西藏大学农牧学院2012届农业水利工程本科班毕业设计
第四章 渠道纵横断面设计
第一节 渠道横断面设计
一、干渠横断面设计
（一）干渠横断面设计内容
渠道一般用梯形断面，在本设计中就是采用梯形断面。设计的尺寸有底宽、水深、边坡、堤顶宽度和超高等项。
堤顶宽度和超高
堤顶宽度主要决定于交通的要求，超高是指堤顶高出渠内最高水位的高度，目的是防止渠水在波动和其他特殊情况下漫溢堤顶，保证安全。它们的尺寸主要和渠道流量有关，在本设计中，安全超高按：按：
h超?1/4hj?0.2计算；堤顶宽度
D宽?hj?0.3计算，
hj为加大流量的加大水深。
二、边坡系数、比降及造率
土质渠道防止岸边坍塌，横断面都应有一定的边坡，但边坡太大占地多，土方量大，需要确定一边坡系数，边坡系数m主要决定于土质，灌区内土壤主要为砂壤土，故m取值为1.5。在设计中，渠底比降i取为1/4000。干渠护面类型定为干砌石护面，砌工按良好计，则造率n取值为0.025。
三、底宽和水深
这是横断面设计中的主要项目，设计时一般是在已定流量Q，比降i，造率n和边坡系数m情况下，在底宽b和水深h中，根据实际情况或规定计算。
在本设计中，干渠过水断面采用经济实用断面。 OA段断面设计
（一）计算设计过水断面 i=1/4000；
n=0.025；
m=1.5
1 拟定偏离系数α=1.02；
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5/24?????(??1)=0.75 2
22???/?(21?m)?m=2.22 3 宽深比
22/35/33/8h?[Qn(??21?m)/(??m)?i]4 =1.91 (m)
5 b?h?=1.91×2.22=4.24(m) （二） 水力计算 取 b=4.3（m）
h=1.91（m） 进行试算， 则有：
A?(b?mh)h=13.59 (㎡)
P?b?2h1?m2=11.15 (m)
R?A/P=1.22 C?1/n?R1/6=41.35
（三） 渠道输水流量：
Q?ACRi=9.81 （m3/s）
（四） 校核流量：
Q?Q计/Q=0.014<0.05 满足设计要求。
（五） 不冲不淤流速 1不冲流速
vCS?KQ0.1=0.78 （m/s） (K=0.65)
2 不淤流速
vcd?C0R=0.22 （m/s） (C0=0.2)
（六）校核流速
vd?Q/A=0.73 （m/s）
满足流速校核条件。
vcd?vd?vcs所以，OA段过水断面尺寸为：b=4.3（m），h=1.91（m）。
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同方法可求出干渠其他各段设计流量时过水断面尺寸和加大流量时的过水断面尺寸，见下表5-1，5-2：
表5-1 干渠设计水力要素
段别 OA AB BC CD DE EF FG
h
1.91 1.76 1.6
Q
9.95 7.89
A
13.59 11.51
P
11.15 10.25
R
1.22 1.1
C
41.35 40.8
Q计
9.8
Q?Q计/Q
b vcs ccd vd
4.
0.78 0.76 0.75 0.73 0.71 0.68 0.64
0.22 0.21 0.21 0.20 0.19 0.17 0.15
0.73 0.69 0.65 0.62 0.58 0.52 0.44
0.01
1 7.8
0.004
6 6.5
40.3 5
5.4
8.8
4 1.36 1.18 0.93
8 3.9
6.85 6 2.6
5.16 6.85 9 1.4
3.25 5.45 4
0.6 36.7
6
5
7.9
7 0.7
38.1
9 1.4
0.014
2
8.95
8 0.8
39.1
5 2.6
0
2 4.
6
3.9
0.003
2 4.
0.9
39.8
5.5
0.004
2 4.
9
0.002
2 4.2 4.2 4.
2 1.0
6.6 10.1 9.61 5 1.5
表5-2 干渠加大流量水力要素
段别
Qj
h A P R C
Q计
Q?Q计/Q
h超
D宽
h末
OA 11.94 2.1 15.52 11.81 1.31 41.85 11.75 AB BC CD DE EF FG
9.47 1.9 12.83 10.75 1.19 41.28 9.13 7.92 1.8 11.45 10.15 1.13 40.82 7.86 6.58 1.7 10.12 9.53 1.06 40.4 4.75 1.5 7.88 3.2 1.73
1.3 5.92 1
3.6
8.41 0.94 39.6 7.29 0.81 38.6 5.71 0.63
37
6.66 4.78 3.25 1.67
0.02 0.04 0.01 0.01 0.01 0.02 0.03
0.73 2.4 2.67 0.68 2.2 2.58 0.65 2.1 2.45 0.63 2.0 2.33 0.58 1.8 1.08 0.53 1.6 1.83 0.45 1.3 1.45
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二、支渠横断面设计
在本设计中，支渠过水断面仍采用经济实用断面，现选取六支渠为特型支渠进行设计：
四支渠分段及控灌面积表见下表5-3：
表5-3 四支渠分段及控灌面积表
段别 长度（Km） 控灌面积（万亩） 设计流量（立方米/
1.16
秒）
0.887
0.755 0.615 0.477 0.344 0.22
0.127
Fa 0.2 0.25
ab 0.8 0.2
bc 0.8 0.2
cd 0.8 0.2
de 0.8 0.2
ef 0.8 0.2
fg 0.8 0.2
gh 0.8 0.15
1．FA段断面设计 （1） 计算设计过水断面 i=1/4000 n=0.025 m=1.5
???5/2??(?4?1)=0.75
22???/?(21?m)?m=2.22 宽深比
h?[Qn(??21?m2)2/3/(??m)5/3?i]3/8=0.86 (m) b?h?=1.90(m)
（2） 水力计算
A?(b?mh)h=2.74 （m2）
P?b?2h1?m2=5.0 （m） b?h?=0.55
C?1/n?R1/6=36.2
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（3）渠道输水流量
Q?ACRi=1.16 （m3/s）
（4）不冲不淤流速 不冲流速：
0.1v?KQCS =0.63 （m/s）
不淤流速：
vcd?C0R=0.15 （m/s） （5） 流速校核
vd?Q/A=0.42（m/s）
vcd?vd?vcs 满足流速校核条件。 同方法可计算出四支渠其他各段过水断面尺寸，见下表5-4： 表5-4 四支渠设计水力要素
段别
Fa 0.86 1.9 Ab 0.78 1.7
1.16
2.74 5.0
0.55 36.2
1.16
0
0.42 0.63 0.15
h
b
Q
A P R C
Q计 Q校
vd
vcs
vcd
0.887 2.24 4.48 0.5 35.63 0.89 0.003 0.40 0.61 0.14
Bc 0.73 1.62 0.755 1.98 4.2 Cd 0.68 1.5 Be 0.6
1.4
0.47 35.26 0.757 0.003 0.38 0.60 0.14
0.615 0
0.36 0.59 0.13
0.615 1.71 3.95 0.43 34.7
0.477 1.38 3.56 0.39 34.18 0.465 0.025 0.35 0.58 0.12 0.344 1.09 3.15 0.35 33.57 0.342 0.006 0.32 0.56 0.12 0.22
0.78 2.66 0.29 32.53 0.216 0.018 0.28 0.53 0.11
0.25 0.50 0.10
Ef 0.54 1.2 Fg 0.46 1
Gh 0.37 0.83 0.127 0.51 2.16 0.24 31.52 0.125 0.02
四支渠加大流量水力要素见表5-5：
表5-5 四支渠加大流量水力要素
段别
hj
Aj
Pj
Rj
Cj
Q计
vd
vcs
vcd
h超
D宽
Q校 h末
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