第六节渠系建筑物

农业渠系建筑物为了安全合理地输配水量以满足农田灌溉、水力发电、工业及生活用水的需要,在渠道(渠系)上修建的水工建筑物,统称渠系建筑物。

渠系建筑物按其作用可划分如下:(1)渠道。

是指为农田灌溉、水力发电、工业及生活输水用的、具有自由水面的人工水道。

灌溉渠道一般可分为干、支、斗、农四级固定渠道。

干、支渠主要起输水作用,称为输水渠道;斗农渠主要起配水作用,称为配水渠道。

各级渠道构成渠道系统,简称渠系。

(2)调节及配水建筑物。

用以调节水位和分配流量,如节制闸、分水闸等。

(3)交叉建筑物。

渠道与山谷、河流、道路、山岭等相交时所修建的建筑物,如渡槽、倒虹吸管、涵洞等。

(4)落差建筑物。

在渠道落差集中处修建的建筑物,如跌水、陡坡等。

(5)泄水建筑物。

为保护渠道及建筑物安全或进行维修,用以放空渠水的建筑物,如泄水闸、虹吸泄洪道等。

(6)冲沙和沉沙建筑物。

为防止和减少渠道淤积,在渠首或渠系中设置的冲沙和沉沙设施,如冲沙闸、沉沙池等。

(7)量水建筑物。

用以计量输配水量的设施,如量水堰等。

渠系中的建筑物,一般规模不大,但数量多,总的工程量和造价在整个工程中所占比重较大。

为此,应尽量简化结构。

改进设计和施工,以节约原材料和劳力、降低工程造价。

以下仅就灌溉渠道、渡槽、隧洞、倒虹吸管、跌水与陡坡、农桥等作简要介绍。

第一节灌溉渠道一、灌溉渠道系统及分类从水源取水、通过渠道及其附属建筑物向农田供水、经由田间工程进行农田灌水的工程系统称为灌溉渠道系统。

在现代灌区建设中,灌溉渠道系统和排水沟道系统是并存的,两者互相配合,协调运行,共同构成完整的灌区灌溉排水系统。

(1)灌溉渠道按其使用寿命分为固定渠道和临时渠道两种:固定渠道:多年使用的永久性渠道;临时渠道:使用寿命小于1年的季节性渠道。

(2)按控制面积大小和水量分配层次又可把灌溉渠道分为若干等级:大、中型灌区的固定渠道一般分为干渠、支渠、斗渠、农渠四级;农渠以下的小渠道一般为季节性的临时渠道。

渠系建筑物概念及分类
渠系建筑物是指用于渠系的各种建筑物，包括控制、调节和配水建筑物，交叉建筑物，泄水建筑物，落差建筑物等。

1.控制、调节和配水建筑物：这类建筑物主要用于调节水位，分配流量。

例如，渠首进水闸在无坝引水灌溉时就是渠首进水闸，它能够调节引入干渠的流量；在有坝引水时，它则是由拦河坝、冲沙闸、进水闸等组成的灌溉引水枢纽，能够壅高水位、冲刷进水闸前的淤沙、调节干渠的进水流量、满足灌溉对水位、流量的要求。

另外，需要提水灌溉时修筑在渠首的水泵站和需要调节河道流量满足灌溉要求时修建的水库，也都属于这类建筑物。

2.交叉建筑物：这类建筑物主要用于穿越河渠、洼谷、道路及障碍物，如
渡槽、倒虹吸管、涵洞、隧洞等。

3.泄水建筑物：如泄水闸、退水闸、溢流堰等，它们主要用于排泄渠道中
的多余水量。

4.落差建筑物：这类建筑物用于处理渠水在流经坡降变化大的地段时所形
成的高差，如跌水、陡坡等。

以上渠系建筑物的概念及分类有助于理解渠系建筑物的功能和作用，为合理设计和使用渠系建筑物提供了基本依据。

第十章渠系建筑物教学目标：1.了解渠系建筑物。

2.了解渠系建筑物的类型、作用、组成及应用环境。

3.了解渠系建筑物的设计要点。

教学重点：1.渠系建筑物的类型、作用、组成。

2.渠系建筑物的设计要点。

教学难点：1.渠系建筑物的设计要点。

一、渠系建筑物为了安然合理地输配水量以满足农田海溉、水力发电、工业及生活用水的需要，在渠道(渠系)上修建的水工建筑物，统称渠系建筑物。

一、渠系建筑物按其作用可分为：(1)渠道。

是指为农田灌溉、水力发电、工业及生活输水用的、具有自由水面的人工水道。

一个灌区内的灌溉或排水渠道，一般分为干、支、斗、农四级，构成渠道系统，简称渠系。

(2)调节及配水建筑物。

用以调节水位和分配流量，如：节制闸、分水闸等。

(3)交叉建筑物。

渠道与山谷、河流、道路、山岭等订交时所修建的建筑物，如：泼槽、例虹吸管、涵洞等。

(4)落差建筑物。

在渠道落差集中处修建的建筑物，如：跌水、陡坡等。

(5)泄水建筑物。

为庇护渠道及建筑物安然或进行维修，用以放空渠水的建筑物，如：泄水闸、虹吸泄洪道等。

(6)冲沙和沉沙建筑物。

为防止相减少渠道淤积，在渠首或渠系中设置的冲沙和沉沙设施，如；冲沙闸、沉沙池等。

(7)量水建筑物。

用以计量输配水量的设施，如：量水堰、量水管嘴等。

渠系中的建筑物，一般规模不大，但数量多，总的工程量和造价在整个工程中所占比重较大。

为此，应尽量简化布局．改进设计和施工，以节约原材料和劳力、降低工程造价。

以下仅就渠道、渡槽、倒虹吸管、涵洞、跌水及陡坡作简要解八二、渡槽1、渡槽：是输送渠道水流跨越河流、渠道、道路、山谷等障碍的架空输水建筑物，是灌区水工建筑物中应用最广的交叉建筑物之一。

2、渡槽的作用：用于输送渠道水流外，还可以供排洪和导流之用。

3、组成：由输水的槽身、支承布局、根底及进出口建筑物等局部组成。

4、类型：〔1〕按施工方法分，渡槽可分为现浇整体式、预制装配式及预应力等；〔2〕按建筑材料分类，那么有木渡槽、砌石、砼及钢筋砼等；〔3〕按槽身布局形式分有矩形、U形、梯形、椭圆形及圆管形槽等；〔4〕按支承布局的形式分为梁式、拱式、桁架式、组合式、悬吊式或斜拉式。

渠系建筑物的分类
①控制、调节和配水建筑物。

用于调节水位，分配流量，如节制闸、分水闸、斗门等。

②交叉建筑物。

用以穿越河渠、洼谷、道路及障碍物，如渡槽、倒虹吸管、涵洞、隧洞等。

③泄水建筑物。

如泄水闸、退水闸、溢流堰等。

④落差建筑物。

即落差集中处的连接建筑物，如跌水、陡坡和跌井等。

⑤冲沙和沉沙建筑物。

如冲沙闸、沉沙池等。

⑥量水建筑物。

如量水堰、量水槽等，也可利用其他水工建筑物量水。

⑦专门建筑物和安全设备。

如利用渠道落差发电的水电站，通航渠道上的码头、船闸和为人、畜免于落水而设的安全护栏。

渠系建筑物数量多、总体工程量大、造价高，故应向定型化、标准化、装配化和机械化施工等方面发展。

第六节渠系建筑物-倒虹吸管倒虹吸管是设置在渠道与河流、山沟、谷地、道路等相交处的压力输水建筑物。

它与渡槽相比，具有造价低、施工方便的优点，但水头损失较大，运行管理不如渡槽方便。

一、倒虹吸管的布置和构造（一）管路布置根据管路埋设情况及高差大小，倒虹吸管的布置形式可分为以下几种：●竖井式：多用于压力水头较小穿越道路的倒虹吸。

这种形式构造简单、管路短。

进出口一般用砖石或混凝土砌筑成竖井。

竖井断面为矩形或圆形，其尺寸稍大于管身，底部设0.5m深的集沙坑，以沉积泥沙，并便于清淤及检修管路时排水。

管身断面一般为矩形、圆形或其它形式。

竖井式水力条件差，施工比较容易，一般用于工程规模较小的倒虹吸管。

●斜管式：多用于压力水头较小，穿越渠道、河流的情况。

斜管式倒虹吸管构造简单，施工方便，水力条件好，实际工程中常被采用。

●曲线式：当岸坡较缓时，为减少施工开挖量，管道可随地面坡度铺设成曲线形。

管身常为圆形的混凝土管或钢筋混凝土管，可现浇也可预制安装。

管身一般设置管座。

在管道转弯处应设置镇墩，并将圆管接头包在镇墩内。

为了防止湿度引起的不利影响，减小温度应力，管身常埋于地下，为减小工程量，埋置不宜过深。

●桥式倒虹吸管：当渠道通过较深的复式断面或窄深河谷时，为降低管道承受的压力水头，减小水头损失，缩短管身长度，便于施工，可在深槽部位建桥，管道铺设在桥面上或支承在桥墩等支承结构上。

桥下应有足够的净空高度，以满足泄洪要求。

在通航河道上应满足通航要求。

（二）进出口布置1．进口段的形式和布置进口段包括进水口、拦污栅、闸门、启闭台、进口渐变段及沉沙池等。

进口段的结构型式，应保证通过不同流量时管道进口处于淹没状态，以防止水流在进口段发生跌落、产生水跃而使管身引起振动。

进口具有平顺的轮廓，以减小水头损失，并应满足稳定、防冲和防渗等要求。

2．出口段的形式和布置出口段包括出水口、闸门、消力池、渐变段等。

其布置形式与进口段相似。

为使出口与下游渠道平顺连接，一般设渐变段，其长度常用用4～6倍的渠道设计水深。

介绍渠系建筑物又称灌区配套建筑物。

分为：①控制、调节和配水建筑物。

用于调节水位，分配流量，如节制闸、分水闸、斗门等。

②交叉建筑物。

用以穿越河渠、洼谷、道路及障碍物，如渡槽、倒虹吸管、涵洞、隧洞等。

③泄水建筑物。

如泄水闸、退水闸、溢流堰等。

④落差建筑物。

即落差集中处的连接建筑物，如跌水、陡坡和跌井等。

⑤冲沙和沉沙建筑物。

如冲沙闸、沉沙池等。

⑥量水建筑物。

如量水堰、量水槽等，也可利用其他水工建筑物量水。

⑦专门建筑物和安全设备。

如利用渠道落差发电的水电站，通航渠道上的码头、船闸和为人、畜免于落水而设的安全护栏。

渠系建筑物数量多、总体工程量大、造价高，故应向定型化、标准化、装配化和机械化施工等方面发展。

编辑本段正文为了安全输水，合理配水，精确量水，以达到灌溉、排水及其他用水目的而在渠道上修建的水工建筑物。

在农田水利工程建设中，蓄水、引水等枢纽工程，只有与渠系工程配套使用，才能达到兴利的目的，故渠系建筑物又称灌区配套建筑物。

灌区工程配套是挖掘现有灌溉设施潜力、发挥工程效益的重要措施。

渠道防渗：土料防渗，砌石防渗，水泥土防渗，混泥土防渗，膜料防渗，沥青混泥土防渗。

编辑本段类型和作用渠系建筑物按其作用可分为以下几类：①渠道：人工开挖或填筑的水道，用来输送水流以满足灌溉、排水、通航或发电等需要。

一个灌区内灌溉或排水渠道，一般分干、支、斗、农四级构成渠道系统，简称渠系。

②调节及配水建筑物：渠道中用以调节水位和分配流量的建筑物，如节制闸、分水闸、斗门等。

③交叉建筑物：输送渠道水流穿过山梁和跨越或穿越溪谷、河流、渠道、道路时修建的建筑物，分平交建筑物与立交建筑物两大类。

前者为渠道与另一水道相交处具有共同流床的交叉建筑物，适用于两水道底部高程相近的情况。

常用的平交建筑有水闸、倒虹吸管等。

后者为渠道与天然或人工障碍在不同高程上相交时，在渠道上修建的建筑物，适用于两者高程相差较大情况。

常用的立交建筑物有渡槽、倒虹吸管、涵洞、隧洞等。

渠系建筑物设计一、渡槽（一）名词解释：1.渡槽；2.肋拱渡槽；3.梁式渡槽；4.拱式渡槽；5.浅基础；6.深基础；7.刚性基础；8.柔性基础（二）填空：1.渡槽有、及组成。

2.渡槽根据支撑结构常有和两大类。

3.梁式渡槽的槽身根据支点位置分为和两种形式。

4.拱式渡槽按材料可分为、和等。

5.拱式渡槽按主拱圈的结构形式可分为、和等。

6.渡槽槽型的选择应考虑、和等方面。

7.渡槽水力计算包括、及、等内容。

8.水流通过渡槽是，产生水头损失包括、和三部分。

9.通过渡槽的总水头损失超过允许的水头损失是，则应重新拟定，直到满足要求为止。

10.渡槽槽身拉杆的作用是。

11.矩形渡槽的侧墙和底板连接形式通常是和两种。

12.梁式渡槽的支承形式有和两种。

13.空心重力墩常用的横断面有、、及四种。

14.排架有、、及等形式。

15.排架与基础连接形式，视具体情况不同，可采用或。

16.渡槽基础类型，按其埋置深度可分为和；按基础的抗弯刚度分为和两种。

17.渡槽整体稳定性验算，主要是验算、和三方面。

18.渡槽槽身伸缩缝止水形式有、、和。

（三）判断题：1.等弯矩双悬臂梁式渡槽，槽身底部位于受压区，对抗裂有利。

( )2.拱式渡槽的主要承重结构拱圈，以受压力为主，故可选用抗压强度高而抗拉强度3.的材料建造。

( )4.为使水流平顺，渡槽进出口均设渐变段，且进口段长于出口段。

( )5.在相同流量下，渡槽纵坡大，造价低，但减少下游自流灌溉面积且易引起出口渠道冲刷。

( )6.槽身过水断面水力计算，所用计算公式为明渠均匀流公式。

( )7.若渡槽的总水头损失超过允许的水头损失时，在不改变纵坡的条件下，可降低下游渠底或抬高上游渠底。

( )8.U型渡槽属于一种轻型而经济的薄壳结构，一般不需加设顶梁和拉杆。

( )9.渡槽槽身为空间薄壁结构，受力复杂，在实际工程中，近似的分成纵向几横向两部分按平面结构计算。

( )10.无拉杆矩形渡槽的横向计算，是将侧墙作为固结于底板上的悬臂梁按受弯构件计算。