各级渠道纵横断面设计.doc

5.2 各级渠道纵横断面设计 5.2.1 典型农渠纵横断面设计 典型农渠横断面设计 设计流量是进行水力计算,确定渠道过水断面尺寸的主要依据,合理的渠道、横断面除了满足渠道的输水、配水要求外,还应满足渠床稳定条件,包括纵向稳定和平面稳定两个方面。纵向稳定要求渠道在设计条件下工作，不发生冲刷和淤积，或在一定时期内冲淤平衡。平面稳定要求渠道在设计条件下工作时，渠道水流不发生左右摇摆。 渠道横断面尺寸要依据渠道设计流量通过水力计算加以确定。一般情况下采用明渠均匀流公式计算：即 Q=AC 式中：Q—渠道设计水深（m3/s） A—渠道过水断面面积（m2） R—水力半径 i—渠底比降 c—谢才系数，一般采用曼宁公式 c= R1/6 进行计算，其中n为糙率 农渠的渠底比降，为了减少工程量，应尽可能选用和地面相近的渠底比降。i=0.0029。渠床糙率系数：由《灌溉排水工程学》P130表3-13，农渠采用砼护面，预制板砌筑，n=0.017. 农渠采用梯形断面，渠道内、外边坡系数m=1.25。 采用试算法： 初选定b=0.36m, n=0.017, Q=0.123 m3/s, i=0.0029 用迭代公式： = 代入数据，经试算得 h=0.23m A=(b+mh)h=0.149 (m2) V==0.825(m/s) 渠道的不冲流速和土壤性质，水流含砂量，断面水力要素有关，一般土渠的不冲流速可依据《灌溉排水工程学》P136表3-25中查出，Vcs1= 5.0(m/s) V不冲=KQ0.1 = 5×0.1230.1=4.054( 查表6-21） 渠道的不淤流速，由不淤流速经验公式： Vcd=C0Q0.5 式中 ：Vcd为渠道的不淤流速（m/s） C0为不淤流速系数，随渠道流量和宽深比而变，见《灌溉排水工程学》P136，表3-26查得 C0=0.4 Vcd=0.4×0.1230.5=0.140(m/s) Vcd=0.140(m/s)V=0.825(m/s)Vcs=4.054(m/s) 满足不淤不冲流速，断面尺寸适合，即：b= 0.36 (m), i=0.0029, m=1.25, n=0.017 , Q=0.123。把最小流量代入迭代公式中得： 最小水深 hmin=0.14(m) 过水断面 A=0.075（m2） Vmin==0.613（m/s） Vcd=0.109(m/s)Vmin =0.377(m/s)Vcs=3.859(m/s) 满足不淤不冲流速。 预制板厚取0.04m， 砂砾料垫层厚取此处取0.20m。 安全超高Δh取0.27m，堤顶宽度D取0.6m 典型农渠的水力要素见表5-3， i Q m h b A x R c v n 0.0029 0.129 1.25 0.23 0.36 0.149 1.096 0.136 41.895 0.832 0.017 典型农渠纵断面设计 灌溉渠道不仅要满足输送设计流量的要求,还要满足水位控制的要求。纵断面设计根据灌溉水位要求确定渠道的空间位置，即先确定不同桩号处的设计水位高程，再根据设计水位求渠底高程、堤顶高程等。 为了灌溉要求，各级渠道入口处都应具有足够的水位，这个水位是根据灌溉面积上控制点的高程加上各种水头损失，自下而上逐级推求的。 即： =+△h ++ 式中：— 渠道进水口处的设计水位 (m)。 △h — 控制点地面高程与附近末级固定渠道设计水位的高差，取值范围0.1～0.2 m，此处取0.1m。 L— 渠道的长度，L=550m。 — 渠道的比降，此处取i＝0.0029。 — 水流通过渠系建筑物时的水头损失，此处取0.1m。 =+△h ++＝1488.580m 根据上式求得农渠进水口处水位为1488.580m。根据典型农渠的设计水位可推求渠底高程、堤顶高程等。 典型农渠的纵断面设计计算表见表5-4 表5-4 农渠纵断面计算表 桩号 坡降 地面高程 设计水位 提顶高程 渠底高程 开挖高程 挖深 填高 0+000 0.0029 1488.250 1488.580 1488.837 1488.350 1488.110 0.140 0.587 0+050 1488.160 1488.435 1488.692 1488.205 1487.965 0.195 0.532 0+100 1488.083 1488.290 1488.547 1488.060 1487.820 0.