【文章內容簡介】 η— 糙率 利用上述公式，通過試算可以得出 Q 需 =＜ Q 實 = m3 ()247。= 22 流速 =247。=滿足要求，此時 b=， h= 理論上斗溝 2DG 的梯形斷面尺寸；底寬 ，深 ，邊坡1:，設計 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)溝斷面設計 舉例 ：項目區(qū) 1 號 農(nóng)溝（代號 1NG），控制面積為 ，故其設計排澇流量為： Q 排澇 = q 澇 A== m3/s ⑴ 排漬流量計算 根據(jù)本地區(qū)土壤性質，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 設計排水量為： Q 設 =Q 排澇 + Q 排漬 =+= ⑵ 斷面設計 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下列公式求得： ① A=(b+mh)h=（ 1+1） =2m 式中： A— 溝過水斷面， 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 計算 =AC Ri =2 Ri =利用上述公式， 通過試算可以得出 ???Q 計算 =3＜ 流速 =247。2= m3/s，大于 ，小于 24 故滿足 不沖不淤 的 要求，此時 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)溝的計算方法同上。 （三） 灌溉斗、農(nóng)渠斷面設計 項目區(qū)種植作物 以 水稻 為主 ，根據(jù)四湖 流域 Y 角實驗基地多年所得的水稻灌溉定額推測灌溉模數(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萬畝） 關于渠道的輸水損失，此處主要為自由滲流情況下的渠道滲水損失，本項目區(qū)為自由滲流式，故滲水損失可用下式計算： σ=mQA凈100（ %） 式中： σ— 每公里長度渠道的滲水損失系數(shù)（此凈流量的百分數(shù)計） A— 土壤透水系數(shù)（因項目區(qū)內土質屬中粘壤土，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 斗渠斷面設計 舉例： 斗渠（代碼 1DQ）：其控制灌溉面積為 萬畝，長度。 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算如下： Q 損 =1006 Q 凈 L（ m3/s） = 6? L =L 即根據(jù)下列公式計算渠道設計流量： Q 斗設 =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下列公式求得： ① A=(b+mh)h=(1+1)1=2 m2 式中： A— 渠過水斷面， 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 計算 =AC Rj =2 ? =利用上述公式，通過試算可以求得 ???Q 計算=＜ 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 硬化斗渠斷面設計 舉例： 2YDQ 控制面積 2100 畝，長度 ，灌溉模數(shù)為，縱坡 ，糙率 。 U 型槽斷面如圖： 177。 Q 設 ==渠道斷面水力要素可通過下列公式求得： 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 計算 =AC Rj = ? =滿足要求，取定斷面尺寸為高 。 硬化農(nóng)渠斷面設計 舉例： 農(nóng)渠（代碼 10YNQ） ， 其控制灌溉面積為 萬畝，長度 1km。 T 型槽斷面如圖： 渠 縱坡 降 i=，渠床糙率 η=。 Q 設計 ==渠斷面水力要素可通過下列公式求得： ① A=(b+mh)h=（ +） = 式中： A— 渠過水斷面， 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 計算 =AC Rj = ? =滿足要求。 （四） 排灌 站 工程 設計 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)=（計算 公式同溝渠排澇 模數(shù) ） 設計排澇流量 Q=（ q 澇 +q 漬 ） =（ +） =水泵選型中國灌排七洲集團有限公司出廠 潛水泵 1 臺套，該泵主要技術參數(shù)額定揚程 米，額定流量 （ 800m3/h），功率 ，滿足設計要求 。 提灌站設計 30 ⑴ 農(nóng)田灌溉流量 項目區(qū)屬小型灌區(qū)，總結同類已成灌區(qū)歷年豐產(chǎn)用水經(jīng)驗，擬定出主要作物最大一次灌水定額，然后由下式計算泵站設計流量： Q=?TtmA3600 式中： Q— 泵站設計流量， 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、 渠道長度、防滲措施等有關 典型設計： 上述公式中各參數(shù)結合實際并查《泵站工程》（武漢大學出版社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= 項目區(qū)灌溉面積 11000 畝，即 A=100hm2，結合現(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，建設規(guī)模 大致相 同 。 31 則將各參數(shù)代入公式得： ΣQ 設 = 1106000 ??? ? =⑵設計揚程 從河道中取水時，設計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計水位。 從河流、湖泊取水時，灌溉泵站取十年一遇洪水的日平均水位作為進水池的最高運行水位。 行水位 從河流、湖泊、水庫或受潮汐影響的河道取水時，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，取灌溉期多年日平均水位；從渠道取水時，取渠道通過平均流量時的水位。設計揚程 =凈揚程 +管道損失揚程，即： H=h 凈 +hf+hj 式中： H— 設計揚程， m h 凈 — 設計凈揚程， m 32 hf— 管道沿程損失揚程， m hj— 局部水頭損失， m 項目區(qū) 6 處 提 灌站 ， 其進出水管均為鋼管，管徑 250m。 最低設計水位與出水池最高水位高差為 ，通過計算求 得： hf=， hj =， 故 H=++= 即泵站設計揚程為 ，在水泵選型中統(tǒng)一定為 揚程。 ⑶機組選型及電力電氣設備選擇 為了水泵電機的維護方便，結合當?shù)氐闹伟埠凸芾硭?，統(tǒng)一選擇 中國灌排七洲集團有限公司生產(chǎn)的 型潛水泵 6臺套，該泵技術參數(shù)為額定揚程 米，額定流量為 450m3/h（ ） ， 型 1 臺套（排灌兩用泵站），該泵技術參數(shù)見排灌泵站。 Q 設 = m3/s Q 實 =6+= m3/s，滿足需要。 ⑷泵房土建工程設計 根據(jù)流量、 揚 程以及地質情況計算確定泵站土建工程 主要結構幾何 尺寸： ①進水池：底寬 3~4m，底長 ，深 3m。 33 ②泵房： 均 為磚砼結構 ，歐式造型，建筑面積 17 ㎡ 。 ③出水池：因流量小，為施工方便設計成矩槽式，底長 3m，底寬 2m，深 。 （五） 典型排水閘設計： 振興河 排水閘 代號 1Z2 閘孔總凈寬計算： 本項目區(qū)排水閘均為寬頂堰型，現(xiàn)根據(jù)出水流態(tài)，按兩種情況分別計算： ①當水流量呈堰流時 B0=2/30Hg2mQ?? 式中： Q— 設計流量， m3/s； B0— 閘孔總凈寬， m； H0— 計入行業(yè)近流速水頭在內的堰頂水頭， m； δξm— 淹沒系數(shù)、側收縮系數(shù)和流量系數(shù)，通過《水閘 設計規(guī)范》 SL265— 2021 中表 和表 查得。 因此排溝擔負 的排澇任務，根據(jù)排澇標準計算出排溝排水理論流量為 ，考慮有外水匯入，加之項目區(qū)內管理水平，實際設計排澇流量為 。根據(jù)實際資料得 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當水流呈孔流時 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)設計意圖定出： 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，閘孔尺寸為 （寬） 2m（高），若選平底孔流時閘孔尺寸為 （寬） 2m（高），考慮到項目區(qū)內斗溝均為老溝，斷面遠超出正常值，降雨時溝水漲滿增加閘的排水負荷，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，啟閉機為手動螺桿式，水閘 2m 寬的選擇 5T 啟閉機， 1m 寬閘門選 3T 啟閉機。 ⑵閘室穩(wěn)定分析及各部分尺寸 閘的最大過閘流量 ＜ 3m3/s，其工程等級屬Ⅴ級，其結構的永久性建筑物的主要建筑物和次要建筑物均屬 5 級。 本水閘的洪水標準，設計按 10 年一遇，校核按 20 年一遇。 本水閘在渠尾，其溝道順直，走勢相對穩(wěn)定。 設計防滲長度要求 L=C△H=7=，而考慮進排要求，上、下游各設砼鋪蓋 5m，而水頭差小，不考慮設置消力池，這樣防滲與消能均能滿足。不需設置海漫。 閘室底板的上、上游端均設置了深度 的齒墻。 上、下游翼墻均采用圓弧形與閘室平吸連接。 根據(jù)國家地震局 2021 年頒發(fā)的《中國地震參 數(shù)區(qū)劃圖》GB183062021，工程區(qū)地震動峰值加速度為 ，不設防。 由上述陳述，消能防沖可不設消力池，只設上、下游各 5m的水平鋪蓋，防滲也不需計算，下面只對閘孔凈寬計算及實際取值。 上游最高水位 ，設計水位 ，最低水位 。 下游最高水位 ，正常運用水位 。 穩(wěn)定計算 36 按規(guī)范要求： Pmaxmin =ΣGA 177。ΣMW Pmax≤ 倍地基承載力 Pmax /Pmax≤ 基本結合； ≤ 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 Ve= 基本組合，上游 ，下游 ，特殊組合Ⅰ，上游 ，下游 。 排架 G1=(+) 25+225= ， 基本組合受力簡圖 ： 離 A 點距離 a1=，其中 m1=G1a