灌区较小，一般都缺乏基础资料，无法按照规范的设计方法来确定渠道流量，本文以黄草坝段家寨大沟为例提出小型灌区渠道流量确定的简单计算方法。 二、灌溉范围及作物种植 首先应调查清楚渠道需要灌溉的面积，其次调查清楚灌溉范围内现状作物的种植种类及比例，并按照当地的发展思路确定项目区规划种植比例，实例灌区黄草坝段家寨大沟灌溉范围内有耕地面积1050亩，其中水田850亩，占80.95％、旱地200亩。 三、灌溉制度设计 §4 渠道流量计算 一、渠道设计流量概论 １．定义： 设计年份灌水期间渠道需要通过的最大流量。一般用Ｑ表示。单位为m3/s。 或正常条件下渠道需要通过的最大流量，因此设计流量也叫正常流量。 ２．作用： （１）是确定渠道设计断面主要依据。 （２）是确定建筑物规模尺寸的主要依据。 ３．计算： 一般已知渠道的净流量，求设计流量（毛流量）。 净流量一般是已知的，因此计算设计流量的关键是计算Ｑ损。 二、渠道输水损失的估算 输水损失水面蒸发可以忽略不计 漏水损失加强管理可避免 渗水损失主要的不可避免的输水损失 因此下面所讨论的渠道输水损失均指渗水损失。 影响渠道输水损失的因素有：土壤性质、地下水位状况和渠道施工质量等。 在地下水位较高时，地下水会对渠道渗水产生顶托作用，从而影响渠道渗水，下面先分析在渠道渗水不受到地下水位的顶托时的渗水损失计算方法。 １．自由渗流情况下的渗水损失 不受地下水位顶托的渠道渗流（地下水位未达到渠底）。 发生条件：地下水埋深较深（渗水未到达地下水） 或地下水出流较好（渗水到达地下水，但地下水位没有上升到渠底） 估算方法： 按经验公式 式中：：每公里长渠道渗水损失占净流量的百分数。 Ａ、ｍ：土壤渗水系数和渗水指数。表４－１。 直接计算Ｑ损： 查表计算Q损: 令s为每公里渗水损失，则 ２．顶托渗流情况下的渗水损失 地下水位到达渠底，影响渗流。 发生条件：地下水位较高；地下水出流条件较差。 顶托渗漏情况下的渗水损失小于自由渗流条件下的渗水损失。估算方法： ：校正系数（小于１）。查表４－２。 ３．采取防渗措施后的渗水损失 例：某渠道长10ｋｍ，净流量为4.429m3/s, 沿渠土质为中粘壤土，试计算该渠道的设计流量。 （modulus of irrigation water）又称灌水率。单位灌溉面积上所需要的灌溉净流量。灌水模数的单位为m3/（s·100hm2），用于计算渠道的设计流量。不计入渠道输水、配水和田间损失的灌水模数称为净灌水模数。可根据各种作物的每次灌定额逐一计算。 编辑本段计算公式 一种作物一次灌水的净灌水模数的计算式为： q=am/(86.4T) 式中， q为某种作物某次灌水的净灌水模数，m3/（s·100hm2）； m 为该作物该次灌水的净灌水定额，m3/hm2； T为该作物该次灌水的延续时间，d； a为某种作物种植面积与总灌溉面积之比；86.4为单位换算系数。 编辑本段应用 灌水延续时间的长短，对于灌水模数的计算值有很大影响，应审慎选定。灌水延续时间越长，灌水模数越小，渠道设计流量也小，相应的工程费用也较低。但作物的生长可能由千灌水不及时而受到影响。将灌区内同时灌水的各种作物的灌水模数叠加，即得某时段的灌区净灌水模数。以时段为横坐标、以灌区净灌水模数为纵坐标所点绘成的柱状图称为灌水模数图。 为了使渠道供水均匀，减少水量损失和便于管理，往往要对初步绘制的变化幅度很大的灌水模数图进行调整。调整各种作物的灌水模数（主要是调整灌水延续时间）和在允许范围内前后移动灌水日期，这可部分消除净灌水模数的高峰、低谷及间断现象。最小灌水模数一般不应低于设计灌水模数的30%，渠道供水间断时间不宜少干2～3d。选取出现时间较长（一般为20d以上）的最大净灌水模数作为计算渠道设计流量的设计灌水模数，中国北方旱作物灌区的设计灌水模数一般约为0.45 m3/（s·100hm2），南方水稻灌区的设计灌水模数约为0.67～0.9m3/（s·100hm2）。 对于大型灌区，由于各分区的作物种植比例及各种作物的灌溉制度存在较大差异，应分区计算净灌水模数，推算各分区所属渠道的设计流量。 (1) hm2这是指公顷， 一般用于土地面积的计算。1公顷=100米*100米=10000平方米 (2) 1 公顷=10000 平方米=100 公亩=15 市亩 1 公亩=100 平方米 1平方米=0.0015亩 1亩=666.67平方米 实验三灌溉渠道工程断面设计实验目的 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。为了更好的实现玉米灌溉节水的利益最大化，我们将合理的设计灌溉渠道。 实验内容 1.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，干渠比1/1000，支渠1/1000，高程单位：m，渠道长度单位：m。 2.如何设计 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：HA—A点高程 渠道流量计算方法和步骤 在水利建筑工程设计和施工中常遇到流量计算问题，农田水利小型排灌渠道、排灌涵闸流量计算，是根据水流的过水断面形状和水流流态不同进行的流量计算方法也不一样，渠道过水断面是根据各地的土质情况确定，土质坚硬的一般以梯型、矩型为主，也有采用建筑物工程的圆型过水断面，水闸流量计算是根据进水闸的水流流态形式情况进行流量计算的，本次主要是以梯型断面为例介绍流量计算方法和计算步骤。 小型农田排灌渠道是由渠底宽度，渠道边坡和渠道安全超高，渠道堤顶宽度组成，渠道流量计算在平原湖区是大都采用《明渠均匀流计算公式》计算，明渠均匀流是水流在渠道中流动，各断面的水深、断面平均流速和流速分布都沿流向不变，这种水流状况称为明渠均匀流。 明渠均匀流的流量计算公式为 i R C W Q ???= 计算公式中各符号表示为； 糙率渠道纵坡 水力半径谢才系数过水断面流量===== ======n i x w R R R n C C W W s m Q g 1/2 3 求公式中的各项数据，首先要计算出渠道断面的水力要素如下表； 渠道断面的水力要素表 例；某地计划开挖一条排灌渠道，渠道断面形状为梯形断面，设计该渠道底宽b=4m, 边坡m=1:2,渠道内正常过水深h=2.5m, 渠底纵坡i=1/1000, 渠道边坡糙率i=0.025. 计算该排灌渠道可通过最大流量为： s m Q /3= 计算步骤； 1. 过水断面计算 250.225.2)5.224()2(m h h m b W =??+=??+= 2. 湿周计算 12.20215.22421222=+??+=++=m b x 3. 水力半径计算 作者简介：刘成，中国地质大学资源学院。 摘要：以天门市卢市镇等土地整理项目为例，探讨了如何运用ExcelVBA编程便捷、准确地实现渠道流量的推算，解决了以往依靠手工试算的繁琐工作，进而提高渠道断面设计的质量和速度。 关键词：土地整理；ExcelVBA；渠道流量 农田水利工程在土地整理工程中占有不可或缺的地位，渠系建设是农田水利工程的主体部分，而流量推算是渠道断面设计的直接依据。 土地整理中的农田水利属小水利，渠道尺寸一般不大。但是为了满足田块灌排，土地整理项目区渠系密度较大，手工试算无疑是一项巨大的工程。本文将以斗渠的流量推算为例，阐述应用Excel公式编辑和ExcelVBA方法实现渠道流量的批量推算。 1各级灌溉渠道设计流量的确定 综合考虑设计渠道的工程量、灌溉方式及其设计水力要求等因素，项目区采取续灌方式。 ①设计灌溉标准下，项目区毛灌水率（灌水模数）的确定灌水模数又称灌溉率，它是指灌区单位面积上所需要灌溉的净流量，它是根据灌区作物的灌溉制度来制定的。 q= （1） 式中：q—设计灌水模数（m3/s?万亩）；m—作物的净灌水定额（m3/亩）（稻田灌水定额一般采用泡田定额，根据当地经验，泡田的净定额取70m3/亩）；a—该作物种植面积占总面积的比例（项目区全为水田，取a=1）；T—泡田延续时间，取7天；t—每天灌水时间，一般自流灌溉取24h，提水灌溉取20h —22h；项目区采用提水灌溉，灌水时间以22小时计。计算得：q=1.26m3/s?万亩)。 ②灌溉控制面积的确定。灌溉控制面积确定为灌区内实际需要灌溉面积，每条斗（农渠）下控制一定的灌溉面积。 ③项目区续灌条件下设计流量的计算。项目区续灌条件下渠道设计流量，按照下式计算： Q = q?A/η（2） 式中：Q——设计流量（m3/s）；A——灌溉面积（亩）； η——渠道水利用系数（现浇混凝土矩形渠渠道取0.85）。 计算得出的渠道设计流量未考虑项目区的气候变化、灌区面积可能发展等因素，需计算渠道加大流量。加大流量按经验值计算，依据《灌溉与排水工程设计规范》，一般当渠道设计流量小于1 m3/s时，加大30％～35％；流量在1～5 m3/s时，加大30％～25％。加大流量（断面）采取了渠道边墙加高的方式。 根据每条渠道的灌溉区域大小、当地的灌溉模数以加大流量的系数（本项目取30%），可以得出满足灌溉的最小流量和所需要设计的加大流量（本文以设计斗渠为例，农渠流量的设计相同）。 2渠道横断面设计 2.1设计原理 本项目采用梯形断面（可以根据实际情况选择修建U型或者矩形渠），则可以根据下面的公式可计算渠道的过水断面尺寸。 计算公式： 式中：A——过水断面面积（m2）；b——渠道底宽（m）；m——渠道边坡系数（该项目取0.75）；h——渠道内水深（m）；P——湿周；R——水力半径（m）；C——谢才系数（流速系数）；n——渠道糙率，参照《灌溉与排水设计规范》（GB50288-99），本项目斗渠取值0.017，农渠取0.015。i——渠道比降，其值根据项目区的地形比降结合土壤特点选定（本计算斗渠取1/3000，农渠取1/2000）； 首先把底宽b定下来（b依据项目区的实际生产情况选定，当然也可先确定h），取定不同的h，代入上面的公式进行试算，可以得出不同的Q计算值，该值与相应渠道的设计流量Q进行比较，若二值满足限差标准（一般在0.05以内，即（Q-Q计算）/Q），即可确定各渠的断面尺寸及设计水深。若采用手工试算的方法，势必非常繁琐，浪费时间。我们知道，对于每条渠道，大部分参数是常量（或在特定情况下可以看作是常量），只有h和Q计算在变，若把h看成自变量，则Q计算是只与h有关的应变量。在Excel 中执行宏，即可方便得到试算结果。试算过程只有短短几秒，表2为试算前项目区过水断力面，表3为执灌溉水利用系数的计算方法
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小型灌区灌溉渠道流量确定方法
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