農(nóng)田水利學(xué)：4章灌溉渠道系統(tǒng)

渠道內(nèi)蒙古河套灌區(qū)河南人民勝利渠灌區(qū)山東位山灌區(qū)江蘇蘇南地區(qū)日本的渠道日本的渠道麗江古城的渠道麗江江古古城城的的渠渠道道灌溉溉系系統(tǒng)統(tǒng)的的組組成成攔河河壩壩沖沙沙閘閘進水水閘閘節(jié)制制閘閘排沙沙渠渠干渠渠斗渠渠支渠渠農(nóng)渠渠農(nóng)溝溝支溝溝斗溝溝干溝溝容泄泄區(qū)區(qū)退水水渠渠泄水水閘閘渠首首工工程程輸配配水水工工程程固定定渠渠道道：：干、、支支、、斗斗、、農(nóng)農(nóng)臨時時渠渠道道：：毛渠渠等等田間間工工程程灌溉溉渠渠系系規(guī)規(guī)劃劃規(guī)劃劃原原則則干支支渠渠的的規(guī)規(guī)劃劃布布置置形形式式斗、、農(nóng)農(nóng)渠渠的的規(guī)規(guī)劃劃布布置置渠線線規(guī)規(guī)劃劃步步驟驟渠系系建建筑筑物物的的規(guī)規(guī)劃劃布布置置灌溉溉渠渠道道的的規(guī)規(guī)劃劃原原則則1）盡盡量量將將干干、、支支渠渠布布置置在在較較高高地地帶帶，，以以便便控控制制最最大大的的灌灌溉溉面面積積；；2）與與土土地地利利用用規(guī)規(guī)劃劃、、農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)區(qū)區(qū)劃劃密密切切結(jié)結(jié)合合，，并并適適當(dāng)當(dāng)考考慮慮行行政政區(qū)區(qū)劃劃；；3）與與排排水水溝溝的的布布置置相相配配合合，，統(tǒng)統(tǒng)一一布布局局；；4）渠線線盡可可能短短直，，以減減少占占地和和工程程量；；5）確保保渠道道工程程安全全可靠靠；6）斗、、農(nóng)渠渠的布布置要要滿足足機耕耕要求求；7）要考考慮綜綜合利利用干、支支渠的的規(guī)劃劃布置置（一））山區(qū)區(qū)、丘丘陵區(qū)區(qū)灌區(qū)區(qū)水庫山塘河流地形特特點：：地形復(fù)復(fù)雜，，崗沖沖交錯錯，坡坡度較較陡地面高高程較較高耕地分分散，，很少少有大大片集集中耕耕地渠道布布置特特點：：1)渠道位位置高高，自自流水水頭容容易保保證；；2)渠線較較長，，多彎彎曲，，多填填挖方方，多多建筑筑物，，工程程量大大；3)受山洪洪威脅脅大，，應(yīng)設(shè)設(shè)置防防洪泄泄洪設(shè)設(shè)施；；4)山丘區(qū)區(qū)塘堰堰及小小型水水庫多多，渠渠道布布置應(yīng)應(yīng)考慮慮與之之相通通，形形成長藤結(jié)結(jié)瓜系統(tǒng)。。干、支支渠的的規(guī)劃劃布置置（一））山區(qū)區(qū)、丘丘陵區(qū)區(qū)灌區(qū)區(qū)渠道布布置形形式：：1.干渠沿沿等高高線布布置多見于于分水水嶺與與山溪溪或河河流間間的狹狹長地地帶渠線長長而緩緩2.干渠沿沿主要要分水水嶺布布置多見于于淺丘丘崗地地比降由由地面面坡度度決定定干、支支渠的的規(guī)劃劃布置置（一））山區(qū)區(qū)、丘丘陵區(qū)區(qū)灌區(qū)區(qū)水庫山塘河流渠道布布置水庫山塘河流渠道布布置水庫山塘河流干渠支渠渠道布布置干、支支渠的的規(guī)劃劃布置置（二））平原原型灌灌區(qū)地形特特點：：地形開開闊平平坦;耕地集集中，，面積積較大大山前平平原：：靠近山山麓，，地勢勢較高高，排排水條條件好好；沖積平平原：：位于河河流中中下游游平原原坡水水地區(qū)區(qū)，地地面坡坡度平緩，，地下下水位位較高高。渠道布布置：：干渠多多沿等等高線線布置置，支支渠垂垂直等等高線線河流干渠一支渠渠二支渠渠三支渠渠干、支支渠的的規(guī)劃劃布置置（三））圩垸垸型灌灌區(qū)地形特特點：：分布于于沿江江、湖湖灘地地和三三角洲洲地區(qū)區(qū)，地地形平平坦低低洼；；多河湖湖港汊汊，水水網(wǎng)密密集；；汛期外外河水水位常常高于于圩內(nèi)內(nèi)地面面，四四周有有圩堤堤，四四周高高，中中間低低渠系布布置：：以排為為主，，兼顧顧灌溉溉；一般提提排提提灌，，少有有自流流排灌灌斗、農(nóng)農(nóng)渠的的規(guī)劃劃布置置考慮因因素：：農(nóng)業(yè)耕耕作與與機械械化地形灌排條條件土壤土地平平整規(guī)格格：：斗渠長長3000-5000m，寬500-1000m（平原原地區(qū)區(qū)）農(nóng)渠長長500-1000m，寬200-400m斗、農(nóng)農(nóng)渠的的規(guī)劃劃布置置灌排溝溝渠布布置形形式相間布布置相鄰布布置支渠渠支渠渠斗渠渠斗溝溝斗渠渠斗溝溝農(nóng)渠農(nóng)渠農(nóng)溝農(nóng)溝渠系建建筑物物的規(guī)規(guī)劃布布置1引水建建筑物物：2配水建建筑物物：3交叉建建筑物物：4銜接建建筑物物：5泄水建建筑物物：6量水建建筑物物：進水閘閘分水閘閘、節(jié)節(jié)制閘閘遂洞、、渡槽槽、倒倒虹吸吸、涵涵洞、、橋梁梁跌水、、陡坡坡溢流堰堰、泄泄水閘閘、退退水閘閘、退退水渠渠巴歇爾爾量水水槽1引水建建筑物物：2配水建建筑物物：3交叉建建筑物物：4銜接建建筑物物：6量水建建筑物物：田間工工程規(guī)規(guī)劃最末一一級固固定渠渠道（（農(nóng)渠渠）和和固定定溝道道（農(nóng)農(nóng)溝））之間間條田田范圍圍內(nèi)的的臨時時溝渠渠、田田間道道路、、稻田田的格格田和和田埂埂、土土地平平整等等。意義：：發(fā)揮灌灌排工工程效效益提高農(nóng)農(nóng)作物物產(chǎn)量量節(jié)約用水提高勞動生生產(chǎn)率現(xiàn)狀：薄弱環(huán)節(jié)不規(guī)范、不不配套田間渠系布布置縱向布置橫向布置灌水方向與與農(nóng)渠垂直直農(nóng)渠-毛渠-輸水壟溝-灌水溝（畦畦）較復(fù)雜地形形灌水方向與與農(nóng)渠平行行農(nóng)渠-毛渠-灌水溝（畦畦）地面坡向一一致，坡度度較小地形形稻田區(qū)的格格田田?。焊?0-30cm寬30-40cm格田：長100-150m寬15-20m斗渠渠斗溝溝農(nóng)渠農(nóng)溝田埂排水口進水口一、灌溉渠渠道流量概概述設(shè)計流量最小流量加大流量設(shè)計渠道斷斷面及渠系系建筑物的的主要依據(jù)據(jù)實際運行過過程中，渠渠道流量是是變化的滿足灌溉設(shè)設(shè)計標(biāo)準條條件下用水水要求的最最大流量（（毛流量））灌溉設(shè)計標(biāo)標(biāo)準條件下下，渠道工工作過程中中輸送的最最小流量，，校核水位位渠道運行過過程中可能能出現(xiàn)的最最大流量，，確定渠堤堤堤頂高程程二、灌溉渠渠道水量損損失渠道水量損損失渠道水面蒸蒸發(fā)損失渠床滲漏損損失閘門漏水和和渠道退水水〈5%，忽略管理上予以以限制，設(shè)設(shè)計時一般般不考慮不可避免，，設(shè)計時要要考慮影響渠道滲滲漏損失的的因素渠床土壤性性質(zhì)地下水埋深深及出流條條件渠道輸水時時間渠道斷面形形式和尺寸寸輸水損失的的估算經(jīng)驗公式經(jīng)驗系數(shù)經(jīng)驗公式估估算渠道輸輸水損失每公里渠道道輸水損失系系數(shù)渠床土壤透水系數(shù)渠床土壤透水指數(shù)渠道損失流流量渠道長度經(jīng)驗系數(shù)估估算渠道輸輸水損失渠道水利用用系數(shù)渠系水利用用系數(shù)QnQg田間水利用用系數(shù)灌溉水利用用系數(shù)經(jīng)驗系數(shù)估估算渠道輸輸水損失三、渠道的的工作制度度續(xù)灌輪灌集中編組插花編組在一次灌水水延續(xù)時間間內(nèi)自始自自終連續(xù)輸輸水同一級渠道道在一次灌灌水延續(xù)時時間內(nèi)輪流流灌水加大輸水流流量、縮短短輸水時間間、減少輸輸水損失渠道設(shè)計流流量推算L支L斗nk干渠支渠斗渠水源輪灌渠道的的設(shè)計流量量1自上而下分分配末級續(xù)續(xù)灌渠道的的田間凈流流量（1）計算支渠渠（末級續(xù)續(xù)灌渠道））的設(shè)計田田間凈流量量（2）由支渠分分配到每條條農(nóng)渠的田田間凈流量量2自下而上推推算各級渠渠道的設(shè)計計流量（1）計算農(nóng)渠渠的凈流量量（2）推算各級級渠道的設(shè)設(shè)計流量（（毛流量））續(xù)灌渠道的的設(shè)計流量量OABCQ1Q2Q3Q4水源源L1L2L3渠道最小流量量和加大流量量的計算渠道最小流量量渠道加大流量量以最小灌水率率為依據(jù)，方方法同設(shè)計流流量加大系數(shù)設(shè)計流量一、渠道縱橫橫斷面設(shè)計原原理縱橫斷面設(shè)計計必須滿足：：通過所需要的的流量水位要保證下下級渠道的取取水縱橫向穩(wěn)定經(jīng)濟、安全一般按明渠均均勻流公式設(shè)設(shè)計渠道過水?dāng)嗝婷婷娣e謝才系數(shù)水力半徑渠底比降渠床糙率系數(shù)數(shù)水力最佳斷面面設(shè)計流量Q、比降I、糙率系數(shù)n相同的情況下下過水?dāng)嗝娣e積最小的渠道道斷面——經(jīng)濟斷面圓形斷面梯形斷面渠道設(shè)計的依依據(jù)渠底比降渠床糙率系數(shù)數(shù)渠道的邊坡系系數(shù)渠道斷面的寬寬深比渠道的不沖不不淤流速渠底比降影響到工程造造價和控制面面積影響因素地面坡度下級渠道的水水位要求渠床土質(zhì)水流含沙量設(shè)計流量一般根據(jù)經(jīng)驗驗初選，然后后試算確定渠床糙率系數(shù)數(shù)取值應(yīng)符合實實際重要工程要通通過試驗確定定反映渠床粗糙糙程度的技術(shù)術(shù)參數(shù)影響工程造價價、輸水能力力、渠道水位位渠道的邊坡系系數(shù)m1影響渠道穩(wěn)定定根據(jù)渠床土質(zhì)質(zhì)、渠道深度度等選定渠道斷面的寬寬深比渠道底寬與水水深的比值影響渠道工程程量和渠床穩(wěn)穩(wěn)定工程量最小水力最優(yōu)斷面面斷面穩(wěn)定過深窄，易沖沖刷；過寬淺，易淤淤積渠道的不沖不不淤流速vcd<vd<vcs（臨界）不沖沖流速渠床土壤性質(zhì)質(zhì)水流含沙情況況渠道斷面水力力要素C.A.吉爾什砍公式式（臨界）不淤淤流速渠道水力計算算確定渠道過水水?dāng)嗝娴乃钌頷和底寬b一般斷面的水水力計算（試試算法）水力最優(yōu)梯形形斷面的水力力計算一般斷面的水水力計算（試試算法）假設(shè)b、h值計算過水?dāng)嗝婷娴乃σ厮赜嬎闱懒髁苛拷Y(jié)束校核渠道輸水能力校核渠道流速速YESYESNON