资源描述：
《灌溉渠系水利用系数的分析与计算_高传昌.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、DOI:10.13522/j.cnki.ggps.2001.01.013灌溉排水2001年3月第20卷第1期IrrigationandDrainage文章编号:1000-646X(2001)01-0050-05⒇灌溉渠系水利用系数的分析与计算高传昌,张世宝,刘增进(华北水利水电学院水利系,河南郑州450045)摘要:灌溉渠系的布置形式一般可分为串联渠系、等效并联渠系和非等效并联渠系,对这3种灌溉渠系水利用系数进行了理论研究。用实例验证了上述的理论分析。研究成果可应用于实际灌溉工程。关键词:灌溉渠系;渠系水利用系数中图分类号:S274.2文献标
2、识码:A我国是一个水资源严重短缺的国家,而农业用水量占全国总用水量的73%,且以渠系引水地面漫[1]灌为主,其中灌溉渠系水利用系数平均不到0.5。可见,提高灌溉渠系水利用率是缓解我国水资源供需矛盾的主要措施之一,而灌溉渠系水利用系数是合理评价渠道工作状况和节水灌溉工程管理水平的主要指标。因此,必须正确合理的计算渠系水利用系数。灌溉渠系水利用系数反映了从渠首到农渠的各级输配水渠道的水的利用率。其大小取决于各级渠[2]道水利用系数的数值。关于灌溉渠系水利用系数的计算方法,目前常用的有2种。一种是用灌溉渠系的净流量与毛流量的比值求得;另一种是用各级
3、渠道水利用系数相乘的积来表示。QsnZs=(1)QsgZs=Z干Z支Z斗Z农(2)3式中:Zs为灌溉渠系水利用系数;Qsn为灌溉渠系的净流量(m/s),它等于农渠向田间供水的流量;Qsg为3灌溉渠系的毛流量(m/s),它等于干渠或总干渠从水源引水的流量;Z干、Z支、Z斗、Z农分别表示干、支、斗、农渠的渠道水利用系数。式(1)反映了整个渠系水利用率的结果,不能反映各级渠道水利用的状况,它适用于计算各种布置形式的渠系。式(2)能够反映各级渠道输水利用率状况,但式(2)仅适用于计算串联和等效并联的渠系,而不能应用于非等效并联的渠系。因此,对串联、等
4、效并联和非等效并联渠系的渠系水利用系数进行了理论推导,对它们之间存在的关系进行了分析与研究。1串联渠道的渠系水利用系数串联渠道是指干、支、斗、农四级渠道首尾依次相接,中间又无分流的灌溉渠系。串联渠道的渠系水利用系数,由式(1)得Q农nQ干nQ支nQ斗nQ农nZs==(3)Q干gQ干gQ干nQ支nQ斗n由于Q干n=Q支g,Q支n=Q斗g,Q斗n=Q农g(4)则式(3)变为⒇收稿日期:2000-12-08作者简介:高传昌,(1957-),男,汉,博士,副教授,主要从事流体机械及节水灌溉工程的研究.50Q干nQ支nQ斗nQ农nZs==Z干Z支Z斗Z
5、农(5)Q干gQ支gQ斗gQ农g式中的Q干、Q支、Q斗和Q农分别表示干、支、斗、农渠道的流量,下标n和g分别表示渠道的净流量和毛流量。2并联渠道的渠系水利用系数几条下级渠道均由同一条上级渠道供水的方式为并联渠系。一般灌溉面积较大的灌区,干、支渠多采用续灌,斗、农渠采用轮灌。干、支渠的联接方式通常为非等效并联渠系,也就是几条支渠的引水流量和渠道水利用系数不相同,干渠渠段的流量和各段的渠道水利用系数也不相同。而支渠控制的若干斗、农渠为等效并联渠系运行方式,即各条斗渠的引水流量与渠道水利用系数相同,各条农渠的引水流量与渠道水利用系数均相同。下面分别
6、研究等效和非等效渠道并联的渠系水利用系数。设上级渠道计算参数用下标i表示,下级渠道计算参数用下标j表示,并分别用下标g和n表示渠道的毛流量和净流量。2.1非等效并联渠道的渠系水利用系数在非等效并联渠道中,同级渠道的渠道水利用系数不相等,流量也不相同。下面推导图1所示的非等效并联渠道的渠系水利用系数计算式。图1非等效并联渠道示意图由渠系水利用系数定义知4∑Qjknk=1Zij=(6)Qi1g由于Qjkn=ZjkQjkg(k=1,2,3,4)(7)QiknQikg=(k=1,2,3,4)(8)ZikQikn=Qikg+Qi,k+1,g(k=1,2
7、,3)(9)Qi4n=Qj4g(10)将式(7)～式(10)代入式(6),经整理后得4ZjkQjkgZij=∑k(11)k=11Qjkg∏s=1Zis若上级渠道与下级渠道为m段非等效并联,则渠系水利用系数计算式为mZjkQjkgZij=∑k(12)k=11Qjkg∏s=1Zis图1所示的上级渠道水利用系数计算式为514′QjkgZi=∑k(13)k=11Qjkg∏s=1Zis由式(11)和式(13)可知,非等效并联渠道的渠系水利用系数计算式不符合各级渠道水利用系数相乘的计算形式。2.2等效并联渠道的渠系水利用系数图2等效并联渠道示意图图2就是
8、上、下级等效并联的渠道示意图,渠道中的计算参数满足下列关系Zi1=Zi2……=Zik=ZiZj1=Zj2……=Zjk=ZjQi1g=Qj2g……=Qjkg=Qjg(
