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第八章渠系建筑物答案一、填空题1,渠系建筑物的类型较多，按其作用可以分为以下六类：控制建筑物、交叉建筑物、落差建筑物、—泄水建筑物、冲沙和沉沙建筑物以及量水建筑物等。
2,渠道系统，一般由上一级固定渠道所组成。
各自的作用不同，其中：干支渠为输水渠道，斗农_渠为配水渠道。
3,渠道设计的任务，是在给定的设计流量之后，选择渠道的断面尺寸、确定渠道形状、结构以及渠道空间位置。
4,渠道的设计要求较多，如：①有足够的输水能力，以满足灌区的需要;②有足够的水位，以满足」流灌溉的要求:③有适宜的流速，以满足不冲不淤的需要:等等。
5,渠道纵断面设计，主要内容是确定六条线：即①地面高程线、②渠道纵坡、③最高水位线、④正常水位线、⑤最低水位线和⑥渠底线。
6,有坝取水枢纽，是指河道水量较丰富、但水位较低、不能满足自流灌溉要求,或引水量较大，无坝引水不满足要求的情况。
7,无坝引水枢纽中，引水角一般为300〜50°,引水角越小，水流条件越平顺、冲刷越轻、渠首的布置也就越困难。
8.渡槽，是指渠道跨越河、沟、渠、路或洼地时修建的过水桥，一般由槽身、支撑结构和基础及进出口建筑物部分组成。
9,渡槽的适用条件，一般是所跨越的河渠相对高差较大、河道的岸坡较陡、洪水流量较大的情况。
10.渡槽根据支撑结构的情况可分为：梁式渡槽及拱式渡槽两大类。
11,梁式渡槽，根据其支承点位置的不同，可分为：简支梁式、双悬臂梁式和单悬臂梁式三种形式。
12,双悬臂式梁式渡槽，按照其悬臂的长度不同，可以分为等跨双悬臂式和等弯矩双悬臂式两种形式、其中等跨双悬臂式的跨中弯矩为零、底板受压，抗渗较为有利。
13,拱式渡槽，根据主拱圈的结构形式（支撑结构特点），分为板拱式渡槽、肋拱式渡槽和—双曲拱式渡槽。
14,渡槽的水力计算方法是：当槽身长度L>(15〜20)(H为槽内水深)，其流态属于明渠均匀流,流量公式为Q=A*C*;当L<(15〜20)H时，其流量按淹没宽顶堰流公式计算。
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。
渠系建筑物的布置原则在农业生产中，为了充分利用水资源，保存和调配水源，人们常常需要修建一些渠道来集中流水，这些渠道就是渠系。
渠系建筑物，指的是在渠道两侧，用于支撑渠道的各种建筑结构，比如渠道变面、穿渠涵洞、拦沙堰等。
那么，如何合理布置渠系建筑物呢？一、地势的规划一个优良的渠系，首先需要一个恰当的地势规划。
为了免受洪涝及泥沙淤积的影响，建筑物的要严密密于平整的曲线，保证水流畅通，且往两侧渗水的能力强。
选择地势平坦的区域，加强渠道的清淤和堆石，才能保证渠系的畅通和良好运行。
因此，渠系建筑物的布置需要一个全面而精细的地形规划，尤其是在河道狭窄、曲折的段落，更需要科学合理地规划建筑物的布局。
二、合理的设计在渠系建筑物的设计中，应该充分考虑到实用、美观和经济的原则，合理利用当地的优质材料，做到材料用途明确，施工过程简单，提高建造效率，降低造价。
1.结构设计在流量大、水质差的区域建造长效结构物，可减少渠道清淤和维修成本；在平缓坡度和流量小的区域，适宜建造短效结构物，减少建设成本和水资源的浪费。
2.固结设计设计时应该重点考虑刚性结构，避免结构变形。
在水流湍急、水流冲击大的地段，渠系建筑物的固结设计应该更为重视。
通过深挖地基、设计钢筋混凝土结构、改善土壤含水量等手段，增加渠系建筑物的承载能力，提高建筑安全性。
3.美观设计贴合当地文化特色的建筑美学设计，使之融入环境之中。
渠系建筑的造型、布局应该与其所处综合景观相协调，不仅要达到安全、实用和稳定要求，同时也能丰富当地休闲娱乐资源，增加人们的生活品质。
三、合理选址渠系建筑物的选址应该优选平坡地形、石块较多的河滩。
这样不仅有利于建设，也方便水流畅通，减少渠道淤积。
渠系建筑物的布置原则不仅关系到灌溉效果、水资源的利用率，也影响到人们的生活质量和环境美观。
因此，在渠系建筑物的规划、设计和选址上都应该遵循科学合理的原则，才能实现优质的灌溉效果和水资源的最大化利用。
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。
分水口渠系建筑物施工方法分水口渠系建筑物是一种用于引导和控制水流的建筑结构，主要用于水利工程中的排水和灌溉。
它可以分为分水口、渠道和闸门三个部分。
在施工过程中，需要根据具体地质条件和水利要求来选择合适的施工方法。
下面将介绍分水口渠系建筑物的一般施工方法。
首先是分水口的施工。
分水口是用来分流水流的重要构件，它通常由混凝土或钢材制成。
在施工之前，需要进行地质勘探，确定地质情况和可用材料。
然后进行基坑开挖，确保基础稳固。
接着进行分水口的浇筑，根据设计要求进行模板和钢筋的安装，然后进行混凝土的浇筑，确保分水口的强度和密实性。
其次是渠道的施工。
渠道是将水流引导至下游的通道，可以根据具体需要选择不同的材料和施工方法。
例如，可以使用混凝土浇筑渠道，也可以使用水泥砌块或钢板等其他材料。
施工前需要确定渠道的走向和横断面形状，然后进行挖掘和开挖。
在施工过程中要注意土方开挖的均衡和渠道的纵、横平整。
最后进行渠道的修整和抹灰等工作，确保渠道的光滑和稳固。
最后是闸门的施工。
闸门是渠系建筑物的控制部分，用于控制水流的流量和水位。
根据具体需要，闸门可以分为上游闸门和下游闸门。
闸门的施工主要包括制造、安装和调试三个步骤。
制造闸门时需要根据设计要求进行制模、钢筋加工和焊接等工作。
安装闸门时需要先进行基坑开挖和基础处理，然后进行闸门的安装和固定。
最后进行闸门的调试和验收，确保闸门的可靠性和运行正常。
在分水口渠系建筑物的施工过程中，需要注意以下几个方面的问题。
首先是安全问题，要合理安排施工队伍，严格遵守安全操作规程，确保施工过程中的安全。
其次是质量问题，要严格按照设计要求和相关标准施工，保证施工质量达标。
再次是环保问题，要合理使用资源，控制施工过程中产生的污染物，保护环境。
最后是进度问题，要合理安排施工进度，确保工期的顺利进行。
综上所述，分水口渠系建筑物的施工方法包括分水口、渠道和闸门三个部分。
在施工过程中需要根据具体情况选择合适的材料和施工方法，并注意安全、质量、环保和进度等问题，保证施工的顺利进行。
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、渠系建筑物为了安全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、山岭等相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、支承结构、基础及进出口建筑物等部分组成。
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，则有木渡槽、砌石、砼及钢筋砼等；（3）按槽身结构形式分有矩形、U形、梯形、椭圆形及圆管形槽等；（4）按支承结构的形式分为梁式、拱式、桁架式、组合式、悬吊式或斜拉式。
目前常用的渡槽形式，按支承结构分有梁式和拱式，按槽身断面形式分为矩形和U形。
5、渡槽总体布置工作包括：槽址位置的选择，槽身支承结构的选择，基础及进出口的布置。
6、渡槽水力计算任务是合理确定槽底纵坡、槽身断面尺寸、计算水头损失，根据水面衔接计算确定渡槽进出口高程。
一般先按通过最大流量Q拟定适宜的槽身纵坡和槽身净宽B、净高h，后根据通过设计流量计算水流通过渡槽的总水头损失值，如Z等于规划规定的允许水头损失，则可确定最后纵坡、B、h值，进而定出有关高程和渐变段长等。
纵坡i加大，则有利于缩小槽身断面，减少工程量，但过大的纵坡，会加大沿程水头损失，降低渠水位的控制高程，还可能使上、下游渠道受到冲刷7、梁式渡槽由槽身、槽墩（排架）及基础等三部分组成。
槽身既起输水作用、又起纵向梁作用。
分类：简支梁式、双悬臂梁式和单悬梁式三种主要形式。
简支梁式优点是结构简单，施工吊装方便，槽身伸缩缝的止水结构简单可靠。
缺点是跨中弯矩值较大，底板受拉，对抗裂防渗不利。
梁式渡槽槽身结构计算要点：按满槽水情况进行，弯矩及剪力求出后，对于矩形渡槽，可将侧墙作为纵梁考虑，按受弯构件计算其纵向正应力和剪应力，并进行配筋和抗裂。
拱式渡槽由墩台、主拱圈、拱上结构三部分组成。
其中主拱圈分为板拱、肋拱、双曲拱等。
主拱圈结构基本尺寸包括：跨度、矢高、拱宽、拱脚高程。
三、倒虹吸管倒虹吸管是在渠道同道路、河渠或谷地相交时，修建的压力输水建筑物。
它与渡槽相比，具有造价低且施工方便优点，不过它的水头损失较大，而且运行管理不如渡槽方便。
它应用于修建渡槽困难，或需要高填方建渠道的场合；在渠道水位与所跨的河流或路面高程接近时，也常用倒虹吸管。
1、倒虹管由进口、管身、出口三部分组成。
分为斜管式和竖井式。
(1)进口段。
进口段包括：渐变段、闸门、拦污栅，有的工程还设有沉沙池。
进口段要与渠道平顺衔接，以减少水头损失。
渐变段可以做成扭曲面或八字墙等形式(参见“水闸”一章)，长度为3—4倍渠道设计水深。
闸门用于管内清淤和检修。
不设闸门的小型倒虹吸管，可在进口侧墙上预留检修门槽，需用时临时插板挡水。
拦污栅用于拦污和防止人畜落入渠内被吸进倒虹吸管。
在多泥沙河流上，为防止渠道水流携带的粗颗粒泥沙进入倒虹吸管，可在闸门与拦污册前设置沉沙池。
对含沙量较小的渠道．可在停水期间进行人工清淤，对含沙量大的渠道，可在沉沙池末端的侧面设冲沙闸，利用水力冲淤。
沉沙池底板反侧墙可用浆砌石或混凝上建造。
(2)出口段。
出口段的布置形式与进口段基本相同。
单管可不设闸门；若为宏管，可在出口段侧墙上顶留检修门槽。
出口渐变段比进口渐变段稍长。
由于倒虹吸管的作用水头一般都很小，管内流速仅在2.0m ／s 左右，因而渐变段的主要作用在于调整出口水流的流速分布，使水流均匀平顺地植入下游渠道。
(3)管身。
管身断面可为圆形或矩形。
圆形管因水力条件和受力条件较好．大、中型工程多采用这种形式。
矩形管仅用于水头较低的中、小型工程。
根据流量大小和运用要求，倒虹吸管可以设汁成单管、双管或多管。
管身与地基的连接形式及管身的伸缩缝和止水构造等与土坝坝下埋设的涵管基本相同。
在管路变坡或转弯处应设置镇墩。
为防止管内淤沙和为放空管内积水，应在管段上或镇墩内设冲沙放水孔(可兼作进入孔)，其底部高程一船与河道枯水位齐平。
管路常埋入地下或在管身上填土。
当管路通过冰冻地区，管顶应在冰冻层以下，穿过河床时，应置于冲刷线以下。
管路所用材料可根据水头、管径及材料供应情况选定，常用浆砌石、混凝土、钢筋混凝土及顶应力钢筋混凝土等，其中，后两种应用较广。
2、倒虹管水力计算倒虹管水力计算：（1）已知通过流量和允许水头损失值，确定管的断面形式和尺寸；（2）已知管的断面尺寸和允许水头损失值，校核过水流量；（3）已知过水流量和拟定管内流速，校核水头损失值是否在规划允许值范围内。
gZ Q 2μω=Q ——通过虹吸管的流量，m 3／s ；ω——倒虹吸管的断面面积，m 2z ——上、下游水位差．m ；μ——计入局部损失和沿程库阻损失的流量系数g ——重力加速度，m ／s 2。
四、落差建筑物落差建筑物：当渠道要通过坡度过陡的地段时，为了保持渠道的设计纵坡，避免大填方和深挖方，可将水流的落差集中，并修建建筑物来连接上下游渠道，这种建筑物称为落差建筑物，主要有跌水和陡坡两类。
凡是水流自跌水口流出后，呈自由抛投状态，最后落入下游消力池内的为跌水；而水流自跌水口流出后，受陡槽的约束而沿槽身下泄的叫陡坡。
1、跌水跌水根据落差大小，分为单级跌水和多级跌水两种形式。
跌水由进口、跌水墙、侧墙、消力池和出口部分组成。
2、陡坡当渠道过地形过陡地段时，利用倾斜渠槽连接该段上下游渠道，这种倾斜渠槽的坡度一般比临界坡度大，称为陡坡。
由进口段、陡坡段、消能设施和出口段组成。
五、渠道1、渠道的作用和分类渠道是灌溉、发电、航运、给水与排水等广为采用的输水建筑物，它是具有自由水面的人工水道。
渠道按用途可分为：灌溉渠道、动力渠道（引水发电用）、供水渠道、排水渠道和通航渠道等。
2、渠道设计渠道设计包括：渠道线路的选择、断面形式和尺寸的确定，渠道的防渗设计等。
渠道线路选择是渠道设汁的关键，可结合地形、地质、施工、交通等条件初选几条线路，通过技术经济比较，择优选定。
渠道选线的一般原则是：①尽量避开挖方或填方过大的地段，最好能做到挖方和填方基本平衡；②避免通过滑坡区、透水性强和沉降量大的地段；③在乎坦地段，线路应力求短直，受地形条件限制，必须转弯时，其转弯半径不宜小于渠道正常水面宽的5倍；④通过山岭，可选用隧洞，遇山谷，可用渡槽或侄虹吸管穿越．应尽量减少交叉建筑物。
渠道断面形状，在土基上呈梯形，两侧边坡根据土质情况和开挖深度或垣筑高度确定．一般用1:1—1:2，在岩基上接近矩形。
六、渠道上的桥梁桥梁的分类方法颇多，而渠道上的桥梁通常按结构特点可分为梁式和拱式两种类型。
(a) (b)图10—65 梁式桥 (a) (b)图10—66 拱式桥按荷载等级可分为农村交通桥及低标准公路桥两种类型。
农村交通桥是供行人及牛马车、小四轮拖拉机或机耕拖拉机行驶的桥梁。
低标准公路桥，一般为县与县或县与乡镇之间的公路桥梁。
七、量水设施量水设施是渠道上可量测水流流量的水工建筑物及特设量水设施的总称。
作用：按照用水计划准确、合理地向各级渠道和田间输送水量；为合理征收水费提供依据。
其测量方法有：测定渠道平均流速来确定流量；利用渠道Q～H关系确定流量；利用水工建筑物量水；利用特设的量水设施测定流量；综合现代化量水。
