浅析渠道断面的优化设计.doc

《浅析渠道断面的优化设计.doc》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、浅析渠道断面的优化设计　　摘要：水利灌溉渠道在进行规划设计时，渠道断面的合理设计是非常关键的一个重要问题，它不仅关系到每个水利工程的运行管理以及是否可以合理确立灌溉和排涝设计要求。基于此，本文将结合工程实例着重分析探讨渠道断面的优化设计。　　关键词：水利；渠道断面；设计；管理　　1、水利工程渠道设计原则　　在进行灌溉渠系规划时，要把当地的土地整治，水、田、林、路的规划相结合，扩大灌溉面积，充分利用现有的水土资源，最大限度地实现社会效益和经济效益的完美结合。水利渠道的规划布置大多遵循以下基本设计原则：　　1.1、灌溉渠道在设计时要保证灌溉用水的单位水量能够实现最大效益，也就是说要提高单位水

2、量的灌溉面积与灌溉效果。我们在对其进行需水量计算时应考虑到该地区在项目施工完成后，土地的利用方向，要考虑到水资源本身的平衡，因此，对该地区进行灌区续建和节水改造是十分必要的。　　1.2、综合利用山区的灌溉渠道，结合水电，集中利用落差，开展多种经营，充分利用水土资源。　　1.3、采用干、支渠布置的设计原则。要根据具体地形具体问题具体分析，实际的地形地貌来设计干、支渠的布置方案。　　1.4、充分利用地形条件的原则。一般排水管道布置在低处，与其相对应的灌溉渠道应布置在高处，力求做到自流灌溉、排水，建成灌排水分开，采用各自独立的灌排两套系统，遇到局部洼地或高地，可分别采取小片提灌（排）等措施处理

3、，减少交叉建筑物，避免更多良田被占。　　2、渠道设计要点　　2.1、确定渠道水位高程　　在一般沟渠设计中，水位高程的确定，要先选择参考点，以灌溉区域内的地面高度为基本参考点，然后根据沿途渠道的水流损失来确定水位的高程。　　2.2、渠道纵、横断面的设计　　渠道纵断面设计一般包括：正常水位线，最低水位线，高程线，地面高程线，堤顶高程线，分水口位和建筑物七个部分。具体步骤为：根据渠道平面图不同位置的不同高程，在纵面图上画出高程线。然后在根据水源的位置和上级渠道的所有水位的高程、地面的坡降、不同的分水点的不同要求，按照不同的比降，画出正常的水位线。再画出渠底高程线，然后在根据不同的水深情况画出最

4、低水位线，再画出加大水位线，还有堤顶高程线。在和下一段渠道的相连处，要注意根据不同的高差考虑是否布置跌水和陡坡。如果上一级的渠道向旁侧分水，不但要保证在正常的水流情况下可以向下级配水，而且还要做到在最小水量的时候，也可以向下级引水，因此，要在渠道间修筑节制闸。还要估算水流通过建筑物时的水流损失。　　渠道横断面设计一般包括：根据渠道深度的大小和流量的大小来确定渠道的顶宽，在取得断面大、过水流量大、水压力大的情况下，应当对渠道边坡进行稳定计算，设计时还需要考虑到渠道顶宽能够满足检修要求，针对公路边缘过往机车的重量对渠道边坡的压力影响。在设计渠道深度时，可根据渠道级别和该地区最大流水量按照规范

5、值进行，在渠道正常水位高度设置溢流缺口。很多渠道为保障渠堤稳定满足引水需要，多采用梯形结构，另外还有渠底粗糙率的影响等。　　3、梯形断面渠道优化设计　　灌溉渠道的设计流量和加大流量确定后，根据渠道流量设计渠道的纵横断面。设计流量是确定渠道过水断面尺寸的主要依据。渠道纵横断面设计应除了满足渠道的输水、配水要求外，还应满足渠床稳定条件。　　一般对渠道横断面设计的要求是保证设计断面能够输送设计流量和加大流量，设计的断面渠床稳定，不冲刷，不淤积，不塌坡。对渠道纵断面设计要求是应尽可能保证渠道有足够的水位高度，以满足灌区大部分地区实现自流灌溉。　　渠道纵横断面的设计是互相联系的，在设计实践中应统盘

6、考虑，反复调整，最后确定合理的设计方案。　　渠道横断面尺寸要根据渠道设计流量通过水力计算加以确定。一般梯形渠道设计按明渠均匀流进行水力计算，即在边坡系数m，糙率系数n，渠道底坡i已知的情况下来确定最优的渠道设计水深h和渠道底宽b的过程。明渠均匀流计算基本公式：　　以上各式中：A为梯形过水断面面积，m2；x为湿周；Q为流量，m3/s；h为均匀流水深，m；b为梯形渠道底宽，m；m为梯形断面的边坡系数；n为渠道糙率；i为渠道底坡。　　考虑工程设计及施工要求，各变量还需满足：b、h为非负数；渠道设计平均流速v须在不淤流速Vcd与不冲流速Vcv之间。　　梯形渠道具有占地少、施工简单、运行可靠等优点

7、，是水利工程中应用非常普遍的一种渠槽形式。　　4、水利工程渠道施工管理措施　　4.1、确定质量控制关键点　　渠道工程设计完成后，在正式开始施工前，为了确保施工质量，应当合理确定质控关键点。在渠道施工中，分部工程主要有土石方开挖及回填、浆砌石砌筑、混凝土浇筑等。其中土方开挖要确保测量准确，避免超挖，而回填时则应当确保压实度符合规定要求；浆砌石砌筑要确保材料的质量和砂浆比准确，砌筑完成后要保证外观质量；混凝土浇筑要确保振捣密实，不过振、