第四章渠道灌溉系统PPT课件.ppt

1 农田水利学4 4 水利科学与工程学院徐英 2020 3 21 2 内容提要 田间工程 输配水工程 田间渠系的布置 渠道横断面设计 渠道灌溉系统 水源 或渠首 工程 渠系及渠系建筑物规划 渠道设计 渠道流量推算 渠道纵断面设计 地面灌概 条田 格田的规划 2020 3 21 3 第四节灌溉渠道纵横断面设计 灌溉渠道断面设计的基本要求 有足够输水能力 有稳定的渠床具有足够的水位 衔接平顺一 少 两 小 三有 利 渠道断面设计 横断面设计 确定渠道边坡 底宽 水深等纵断面设计 确定设计水位线 渠底线 堤顶高程线等 2020 3 21 4 第四节灌溉渠道纵横断面设计 一 基本公式 明渠均匀流公式 对于梯形断面渠道 一 渠道横断面设计 2020 3 21 5 第四节灌溉渠道纵横断面设计 一 基本公式对于梯形断面渠道 则 一般已知Q 拟定参数m n i 求b h 一 渠道横断面设计 2020 3 21 6 第四节灌溉渠道纵横断面设计 一般已知Q 拟定参数m n i 求b h 一 渠道横断面设计 一 基本公式对于梯形断面渠道 引入宽深比 b h设 则 2020 3 21 7 第四节灌溉渠道纵横断面设计 二 设计参数确定渠底比降 定义 单位渠长的渠底降落值 重要性确定 考虑的因素 a 地面坡度b 设计流量c 渠床土质d 渠道含沙量e 下级渠道分水点水位要求 确定 一 渠道横断面设计 2020 3 21 8 第四节灌溉渠道纵横断面设计 二 设计参数确定渠床糙率 定义 反应渠床粗糙程度的技术参数确定n 需考虑的因素 流量渠床土质 施工质量 养护情况 一 渠道横断面设计 请思考 取值偏大会造成什么后果 取值偏小会造成什么后果 确定P177 2020 3 21 9 第四节灌溉渠道纵横断面设计 二 设计参数确定边坡系数 定义 表示渠道边坡倾斜程度的指标确定m 需考虑的因素 渠床土质 土质好 小流量和水深 流量大 水深大 则 大 一 渠道横断面设计 请思考 m取值偏大会造成什么后果 m取值偏小会造成什么后果 确定P178 2020 3 21 10 第四节灌溉渠道纵横断面设计 宽深比 即 h设水力最优断面宽深比水力最优断面 在渠道比降和渠床糙率一定的条件下 通过设计流量所需的最小过水断面 水力最优断面特点 断面窄深 土方量小适用 小型渠道 石方渠道和衬砌渠道等 宽深比 一 渠道横断面设计 2020 3 21 11 第四节灌溉渠道纵横断面设计 宽深比 可参考P6 17表6 17 满足渠道断面相对稳定的宽深比相对平稳 不冲不淤或冲淤平衡对于一般渠道 3Q设0 25 mh 0 85Q设1 3多沙河流上引水的渠道 h 0 76Q设1 3Q设 1 5m3 s时 2 8Q设0 1 mQ设 1 5 50m3 s时 2 6Q设0 25 m 一 渠道横断面设计 2020 3 21 12 第四节灌溉渠道纵横断面设计 宽深比实用经济断面宽深比实用经济断面特点 较宽浅 过水能力较大适合 较常采用 特别是大中型渠道 一 渠道横断面设计 2020 3 21 13 第四节灌溉渠道纵横断面设计 实用经济断面宽深比 的估算 拟定偏离系数 计算水深比 计算宽深比 一 渠道横断面设计 一般取 1 01 1 04 2020 3 21 14 一 渠道横断面设计 宽深比满足通航条件的宽深比一般水面宽度大于船舶宽度的2 6倍船底以下水深应大于15 30cm一般较为宽浅 即宽深比较大 2020 3 21 2020 3 21 15 16 第四节灌溉渠道纵横断面设计 二 设计参数确定渠道不冲流速 不淤流速不淤流速不冲流速 C0 不於系数 表6 22 C1 根据泥沙性质确定的系数 表6 23 K 耐冲系数 查表6 19 一 渠道横断面设计 对于清水渠 为防止杂草生长 大型渠道取V最小 0 5m s V最小 小型渠道0 3 0 4m s 很小的清水渠道V最小 0 2m s 2020 3 21 17 第四节灌溉渠道纵横断面设计 三 横断面计算计算设计底宽 和设计水深 设假定b 试算注意步骤 一 渠道横断面设计 渠道水力计算主要任务 确定满足输水能力和渠床稳定条件的渠道底宽和设计水深 2020 3 21 18 第四节灌溉渠道纵横断面设计 一 渠道横断面设计 三 横断面计算计算设计底宽 和设计水深 设图解法 参见水力学教材 先估算或拟定宽深比 则 注意 步骤 渠道横断面设计步骤 拟定或估算各设计参数 等 计算设计水深和底宽 校核不冲不淤 发生冲刷或淤积 则主要调整 然后转向 直至满足 2020 3 21 19 第四节灌溉渠道纵横断面设计 三 横断面计算 计算加大水深和最小水深试算法图解法 诺模图迭代法 一 渠道横断面设计 注意 应按加大流量校核不冲流速 最小流量校核不淤流速 轮灌渠道无加大流量 2020 3 21 20 第四节灌溉渠道纵横断面设计 先计算 附 迭代法 初拟h加大为h1 略大于 设 代入下式 若 则h加大 h2 否则 h1 h2 重新迭代 一 渠道横断面设计 2020 3 21 21 第四节灌溉渠道纵横断面设计 3 确定安全超高 堤顶 渠岸 宽渠道安全超高 堤顶 渠岸 宽度 如与主要交通道路结合 按交通要求确定 一 渠道横断面设计 2020 3 21 22 四 横断面设计步骤拟定或估算各设计参数 等计算 设 设 校核不冲不淤流速计算最小水深和加大水深 校核流速 确定安全超高 堤顶宽 绘制渠道横断面图 见图 第四节灌溉渠道纵横断面设计 一 渠道横断面设计 2020 3 21 23 课外作业 自学 渠道横断面的结构 填方渠道应用条件 渠道通过低地 坡度平缓地带或沟溪时 有时采用填方渠道 设计中应考虑的主要问题 防止渠道滑坡和渗漏挖方渠道应用条件 一般输水渠道 如干 支渠 设计中应考虑的主要问题 是防止渠道塌坡 处理好边坡排水问题 合理安排弃土半填半挖方渠道应用条件 支渠以下的配水渠道一般采用 设计中应考虑的主要问题 渠道最好使填方量和挖方量基本相等 并考虑填方的沉降量和挖方中不宜作填方的土料量 内容 断面结构形式应用条件设计中考虑的主要问题 2020 3 21 24 2020 3 21 25 作业 习题册习题6 6其他作业布置在网络教学平台上 2020 3 21 26 结束 2020 3 21 27 堤顶宽和安全超高参考表 无交通要求时 第四节灌