农田水利学第四章灌溉渠道系统[]PPT课件.ppt

渠道CANAL 1 内蒙古河套灌区 河南人民胜利渠灌区 2 山东位山灌区 3 江苏苏南地区 4 日本的渠道 5 日本的渠道 6 日本的渠道 7 日本的渠道 8 日本的渠道 9 日本的渠道 10 日本的渠道 11 日本的渠道 12 日本的渠道 13 日本的渠道 14 日本的渠道 15 丽江古城的渠道 16 丽江古城的渠道 17 丽江古城的渠道 18 丽江古城的渠道 19 丽江古城的渠道 20 丽江古城的渠道 21 丽江古城的渠道 22 丽江古城的渠道 23 第四章灌溉渠道系统 第一节灌溉渠系规划 第二节田间工程规划 第三节灌溉渠道流量推算 第四节灌溉渠道纵横断面设计 第五节渠道防渗 24 灌溉系统的组成 拦河坝 冲沙闸 进水闸 节制闸 排沙渠 干渠 斗渠 支渠 农渠 农沟 支沟 斗沟 干沟 容泄区 退水渠 泄水闸 渠首工程输配水工程固定渠道 干 支 斗 农临时渠道 毛渠等田间工程 25 第一节灌溉渠系规划 规划原则 干支渠的规划布置形式 斗 农渠的规划布置 渠线规划步骤 渠系建筑物的规划布置 26 灌溉渠道的规划原则 1 尽量将干 支渠布置在较高地带 以便控制最大的灌溉面积 2 与土地利用规划 农业区划密切结合 并适当考虑行政区划 3 与排水沟的布置相配合 统一布局 4 渠线尽可能短直 以减少占地和工程量 5 确保渠道工程安全可靠 6 斗 农渠的布置要满足机耕要求 7 要考虑综合利用 27 干 支渠的规划布置 一 山区 丘陵区灌区 水库 山塘 地形特点 地形复杂 岗冲交错 坡度较陡地面高程较高耕地分散 很少有大片集中耕地 28 渠道布置特点 1 渠道位置高 自流水头容易保证 2 渠线较长 多弯曲 多填挖方 多建筑物 工程量大 3 受山洪威胁大 应设置防洪泄洪设施 4 山丘区塘堰及小型水库多 渠道布置应考虑与之相通 形成长藤结瓜系统 干 支渠的规划布置 一 山区 丘陵区灌区 29 渠道布置形式 1 干渠沿等高线布置多见于分水岭与山溪或河流间的狭长地带渠线长而缓2 干渠沿主要分水岭布置多见于浅丘岗地比降由地面坡度决定 干 支渠的规划布置 一 山区 丘陵区灌区 30 渠道布置 31 渠道布置 32 渠道布置 33 干 支渠的规划布置 二 平原型灌区 地形特点 地形开阔平坦 耕地集中 面积较大 山前平原 靠近山麓 地势较高 排水条件好 冲积平原 位于河流中下游平原坡水地区 地面坡度平缓 地下水位较高 渠道布置 干渠多沿等高线布置 支渠垂直等高线 一支渠 二支渠 三支渠 34 干 支渠的规划布置 三 圩垸型灌区 地形特点 分布于沿江 湖滩地和三角洲地区 地形平坦低洼 多河湖港汊 水网密集 汛期外河水位常高于圩内地面 四周有圩堤 四周高 中间低 渠系布置 以排为主 兼顾灌溉 一般提排提灌 少有自流排灌 35 斗 农渠的规划布置 考虑因素 农业耕作与机械化地形灌排条件土壤土地平整 规格 斗渠长3000 5000m 宽500 1000m 平原地区 农渠长500 1000m 宽200 400m 36 斗 农渠的规划布置 灌排沟渠布置形式 相间布置 相邻布置 支渠 支渠 斗渠 斗沟 斗渠 斗沟 农渠 农渠 农沟 农沟 37 渠系建筑物的规划布置 1引水建筑物 2配水建筑物 3交叉建筑物 4衔接建筑物 5泄水建筑物 6量水建筑物 进水闸 分水闸 节制闸 遂洞 渡槽 倒虹吸 涵洞 桥梁 跌水 陡坡 溢流堰 泄水闸 退水闸 退水渠 巴歇尔量水槽 38 1引水建筑物 渠系建筑物的规划布置 39 渠系建筑物的规划布置 2配水建筑物 40 渠系建筑物的规划布置 3交叉建筑物 41 渠系建筑物的规划布置 4衔接建筑物 42 渠系建筑物的规划布置 6量水建筑物 43 第二节田间工程规划 最末一级固定渠道 农渠 和固定沟道 农沟 之间条田范围内的临时沟渠 田间道路 稻田的格田和田埂 土地平整等 意义 发挥灌排工程效益提高农作物产量节约用水提高劳动生产率 现状 薄弱环节不规范 不配套 44 田间工程实施前后 45 46 田间渠系布置 纵向布置 横向布置 灌水方向与农渠垂直农渠 毛渠 输水垄沟 灌水沟 畦 较复杂地形 灌水方向与农渠平行农渠 毛渠 灌水沟 畦 地面坡向一致 坡度较小地形 47 稻田区的格田 田埂 高20 30cm宽30 40cm 格田 长100 150m宽15 20m 斗渠 斗沟 农渠 农沟 田埂 排水口 进水口 48 第三节灌溉渠道流量推算 一 灌溉渠道流量概述 二 灌溉渠道水量损失 三 渠道的工作制度 四 渠道设计流量推算 五 渠道最小流量和加大流量的计算 49 一 灌溉渠道流量概述 设计流量 最小流量 加大流量 设计渠道断面及渠系建筑物的主要依据 实际运行过程中 渠道流量是变化的 满足灌溉设计标准条件下用水要求的最大流量 毛流量 灌溉设计标准条件下 渠道工作过程中输送的最小流量 校核水位 渠道运行过程中可能出现的最大流量 确定渠堤堤顶高程 50 二 灌溉渠道水量损失 渠道水量损失 渠道水面蒸发损失 渠床渗漏损失 闸门漏水和渠道退水 5 忽略 管理上予以限制 设计时一般不考虑 不可避免 设计时要考虑 51 影响渠道渗漏损失的因素 渠床土壤性质 地下水埋深及出流条件 渠道输水时间 渠道断面形式和尺寸 52 输水损失的估算 经验公式 经验系数 53 经验公式估算渠道输水损失 每公里渠道输水损失系数 渠床土壤透水系数 渠床土壤透水指数 渠道损失流量 渠道长度 54 2020 2 4 55 有地下水顶托时的渠道输水损失 防渗渠道的输水损失 地下水顶托修正系数 防渗折减系数 56 经验系数估算渠道输水损失 渠道水利用系数 渠系水利用系数 Qn Qg 57 田间水利用系数 灌溉水利用系数 经验系数估算渠道输水损失 58 三 渠道的工作制度 续灌 轮灌 集中编组 插花编组 在一次灌水延续时间内自始自终连续输水 同一级渠道在一次灌水延续时间内轮流灌水 加大输水流量 缩短输水时间 减少输水损失 59 四 渠道设计流量推算 60 轮灌渠道的设计流量 1自上而下分配末级续灌渠道的田间净流量 1 计算支渠 末级续灌渠道 的设计田间净流量 2 由支渠分配到每条农渠的田间净流量 61 2自下而上推算各级渠道的设计流量 1 计算农渠的净流量 2 推算各级渠道的设计流量 毛流量 62 续灌渠道的设计流量 O A B C Q4 水源 L1 L2 L3 63 渠道设计流量推算例题 64 1推求典型支渠 三支渠 及其所属斗 农渠的设计流量 1 农渠的设计流量 三支渠的田间净流量 65 农渠的田间净流量 农渠的净流量 66 农渠每公里输水损失系数 农渠毛流量 67 2 斗渠的设计流量 68 3 支渠的设计流量 69 2计算典型支渠 三支渠 的灌溉水利用系数 70 3计算一 二支渠的设计流量 1 一 二支渠的田间净流量 71 2 一 二支渠的设计流量 72 4推求干渠各段的设计流量 1 BC段设计流量 73 2 AB段设计流量 74 3 OA段设计流量 75 五 渠道最小流量和加大流量的计算 渠道最小流量 渠道加大流量 以最小灌水率为依据 方法同设计流量 加大系数 设计流量 76 第四节灌溉渠道纵横断面设计 一 渠道纵横断面设计原理 二 梯形渠道横断面设计方法 三 渠道横断面结构 四 渠道的纵断面设计 77 一 渠道纵横断面设计原理 纵横断面设计必须满足 通过所需要的流量 水位要保证下级渠道的取水 纵横向稳定 经济 安全 78 一般按明渠均匀流公式设计 渠道过水断面面积 谢才系数 水力半径 渠底比降 渠床糙率系数 79 水力最佳断面 设计流量Q 比降I 糙率系数n相同的情况下过水断面积最小的渠道断面 经济断面 圆形断面 梯形断面 80 渠道设计的依据 渠底比降 渠床糙率系数 渠道的边坡系数 渠道断面的宽深比 渠道的不冲不淤流速 81 渠底比降 影响到工程造价和控制面积 影响因素 地面坡度 下级渠道的水位要求 渠床土质 水流含沙量 设计流量 一般根据经验初选 然后试算确定 82 渠床糙率系数 取值应符合实际重要工程要通过试验确定 反映渠床粗糙程度的技术参数影响工程造价 输水能力 渠道水位 83 渠道的边坡系数 影响渠道稳定 根据渠床土质 渠道深度等选定 84 渠道断面的宽深比 渠道底宽与水深的比值 影响渠道工程量和渠床稳定 工程量最小 水力最优断面 断面稳定 过深窄 易冲刷 过宽浅 易淤积 85 多沙河流引水 陕西 Q 1 5m3 s Q 1 5 50m3 s C A 吉尔什康公式 前苏联 美国垦务局 86 渠道的不冲不淤流速 vcd vd vcs 临界 不冲流速 渠床土壤性质 水流含沙情况 渠道断面水力要素 C A 吉尔什砍公式 临界 不淤流速 87 渠道水力计算 确定渠道过水断面的水深h和底宽b 一般断面的水力计算 试算法 水力最优梯形断面的水力计算 88 一般断面的水力计算 试算法 假设b h值 计算过水断面的水力要素 计算渠道流量 结束 校核渠道输水能力 校核渠道流速 YES YES NO NO 取整数b h b vcd vd vcs 89 水力最优梯形断面的水力计算 90 多沙河流引水渠道断面的设计 夏季 泥沙含量高 不淤流速大 冬季 泥沙含量低 不冲流速有可能小于夏季不淤流速 一年或多年中 冲淤平衡 91 渠道过水断面以上部分的有关尺寸 渠道加大水深 安全超高 堤顶宽度 底宽已定 根据加大流量计算 并进行不冲不淤校核 92 三 渠道横断面结构 挖方 注意地面径流的侵蚀 渠坡坍塌 便于施工和管理 93 填方 易于溃决 滑坡 沉陷 注意排水 预留沉陷高度 94 半挖半填 注意挖方 填方尽可能平衡 减少工程量 挖方深度应尽量满足 95 四 渠道的纵断面设计 灌溉渠道的水位推算 渠道纵断面图的绘制 渠道纵断面设计中的水位衔接 根据灌溉水位要求 确定不同桩号处的设计水位 渠底高程 堤顶高程 最小水位等 96 灌溉渠道的水位推算 渠道进水口处的设计水位 渠道灌溉范围内控制点的地面高程 控制点地面与附近末级固定渠道设计水位的高差 渠道长度 各级渠道局部水头损失 渠道比降 97 渠道纵断面图的绘制 98 渠道纵断面设计中的水位衔接 上下渠段间的水位衔接 建筑物前后的水位衔接 上下级渠道的水位衔接 99 上下渠段间的水位衔接 上下游流量相差很小时 调整宽深比 水深相同 水源水位较高时 下游按设计水位和设计水深确定渠底高程 上游渠底由下游延伸确定 上游水位由设计水深确定 水源水位较低时 上下游设计水位不变 调整上游渠底 100 建筑物前后的水位衔接 建筑物较短时 建筑物较长时 101 上下级渠道的水位衔接 以设计水位确定下级渠底高程 通过最小流量时 上级渠道设节制闸 以最小水位确定上级渠底高程 通过设计流量时 下级渠道设分水闸 102 103 第五节渠道防渗 一 渠道防渗的意义 二 渠道防渗衬砌措施 三 渠道衬砌冻胀破坏的防治 四 衬砌渠道的横断面设计 104 一 渠道防渗的意义 减少渠道渗漏损失 节约灌溉用水 防止渠坡坍塌 增加渠床稳定性 提高渠床抗冲能力 减少糙率 加大流速 提高渠道输水能力 缩小