农田水利渠道流量设计

推求设计流量一、 推求典型支渠（四支渠）及其所属斗，农渠的设计流量 支取长度及灌溉面积渠别一支二支三支四支五支合计长度（Km）4.75.95.46.16.528.6灌溉面积（万亩）1.92.21.91.81.89.6注. 马清河灌区土地利用系数0.8 1. 推求典型支渠（四支渠）及其所属斗、农渠的设计流量第四支渠（典型支渠）布置图（1）计算农渠的设计流量，四支渠的田间净流量为：Q4支田净=A四支q设=1.80.43=0.774m3/s因为斗，农渠分两组轮灌，同时工作的斗渠有3条，同时工作的农渠有5条，所以农渠的田间净流量为：Q农田净=Q支田净/nk=0.774/35=0.0516 m3/s取田间水利用系数=0.95,则农渠的净流量为Q农净=Q农净/ =0.054 m3/s查表可得相应的土壤透水性系数：A=1.9，m=0.4,所以农渠每公里输水损失系数：=A/100Qm农净=0.061m3/s所以农渠的设计流量为：Q农毛=Q农净（1+ L农）=0.057 m3/s （L农 =0.8千米）（2）计算斗渠的设计流量，因为一条斗渠内同时工作的农渠有5条，所以斗渠的净流量等于5条农渠的毛流量之和：Q斗净=5Q农毛=50.057=0.285 m3/s农渠分两组轮灌。各组要求斗渠供给的净流量相等，但是，第组轮灌组距斗渠进水口较远，输水损失较多，据此求得斗渠毛流量较大，以第组轮灌组灌水时需要的斗渠毛流量作为斗渠的设计流量。斗渠的平均工作长度L4=1.8Km因为斗渠每公里输水损失系数为= A/100Qm斗净=0.0314所以斗渠的设计流量为：Q斗毛=Q斗净（1+ L斗）=0.301 m3/s（3）计算四支渠的设计流量;斗渠也是分两组轮灌，以第轮灌组要求的支渠毛流量作为支渠的设计流量，支渠的平均工作长度L支=4.9Km支渠的净流量为：Q支净=3Q斗毛=0.903 m3/s支渠每公里输水损失系数： = A/100Qm支净=0.0198支渠的毛流量为：Q四支毛=Q四支净（1+ L四支）=0.991 m3/s2. 计算四支渠的灌溉水利用系数0.783. 计算其他支渠的设计流量1) 计算其他支渠的田间净流量Q1支田净=1.90.43=0.817m3/s Q2支田净=2.20.43=0.946m3/sQ3支田净=1.90.43=0.817m3/sQ5支田净=1.80.43=0.774m3/s2) 计算其他支渠的设计流量 以典型支渠（四支渠）的灌溉水利用系数作为扩大指标，用来计算其他支渠的设计流量。Q1支毛=m3/s Q2支毛= m3/sQ3支毛= m3/sQ5支毛=m3/s4. 推求干渠各段的设计流量1) DE段的设计流量:QDEJ净= Q五支=0.99 m3/s=0.019m3/sQDE毛=QDE净（1+LDE）=0.99(1+0.0192.5)=1.04 m3/s2) CD段设计流量：QCD净=QDE毛+Q四支毛=1.04+0.99=2.03m3/s=0.0143QCD毛=QCD净（1+LCD）=2.03（1+0.01432.9）=2.11 m3/s3) BC段设计流量：QBC净=QCD毛+Q三支毛=2.11+1.05=3.16 m3/s=m3/sQBC毛=QBC净（1+LBC）=3.16(1+0.01204.3)=3.32m3/s4) AB段设计流量：QAB净=QBC毛+Q二支毛=3.32+1.21=4.53 m3/s=m3/sQAB毛=QAB净（1+LAB）=4.53（1+0.01043.4）=4.69 m3/s5) OA段设计流量： m3/s m3/s二、 推求渠道最小流量和加大流量的计算1. 推求典型支渠（四支渠）及其所属斗、农渠的最小流量（1）计算农渠的最小流量，四支渠的田间净流量为：Q4支田净=A四支=1.80.18=0.324m3/s因为斗，农渠分两组轮灌，同时工作的斗渠有3条，同时工作的农渠有5条，所以农渠的田间净流量为：Q农田净=Q支田净/nk=0.324/（35）=0.0216 m3/s取田间水利用系数=0.95,则农渠的净流量为Q农净=Q农净/ =0.023 m3/s查表可得相应的土壤透水性系数：A=1.9，m=0.4,所以农渠每公里输水损失系数：=A/100Qm农净=0.0859m3/s所以农渠的最小流量为：Q农毛=Q农净（1+ L农）=0.025 m3/s （L农 =0.8千米）（2）计算斗渠的最小流量，因为一条斗渠内同时工作的农渠有5条，所以斗渠的净流量等于5条农渠的毛流量之和：Q斗净=5Q农毛=50.025=0.125 m3/s农渠分两组轮灌。各组要求斗渠供给的净流量相等，但是，第组轮灌组距斗渠进水口较远，输水损失较多，据此求得斗渠毛流量较大，以第组轮灌组灌水时需要的斗渠毛流量作为斗渠的最小流量。斗渠的平均工作长度L4=1.8Km因为斗渠每公里输水损失系数为= A/100Qm斗净=0.0437所以斗渠的最小流量为：Q斗毛=Q斗净（1+ L斗）=0.135 m3/s（3）计算四支渠的最小流量;斗渠也是分两组轮灌，以第轮灌组要求的支渠毛流量作为支渠的最小流量，支渠的平均工作长度L支=4.9Km支渠的净流量为：Q支净=3Q斗毛=0.405 m3/s支渠每公里输水损失系数： = A/100Qm支净=0.0273支渠的毛流量为：Q四支毛=Q四支净（1+ L四支）=0.459m3/s2. 计算四支渠的灌溉水利用系数3. 计算其他支渠的最小流量3) 计算其他支渠的田间净流量Q1支田净=1.90.18=0.342m3/s Q2支田净=2.20.18=0.396m3/sQ3支田净=1.90.18=0.342m3/sQ5支田净=1.80.18=0.324m3/s4) 计算其他支渠的最小流量 以典型支渠（四支渠）的灌溉水利用系数作为扩大指标，用来计算其他支渠的最小流量。Q1支毛=m3/s Q2支毛= m3/sQ3支毛= m3/sQ5支毛=m3/s4. 推求干渠各段的最小流量1) DE段的最小流量:QDEJ净= Q五支=0.46 m3/s=0.0259m3/sQDE毛=QDE净（1+LDE）=0.46(1+0.02592.5)=0.49 m3/s2) CD段最小流量：QCD净=QDE毛+Q四支毛=0.49+0.46=0.95m3/s=0.0194QCD毛=QCD净（1+LCD）=0.95（1+0.01942.9）=1.00 m3/s3) BC段最小流量：QBC净=QCD毛+Q三支毛=1.00+0.48=1.48 m3/s=m3/sQBC毛=QBC净（1+LBC）=1.48(1+0.01624.3)=1.58m3/s4) AB段最小流量：QAB净=QBC毛+Q二支毛=1.58+0.56=2.14 m3/s=m3/sQAB毛=QAB净（1+LAB）=2.14（1+0.01403.4）=2.24 m3/s5) OA段最小流量： m3/s m3/s5. 渠道加大流量计算（渠道的极大流量采用加大系数法）支渠设计流量加大系数J加大流量干渠渠段设计流量加大系数J加大流量1.051.281.34 1.041.281.33 1.211.281.55 2.111.282.70 1.051.281.34 3.321.284.25 0.991.321.31 4.681.285.99 0.991.321.31 5.761.257.20 注. =J渠道横断面设计(一) 干渠各断面设计（采用经济适用断面）根据参考资料干渠渠底比降为1/5000，渠道平整顺直，养护设为一般，则粗糙系数取n=0.025，偏离系数1.02，边坡系数为m=1.25,则=0.762.201. 计算设计过水断面干渠OA段的水深和宽度的计算：校核不冲不淤流速：（取0.35m3/s，）=KQ0.1=0.625.76 0.1=0.74m3/s，V 满足条件2. 计算加大水深和最小水深（迭代法）加大水深的计算：迭代计算：令 则 当时，当时，此时迭代终止，加大水深就为1.89m最小水深的计算：迭代计算：令 则 当时，此时迭代终止，最小水深就为1.12m依照上述方法，依次可算出干渠各断面的各水力要素，结果见下表干渠渠段设计流量(m3/s)h/mb/mhmax/mhmin /mA/m2V(m/s)V不於(m/s)V不冲(m/s)DE1.040.881.94 1.00 0.592.67 0.39 0.350.62 满足要求CD2.111.152.53 1.31 0.774.56 0.46 0.350.67 满足要求BC3.321.373.01 1.55 0.916.48 0.51 0.350.70 满足要求AB4.69 1.553.41 1.77 1.048.29 0.57 0.350.72 满足要求OA5.761.683.70 1.89 1.129.74 0.59 0.350.74 满足要求(二) 支渠断面的设计：（采用经济适用的断面）根据参考资料支渠渠底比降为1/2000，渠道平整顺直，养护设为一般，则粗糙系数取n=0.025，偏离系数1.02，边坡系数为m=1.0,则=0.763.233. 计算设计过水断面一支渠的水深和宽度的计算：校核不冲不淤流速：（取0.35m3/s，）=KQ0.1=0.621.05 0.1=0.62m3/s，V 满足条件4. 计算加大水深和最小水深（迭代法）加大水深的计算：迭代计算：令 则 当时，当时，此时迭代终止，加大水深就为0.78m最小水深的计算：迭代计算：令 则 当时，此时迭代终止，最小水深就为0.43m依照上述方法，依次可算出支渠各断面的各水力要素，结果见下表支渠设计流量(m3/s)h/mb/mhmax/mhmin /mA/m2V(m/s)V不於(m/s)V不冲(m/s)1支渠1.05 0.68 2.20 0.780.431.96 0.54 0.35 0.62 满足要求2支渠1.21 0.71 2.29 0.820.462.13 0.57 0.35 0.63 满足要求3支渠1.05 0.68 2.20 0.780.431.96 0.54 0.35 0.62 满足要求4支渠0.99 0.66 2.13 0.780.421.84 0.54 0.35 0.62 满足要求5支渠0.99 0.66 2.13 0.780.421.84 0.54 0.35 0.62 满足要求(三) 典型斗渠和典型农渠断面设计（采用水力最佳断面）1. 斗渠断面设计：根据参考资料斗渠渠底比降为1/1000，渠道平整顺直，养护设为一般，则粗糙系数取n=0.025，边坡系数为m=1.0,则由表查得=0.83 0.301 m3/s此时 =0.868*0.3010.375 =0.55m =0.83*0.55=0.46m计算加大水深和最小水深（迭代法）加大水深的计算：迭代计算：令 则 当时，当时，当时，此时迭代终止，加大水深就为0.62m最小水深的计算：迭代计算：令 则 当时，当时，此时迭代终止，最小水深就为0.37m2. 农渠断面设计根据参考资料斗渠渠底比降为1/80