【導讀】學生設(shè)計紙。第1頁共34頁。目錄

　　

【正文】 渠 0. 2 0. 12 不沖不淤流速的校核 為了使灌溉渠道不沖不淤，設(shè)計時多以臨界不沖條件為依據(jù)，而用臨界不淤流速作為核驗。臨界不沖流速又稱最大容許流速，是設(shè)計渠道最大流速的限度。渠道的不淤流速與挾沙能力及運行規(guī)律有密切關(guān)系。該渠道為清水渠道，無防淤要求。 其臨界不沖流速可按吉爾什坎公式估算 kV =K* 式中 K— 根據(jù)渠道所通過的土質(zhì)由下表選取 表 44 K 值 非粘聚性土 K 粘聚性土 K 中砂土 0. 45~ 砂壤土 0. 53 粗砂土 0. 50~ 輕粘壤土 0. 57 小礫石 0. 60~ 中粘壤土 0. 62 中礫石 0. 75~ 重粘壤土 0. 68 大礫石 0. 90~ 粘土 0. 75 小卵石 1. 00~ 重粘土 0. 85 中卵石 1. 30~ 大卵石 1. 45~ 該灌區(qū)為輕粘壤土，取 K=0. 57 對于干渠 DC 段： kV =0. 57* =dV =0. 009/=dV kV 對于干 渠 OD 段： kV =0. 57* =dV =0. 03/= 學生設(shè)計紙 第 22 頁 共 34 頁 dV kV 橫斷面設(shè)計符合不沖要求 渠道過水斷面以上部分的有關(guān)尺寸 ① 加大流量 在考慮到管理運用過程中，可能出現(xiàn)規(guī)劃設(shè)計未能預料到的情況（如灌區(qū)作物組成的變化、擴大灌溉面積、稀遇的干旱氣候等）和 短時期加大輸水的要求，應使輸水留有余地。加大流量，一般按正常流量加大 1030%，是確定堤頂高程的依據(jù)。加大流量的計算，可用正常流露乘以下表的加大系數(shù) 表 45 渠道加大流量系數(shù) 渠 道 正 常 流 量（ Sm/3 ） 1 110 10 加大系數(shù) 計算加大水深時，渠道設(shè)計底寬已經(jīng)確定，明渠均勻流流量公式中滯包含一個未知數(shù)。用試算法或諾模圖求加大水深，計算的方法步驟和求設(shè)計水深的方法相同 。 取加大系數(shù) j= 干渠 OD 段： 各水力參數(shù)列表為 : b jh A P R C V Q 0. 3 0. 23 0. 12 0. 95 0. 13 28. 47 0. 32 0. 039 干渠 DC 段： 各水力參數(shù)列表為 : b jh A P R C V Q 0. 2 0. 13 0. 043 0. 57 0. 075 25. 98 0. 22 0. 01 所以，支渠三及干渠 DC 段加大水深 jh = 干渠 OD 段加大水深 jh = ② 安全超高 〈灌溉排水渠系設(shè)計規(guī)范〉（ SDJ21784）建議按下式計算渠道的安全超高 ? h. ? h. = jh41 + 支渠三及干渠 DC 段 ? h= 干渠 OA 段 ? h= ③ 堤頂寬度 為了便于管理和保證渠道安全運行，滿足交通和渠道穩(wěn)定的需要。堤頂寬度按下式計算： 學生設(shè)計紙 第 23 頁 共 34 頁 D= jh +0. 3 式中 D— 渠岸或堤頂寬度， m jh — 渠道的加大水深， m 支渠三及干渠 DC 段 D=0. 43m 干渠 OA 段 D=0. 53m 灌溉渠道橫斷面尺寸： b h H D m 支渠三及干渠 DC 段 0. 2 0. 12 0. 36 0. 43 1:1 干渠 OA 段 0. 3 0. 2 0. 49 0. 53 1:1 以上為計算結(jié)果，考慮到施工方便，確定灌溉渠道橫斷面尺寸為： 渠道底寬 渠道深度 支渠三及干渠 DC 段 0. 2 0. 45 干渠 OA 段 0. 3 0. 55 ．渠道縱斷面設(shè)計 進H = 0A + h? +Li+ ?? 式中 進H — 渠道進口處的設(shè)計水位， m； 0A — 渠道灌溉范圍內(nèi)控制點的地面高程， m。 h? — 控制點地面與附近末級固定渠道設(shè)計水位的高差，一般取0. 1~； L— 渠道的長度， m； i— 渠道比降； ? — 水流通過渠系建筑物的水頭損失（ m） 渠道縱斷面圖按以下步驟繪制： ①繪地面高程線 在方格紙上建立直角坐標系，橫坐標表示樁號，縱坐標表示高程。根據(jù)渠道中心線的水準測量成果（樁號和地面高程）按一定的比例點繪出地面高程線。 ②標繪分 水口和建筑物的位置 在地面高程前的上方，用不同符號標出各分水口和建筑物的位置。 ③繪渠道設(shè)計水位線 參照水源或上一級渠道的設(shè)計水位、沿渠地面坡度、各分水點的水位要求和渠道建筑物的水頭損失，確定渠道的設(shè)計比降，繪出渠道的設(shè)計水位線。 ④繪渠底高程線 在渠道深及水位線以下，以渠道設(shè)計水深 h 為間距，畫設(shè)計水位線的平行線，該線就是渠底高程線。 ⑤繪制渠道最小水位線 從渠底線向上，以渠道最小水深（渠道設(shè)計斷面通過最小流量時的水深）為間距，畫渠底的平行線，此即渠道最小水 學生設(shè)計紙 第 24 頁 共 34 頁 位線。 ⑥繪 堤頂高程線 從渠底線向上，以加大水深（渠道設(shè)計斷面通過加大流量時的水深）與安全超高之和為間距，作渠底線的平行線，此即渠道的堤頂線。 ⑦標注樁號和高程 ⑧標注渠道比降 輸水干渠縱橫斷面圖見附圖 渠 道襯砌 渠道襯砌可以減少滲漏損失，提高渠道的水利用系數(shù)，便于控制地下水位上升，防止土壤沼澤化和次生鹽堿化，加大輸水能力。由于該地區(qū)石料豐富，采用漿砌石護面。 排澇工程設(shè)計 除 澇設(shè)計標準的確定 除澇設(shè)計標準的選定，以中央及地方有關(guān)部門頒發(fā)的 規(guī)范、規(guī)程為依據(jù)。根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的要求、投資、設(shè)備、動力、勞力等條件及工程經(jīng)濟效益指標，進行全面權(quán)衡，綜合分析確定。 《水利水電工程水利動能設(shè)計規(guī)范試行》規(guī)定 :“治澇設(shè)計標準一般應以澇區(qū)發(fā)生一定重現(xiàn)期的暴雨不受澇為準。重現(xiàn)期一般采用 5~10 年。條件較好的地區(qū)或有特殊要求的糧棉基地和大城市郊區(qū)可適當提高標準，條件較差的地區(qū)可采取分期提高的的辦法?！? 本次設(shè)計以治理區(qū)發(fā)生一定重現(xiàn)期的暴雨，作物不受澇為標準。這種表達方式除明確指出一定重現(xiàn)期的暴雨外，還規(guī)定在這種暴雨發(fā)生時作物不允許受澇。即當實際發(fā)生暴雨不超過設(shè) 計暴雨時，農(nóng)田的淹水深度、歷時不超過作物正常生長所允許的耐淹水深和歷時。這種概念能夠較全面的反映治理區(qū)時間標準的有關(guān)因素。 除澇設(shè)計標準是確定排澇流量及排水溝道、滯澇設(shè)施（湖河）、排水閘站等除澇工程規(guī)模的重要依據(jù)。本次設(shè)計除澇標準采用暴雨重現(xiàn)期 10 年一遇，此時其年費用和年損失最小，經(jīng)濟效益顯著。 除澇標準除規(guī)定一定重現(xiàn)期的暴雨外，還包括暴雨歷時和排澇時間。排澇時間應根據(jù)作物的耐淹能力即耐淹水深和耐淹歷時確定，排澇時間不應超過作物的耐淹歷時，否則作物受澇減產(chǎn)。由同倍比放大取 10 年一遇的時間暴雨量 P=125mm，排澇時間 t=3d。 排 水溝的布置 排水溝一般可分為干、支、斗、農(nóng)四級固定溝道。該田塊控制面積較小，只規(guī)劃到支渠。 布置排水溝的原則為： ① 各級排水溝要布置在各自控制范圍的最低處，以便能排出整個排水地區(qū)的多余水量。 ② 盡可能做到高水高排，低水低排，自排為主，抽排為輔；即使排水區(qū)全部實行抽排，也應根據(jù)地形將其劃分為高、中、低等片，以便分片分級抽排，節(jié)約排水費用和能源。 學生設(shè)計紙 第 25 頁 共 34 頁 ③ 干溝出口應選在承泄區(qū)水位較低和河床穩(wěn)定的地方。 ④ 下級溝道的布置應為上級溝道創(chuàng)造良好的排水條件，使之不發(fā)生壅水。 ⑤ 各級溝道要與灌 溉渠系的布置、土地利用規(guī)劃、道路網(wǎng)、林帶和行政區(qū)劃相結(jié)合。 ⑥ 工程費用小，排水安全及時，便于管理。排水溝還要避開土質(zhì)差的地帶，同時也不給居民區(qū)的交通設(shè)施帶來危害。 ⑦ 在有外水入侵的排水區(qū)或灌區(qū)，應布置截流溝或撇洪溝，將外來地面水和地下水引入排水溝或直接排入承泄區(qū)。 按照以上原則，設(shè)計田塊內(nèi)設(shè)兩條干溝。（布置圖見灌區(qū)規(guī)劃總圖）取干溝一及其支溝作為典型排水溝進行排澇計算。 排 澇模數(shù)的確定 采用平均排除法確定排澇模數(shù)。平均排除法是以排水面積上的設(shè)計凈雨在規(guī)定的排水時間內(nèi)排除的平均排澇流量或平均的排 澇模數(shù)作為設(shè)計排澇流量或排澇模數(shù)的方法。即 Q= 或 q= 對于水田 R=P Eh ?? 田蓄 對于旱田 R=aP 式中 Q— 設(shè)計排澇流量， sm/3 ； q— 設(shè)計排澇模數(shù)， )/( 23 kmsm ? ； F— 排水溝控制的排水面積， km2 ； R— 設(shè)計徑流深， mm； a— 徑流系數(shù)； P— 設(shè)計暴雨量， mm； h 田蓄 — 水田滯蓄水深， mm，由水稻耐淹深度確定； E— 歷時為 t 的水田田間騰發(fā)量， mm； t— 規(guī)定的排澇時間， d，主要根據(jù)作物的允許耐淹歷時確定。對于水田，一般選按 3～ 5 天排除；對于旱地、因耐淹較差，排澇時間應當選得短些，一般取 1～ 3 天。 學生設(shè)計紙 第 26 頁 共 34 頁 如排水區(qū)既有旱地又有水田時，則首先按上式分別計算水田和旱地的排澇模數(shù)，然后按旱地和水田的面積比例加權(quán)平均，即得綜合排澇模數(shù)。 由同倍比放大法得十年一遇的暴雨 p=125mm 取徑流系數(shù) R=aP =*125=100mm q= = 3* )/( 23 kmsm ? 排 水溝橫斷面設(shè)計 排水溝底坡 i 的擬定：排水溝底坡一般等于設(shè)計水位線的坡降。在擬定底坡時，要求與線路所經(jīng)的地面坡度相近，同時要使設(shè)計流速為不沖不淤流速。有排水站的溝道縱坡還要滿足抽水機安裝高程的需要；以排為主，排、引兩用的溝道，如水流方向相反，則底坡宜緩，其方向以排水方向為主：對于結(jié)合滯澇、蓄水、通航的河網(wǎng)溝底有采用平底的。 因為設(shè)計區(qū)內(nèi)地形較斗，典型溝道內(nèi)干溝、支溝采用 1/500。 邊坡系數(shù) m 的擬定：排水溝邊坡系數(shù)主要與溝深和土質(zhì)有關(guān)。由于地下水滲出時的滲透壓力、地面徑流沖刷、 溝內(nèi)滯澇和蓄水時波浪侵蝕等原因，溝坡容易坍塌，所以排水溝邊坡比灌溉渠邊坡為緩。以排水溝邊坡系數(shù)作為參考： 土質(zhì)排水溝邊坡系數(shù) 表 45 土質(zhì) 邊坡系數(shù) 挖深不足 米 挖深 ~3 米 砂土 2. 5 3. 0~ 砂壤土 2 2. 5~3 壤土和粘土 1. 5 2~2. 5 取邊坡系數(shù) m= 排水流量的計算 排水流量是確定各級排水溝道斷面、溝道上建筑物規(guī)模以及分析現(xiàn)有排水設(shè)施排水能力的主要依據(jù)。設(shè)計排水流量分為設(shè)計排澇流量和設(shè)計排漬流量兩種。本次設(shè)計只計算排澇流量，兼顧排 漬。典型田塊控制面積 平方千米。設(shè)一條干溝，六條支溝，各支溝控制面積相等。 表 46 允許不沖流速 土壤類別 允許不沖流速 m/s 淤土 0. 2 重粘壤土 0. 75~ 中粘壤土 0. 65~ 學生設(shè)計紙 第 27 頁 共 34 頁 輕粘壤土 0. 6~ 粗砂土（ d=1~2mm） 0. 6~ 中砂土（ d=） 0. 4~ 細砂土（ d=~） 0. 25 * *100 ??干Q sm/3 * 6/*100 ??支Q sm/ 橫斷面尺寸 計算方法與渠道橫斷面設(shè)計方法相同。 支溝： 各水力參數(shù)列表為 : b h A P R C V Q 0. 12 0. 05 0. 68 0. 07 25. 68 0. 3 0. 015 計算? 符合要求 干溝： 各水力參數(shù)列表為 : b h A P R C V Q 0. 23 0. 18 1. 28 0. 14 28. 82 0. 48 典型排水溝過水斷面尺寸 b h 支溝 0. 25 0. 12 干溝 0. 45 0. 23 根據(jù)排水溝一般規(guī)格表： 表 47 排水溝一般規(guī)格 溝別 間距（米） 排澇防漬溝深（米