灌排渠道工程计算方法.doc

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 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%。 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 m3/亩，水稻田种植比为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：= 2.037 m3/（s万亩） 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。 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 m3/s农渠设计流量：农渠水利用系数，田间水利用系数 m3/s 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，渠道糙率系数，斗、农渠纵坡比降为：、。式中：直线段外倾角为时的系数，时取; 直线段的倾斜角； 渠道的设计流量，m3/s;圆弧半径，m；过水断面，m2。考虑混凝土现场施工的方便，采用，斗渠采用U80型渠道，农渠采用U60型渠道，计算表格如下：表6-2 斗、农渠断面设计名称设计流量Q(m3/s)设计断面参数设计流速（m/s）渠道型号半径(m)衬砌高度（m）渠堤超高（m）设计水深（m）渠深（m）斗渠0.2636U800.40.150.380.520.90.75农渠0.0286U600.30.10.310.390.70.14根据灌溉与排水工程设计规范（GB50288-99），进行加大流量校核计算。表6-3 加大流量校核名称设计流量m3/s渠道型号加大百分数%加大流量m3/s半圆半径rm渠道深度m过水断面Am3加大流速m/s斗渠0.2636U80300.34270.40.90.350.98农渠0.0286U60350.03860.30.70.200.19流速满足要求。根据灌溉与排水工程设计规范（GB50288-99），现浇混凝土渠道衬砌结构的厚度选为6cm。新建U60衬砌渠道9.35公里；新建U80衬砌渠道14.40公里。(1) 梯形渠道典型设计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。典型设计区支渠控制面积3000亩，渠系水利用系数取 m3/s由典型支渠的设计流量，设计支渠梯形混凝土渠道断面：已知条件，渠道的设计流量，渠道糙率系数，支渠渠道的边坡系数，纵坡比降为：。断面水力计算按明渠均匀流公式进行计算： 式中： A渠道过水断面面积，m2；C谢才系数，R水力半径，m；b渠道底宽，m；P湿周，m。计算步骤：计算渠道的设计水深 假设b。计算渠道过水断面的水力要素 根据b 、h值计算相应的过水断面面积A、湿周P、水力半径R和谢才系数C，计算渠道流量 校核渠道输水能力 上面计算的渠道流量是假设b 、h值相应的输水能力，一般不等于渠道的设计流量（Q），通过试算，反复修改b 、h值，直至渠道计算流量等于或接近渠道设计流量为止。要求误差不超过5，即设计渠道断面应满足的校核条件是： 校核渠道流速 渠道的设计流速应满足前面提到的校核条件： 如不满足流速校核条件，就要改变渠道的h或b，重复上面的计算步骤，直到即满足流量条件又满足流速校核条件为止。设计过程如下表：典型支渠断面设计表QhBAPRCVQ-Q计（m3/s）(m)(m)（m2）（m）（m）（m0.5/s）(m/s)Q0.764 12.0 3.004.830.6236.950.35-0.37 0.764 0.82.0 2.244.260.5335.930.310.090.764 0.842.0 2.394.380.5536.150.320.00同样，根据灌溉与排水工程设计规范（GB50288-99），进行加大流量校核计算。表6-3 加大流量校核名称设计流量m3/s渠道型号加大百分数%加大流量m3/s底宽Bm渠道深度m过水断面Am3加大流速m/s支渠0.764梯形300.9932.00.960.350.98 典型渠灌系统的泵站设计 设计资料选择小坝泵站为典型泵站设计，该泵站适用于灌溉面积为2500亩左右，灌水模数在2.037m3/(s 万亩)，泵站灌溉流量为1833.3 m3/h。站址处河道断面：河底高程5.0m，地面高程7.0m，常水位5.6m，枯水位5.2m。 水泵选型由水泵控制灌溉面积和净扬程，确定水泵的型号。典型设计区设计流量Q=0.170m3/s ,净扬程3.3m。管路局部阻力参数阻力系数：喇叭口 出口段 拍门 s2/m5则 m管路沿程阻力损失参数： mL管长，20 m；Q流量，m2/s；n管道粗糙系数，取0.012；d管道内径，m。水泵的总扬程：。由于该泵站还要兼顾给塘马水库补水，综合考虑该泵