水利水電工程畢業(yè)設(shè)計(jì)-《海晏縣金灘渠節(jié)水灌溉示范工程》

1、前 言該設(shè)計(jì)是根據(jù)青海省海晏縣當(dāng)?shù)鼐唧w的地質(zhì)、地形、以及水文條件，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件和農(nóng)作物生長周期為依據(jù)，對海晏縣金灘渠下游進(jìn)行節(jié)水灌溉改造。海晏縣金灘渠節(jié)水灌溉示范工程是一項(xiàng)農(nóng)田水利工程。涉及金灘鄉(xiāng)道光、光明兩個村2100畝農(nóng)田節(jié)水灌溉。本著灌區(qū)改造的經(jīng)濟(jì)合理性為原則，對部分干渠滲漏嚴(yán)重的地段進(jìn)行襯砌，支、斗、農(nóng)渠渠道進(jìn)行現(xiàn)澆混凝土澆筑。該設(shè)計(jì)主要計(jì)算說明該地區(qū)的農(nóng)作物灌溉制度，渠道的利用系數(shù)，推求干、支、斗、農(nóng)渠的設(shè)計(jì)流量，確定渠道斷面尺寸結(jié)構(gòu)等。該設(shè)計(jì)在西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院水利水電工程系張伯平、宋松柏教授的指導(dǎo)下完成，并提出了許多寶貴的意見，對此表示衷心的感謝。對設(shè)計(jì)說明書

2、中的錯誤和不妥之處，懇請老師和同學(xué)們批評指正。 * * * （姓名） 2007年6月5日摘 要海晏縣金灘渠節(jié)水灌溉示范工程涉及金灘鄉(xiāng)道陽、光明兩村2100畝農(nóng)田節(jié)水灌溉。上游灌溉面積為1500畝,下游灌溉面積為600畝。屬于等?。?）型工程，干渠主、次要建筑物均按5級設(shè)計(jì)。是海晏縣主要的農(nóng)業(yè)灌區(qū)。灌區(qū)以金灘渠為水源，從哈勒景河引水，由于金灘渠年久失修，渠道滲漏嚴(yán)重，渠系水利用系數(shù)較低，灌溉方式落后，水的浪費(fèi)較大，因此需要對金灘渠干、支、斗、農(nóng)進(jìn)行襯砌改造。根據(jù)擬定的灌區(qū)灌溉制度，確定灌區(qū)的灌水定額。根據(jù)金灘灌區(qū)以往的灌水經(jīng)驗(yàn)、渠床地質(zhì)條件和我省襯砌渠道運(yùn)行現(xiàn)狀，擬定渠系水利用系數(shù)，推求干、支、

3、斗、農(nóng)渠道的設(shè)計(jì)流量，進(jìn)行典型地塊的布置。根據(jù)干、支、斗、農(nóng)渠道的設(shè)計(jì)流量，確定干、支、斗、農(nóng)渠的斷面及其渠系建筑物。【關(guān)鍵詞】 灌溉制度；設(shè)計(jì)流量；典型地塊1 自然地理概況1.1地理位置及范圍海晏縣隸屬海北藏族自治州，位于青海湖畔，北接祁連、門源，東臨大通、湟中，南連湟源、共和，西通剛察，地理位置為東經(jīng)100º23 101º22，北緯36º44 37º39?？h域東西寬85.7km，南北長102.2km，總面積4436.73km2。距省府西寧市100Km。1.2 水文氣象 1.2.1 水文金灘渠工程始建于70年代，以哈勒景河水作為水源，設(shè)計(jì)引水流量1.0

4、m3/s，加大引水流量1.5m3/s；防洪排砂順暢，水源可靠。近年來，海晏縣水質(zhì)檢測部門依照地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB383888）、中國地表資源質(zhì)量年報的暫行規(guī)定我省多年水質(zhì)檢測的一般方法，對湟水支流的哈勒景河站斷面作了地表水的水質(zhì)評價，其結(jié)果為PH值8.4，呈中偏堿性，總硬度102mg，氨氮含量0.03mg，氰化物、砷化物、汞及大腸桿菌等均未發(fā)現(xiàn)水質(zhì)評價為:汛期和非汛期均為二級，水質(zhì)優(yōu)良，符合飲用、漁業(yè)、農(nóng)灌用水的要求。區(qū)內(nèi)地下水化學(xué)成分有著明顯的分帶性，由于受地貌巖性等條件的制約，區(qū)內(nèi)地下水化學(xué)成分以HcO3、Ca、Mg等離子為主，并以低礦化度為特征，大面積分布于山區(qū)、海晏盆地和青海湖盆地

5、的甘子河地區(qū)。經(jīng)有關(guān)部門對水質(zhì)的化驗(yàn)評價指出，該水除鐵離子含量普遍偏高外，其他項(xiàng)目指標(biāo)均未超標(biāo)，基本能滿足飲用、農(nóng)灌對水質(zhì)的要求。1.2.2 氣象金灘渠灌區(qū)地處祁連山系東部大通山脈東南側(cè)，據(jù)有關(guān)資料表明，工程區(qū)屬于高原大陸性氣候，總的特點(diǎn)是:降水少，蒸發(fā)大，氣候干旱，雨熱同季，寒冷期長，溫涼期短，光照充足，太陽輻射強(qiáng)，日照時間長，光熱資源豐富。溫度的垂直變化明顯，地區(qū)差異顯著。灌區(qū)東部河谷地帶，熱量條件好，對喜涼耐寒作物的生長發(fā)育比較有利，適宜發(fā)展小麥、油菜、青稞、蔬菜、人工飼草及中藥材等。其余地區(qū)，生長季短，沒有絕對無霜期，是比較理想的牧業(yè)區(qū)。此外，春旱、風(fēng)沙、霜凍、冰雹等自然氣象災(zāi)害較為頻

6、繁，對農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)威脅較大。根據(jù)有關(guān)氣候資料表明，該地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候的主要特點(diǎn)是:1）日照時間長，太陽輻射強(qiáng)全區(qū)年平均日照時數(shù)為25802750h，日均溫穩(wěn)定通過0期間的日照時數(shù)在整個灌區(qū)范圍內(nèi)為1500 h左右，日均溫穩(wěn)定通過5期間的日照時數(shù)為3901000h，年內(nèi)各月的日照時數(shù)以七月為最多，一月為最少，日照百分率的年內(nèi)變化幾乎與日照時數(shù)相反，十二月最高，六月最低；境內(nèi)太陽總輻射量為145160KJ/Cm2，并隨地域的變化由南向北減少，年內(nèi)變化為七月份最多，十二月最少。生理輻射量為6875 KJ/Cm2，日均溫0期間的太陽總輻射量為6398KJ/Cm2，生理輻射量為3046KJ/Cm2。日均溫5期

7、間的太陽總輻射量為2466KJ/Cm2，生理輻射量為1131KJ/Cm2。由此可見，區(qū)域內(nèi)熱量及光能資源是比較豐富的。2）氣溫垂直分布明顯，熱量適中，晝夜溫差大 該地區(qū)年平均氣溫為-0.21.9,向東、南遞增,向西、北遞減。海拔每升高100m,平均溫度向西、北遞減0.5,向東、南遞增0.7。氣溫年較差25.3，日較差15.6，晝夜溫差大，有利于有機(jī)物的積累，白天溫度高，積累物質(zhì)較多，夜間氣溫低，綠色植物呼吸消耗較少。據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T測定，該區(qū)80%保證率時，>0積溫144.7,>5積溫1321.3,能滿足小麥、青稞、小油菜等作物生育對積溫的需要。3）降雨量較少，時空分布不均，雨熱同季

8、陷阱內(nèi)地形復(fù)雜,各地降水量亦有差異,同寶山、海石蓋山的西南，年降雨量在350mm以下，湖濱沙丘地帶降雨量不足300mm。海晏盆地、湟水谷地及熱水灘北部山區(qū)年降雨量為400450mm，北部中高山地區(qū)年降雨量在450mm以上，湟水源頭到擦拉河上游山區(qū)年降雨量達(dá)到了500550mm。年降雨量60集中在79月，35月僅占15，普遍造成冬春季干旱少雨，夏秋季節(jié)多雨易澇的現(xiàn)象?？偟膩砜矗珔^(qū)除了農(nóng)作物苗期外，降水有余，濕潤系數(shù)>1.3，有利于糧油作物，牧草、樹木的生長發(fā)育。4）無絕對的無霜期，作物生長季較短 該區(qū)地勢高寒，無霜期很短，年均約25d以上，按80%保證率計(jì)算，無霜期僅10d左右。該區(qū)農(nóng)作

9、物按80%保證率計(jì)算，在海拔3200m以下地區(qū)，作物生長期45個月，3200m以上作物生長期34個月。5）干旱、大風(fēng)、霜凍、冰雹等氣象災(zāi)害嚴(yán)重。該區(qū)干旱主要發(fā)生在東部目前的農(nóng)業(yè)區(qū)和冬、春草場。作物生長前期，因降水變化率大，供需不協(xié)調(diào)，蒸發(fā)強(qiáng)烈，使干旱機(jī)率高達(dá)56%。境內(nèi)大風(fēng)日數(shù)多，年大風(fēng)日數(shù)在40d以上，致使區(qū)內(nèi)風(fēng)蝕沙化嚴(yán)重，風(fēng)沙大且頻繁，尤其是湖濱灘地，尤為突出。冰雹幾乎每年都有發(fā)生，年降雹日數(shù)10d左右，多集中在月份，其來勢猛，歷時短，不同程度地影響了作物收成。本區(qū)由于溫度較低，熱量資源不充裕，早霜凍來得很早，晚霜凍又拖的很晚，使春季晚霜影響幼苗，秋季早霜使作物不能正常成熟。1.3地形、地

10、貌及土壤1.3.1地形、地貌項(xiàng)目區(qū)位于海晏縣北部，地處祁連山系東部大通山脈東南側(cè)，屬河西走廊至柴達(dá)木盆地自然區(qū)的一部分，據(jù)海晏縣農(nóng)牧業(yè)區(qū)劃水文地質(zhì)分區(qū)略圖說明書稱:本地區(qū)基礎(chǔ)巖性為第三系經(jīng)多次構(gòu)造變動的變質(zhì)巖和粗細(xì)相間的碎屑巖組成，表層屬第四系全新統(tǒng)、更新統(tǒng)的湖積、沖洪積地層組成，主要為沙土、砂礫石或黃土等。地勢較平坦，東南低，以灘地和小部分低山丘陵地貌組成。北部和西部高，地面坡度130，海拔高程在30003200m之間，在靠近北部山區(qū)時，有局部侵蝕剝蝕構(gòu)造，山體渾圓，坡緩，溝谷淺、寬、短，切割深度小于100m，坡度小于300。灌區(qū)海拔30003200m，系灘地地貌，雜有山地丘陵地貌，約占全境

11、德40%，主要灘地有金銀灘（海晏盆地）、海灘、塔塔灘、熱水灘、烏蘭垴灘等，多系沖洪積物質(zhì)，地面坡度3°10°，是地下水的主要蓄積區(qū)。該區(qū)地下水屬山間溝谷孔隙潛水，由于第四系巖相自山前至灘地中心逐步變細(xì)，地面坡度逐漸變緩，山前地帶形成地下水埋深大于30m的深埋區(qū)，灘地中心漸次變淺，直至溢出地表，形成地表徑流或沼澤。灘地地下水主要分布在現(xiàn)代河床、河漫灘，一級階地沖積砂礫石層內(nèi)和二級階地底部。地下水位在河漫灘和一級階地處埋深為00.2m，水流向與河流向斜交。二、土壤工程區(qū)位于湟水河一、二級階地，草場類型為山地草原類和山地草甸類草場，灌區(qū)土壤以中厚層（一般在50220cm之間）栗鈣

12、土、高山草甸土為主，成土母質(zhì)為沖積洪積的次生紅土和次生黃土母質(zhì)，土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，約1.81%，全氮含量0.122%，全磷含量0.204%，全鉀含量1.53%，堿解氮含量43PPm，速效磷5PPm，速效鉀210PPm，土壤PH值為7.8，呈弱堿性。1.3.2水資源狀況金灘渠渠首位于哈勒景河上游，哈勒景河是湟水河的一級支流，上游源于烏蘭哈達(dá)、烏蘭腦灘及葉赫山南麓，由鞭麻河、烏蘭哈達(dá)河和土爾干河匯合而成。集水面積679Km2，多年平均流量2.49m3/s，河道平均比降14.8，徑流量0.786億m3。1.4基礎(chǔ)設(shè)施1.4.1水利工程現(xiàn)狀該項(xiàng)目區(qū)位于海晏縣縣城東北部，涉及金灘鄉(xiāng)道陽、光明兩村210

13、0畝農(nóng)田節(jié)水灌溉。金灘渠位于海晏縣縣城東北部，是海晏縣主要的農(nóng)業(yè)灌區(qū)之一。海拔高程在31003200m之間。灌區(qū)東西長約34km，南北寬約5km，包括哈勒景鄉(xiāng)和金灘鄉(xiāng)，其中哈勒景鄉(xiāng)為牧業(yè)鄉(xiāng)，金灘鄉(xiāng)為農(nóng)業(yè)鄉(xiāng)。金灘渠歷史最大規(guī)模曾長達(dá)35.6km，大小建筑物91座，控制金灘鄉(xiāng)農(nóng)田8700畝。金灘渠灌區(qū)是海晏縣修建較早且灌溉面積較大的灌區(qū)之一，引用哈勒景河水自流灌溉。金灘渠原為馬步芳統(tǒng)治青海時期修建的一條簡陋渠道。1972年該渠開始重新修建，由原省水利局農(nóng)水處進(jìn)行勘測設(shè)計(jì)，并協(xié)助施工。設(shè)計(jì)規(guī)模為渠道全長35.6km，大小建筑物91座，主要有:引水樞紐1座，跌水10座，渡槽5座，車便橋32座，退水6座

14、，涵洞7座（其中填方涵洞2座），排洪槽9座，公路橋1座，斗門20座。灌溉農(nóng)田8700畝（金灘鄉(xiāng)）。當(dāng)時渠線選擇的基本原則是，19km以前主要沿老渠布置，部分地區(qū)適當(dāng)改線19km以后則依地形和受益面積的分布來確定。設(shè)計(jì)渠道大多為土渠，僅對部分滲漏嚴(yán)重的出露巖層破碎帶和砂卵石地段采用漿砌石護(hù)襯處理。渠首引水流量根據(jù)哈勒景河水量控制灌溉農(nóng)田面積等因素確定，渠首設(shè)計(jì)流量根據(jù)哈勒景河水量控制灌溉農(nóng)田面積等因素確定，渠首設(shè)計(jì)流量1.0m3/s，加大流量1.5m3/s。工程建成后，在一定時期內(nèi)，灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有了長遠(yuǎn)的發(fā)展。由于受當(dāng)?shù)貤l件及資金限制，加之當(dāng)時設(shè)計(jì)未能詳細(xì)勘測和施工未按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，造成工程設(shè)

15、施簡陋。干渠沿線多為土渠，滲漏嚴(yán)重，渠道縱坡混亂，甚至有反坡現(xiàn)象；過水?dāng)嗝娌灰?guī)則，相差懸殊，田間工程不配套，給灌區(qū)的正常運(yùn)行造成了困難，制約了灌區(qū)農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。1974年工程建成運(yùn)行后，由于施工質(zhì)量差、缺乏管理等原因，不久即嚴(yán)重?fù)p壞，經(jīng)海晏縣水務(wù)局多次維修、改造，但由于當(dāng)?shù)夭块T能力有限，資金不足，維修規(guī)模太小，難以滿足其灌區(qū)正常運(yùn)行的需要，灌區(qū)面貌仍未得到徹底改觀。未能從根本上解決問題，造成水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，對當(dāng)?shù)剞r(nóng)田的適時灌溉帶來嚴(yán)重的影響。同時，工程經(jīng)過幾十年的運(yùn)行，老化失修問題嚴(yán)重，大部分建筑物嚴(yán)重?fù)p壞，無法正常運(yùn)用。近年來，干旱時常發(fā)生，水源緊缺，農(nóng)田不能保障，制約了當(dāng)?shù)?/p>

16、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為此，當(dāng)?shù)卣⑺?、水管部門和灌區(qū)群眾迫切期望對該工程進(jìn)行維修改造，及早發(fā)揮工程應(yīng)有的效益，促進(jìn)灌區(qū)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展。隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、改善生態(tài)環(huán)境、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)成為當(dāng)前的根本任務(wù)。環(huán)青海湖地區(qū)也已列入國家生態(tài)環(huán)境治理的重點(diǎn)地區(qū)。海晏縣所處的湟水源頭地區(qū)是我省湟水流域水資源的根基，保護(hù)和合理利用該地區(qū)的水資源尤為重要。因此，為加快當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展步伐，改善當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)、生活條件，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對金灘渠灌區(qū)進(jìn)行徹底改造已勢在必行。金灘渠灌區(qū)是我省建國以來修建較早且灌溉面積較大的灌區(qū)之一，是自流引水為主的灌溉工程。工程于1972年復(fù)建，但建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

17、低，質(zhì)量較差，渠道橫斷面、縱坡混亂，甚至有反坡現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了渠道的正常運(yùn)行。雖經(jīng)多次的維修改造，但受制于當(dāng)時的條件、資金短缺，僅對重點(diǎn)險工險段、部分渠系建筑物進(jìn)行了局部的襯砌和維修，多數(shù)渠道仍為原有土渠，斗渠無任何配套，為群眾自行開挖的土渠，四通八達(dá)，異常混亂，且經(jīng)多年的運(yùn)行，渠道老化失修、滲漏問題嚴(yán)重，灌區(qū)水利用系數(shù)低下，僅在0.4左右，灌區(qū)效益難以正常發(fā)揮，給當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民群眾的生產(chǎn)、生活條件的改善帶來了很大的 影響，同時阻礙了地方經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。目前工程現(xiàn)狀簡述如下:1）干渠:灌區(qū)干渠自大通山東端的木閘山山口引水，沿大通山根平行等高線順勢由西向東穿行，途經(jīng)哈勒景鄉(xiāng)哈勒景村、哈勒景鄉(xiāng)永豐村、

18、金灘鄉(xiāng)東達(dá)村、金灘村、倉開村、姜柳勝村、道陽村、新泉村，并在新泉村末端退入自然溝道，干渠全長31.75km。其中斷斷續(xù)續(xù)維修襯砌的渠道合計(jì)長度14.35km，為C15砼預(yù)制板襯砌的梯形渠道，但多數(shù)渠段預(yù)制板掉落、盜走和被毀壞；仍有17.4km的土渠，斷面極不規(guī)則，縱坡混亂，渠底淤積較大，渠岸邊坡坍塌、鼠害、亂挖現(xiàn)象普遍，嚴(yán)重影響了渠道的正常運(yùn)行。2）干斗渠:灌區(qū)原設(shè)計(jì)有干斗渠20條，經(jīng)勘察，現(xiàn)有斗渠8條，由干渠分出，基本垂直等高線布置，末端退入自然溝道。均為群眾自行開挖的土渠，無任何配套，渠道斷面不規(guī)則，時斷時續(xù)，無法通水，且四通八達(dá)，異常零亂，散水、跑水情況時有發(fā)生，加之灌區(qū)土壤為沙性土，沿

19、渠水流滲漏嚴(yán)重，農(nóng)田難以灌溉，嚴(yán)重影響著糧食的正常收成，給灌區(qū)群眾的生產(chǎn)、生活帶來了很大的困難。3）渠系建筑物:灌區(qū)干渠現(xiàn)有各類渠系建筑物72座，其中引水樞紐1座（已損壞），跌水7座，車便橋24座（含過羊橋），退水閘6座，斗渠斗門8座，渡槽10座，排洪槽4座，涵洞2座，公路橋10座，各類渠系建筑物都存在不同程度的損壞，尤其是斗渠斗門閘門失靈，螺桿扭曲現(xiàn)象嚴(yán)重，給渠道的正常輸水造成了一定的困難。1.4.2田間工程現(xiàn)狀項(xiàng)目區(qū)屬淺山山丘地形，田塊規(guī)則性差，田間斗農(nóng)渠均為自然形成的流水溝，無正規(guī)的分水口，也無斗門斗口等配水設(shè)施，灌溉期間亂挖渠道、隨開口子現(xiàn)象相當(dāng)普遍。全灌區(qū)各級渠道均無量水設(shè)施，處于大

20、水漫灌狀態(tài)，灌溉技術(shù)落后，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。2 水資源評價及供需平衡分析2.1水資源概況項(xiàng)目區(qū)地處黃河一級支流湟水河的上游河段。河床從縣城以東至金灘海東村，長13km，河床寬4060m，稱湟水河谷區(qū)，海拔3000m以下，是全縣人口聚集、氣候溫暖，農(nóng)、牧、工業(yè)生產(chǎn)集中的地區(qū)。該區(qū)現(xiàn)有的水利工程有金灘渠、土爾干渠、紅源渠、海興渠及夸縣工程湟海渠。金灘渠渠首位于哈勒景河上游，哈勒景河是湟水河的一級支流，上游源于烏蘭哈達(dá)、烏蘭腦灘及葉赫山南麓，由鞭麻河、烏蘭哈達(dá)河和土爾干河匯合而成。由青海省水文手冊查得，水文站以上至河源長44.8Km，集水面積679Km2，多年平均流量2.49m3/s，河道平均比降14

21、.8，徑流量0.786億m3。該河以上游支流山區(qū)降水補(bǔ)給為主，除雨季洪水外，一般徑徑流量過程變化平緩，旱季和雨季的徑流量相差不大，徑流量的年內(nèi)變化比較穩(wěn)定，如枯水期（122月）的多年平均流量為1.63m3/s, 一般311月的多年平均流量1.913.52m3/s，二者相差不多，河流徑流量的年際差系數(shù)0.231，徑流量的年際變化也較為穩(wěn)定。不同頻率的徑流年內(nèi)分配如表2.1、表2.2和表2.3。 表2.1 哈勒景河P=25徑流年內(nèi)分配表月 份123456789101112全年百分比(%)5.45.26.710.07.27.510.512.89.910.97.56.4100W(108m3)0.060

22、.050.070.100.070.070.110.130.100.110.070.061.00Q(m3/s)2.112.032.603.892.782.894.064.953.824.212.892.53.15表2.2 哈勒景河P=50徑流年內(nèi)分配表月份123456789101112全年百分比(%)8.79.08.27.75.714.010.810.06.76.37.05.9100W(108m3)0.080.080.070.070.050.130.100.090.060.060.060.050.88Q(m3/s)3.03.102.842.671.984.853.723.472.302.182.

23、412.032.83表2.3 哈勒景河P=75徑流年內(nèi)分配表表2.3月份123456789101112全年百分比(%)6.67.49.011.67.77.514.57.38.07.06.66.8100W(108m3)0.050.060.070.090.060.060.110.060.060.060.050.050.80Q(m3/s)2.012.252.743.552.352.284.432.212.442.142.012.062.571）洪水大雨和暴雨是形成哈勒景河洪水的主要原因，尤其是中下游地區(qū)的降雨機(jī)率較多，因而產(chǎn)生的洪水屬于暴雨、徑流的惡劣遭遇，大多歷時短，強(qiáng)度大，洪水過程陡漲陡落，峰高

24、量小，來勢兇猛。暴雨與洪水在時間上具有很好的相應(yīng)性，大多出現(xiàn)在69月份。據(jù)海晏縣水文站的實(shí)測資料表明，本站歷年最大洪峰流量43.7m3/s，歷年最小洪峰流量17.9m3/s，不同頻率的洪峰流量見表2.4。表2.4 不同頻率的洪峰流量值表項(xiàng)目頻率曲線參數(shù)不同頻率洪峰流量均值CVCV / CS10%5%2%1%洪峰流量（m3/s）26.70.303.037.441.746.750.52）泥沙哈勒景河流域多數(shù)地處哈勒景鄉(xiāng)的冬春草場內(nèi)，周邊植被較好，泥沙主要來源于69月伏汛期間洪水挾帶的泥沙，在降水產(chǎn)流過程中，沖刷地表沙土而帶入河道形成。流域降水主要集中在69月份，因而此間河道來沙量也占全年的85%左

25、右，水流含沙量亦最大，降水強(qiáng)度與來沙量呈現(xiàn)正比關(guān)系。春汛期間的輸沙量和含沙量較小。據(jù)水文統(tǒng)計(jì)資料表明，多年平均輸沙量為55.9×104t，多年平均輸沙率為17.7Kg/s，多年平均懸移質(zhì)平均粒徑、中數(shù)粒徑分別為0.055mm和0.039mm，年侵蝕模數(shù)181t/km2。3）地下水灌區(qū)海拔30003200m，系灘地地貌，雜有山地丘陵地貌，多系沖洪積物質(zhì)，地面坡度3°10°，是地下水的主要蓄積區(qū)。由于第四系巖相自山前至灘地中心逐步變細(xì)，地面坡度逐漸變緩，山前地帶形成地下水埋深大于30m的深埋區(qū)，灘地中心漸次變淺，直至溢出地表，形成地表徑流或沼澤，這里匯水面積約為726

26、.9km2，地下水資源量為0.2256億m3。4）灌溉水質(zhì)1997年，海晏縣水質(zhì)檢測部門依照地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB383888）、中國地表水資源質(zhì)量年報的暫行規(guī)定及我省多年水質(zhì)檢測的一般方法，對湟水支流的哈勒景河站斷面作了地表水的水質(zhì)評價，其結(jié)果為PH值8.4，呈中偏堿性，總硬度102mg，氨氮含量0.03mg，氰化物、砷化物、汞及大腸桿菌等均未發(fā)現(xiàn)水質(zhì)評價為:汛期和非汛期均為二級，水質(zhì)優(yōu)良，符合飲用、漁業(yè)、農(nóng)灌用水的要求。區(qū)內(nèi)地下水化學(xué)成分有著明顯的分帶性，由于受地貌巖性等條件的制約，區(qū)內(nèi)地下水化學(xué)成分以HcO3、Ca、Mg等離子為主，并以低礦化度為特征，大面積分布于山區(qū)、海晏盆地和青海湖

27、盆地的甘子河地區(qū)。經(jīng)有關(guān)部門對水質(zhì)的化驗(yàn)評價指出，該水除鐵離子含量普遍偏高外，其他項(xiàng)目指標(biāo)均未超標(biāo)，基本能滿足飲用、農(nóng)灌對水質(zhì)的要求。2.2.灌溉制度的計(jì)算2.2.1工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1、工程等別及建筑物級別該灌區(qū)總控制面積2100畝，根據(jù)部頒水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)（SL2522000）中的規(guī)定，該工程灌溉面積小于5000畝，屬于等?。?）型工程，干渠主、次要建筑物均按5級設(shè)計(jì)，渠道防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇。2、設(shè)計(jì)保證率根據(jù)國家灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）中規(guī)定，干旱地區(qū)灌溉設(shè)計(jì)保證率為50%75%。由于金灘灌區(qū)年降水量少，且時空分布不均，年蒸發(fā)量大，屬海晏盆地半干旱區(qū)

28、?？紤]到下游用水情況，為充分合理的利用水資源，灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉保證率采用75%。2.2.2 灌溉制度1、農(nóng)作物種植比例海晏縣金灘渠節(jié)水灌溉示范工程控制灌溉面積2100畝, 經(jīng)調(diào)查項(xiàng)目區(qū)農(nóng)作物種植種類比較少，主要有以下幾種，春小麥、青稞、油菜、馬鈴薯。工程實(shí)施后的作物種植比例，依據(jù)現(xiàn)在實(shí)際情況及將來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測，將會形成以青稞和小麥糧食作物為主，其余經(jīng)濟(jì)作物為輔的種植格局，大致比例如下:小麥:青稞:油菜:豆類60:20:15:5。2、灌溉定額根據(jù)青海省水利水電科學(xué)研究所經(jīng)過充分的資料調(diào)查和試驗(yàn)研究，擬定了青海省六類作物需水量和灌溉制度實(shí)用手冊，青海省人民政府辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)省水利廳關(guān)于青海省用水定額的通

29、知青政辦200483號，與金灘渠灌區(qū)的作物生長期的降雨量相對應(yīng)，制定了各類作物不同水文年份的灌水定額和灌溉定額如表2.5，本次設(shè)計(jì)參照表2.5采用表中水平年75%的灌溉定額和灌溉定額（詳見2.5）。表2.5 金灘灌區(qū)各類作物各水文年灌水定額和灌溉定額序號作物種類水文年p（%）灌水次數(shù)（次）灌水定額（m3/畝）灌溉定額（m3/畝）1春小麥501-230-4040-802752-340-50100-1503903-440-50150-2004稞 青501-230-4040-805752-340-5080-1206903-440-50120-1807油 菜501-230-4030-408752-33

30、0-4060-809902-340-50120-15010馬鈴薯501-230-4040-6011752-340-5012903-450-603、渠系水利用系數(shù)根據(jù)金灘灌區(qū)以往的灌水經(jīng)驗(yàn)、渠床地質(zhì)條件和我省襯砌渠道運(yùn)行現(xiàn)狀，渠系水利用系數(shù)采用:干渠干=0.95、斗渠斗=0.90、農(nóng)渠農(nóng)=0.85、灌區(qū)田間水有效利用系數(shù)f=0.85。則渠系水利用系數(shù) s=干·斗·農(nóng)=0.727，灌溉水利用系數(shù)=s×f=0.727×0.85=0.62。得出整個灌區(qū)的綜合灌溉水利用系數(shù)為綜=i×A%=0.65（i為各灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)，A%為各區(qū)所占的面積比例）。

31、f田間水利用系數(shù)灌溉水利用系數(shù)s田間水利用系數(shù)4、田間水利用系數(shù)田間水利用系數(shù)是實(shí)際灌入田間的水量和末級固定渠道（農(nóng)渠）放出的水量的比值，用時表示。即： 時=式中 農(nóng)農(nóng)渠的灌溉面積；m凈凈灌水定額或有效灌水定額； W農(nóng)凈農(nóng)渠放出的凈水量。根據(jù)所布最末端農(nóng)渠灌溉面積3畝，并由制定的凈灌水定額得出時=0.85。5、設(shè)計(jì)灌水率根據(jù)實(shí)際情況，對農(nóng)作物種植比例，灌水次數(shù)、灌水定額，經(jīng)調(diào)查當(dāng)?shù)剡m宜的灌水時間等，對灌區(qū)進(jìn)行了灌溉制度的擬定，詳見表5.2和灌水率圖。確定灌區(qū)設(shè)計(jì)凈灌水率為0.382m3/s/萬畝。灌水時間則根據(jù)灌區(qū)內(nèi)的實(shí)際種植作物調(diào)查而得，根據(jù)以上基本數(shù)據(jù)，灌水率用以下公式計(jì)算: q凈=式中:

32、 a作物種植比例 m灌水定額 T灌水延續(xù)時間,A 時間換算常數(shù) 渠道為自流灌溉區(qū)，灌水時間按24h計(jì)，即A= 8.64。小麥 第一次灌水 第二次灌水 第三次灌水 第四次灌水 青稞 第一次灌水 第二次灌水 第三次灌水 第四次灌水 油菜 第一次灌水 第二次灌水 第三次灌水 第四次灌水 油菜 第一次灌水 第二次灌水 前面已經(jīng)計(jì)算得出整個灌區(qū)的綜合灌水利用系數(shù)綜=0.65,計(jì)算得出各種作物各次毛灌水率小麥 第一次灌水 第二次灌水 第三次灌水 第四次灌水 青稞 第一次灌水 第二次灌水 第三次灌水 第四次灌水 油菜 第一次灌水 第二次灌水 第三次灌水 第四次灌水 油菜 第一次灌水 第二次灌水 表2.6 灌

33、 溉 制 度 表作物名稱種植比例（%）灌水次數(shù)（次）灌水定額（m3/畝）灌水時間灌水天數(shù)（天）凈灌溉定額（m3/畝）凈灌水率（m3/S/萬畝）毛灌水率（m3/S/萬畝）起止日/月日/月小麥601604月13日4月30日182050.2310.3562505月11日5月25日150.2310.3563556月4日6月18日150.2550.3924407月1日7月10日100.2780.427青稞201604月23日5月4日122050.1160.1782505月20日5月29日100.1160.1783556月13日6月22日100.1270.1964407月6日7月14日90.1030.15

34、8油菜15 1605月1日5月10日102050.1040.1602505月26日6月3日90.0960.1483556月19日6月26日80.1190.1844407月11日7月16日60.1160.178馬鈴薯101555月3日5月10日81000.0400.0612455月28日6月3日70.0370.057設(shè)計(jì)最大凈灌水率取各次灌水率最大的,即0.278/s =0.382 m3/s/萬畝, 設(shè)計(jì)最大毛灌水率取各次灌水率最大的,即0.427/s=0.588 m3/s/萬畝.3 工程總體布置3.1 干支斗農(nóng)渠的布置該工程設(shè)計(jì)灌溉面積2100畝,上游灌溉面積為1500畝,下游灌溉面積為600

35、畝。1、干、支渠規(guī)劃布置根據(jù)整個灌區(qū)改造工程總體地形條件及水源情況，主要從現(xiàn)有金灘干渠取水，金灘干渠分段襯砌長2.00km；布置2條支渠，共1.05km；干渠基本上沿山坡上的等高線布置,基本沿用老的渠道。支渠基本垂直等高線,適當(dāng)?shù)牡貐^(qū)進(jìn)行調(diào)整,依地形和受益面積分布確定。2、斗渠規(guī)劃布置斗渠從支渠直接引水，配水到農(nóng)渠。為了便于管理，提高灌溉效率，各斗渠的控制面積應(yīng)基本平衡。灌區(qū)斗渠長度在10702050m，平均間距為240m，每公里渠道控制面積一般以160畝左右。全區(qū)共布置斗渠8條，上游6條,下游2條,總長13.00km, 斗渠基本垂直等高線,適當(dāng)?shù)牡貐^(qū)進(jìn)行調(diào)整,依地形和受益面積分布確定。3、農(nóng)

36、渠規(guī)劃布置農(nóng)渠從斗渠直接引水，配水到畦田。為了便于管理，提高灌溉效率，各農(nóng)渠的控制面積應(yīng)基本平衡,農(nóng)渠的間距一般為畦田的長度,即60100m之間,農(nóng)渠每隔3m左右設(shè)一個農(nóng)口。4、典型地塊的布置為改變以往大水漫灌的灌水方式，節(jié)約灌溉用水，計(jì)劃工程實(shí)施后，大力推廣小畦灌灌水方式。畦灌的技術(shù)要素主要有一定縱坡下的畦長、畦寬，入畦單寬流量、放水歷時等。（1）畦田面積與長、寬 畦田面積與利用形式、地形條件，經(jīng)營水平，機(jī)械作業(yè)相關(guān)。地形平坦處可在1.0畝以上，該地區(qū)為丘陵地區(qū),坡度較陡,所以一般在0.4 0.8畝之間。畦寬一般為有利于機(jī)械作業(yè)的寬度的整倍數(shù)，且不宜大于4.0m,所以取畦寬為3m。畦長在寬度

37、確定的條件下，根據(jù)地行縱坡選擇，長度在60100m之間, 根據(jù)地形進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,依地形和受益面積分布確定。畦田隨地形布置成梯田,每間隔60100m布置一道田埂,將梯田整平,減小畦田坡度,有利于小畦灌灌水方式。（2）入畦單流量當(dāng)畦田縱坡較大時（1/1001/200），單寬應(yīng)在35L(s.m)之間；縱坡在1/2001/500時，入畦單寬流量應(yīng)在36L(s.m)之間；縱坡小于1/500，入畦單寬流量應(yīng)在37L(s.m)之間, 根據(jù)地形及單寬流量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,依地形和受益面積分布確定。（3）放水歷時放水歷時與入畦流量、灌溉定額緊密相關(guān)可通過現(xiàn)場灌水試驗(yàn)確定。應(yīng)以較短的時間，較大的入畦流量完成灌溉工

38、作。但要滿足以下幾點(diǎn):入畦水量盡可能等于計(jì)劃灌水定額；以少發(fā)生（縱坡不均一）或不發(fā)生土壤沖刷和溢畦為佳。經(jīng)規(guī)劃布置，各類渠系與建筑物布置見表3.1。表3.1 渠 系 建 筑 物 統(tǒng) 計(jì) 表 建筑物渠名分水口（座）渠道長度（m）斗口（座）跌水（座）車便橋（座）涵洞（處）退水（座）移動量水堰（個）控制面積(畝)干渠干111000122干211000111支渠支1273311500支21317600斗 渠斗12050373712292斗22000363612287.2斗31480272711239.8斗41800333312251斗51500272711203斗61650303012227斗7145

39、0262611345斗81070202011255合計(jì)516050. 02362361122124 渠道流量計(jì)算4.1推求斗農(nóng)渠的設(shè)計(jì)流量各種作物灌水時間基本都集中在4月到7月之間,取3斗渠灌溉區(qū)域?yàn)榈湫偷貕K進(jìn)行計(jì)算,3斗渠的田間凈流量為: 因?yàn)檗r(nóng)渠為分組輪灌,3斗渠同時工作的有8條農(nóng)渠,所以農(nóng)渠的田間凈流量為: 取田間水利用系數(shù)f=0.85,則農(nóng)渠凈流量為:灌區(qū)土壤以中厚層（一般在50220cm之間）栗鈣土、高山草甸土為主，成土母質(zhì)為沖積洪積的次生紅土和次生黃土母質(zhì)，土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，約1.81%，全氮含量0.122%，全磷含量0.204%，全鉀含量1.53%，堿解氮含量43PPm，速效磷

40、5PPm，速效鉀210PPm，土壤PH值為7.8，呈弱堿性。根據(jù)灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得K=1.9,m=0.4, K-渠床土壤透水系數(shù)m渠床土壤透水指數(shù)-每公里渠道輸水損失系數(shù)由于農(nóng)渠為矩形現(xiàn)澆混凝土,進(jìn)行系數(shù)修正。-襯砌渠道滲水損失修正系數(shù),根據(jù)灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得=0.1。-襯砌渠道單位長度水量損失率計(jì)算斗渠的設(shè)計(jì)流量,以為同時工作的農(nóng)渠有8條,所以斗渠的凈流量等于8條農(nóng)渠之和。 農(nóng)渠分3組輪灌,各組要求斗渠供給的凈流量基本上是相等,但是第2、3組距斗渠進(jìn)水口較遠(yuǎn),輸水損失較多,據(jù)此要求得到斗渠的流量較大,因此,以第2輪灌組灌水時需要的斗渠毛

41、流量作為斗渠的設(shè)計(jì)流量,斗渠的平均工作長度。斗渠每公里輸水損失系數(shù)為:計(jì)算3斗渠的灌溉水利用系數(shù) 根據(jù)3斗渠的灌溉水利用系數(shù),計(jì)算其他斗渠的設(shè)計(jì)流量,各斗渠的凈流量為:各斗渠的毛流量為:4.2 一支渠流量計(jì)算一支渠下游段流量計(jì)算根據(jù)灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得K=1.9,m=0.4, K-渠床土壤透水系數(shù)m渠床土壤透水指數(shù)-每公里渠道輸水損失系數(shù)由于支渠為U形現(xiàn)澆混凝土,進(jìn)行系數(shù)修正。-襯砌渠道滲水損失修正系數(shù),根據(jù)灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得=0.1。-襯砌渠道單位長度水量損失率一支渠中游段流量計(jì)算根據(jù)灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得K=1.

42、9,m=0.4,K-渠床土壤透水系數(shù)m渠床土壤透水指數(shù)-每公里渠道輸水損失系數(shù)由于支渠為U形現(xiàn)澆混凝土,進(jìn)行系數(shù)修正。-襯砌渠道滲水損失修正系數(shù),根據(jù)灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得=0.1。-襯砌渠道單位長度水量損失率渠上游段流量計(jì)算根據(jù)灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得K=1.9,m=0.4,K-渠床土壤透水系數(shù)m渠床土壤透水指數(shù)-每公里渠道輸水損失系數(shù)由于支渠為U形現(xiàn)澆混凝土,進(jìn)行系數(shù)修正。-襯砌渠道滲水損失修正系數(shù),根據(jù)灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得=0.1。-襯砌渠道單位長度水量損失率所以1支渠的毛流量為0.0405m3/s，加大流量系數(shù)根據(jù)

43、灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得之間，取1.30。-渠道加大流量-渠道流量加大系數(shù)-渠道設(shè)計(jì)流量4.3 二支渠流量計(jì)算二支渠下游流量計(jì)算根據(jù)灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得K=1.9,m=0.4, K-渠床土壤透水系數(shù)m渠床土壤透水指數(shù)-每公里渠道輸水損失系數(shù)由于支渠為U形現(xiàn)澆混凝土,進(jìn)行系數(shù)修正。-襯砌渠道滲水損失修正系數(shù),根據(jù)灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得=0.1。-襯砌渠道單位長度水量損失率二支渠上游段流量計(jì)算所以2支渠的毛流量為0.02797m3/s，加大流量系數(shù)根據(jù)灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得之間，取1.30。-渠道加大流

44、量-渠道流量加大系數(shù)-渠道設(shè)計(jì)流量4.4 干渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算推求干渠的設(shè)計(jì)流量時，從干渠的末端開始推求，將干渠分為AB、BC、CD、DE、EF、FG、GH，7個渠段。 AB段設(shè)計(jì)流量AB段為混凝土預(yù)制板襯砌渠道，滲水損失系數(shù)。根據(jù)灌溉與排設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得=0.150.05，取=0.1。-襯砌渠道滲水損失修正系數(shù), -襯砌渠道單位長度水量損失率 BC段設(shè)計(jì)流量BC段為土渠道，沒有襯砌。 CD段設(shè)計(jì)流量CD段為土渠道，沒有襯砌。 DE段設(shè)計(jì)流量DE段為混凝土預(yù)制板襯砌渠道，滲水損失系數(shù)。根據(jù)灌溉與排設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得=0.150.05，取=0.1。-襯砌渠道滲水

45、損失修正系數(shù), -襯砌渠道單位長度水量損失率 EF段設(shè)計(jì)流量EF段為混凝土預(yù)制板襯砌渠道，滲水損失系數(shù)。根據(jù)灌溉與排設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得=0.150.05，取=0.1。-襯砌渠道滲水損失修正系數(shù), -襯砌渠道單位長度水量損失率 FG段設(shè)計(jì)流量FG段為混凝土預(yù)制板襯砌渠道，滲水損失系數(shù)。根據(jù)灌溉與排設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得=0.150.05，取=0.1。-襯砌渠道滲水損失修正系數(shù), -襯砌渠道單位長度水量損失率 GH段設(shè)計(jì)流量GH段為土渠道，沒有襯砌。 H點(diǎn)的設(shè)計(jì)流量所以干渠的毛流量為0.1109m3/s，加大流量系數(shù)根據(jù)灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）查得

46、之間，取1.30。-渠道加大流量-渠道流量加大系數(shù)-渠道設(shè)計(jì)流量5 渠道斷面的設(shè)計(jì)5.1 渠道斷面設(shè)計(jì)原則通過現(xiàn)場踏勘和縱、橫斷面測量，綜合因素分析，并遵照灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50288-99)渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范（SL18-91）渠系工程凍脹設(shè)計(jì)規(guī)范（SL23-91）進(jìn)行斷面設(shè)計(jì)，其基本原則如下:（1）渠道比降選擇:由于原干、支、斗渠均屬土渠，本次設(shè)計(jì)主要對原渠系進(jìn)行防滲處理。因此，比降基本依照原渠床進(jìn)行，局部地段做了相應(yīng)調(diào)整。（2）渠床糙率的選擇:從已往我省土渠的施工情況分析，并參考有關(guān)中小型水利工程渠道糙率值，根據(jù)灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50288-99)對于對于砼預(yù)制板襯砌

47、渠道及現(xiàn)澆U型渠道n值定為0.016。（3）渠道邊坡系數(shù)的選擇:根據(jù)已往設(shè)計(jì)資料和運(yùn)行現(xiàn)狀，本著渠床穩(wěn)定，盡量減少土石方回填量為原則，經(jīng)分析計(jì)算，砼預(yù)制板襯砌的梯形渠道邊坡m確定為1.0，梯形土渠渠道邊坡m確定為1.25?，F(xiàn)澆U型渠道邊坡m確定為1.1。（4）渠道允許不沖不淤流速確定:渠道為保證設(shè)計(jì)渠道斷面的穩(wěn)定，應(yīng)保證設(shè)計(jì)斷面既不沖刷也不淤積，允許不沖流速按照灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）確定為砼預(yù)制板襯砌的梯形渠道及現(xiàn)澆砼襯砌的U型渠道可控制在3m/s以下；渠道不淤流速可按挾沙能力經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算而得。（5）渠道超高:根據(jù)我省渠道設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，本著既要節(jié)省勞動力，又要運(yùn)行安全的原則

48、，并考慮到渠系上下段銜接等，其梯形斷面及現(xiàn)澆U型渠道超高根據(jù)設(shè)計(jì)情況確定。5.2渠道襯砌設(shè)計(jì)灌區(qū)內(nèi)的干渠渠線走向本著大彎隨勢，小彎取直，盡量按原有渠線布置。渠道襯砌采用150砼預(yù)制板，板厚6cm，均采用100×50×6cm預(yù)制板。每隔6m設(shè)置伸縮縫1條，伸縮縫采用瀝青砂板（具體尺寸詳見設(shè)計(jì)圖紙）。灌區(qū)內(nèi)的支、斗農(nóng)渠均為土渠，從使用情況看，土渠滲漏約占損失總量的60%，也是引起土壤鹽漬化的重要因素，同時從以往襯砌砼板梯形渠道看，凍脹破壞是本地區(qū)的主要破壞形式，經(jīng)過方案比較和對當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)分析，支、斗渠選擇 “U”型混凝土現(xiàn)澆渠道斷面，農(nóng)渠采用混凝土現(xiàn)澆矩型斷面。 對于“U”型斷面

49、型式的襯砌有以下幾個主要優(yōu)點(diǎn):（1）防滲效果顯著:小型混凝土“ U”形渠道的渠道水利用系數(shù)可達(dá)0.970.98，由于 U形渠道比梯形的混凝土渠道濕周短，流速快，裂縫少，因而輸水損失比梯形襯砌渠道小。（2）水力條件好，流速快；“U”型渠道下部為半圓曲線，符合水流的自然特性，近似最佳水力端面。由于沒有傳統(tǒng)梯形斷面兩坡腳的死角，流速分布較均勻，無渦流、回流現(xiàn)象，濕周短，水力半徑大。因而“U”形斷面較梯形斷面流速快，不僅提高了渠道輸水能力，有利于縮短灌溉周期，而且增大了水流挾沙能力，有利于引用高含沙水灌溉。（3）抗外力性能好:“U”形渠道下部的半圓土槽處于穩(wěn)定狀態(tài)，上部直線段土壤側(cè)壓力較小，混凝土砌體

50、下部為反拱，整體性好。在地基土壤凍脹力作用下，能適應(yīng)整體上抬，可充分利用混凝土良好的抗壓性能，因而，“U”形渠道適應(yīng)基礎(chǔ)凍脹的性能較梯形襯砌好，其裂縫破壞現(xiàn)象也比梯形渠少。（4）渠道占地少:混凝土 “U”形渠道的渠口窄，渠道占地面積僅為梯形渠道的 l/2/l/4，而且流量愈大，相對梯形渠道來說節(jié)省的土地愈多。（5）省工省料:混凝土 “U”形渠道濕周短，襯砌材料用量相對少，投資也較少，一般比混凝土梯形渠道省料25%30%。此外，由于“ U”形渠道具有較好的抗沖性能，可用于地面坡度較大的渠段；減少修建跌水、陡坡等銜接建筑物，一般可節(jié)省建筑物材料費(fèi)用40%50%。 （6）便于管理:混凝土 “U”形襯

51、砌渠道冬季行水兩岸不掛冰，通過渠系建筑物浮冰不壅塞。另外整修堤岸、補(bǔ)修裂縫等維護(hù)渠道的工作量大為減少(一般中、小型渠道，每公里每年僅需要1020個工日)，較混凝土梯形渠節(jié)省管理勞動力6070%。5.3農(nóng)渠斷面設(shè)計(jì)農(nóng)渠斷面定為矩形斷面，根據(jù)農(nóng)田水利學(xué)，初定矩形斷面高0.2m，寬0.2m，水深0.15m，農(nóng)渠每隔3m設(shè)置一個進(jìn)水口，進(jìn)水口高0.15m，寬0.15m。m/s小于3m/s設(shè)計(jì)流速小于允許不沖流速，按照灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）確定為砼預(yù)制板襯砌的梯形渠道及現(xiàn)澆砼襯砌的U型渠道可控制在3m/s以下，所以符合不沖流速。5.4 斗渠斷面的設(shè)計(jì)基于“U”形渠的諸多優(yōu)點(diǎn)，斗渠采用“U”型現(xiàn)澆混凝土渠，以3斗渠為