灌区渠道水量计算.ppt

(2)长喉槽尺寸的自动拟定过程 (a) 由已知渠道断面尺寸及边界条件，利用明渠均匀流计算式求得渠中水深为h时渠道的实际过流能力Q实。 (b)确定上游观测点位置,一般取这段长度La为上游观测点处最大水头H1max的1~2倍。 (c) 确定适宜的上下游渐变段长度。进口段两侧边收缩比为EN’=1∶3，底收缩比采用EN=1∶3。出口段来说，采用EM=1∶6的扩散比。在尾水回升影响不是很大时，可将渐扩段截短。 (d)确定喉槽边坡。获得较平顺水流流态，同时也为了方便计算，我们采用与引渠一致的喉槽边坡，即mc=m1。 (f) 确定喉槽宽度。一般以喉段过流面积与引渠过流面积之比来控制，Ac/A1≤0.7。 (g)采用式L=h1/0.6来拟定喉槽初始长度。 (h) 将(1)~(6)各步所拟定的几何尺寸的初值，作为计算长喉槽流量的初 值，调用流量计算的程序模块计算喉槽的过流能力，比较相当于最大堰上水深SH1的计算流量Q计与 (1)中计算的渠道实际过流能力Q实是否满足|Q计-Q实|≤ε(ε为计算精度)，若满足该式，则该组设计参数作为最终设计结果；否则，对结果进行比较分析，若Q计Q实，说明此时收缩值bs或P1的值编小，应逐渐加大；若Q计Q实，说明收缩值bs或P1值偏大，应该逐渐减小，然后再调用流量计算程序模块计算喉槽的过流能力，判断计算结果是否满足计算精度要求：|Q计-Q实|≤ε，若满足该式，则将计算结果作为喉槽几何尺寸的最终设计值加以保存；否则，将收缩变量bs或P1固定为常量，通过喉长变量L的变化来计算喉槽的过渡能力，由于喉长L加长，喉槽测流精度提高，但喉段内边界层作用长度增加，水头损失相应加大，引起yc值减小，从而流量Q相应地减小；反之，喉长L减小，流量Q相应地增大，淹没度提高，但此时测流精度偏低。为了确保测流精度的同时得到较高的淹没度限值，若Q计Q实，说明L值偏小，测流精度偏低，应该逐渐加大；若Q计Q实，说明L值偏大，此时测流精度较高，但淹没度偏低，应该逐渐减小 ，。然后再重复(5)、(6)、(7)各步，直到Q计与Q实两者误差的绝对值满足精度要求为止，并将此时的计算结果作为长喉槽几何尺寸的最终设计值。 (i) 最后应用(7)中所得到的长喉槽设计值，再调用长喉槽流量计算程序模 块，进行水位流量关系计算，并将计算结果连同长喉槽几何参量一并予以输出。 (3)设计注意事项 槽内底板应水平，行进水流应始终保持缓流，引渠的佛汝德数应小于0.5，以保证不发生水面紊流，精确测得水头； 水头很低时，边界糙率、液体粘滞性、表面张力对流量方程产生不确定的影响，因此，推荐最小槽内水深为0.05m或0.05倍槽长(取其中大者)； 喉长应等于或大于2倍最大测量水头，保证临界断面处形成平行水流； 喉宽(或喉径)应大于0.1m，最大水头应小于2m，这些限制是由试验确定的；此外，对于任何水平面，喉道宽均应比行进渠槽窄； 进口过渡段边墙任何水平断面上扩散比不大于1：3，或采用与其相当的曲线； 出口过渡段边墙扩散比不应大于1：3，当扩散比为1：6时，恢复水头较好，能量损失少； 长喉槽淹没度、测量精度与H1/L有关。H1/L小测量精度高，淹没度小，H1/L大淹没度大，测量精度低。设计流量时建议取H1/L＝0.6~0.68进行设计 (4)长喉槽尺寸手动拟定(以多泥沙问题为例) 手动拟定是人为拟定上游观测点位置、喉长、喉宽及边坡、上下游连接段长。计算结果应满足引渠的佛汝德数应小于0.5，进口过渡段边墙任何水平断面上扩散比不大于1：3，出口过渡段边墙扩散比不应大于1：3，设计流量时H1/L＝0.6~0.68，计算出的允许下游深应大于实际水深。 例：一多泥沙渠道，Q=5m3/s，底宽b=2.0m，边坡m=1.5，糙率n=0.0225，坡降i=1/2000。 正常水深：h=1.4034m, Q=5m3/s 最水水深： h=0.8837m, Q=2m3/s 一 灌区用水信息主要内容 水源信息：河流、水库、地下水……等的水位、流量、物理、化学成分、……。 气象信息：气温、气湿、日照、降水、风力、蒸发量、……。 土壤信息：土壤含水量、水势、含盐量、温度、……。 作物信息：作物发育阶段、叶水势、叶面温度、……。 农业生产信息：作物种类、种植面积、灌溉面积、施肥标准、耕作措施……。 上述内容属于基本信息。对这些基本信息及历史资料进行微机加工处理，可以得到一些二级信息（如作物需水量、土壤贮水量、……等），进一步就可以得到三级信息，即用水管理信息，如灌溉（灌水量、灌水日期）预报、河道水量预报、灌水配水方案及其调整方案等。 二 灌区土壤