各級(jí)渠道縱橫斷面設(shè)計(jì)

1、PAGE PAGE 935.2 各級(jí)渠道縱橫斷面設(shè)計(jì)5.2.1 典型農(nóng)渠縱橫斷面設(shè)計(jì)5.2.1.1 典型農(nóng)渠橫斷面設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)流量是進(jìn)行水力計(jì)算,確定渠道過(guò)水?dāng)嗝娉叽绲闹饕罁?jù),合理的渠道、橫斷面除了滿足渠道的輸水、配水要求外,還應(yīng)滿足渠床穩(wěn)定條件,包括縱向穩(wěn)定和平面穩(wěn)定兩個(gè)方面。縱向穩(wěn)定要求渠道在設(shè)計(jì)條件下工作，不發(fā)生沖刷和淤積，或在一定時(shí)期內(nèi)沖淤平衡。平面穩(wěn)定要求渠道在設(shè)計(jì)條件下工作時(shí)，渠道水流不發(fā)生左右搖擺。渠道橫斷面尺寸要依據(jù)渠道設(shè)計(jì)流量通過(guò)水力計(jì)算加以確定。一般情況下采用明渠均勻流公式計(jì)算：即Q=AC式中：Q渠道設(shè)計(jì)水深（m3/s） A渠道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2） R水力半徑 i渠底比降

2、c謝才系數(shù)，一般采用曼寧公式 c= R1/6 進(jìn)行計(jì)算，其中n為糙率農(nóng)渠的渠底比降，為了減少工程量，應(yīng)盡可能選用和地面相近的渠底比降。i=0.0029。渠床糙率系數(shù)：由灌溉排水工程學(xué)P130表3-13，農(nóng)渠采用砼護(hù)面，預(yù)制板砌筑，n=0.017.農(nóng)渠采用梯形斷面，渠道內(nèi)、外邊坡系數(shù)m=1.25。采用試算法：初選定b=0.36m, n=0.017, Q=0.123 m3/s, i=0.0029用迭代公式： =代入數(shù)據(jù)，經(jīng)試算得 h=0.23m A=(b+mh)h=0.149 (m2)V=0.825(m/s)渠道的不沖流速和土壤性質(zhì)，水流含砂量，斷面水力要素有關(guān)，一般土渠的不沖流速可依據(jù)灌溉排水工

3、程學(xué)P136表3-25中查出，Vcs1= 5.0(m/s)V不沖=KQ0.1 = 50.1230.1=4.054( 查表6-21）渠道的不淤流速，由不淤流速經(jīng)驗(yàn)公式：Vcd=C0Q0.5式中 ：Vcd為渠道的不淤流速（m/s）C0為不淤流速系數(shù)，隨渠道流量和寬深比而變，見(jiàn)灌溉排水工程學(xué)P136，表3-26查得 C0=0.4Vcd=0.40.1230.5=0.140(m/s)Vcd=0.140(m/s)V=0.825(m/s)Vcs=4.054(m/s)滿足不淤不沖流速，斷面尺寸適合，即：b= 0.36 (m), i=0.0029, m=1.25, n=0.017 , Q=0.123。把最小流量

4、代入迭代公式中得：最小水深 hmin=0.14(m)過(guò)水?dāng)嗝?A=0.075（m2）Vmin=0.613（m/s）Vcd=0.109(m/s)Vmin =0.377(m/s)Vcs=3.859(m/s)滿足不淤不沖流速。預(yù)制板厚取0.04m， 砂礫料墊層厚取此處取0.20m。安全超高h(yuǎn)取0.27m，堤頂寬度D取0.6m典型農(nóng)渠的水力要素見(jiàn)表5-3，i QmhbAxRcvn0.0029 0.1291.25 0.23 0.36 0.149 1.096 0.136 41.895 0.832 0.0175.2.1.2 典型農(nóng)渠縱斷面設(shè)計(jì)灌溉渠道不僅要滿足輸送設(shè)計(jì)流量的要求,還要滿足水位控制的要求。縱斷

5、面設(shè)計(jì)根據(jù)灌溉水位要求確定渠道的空間位置，即先確定不同樁號(hào)處的設(shè)計(jì)水位高程，再根據(jù)設(shè)計(jì)水位求渠底高程、堤頂高程等。為了灌溉要求，各級(jí)渠道入口處都應(yīng)具有足夠的水位，這個(gè)水位是根據(jù)灌溉面積上控制點(diǎn)的高程加上各種水頭損失，自下而上逐級(jí)推求的。即：=+h +式中： 渠道進(jìn)水口處的設(shè)計(jì)水位 (m)。h 控制點(diǎn)地面高程與附近末級(jí)固定渠道設(shè)計(jì)水位的高差，取值范圍0.10.2 m，此處取0.1m。 L 渠道的長(zhǎng)度，L=550m。 渠道的比降，此處取i0.0029。 水流通過(guò)渠系建筑物時(shí)的水頭損失，此處取0.1m。=+h +1488.580m 根據(jù)上式求得農(nóng)渠進(jìn)水口處水位為1488.580m。根據(jù)典型農(nóng)渠的設(shè)計(jì)

6、水位可推求渠底高程、堤頂高程等。典型農(nóng)渠的縱斷面設(shè)計(jì)計(jì)算表見(jiàn)表5-4表5-4 農(nóng)渠縱斷面計(jì)算表樁號(hào)坡降地面高程設(shè)計(jì)水位提頂高程渠底高程開(kāi)挖高程挖深 填高0+0000.00291488.250 1488.580 1488.8371488.350 1488.110 0.1400.587 0+0501488.160 1488.435 1488.6921488.205 1487.965 0.1950.532 0+1001488.083 1488.290 1488.5471488.060 1487.820 0.2630.464 0+1501488.041 1488.145 1488.4021487.91

7、5 1487.675 0.3660.361 0+2001488.000 1488.000 1488.2571487.770 1487.530 0.4700.257 0+2501487.800 1487.855 1488.1121487.625 1487.385 0.4150.312 0+3001487.579 1487.710 1487.9671487.480 1487.240 0.3390.388 0+3501487.368 1487.565 1487.8221487.335 1487.095 0.2730.454 0+4001487.166 1487.420 1487.6771487.19

8、0 1486.950 0.2160.511 0+4501486.933 1487.275 1487.5321487.045 1486.805 0.1280.599 0+5001486.806 1487.130 1487.3871486.900 1486.660 0.1460.581 0+5501486.666 1486.985 1487.2421486.755 1486.515 0.1510.576 5.2.2典型斗渠縱橫斷面設(shè)計(jì)5.2.2.1下級(jí)渠道各分水口水位高程由于農(nóng)渠處的進(jìn)水口處的水頭損失忽略不計(jì)，對(duì)于典型斗渠而言，其下級(jí)渠道各分水口處水位高程與各農(nóng)渠進(jìn)水口設(shè)計(jì)水位相等。先擬定斗渠的坡

9、降i=0.0040，確定斗渠的設(shè)計(jì)水位，由典型農(nóng)渠處的進(jìn)水口水位高程+與斗渠之間的距離比降，得1493.62（m）。但斗渠分水口處的水位高程不能滿足下級(jí)渠道的灌水要求，這時(shí)就要調(diào)整斗渠的設(shè)計(jì)水位線。一般采用以下兩種方法:一是,保持原有斗渠比降不變，放棄分水口處水位，較高的農(nóng)渠內(nèi)部分高地的自流灌溉。二是改變斗渠比降，將比降放緩，使斗渠設(shè)計(jì)水位滿足農(nóng)渠的灌水要求。本設(shè)計(jì)采用方法一，保持原有比降。5.2.2.2 典型斗渠橫斷面設(shè)計(jì)渠道橫斷面尺寸要根據(jù)渠道設(shè)計(jì)流量通過(guò)水力計(jì)算加以確定。采用明渠均勻流公式計(jì)算，即渠道橫斷面尺寸要依據(jù)渠道設(shè)計(jì)流量通過(guò)水力計(jì)算加以確定。一般情況下采用明渠均勻流公式計(jì)算：即Q

10、=AC式中：Q渠道設(shè)計(jì)水深（m3/s） A渠道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2） R水力半徑 i渠底比降 c謝才系數(shù)，一般采用曼寧公式 c= R1/6 進(jìn)行計(jì)算，其中n為糙率渠床糙率系數(shù)：由灌溉排水工程學(xué)P130表3-13，斗渠采用砼護(hù)面，預(yù)制板砌筑，n=0.017.斗渠采用梯形斷面，渠道內(nèi)、外邊坡系數(shù)m=1.25。采用試算法：用迭代公式： =代入數(shù)據(jù)，經(jīng)試算得 h=0.32m A=(b+mh)h=0.243V=1.16(m/s)渠道的不沖流速和土壤性質(zhì)，水流含砂量，斷面水力要素有關(guān)，一般土渠的不沖流速可依據(jù)灌溉排水工程學(xué)，Vcs1= 5.0(m/s)V不沖=KQ0.1 50.2660.1=4.405渠道的

11、不淤流速，由不淤流速經(jīng)驗(yàn)公式：Vcd=C0Q0.5式中 ：Vcd為渠道的不淤流速（m/s）C0為不淤流速系數(shù)，隨渠道流量和寬深比而變，見(jiàn)灌溉排水工程學(xué)P136，表3-26查得 C0=0.4Vcd=0.40.2660.5=0.212(m/s) Vcd=0.212(m/s)V =1.16(m/s)Vcs=4.405(m/s)滿足不淤不沖流速，斷面尺寸適合，即：b= 0.36(m), i=0.0040, m=1.25, n=0.017Q=0.266m3/s。把最小流量代入迭代公式中得最小水深 hmin=0.21(m)過(guò)水?dāng)嗝?A=0.131（m2）Vmin=0.862（m/s）Vcd=0.135(m

12、/s)Vmin=0.862(m/s)0.3 m/s，設(shè)計(jì)流速均滿足。同理可得最小水深和加大水深，同時(shí)也滿足要求。同理可得其它比降下的設(shè)計(jì)水深、最小水深、加大水深。2-2支渠的水力要素表見(jiàn)表5-7。典型支渠的水力要素見(jiàn)表5-7，QnmhbAxRcv i 0.4030.0171.250.390.450.366 1.699 0.215 45.306 1.112 0.00285.2.3.2 典型支渠的縱斷面設(shè)計(jì)由5.2.3.1可得，支渠進(jìn)水口處水位高程為1495.456m。可由支渠進(jìn)水口處水位高程減去沿程損失（Li）可得各點(diǎn)的設(shè)計(jì)水位。渠道縱斷面圖的繪制，應(yīng)依據(jù)以下這些步驟： 先繪地面高程線（每100

13、米一個(gè)樁號(hào)，分水口處、建筑物處加樁）；2） 標(biāo)繪分水口和建筑物的位置；3） 繪渠道設(shè)計(jì)水位線，把每一點(diǎn)的設(shè)計(jì)水位連接起來(lái)；4） 繪渠底高程線。在渠道設(shè)計(jì)水位線以下，以渠道設(shè)計(jì)水深為間距，畫(huà)設(shè)計(jì)水位的平行線，該線就是渠底高程線；5） 渠頂高程線。以渠底線向上，以設(shè)計(jì)水深和安全超高之和為間距，作渠底線的平行線，此線就是渠道的堤頂線；最小水位線。在渠道渠底高程線以上，以渠道的最小水深為間距，畫(huà)渠底高程線的平行線，該線就是最小水位線；加大水位線。在渠道渠底高程線以上，以渠道的加大水深為間距，畫(huà)渠底高程線的平行線，該線就是最大水位線；8） 開(kāi)挖高程線。渠底高程減去預(yù)制板厚度和砂礫石墊層厚度之和，即在渠底

14、線以下以開(kāi)挖深度（0.08+0.32米）為間距，畫(huà)渠底高程線的平行線，該線就是開(kāi)挖高程線； 挖深。地面高程減去渠底高程得挖深； 填高。渠堤高程減去地面高程得填高；典型支渠縱斷面計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5-9，5-9典型支渠縱斷面圖樁號(hào)坡降地面高程設(shè)計(jì)水位提頂高程渠底高程開(kāi)挖高程挖深 填高0+0000.00281494.904 1495.4561495.7691495.0661494.6660.238 0.865 0+1001494.550 1495.1761495.4891494.7861494.3860.164 0.939 0+2001494.368 1494.8961495.2091494.50614

15、94.1060.262 0.841 0+3001494.190 1494.6161494.9291494.2261493.8260.364 0.739 0+4001494.000 1494.3361494.6491493.9461493.5460.454 0.649 0+5001493.838 1494.0561494.3691493.6661493.2660.572 0.531 0+6001493.606 1493.7761494.0891493.3861492.9860.620 0.483 0+7001493.428 1493.4961493.8091493.1061492.7060.72

16、2 0.381 0+8001493.136 1493.2161493.5291492.8261492.4260.710 0.393 0+9001492.823 1492.9361493.2491492.5461492.1460.677 0.426 1+0001492.316 1492.6561492.9691492.2661491.8660.450 0.653 1+1001491.905 1492.3761492.6891491.9861491.5860.319 0.784 1+2001491.736 1492.0961492.4091491.7061491.3060.430 0.673 1+

17、3001491.421 1491.8161492.1291491.4261491.0260.395 0.708 1+4001491.100 1491.5361491.8491491.1461490.7460.354 0.749 1+5001490.773 1491.2561491.5691490.8661490.4660.307 0.796 1+6001490.428 1490.9761491.2891490.5861490.1860.242 0.861 1+7001490.100 1490.6961491.0091490.3061489.9060.194 0.909 1+8001489.84

18、5 1490.4161490.7291490.0261489.6260.219 0.884 1+9001489.629 1490.1361490.4491489.7461489.3460.283 0.820 2+0001489.555 1489.8561490.1691489.4661489.0660.489 0.614 2+1001489.120 1489.5761489.8891489.1861488.7860.334 0.769 2+2001488.865 1489.2961489.6091488.9061488.5060.359 0.744 2+3001488.576 1489.016

19、1489.3291488.6261488.2260.350 0.753 2+4001488.240 1488.7361489.0491488.3461487.9460.294 0.809 2+5001487.880 1488.4561488.7691488.0661487.6660.214 0.889 2+6001487.555 1488.1761488.4891487.7861487.3860.169 0.934 2+7001487.250 1487.8961488.2091487.5061487.1060.144 0.959 2+8001487.107 1487.6161487.92914

20、87.2261486.8260.281 0.822 2+9001486.974 1487.3361487.6491486.9461486.5460.428 0.675 3+0001486.680 1487.0561487.3691486.6661486.2660.414 0.689 3+1001486.208 1486.7761487.0891486.3861485.9860.222 0.881 3+2001485.912 1486.4961486.8091486.1061485.7060.206 0.897 3+3001485.615 1486.2161486.5291485.8261485

21、.4260.189 0.914 3+4001485.375 1485.9361486.2491485.5461485.1460.229 0.874 3+5001485.061 1485.6561485.9691485.2661484.8660.195 0.908 3+5201484.950 1485.61485.9131485.211484.810.140 0.963 5.2.4 典型分干的縱、橫斷面設(shè)計(jì)5.2.4.1 下級(jí)渠道各級(jí)分水口處水位高程 典型支渠進(jìn)水口水位比地面高1.017米，可以假定其它支渠進(jìn)水口水位比地面高1.017米，按此關(guān)系依次計(jì)算各支渠進(jìn)水口水位高程。由上表可得支渠引水口

22、水位與地面高程之差為1.017m，則其它干渠的引水口水位=各支渠的地面高程+1.017 m，即得各支渠的設(shè)計(jì)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繪典型干渠的地面高程線，典型干渠的設(shè)計(jì)水位線要滿足給下級(jí)渠道的供水要求，及工程費(fèi)用最小的要求。其比降應(yīng)接近典型干渠的天然平均比降。這樣就會(huì)出現(xiàn)變坡。允許支渠分水口處水位與干渠設(shè)計(jì)水位有誤差，當(dāng)干渠設(shè)計(jì)水位低于支渠進(jìn)水口處的水位時(shí)，這時(shí)節(jié)制閘就會(huì)放下，抬高水位，以滿足支渠的進(jìn)水口水位，但水不能溢出。最后的典型干渠的進(jìn)水口水位高程為1502.417米。5.2.4.2典型分干的橫斷面設(shè)計(jì)渠道橫斷面尺寸要根據(jù)渠道設(shè)計(jì)流

23、量通過(guò)水力計(jì)算加以確定。采用明渠均勻流公式計(jì)算，即渠道橫斷面尺寸要依據(jù)渠道設(shè)計(jì)流量通過(guò)水力計(jì)算加以確定。一般情況下采用明渠均勻流公式計(jì)算：即Q=AC式中：Q渠道設(shè)計(jì)水深（m3/s） A渠道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2） R水力半徑 i渠底比降 c謝才系數(shù)，一般采用曼寧公式 c= R1/6 進(jìn)行計(jì)算，其中n為糙率渠床糙率系數(shù)：由灌溉排水工程學(xué)P130表3-13，支渠采用砼護(hù)面，預(yù)制板砌筑，n=0.018.典型干渠采用梯形斷面，渠道內(nèi)、外邊坡系數(shù)m=1.25，床糙率系數(shù)：由灌溉排水工程學(xué)P130表3-13，支渠采用砼護(hù)面，預(yù)制板砌筑，n=0.017。為了滿足灌區(qū)各支渠的分水口水位，考慮施工工程量，對(duì)干渠進(jìn)行

24、變坡，樁號(hào)0+000-2+000之間，采用i=0.004；樁號(hào)0+000-2+200之間，采用i=0.0037；樁號(hào)0+00-2+200之間，采用i0.0037。樁號(hào)0+000-4+100之間，采用i0.0039。干渠采用預(yù)制板防滲，梯形斷面。采用試算法，計(jì)算設(shè)計(jì)水深進(jìn)行橫斷面設(shè)計(jì)。樁號(hào)0+000-1+050之間，V不沖=KQ0.1=51.4750.1=5.198(m/s)。V不游=C0Q0.5=0.41.4750.5=0.485(m/s)。樁號(hào)0+000-2+200之間，V不沖=KQ0.1=51.0920.1=5.044(m/s)，V不游=C0Q0.5=0.41.0920.5=0.418(m

25、/s)樁號(hào)0+000-2+200之間， V不沖=KQ0.1=50.6310.1=4.774(m/s)，V不游=C0Q0.5=0.40.6310.5=0.318(m/s)典型分干渠的水力要素見(jiàn)表5-10，QnmhbAxRcv i CD干渠0.326 0.017 1.25 0.320.45 0.272 1.474 0.184 44.132 1.214 0.0041 加大流量0.424 0.017 1.25 0.37 0.45 0.338 1.635 0.207 44.989 1.309 0.0041 BC干渠0.625 0.017 1.25 0.44 0.45 0.440 1.859 0.237

26、46.044 1.434 0.0041 加大流量0.812 0.017 1.25 0.50 0.45 0.538 2.051 0.262 46.848 1.536 0.0041 AB干渠1.057 0.017 1.25 0.57 0.45 0.663 2.275 0.291 47.696 1.648 0.0041 加大流量1.374 0.017 1.25 0.64 0.45 0.800 2.499 0.320 48.468 1.756 0.0041 OA干渠1.465 0.017 1.25 0.61 0.60 0.831 2.5530.326 48.607 1.776 0.0041 加大流量1

27、.893 0.017 1.25 0.69 0.60 1.009 2.809 0.359 49.427 1.897 0.0041 5.2.4.3典型干渠的縱斷面設(shè)計(jì)由5.2.4.1可得，干渠進(jìn)水口處水位高程為1502.417米?？捎筛汕M(jìn)水口處水位高程減去沿程損失（Li）可得各點(diǎn)的設(shè)計(jì)水位。1) 先繪地面高程線（每100米一個(gè)樁號(hào)，分水口處、建筑物處加樁）；2） 標(biāo)繪分水口和建筑物的位置；3） 繪渠道設(shè)計(jì)水位線，把每一點(diǎn)的設(shè)計(jì)水位連接起來(lái)；4） 繪渠底高程線。在渠道設(shè)計(jì)水位線以下，以渠道設(shè)計(jì)水深為間距，畫(huà)設(shè)計(jì)水位的平行線，該線就是渠底高程線；5） 渠頂高程線。以渠底線向上，以設(shè)計(jì)水深和安全超高之

28、和為間距，作渠底線的平行線，此線就是渠道的堤頂線； 6） 最小水位線。在渠道渠底高程線以上，以渠道的最小水深為間距，畫(huà)渠底高程線的平行線，該線就是最小水位線；7）最大水位線。在渠道渠底高程線以上，以渠道的加大水深為間距，畫(huà)渠底高程線的平行線，該線就是最大水位線；開(kāi)挖高程線。渠底高程減去預(yù)制板厚度和砂礫石墊層厚度之和，即在渠底線以下以開(kāi)挖深度（0.08+0.32米）為間距，畫(huà)渠底高程線的平行線，該線就是開(kāi)挖高程線；挖深。地面高程減去渠底高程得挖深；填高。渠堤高程減去地面高程得填高；最后結(jié)果見(jiàn)表5-11表5-11 二分干渠縱斷面計(jì)算表樁號(hào)坡降地面高程設(shè)計(jì)水位提頂高程渠底高程開(kāi)挖高程挖深 填高0+0

29、000.00411501.41502.4171502.7871501.8071501.40701.3870+0301501.2691502.2941502.6641501.6841501.28401.3950+1001501.0431501.9671502.3271501.3971500.9970.0461.2840+2001500.7111501.5571501.9171500.9871500.5870.1241.2060+3001500.3881501.1471501.5071500.5771500.1770.2111.1190+4001500.1031500.7371501.097150

30、0.1671499.7670.3360.9940+5001499.7891500.3271500.6871499.7571499.3570.4320.8980+6001499.391499.9171500.2771499.3471498.9470.4430.8870+70014991499.5071499.8671498.9371498.5370.4630.8670+8001498.51499.0971499.4571498.5271498.1270.3730.9570+9001498.061498.6871499.0471498.1171497.7170.3430.9871+0001497.

31、6091498.2771498.6371497.7071497.3070.3021.0281+1001497.2171497.8671498.2271497.2971496.8970.321.011+2001496.7781497.4571497.8171496.8871496.4870.2911.0391+3001496.2851497.0471497.4071496.4771496.0770.2081.1221+4001495.8181496.6371496.9971496.0671495.6670.1511.1791+5001495.381496.2271496.5871495.6571

32、495.2570.1231.2071+5301495.1851495.9941496.3191495.5541495.150.031.131+6000.00411494.9041495.6871496.0121495.2471494.8470.0571.1081+7001494.51495.2771495.6021494.8371494.4370.0631.1021+8001494.21494.8671495.1921494.4271494.0270.1730.9921+9001493.9231494.4571494.7821494.0171493.6170.3060.8592+0001493

33、.5241494.0471494.3721493.6071493.2070.3170.8482+1001493.251493.6371493.9621493.1971492.7970.4530.7122+2001492.8751493.2271493.5521492.7871492.3870.4880.6772+3001492.4781492.8171493.1421492.3771491.9770.5010.6642+4001492.121492.4071492.7321491.9671491.5670.5530.6122+5001491.6751491.9971492.3221491.55

34、71491.1570.5180.6472+6001491.211491.5871491.9121491.1471490.7470.4630.7022+7001490.751491.1771491.5021490.7371490.3370.4130.7522+8001490.251490.7671491.0921490.3271489.9270.3230.8422+9001489.7621490.3571490.6821489.9171489.5170.2450.923+0001489.3181489.9471490.2721489.5071489.1070.2110.9543+0301489.

35、1121489.6511489.9441489.3111488.930.190.823+1000.00411488.8331489.5371489.8621489.0971488.6970.1361.0293+2001488.3331489.0071489.31488.6871488.2870.0460.9673+3001487.9141488.5971488.891488.2771487.8770.0370.9763+4001487.6761488.1871488.481487.8671487.4670.2090.8043+5001487.3821487.7771488.071487.457

36、1487.0570.3250.6883+6001487.11487.3671487.661487.0471486.6470.4530.563+7001486.7661486.9571487.251486.6371486.2370.5290.4843+8001486.4661486.5471486.841486.2271485.8270.6390.3743+9001486.1331486.1371486.431485.8171485.4170.7160.2974+0001485.6951485.7271486.021485.4071485.0070.6880.3254+1001485.26114

37、85.3171485.611484.9971484.5970.6640.3494+2001484.7691484.9071485.21484.5871484.1870.5820.4314+2301484.4861484.7311485.0241484.4111484.010.540.465.2.5 總干渠的縱、橫斷面設(shè)計(jì)5.2.4.1 下級(jí)渠道各級(jí)分水口處水位高程 典型分干渠進(jìn)水口水位比地面高0.614米，可以假定其它分干渠進(jìn)水口水位比地面高0.614米，由上表可得分干渠引水口水位與地面高程之差為0.614m，則其它干渠的引水口水位=各支渠的地面高程+0.614 m，即得各支渠的設(shè)計(jì)水位。由此

38、，推得總干渠的引水口水位=分干渠的地面高程+0.2=1518.614繪總干渠的地面高程線，總干渠的設(shè)計(jì)水位線要滿足給下級(jí)渠道的供水要求，及工程費(fèi)用最小的要求。其比降應(yīng)接近總干渠的天然平均比降。這樣就會(huì)出現(xiàn)變坡。允許分干渠分水口處水位與總干渠設(shè)計(jì)水位有誤差，當(dāng)總干渠設(shè)計(jì)水位低于分干渠進(jìn)水口處的水位時(shí)，這時(shí)節(jié)制閘就會(huì)放下，抬高水位，以滿足分干渠的進(jìn)水口水位，但水不能溢出。最后的總干渠的進(jìn)水口水位高程為1518.614米。5.2.4.2總干渠的橫斷面設(shè)計(jì)渠道橫斷面尺寸要根據(jù)渠道設(shè)計(jì)流量通過(guò)水力計(jì)算加以確定。采用明渠均勻流公式計(jì)算，即渠道橫斷面尺寸要依據(jù)渠道設(shè)計(jì)流量通過(guò)水力計(jì)算加以確定。一般情況下采用

39、明渠均勻流公式計(jì)算：即Q=AC式中：Q渠道設(shè)計(jì)水深（m3/s） A渠道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2） R水力半徑 i渠底比降 c謝才系數(shù)，一般采用曼寧公式 c= R1/6 進(jìn)行計(jì)算，其中n為糙率渠床糙率系數(shù)：由灌溉排水工程學(xué)P130表3-13，支渠采用砼護(hù)面，預(yù)制板砌筑，n=0.018典型干渠采用梯形斷面，渠道內(nèi)、外邊坡系數(shù)m=1.25，床糙率系數(shù)：由灌溉排水工程學(xué)P130表3-13，支渠采用砼護(hù)面，預(yù)制板砌筑，n=0.017。為了滿足灌區(qū)各支渠的分水口水位，考慮施工工程量，對(duì)干渠進(jìn)行變坡，樁號(hào)0+000-0+220之間，采用i=0.0037；樁號(hào)0+220-4+450之間，采用i=0.0037。 總干

40、渠采用預(yù)制板防滲，梯形斷面。采用試算法，計(jì)算設(shè)計(jì)水深進(jìn)行橫斷面設(shè)計(jì)?？偢汕短?hào)0+000-0+220之間，邊坡系數(shù)m=1.25，b=0.6m，n=0.017, i=0.0037，Q=3.314(m3/s)時(shí),把數(shù)據(jù)代入公式（5-3）中得設(shè)計(jì)水深 hd= 0.91m過(guò)水?dāng)嗝?A=(b+mh)h=1.581(m2)流速 V=2.096(m/s)不沖流速 KQ0.1=53.3140.1=5.636（m/s） ， V不游=C0Q0.5=0.43.3140.5=0.728（m/s） 流速滿足不淤不沖流速?？偢汕短?hào)0+220-4+450之間，邊坡系數(shù)m=1.25，b=0.6m，n=0.017, i=0.

41、0037，Q=1.602(m3/s)時(shí),把數(shù)據(jù)代入公式（5-3）中得設(shè)計(jì)水深 hd= 0.65m過(guò)水?dāng)嗝?A=(b+mh)h=0.918 (m2)流速 V=1.745 (m/s)V不沖=KQ0.1=5 1.6020.1= 5.241(m/s)，V不游=C0Q0.5=0.41.6020.5= 0.506(m/s)同理可得干渠各段的設(shè)計(jì)水深、加大水深、最小水深。在0+220處，流量發(fā)生了較大的變化，由3.314變成1.602，故在此處（分水閘后）渠道斷面發(fā)生變化，水深0.91變成0.65。見(jiàn)表5-12. 典型總干渠的水力要素見(jiàn)表5-12QnmhbAxRcv i PO干渠1.565 0.017 1.

42、25 0.65 0.60 0.918 2.681 0.342 49.027 1.745 0.0037 加大流量2.035 0.017 1.25 0.73 0.60 1.104 2.937 0.376 49.810 1.858 0.0037 TP干渠3.188 0.017 1.25 0.91 0.60 1.581 3.513 0.450 51.3572.096 0.0037 加大流量4.144 0.017 1.25 1.05 0.60 2.008 3.962 0.507 52.407 2.270 0.0037 5.2.4.3 總干渠的縱斷面設(shè)計(jì)由5.2.4.1可得，總干渠進(jìn)水口處水位高程為151

43、8.614米?？捎筛汕M(jìn)水口處水位高程減去沿程損失（Li）可得各點(diǎn)的設(shè)計(jì)水位1) 先繪地面高程線（每100米一個(gè)樁號(hào)，分水口處、建筑物處加樁）；2） 標(biāo)繪分水口和建筑物的位置；3） 繪渠道設(shè)計(jì)水位線，把每一點(diǎn)的設(shè)計(jì)水位連接起來(lái)；4） 繪渠底高程線。在渠道設(shè)計(jì)水位線以下，以渠道設(shè)計(jì)水深為間距，畫(huà)設(shè)計(jì)水位的平行線，該線就是渠底高程線；5） 渠頂高程線。以渠底線向上，以設(shè)計(jì)水深和安全超高之和為間距，作渠底線的平行線，此線就是渠道的堤頂線；6） 最小水位線。在渠道渠底高程線以上，以渠道的最小水深為間距，畫(huà)渠底高程線的平行線，該線就是最小水位線；7）最大水位線。在渠道渠底高程線以上，以渠道的加大水深為間

44、距，畫(huà)渠底高程線的平行線，該線就是最大水位線；開(kāi)挖高程線。渠底高程減去預(yù)制板厚度和砂礫石墊層厚度之和，即在渠底線以下以開(kāi)挖深度（0.08+0.32米）為間距，畫(huà)渠底高程線的平行線，該線就是開(kāi)挖高程線；挖深。地面高程減去渠底高程得挖深；填高。渠堤高程減去地面高程得填高；最后結(jié)果見(jiàn)表5-13.表5-13 總干渠縱斷面計(jì)算表樁號(hào)坡降地面高程設(shè)計(jì)水位提頂高程渠底高程開(kāi)挖高程挖深 填高0+0000.00371518.000 1518.614 1519.076 1517.704 1517.304 0.696 1.076 0+1001517.731 1518.146 1518.608 1517.236 15

45、16.836 0.895 0.877 0+2001517.282 1517.678 1518.140 1516.768 1516.368 0.914 0.858 0+2201517.230 1517.584 1517.966 1516.934 1516.534 0.696 0.736 0+3001517.130 1517.288 1517.670 1516.638 1516.238 0.892 0.540 0+4001516.720 1516.918 1517.300 1516.268 1515.868 0.852 0.580 0+5001516.160 1516.548 1516.930 1

46、515.898 1515.498 0.662 0.770 0+6001515.596 1516.178 1516.560 1515.528 1515.128 0.468 0.964 0+7001515.206 1515.808 1516.190 1515.158 1514.758 0.448 0.984 0+8001514.789 1515.438 1515.820 1514.788 1514.388 0.401 1.031 0+9001514.526 1515.068 1515.450 1514.418 1514.018 0.508 0.924 1+0001514.132 1514.698

47、1515.080 1514.048 1513.648 0.484 0.948 1+1001513.842 1514.328 1514.710 1513.678 1513.278 0.564 0.868 1+2001513.526 1513.958 1514.340 1513.308 1512.908 0.618 0.814 1+3001513.132 1513.588 1513.970 1512.938 1512.538 0.594 0.838 1+4001512.823 1513.218 1513.600 1512.568 1512.168 0.655 0.777 1+5001512.058

48、 1512.848 1513.230 1512.198 1511.798 0.260 1.172 1+6001511.818 1512.478 1512.860 1511.828 1511.428 0.390 1.042 1+7001511.424 1512.108 1512.490 1511.458 1511.058 0.366 1.066 1+8001511.182 1511.738 1512.120 1511.088 1510.688 0.494 0.938 1+9001510.811 1511.368 1511.750 1510.718 1510.318 0.493 0.939 2+0

49、001510.424 1510.998 1511.380 1510.348 1509.948 0.476 0.956 2+1001510.216 1510.628 1511.010 1509.978 1509.578 0.638 0.794 2+2001509.937 1510.258 1510.640 1509.608 1509.208 0.729 0.703 2+3001509.625 1509.888 1510.270 1509.238 1508.838 0.787 0.645 2+4001509.312 1509.518 1509.900 1508.868 1508.468 0.844

50、 0.588 2+5001509.063 1509.148 1509.530 1508.498 1508.098 0.965 0.467 2+6001508.750 1508.778 1509.160 1508.128 1507.728 1.022 0.410 2+7001508.406 1508.408 1508.790 1507.758 1507.358 1.048 0.384 2+8001507.888 1508.038 1508.420 1507.388 1506.988 0.900 0.532 2+9001507.666 1507.668 1508.050 1507.018 1506

51、.618 1.048 0.384 3+0001507.444 1507.298 1507.680 1506.648 1506.248 1.196 0.236 3+1001507.055 1506.928 1507.310 1506.278 1505.878 1.177 0.255 3+2001506.666 1506.558 1506.940 1505.908 1505.508 1.158 0.274 3+3001506.095 1506.188 1506.570 1505.538 1505.138 0.957 0.475 3+4001505.666 1505.818 1506.200 150

52、5.168 1504.768 0.898 0.534 3+5001505.095 1505.448 1505.830 1504.798 1504.398 0.697 0.735 3+6001504.666 1505.078 1505.460 1504.428 1504.028 0.638 0.794 3+7001504.422 1504.708 1505.090 1504.058 1503.658 0.764 0.668 3+8001504.277 1504.338 1504.720 1503.688 1503.288 0.989 0.443 3+9001503.841 1503.968 15

53、04.350 1503.318 1502.918 0.923 0.509 4+0001503.386 1503.598 1503.980 1502.948 1502.548 0.838 0.594 4+1001503.040 1503.228 1503.610 1502.578 1502.178 0.862 0.570 4+2001502.727 1502.858 1503.240 1502.208 1501.808 0.919 0.513 4+3001502.318 1502.488 1502.870 1501.838 1501.438 0.880 0.552 4+4001501.875 1

54、502.118 1502.500 1501.468 1501.068 0.807 0.625 4+5001501.541 1501.748 1502.130 1501.098 1500.698 0.843 0.589 4+5401501.400 1501.600 1501.982 1500.950 1500.550 0.850 0.582 5.3 各級(jí)典型排水溝的縱、橫斷面設(shè)計(jì)5.3.1 典型農(nóng)排的縱、橫斷面設(shè)計(jì)5.3.1.1 典型農(nóng)排的橫斷面設(shè)計(jì)農(nóng)排不進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算橫斷面設(shè)計(jì)。1）農(nóng)排的底寬b. 排水溝一般是機(jī)械開(kāi)挖，在（0.6-1.0米），所以農(nóng)排的底寬渠0.8米；2）農(nóng)排的深

55、度D。 當(dāng)作物允許的地下水位h一定時(shí)，農(nóng)排的深度D公式： D=H+h+s其中： D農(nóng)排深度；H作物要求的地下水埋深（m），由灌溉排水工程學(xué)P202表6-11，地下水臨界深度值中，查得H=1.7-2.3米， 取H為2m。h當(dāng)兩溝之間的中心點(diǎn)的地下水位至H時(shí)，地下水位與溝水位之差，一般不小于0.2-0.3米，取0.2mS農(nóng)排中的水深，排地下水時(shí)，溝內(nèi)水深很淺，一般取0.10.2m，取0.1m故求得D=2+0.2+0.1=2.3m 3）邊坡系數(shù)m此設(shè)計(jì)排水溝采用梯形斷面，因?yàn)槭峭临|(zhì)排水溝，查灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范知邊坡系數(shù)為2.02.5，取m=2.5溝底坡降根據(jù)排水及地形要求，采用坡降i=0.003

56、8。5）糙率查灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范知n=0.0250.03，取n=0.03。6）推求農(nóng)排上口寬B B=b+2mD=0.8+2*2.5*2.3=12.3m7）溝堤寬度為D堤D堤根據(jù)行人及堆土?xí)r確定，經(jīng)驗(yàn)取1m 8）農(nóng)排占地寬度B占 B占=2D堤+B=2*1+12.3=14.3m。農(nóng)排水力要素表見(jiàn)表5-14。表5-14 農(nóng)排水力要素表糙率邊坡系數(shù)m底坡溝底寬b（m）設(shè)計(jì)水深(m)溝深D上口寬占地寬度ni（m）（m）（m3/s）0.032.50.00380.80.12.312.314.35.3.1.2農(nóng)排縱斷面設(shè)計(jì)1）典型農(nóng)排的溝頂高程 根據(jù)地面高程線的趨勢(shì)，確定出一條最接近地面線的一條線，即 溝

57、頂高程線。 典型農(nóng)排的溝頂線向下平移溝深D（2.3m），即為典型農(nóng)排的溝底線。典型農(nóng)排縱斷面計(jì)算見(jiàn)表5-15，表5-15 典型農(nóng)排縱斷面計(jì)算表樁號(hào)坡降地面高程水面高程溝頂高程溝底高程挖深0+0000.00381492.200 1492.300 1492.000 1489.700 2.500 0+0501492.040 1492.140 1491.810 1489.510 2.530 0+1001491.823 1491.923 1491.620 1489.320 2.503 0+1501491.529 1491.629 1491.430 1489.130 2.399 0+2001491.294

58、 1491.394 1491.240 1488.940 2.354 0+2501491.055 1491.155 1491.050 1488.750 2.305 0+3001490.916 1491.016 1490.860 1488.560 2.356 0+3501490.750 1490.850 1490.670 1488.370 2.380 0+4001490.583 1490.683 1490.480 1488.180 2.403 0+4501490.363 1490.463 1490.290 1487.990 2.373 0+5001490.208 1490.308 1490.100

59、 1487.800 2.408 0+5501490.086 1490.186 1489.910 1487.610 2.476 5.3.2 典型斗排的縱、橫斷面設(shè)計(jì)5.3.2.1 橫斷面設(shè)計(jì)1流量設(shè)計(jì)eq oac(,1)由于本灌區(qū)缺少日常排水模數(shù)，實(shí)測(cè)資料，結(jié)合灌區(qū)排水模數(shù)為0.081m3/s/萬(wàn)畝。eq oac(,2)流量推求運(yùn)用公式Q日=q日*A式中Q日日常設(shè)計(jì)流量q日日常排水模數(shù)A-典型農(nóng)排控制面積,故Q日=0.081*0.14225=0.012m3/s 2底寬設(shè)計(jì) 為了滿足機(jī)械開(kāi)挖要求及輸水要求，取b=1m。3邊坡系數(shù)m此設(shè)計(jì)排水溝采用梯形斷面，因?yàn)槭峭临|(zhì)排水溝，查灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范

60、7.1.10知邊坡系數(shù)為2.02.5，取m=2.5。4溝底坡降根據(jù)排水及地形要求，采用坡降i=0.0034。5糙率查灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范知n=0.0250.03，取n=0.03.6將以上有關(guān)數(shù)據(jù)帶入明渠均勻流公式求得設(shè)計(jì)水位。試算出h太小，故取h=0.1m。因?yàn)樗钐。魉僖埠苄?，所以?huì)發(fā)生淤積，但是可以進(jìn)行處理。 排水溝一般不會(huì)出現(xiàn)沖刷現(xiàn)象。斗排水力要素表見(jiàn)表5-16。表5-16 斗排水力要素表糙率邊坡系數(shù)m底坡溝底寬b（m）設(shè)計(jì)水深h（m）AV溝深Dni（m2）（m/s）（m）0.032.50.003410.10.1250.3612.58 斗排上口寬 B=b+2mD=1+2*2.5*2