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1、渠 道 CANAL,内蒙古河套灌区,河南人民胜利渠灌区,山东位山灌区,江苏苏南地区,日本的渠道,日本的渠道,日本的渠道,日本的渠道,日本的渠道,日本的渠道,日本的渠道,日本的渠道,日本的渠道,日本的渠道,日本的渠道,丽江古城的渠道,丽江古城的渠道,丽江古城的渠道,丽江古城的渠道,丽江古城的渠道,丽江古城的渠道,丽江古城的渠道,丽江古城的渠道,第四章 灌溉渠道系统,第一节 灌溉渠系规划,第二节 田间工程规划,第三节 灌溉渠道流量推算,第四节 灌溉渠道纵横断面设计,第五节 渠道防渗,灌溉系统的组成,拦河坝,冲沙闸,进水闸,节制闸,排沙渠,干 渠,斗 渠,支 渠,农渠,农沟,支 沟,斗 沟,干 沟,
2、容泄区,退水渠,泄水闸,渠首工程 输配水工程 固定渠道： 干、支、斗、农 临时渠道： 毛渠等 田间工程,第一节 灌溉渠系规划,规划原则,干支渠的规划布置形式,斗、农渠的规划布置,渠线规划步骤,渠系建筑物的规划布置,灌溉渠道的规划原则,1）尽量将干、支渠布置在较高地带，以便控制最大的灌溉面积； 2）与土地利用规划、农业区划密切结合，并适当考虑行政区划； 3）与排水沟的布置相配合，统一布局； 4）渠线尽可能短直，以减少占地和工程量； 5）确保渠道工程安全可靠； 6）斗、农渠的布置要满足机耕要求； 7）要考虑综合利用,干、支渠的规划布置,（一）山区、丘陵区灌区,水库,山塘,地形特点： 地形复杂，岗冲
3、交错，坡度较陡 地面高程较高 耕地分散，很少有大片集中耕地,渠道布置特点： 1) 渠道位置高，自流水头容易保证； 2) 渠线较长，多弯曲，多填挖方，多建筑物，工程量大； 3) 受山洪威胁大，应设置防洪泄洪设施； 4) 山丘区塘堰及小型水库多，渠道布置应考虑与之相通，形成长藤结瓜系统。,干、支渠的规划布置,（一）山区、丘陵区灌区,渠道布置形式： 1. 干渠沿等高线布置 多见于分水岭与山溪或河流间的狭长地带 渠线长而缓 2. 干渠沿主要分水岭布置 多见于浅丘岗地 比降由地面坡度决定,干、支渠的规划布置,（一）山区、丘陵区灌区,渠道布置,渠道布置,渠道布置,干、支渠的规划布置,（二）平原型灌区,地形
4、特点： 地形开阔平坦; 耕地集中，面积较大,山前平原： 靠近山麓，地势较高，排水条件好； 冲积平原：位于河流中下游平原坡水地区，地面坡度 平缓，地下水位较高。,渠道布置：干渠多沿等高线布置，支渠垂直等高线,一支渠,二支渠,三支渠,干、支渠的规划布置,（三）圩垸型灌区,地形特点： 分布于沿江、湖滩地和三角洲地区，地形平坦低洼； 多河湖港汊，水网密集； 汛期外河水位常高于圩内地面，四周有圩堤，四周高，中间低,渠系布置： 以排为主，兼顾灌溉； 一般提排提灌，少有自流排灌,斗、农渠的规划布置,考虑因素：农业耕作与机械化 地形 灌排条件 土壤 土地平整,规 格： 斗渠 长3000-5000m，宽500-
5、1000m （平原地区） 农渠 长500-1000m，宽200-400m,斗、农渠的规划布置,灌排沟渠布置形式,相间布置,相邻布置,支 渠,支 渠,斗 渠,斗 沟,斗 渠,斗 沟,农渠,农渠,农沟,农沟,渠系建筑物的规划布置,1 引水建筑物：,2 配水建筑物：,3 交叉建筑物：,4 衔接建筑物：,5 泄水建筑物：,6 量水建筑物：,进水闸,分水闸、节制闸,遂洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁,跌水、陡坡,溢流堰、泄水闸、退水闸、退水渠,巴歇尔量水槽,1 引水建筑物：,渠系建筑物的规划布置,渠系建筑物的规划布置,2 配水建筑物：,渠系建筑物的规划布置,3 交叉建筑物：,渠系建筑物的规划布置,4 衔接建
6、筑物：,渠系建筑物的规划布置,6 量水建筑物：,第二节 田间工程规划,最末一级固定渠道（农渠）和固定沟道（农沟）之间条田范围内的临时沟渠、田间道路、稻田的格田和田埂、土地平整等。,意义： 发挥灌排工程效益 提高农作物产量 节约用水 提高劳动生产率,现状： 薄弱环节 不规范、不配套,田间工程实施前后,田间渠系布置,纵向布置,横向布置,灌水方向与农渠垂直 农渠-毛渠-输水垄沟-灌水沟（畦） 较复杂地形,灌水方向与农渠平行 农渠-毛渠-灌水沟（畦） 地面坡向一致，坡度较小地形,稻田区的格田,田埂：高20-30cm 宽30-40cm,格田：长100-150m 宽15-20m,斗 渠,斗 沟,农渠,农沟
7、,田埂,排水口,进水口,第三节 灌溉渠道流量推算,一、灌溉渠道流量概述,二、灌溉渠道水量损失,三、渠道的工作制度,四、渠道设计流量推算,五、渠道最小流量和加大流量的计算,一、灌溉渠道流量概述,设计流量,最小流量,加大流量,设计渠道断面及渠系建筑物的主要依据,实际运行过程中，渠道流量是变化的,满足灌溉设计标准条件下用水要求的最大流量（毛流量）,灌溉设计标准条件下，渠道工作过程中输送的最小流量，校核水位,渠道运行过程中可能出现的最大流量，确定渠堤堤顶高程,二、灌溉渠道水量损失,渠道水量损失,渠道水面蒸发损失,渠床渗漏损失,闸门漏水和渠道退水,5%，忽略,管理上予以限制，设计时一般不考虑,不可避免，
8、设计时要考虑,影响渠道渗漏损失的因素,渠床土壤性质,地下水埋深及出流条件,渠道输水时间,渠道断面形式和尺寸,输水损失的估算,经验公式,经验系数,经验公式估算渠道输水损失,每公里渠道 输水损失系数,渠床土壤 透水系数,渠床土壤 透水指数,渠道损失流量,渠道长度,有地下水顶托时的渠道输水损失,防渗渠道的输水损失,地下水顶托修正系数,防渗折减系数,经验系数估算渠道输水损失,渠道水利用系数,渠系水利用系数,Qn,Qg,田间水利用系数,灌溉水利用系数,经验系数估算渠道输水损失,三、渠道的工作制度,续灌,轮灌,集中编组,插花编组,在一次灌水延续时间内自始自终连续输水,同一级渠道在一次灌水延续时间内轮流灌水
9、,加大输水流量、缩短输水时间、减少输水损失,四、渠道设计流量推算,轮灌渠道的设计流量,1 自上而下分配末级续灌渠道的田间净流量,（1）计算支渠（末级续灌渠道）的设计田间净流量,（2）由支渠分配到每条农渠的田间净流量,2 自下而上推算各级渠道的设计流量,（1）计算农渠的净流量,（2）推算各级渠道的设计流量（毛流量）,续灌渠道的设计流量,O,A,B,C,Q4,水 源,L1,L2,L3,渠道设计流量推算例题,1 推求典型支渠（三支渠）及其所属斗、农渠的设计流量,（1）农渠的设计流量,三支渠的田间净流量,农渠的田间净流量,农渠的净流量,农渠每公里输水损失系数,农渠毛流量,（2）斗渠的设计流量,（3）支
10、渠的设计流量,2 计算典型支渠（三支渠）的灌溉水利用系数,3 计算一、二支渠的设计流量,（1）一、二支渠的田间净流量,（2）一、二支渠的设计流量,4 推求干渠各段的设计流量,（1）BC段设计流量,（2）AB段设计流量,（3）OA段设计流量,五、渠道最小流量和加大流量的计算,渠道最小流量,渠道加大流量,以最小灌水率为依据，方法同设计流量,加大系数,设计流量,第四节 灌溉渠道纵横断面设计,一、渠道纵横断面设计原理,二、梯形渠道横断面设计方法,三、渠道横断面结构,四、渠道的纵断面设计,一、渠道纵横断面设计原理,纵横断面设计必须满足：,通过所需要的流量,水位要保证下级渠道的取水,纵横向稳定,经济、安全
11、,一般按明渠均匀流公式设计,渠道过水断面面积,谢才系数,水力半径,渠底比降,渠床糙率系数,水力最佳断面,设计流量Q、比降I、糙率系数n相同的情况下过水断面积最小的渠道断面经济断面,圆形断面,梯形断面,渠道设计的依据,渠底比降,渠床糙率系数,渠道的边坡系数,渠道断面的宽深比,渠道的不冲不淤流速,渠底比降,影响到工程造价和控制面积,影响因素,地面坡度,下级渠道的水位要求,渠床土质,水流含沙量,设计流量,一般根据经验初选，然后试算确定,渠床糙率系数,取值应符合实际 重要工程要通过试验确定,反映渠床粗糙程度的技术参数 影响工程造价、输水能力、渠道水位,渠道的边坡系数,影响渠道稳定,根据渠床土质、渠道深
12、度等选定,渠道断面的宽深比,渠道底宽与水深的比值,影响渠道工程量和渠床稳定,工程量最小,水力最优断面,断面稳定,过深窄，易冲刷； 过宽浅，易淤积,多沙河流引水（陕西）,Q1.5m3/s,Q=1.5-50m3/s,C.A.吉尔什康公式(前苏联),美国垦务局,渠道的不冲不淤流速,vcdvdvcs,（临界）不冲流速,渠床土壤性质,水流含沙情况,渠道断面水力要素,C.A.吉尔什砍公式,（临界）不淤流速,渠道水力计算,确定渠道过水断面的水深h和底宽b,一般断面的水力计算（试算法）,水力最优梯形断面的水力计算,一般断面的水力计算（试算法）,假设b、h值,计算过水断面的水力要素,计算渠道流量,结束,校核渠道
13、 输水能力,校核渠道流速,YES,YES,NO,NO,取整数b，h=b/,vcdvdvcs,水力最优梯形断面的水力计算,多沙河流引水渠道断面的设计,夏季，泥沙含量高，不淤流速大,冬季，泥沙含量低，不冲流速有可能小于夏季不淤流速,一年或多年中，冲淤平衡,渠道过水断面以上部分的有关尺寸,渠道加大水深,安全超高,堤顶宽度,底宽已定，根据加大流量计算，并进行不冲不淤校核,三、渠道横断面结构,挖方,注意地面径流的侵蚀、渠坡坍塌,便于施工和管理,填方,易于溃决、滑坡、沉陷,注意排水、预留沉陷高度,半挖半填,注意挖方、填方尽可能平衡，减少工程量,挖方深度应尽量满足,四、渠道的纵断面设计,灌溉渠道的水位推算,
14、渠道纵断面图的绘制,渠道纵断面设计中的水位衔接,根据灌溉水位要求，确定不同桩号处的设计水位、渠底高程、堤顶高程、最小水位等,灌溉渠道的水位推算,渠道进水口处 的设计水位,渠道灌溉范围内 控制点的地面高程,控制点地面与 附近末级固定渠道 设计水位的高差,渠道长度,各级渠道局 部水头损失,渠道比降,渠道纵断面图的绘制,渠道纵断面设计中的水位衔接,上下渠段间的水位衔接,建筑物前后的水位衔接,上下级渠道的水位衔接,上下渠段间的水位衔接,上下游流量相差很小时，调整宽深比，水深相同,水源水位较高时，下游按设计水位和设计水深确定渠底高程，上游渠底由下游延伸确定，上游水位由设计水深确定,水源水位较低时，上下游
15、设计水位不变，调整上游渠底,建筑物前后的水位衔接,建筑物较短时,建筑物较长时,上下级渠道的水位衔接,以设计水位确定下级渠底高程，通过最小流量时，上级渠道设节制闸,以最小水位确定上级渠底高程，通过设计流量时，下级渠道设分水闸,第五节 渠道防渗,一、渠道防渗的意义,二、渠道防渗衬砌措施,三、渠道衬砌冻胀破坏的防治,四、衬砌渠道的横断面设计,一、渠道防渗的意义,减少渠道渗漏损失、节约灌溉用水,防止渠坡坍塌、增加渠床稳定性、提高渠床抗冲能力,减少糙率、加大流速、提高渠道输水能力,缩小渠道断面、减少占地,减少渠道渗漏对地下水的补给，防止盐碱化,防止渠道长草，减少泥沙淤积，节省工程维修费用,降低灌溉成本、提高灌溉效益,二、渠道防渗衬砌措施,土料防渗,砌石防渗,砖砌防渗,混凝土衬砌防渗,沥青材料防渗,塑料薄膜防渗,三、渠道衬砌冻胀破坏的防治,季节性冻土地区，土壤水分在冬季负温条件下冻结，土壤体积膨胀，使地面隆起冻胀,主要影响因素：土壤水分、土壤温度,减轻土壤冻胀的措施,减少渠床土壤水分,置换渠床土壤,避免冬季输水,
