U型灌溉渠道断面设计及水力要素计算表
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1. 灌排渠道工程对项目区的灌溉渠道进行衬砌,并新建一部分梯形渠道。
其中干支渠采用梯形渠道,上宽分别为4.5m 和2.0m ;斗渠和农渠分别采用U80和U60现浇混凝土衬砌,衬砌厚度6cm ,具体的梯形断面渠道典型设计和防渗U 型断面渠道典型设计如下。
(2) 防渗U 型渠道典型设计 ① 设计灌溉保证率的确定根据项目区水系状况、水资源和水文气象的实际情况,依据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99),本次溧阳市高标农田建设工程规划采用的设计灌溉保证率为75%。
② 设计灌溉模数的确定项目区农作物以水稻、小麦、蔬菜、特种经济作物为主,由于水稻的需水量比其它的农作物大的多,而且水稻灌溉用水时,其它作物的需水量较小,因此项目区的设计灌溉模数可以按水稻的需水量计算。
在水稻的泡田期和全生育区中,泡田区的为用水高峰,因此设计灌水模数按泡田定额计算。
溧阳市别桥镇的泡田定额取100 m 3/亩,水稻田种植比α为88%,水稻栽插期T=6d ,提水灌区机泵每天运行时间为20-22h,取t=20h ,则设计灌水模数为:1000.881001003636620m q Tt α⨯=⨯=⨯⨯⨯= 2.037 m 3/(s·万亩) ③ 渠系布置项目区规划在斗渠口修建提水泵站,灌溉渠道分斗、农二级固定渠道,田面灌水采用畦灌,斗、农渠均实行续灌。
项目区的各个提水泵站斗控制的灌溉面积大致相等,选择项目规划区北侧,红星河、兴隆河三排河之间的灌溉面积作为典型设计区。
典型设计区斗渠控制面积1100亩,农渠灌溉控制面积120亩。
④ 渠道设计流量的确定参照《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99),渠道设计流量依据种植面积、灌水模数和渠系水利用系数确定。
渠道设计流量推算如下: 斗渠的设计流量:渠系水利用系数取斗η=0.85斗斗斗η=⨯=⨯=/ 2.0370.11/0.850.2636Q q A m 3/s农渠设计流量:农渠水利用系数.90=农η,田间水利用系数95.0=田η农农农田ηη=⨯=⨯⨯=Q q A /() 2.0370.012/(0.90.95)0.0286m 3/s⑤ U 渠道断面计算由斗、农渠的设计流量,设计斗、农渠U 砼渠道断面: 已知条件,渠道的设计流量农斗、Q Q ,渠道糙率系数013.0n =,斗、农渠纵坡比降为:000/31=斗i 、1000/1=农i 。
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=0.23mA=(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)<V=0.8255(m/s)<V不冲=4.054(m/s) 满足不淤不冲流速,断面尺寸适合,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预制C20砼厚取0.20m,现浇C15砼压顶厚取0.30m,宽取0.60m。
一、基本资料1.1工程等别根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)、《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)和《村镇供水工程技术规范》(SL687—2014)的规定,工程设计引水流量为3.9m³/s,供水对象为一般,确定本项目为Ⅳ等小(1)型工程。
主要建筑物等级为4等,次要建筑物等级为5等,临时建筑物等级为5等。
渡槽过水流量≤5m³/s,故渡槽等级均为5级。
1.2设计流量及上下游渠道水力要素正常设计流量1.83m³/s,加大流量2.29 m³/s。
1.3渡槽长度槽身长725m,进出口总水头损失0.5m。
1.4地震烈度工程区位于安陆市北部的洑水镇、接官乡和赵鹏镇三个乡镇,属构造剥蚀丘岗地貌。
根据国家标准1:400万《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),工程区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,相应的地震基本烈度小于Ⅵ度,建筑物不设防。
1.5水文气象资料安陆市属亚热带季风气候区,春秋短,冬夏长,四季分明,兼有南北气候特点。
年最高气温40.5℃,最低气温-15.3℃,多年平均气温15.9℃。
年日照时数1920—2440h,日照率49%,居邻近各县(市)之冠。
太阳总辐射年平均112千卡/cm2,年际变化不大,4-10月辐射量占全年的71.43%。
10℃以上积温为4486—4908℃。
多年平均无霜期246d。
境内多年平均降雨量1117mm,年降雨量很不稳定,最多年份可达1772.6mm (1954年),最少年份只有652.9 mm(1978年),降水量年内分配很不均匀,4-10月份平均降雨量占全年降雨量的85%以上,多年平均蒸发量1587.3mm,由于降水量年际和年内间变化大,导致洪涝旱灾发生频繁。
二、水力计算2.1槽身水力计算槽身水力计算采用明渠均匀流公式:Q=AR2/3i1/2/n式中:Q——设计流量,m3/s;A——槽身过水断面面积,m2;R——水力半径,m;i——槽身纵坡;n——糙率系数,混凝土槽身一般采用n=0.013~0.014。