灌溉渠道设计流量计算

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1、灌溉渠道设计流量计算项目设计有关公式C1灌溉渠道设计流量运算正常流量一一设il典型年内的灌水高峰时期渠道需要通过的流量。该项为渠道纵横断而和渠 系建筑物设计的依据。加大流量一一为满足专门情形(如改变灌溉作物种植比例，扩大灌溉面积，或遇到特大旱情等)， 短时内加大输水的要求，而予以增大的渠道设il流量。通常是依照正常流量，适当选择加大百分 数来确定，该项指标为设计渠顶高程的依据。最小流量一一在河流水源不足，种植而积减小，或给灌水左额较小的作物供水时，显现 渠道 最小流量。该项指标要紧用于校核下一级渠道水位的操纵条件和奎水建筑物位置以及校核渠道中的 淤积。C1.1选择灌溉制度，确立灌溉方式及由支渠

2、同时供水的下级渠道(斗、农)数目。C1.2确泄支渠及农渠应送至田间的净流量：Qbrn = 3b qn(Cl)式中：Qbn,支渠配给田间的净流量，m3/s ；3b_支渠操纵的灌溉面积，万亩：qn灌水模数(m*s/万亩)。Q!n=Qbin/ n-k-n(C2)式中：Qm -农渠净流m3/s ；n支渠以下同时灌水的斗渠数：k斗渠以下同时灌水的农渠数：n,田间水利用系数。C1.3推算各级渠道的设计流量(毛流量):农渠毛流量：QiA=Qm+S, Li (C3)式中：Qlg农渠毛流虽：，m3 / s ；Qm -农渠净流m3 / s ；S农渠每公里的渗水量，L/s/km :Li农渠平均灌水长度取1 / 2的

3、农渠长度，km。斗渠的毛流虽:QdG=k QLG+Sa La(C4)式中：Qd斗渠毛流量，nP/s :k斗渠以下同时灌水的农渠数：Sa斗渠每公里的渗水量，Us / km：La斗渠最大平均工作渠段长度，km支渠的毛流量:ObG=n.QdG+SbLb(C5)式中：0 支渠的毛流量，m3/sn支渠以下同时灌水的斗渠数；Sb -支渠每公里的渗水量，L/s / km :Lb一支渠的工作长度，km。于渠各段设计流量的推算，在求得各支渠口的毛流量后，可从最远一条支渠的取水口依 次向 上推算出干渠各段的设计流量。C2灌溉渠道横断面设计C2.1渠道断面宽深比a=b/h(C6)式中：a渠道断而宽深比：b一渠道底宽

4、；h渠道水深。C2.2渠道的承诺不冲、不淤流速灌溉渠道的设汁流速应小于不冲流速，大于淤积流速，其目的是保证渠床的稳固性和灌溉渠 道能正常工作。VsVdVt (C7)式中：V$渠道承诺不淤流速，m/s：Vd一渠道设计流速，m/s ；V一渠道承诺不冲流速，m/s。C3灌溉渠道纵断面设计溉渠道纵断而设讣包括沿渠线的地而线、设计水位线。最高水位线、最低水位线、渠底 线和 渠顶线、分水口及渠系建构筑物位置等的设计。C3.1干、支渠要求的水位操纵高程a) 各分水口的水位操纵高程，可依照灌溉上地的地而高程加上渠道沿程水头缺失和渠水通过 各种建筑物的局部水头缺失，自下而上逐级推算Bd=A()+H+L i+p(

5、C8)式中：Bd分水口水位操纵高程，m :A一渠道灌溉范畴内的地而参考点高程，m,地面参考点一样是指最难灌到的地而点：H所选参考点与该处末级固左渠道水面的高差，一样取0. 1-0. 2 m :L为各级渠道长度，m：i为各级渠道比降：P为各级渠道建构筑物的水头缺失，m。b) 干渠设计水面线的确定各支渠分水口要求的水位高程确泄以后，便可参考水源引水高程和干渠比降，试左干渠 设计 水位线，假如水源引水高程不能满足所有支渠分水口水位操纵高程，应调整口渠设计水位线。常用 的调整方法有两种：一为保持于渠比降，舍弃分水口水位较高的支渠操纵的部分 高地的自流灌溉; 二为将于渠比降变缓，使干渠设讣水位线既能满足

6、支渠引水要求又不超 过水源引水高程。C3.2渠道纵断而的水位衔接a) 渠道遇到专门地势时应布置跌水、陡坡等衔接建筑物和渡槽、倒虹吸管。隧洞等交叉建筑 物。b) 上下级渠道水位衔接。任上一级设垃克制闸，抬高上一级渠道的水位：在保证自流 灌溉的 条件下，降低下一级渠道的渠底高程。C4喷灌系统设计喷灌系统一样包括水源、动力、水泵、管逍系统及喷头等部分。C4喷灌制度a)设计灌水定额m a=0.1hg (P1-P2)水 (C9)式中：m?设计灌水定额，mm :血一作物要紧根系活动层的厚度，大田作物一样取4066 cm :Pi该段上层承诺达到的含水量上限：PL灌前上层含水量下限：H水灌溉水的有效利用系数，

7、一样为0, 7-0. 9。b)设计灌水周期Ta=man (CIO)式中：Tl一设计灌水周期，d :m设计灌水定额，mm :W作物最大日平均耗水量，mm/d :n水一灌溉水的有效利用系数，一样为0. 7-0. 9“c) 一次灌水所需时刻p 系统=1000q / b-L(C11)t=ni w/p 系统 (C12)式中：t一次灌水所需时刻，h：m没设计灌水左额，mrn :P系统一灌系统的平均喷灌强度，mm/h：q - 一个喷头的流量，m3 / h：b支管间距，m :L沿支管的喷头间距，m。C4.2运算喷头数和支管数n 5L=Ft/blT a C(Cl3)式中：n,;同时工作的喷灌喷头数，个；F整个喷

8、灌系统的而积，nf ：T设一一设计灌水周期，d；t一一次灌水所需时刻，h：C一天中喷灌系统的有效工作小时数，h。n =n yjn 支头(14)式中：n烁一根支管上的喷头数：n文一支管数。C4.3管道系统的水头缺失a) 管道沿程水头缺失h1=fLQm/db(C15)b) 管道局部水头缺失hA-V2/2g (C16)式中：h管道沿程水头缺失，m；f一摩阻系数；L -管道长度，m：Q-流量，rrP/hni -流量指数；d管道内径，mm :b管径指数，各种器材f、m、b值，可从表Cl查；一管道局部水头缺失，m；一管道局部阻力系数;V 管道流速，ni/s :重力加速度，m/s?。表Cl各种管材的八m、

9、b值管材fmb钢筋混凝土管糙率n=0.0131.312X1062.005.33n=0.0141.516X1062.005.33n=0.0151.749X1062.005.33旧钢管、旧铸铁管6.25x1061.9050硬塑料管0.948x1061.774.77铝合金管0.861 xlO61.744.74C4.4水泵选择a）喷灌系统设计最大流量Q=nq（C17）式中：q -系统设计流量,nP / s ；n喷头数量，个；q单个喷头的流ni3 / sb）喷灌系统的设计水头H=H A+Zhw+Zh+V（C18）式中：H 一喷灌系统设计总水头，in；H x 一头设计工作压力，m：ZU一水泵到典型喷头之间

10、管段沿程缺失之和，m：Sh 一水泵到典型喷头之间管段局部水头缺失之和，m：V典型喷头高程与水源水面的高差，mC4.5动力功率运算N=9.81K/t *rl 传动 （C19）式中：N动力功率，kwK动力备用系数一样为1. 1-1. 3；n果一水泵效率，可查不同型号水泵性能资料获得：n RM 传动效率0. 8-0. 95。Y -水容重，t / m3 :Q *水泵流量，/ sH * 水泵扬程，m。C5滴灌系统设计C5.1滴灌系统设计用水率确定滴灌系统设计用水率可按试验或地而（或喷灌）体会确左，在无试验资料时，应通过运 算确 左，并以作物的高峰用水疑来作为滴灌系统设汁用水率。作物的高峰用水量可用下面两

11、 种方法运 算。a）利用地而灌溉（或喷灌）最高耗水率估算：W=Ed A Kr（C2）式中：W滴灌设计用水率，即运算面积的设计用水，L/dEd一地面灌溉（或喷灌）最高耗水率，mm/d :A运算面积（树为行距X株距，瓜菜为毛管长度X毛管间距），nNKr 一覆盖率阻碍系数。b）参照作物腾发量运算：W=K作物生长期最大参照腾发量，mm/d :Kr 一覆盖率阻碍系数；Ks与上壤质地有关的缺失系数，表层上为轻质上、底上为石砾石的壤取1.15,砂土取1. 05,粘土取 1.00 :A一运算而积（树为行距X株距，瓜菜为毛管长度X毛管间距），n*。C5.2滴灌系统操纵而积确定滴灌系统面积操纵应依照水量平稳运算确

12、定。a）轮灌区划分应遵循以下原那么：轮灌区同作物、等面积划分原那么：不同作物、等流量原 那么；系统稳固高效用泵原那么；经济原那么：方便治理原那么。b）操纵面积确定：滴灌系统种相同作物（轮灌区而积相等）3= 1.5 10%AN （C22）式中：3滴灌系统操纵面积，宙：A轮灌区作物的运算而积（树的行距X株距，瓜菜的毛管长度X毛管间距），m?； N轮灌区数目：m一轮灌区运算面积个数。滴灌系统种不同作物（轮灌区面积不等）o=1.510-3Zm1A, （C23）式中：。CD滴灌系统操纵而积，亩： Ai第i轮灌区作物的运算面积； N轮灌区数目：mt第/轮灌区运算而积个数。C5.3滴灌系统布置设计a）滴灌设

13、计布置要紧包括：首部枢纽、输配水管网、管网辅助部件及毛管布置。b）首部枢纽：以输水距离短、省工、省材，交通和治理方便为原那么，一样宜布置于水源处。C）输配水的干、支管；应依照水源、地势。作物分区及毛管布程确定。平坦地区，干、支管 应双向操纵；丘陵地区，干管宜沿山脊布垃，支管宜垂直于等高线。d）管网辅助部分：包括排气阀、闸阀、调压阀、流量调剂器等。干、支管较高处宜安装进 排气阀；干、支管进口处安装闸阀；支管进口处安装流量调剂器。e）毛管：毛管依照作物特性、上壤性质、水质和农业技术等设讣布宜毛管间距、滴头流量和 位垃。毛管布宜应因地制宜。C5. 4滴灌系统水力设计滴管系统水力设计包括滴头、输配水管

14、路、压力源的设计运算。a）滴头，滴头设计而依照作物需水量.保证给作物根区提供充足的水量。滴头流呈:按 下式运 算：Od=WT/t-Ea n （C24）式中，O一所需滴头流量.点源滴头，L/h个，线源滴头，L/h m： W设计用水率，点源滴头，Ud线源滴头，Ud T灌水周期，d t每次灌水时刻，h：舄一滴灌水利用效率，一样可达到90% 95%：n点源滴头为每棵树所配滴头(个)，线源滴头为英长度，m。b)输配水系统：毛管：毛管流量按下式运算Qm=Sq(C25)i=i 式中：Q毛管进口流量，L/hn一毛管上滴头数，线源滴头为毛管长度，m：q -毛管进口流疑，L/h,线源滴头单位流量，L/hm。 依照

15、流量运算确定毛管管径。 支管：单向配水其任一段管上流量为：Qzp=ZQim (p=n, n - 1,1) (C26)i=n 式中：QzP-第i条毛管进口流量； n支管上最末一条毛管号。 双向配水，其任一段管上流量为：P Qzp=(Qim/+Q im) (C27 )i=n式中：Qinu、Qimy-分别为第i条毛管左边毛管和右边毛管的进口流呈：。依照流星运算确定支管管径。干管：干管流量应依照轮灌或随机取水方式确泄干管流量，依照流量设计干管直径。C)压 力源：压力源能够是水泵、水塔、高位水池(箱)、自流井或自来水管道，按因地制宜、经 济原那么设计。C6排水沟设计流重运算排水沟设计流量分排涝设计流量(

16、最大设计流量)和排渍设计流量(日常设计流量)。 C6.1排涝设计流量最大设计流戢) 排涝设计流疑为：Qtt=qF (C28)式中：Q *排涝设计流m3/s :q fih 涝模数，n? / s/kn* :F一排涝面积，km2设计排涝模数要紧与设计浆雨历时、强度和频率、排涝面积。排水区形状、地而坡度、植被条 件和农作物组成、上壤性质、地下水埋深、河网和湖泊的调蓄能力、排水沟网分布情形和排水沟底 比降等因素有关，可依照排水区的具体情形分别选用以下公式运算： a)体会公式法：平原区设计排涝模数体会公式：q = KRn,An (C29)式中：K综合系数反映降雨历时、流域形状、排水沟网密度、沟底比降等因素

17、)R设计暴雨产的径流深，mm ；A设计操纵的排水面积，km2：m一峰星指数(反映洪峰与洪量关系：n递减指数(反映排涝模数与而积关系)：K、m、n应依照具体情形，经实地测验确泄。b)平原排除法1) 平原区旱地排涝模数：qd=R/3.6T t(C30)式中：q旱地排涝模数，m3 / s/km2 ；R -设计径流深，：mmTE涝历时，d：t一每天排水时数，自流排水，一样取t=24h，抽排一样取A2024肌2) 平原区水田排涝模数：qw = R/3. 6Ft(C31)R=P-hi-f-E(C32)E=aEarC33)式中：qw 水田排涝模数，m3/s / knr:R-设计净雨深，mm :T一排涝历时，

18、dP -历时为F的设计浆雨量，mm：hi田间滞蓄水深，mm :f 一历时为F的水田渗漏量，mm :E历时为F的水出蒸发量，mm：Ea水面蒸发量，mm/da系数，依照当地试脸资料确定：C一每天排水时数，自流排水，一样取t=24h，抽排一样取t=20-24h.3) 平原区旱地和水田综合设计排涝模数：qp= (qiAd+qwAw) / (Ad Aw) (C34)式中：qp一综合设计排涝模数，m#s/km2 :qw水ffl排涝模数，m*s / km2:q旱地排涝模数m% / km2,:Ad旱地而积，knr ；Aw水田而积，knrC6.2排渍设计流量(日常设计流量)排渍设计流疑为：Q=qaf(C35)式

19、中：Qi F渍设计流呈：，m3 / S :q曲排渍模数，m*s / km2 ；FF渍面积，km?排渍设讣一样考虑降雨成渍情形，降雨成渍的排渍模数：q .=P6a / (86.4pT) (C36)a=l-10H (p-v) / (Po)(C37)式中：q(iE水模数，m3/s/kn】2 :P设计暴雨mm,取三日暴雨值：6 一水系数，5=1-V中为径流系数，%)a渗漏排水系数：P一系数，修正渗人排水沟的昼夜降雨量径流的加速度TF水历时，取5-7d :H设计排渍深度，m：P上壤最大持水率，%;v土体自然持水率，。C6.3排水沟设计水位排水沟设讣水位分最高设计水位和日常设计水位。a)最高设计水位1)

20、自流外排时最高设计水位：H =Ao Ahli工 Az。 C38式中：H 排水于沟沟口的最高水位，m；Ao 一离干沟沟口最远处低洼地面高程，m；h离于沟出口最远处低洼地而和农沟排涝水位的高差，m,一样取0. 2-0. 3 m ；1一斗、支、干各级排沟运算长度，m：i一斗、支、干各级排沟水面比降；Az各级沟道上的沿程局部水头缺失，m。2) 抽水强排但无内排站的最高水位：多与地而齐平，为安全排涝，排沟最高水位以低于地而0. 20. 3m 为宜。3) 抽水强排，同时有内排站的最高水位；能够超出地面一定高度。b)日常设计水位一 D 农一 Zli-Az(C39)式中：一一排水于沟沟口的日常水位，m；A.离

21、干沟沟口最远处低洼地而高程，m :D ( -农沟日常水而离地而距离，m :1一斗、支、干各级排沟运算长度，m：i一斗、支、干各级排沟水面比降；Az各级沟道卜的沿程局部水头缺失，m。C6.4排水沟横断面设计&)当自流排水时，横断而设计可应用平均流公式运算，即Q=co C Ri ( C40)C=R%(C41)式中：设计排水流量，m3 / S :F水沟过水断面而积，nA关于梯形断面排水沟，3=b+mh) h : b沟道底宽，m : m沟道 边坡系数；h沟道水深，m水力半径，m :i一沟道比降;c谢才系数，“？/2 / s：n -沟道糙率。排水沟比降：沟道比降(i)见表C2)宜与沟道所通过的地而坡降相

22、近。沟道边坡系数 (m)见表C3。沟道糙率(n)见表C4。表C2平原地区沟道比降干沟1/6000 1/20000支沟1/4000-1/10000斗沟1/2000-1/5000表C3不同土壤类别的沟道边坡系数土壤类别南方平原地区.m土壤类别北m地挖深VI .5 m挖深1.53.0m边坡系数.m砂壤上2.02.5粉砂土 粉砂壤土2.0 4.02.0-3.0壤土1. 52.0 2.5中壤重壤土和粘土1.5 1.751.0 1.5粘土21.01.5上砂下粘上粘下砂m 1: 2.0 - 3.0m f!.5m k !.)m V 2.0 3.0表C4不同类型沟道糙率新挖沟道易长草n=O.O2-O.O3n=0

23、.03 0.035b）当非自流排水时（即在外河水位顶托发生奎水现象的情形v）,需按稳固非平均流公式，推 算沟道水而线，由此确定沟道断面及两岸堤顶高程等。C6.5排水沟纵断而设计排水沟纵断而依照沿沟的地势条件、排水沟水位推算结果和横断面设计成果进行水位衔接设 计，以保证沿程排水畅通。纵断而设汁时，各级沟道的沟底应满足以下要求：下级沟道的沟底不得高于上级沟道的沟底： 上、下级沟道在通过日常流量时的水位衔接应有一泄的落差，一样可取0. 1-0. 2 m：上、下级沟道 在通过排涝设讣流屋时承诺短时羹水，但沟道应尽可能比两岸地而低0. 2-0. 3 m。C7暗管排水系统C7.1排水暗管埋深与间距的确定，

24、应符合以下规泄：a）吸水管埋深应采纳承诺排水历时内要求达到的地下水位埋深与剩余水头之和，剩余 水头 值可取0.2m左右。季节性冻土地区，5还应满足防止管道冻裂的要求。b）吸水管间距宜通过田间试验确左，也可按GB 50288-1999中的附录K所列公式进行运算， 经综合分析确泄。无试验资料时，可按表C5确庄。表C5吸水管埋深和间距m吸水管埋深吸水管间距粘土、重壤土中壤土轻壤土、沙壤0.8-1310 202030305013-1.520 3030 5050 701.5-1.830 5050 7070 1001.8-2350 7070 100100 150C7.2集水管埋深应低于集水管与吸水管连接处

25、的吸水管埋深1020cm，间距应依照灌溉排水 系统平面布置的要求确定。C7.3排水暗管的设汁流量可按公式（C42）运算确左Q =.CqA* （C42）式中：Q水暗管设计流量，m3 / dC -排水流量折减系数，可从表C6查得：q地下水排水强度，m/d,取值见GB 50288中附录L ；A排水暗管操纵而积，门代表C6排水流量折减系数排水操纵而积，km2100-200排水流量折减系数1.001.00-0.850.85-0.75200mm 时，取 a=0.8oC7.5圆形吸水管或集水管平均流速可按公式(C45)运算确左。n j 1 LP= (_)坯 2(C45)n 2式中：V圆形吸水管或集水管平均流

26、速，m/s :P 一一与管内水的充盈度a有关的系数，可从表C8查得。G7.6排水管道的比降i应满足管内最小流速不低于0,3m/s的要求。管内径dWlOOmin时，i可取 1/300-1 / 600 : d 100mm时，i可取1 / 1000-1 / 1500o地势平坦地区吸水管首末 端高差不宜大于 0.4m，如比降不符合上述规左时，可适当缩短吸水管长度。C7.7吸水管实际选用的内径不得小于50mm，集水管实际选用的内径不得小于80mm。吸水管宜采 纳同一内径，集水管可依照汇流情形分段采纳不同内径。C7.8非圆形吸水管或集水管可按其断而积折算成圆形，实际采纳的非圆形断而积应分别折算断而 枳的互

27、1.5倍和1.3倍左右，并据此进行水力运算。C7.9吸水管周币应设宜外包滤料，其设讣应符合以下规定：a) 外包滤料的渗透系数应比周围土壤大10倍以上。b) 外包滤料宜就地取材，选用耐酸、耐碱。不易腐烂、对农作物无害、不污染环境、 方便 施工的透水材料。C）外包滤料的厚度可依照当地实践体会选取。散铺外包滤料的压实厚度，在上壤淤积倾向 较重的地区，不宜小于8cm :在上壤淤积倾向较轻的地区，宜为4 一 6cm ：在上壤无淤积倾向的地 区，可小于4cm口注:上攘的淤积倾向可用粘粒含疑与粉粒加细沙粒含量的比值Rg作为判别指标uRgO.6时， 无淤积倾向；Rg=0. 5左右时，淤积倾向较轻：Rg0. 4

28、时，淤积倾向较重。D）散铺外包滤料的粒径级配可依照上壤有效粒径cU按照表C9的规泄确左。表C9 土壤有效粒径与外包滤料粒径级配关系土壤有效粒dg, mm外包滤料粒径级配df （粒径，mm）d (/ddu/dMd& (/d ioor0.02-0.050.074 0.5900.30033-2.500.81-8.702.00-10.009.52-38.100.05-0.100.074 0.5900.30038-3.001.07-10.403.00-12.009.52 38.100.10-0.250.074 0.5900.300.40-3.801.30-13.104.00-15.009.52 38.1

29、00.25-1.000.074-0.5900.300.42-5.00145 17.305.00-20.009.52-38.10注：上壤有效粒径为上壤粒径级配曲线上相应于过筛累计百分数为60%的上壤粒径，外包滤料粒 径d n为外包滤料级配曲线上相应于过滤累计百分数为n%的滤料粒径。C7.10各种化纤外包滤料的厚度和滤水防沙性能应通过试验确立。作为排水暗管外包滤料的土工织 物，可先按公式（C46）进行初步选择，再通过试验确能。0 皿 5 = 4（C46）式中：090土工织物的有效孔径（mm）,即在士工织物孔径分布曲线上小于该孔径累计 百分数为 90%的士工织物孔径；ds5在土壤粒径级配曲线上，相应于过筛累计百分数为85%的上壤粒径，mmC8轮牧小区运算C8. 1轮牧小区数目可按式（C47）运算：轮牧周期轮牧小区数目=+休闲区数（C47）小区内放牧天数C8.2轮牧小区而积按式（C48）运算：每畜群季节牧场面积 小区面积二-+休闲区数（C48）小区数一样100头乳牛群轮牧小区而积不宜小于4 一 6公顷:一样600头绵羊群轮牧小区而 积不 宜小于5-7公顷。