农田水利渠道流量设计说明.docx
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农田水利渠道流量设计说明
推求设计流量
一、推求典型支渠（四支渠）及其所属斗，农渠的设计流量
支取长度及灌溉面积
渠别
一支
一支
二支
四支
五支
合计
长度
（Km）
4.7
5.9
5.4
6.1
6.5
28.6
灌溉面积
（万亩）
1.9
2.2
1.9
1.8
1.8
9.6
注•马清河灌区土地利用系数0.8A灌区=120.8=9.6万亩
1.推求典型支渠（四支渠）及其所属斗、农渠的设计流量
第四支渠（典型支渠）布置图
（1）计算农渠的设计流量，四支渠的田间净流量为
Q4支田净=A四支Xq设=1.8X0.43=0.774m3/s
因为斗，农渠分两组轮灌，同时工作的斗渠有3条，同时工作的农渠有5条，所以农渠的
田间净流量为：
Q农田净=Q支田净/nk=0.774/3X5=0.0516m3/s
取田间水利用系数f=0.95,则农渠的净流量为
Q农净=Q农净/f=0.054m3/s
查表可得相应的土壤透水性系数：
A=1.9,m=0.4,
所以农渠每公里输水损失系数：
m1.93
二农=A/100Qm农净=0T=0.061m3/s
农100O.O540.4
所以农渠的设计流量为：
Q农毛=Q农净（1+二农L农）=0.054（10.0610.8）=0.057m3/s（L农=0.8千米）
（2）计算斗渠的设计流量，因为一条斗渠内同时工作的农渠有5条，所以斗渠的净流量等
于5条农渠的毛流量之和：
Q斗净=5XQ农毛=5X0.057=0.285m3/s
农渠分两组轮灌。
各组要求斗渠供给的净流量相等，但是，第n组轮灌组距斗渠进水口较
远，输水损失较多，据此求得斗渠毛流量较大，以第n组轮灌组灌水时需要的斗渠毛流量
作为斗渠的设计流量。
斗渠的平均工作长度L4=1.8Km
因为斗渠每公里输水损失系数为二斗=A/100Qm斗净=0.0314
所以斗渠的设计流量为：
Q斗毛=Q斗净（1+斗L斗）=0.301m3/s
（3）计算四支渠的设计流量；斗渠也是分两组轮灌，以第n轮灌组要求的支渠毛流量作为支渠的设计流量，支渠的平均工作长度L支=4.9Km
支渠的净流量为：
Q支净=3XQ斗毛=0.903m3/s
支渠每公里输水损失系数：
二支=A/100Qm支净=0.0198
支渠的毛流量为：
Q四支毛=Q四支净（1+:
匚支L四支）=0.991m3/s
2.计算四支渠的灌溉水利用系数
三支水
型=0.78
Q三支毛
0.991
3.计算其他支渠的设计流量
1）计算其他支渠的田间净流量
Q1支田净=1.9X0.43=0.817m3/s
Q2支田净=2.2X0.43=0.946m3/s
Q3支田净=1.9X0.43=0.817m3/s
Q5支田净=1.8X0.43=0.774m3/s
2）计算其他支渠的设计流量以典型支渠（四支渠）的灌溉水利用系数作为扩大指标
用来计算其他支渠的设计流量
-_0.817,“3/
Q1支毛=1.05m3/s
0.78
小0.946一3
Q2支毛=1.21m3/s
0.78
Q3支毛=1.05m3/s
0.78
Q5支毛=0.99m3/s
0.78
4.推求干渠各段的设计流量
1）DE段的设计流量
Qdej净=Q五支=0.99m3/s
1.9
1000.990.4
=0.019m3/s
Qde毛=Qde净（1^deLde）=0.99（1+0.019X2.5）=1.04m3/s
2）CD段设计流量
Qcd净=Qde毛+Q四支毛=1.04+0.99=2.03m3/s
1.9
-cd=0~4-0.0143
100^2.03.
Qcd毛=Qcd净（1+”-'cdLcd）=2.03（1+0.0143X2.9）=2.11m3/s
3）BC段设计流量
QBC净=Qcd毛+Q三支毛=2.11+1.05=3.16m3/s
1.9
0~4
1003.16.
=0.0120m3/s
Qbc毛=Qbc净（1+”-'BCLbc）=3.16（1+0.0120X4.3）=3.32m3/s
4）AB段设计流量
Qab净=Qbc毛+Q二支毛=3.32+1.21=4.53m3/s
1.9
0~4
1004.53.
=0.0104m3/s
Qab毛=Qab净（1^JABLab）=4.53（1+0.0104X3.4）=4.69m3/s
5）OA段设计流量
Qoa净二Qab毛Q1支毛=4.69+1.05=5.74m3/s
1.9
-OA=
1005.740.40.0094
Qoa毛=Qoa净二oaLoa=5.74（1+0.00940.4）=5.76m3/s
、推求渠道最小流量和加大流量的计算
1.推求典型支渠（四支渠）及其所属斗、农渠的最小流量
（1）计算农渠的最小流量，四支渠的田间净流量为：
Q4支田净=A四支Xqmin=1.8X0.l8=0.324m3/s
因为斗，农渠分两组轮灌，同时工作的斗渠有3条，同时工作的农渠有5条，所以农渠的
田间净流量为：
Q农田净=Q支田净/nk=0.324/（3X5）=0.0216m3/s
取田间水利用系数f=0.95,则农渠的净流量为
Q农净=Q农净/f=0.023m3/s
查表可得相应的土壤透水性系数：
A=1.9,m=0.4,
所以农渠每公里输水损失系数：
m1.93
二农=A/100Qm农净=t-7=0.0859m3/s
1000.023
所以农渠的最小流量为：
Q农毛=Q农净（1+二农L农）=0.023（10.08590.8）=0.025m3/s（L农=0.8千米）
（2）计算斗渠的最小流量，因为一条斗渠内同时工作的农渠有5条，所以斗渠的净流量等
于5条农渠的毛流量之和：
Q斗净=5XQ农毛=5X0.025=0.125m3/s
农渠分两组轮灌。
各组要求斗渠供给的净流量相等，但是，第n组轮灌组距斗渠进水口较
远，输水损失较多，据此求得斗渠毛流量较大，以第n组轮灌组灌水时需要的斗渠毛流量
作为斗渠的最小流量。
斗渠的平均工作长度L4=1.8Km
因为斗渠每公里输水损失系数为二斗=A/100Qm斗净=0.0437
所以斗渠的最小流量为：
Q斗毛=Q斗净（1+二斗L斗）=0.135m3/s
（3）计算四支渠的最小流量；斗渠也是分两组轮灌，以第H轮灌组要求的支渠毛流量作为支渠的最小流量，支渠的平均工作长度L支=4.9Km
支渠的净流量为：
Q支净=3XQ斗毛=0.405m3/s
支渠每公里输水损失系数：
二支=A/100Qm支净=0.0273
支渠的毛流量为：
Q四支毛=Q四支净（1+二支L四支）=0.459m3/s
2.计算四支渠的灌溉水利用系数
三支水
_Q三支田净
Q三支毛
0.324
0.459
=0.71
3.计算其他支渠的最小流量3）计算其他支渠的田间净流量
Qi支田净=1.9X0.18=0.342m3/s
Q2支田净=2.2X0.18=0.396m'/s
Q3支田净=1.9X0.18=0.342m3/s
Q5支田净=1.8X0.18=0.324m3/s
4）计算其他支渠的最小流量以典型支渠（四支渠）的灌溉水利用系数作为扩大指标
用来计算其他支渠的最小流量
0.342.3#_
Q1支毛=0.48m/s
0.71
°.396门"3
Q2支毛=0.56m3/s
0.71
Q3支毛=0.48m3/s
0.71
0.3423
Q5支毛=
0.46m3/s
0.71
4.
推求干渠各段的最小流量
1）DE段的最小流量
Qdej净=Q五支=0.46m3/s
1.9
100O.460"
=0.0259m3/s
Qde毛=Qde净（1+；「deLde）=0.46（1+0.0259X2.5）=0.49m3/s
2）CD段最小流量
3
Qcd净=Qde毛+Q四支毛=0.49+0.46=0.95m/s
CD=
=0.0194
1.9
04
1000.95
Qcd毛=Qcd净（1+；「CdLcd）=0.95（1+0.0194X2.9）=1.00m3/s
3）BC段最小流量
Qbc净=Qcd毛+Q三支毛=1.00+0.48=1.48m3/s
1.9
1001.480.4
=0.0162m3/s
Qbc毛=Qbc净（1^"BCLbc）=1.48X（1+0.0162X4.3）=1.58m3/s
4）AB段最小流量
Qab净=Qbc毛+Q二支毛=1.58+0.56=2.14m3/s
1.9
04
1002.14
=0.0140m3/s
X3.4）=2.24m3/s
Qab毛=Qab净（1+”jAbLab）=2.14X（1+0.0140
5）OA段最小流量
Qoa净=Qab毛Q1支毛=2.24+0.48=2.72m3/s
1.9
coa=
1002.720.4_0"27
Qoa毛二Qoa净匚oaLoa=2.72（1+0.01270.4）=2.73m3/s
5.
渠道加大流量计算
（渠道的极大流量采用加大系数法
）
设计流量
加大流量
干渠渠
加大流量
支渠
加大系数J
设计流量Qd
加大系数J
Qd
Qj
段
Qj
Q伐毛
1.05
1.28
1.34
Qde毛
1.04
1.28
1.33
Q2支毛
1.21
1.28
1.55
Qcd毛
2.11
1.28
2.70
Q3支毛
1.05
1.28
1.34
Qbc毛
3.32
1.28
4.25
Q4支毛
0.99
1.32
1.31
Qab毛
4.68
1.28
5.99
Q5支毛
0.99
1.32
1.31
QOA毛
5.76
1.25
7.20
注.Qj=JXQd
渠道横断面设计
（一）干渠各断面设计（采用经济适用断面）
根据参考资料干渠渠底比降为1/5000，渠道平整顺直，养护设为一般，则粗糙系数取
n=0.025，偏离系数〉-1.02，边坡系数为m=1.25,贝U
5
咐二二2_、：
（.4_1）=0.76
2、
m-m）-m二2.20
1.计算设计过水断面
干渠OA段的水深和宽度的计算
[5.76汇0.025汇（2.20+2^1+1.252）'3
（2.20+1.25）53^^.
=1.68m
Qn「21m2f38
|[（:
mf3畀
b=1；h=2.201.68=3.70m
2
A=（bmh）h=（3.701.251.68）1.68=9.74m
校核不冲不淤流速：
（V不於取0.35m3/s,）
V不冲=KQ°.1=0.62X5.76°.1=0.74m3/s,
V=Q/A=5.76/9.74=0.59m..s
V不於2.计算加大水深和最小水深（迭代法）
加大水深的计算：
A=（nQ加大尸=（0.025=7.20）0.6"go/^1.5000
B=21m2=2.11.25"=3.20
迭代计算：
h=A（bBhi）
b+mh
令h0-2.0m贝U
.87
A（bBh0）4.60（3.703.20240）
h1
bmh03.701.252.0
当h|=1.87m时，h2=1.89m
当h2=1.89m时，h3=1.89m
此时迭代终止，
加大水深就为1.89m
最小水深的计算
nQ最小、0.6心一「）
=（°.025=2.73）0.6=2.57
\15000
B=21m2=211.2$3.20
迭代计算：
h二A（bBhi）
bmh
令h0-1.0m则
A（bBh。
）
bmh0
2.57（3.703.20询
3.701.251.0
12
当h=1.12m时，h2=1.12m
此时迭代终止，最小水深就为1.12m
依照上述方法，依次可算出干渠各断面的各水力要素
，结果见下表
干渠
流量
h/m
b/m
hmax/
hmin
渠段
（m3/s）
m
/m
DE
1.04
0.88
1.94
1.00
0.59
CD
2.11
1.15
2.53
1.31
0.77
BC
3.32
1.37
3.01
1.55
0.91
AB
4.69
1.55
3.41
1.77
1.04
OA
5.76
1.68
3.70
1.89
1.12
（二）支渠断面的设计
：
（采用经济适用的断面）
设计
A/m
2
V（m/s）
V不於
（m/s）
V不冲
（m/s）
2.67
0.39
0.35
0.62
满足要
求
4.56
0.46
0.35
0.67
满足要
求
6.48
0.51
0.35
0.70
满足要
求
8.29
0.57
0.35
0.72
满足要
求
9.74
0.59
0.35
0.74
满足要
根据参考资料支渠渠底比降为1/2000，渠道平整顺直，养护设为一般，则粗糙系数取
n=0.025，偏离系数〉=1.02，边坡系数为m=1.0,贝U
5
--2-\（4-1）=0.76
:
=—2（21m2-m）-m=3.23
3.计算设计过水断面
支渠的水深和宽度的计算
QnC2、1m2/3
|1（:
mf3、i
=0.68m
■
1.05x0.025x（3.23+2J1+1.02）
■_（3.2^1.0）5\P2000
b「；h=3.230.68=2.20m
2
A=（bmh）h=（2.201.00.68）0.68=1.96m
校核不冲不淤流速：
（V不於取0.35m3/s,）
V不冲=KQ0.1=0.62X1.050.1=0.62m3/s,
V=Q/A=1.05/1.96=0.54m,；s
V不於4.计算加大水深和最小水深（迭代法）
加大水深的计算：
A=（nQ加大）0.6=（。
.乎5"34）0.6=128点2000
B=2一1m2=2,11.02=2.83
迭代计算：
h二A（bBhi）
b+mh
令h0=1.0m贝y
A（bBh0）1.28（2.202.83°140匕“hi0.76
bmh02.201.01.0
当h^=0.76m时，h2=0.78m
当h2=0.78m时，h3=0.78m
此时迭代终止，加大水深就为0.78m最小水深的计算
A=（nQ最小严=（0.025=0.48）0.6=0.69氨Ji2000
B=2一1m2=2、11.02=2.83
迭代计算：
h=A（bBhi）
b+mh
令h0=0.5m则
A（bBh0）0.69（2.202.83045）
h|0.43
bmh02.201.00.5
当hi=0.43m时，h2=0.43m
此时迭代终止，最小水深就为0.43m
依照上述方法，依次可算出支渠各断面的各水力要素，结果见下表
设计
支渠
流量
（m3/s）
h/m
b/m
hmax/
m
hmin
V（m/s）
V不於
（m/s）
V不冲
（m/s）
/m
A/m2
1支
满足要
1.05
0.68
2.20
0.78
0.43
1.96
0.54
0.35
0.62
渠
求
2支
满足要
1.21
0.71
2.29
0.82
0.46
2.13
0.57
0.35
0.63
渠
求
3支
满足要
1.05
0.68
2.20
0.78
0.43
1.96
0.54
0.35
0.62
渠
求
4支
满足要
0.99
0.66
2.13
0.78
0.42
1.84
0.54
0.35
0.62
渠
求
5支
0.99
0.66
2.13
0.78
0.42
1.84
0.54
0.35
0.62满足要
（三）典型斗渠和典型农渠断面设计（采用水力最佳断面）
1.斗渠断面设计：
根据参考资料斗渠渠底比降为1/1000，渠道平整顺直，养护设为一般，则粗糙系数取
n=0.025，边坡系数为m=1.0,则由表查得［优=0.83Q典型斗渠=0.301m3/s
此时A=（bmh）h=（0.83h+1.0h）h=1.83h2
二b2h、1m2=0.83h2.83h=3.66h
R=A/；；：
亠1.83h2/3.66h=0.5h
h优二0.868Q0.375=0.868*0.3010.375=0.55m
6尤=-优h优=0.83*0.55=0.46m
计算加大水深和最小水深（迭代法）
加大水深的计算：
B=21m2=211.02=2.83
迭代计算：
h二A（bBhi）
bmh
令h0=1.0m则
A（bBh0）0.49（0.462.831.0「，
hi0.54
bmh00.461.01.0
当h|=0.54m时,
h2=0.65m
当h2二0.65m时,
h3=0.62m
当h3=0.62m时，h^0.62m
此时迭代终止，
加大水深就为0.62m
最小水深的计算
A_（nQ最小严（J）
O.。
25」135）0.6,.26
11000
B=21m2
=2.11.02=2.83
迭代计算：
h=A（bBhi）
b+mh
令ho二0.5m则
uA（bBh。
）0.26（0.462.83045*“
bmh0
0.461.00.5
hi0.35
当h|=0.35m时，h2=0.37m
当h2=0.37m时，h3=0.37m
此时迭代终止，最小水深就为0.37m
2.农渠断面设计
根据参考资料斗渠渠底比降为1/800，光滑混凝土护面，则粗糙系数取n=0.015，边坡系数
为m=1.0,则由表查得：
优=0.83Q典型斗渠=0.301m3/s
此时A（bmh）h=（0.83h+1.0h）h=1.83h2
=b2h.1m2=0.83h2.83h二3.66h
R=A/—1.83h2/3.66h=0.5h
h优=O.868Q0.375=0.868*0.3010.375=0.55m
b优二:
优h优=0.83*0.55=0.46m
计算加大水深和最小水深（迭代法）
加大水深的计算：
A=（nQ加大严（°.025x°.385）0.6049
/J11000
B=2一厂m2>2、1—1.02「=2.83
迭代计算：
h=A（bBhi）b+mh
令ho
=1.0m则
hi
hi
A（bBh。
）0.49（0.462.830l.40k
==0.54
bmh0
二0.54m时,
h2二0.65m时,
h3=0.62m时,
0.461.01.0
h2=0.65m
h3=0.62m
h4二0.62m
此时迭代终止，加大水深就为0.62m
最小水深的计算
nQ最小、0.6
Ar）
=（0.0注即心6
11000
B=2一1m2=2、11.02=2.83
迭代计算
A（bBhJ
bmh
令h0=0.5m则
1一A（bBh0）bmh（）
0.26（0.462.830.45）“
0.35
0.461.00.5
当h=0.35m时，
h2=0.37m
当h2=0.37m时，
h3二0.37m
此时迭代终止，最小水深就为0.37m
（七）干渠道纵横断面图（糙率n=0.0225）
Q二r丨
BI'NFii疋
--'m'
Ilk
（八）典型斗渠和典型农渠横断面图
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