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0.8120.89.6A灌区万亩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=1.8×0.43=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=0.774/3×5=0.0516m3/s取田间水利用系数f=0.95,则农渠的净流量为Q农净=Q农净/f=0.054m3/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：农=A/100Qm农净=0.41.91000.054=0.061m3/s所以农渠的设计流量为：Q农毛=Q农净（1+农L农）=0.054(10.0610.8)=0.057m3/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=5×Q农毛=5×0.057=0.285m3/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Ⅱ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Ⅱ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斗=A/100Qm斗净=0.0314所以斗渠的设计流量为：Q斗毛=Q斗净（1+斗L斗）=0.301m3/s（3）计算四支渠的设计流量;斗渠也是分两组轮灌，以第Ⅱ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=3×Q斗毛=0.903m3/s支渠每公里输水损失系数：支=A/100Qm支净=0.0198支渠的毛流量为：Q四支毛=Q四支净（1+支L四支）=0.991m3/s2.计算四支渠的灌溉水利用系数0.7740.991QQ三支田净三支水三支毛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=1.9×0.43=0.817m3/sQ2支田净=2.2×0.43=0.946m3/sQ3支田净=1.9×0.43=0.817m3/sQ5支田净=1.8×0.43=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=0.8171.050.78m3/sQ2支毛=0.9461.210.78m3/sQ3支毛=0.8171.050.78m3/sQ5支毛=0.7740.990.78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=0.99m3/sDE=0.41.91000.990.019m3/sQDE毛=QDE净（1+DELDE）=0.99(1+0.019×2.5)=1.04m3/s2)CD段设计流量：QCD净=QDE毛+Q四支毛=1.04+0.99=2.03m3/sCD=0.41.91002.030.0143QCD毛=QCD净（1+CDLCD）=2.03（1+0.0143×2.9）=2.11m3/s3)BC段设计流量：QBC净=QCD毛+Q三支毛=2.11+1.05=3.16m3/sBC=0.41.90.01201003.16m3/sQBC毛=QBC净（1+BCLBC）=3.16(1+0.0120×4.3)=3.32m3/s4)AB段设计流量：QAB净=QBC毛+Q二支毛=3.32+1.21=4.53m3/sAB=0.41.90.01041004.53m3/sQAB毛=QAB净（1+ABLAB）=4.53（1+0.0104×3.4）=4.69m3/s5)OA段设计流量：OA14.69+1.05=5.74ABQQQ毛净支毛m3/sOA0.41.90.00941005.74OAOAL=5.74(1+0.00940.4)=5.76OAOAQQ毛净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×minq=1.8×0.18=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/（3×5）=0.0216m3/s取田间水利用系数f=0.95,则农渠的净流量为Q农净=Q农净/f=0.023m3/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：农=A/100Qm农净=0.41.91000.023=0.0859m3/s所以农渠的最小流量为：Q农毛=Q农净（1+农L农）=0.023(10.08590.8)=0.025m3/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=5×Q农毛=5×0.025=0.125m3/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Ⅱ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Ⅱ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斗=A/100Qm斗净=0.0437所以斗渠的最小流量为：Q斗毛=Q斗净（1+斗L斗）=0.135m3/s（3）计算四支渠的最小流量;斗渠也是分两组轮灌，以第Ⅱ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=3×Q斗毛=0.405m3/s支渠每公里输水损失系数：支=A/100Qm支净=0.0273支渠的毛流量为：Q四支毛=Q四支净（1+支L四支）=0.459m3/s2.计算四支渠的灌溉水利用系数0.3240.710.459QQ三支田净三支水三支毛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=1.9×0.18=0.342m3/sQ2支田净=2.2×0.18=0.396m3/sQ3支田净=1.9×0.18=0.342m3/sQ5支田净=1.8×0.18=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=0.3420.480.71m3/sQ2支毛=0.3960.560.71m3/sQ3支毛=0.3420.480.71m3/sQ5支毛=0.3420.460.71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=0.46m3/sDE=0.41.91000.460.0259m3/sQDE毛=QDE净（1+DELDE）=0.46(1+0.0259×2.5)=0.49m3/s2)CD段最小流量：QCD净=QDE毛+Q四支毛=0.49+0.46=0.95m3/sCD=0.41.91000.950.0194QCD毛=QCD净（1+CDLCD）=0.95（1+0.0194×2.9）=1.00m3/s3)BC段最小流量：QBC净=QCD毛+Q三支毛=1.00+0.48=1.48m3/sBC=0.41.90.01621001.48m3/sQBC毛=QBC净（1+BCLBC）=1.48×(1+0.0162×4.3)=1.58m3/s4)AB段最小流量：QAB净=QBC毛+Q二支毛=1.58+0.56=2.14m3/sAB=0.41.90.01401002.14m3/sQAB毛=QAB净（1+ABLAB）=2.14×（1+0.0140×3.4）=2.24m3/s5)OA段最小流量：OA12.24+0.48=2.72ABQQQ毛净支毛m3/sOA0.41.90.01271002.72OAOAL=2.72(1+0.01270.4)=2.73OAOAQQ毛净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dQ加大系数J加大流量jQ干渠渠段设计流量dQ加大系数J加大流量jQ1Q支毛1.051.281.34DEQ毛1.041.281.33Q2支毛1.211.281.55CDQ毛2.111.282.703Q支毛1.051.281.34BCQ毛3.321.284.25Q4支毛0.991.321.31ABQ毛4.681.285.995Q支毛0.991.321.31OAQ毛5.761.257.20注.jQ=J×dQ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542(1)=0.7622(21)mmm2.201.计算设计过水断面干渠OA段的水深和宽度的计算：55333382282233(21)5.760.025(2.20211.25)1.68()1(2.201.25)5000Qnmhmmi2.201.683.70bhm2()(3.701.251.68)1.689.74Abmhhm校核不冲不淤流速：（V不於取0.35m3/s，）V不冲=KQ0.1=0.62×5.760.1=0.74m3/s，/5.76/9.740.59VQAmsV不於VV不冲满足条件2.计算加大水深和最小水深（迭代法）加大水深的计算：0.60.60.0257.20()()4.6015000nQAi加大2221211.253.20Bm迭代计算：()iiAbBhhbmh令02.0hm则010()AbBhhbmh0.44.60(3.703.202.0)1.873.701.252.0当11.87hm时，21.89hm当21.89hm时，31.89hm此时迭代终止，加大水深就为1.89m最小水深的计算：0.60.60.025273()()2.5715000nQAi最小.2221211.253.20Bm迭代计算：()iiAbBhhbmh令01.0hm则010()AbBhhbmh0.42.57(3.703.201.0)1.123.701.251.0当11.12hm时，21.12hm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)DE1.040.881.941.000.592.670.390.350.62满足要求CD2.111.152.531.310.774.560.460.350.67满足要求BC3.321.373.011.550.916.480.510.350.70满足要求AB4.691.553.411.771.048.290.570.350.72满足要求OA5.761.683.701.891.129.740.590.350.74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542(1)=0.7622(21)mmm3.233.计算设计过水断面一支渠的水深和宽