梯形灌溉渠道横断面设计分析.pdf

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1、2013年第4期黑龙江水利科技NO．4．2013(第41卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TotMNo．41)文章编号：1007—7596(2013)04—0085—04梯形灌溉渠道横断面设计分析周春霞(黑龙江农垦勘测设计研究院，哈尔滨150090)摘要：依据黑龙江省三江平原二九。灌区渠道横断面设计，探讨水力最佳断面在渠道设计中的应用及修正，求得渠道设计的实用经济断面，最后确定渠道最佳断面，达到投资较省、便于施工、安全运行的目的。关键词：梯形渠道；水力最佳断面；实用经济断面；明渠均匀流；粗糙系数；

2、水力要素中图分类号：TV672文献标识码：B式中：为平均流速(米／秒)；Q为设计流量，In／s；1水力最佳断面为过水断面面积，m；R为水力半径，m；i为水面坡按照水力学理论，从均匀流的公式可以看出，明降；C为谢才系数；n为糙率；X为湿周，in。渠的输水能力取决于过水断面积形状、尺寸、底坡和2在渠道设计中水力最佳断面和实用经济粗糙系数的大小¨J。断面的确定设计渠道时，底坡依地形条件或其他技术上的要求而定。粗糙系数则主要取决于渠槽选用的建筑在灌区设计中，渠道纵横断面设计对灌区的投材料。在进行渠道水力计算的过程中，当流量、比降资控制至关重要，它不仅影响渠道本身工程量和投及糙

3、率已知的情况下，希望得到最小的过水断面面资，还对其上建筑物工程量和投资都有很大的影响。积，以减少渠道开挖和衬砌丁程量，达到省工省料的渠道的纵断主要是受自然条件影响较大，如自然地目的。或者在一定的过水断面面积、比降及糙率的形条件、土壤条件及规范所要求的不冲不淤等要求情况下，使渠道通过的流量最大。水力学中把满足而定。而横断面选择是否合理尤为重要。上述条件的断面，叫做水力最佳断面。在横断面设计中，梯形断面是水利工程中最常明渠均匀流基本公式如下：用的一种断面形式，梯形渠道具有占地少，施_T简Q=AC,／Ri(1)单，安全稳定，运行可靠等优点。对于常用的梯形渠道，按水力最佳断面

4、设计的渠道断面往往是窄深式c=(2)的。对土渠来说，这种窄深式渠道不安全，不利于施2／3Q=i~／2R=(3)工，不能达到经济的目的，在实际应用中有很大的局ItIt⋯限性。[收稿日期]2013—03—12[作者简介】周春霞(1963一)，女，黑龙江克山人，高级工程师，主要从事水利工程设计工作。一85—2013年第4期黑龙江水利科技No．4．20l3(第4l卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TotalNo．41)为此，应求一个宽浅式的梯形断面，使其水深和式中：为水力最佳断面流速(或过水断面面积)与底

5、宽有一个较广的选择范围以适应各种情况的需实用经济断面流速(或过水断面面积)的比值；h为要，而在此范围内又能基本上满足水力最佳断面的实用经济断面水深，In；V为实用经济断面流速，m／s；要求，这种断面称为实用经济断面。A为实用经济断面的过水断面面积，m；为实用经在灌区的设计中，根据《灌排与排水T程设计规济断面湿周，m；R为实用经济断面的水力半径，m；b范》(GB50288---99)，渠道水力最佳断面计算方为实用经济断面底宽，in；／3为实用经济断面底宽与法(参照附录H)如下：水深的比值。1)梯形渠道水力最佳断面水力要素计算公3渠道水力最佳断面和实用经济断面在实式为：际

6、设计中的应用¨89{)百㈩三江平原二九。灌区为黑龙江省江平原“两江一湖”干流沿岸灌区规划14处大中型灌区之一，b。=2[(1+m。)寺一m]ho(5)该灌区规划水田灌溉面积21．95hm，工程建设的主A0=boh0+mh0(6)要内容有总干渠1条，长21．7km，干渠5条，长o=b0+2(1+m)h0(7)54．331km，支渠51条，137．075km』。A：_0(8)在灌区的渠道设计中，利用水力最佳断面及最佳断面与实用经济断面关系的计算公试，利用电子=(9)表格EXCEL，编辑成计算关系公式，减少了出差率，式中：h。为水力最佳断面水深，in；n为渠床糙率，m；提高

7、了计算效率、下面以总干渠为例，对设计成果加Q为渠道设计流量，m／s；m为渠道内边坡系数，nl；i以说明。为渠底比降；b。为水力最佳断面底宽，In；A。为水力总干渠根据流量推求，设计流量为Q为5．09～最佳断面的过水断面面积，1TI；。为水力最佳断面28．561TI／s，加大流量为6．37～32．84m／s；坡降i根据地形条件取1／15000～20000；本区为黏土或壤湿周，1TI；R。为水力最佳断面的水力半径，m；V。为水力最佳断面流速，m／s。土，内边坡m取1：2—1：2．5，外边坡取1：1．75—2)梯形渠道实用经济断面是以实用经济断面与1：2．