【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 η— 糙率 利用上述公式，通過(guò)試算可以得出 Q 需 =＜ Q 實(shí) = m3 ()247。= 22 流速 =247。=滿足要求，此時(shí) b=， h= 理論上斗溝 2DG 的梯形斷面尺寸；底寬 ，深 ，邊坡1:，設(shè)計(jì) 已經(jīng)大于 排水 量的 要求，但考慮到超高，考慮到挖溝的土方要滿足相鄰的路和渠的回填土方即挖填平衡，定斗溝斷面尺寸為：面寬 6m，底寬 ，深 ，邊坡比 1:。 4 農(nóng)溝斷面設(shè)計(jì) 舉例 ：項(xiàng)目區(qū) 1 號(hào) 農(nóng)溝（代號(hào) 1NG），控制面積為 ，故其設(shè)計(jì)排澇流量為： Q 排澇 = q 澇 A== m3/s ⑴ 排漬流量計(jì)算 根據(jù)本地區(qū)土壤性質(zhì)，土壤含水度μ =，可求 得排漬模數(shù) q 漬 = m3/skm2 故農(nóng)溝 1NG 的排漬流量為： Q 排漬 = q 漬 A== m3/s 因此排水農(nóng)溝 1NG 設(shè)計(jì)排水量為： Q 設(shè) =Q 排澇 + Q 排漬 =+= ⑵ 斷面設(shè)計(jì) 23 選定邊坡系數(shù) m=1，溝 縱坡 i=，溝床糙率η =，溝不沖流速 = m/s，最小允許不淤流速為 m/s。 故溝斷面水力要素可通過(guò)下列公式求得： ① A=(b+mh)h=（ 1+1） =2m 式中： A— 溝過(guò)水?dāng)嗝妫?m2； b— 底寬， m； h— 水深， m； m— 邊坡系數(shù) ② P= b+2h 2m1? =1+2 2 = 式中： P— 濕周， m； ③ R=A/P=2/= ④ C= 6/1R1?=式中： C— 謝才系數(shù) η— 糙率 ⑤ Q 計(jì)算 =AC Ri =2 Ri =利用上述公式， 通過(guò)試算可以得出 ???Q 計(jì)算 =3＜ 流速 =247。2= m3/s，大于 ，小于 24 故滿足 不沖不淤 的 要求，此時(shí) b=1m， h=1m 理論上農(nóng)溝 1NG 的梯形斷面尺寸底寬 1m，深 1m，邊坡 1:1，斷面大于 排水要求， 主要 考慮到超高 和 挖溝的土方要滿足相鄰的路 基土方即挖填平衡，定農(nóng)溝 1NG 斷面尺寸為：面寬 ，底寬 1m，深 1m，邊坡比 1:1。 其它斗溝及農(nóng)溝的計(jì)算方法同上。 （三） 灌溉斗、農(nóng)渠斷面設(shè)計(jì) 項(xiàng)目區(qū)種植作物 以 水稻 為主 ，根據(jù)四湖 流域 Y 角實(shí)驗(yàn)基地多年所得的水稻灌溉定額推測(cè)灌溉模數(shù)取 q 凈 = 灌溉凈流量根據(jù)公式 Q 凈 = q 凈 A 求得 式中： Q 凈 — 灌溉凈流量， m3/s q 凈 — 灌溉模數(shù)（灌水率），（ m3/s萬(wàn)畝） 關(guān)于渠道的輸水損失，此處主要為自由滲流情況下的渠道滲水損失，本項(xiàng)目區(qū)為自由滲流式，故滲水損失可用下式計(jì)算： σ=mQA凈100（ %） 式中： σ— 每公里長(zhǎng)度渠道的滲水損失系數(shù)（此凈流量的百分?jǐn)?shù)計(jì)） A— 土壤透水系數(shù)（因項(xiàng)目區(qū)內(nèi)土質(zhì)屬中粘壤土，此處取 ） m— 土壤透水指數(shù)（此處取 ） 25 Q 凈 — 渠道凈流量（ m3/s） 土質(zhì) 斗渠斷面設(shè)計(jì) 舉例： 斗渠（代碼 1DQ）：其控制灌溉面積為 萬(wàn)畝，長(zhǎng)度。 代入公式得： Q 斗 =q 凈 A+()L =+() =滲水損失系數(shù)將以上參數(shù)代入公式得：σ = =6 則根據(jù)渠道輸水損失流量公式計(jì)算如下： Q 損 =1006 Q 凈 L（ m3/s） = 6? L =L 即根據(jù)下列公式計(jì)算渠道設(shè)計(jì)流量： Q 斗設(shè) =Q 斗 +nQ 農(nóng)損 =+2= 選定邊坡系數(shù) m=1， 底寬 b=1m， 縱坡 降 i=，渠床糙率i=，溝不沖流速 =，不淤流沖 =。 26 故渠斷面水力要素可通過(guò)下列公式求得： ① A=(b+mh)h=(1+1)1=2 m2 式中： A— 渠過(guò)水?dāng)嗝妫?m2； b— 底寬， m； h— 水深， m； m— 邊坡系數(shù) ② P= b+2h 2m1? =1+2 2 = ③ R=A/P=2/= 式中： P— 濕周， m； ④ C= 6/1R1?=式中： C— 謝才系數(shù) η— 糙率 ⑤ Q 計(jì)算 =AC Rj =2 ? =利用上述公式，通過(guò)試算可以求得 ???Q 計(jì)算=＜ 流速 =247。2=滿足灌溉要求和不沖不淤流速，斷面稍大主要是考慮到渠埂路面土方平衡。 27 硬化斗渠斷面設(shè)計(jì) 舉例： 2YDQ 控制面積 2100 畝，長(zhǎng)度 ，灌溉模數(shù)為，縱坡 ，糙率 。 U 型槽斷面如圖： 177。 Q 設(shè) ==渠道斷面水力要素可通過(guò)下列公式求得： ① A=πr2/2 += m2 ② P=πr +2=+4= ③ R=A/P=④ C= 6/1R1?=式中： C— 謝才系數(shù) 28 η— 糙率 ⑤ Q 計(jì)算 =AC Rj = ? =滿足要求，取定斷面尺寸為高 。 硬化農(nóng)渠斷面設(shè)計(jì) 舉例： 農(nóng)渠（代碼 10YNQ） ， 其控制灌溉面積為 萬(wàn)畝，長(zhǎng)度 1km。 T 型槽斷面如圖： 渠 縱坡 降 i=，渠床糙率 η=。 Q 設(shè)計(jì) ==渠斷面水力要素可通過(guò)下列公式求得： ① A=(b+mh)h=（ +） = 式中： A— 渠過(guò)水?dāng)嗝妫?m2； b— 底寬， m； h— 水深， m； 29 m— 邊坡系數(shù) ② P= b+2h 2m1? =+2 ? = 式中： P— 濕周， m； ③ R=④ C= 6/1R1?=式中： C— 謝才系數(shù) η— 糙率 Q 計(jì)算 =AC Rj = ? =滿足要求。 （四） 排灌 站 工程 設(shè)計(jì) 排灌站（以排澇為主） 代碼 B41 排澇控制面積 ，排澇模數(shù) q 值取 ， 排漬模數(shù)=（計(jì)算 公式同溝渠排澇 模數(shù) ） 設(shè)計(jì)排澇流量 Q=（ q 澇 +q 漬 ） =（ +） =水泵選型中國(guó)灌排七洲集團(tuán)有限公司出廠 潛水泵 1 臺(tái)套，該泵主要技術(shù)參數(shù)額定揚(yáng)程 米，額定流量 （ 800m3/h），功率 ，滿足設(shè)計(jì)要求 。 提灌站設(shè)計(jì) 30 ⑴ 農(nóng)田灌溉流量 項(xiàng)目區(qū)屬小型灌區(qū)，總結(jié)同類已成灌區(qū)歷年豐產(chǎn)用水經(jīng)驗(yàn)，擬定出主要作物最大一次灌水定額，然后由下式計(jì)算泵站設(shè)計(jì)流量： Q=?TtmA3600 式中： Q— 泵站設(shè)計(jì)流量， m3/s m— 最大一次灌水定額， m3/hm2 A— 灌溉面積， hm2 T— 輪灌天數(shù)（ d），指灌區(qū)灌一次水所需的總延續(xù)天數(shù) t — 水泵每天工作時(shí)間，一般為 20~22h η— 灌溉水的有效利用系數(shù)，與渠系控制面積、渠床土質(zhì)、 渠道長(zhǎng)度、防滲措施等有關(guān) 典型設(shè)計(jì)： 上述公式中各參數(shù)結(jié)合實(shí)際并查《泵站工程》（武漢大學(xué)出版社2021 年 11 月出版，丘傳忻編著）表 41 41 413 確定如下： m=6000m3/hm2， T=15 天， t=20h η= 項(xiàng)目區(qū)灌溉面積 11000 畝，即 A=100hm2，結(jié)合現(xiàn)狀水源、電源及村組耕地面積范圍，共新建提灌站 7 處（其中 1 處排灌兩用），每處提灌站控制灌溉面積 15001600 畝，建設(shè)規(guī)模 大致相 同 。 31 則將各參數(shù)代入公式得： ΣQ 設(shè) = 1106000 ??? ? =⑵設(shè)計(jì)揚(yáng)程 從河道中取水時(shí)，設(shè)計(jì)取歷年灌溉期水源保證率為 95%的旬平均水位作為泵站的設(shè)計(jì)水位。 從河流、湖泊取水時(shí)，灌溉泵站取十年一遇洪水的日平均水位作為進(jìn)水池的最高運(yùn)行水位。 行水位 從河流、湖泊、水庫(kù)或受潮汐影響的河道取水時(shí)，灌溉泵站取歷年灌溉期水源保證率為 95%的最低日平均水位。 從河流、湖泊取水時(shí)，取灌溉期多年日平均水位；從渠道取水時(shí)，取渠道通過(guò)平均流量時(shí)的水位。設(shè)計(jì)揚(yáng)程 =凈揚(yáng)程 +管道損失揚(yáng)程，即： H=h 凈 +hf+hj 式中： H— 設(shè)計(jì)揚(yáng)程， m h 凈 — 設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程， m 32 hf— 管道沿程損失揚(yáng)程， m hj— 局部水頭損失， m 項(xiàng)目區(qū) 6 處 提 灌站 ， 其進(jìn)出水管均為鋼管，管徑 250m。 最低設(shè)計(jì)水位與出水池最高水位高差為 ，通過(guò)計(jì)算求 得： hf=， hj =， 故 H=++= 即泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程為 ，在水泵選型中統(tǒng)一定為 揚(yáng)程。 ⑶機(jī)組選型及電力電氣設(shè)備選擇 為了水泵電機(jī)的維護(hù)方便，結(jié)合當(dāng)?shù)氐闹伟埠凸芾硭?，統(tǒng)一選擇 中國(guó)灌排七洲集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的 型潛水泵 6臺(tái)套，該泵技術(shù)參數(shù)為額定揚(yáng)程 米，額定流量為 450m3/h（ ） ， 型 1 臺(tái)套（排灌兩用泵站），該泵技術(shù)參數(shù)見排灌泵站。 Q 設(shè) = m3/s Q 實(shí) =6+= m3/s，滿足需要。 ⑷泵房土建工程設(shè)計(jì) 根據(jù)流量、 揚(yáng) 程以及地質(zhì)情況計(jì)算確定泵站土建工程 主要結(jié)構(gòu)幾何 尺寸： ①進(jìn)水池：底寬 3~4m，底長(zhǎng) ，深 3m。 33 ②泵房： 均 為磚砼結(jié)構(gòu) ，歐式造型，建筑面積 17 ㎡ 。 ③出水池：因流量小，為施工方便設(shè)計(jì)成矩槽式，底長(zhǎng) 3m，底寬 2m，深 。 （五） 典型排水閘設(shè)計(jì)： 振興河 排水閘 代號(hào) 1Z2 閘孔總凈寬計(jì)算： 本項(xiàng)目區(qū)排水閘均為寬頂堰型，現(xiàn)根據(jù)出水流態(tài)，按兩種情況分別計(jì)算： ①當(dāng)水流量呈堰流時(shí) B0=2/30Hg2mQ?? 式中： Q— 設(shè)計(jì)流量， m3/s； B0— 閘孔總凈寬， m； H0— 計(jì)入行業(yè)近流速水頭在內(nèi)的堰頂水頭， m； δξm— 淹沒系數(shù)、側(cè)收縮系數(shù)和流量系數(shù)，通過(guò)《水閘 設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL265— 2021 中表 和表 查得。 因此排溝擔(dān)負(fù) 的排澇任務(wù)，根據(jù)排澇標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出排溝排水理論流量為 ，考慮有外水匯入，加之項(xiàng)目區(qū)內(nèi)管理水平，實(shí)際設(shè)計(jì)排澇流量為 。根據(jù)實(shí)際資料得 H0=，h0=，查表得：δ =，ξ =， m=，將參數(shù)代入公式 34 得： L0=2/ ???? = m 因其為單孔閘門，故閘室凈寬 L1=L0=。 ②當(dāng)水流呈孔流時(shí) B0=0e1 gH2hQ?? 式中 he— 閘門開度或胸墻下孔口高度， m； δμ — 寬頂堰上孔流的淹沒系數(shù)和流量系數(shù)。 根據(jù)設(shè)計(jì)意圖定出： he=1m， H=H0－g2u20 =－ =， hc″=， hs=，γ =。 經(jīng)由表 和表 查得：δ 1=，μ = 代入公式得： B0= ????= 綜上所述，若選平底堰閘時(shí)，閘孔尺寸為 （寬） 2m（高），若選平底孔流時(shí)閘孔尺寸為 （寬） 2m（高），考慮到項(xiàng)目區(qū)內(nèi)斗溝均為老溝，斷面遠(yuǎn)超出正常值，降雨時(shí)溝水漲滿增加閘的排水負(fù)荷，又考慮與路溝配套，此處定 22m 平底堰式。閘門選為鋼筋砼 35 閘門，啟閉機(jī)為手動(dòng)螺桿式，水閘 2m 寬的選擇 5T 啟閉機(jī)， 1m 寬閘門選 3T 啟閉機(jī)。 ⑵閘室穩(wěn)定分析及各部分尺寸 閘的最大過(guò)閘流量 ＜ 3m3/s，其工程等級(jí)屬Ⅴ級(jí)，其結(jié)構(gòu)的永久性建筑物的主要建筑物和次要建筑物均屬 5 級(jí)。 本水閘的洪水標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)按 10 年一遇，校核按 20 年一遇。 本水閘在渠尾，其溝道順直，走勢(shì)相對(duì)穩(wěn)定。 設(shè)計(jì)防滲長(zhǎng)度要求 L=C△H=7=，而考慮進(jìn)排要求，上、下游各設(shè)砼鋪蓋 5m，而水頭差小，不考慮設(shè)置消力池，這樣防滲與消能均能滿足。不需設(shè)置海漫。 閘室底板的上、上游端均設(shè)置了深度 的齒墻。 上、下游翼墻均采用圓弧形與閘室平吸連接。 根據(jù)國(guó)家地震局 2021 年頒發(fā)的《中國(guó)地震參 數(shù)區(qū)劃圖》GB183062021，工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為 ，不設(shè)防。 由上述陳述，消能防沖可不設(shè)消力池，只設(shè)上、下游各 5m的水平鋪蓋，防滲也不需計(jì)算，下面只對(duì)閘孔凈寬計(jì)算及實(shí)際取值。 上游最高水位 ，設(shè)計(jì)水位 ，最低水位 。 下游最高水位 ，正常運(yùn)用水位 。 穩(wěn)定計(jì)算 36 按規(guī)范要求： Pmaxmin =ΣGA 177。ΣMW Pmax≤ 倍地基承載力 Pmax /Pmax≤ 基本結(jié)合； ≤ 特殊組合 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，按 Vc=fΣGΣH 基本荷載組合 Ve=，特殊荷載組合Ⅰ時(shí) Ve= 基本組合，上游 ，下游 ，特殊組合Ⅰ，上游 ，下游 。 排架 G1=(+) 25+225= ， 基本組合受力簡(jiǎn)圖 ： 離 A 點(diǎn)距離 a1=，其中 m1=G1a