農(nóng)田水利學(xué)：4章灌溉渠道系統(tǒng)

渠道道內(nèi)蒙古河河套灌區(qū)區(qū)河南人民民勝利渠渠灌區(qū)山東位山山灌區(qū)江蘇蘇南南地區(qū)日本的渠渠道日本的渠渠道麗江古城城的渠道道麗江古城城的渠道道灌溉系統(tǒng)統(tǒng)的組成成攔河壩沖沙閘進(jìn)水閘節(jié)制閘排沙渠干渠渠斗渠渠支渠渠農(nóng)渠農(nóng)溝支溝溝斗溝溝干溝溝容泄區(qū)退水渠泄水閘渠首工程程輸配水工工程固定渠道道：干、支、、斗、農(nóng)農(nóng)臨時(shí)渠道道：毛渠等田間工程程灌溉渠系系規(guī)劃規(guī)劃原則則干支渠的的規(guī)劃布布置形式式斗、農(nóng)渠渠的規(guī)劃劃布置渠線規(guī)劃劃步驟渠系建筑筑物的規(guī)規(guī)劃布置置灌溉渠道道的規(guī)劃劃原則1）盡量將將干、支支渠布置置在較高高地帶，，以便控控制最大大的灌溉溉面積；；2）與土地地利用規(guī)規(guī)劃、農(nóng)農(nóng)業(yè)區(qū)劃劃密切結(jié)結(jié)合，并并適當(dāng)考考慮行政政區(qū)劃；；3）與排水水溝的布布置相配配合，統(tǒng)統(tǒng)一布局局；4）渠線盡盡可能短短直，以以減少占占地和工工程量；；5）確保渠渠道工程程安全可可靠；6）斗、農(nóng)農(nóng)渠的布布置要滿滿足機(jī)耕耕要求；；7）要考慮慮綜合利利用干、支渠渠的規(guī)劃劃布置（一）山山區(qū)、丘丘陵區(qū)灌灌區(qū)水庫(kù)山塘河流地形特點(diǎn)點(diǎn)：地形復(fù)雜雜，崗沖沖交錯(cuò)，，坡度較較陡地面高程程較高耕地分散散，很少少有大片片集中耕耕地渠道布置置特點(diǎn)：：1)渠道位置置高，自自流水頭頭容易保保證；2)渠線較長(zhǎng)長(zhǎng)，多彎彎曲，多多填挖方方，多建建筑物，，工程量量大；3)受山洪威威脅大，，應(yīng)設(shè)置置防洪泄泄洪設(shè)施施；4)山丘區(qū)塘塘堰及小小型水庫(kù)庫(kù)多，渠渠道布置置應(yīng)考慮慮與之相相通，形形成長(zhǎng)藤結(jié)瓜瓜系統(tǒng)。干、支渠渠的規(guī)劃劃布置（一）山山區(qū)、丘丘陵區(qū)灌灌區(qū)渠道布置置形式：：1.干渠沿等等高線布布置多見(jiàn)于分分水嶺與與山溪或或河流間間的狹長(zhǎng)長(zhǎng)地帶渠線長(zhǎng)而而緩2.干渠沿主主要分水水嶺布置置多見(jiàn)于淺淺丘崗地地比降由地地面坡度度決定干、支渠渠的規(guī)劃劃布置（一）山山區(qū)、丘丘陵區(qū)灌灌區(qū)水庫(kù)山塘河流渠道布置置水庫(kù)山塘河流渠道布置置水庫(kù)山塘河流干渠支渠渠道布置置干、支渠渠的規(guī)劃劃布置（二）平平原型灌灌區(qū)地形特點(diǎn)點(diǎn)：地形開闊闊平坦;耕地集中中，面積積較大山前平原原：靠近山麓麓，地勢(shì)勢(shì)較高，，排水條條件好；；沖積平原原：位于河流流中下游游平原坡坡水地區(qū)區(qū)，地面面坡度平緩，地地下水位位較高。。渠道布置置：干渠多沿沿等高線線布置，，支渠垂垂直等高高線河流干渠一支渠二支渠三支渠干、支渠的規(guī)規(guī)劃布置（三）圩垸型型灌區(qū)地形特點(diǎn)：分布于沿江、、湖灘地和三三角洲地區(qū)，，地形平坦低低洼；多河湖港汊，，水網(wǎng)密集；；汛期外河水位位常高于圩內(nèi)內(nèi)地面，四周周有圩堤，四四周高，中間間低渠系布置：以排為主，兼兼顧灌溉；一般提排提灌灌，少有自流流排灌斗、農(nóng)渠的規(guī)規(guī)劃布置考慮因素：農(nóng)業(yè)耕作與機(jī)機(jī)械化地形灌排條件土壤土地平整規(guī)格格：斗渠長(zhǎng)3000-5000m，寬500-1000m（平原地區(qū)））農(nóng)渠長(zhǎng)500-1000m，寬200-400m斗、農(nóng)渠的規(guī)規(guī)劃布置灌排溝渠布置置形式相間布置相鄰布置支渠渠支渠渠斗渠渠斗溝溝斗渠渠斗溝溝農(nóng)渠農(nóng)渠農(nóng)溝農(nóng)溝渠系建筑物的的規(guī)劃布置1引水建筑物：：2配水建筑物：：3交叉建筑物：：4銜接建筑物：：5泄水建筑物：：6量水建筑物：：進(jìn)水閘分水閘、節(jié)制制閘遂洞、渡槽、、倒虹吸、涵涵洞、橋梁跌水、陡坡溢流堰、泄水水閘、退水閘閘、退水渠巴歇爾量水槽槽1引水建筑物：：2配水建筑物：：3交叉建筑物：：4銜接建筑物：：6量水建筑物：：田間工程規(guī)劃劃最末一級(jí)固定定渠道（農(nóng)渠渠）和固定溝溝道（農(nóng)溝））之間條田范范圍內(nèi)的臨時(shí)時(shí)溝渠、田間間道路、稻田田的格田和田田埂、土地平平整等。意義：發(fā)揮灌排工程程效益提高農(nóng)作物產(chǎn)產(chǎn)量節(jié)約用水提高勞動(dòng)生產(chǎn)產(chǎn)率現(xiàn)狀：薄弱環(huán)節(jié)不規(guī)范、不配配套田間渠系布置置縱向布置橫向布置灌水方向與農(nóng)農(nóng)渠垂直農(nóng)渠-毛渠-輸水壟溝-灌水溝（畦））較復(fù)雜地形灌水方向與農(nóng)農(nóng)渠平行農(nóng)渠-毛渠-灌水溝（畦））地面坡向一致致，坡度較小小地形稻田區(qū)的格田田田埂：高20-30cm寬30-40cm格田：長(zhǎng)100-150m寬15-20m斗渠渠斗溝溝農(nóng)渠農(nóng)溝田埂排水口進(jìn)水口一、灌溉渠道道流量概述設(shè)計(jì)流量最小流量加大流量設(shè)計(jì)渠道斷面面及渠系建筑筑物的主要依依據(jù)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程程中，渠道流流量是變化的的滿足灌溉設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)條件下下用水要求的的最大流量（（毛流量）灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)條件下，渠渠道工作過(guò)程程中輸送的最最小流量，校校核水位渠道運(yùn)行過(guò)程程中可能出現(xiàn)現(xiàn)的最大流量量，確定渠堤堤堤頂高程二、灌溉渠道道水量損失渠道水量損失失渠道水面蒸發(fā)發(fā)損失渠床滲漏損失失閘門漏水和渠渠道退水〈5%，忽略管理上予以限限制，設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)一般不考慮慮不可避免，設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮慮影響渠道滲漏漏損失的因素素渠床土壤性質(zhì)質(zhì)地下水埋深及及出流條件渠道輸水時(shí)間間渠道斷面形式式和尺寸輸水損失的估估算經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式估算算渠道輸水損損失每公里渠道輸水損失系數(shù)數(shù)渠床土壤透水系數(shù)渠床土壤透水指數(shù)渠道損失流量量渠道長(zhǎng)度經(jīng)驗(yàn)系數(shù)估算算渠道輸水損損失渠道水利用系系數(shù)渠系水利用系系數(shù)QnQg田間水利用系系數(shù)灌溉水利用系系數(shù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)估算算渠道輸水損損失三、渠道的工工作制度續(xù)灌輪灌集中編組插花編組在一次灌水延延續(xù)時(shí)間內(nèi)自自始自終連續(xù)續(xù)輸水同一級(jí)渠道在在一次灌水延延續(xù)時(shí)間內(nèi)輪輪流灌水加大輸水流量量、縮短輸水水時(shí)間、減少少輸水損失渠道設(shè)計(jì)流量量推算L支L斗nk干渠支渠斗渠水源輪灌渠道的設(shè)設(shè)計(jì)流量1自上而下分配配末級(jí)續(xù)灌渠渠道的田間凈凈流量（1）計(jì)算支渠（（末級(jí)續(xù)灌渠渠道）的設(shè)計(jì)計(jì)田間凈流量量（2）由支渠分配配到每條農(nóng)渠渠的田間凈流流量2自下而上推算算各級(jí)渠道的的設(shè)計(jì)流量（1）計(jì)算農(nóng)渠的的凈流量（2）推算各級(jí)渠渠道的設(shè)計(jì)流流量（毛流量量）續(xù)灌渠道的設(shè)設(shè)計(jì)流量OABCQ1Q2Q3Q4水源源L1L2L3渠道最小流量量和加大流量量的計(jì)算渠道最小流量量渠道加大流量量以最小灌水率率為依據(jù)，方方法同設(shè)計(jì)流流量加大系數(shù)設(shè)計(jì)流量一、渠道縱橫橫斷面設(shè)計(jì)原原理縱橫斷面設(shè)計(jì)計(jì)必須滿足：：通過(guò)所需要的的流量水位要保證下下級(jí)渠道的取取水縱橫向穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)、安全一般按明渠均均勻流公式設(shè)設(shè)計(jì)渠道過(guò)水?dāng)嗝婷婷娣e謝才系數(shù)水力半徑渠底比降渠床糙率系數(shù)數(shù)水力最佳斷面面設(shè)計(jì)流量Q、比降I、糙率系數(shù)n相同的情況下下過(guò)水?dāng)嗝娣e積最小的渠道道斷面——經(jīng)濟(jì)斷面圓形斷面梯形斷面渠道設(shè)計(jì)的依依據(jù)渠底比降渠床糙率系數(shù)數(shù)渠道的邊坡系系數(shù)渠道斷面的寬寬深比渠道的不沖不不淤流速渠底比降影響到工程造造價(jià)和控制面面積影響因素地面坡度下級(jí)渠道的水水位要求渠床土質(zhì)水流含沙量設(shè)計(jì)流量一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)初選，然后后試算確定渠床糙率系數(shù)數(shù)取值應(yīng)符合實(shí)實(shí)際重要工程要通通過(guò)試驗(yàn)確定定反映渠床粗糙糙程度的技術(shù)術(shù)參數(shù)影響工程造價(jià)價(jià)、輸水能力力、渠道水位位渠道的邊坡系系數(shù)m1影響渠道穩(wěn)定定根據(jù)渠床土質(zhì)質(zhì)、渠道深度度等選定渠道斷面的寬寬深比渠道底寬與水水深的比值影響渠道工程程量和渠床穩(wěn)穩(wěn)定工程量最小水力最優(yōu)斷面面斷面穩(wěn)定過(guò)深窄，易沖沖刷；過(guò)寬淺，易淤淤積渠道的不沖不不淤流速vcd<vd<vcs（臨界）不沖沖流速渠床土壤性質(zhì)質(zhì)水流含沙情況況渠道斷面水力力要素C.A.吉爾什砍公式式（臨界）不淤淤流速渠道水力計(jì)算算確定渠道過(guò)水水?dāng)嗝娴乃钌頷和底寬b一般斷面的水水力計(jì)算（試試算法）水力最優(yōu)梯形形斷面的水力力計(jì)算一般斷面的水水力計(jì)算（試試算法）假設(shè)b、h值計(jì)算過(guò)水?dāng)嗝婷娴乃σ厮赜?jì)算渠道流量量結(jié)束校核渠道輸水能力校核渠道流速速YESYESNONO取整數(shù)b，h=b/αvcd<vd<vcs渠道橫斷面結(jié)結(jié)構(gòu)挖方注意地