灌溉渠道的水流衔接

发表日期:2005-01-24 浏览人数: 作者:幸福水库 来源:水利工程网  评论

丘陵地区的灌溉渠道从水库中取水,把水引到灌区的末端。渠道将穿过不少的山,跨过不少非跨不可的溪河。由于水流的穿行及沿途放水灌溉,随着灌面的减少,渠道又分为若干流量段。加之,隧洞、暗渠、渡槽、节制闸等各种渠系建筑物又把渠道分为若干段。由于渠道的频繁变化,渠道内水流是否平稳、均匀,渠道变化处是否淤积,能否达到设计过水能力,关键的问题就是渠道的水流衔接问题。下面就渠道的水流衔接谈点自己的作法和收到的实际效果。

 一、问题的提出

  幸福水库灌区,先后建成灌溉渠道几十条。最早的渠道设计,只是按照常规的设计方法。明渠设计算出明渠水深,隧洞设计算出隧洞水深,渡槽设计算出渡槽水深,节制闸的布置位置也没有结合隧洞、渡槽而布置,只计算出过闸水深然后各段计算出进口损失推算出水面线,而两个建筑物之间短距离明渠的比降也没有很好的研究,推算出各建筑物进出口的水位高程后,减去水深即为渠底高程,施工也就按其渠底高程进行控制。渠道建成后,由于隧洞、渡槽的比降远大于明渠的比降,故隧洞渡槽的水深较明渠小20-40CM这样明渠与隧洞、渡槽进口处,因隧洞、渡槽底板抬高而使水流衔接不太理想,每次运行停水后,明渠与隧洞、渡槽进口处因有存水和淤沙而减少过水能力,由于此处为缓坡衔接,水流流态也不太好,波动较大。为了解决以上的问题,在幸福水库灌区配套渠道的设计中,我结合已建成渠道的管理进行了深入细致的研究,在原设计方法的基础上提出了自己意见。

二、合理的渠道水流衔接

  为了保证一条渠道从头至尾水流顺畅、平稳,没有大的波动,因此,在推算水位时必须做到:水面线和渠底线都要顺坡衔接,渐变段要有足够的长度。从明渠到隧洞、渡槽,从缓流到急流才能平稳过渡,其具体做法是:先计算隧洞的过水断面,即利用CASIOFX—5000F计算器,采用自编程序(任意园心角均可使用)R=0.5B/sin(0.5θ):φ=2COS-1(1-F/R):W=BK+0.5R2(πθ/180-sinθ)-0.5R2(πφ/180-sinφ):X=B+2K+πRθ/180-πRφ/180:r=W/X:C=6x  r/N:Q=WC  (rI):V=Q/W:H=K+R-F-RCOS(θ/2)(各物理意义详图一)。计算出隧洞水深H,流速V后再利用自编明渠水力学计算程序:

W=H(B+MH):X=B+2 (H2+(HM)2):R=W/X:C=6x R/N:Q=WC (RI):V=Q/W(各物理意义详图二)。

  计算出明渠的水深H,流速V,再利用能量公式或宽顶堰公式计算出进口水头损失,把进口水头损失与隧洞水深相加,如等于明渠水深认为明渠隧洞水深设计合理。如差的较多可调整明渠的底宽,使之接近,对于明渠与渡槽进口水流的衔接就达不到明渠与隧洞的水流衔接效果,只好采用较长的渐变段使之流态相对较好,并在明渠未端设排水洞,以便放水清淤。另外对节制闸的设置尽量设在隧洞或流槽的进口,减少过闸水头损失,对于两建筑物之间较短的明渠即在100米以下尽量按相邻的建筑物比降采用,其断面型式也尽量相近,以减少水流的变化。按照以上推求水面线求出的顺坡,渠底高程修建的渠道,既满足了停水后渠内不存水的要求,又满足了水流顺畅,流态平稳。管理起来是非常方便的。

三、收到的效果

  由于在幸福水库灌区的渠系配套建设过程中不断的总结经验、教训,不断的收集已建渠道在运行中存在的问题,为渠道安全可靠及使用方便不断的深化设计,研究丘陵地区渠道窄深式以减少工程量及投资,渠道底板顺坡连接等问题,经实践收到了淤积少、水流畅顺、平稳的好效果。如幸福水库已建成的南支一支渠、萝卜山支渠、樊家坪支渠、木樨庵支渠、邓家花园支渠、南尾支渠、新生支渠等均收到了水流畅,无波动、淤积少的好效果,即达到了设计流量,减轻了灌区人民清淤的负担,又满足了灌区灌溉的需要,得了管理单位,灌区群众的好评和满意。

 

[责任编辑:yeguiren]

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