《灌溉排水工程学》课程教学课件（讲稿）第五章 渠道灌溉系统 第四节 灌溉渠道纵横断面设计

第五章渠道灌溉系统(4) 第四节灌溉渠道纵横断面设计 中国农业大学李光永黄兴法编

第五章 渠道灌溉系统（4） 第四节 灌溉渠道纵横断面设计 中国农业大学 李光永 黄兴法编

设计原理 渠道设计流量 -确定渠道过水断面尺寸。 最小流量 -校核对下级渠道的水位控制条件，判断当上级渠道输 送最小流量时，下级渠道能否得到相应的最小流量。 如果否，就要设置节制闸。并用于校核不淤流速。 ·加大流量 一确定渠道断面深度和堤定高程。并用于校核不冲流 速

设计原理 • 渠道设计流量 – 确定渠道过水断面尺寸。 • 最小流量 – 校核对下级渠道的水位控制条件，判断当上级渠道输 送最小流量时，下级渠道能否得到相应的最小流量。 如果否，就要设置节制闸。并用于校核不淤流速。 • 加大流量 – 确定渠道断面深度和堤定高程。并用于校核不冲流 速

设计原理（续） 渠道断面应注意的问题： 。渠道应有足够的输水能力； 。渠道横断面应满足稳定条件： >纵向稳定一不发生冲刷也不发生淤积或冲淤 平衡 >平面稳定一不发生左右摆动，两岸不会局部 冲刷或淤积

设计原理（续） 渠道断面应注意的问题： • 渠道应有足够的输水能力； • 渠道横断面应满足稳定条件： ¾纵向稳定－不发生冲刷也不发生淤积或冲淤 平衡； ¾平面稳定－不发生左右摆动，两岸不会局部 冲刷或淤积

设计原理（续) 。} 渠道纵横断面设计相互联系，交叉进行， 反复调整，才能得出合理的断面尺寸 ·通常，一个渠段内，要采用同一个过水断 面和同一个比降，渠床表面要具有相同的 糙率，在忽略蒸发和渗漏损失条件下，水 流为明渠均匀流

设计原理（续） • 渠道纵横断面设计相互联系，交叉进行， 反复调整，才能得出合理的断面尺寸 • 通常，一个渠段内，要采用同一个过水断 面和同一个比降，渠床表面要具有相同的 糙率，在忽略蒸发和渗漏损失条件下，水 流为明渠均匀流

设计原理（续) 渠道的水力计算公式（明渠均匀流） Q=ACVRi Q一渠道设计流量； R一渠道水力半径； A一渠道过水断面积； i一水力比降； C-谢才系数， -R6 n n一为渠床糙率

设计原理（续） 渠道的水力计算公式（明渠均匀流） Q－渠道设计流量； R－渠道水力半径； A－渠道过水断面积； i－水力比降； C－谢才系数， n－为渠床糙率。 Q ＝AC Ri 6 1 1 R n C ＝

一、渠道的横断面设计 1.设计要求 工程量小，投资少 -在流量Q,比降i,糙率n相同的情况下，使过水 断面A最小。 -在断面面积A,比降i,糙率n相同的条件下，使 通过的流量Q最大。 满足以上条件的断面（水力半径最大或湿周 最小)为水力最佳断面。一般为半圆形断 面。 实践中，修成接近半圆的梯形断面

一、渠道的横断面设计 1. 设计要求 • 工程量小，投资少 – 在流量Q，比降 i，糙率n相同的情况下，使过水 断面A最小。 – 在断面面积A，比降i，糙率n相同的条件下，使 通过的流量Q最大。 • 满足以上条件的断面（水力半径最大或湿周 最小）为水力最佳断面。一般为半圆形断 面。 • 实践中，修成接近半圆的梯形断面

2.有关参数的合理选择 渠底比降 边坡系数m 渠床糙率n 宽深比a=b/h 渠道允许不冲、不淤流速

2. 有关参数的合理选择 渠底比降i 边坡系数m 渠床糙率n 宽深比a＝b/h 渠道允许不冲、不淤流速

渠底比降i >比降：渠底高差和渠段长度的比值。 >关系到输水能力和其冲淤问题及控制面积和 工程造价。 >应根据渠道沿线的地面坡度、下级渠道进水 口的水位要求、渠床土质、含沙情况、渠道 设计流量等确定

渠底比降 i ¾比降：渠底高差和渠段长度的比值。 ¾关系到输水能力和其冲淤问题及控制面积和 工程造价。 ¾应根据渠道沿线的地面坡度、下级渠道进水 口的水位要求、渠床土质、含沙情况、渠道 设计流量等确定

渠底比降i >一般随设计流量减小，比降应逐渐增大。 >清水渠道，为防止冲刷，比降宜缓。浑水渠 道，为防止淤积，比降适当增大。 设计过程： 参考相关经验，或根据地面坡度和下级渠道的水位 要求初选一个比降，计算渠道的过水断面尺寸，再 按不冲不淤流速校核，如不满足，修改，重新计

渠底比降 i ¾一般随设计流量减小，比降应逐渐增大。 ¾清水渠道，为防止冲刷，比降宜缓。浑水渠 道，为防止淤积，比降适当增大。 • 设计过程： – 参考相关经验，或根据地面坡度和下级渠道的水位 要求初选一个比降，计算渠道的过水断面尺寸，再 按不冲不淤流速校核，如不满足，修改，重新计 算

渠床糙率n ·糙率最好通过试验确定，它对渠道的输 水能力影响较大。 -选的大于实际值，过水能力减小发生 淤积。 一选的小于实际值，引起冲刷，减小灌 溉面积，渠水位降低。 ·参考表4一8

渠床糙率 n • 糙率最好通过试验确定，它对渠道的输 水能力影响较大。 – 选的大于实际值，过水能力减小发生 淤积。 – 选的小于实际值，引起冲刷，减小灌 溉面积，渠水位降低。 • 参考表4－8