灌溉系统PPT课件.pptx

灌溉渠道系统的规划设计 IrrigationCanalSystem 2 5 2020 1 内蒙古河套灌区 河南人民胜利渠灌区 2 5 2020 2 山东位山灌区 2 5 2020 3 江苏苏南地区 2 5 2020 4 日本的渠道 2 5 2020 5 日本的渠道 2 5 2020 6 日本的渠道 2 5 2020 7 日本的渠道 2 5 2020 8 丽江古城的渠道 2 5 2020 9 2 5 2020 10 普通土质渠道 2 5 2020 11 学校试验田的渠道 2 5 2020 12 灌溉渠道系统的规划设计 第一节灌溉渠道系统规划 第二节灌溉渠道设计流量的确定 第三节灌溉渠道纵横断面设计 2 5 2020 13 灌溉排水系统 拦河坝 进水闸 节制闸 干 支 渠 农渠 农沟 支 沟 渠斗渠斗沟 干 容泄区 沟泄水闸 灌溉系统 干渠 支渠 斗渠 农 渠 毛渠 排水系统干沟 支沟 斗沟 农 沟 毛沟 2 5 2020 14 第一节 灌溉渠系规划 规划原则 干支渠的规划布置 输水系统 斗农渠的规划布置 田间渠系 渠系建筑物的规划布置 渠线规划步骤 2 5 2020 15 1 将干 支渠布置在较高地带 以控制最大的灌溉面积2 与土地利用规划 农业区划结合 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 灌溉渠系规划原则 2 5 2020 16 水库 山塘 流 一 山区 丘陵区灌区地形特点 地形复杂 岗冲交错 坡度较陡河地面高程较高耕地分散 很少有大片集中耕地 干支渠的规划布置 2 5 2020 17 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 2 5 2020 18 渠道布置形式 1 沿等高线布置 等高线大致与河流平行2 沿主要分水岭布置 与河道交叉少 3 垂直等高线布置 干渠坡度大 建筑物较多 一 山区 丘陵区灌区 干支渠的规划布置 2 5 2020 19 山塘 河 流 干渠沿等高线 干支渠的规划布置水库 2 5 2020 20 山塘 河 流 支渠沿分水岭 干支渠的规划布置水库 2 5 2020 21 山塘 河 流 干渠垂直等高线 干支渠的规划布置水库 2 5 2020 22 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 河 流 干支渠的规划布置 二 平原型灌区 2 5 2020 23 河 干 渠 一支渠 二支渠 三支渠 流干渠沿等高线 2 5 2020 24 河 干渠 一支渠 二支渠流 干渠垂直等高线 2 5 2020 25 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 干支渠的规划布置 2 5 2020 26 渠系布置 以排为主 兼顾灌溉 一般提排提灌 少有自流排灌 三 圩垸型灌区 干支渠的规划布置 2 5 2020 27 规格 斗渠长3000 5000m 宽500 1000m 平原地区 农渠长500 1000m 宽200 400m 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 2 5 2020 28 相间布置 相邻布置 支 渠 支 渠 斗渠 斗沟 斗渠 斗沟 农渠农沟 农沟农渠 斗农渠的规划布置田间排灌沟渠布置形式 2 5 2020 29 田间渠系与交通设施的结合 斗农渠的规划布置 2 5 2020 30 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交通建筑物 6量水建筑物 渠系建筑物的规划布置 进水闸分水闸 节制闸渡槽 倒虹吸 涵管跌水 陡坡农桥量水槽 2 5 2020 31 1引水建筑物 进水闸 渠系建筑物的规划布置 2 5 2020 32 1引水建筑物 进水闸 渠系建筑物的规划布置 2 5 2020 33 2配水建筑物 分水闸 节制闸 渠系建筑物的规划布置 2 5 2020 34 2配水建筑物 分水闸 节制闸 渠系建筑物的规划布置 2 5 2020 35 2配水建筑物 分水闸 渠系建筑物的规划布置 2 5 2020 36 2配水建筑物 分水闸 渠系建筑物的规划布置 2 5 2020 37 3交叉建筑物 渡槽 倒虹吸 渠系建筑物的规划布置 2 5 2020 38 3交叉建筑物 渡槽 渠系建筑物的规划布置 2 5 2020 39 3交叉建筑物 涵管 渠系建筑物的规划布置 2 5 2020 40 4衔接建筑物 跌水 陡坡 渠系建筑物的规划布置 2 5 2020 41 4衔接建筑物 跌水 渠系建筑物的规划布置 2 5 2020 42 5交通建筑物 渠系建筑物的规划布置 农桥 2 5 2020 43 6量水建筑物 渠系建筑物的规划布置 量水槽 2 5 2020 44 1 灌溉渠道系统中渠道等级划分为 知识点回顾Review 2 5 2020 45 水源 干 支渠 沟 渠斗渠斗沟支 干 农沟沟 灌溉系统排水系统 农渠灌溉排水系统 2 5 2020 46 1 灌溉渠道系统中渠道等级划分为 2 圩垸型灌区渠道布置特点是 知识点回顾Review 2 5 2020 47 渠系布置 以排为主 兼顾灌溉 一般提排提灌 少有自流排灌 知识点回顾Review 圩垸型灌区 2 5 2020 48 1 灌溉渠道系统中渠道等级划分为 2 圩垸型灌区渠道布置特点是 3 田间排灌沟渠布置形式有 知识点回顾Review 2 5 2020 49 相间布置 相邻布置 支 渠 斗渠 斗沟 农渠农沟 支 渠 斗渠 斗沟 农沟农渠 知识点回顾Review田间排灌沟渠布置形式 2 5 2020 50 思考 渠道设计的必要性Thinking 2 5 2020 51 第2节 灌溉渠道流量 2 1概述 2 2设计流量 2 3最小流量和加大流量 2 5 2020 52 渠道流量是渠道断面及渠系建筑物设计的 主要依据 2 1概述Introduction 2 5 2020 53 2 1概述Introduction 渠道流量是渠道断面及渠系建筑物设计的主要依据 设计流量最小流量加大流量 123 满足灌溉设计标准条件下用水要求的正常流量 毛流量 灌溉设计标准条件下 渠道输送的最小流量 校核流量渠道运行过程中可能出现的最大流量 确定渠堤堤顶高程 2 5 2020 54 设计流量 2 2设计流量DesignedFlow Qg Qn Ql净流量 损失流量 2 5 2020 55 2020 2 5 56 Qg Qn Ql Qn mA3600 t T NOTES 设计流量考虑较不利情况 某个用水较多的时段 设计流量 2 2设计流量DesignedFlow 灌水定额 灌溉面积 灌溉延续时间 2 5 2020 57 1 1 m s 2 2设计流量DesignedFlow 例 某灌溉区域规划种植小麦3000亩 棉花1000亩 大秋作物1000亩 其用水最多时间为3月30日至4月1日 这时小麦灌水每亩需水50m3 棉花及大秋作物灌水每亩需水60m3 求渠道设计净流量 3 Qn 1000 10003600 3 2 5 2020 58 2 2设计流量DesignedFlow Qg Qn Ql 设计流量 2 5 2020 59 渠道损失流量 渠道水面蒸发损失渠床渗漏损失闸门等建筑物漏水 5 忽略不可避免 设计时要考虑管理上予以限制 设计时一般不考虑 2 2设计流量DesignedFlow Qg Qn Ql 设计流量 2 5 2020 60 如何减少 渠道输水时渠道渗漏 影响土质渠道渗漏损失的因素 渠床土壤性质 地下水埋深 间 渠道断面尺寸 2 2设计流量DesignedFlow 思考 2 5 2020 61 2 2设计流量DesignedFlow 输水损失的估算 经验系数 经验公式 2 5 2020 62 2 2设计流量DesignedFlow 经验公式 输水损失的估算 经验系数 2 5 2020 63 DQnm LQn100 Ql 渠床土壤透水系数 每公里渠道输水损失系数损失流量 渠床土壤透水指数渠道长度 2 2设计流量DesignedFlow 经验公式 2 5 2020 64 2 2设计流量DesignedFlow m0 30 350 40 450 5 D0 71 31 92 653 4 透水性弱中下中等中上强 渠床土壤重粘土及粘土重粘壤土中粘壤土轻粘壤土砂壤土及轻砂壤土 2 5 2020 65 渠系水利用系数 QnQg c 干 支 斗 农 Qn 渠道水利用系数Qg 2 2设计流量DesignedFlow经验系数 Ql 2 5 2020 66 渠道加大流量 QJ JQg加大系数 范围1 1 3 设计流量 2 3最小和加大流量Min MaxFlow渠道最小流量以最小灌水定额为依据 方法同设计流量 2 5 2020 67 第3节 灌溉渠道纵横断面设计 3 1渠道横断面型式 3 2渠道纵横断面设计要求 3 3渠道的横断面设计 3 4渠道的纵断面设计 2 5 2020 68 按几何形状分 3 1渠道横断面型式CrossSection 2 5 2020 69 按几何形状分 3 1渠道横断面型式CrossSection 2 5 2020 70 注意地面径流的侵蚀 渠坡坍塌 便于施工和管理 3 1渠道横断面型式CrossSection按填挖方情况分 挖方 2 5 2020 71 易于溃决 滑坡 沉陷 注意排水 预留沉陷高度 3 1渠道横断面型式CrossSection按填挖方情况分 填方 2 5 2020 72 注意挖方 填方尽可能平衡 减少工程量 边坡系数 按填挖方情况分 半挖半填 3 1渠道横断面型式CrossSection 2 5 2020 73 3 1渠道横断面型式CrossSection 2 5 2020 74 1 1 m 1 m 2 1 m 1 m 3 1渠道横断面型式CrossSection 边坡系数SlideSlopeCoefficient 2 5 2020 75 3 2纵横断面设计要求DesignPoints通过所需要的流量 水位要保证下级渠道的取水结构稳定经济 安全 渠道纵横断面设计 2 5 2020 76 116 Q ACRi R n C 断面面积 水力半径 渠底比降 坡降 渠床粗糙系数 糙率 3 3横断面设计CrossSectionDesign 过流能力按明渠均匀流公式设计谢才系数渠道过水 2 5 2020 77 水力半径HydraulicRadius AX R 湿周 3 3横断面设计CrossSectionDesign过流面积 2 5 2020 78 d2 A1 R d 14X d4 b a b AabR Xa 2b 水力半径HydraulicRadius AX R 湿周d 3 3横断面设计CrossSectionDesign过流面积 2 5 2020 79 X b 2h1 m2 R b mh hb 2h1 m2 R AX湿周A b mh h 水力半径HydraulicRadius b m h 3 3横断面设计CrossSectionDesign过流面积 2 5 2020 80 116 AXi 水力最优断面 过水断面面积A 比降i 糙率n确定的情况下使得渠道通过流量Q最大的渠道断面 Q ACRi RnAX C R 521332 1n Q 3 3横断面设计CrossSectionDesign 2 5 2020 81 m 1 水力最优断面 A i n确定 m根据土壤选择 渠道流量Q最大 湿周X最小 hb 3 3横断面设计CrossSectionDesign 2 5 2020 82 1 m b h 水力最优断面X b 2h1 m2A b mh h Ab mhh Ah 3 3横断面设计CrossSectionDesign 2 5 2020 83 1 m m 21 m2 0 b h 水力最优断面 dX Adhh2 A b mh h b mh hh2 m 21 m2 0 b mh 2h 1 m2 m b 2h 1 m2 m 3 3横断面设计CrossSectionDesign 2 5 2020 84 1 m A h 21 m b h 水力最优断面 b 2h 1 m2 m b 2 X b 2h1 m2A b mh h 1 m2 mhX 2h21 m2 m 2 2 m 3 3横断面设计CrossSectionDesign 2 5 2020 85 m 1 A h 21 m m b h 水力最优断面 X 2h21 m2 m22 AX R AhR X2 无论边坡系数取断面的水力半径为水深的一半 2 5 2020 86 渠道设计的依据 横断面设计 渠道的不冲不淤流速 渠底比降渠床糙率 渠道边坡系数 渠道断面的宽深比 2 5 2020 87 横断面设计 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 设计流量等 一般根据经验初选 然后试算确定 渠底比降 1 2 5 2020 88 横断面设计 渠底比降 1 Q 1m3 sQ 1m3 sQ 1m3 s 1 5000 1 100001 3000 1 50001 1000 5 1000 2 5 2020 89 横断面设计 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 取值应符合实际 教材P86 重要工程要通过试验确定 渠床糙率 2 2 5 2020 90 横断面设计 边坡系数 3 影响渠道稳定 一般根据渠床土质等选定 教材P84 1m 2 5 2020 91 横断面设计 渠道底宽与水深的比值 影响渠道工程量和渠床稳定 过于深窄 易冲刷 过于宽浅 易淤积 宽深比 4 2 5 2020 92 横断面设计 水力最优断面 水力最优断面不一定是经济断面 宽深比 4 2 1 m2 m bh 2 5 2020 93 横断面设计 影响因素 渠床土壤性质 水流含沙情况 渠道断面水力要素 临界 不冲流速 临界 不淤流速 参数值见教材P88 89 不冲不淤流速 5 vcd v vcs vcs KQ0 1 vcd C0Q0 5 vcd C1R0 5 2 5 2020 94 116 横断面设计渠道横断面水力计算 1 已知其他参数 求渠道流量Q 2 已知其他参数 求渠道底坡i 3 已知其他参数 确定水深h和底宽b Q ARRin 2 5 2020 95 X b 2h1 m 过水断面的水力计算 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 校核渠道输水能力YES校核渠道流速 YES结束 NONO 取整数b h为b某一倍数 A b mh h2 1 6 R A X1C Rn Q ACRi Q设 QQ设vd Q A 0 05vcd vd vcs 2 5 2020 96 横断面设计 渠道过水断面以上部分的有关尺寸 hj 安全超高 堤顶宽度 2 5 2020 97 横断面设计 堤顶宽度 0 3 1 2m 安全超高 0 15 0 6m