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摘要:整个灌溉系统的主要组成部分以及交通大动脉就是灌溉渠道,本文立足于灌溉渠道在整个灌溉系统中的特殊地位,主要从灌溉渠系规划布置的基本设计原则、灌溉渠道设计流量的求解、灌溉渠道断面的确定、合理灌溉渠系建筑物的布置等方面探讨了有关灌溉渠道的设计。
关键词:灌溉渠道设计;基本设计原则;合理布置
0.引言
灌溉渠道既是整个灌溉系统的一部分,其自身也是一个独立的系统(灌溉渠系),并且有着不同的作用以及部分。一般情况可以将其分为四个部分(农渠、斗渠、支渠、干渠)。而运水是四个部分的共同作用,与此同时需要相应的配套设备来协助工作的完成,这些设备不仅能够保障运水作业的通畅可行、合理分配水量,,而且能够发挥比较强大的灌溉作用,可以支持运输工具的运行并且完成输送水作业。另外,在灌溉渠道设计时应该要考虑运输以及灌溉作用的等级,应该将建设设备和灌溉渠道的运送工作相互配合进行,考虑好灌溉渠道的重要作用。
1.灌溉渠系规划布置的基本设计原则
灌溉渠道规划,就是几何中的线段规划,应该要考虑好起点和终点。还有中间的灌溉范围。进而规划好区域的布置。使灌溉效果最优化。从以下几点讨论一下目前能够用于优化效果的方法。
(1)为了在拖入比较少的人力和物力的前提下,自流灌溉能够灌溉到更大范围内的耕地。在进行灌溉渠道的设计时,应该尽可能的选择水平面比较高的地方或水域的分叉点作为布置的地点,以便可以在一定程度上减少工作量。
(2)结合地势和地形等具体状况,在考虑布置排水设施时,尽可能地利用天然形成的排水沟,以避免相互造成干扰。
(3)分析实际的地质情况,尽可能地保证灌溉渠道线路的直和短;尽可能地绕过强渗水地段和危险地段,选择地质稳定的施工地点。
(4)灌溉渠系的布应当和当地政策和整体土地规划协调发展,从整体上完成工作,注意用水单位的前后次序,减少污染和冲突。注意保护环境,综合利用。
2.灌溉渠道设计流量的求解
确定灌溉渠系建筑物尺寸主要的参数以及灌溉渠道断面设计主要的依据都是灌溉渠道的设计流量。因此灌溉渠道的设计流量具有非常重要的意义。依据灌溉渠道的设计规范和设计经验,一般情况下,灌溉渠道的设计流量的计算公式为:
Q=Qj+Qs (1-1)
Qj =qj+A1 (1-2)
式中:Q代表灌溉渠道的设计流量,(m?/s);
Qj代表未计田间灌水损失和输水损失的灌溉渠道流量,(m?/s);
Qs代表在输送水过程中损失的灌溉渠道流量,(m?/s);
qj 代表设计灌水率,[m/(s·h㎡)];
A1-灌溉渠道决定的净灌溉的面积,(h㎡)。
在灌溉渠道建成之后,计算灌溉渠道的渗水损失一般根据所测定的渗漏量。但是,在设计阶段,往往采用以下的计算公式进行灌溉渠道渗水损失的计算。
Qs=s1000 X L (1-3)
S=10·A·Q1-m (1-4)
公式中:S代表每公里灌溉渠道输水的损失流量,(L/(s.km);km)];
L代表灌溉渠道的长度,(m);
A代表土壤的透水系数;
m代表土壤的透水指数。
其他的符号意义与之前相同。
在流量规划设计时应当注意特殊情况,对最大值的设定。一旦遇见洪水灾害和干旱时对于灌溉渠道的具有缓冲余地。这个最大值的确定要根据当地的实际情况来确定,处理一般参照相似工程的需求和规范。具体的公式如下:
Qd=(1+α)·Q (1-5)
式中:Qd代表灌溉渠道加大的流量,(m?/s);
α代表加大系数;
其他的符号意义与之前相同。
灌溉渠道连接水源点和用水点,直接决定灌溉区域的水是以何种程度、何种形式进入的。因此必须保证灌溉渠道的质量。通常来说,灌溉渠道的质量过关代表着能够通过更多的水量,产生更多的正价值。其值的计算是由各级灌溉渠道的灌溉渠道水利用系数(灌溉渠系水利用系数以及灌溉渠道水利用系數)的乘积。所以,灌溉渠道的通行质量应当注意保证,这能够带来后期工作的稳定和长期发展。
3.确定灌溉渠道断面
灌溉渠道断面设计的基础是灌溉渠道的设计流量主要包括纵断面设计和断横面设计,其目的是:保证灌溉渠道断面结构满足稳定性要求;保证灌溉渠道充足的过水能力;保证全灌区的水位能够得到有效控制。一般按照灌溉渠道设计流量进行灌溉渠道的横断面设计,灌溉渠道的水力计算采用明渠均匀流计算公式,以便能够确定灌溉渠道的断面尺寸。计算的公式如下:
Q=A2·C·R·i (1-6)
C=1n ·R16 (1-7)
式中:Q代表灌溉渠道设计的流量.(m?/s);
A2代表灌溉渠道过水断面的面积.(㎡);
R代表水力半径.(m);
I代表灌溉渠道底坡;
C代表谢才系数;
N代表渠床糙率。
在进行水力计算前,可根据公式(1-6)和公式(1-7),拟定相关合理的参数(灌溉渠道断面宽深比、渠床糙率、灌溉渠道底坡),因为选择合理的参数进行计算,不仅可以保障灌溉渠道设计的合理性,使之行水安全、施工便宜、管理方便,而且可以使工程量得以减少、降低造价、节约成本等。因此在进行水力计算前,拟定相关合理的计算参数必须根据设计规范、工作经验以及工程实践。水位衔接的问题是灌溉渠道纵断面设计的主要问题,在灌溉渠道纵断面设计时,必须根据不同的地形地质条件,不断变化的动态灌溉渠道断面以及及分水口、灌溉渠道建筑物等处的具体情况,进行合理的设计,保证水位衔接以及和水流的平顺。
4.合理的布置灌溉渠系建筑物
为了更好的控制水位及流量、合理分配水量,灌溉渠道上布置很多灌溉渠系建筑物,这些建筑物的数量、种类很多,故在设计中,必须合理的布置这些灌溉渠系建筑物,以便优化渠线布置,使其能够作用得以充分发挥。所以,在灌溉渠系建筑物的选型以及布置上应该立足于全局,以合理规划布局为基础。
(1)在灌溉渠系的布置时一方面应该满足泄水、分水、排水以及输水等要求,并充分保证运行的安全,使之便于管理维修,同时还应满足灌溉区域人民群众的生产生活需要,保障灌溉区的交通运输畅通。
(2)为了更好的完成水源的输送可以充分利用建筑物带来的优势,而保证灌溉渠道间人、物的间距,从而更加有质量有效率地完成工作。
(3)在设置上要尽可能的紧凑,不仅方便检查和管理,也可以在一定程度上减少的设施数量,避免技术和施工浪费,节约施工成本,增加经济效益和社会效益。
(4)在布置灌溉渠系建筑物时,应该研究各个方面地理因素和人文因素,在建筑物的外观上要求简洁整齐,尽可能的提高配合度;在建筑物的材质上要求与防震抗洪等标准相符合。
5.结束语
本文强调了灌溉渠道作为灌溉工程中不可缺少的一部分,应当从诸多角度予以改善和修正,并找到计算方法,得到设计应当遵循的方式方法。在投入建设施工之前应当充分注意周围环境是否合理,根据实际情况进行数据参数的绑定。按照具体数值来完成工作的建设。应用计算公式完成数字确定,应当将合理的数字与确切的测量数据相结合起来。对于工作人员上的要求是头脑灵敏、大胆细心、熟练掌握计算方法,以便能够综合多种因素进行判断和应用。
参考文献:
[1]吴持恭.水力学[M].北京:高等教育出版社.2003.11.
[2]华东水利学院.水工设计手册——灌区建筑物.北京:水利电力出版社,1984.11.
[3]中华人民共和国水利部.灌溉与排水工程设计规范.GB50288-99.
[4]周志远.农田水利学[M].北京:中国水利水电出版社.1993.6.
关键词:灌溉渠道设计;基本设计原则;合理布置
0.引言
灌溉渠道既是整个灌溉系统的一部分,其自身也是一个独立的系统(灌溉渠系),并且有着不同的作用以及部分。一般情况可以将其分为四个部分(农渠、斗渠、支渠、干渠)。而运水是四个部分的共同作用,与此同时需要相应的配套设备来协助工作的完成,这些设备不仅能够保障运水作业的通畅可行、合理分配水量,,而且能够发挥比较强大的灌溉作用,可以支持运输工具的运行并且完成输送水作业。另外,在灌溉渠道设计时应该要考虑运输以及灌溉作用的等级,应该将建设设备和灌溉渠道的运送工作相互配合进行,考虑好灌溉渠道的重要作用。
1.灌溉渠系规划布置的基本设计原则
灌溉渠道规划,就是几何中的线段规划,应该要考虑好起点和终点。还有中间的灌溉范围。进而规划好区域的布置。使灌溉效果最优化。从以下几点讨论一下目前能够用于优化效果的方法。
(1)为了在拖入比较少的人力和物力的前提下,自流灌溉能够灌溉到更大范围内的耕地。在进行灌溉渠道的设计时,应该尽可能的选择水平面比较高的地方或水域的分叉点作为布置的地点,以便可以在一定程度上减少工作量。
(2)结合地势和地形等具体状况,在考虑布置排水设施时,尽可能地利用天然形成的排水沟,以避免相互造成干扰。
(3)分析实际的地质情况,尽可能地保证灌溉渠道线路的直和短;尽可能地绕过强渗水地段和危险地段,选择地质稳定的施工地点。
(4)灌溉渠系的布应当和当地政策和整体土地规划协调发展,从整体上完成工作,注意用水单位的前后次序,减少污染和冲突。注意保护环境,综合利用。
2.灌溉渠道设计流量的求解
确定灌溉渠系建筑物尺寸主要的参数以及灌溉渠道断面设计主要的依据都是灌溉渠道的设计流量。因此灌溉渠道的设计流量具有非常重要的意义。依据灌溉渠道的设计规范和设计经验,一般情况下,灌溉渠道的设计流量的计算公式为:
Q=Qj+Qs (1-1)
Qj =qj+A1 (1-2)
式中:Q代表灌溉渠道的设计流量,(m?/s);
Qj代表未计田间灌水损失和输水损失的灌溉渠道流量,(m?/s);
Qs代表在输送水过程中损失的灌溉渠道流量,(m?/s);
qj 代表设计灌水率,[m/(s·h㎡)];
A1-灌溉渠道决定的净灌溉的面积,(h㎡)。
在灌溉渠道建成之后,计算灌溉渠道的渗水损失一般根据所测定的渗漏量。但是,在设计阶段,往往采用以下的计算公式进行灌溉渠道渗水损失的计算。
Qs=s1000 X L (1-3)
S=10·A·Q1-m (1-4)
公式中:S代表每公里灌溉渠道输水的损失流量,(L/(s.km);km)];
L代表灌溉渠道的长度,(m);
A代表土壤的透水系数;
m代表土壤的透水指数。
其他的符号意义与之前相同。
在流量规划设计时应当注意特殊情况,对最大值的设定。一旦遇见洪水灾害和干旱时对于灌溉渠道的具有缓冲余地。这个最大值的确定要根据当地的实际情况来确定,处理一般参照相似工程的需求和规范。具体的公式如下:
Qd=(1+α)·Q (1-5)
式中:Qd代表灌溉渠道加大的流量,(m?/s);
α代表加大系数;
其他的符号意义与之前相同。
灌溉渠道连接水源点和用水点,直接决定灌溉区域的水是以何种程度、何种形式进入的。因此必须保证灌溉渠道的质量。通常来说,灌溉渠道的质量过关代表着能够通过更多的水量,产生更多的正价值。其值的计算是由各级灌溉渠道的灌溉渠道水利用系数(灌溉渠系水利用系数以及灌溉渠道水利用系數)的乘积。所以,灌溉渠道的通行质量应当注意保证,这能够带来后期工作的稳定和长期发展。
3.确定灌溉渠道断面
灌溉渠道断面设计的基础是灌溉渠道的设计流量主要包括纵断面设计和断横面设计,其目的是:保证灌溉渠道断面结构满足稳定性要求;保证灌溉渠道充足的过水能力;保证全灌区的水位能够得到有效控制。一般按照灌溉渠道设计流量进行灌溉渠道的横断面设计,灌溉渠道的水力计算采用明渠均匀流计算公式,以便能够确定灌溉渠道的断面尺寸。计算的公式如下:
Q=A2·C·R·i (1-6)
C=1n ·R16 (1-7)
式中:Q代表灌溉渠道设计的流量.(m?/s);
A2代表灌溉渠道过水断面的面积.(㎡);
R代表水力半径.(m);
I代表灌溉渠道底坡;
C代表谢才系数;
N代表渠床糙率。
在进行水力计算前,可根据公式(1-6)和公式(1-7),拟定相关合理的参数(灌溉渠道断面宽深比、渠床糙率、灌溉渠道底坡),因为选择合理的参数进行计算,不仅可以保障灌溉渠道设计的合理性,使之行水安全、施工便宜、管理方便,而且可以使工程量得以减少、降低造价、节约成本等。因此在进行水力计算前,拟定相关合理的计算参数必须根据设计规范、工作经验以及工程实践。水位衔接的问题是灌溉渠道纵断面设计的主要问题,在灌溉渠道纵断面设计时,必须根据不同的地形地质条件,不断变化的动态灌溉渠道断面以及及分水口、灌溉渠道建筑物等处的具体情况,进行合理的设计,保证水位衔接以及和水流的平顺。
4.合理的布置灌溉渠系建筑物
为了更好的控制水位及流量、合理分配水量,灌溉渠道上布置很多灌溉渠系建筑物,这些建筑物的数量、种类很多,故在设计中,必须合理的布置这些灌溉渠系建筑物,以便优化渠线布置,使其能够作用得以充分发挥。所以,在灌溉渠系建筑物的选型以及布置上应该立足于全局,以合理规划布局为基础。
(1)在灌溉渠系的布置时一方面应该满足泄水、分水、排水以及输水等要求,并充分保证运行的安全,使之便于管理维修,同时还应满足灌溉区域人民群众的生产生活需要,保障灌溉区的交通运输畅通。
(2)为了更好的完成水源的输送可以充分利用建筑物带来的优势,而保证灌溉渠道间人、物的间距,从而更加有质量有效率地完成工作。
(3)在设置上要尽可能的紧凑,不仅方便检查和管理,也可以在一定程度上减少的设施数量,避免技术和施工浪费,节约施工成本,增加经济效益和社会效益。
(4)在布置灌溉渠系建筑物时,应该研究各个方面地理因素和人文因素,在建筑物的外观上要求简洁整齐,尽可能的提高配合度;在建筑物的材质上要求与防震抗洪等标准相符合。
5.结束语
本文强调了灌溉渠道作为灌溉工程中不可缺少的一部分,应当从诸多角度予以改善和修正,并找到计算方法,得到设计应当遵循的方式方法。在投入建设施工之前应当充分注意周围环境是否合理,根据实际情况进行数据参数的绑定。按照具体数值来完成工作的建设。应用计算公式完成数字确定,应当将合理的数字与确切的测量数据相结合起来。对于工作人员上的要求是头脑灵敏、大胆细心、熟练掌握计算方法,以便能够综合多种因素进行判断和应用。
参考文献:
[1]吴持恭.水力学[M].北京:高等教育出版社.2003.11.
[2]华东水利学院.水工设计手册——灌区建筑物.北京:水利电力出版社,1984.11.
[3]中华人民共和国水利部.灌溉与排水工程设计规范.GB50288-99.
[4]周志远.农田水利学[M].北京:中国水利水电出版社.1993.6.