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)

即：b= 0.36 (m), i=0.0029, m=1.25, n=0.017 , Q=0.123

农渠横断面水力要素表

i Q m h b A X R C V n

0.0029 0.123 1.25 0.23 0.36 0.149 1.096 0.136 42.176 0.8255 0.017

预制C20砼厚取0.20m，现浇C15砼压顶厚取0.30m，宽取0.60m。安全超高Δh取0.27m，堤顶宽度D取0.60m

农渠纵断面设计

纵断面设计根据灌溉水位要求确定渠道的空间位置，即先确定不同桩号处的设计水位高程，再根据设计水位求渠底高程、堤顶高程等。

为了灌溉要求，各级渠道入口处都应具有足够的水位，这个水位是根据灌溉面积上控制点的高程加上各种水头损失，自下而上逐级推求的。

即：H进=A0+△h +∑Li+∑φ

式中：H进—渠道进水口处的设计水位(m)

△h —控制点地面高程与附近末级固定渠道设计水位的高差。

L—渠道的长度，L=500m。

i —渠道的比降，此处i＝0.0029。

Φ—水流通过渠系建筑物时的水头损失。

H进=A0+△h +

∑Li+∑φ＝1767.730m

根据上式求得农渠进水口处水位为1767.730m。根据农渠的设计水位

可推求渠底高程、堤顶高程等。

农渠纵断面水力要素表

桩号坡降堤顶高程(m) 地面高程(m) 设计水位(m) 渠底高程(m) 开挖深度(m)

A0+000

0.0029 1768.300 1768.000 1767.730 1767.500 0.500

A0+050 1768.159 1767.859 1767.579 1767.359 0.500 A0+100 1767.945 1767.645 1767.355 1767.145 0.500 A0+150 1767.789 1767.489 1767.189 1766.989 0.500 A0+200 1767.636 1767.336 1767.026 1766.836 0.500 A0+250 1767.437 1767.137 1766.817 1766.637 0.500 A0+300 1767.154 1766.854 1766.524 1766.354 0.500 A0+350 1767.001 1766.701 1766.361 1766.201 0.500 A0+400 1766.926 1766.626 1766.276 1766.126 0.500 A0+450 1766.893 1766.593 1766.233 1766.093 0.500 A0+500 1766.850 1766.550 1766.180 1766.050 0.500