渠道纵横断面设计Word文件下载.docx
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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
5.2.1.2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+
+
—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0.1~0.2m,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。
=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
0.263
0.464
0+150
1488.041
1488.145
1488.402
1487.915
1487.675
0.366
0.361
0+200
1488.000
1488.257
1487.770
1487.530
0.470
0.257
0+250
1487.800
1487.855
1488.112
1487.625
1487.385
0.415
0.312
0+300
1487.579
1487.710
1487.967
1487.480
1487.240
0.339
0.388
0+350
1487.368
1487.565
1487.822
1487.335
1487.095
0.273
0.454
0+400
1487.166
1487.420
1487.677
1487.190
1486.950
0.216
0.511
0+450
1486.933
1487.275
1487.532
1487.045
1486.805
0.128
0.599
0+500
1486.806
1487.130
1487.387
1486.900
1486.660
0.146
0.581
0+550
1486.666
1486.985
1487.242
1486.755
1486.515
0.151
0.576
5.2.2典型斗渠纵横断面设计
5.2.2.1下级渠道各分水口水位高程
由于农渠处的进水口处的水头损失忽略不计,对于典型斗渠而言,其下级渠道各分水口处水位高程与各农渠进水口设计水位相等。
先拟定斗渠的坡降i=0.0040,确定斗渠的设计水位,由典型农渠处的进水口水位高程+与斗渠之间的距离×
比降,得
1493.62(m)。
但斗渠分水口处的水位高程不能满足下级渠道的灌水要求,这时就要调整斗渠的设计水位线。
一般采用以下两种方法:
一是,保持原有斗渠比降不变,放弃分水口处水位,较高的农渠内部分高地的自流灌溉。
二是改变斗渠比降,将比降放缓,使斗渠设计水位满足农渠的灌水要求。
本设计采用方法一,保持原有比降。
5.2.2.2典型斗渠横断面设计
渠道横断面尺寸要根据渠道设计流量通过水力计算加以确定。
采用明渠均匀流公式计算,即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。
由《灌溉排水工程学》P130表3-13,斗渠采用砼护面,预制板砌筑,n=0.017.
斗渠采用梯形断面,渠道内、外边坡系数m=1.25。
代入数据,经试算得h=0.32m
A=(b+mh)h=0.243
=1.16(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》,Vcs1=5.0(m/s)
V不冲=KQ0.15×
0.2660.1=4.405
0.2660.5=0.212(m/s)
Vcd=0.212(m/s)<
V=1.16(m/s)<
Vcs=4.405(m/s)
b=0.36(m),i=0.0040,m=1.25,n=0.017Q=0.266m3/s。
把最小流量代入迭代公式中得
最小水深hmin=0.21(m)
过水断面A=0.131(m2)
=0.862(m/s)
Vcd=0.135(m/s)<
Vmin=0.862(m/s)<
Vcs=4.02(m/s)
由迭代公式试算的水深以及在比降下的各水力要素表见下表(5-5)
典型斗渠的水力要素见表5-5,
0.0040
0.266
0.32
0.243
1.384
0.176
43.767
1.160
5.2.2.2.1典型斗渠纵断面设计
由前面表5-6可知,斗渠引水口的水位为1493.62m,在此,取为1493.62m,可用闸门将水头壅高0.1m,即满足下级渠道的供水要求。
渠道纵断面图的绘制,应依据以下这些步骤:
1)先绘地面高程线(每50米一个桩号,分水口处、建筑物处加桩);
2)标绘分水口和建筑物的位置;
3)绘渠道设计水位线,把每一点的设计水位连接起来;
4)绘渠底高程线。
在渠道设计水位线以下,以渠道设计水深为间距,画设计水位的平行线,该线就是渠底高程线;
5)绘渠顶高程线。
安全超高取0.3米,以渠底线向上,以设计水深和安全超高之和为间距,作渠底线的平行线,此线就是渠道的堤顶线;
6)最小水位线。
在渠道渠底高程线以上,以渠道的最小水深为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是最小水位线;
7)最大水位线。
在渠道渠底高程线以上,以渠道的加大水深为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是最大水位线;
8)开挖高程线。
渠底高程减去预制板厚度和砂砾石垫层厚度之和,即在渠底线以下以开挖深度(0.06+0.24米)为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是开挖高程线;
9)挖深。
地面高程减去渠底高程得挖深;
10)填高。
渠堤高程减去地面高程得填高;
斗渠纵断面计算结果见表5-6,
表5-6斗渠纵断面图
坡度
1493.315
1493.620
1493.903
1493.300
1493.000
0.315
0.588
0+020
1493.256
1493.540
1493.823
1493.220
1492.920
0.336
0.567
1493.179
1493.420
1493.703
1493.100
1492.800
0.379
0.524
1493.053
1493.503
1492.900
1492.600
0.453
0.450
1492.875
1493.020
1493.303
1492.700
1492.400
0.475
0.428
1492.667
1492.820
1493.103
1492.500
1492.200
0.467
0.436
1492.458
1492.620
1492.903
1492.300
1492.000
0.458
0.445
1492.240
1492.420
1492.703
1492.100
1491.800
0.440
0.463
0+320
1492.172
1492.340
1492.623
1492.020
1491.720
0.452
0.451
1492.080
1492.220
1492.503
1491.900
1491.600
0.480
0.423
1491.826
1492.303
1491.700
1491.400
0.426
0.477
1491.593
1491.820
1492.103
1491.500
1491.200
0.393
0.510
1491.480
1491.620
1491.903
1491.300
1491.000
1491.345
1491.420
1491.703
1491.100
1490.800
0.545
0.358
0+600
1491.178
1491.220
1491.503
1490.900
1490.600
0.578
0.325
0+620
1491.103
1491.140
1491.423
1490.820
1490.520
0.583
0.320
0+650
1491.020
1491.303
1490.700
1490.400
0.600
0.303
0+700
1490.750
1491.103
1490.500
1490.200
0.550
0.353
0+750
1490.620
1490.903
1490.300
1490.000
0.500
0.403
0+800
1490.275
1490.420
1490.703
1490.100
1489.800
0+850
1490.005
1490.220
1490.503
1489.900
1489.600
0.405
0.498
0+900
1489.762
1490.020
1490.303
1489.700
1489.400
0.362
0.541
0+920
1489.669
1489.940
1490.223
1489.620
1489.320
0.349
0.554
0+950
1489.533
1489.820
1490.103
1489.500
1489.200
0.333
0.570
1+000
1489.333
1489.903
1489.300
1489.000
1+050
1489.095
1489.420
1489.703
1489.100
1488.800
0.295
0.608
1+100
1488.880
1489.220
1489.503
1488.900
1488.600
0.280
0.623
1+150
1488.680
1489.020
1489.303
1488.700
1488.400
1+200
1488.500
1488.820
1489.103
1488.200
0.300
0.603
1+220
1488.413
1488.740
1489.023
1488.120
0.293
0.610
5.2.3典型支渠的纵、横断面设计
典型斗渠进水口处水位高程比地面高程高0.552米,由此可假定其它斗渠进水口处水位高程比地面高0.552米,并依次可求得斗渠进水口处水位高程.
由上表,推得支渠的引水口水位=1495.456m
由此可得,典型支渠进水口处的设计水位为1495.456米。
5.2.3.1典型支渠的横断面设计
由《灌溉排水工程学》P130表3-13,支渠采用砼护面,预制板砌筑,
n=0.017。
支渠采用梯形断面,渠道内、外边坡系数m=1.25。
由《灌溉排水工程学》P130表3-13,支渠采用砼护面,预制板砌筑,n=0.017。
为了满足灌区各支渠的分水口水位,考虑施工工程量,对支渠进行变坡,桩号0+000-3+520之间,采用i=0.0028。
当i=0.0028时,n=0.017,m=1.25,b=0.45m,Q=0.403(m3/s),将数据代入公式可得设计水深
=0.39m;
当i=0.0028时,过水断面A=(b+mh)h=0.366m2
当i=0.0025时,流速V=
=1.112(m/s),查《灌溉排水工程学》P136表3-25得不淤流速为
〈5.0(m/s),查《灌溉排水工程学》得Vcd>
0.3m/s,设计流速均满足。
同理可得最小水深和加大水深,同时也满足要求。
同理可得其它比降下的设计水深、最小水深、加大水深。
2-2支渠的水力要素表见表5-7。
典型支渠的水力要素见表5-7,
i
0.403
0.017
1.25
0.39
0.45
0.366
1.699
0.215
45.306
1.112
0.0028
5.2.3.2典型支渠的纵断面设计
由5.2.3.1可得,支渠进水口处水位高程为1495.456m。
可由支渠进水口处水位高程减去沿程损失(Li)可得各点的设计水位。
1)先绘地面高程线(每100米一个桩号,分水口处、建筑物处加桩);
5)渠顶高程线。
以渠底线向上,以设计水深和安全超高之和为间距,作渠底线的平行线,此线就是渠道的堤顶线;
7)加大水位线。
渠底高程减去预制板厚度和砂砾石垫层厚度之和,即在渠底线以下以开挖深度(0.08+0.32米)为间距,画渠底高程线的平行线,该线就是开挖高程线;
8)挖深。
9)填高。
典型支渠纵断面计算结果见表5-9,
5-9典型支渠纵断面图
1494.904
1495.456
1495.769
1495.066
1494.666
0.238
0.865
1494.550
1495.176
1495.489
1494.786
1494.386
0.164
0.939
1494.368
1494.896
1495.209
1494.506
1494.106
0.262
0.841
1494.190
1494.616
1494.929
1494.226
1493.826
0.364
0.739
1494.000
1494.336
1494.649
1493.946
1493.546
0.649
1493.838
1494.056
1494.369
1493.666
1493.266
0.572
0.531
1493.606
1493.776
1494.089
1493.386
1492.986
0.620
0.483
1493.428
1493.496
1493.809
1493.106
1492.706
0.722
0.381
1493.136
1493.216
1493.529
1492.826
1492.426
0.710
1492.823
1492.936
1493.249
1492.546
1492.146
0.677
1492.316
1492.656
1492.969
1492.266
1491.866
0.653
1491.905
1492.376
1492.689
1491.986
1491.586
0.319
0.784
1491.736
1492.096
1492.409
1491.706
1491.306
0.430
0.673
1+300
1491.421
1491.816
1492.129
1491.426
1491.026
0.395
0.708
1+400
1491.536
1491.849
1491.146
1490.746
0.354
0.749
1+500
1490.773
1491.256
1491.569
1490.866
1490.466
0.307
0.796
1+600
1490.428
1490.976
1491.289
1490.586
1490.186
0.242
0.861
1+700
1490.696
1491.009
1490.306
1489.906
0.194