溉的工程系统，包括渠首工程、输配水工程和田间工程三大部分。

2.灌排相间和灌排相邻的特点 （三）灌溉渠道和排水沟道的配合

? 灌排相间

地形平坦或有微地形起伏的地区，宜把灌溉渠道和排水沟道交错布置，沟、渠都是两侧控制，工程量较省。

? 灌排相邻

在地面向一侧倾斜的地区，渠道只能向一侧灌水，排水沟也只能接纳一边的径流，灌溉渠道和排水沟道只能并行，上灌下排，互相配合。 3.节制闸的应用情况及位置

节制闸：垂直于渠道中心线布置，其作用是控制渠道水位或流量。 下列情况需要设置节制闸：

①在上级渠水位不能保证下级渠正常引水时，需在上级渠建节制闸抬高水位，保证下级渠引水。②实行轮灌时，在轮灌组分界处需设节制闸。③在重要建筑物或险工渠段前需联合修建节制闸和泄水闸，以防止漫溢，保证建筑物和渠道的安全。 4.区别几种交叉建筑物的使用条件

常见的交叉建筑物有：隧洞、渡槽、倒虹吸、涵洞、桥梁等。

隧洞 当渠道遇到山岗时，或因石质坚硬，或因开挖工程量过大，往往不能采用深挖方渠道，如沿等高线绕行，渠道线路又过长，工程量仍然较大，而且增加了水头损失。在这种情况下，可选择山岗单薄的地方凿洞而过。

倒虹吸 渠道穿过河沟、道路时，如果渠道水位高出河沟洪水位，但渠底高程却低于河沟洪水位时；或渠底高程虽高于路面，但净空不能满足交通要求时，就要用压力管道代替渠道，从河沟、道路下面通过，压力管道的轴线向下弯曲，形似倒虹。

渡槽 渠道穿过河沟、道路时，如果渠底高于河沟最高洪水位或渠底高于路面的净空大于行驶车辆要求的安全高度时，可架设渡槽；渠道穿越洼地时，如采用高填方渠道工程量太大，也可采用渡槽。

涵洞 渠道与道路相交，渠道水位低于路面，而且流量较小时，常在路面下面埋设平直的管道，叫做涵洞。

桥梁 渠道与道路相交，渠道水位低于路面，而且流量较大，水面较宽时，要在渠道上修建桥梁，满足交通要求。

5.区别跌水和陡坡

当渠道经过坡度较大的地段时，为防止渠道冲刷，保持渠道的设计比降，就把渠道分成上、下两段，中间用衔接建筑物联结，常见的衔接建筑物有跌水或陡坡。 （1）跌水：水位落差小于３ｍ时，宜建跌水。 （2）陡坡：水位落差大于３ｍ时，宜建陡坡。 6.三个特征流量的定义、计算公式及作用

1设计流量

在灌溉设计标准条件下，为满足灌溉用水要 求，需要渠道输送的最大流量。 设计净流量＝设计灌水率×控制灌溉面积

设计流量＝设计毛流量＝设计净流量＋输水损失＋田间损失 设计流量是设计渠道断面和渠系建筑物尺寸的主要依据。

最小流量

在灌溉设计标准条件下，渠道工作过程中输送的最小流量。 最小流量＝灌水率图上最小灌水率对应的流量

最小流量用于校核对下一级渠道的水位控制要求；确定是否需要修建节制闸，及修建位置。

加大流量

考虑到在灌溉工程运行过程中可能出现一些难以准确估计的附加流量，把设计流量适当放大后得到的安全流量。它是设计渠堤堤顶高程的依据。 a渠道最小流量的计算

以修正灌水模数图上的最小灌水率值作为计算渠道最小流量的依据，计算方法步骤和设计流量的计算方法相同。

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对于同一条渠道，其设计流量（Q设）与最小流量（Q最小）相差不要过大，否则用水过程中，有可能因水位不够而造成引水困难。 b渠道加大流量的计算

加大流量是确定渠道断面深度和堤顶高程的依据。

注：轮灌渠道不考虑加大流量。 7．大中型灌区各级渠道设计流量的推算

8．渠底比降、渠床造位系数、边坡系数三者的选择对断面设计的影响 1）渠底比降

在坡度均一的渠段内，两端渠底高差和渠段长度的比值称为渠底比降。选择要求： （1）为了减少工程量，应尽可能选用和地面坡度相近的渠底比降。 （2）一般随着设计流量的逐级减小，渠底比降应逐级增大。

（3）干渠及较大支渠的上、下游流量相差很大时，可采用不同的比降，上游平缓，下游较陡。 2）边坡系数： 渠道的边坡系数m 是渠道边坡倾斜程度的指标，其值等于边坡在水平方向的投影长

度和在垂直方向投影长度的比值。 m 值的大小关系到渠坡的稳定，要根据渠床土壤质地和渠道深度等条件选择适宜的数值。大型渠道的边坡系数应通过土工试验和稳定分析确定；中小型渠道的边坡系数根据经验选定

3）渠床糙率系数：渠床糙率系数 n 是反映渠床粗糙程度的技术参数。如果n 值选得大，设计的渠

道断面就偏大，不仅增加了工程量，而且会因实际水位低于设计水位而影响下级渠道的进水；如果n 值取得小，设计的渠道断面就偏小，输水能力不足，影响灌溉用水。

9.灌溉渠道纵断面图的绘制步骤 （1）绘地面高程线

在方格纸上建立直角坐标系，横坐标表示桩号，纵坐标表示高程。根据渠道中心线的桩号和地面高程按一定的比例，点绘出地面高程线。 （2）标绘分水口和建筑物的位置

在地面高程线的上方，用不同符号标出各分水口和建筑物的位置。 （3）绘渠道设计水位线

初选渠道的设计比降，绘出渠道的设计水位线。

注：横断面设计在先，则绘制纵断面图时所确定的渠道设计比降应和横断面水力计算时所用的渠道比降一致，如二者相差较大，应以纵断面图上的设计比降为准，重新设计横断面尺寸。 （4）绘渠底高程线

在渠道设计水位线以下，以渠道设计水深为间距，画设计水位线的平行线，该线就是渠底高程线。

（5）绘制渠道最小水位线

从渠底线向上，以渠道最小水深为间距，画渠底线的平行线。 （6）绘堤顶高程线

从渠底线向上，以加大水深与安全超高之和为间距，作渠底线的平行线，此即渠道的堤顶线。 （7）标注桩号和高程

在渠道纵断面的下方画一表格，把分水口和建筑物所在位置的桩号、地面高程线突变处的桩号和高程、设计水位线和渠底高程线突变处的桩号和高程以及相应的最低水位和堤顶高程，标注在表格内相应的位置上

注：1、桩号和高程必须写在表示该点位置的竖线的左侧，并应侧向写出；

2、在高程突变处，要在竖线左、右两侧分别写出高、低两个高程。

（8）标注渠道比降

在标注桩号和高程的表格底部，标出各渠段的比降。 纵断面图的绘制步骤： （1）绘制地面高程线； （2）绘出日常水位线；

（3）绘出沟底高程线（日常水位-日常水深）； （4）绘出最高水位线（沟底高程+排涝水深）；

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若该排涝水位线高于设计排涝水位线，则应修正设计。 （5）若干沟出口段有筑堤束水，则应绘出堤顶高程线；

（6）标出各桩号点的地面高程、最高水位、日常水位、沟底高程、挖方深度和沟底比降等。

4.设计流量计算

例 某灌区灌溉面积A=3.17万亩，灌区有一条干渠，长5.7km，下设三条支渠，各支渠的长度及灌溉面积见表8-5 。全灌区土壤、水文地质等自然条件和作物种植情况相近，第三支渠灌溉面积适中，可作为典型支渠，该支渠下有六条斗渠，斗渠间距800m，长1800m。每条斗渠有10条农渠，农渠间距200m，长800m。干、支渠实行续灌，斗、农渠实行轮灌。渠线布置及轮灌组划分情况见图8-20。该灌区位于我国南方，实行稻麦轮作，因降雨较多，麦子一般不需要灌溉，主要灌溉作物是水稻，设计灌水模数q设＝0.8m3/（s·万亩）灌区土壤为中粘土壤。试推求干、支渠道的设计流量。

解：1、推求典型支渠（三支渠）及其所属斗、农渠的设计流量 （1）计算农渠的设计流量 三支渠的田间净流量为：

因为斗、农渠分两组轮灌，同时工作的斗渠有3条，同时工作的农渠有5条，所以，农渠的田间净流量为：

取田间水利用系数为0.95，则农渠的净流量为：

灌区土壤属中粘土壤，查表得相应的土壤透水性参数：A＝1.9，m=0.4。据此可计算农渠每公里输水损失系数：

农渠的毛流量或设计流量为：

（2）计算斗渠的设计流量

因为一条斗渠内同时工作的农渠有5条，所以，斗渠的净流量等于5条农渠的毛流量之和：

农渠分两组轮灌，各组要求斗渠供给的净流量相等。但是，第Ⅱ轮灌组距斗渠进水口较远，输水损失水量较多，据此求得的毛流量较大，因此，以第Ⅱ轮灌组灌水时需要的斗渠毛流量作为斗渠的设计流量。

斗渠的平均工作长度L斗＝1.4km。 斗渠每公里输水损失系数为：

斗渠的毛流量或设计流量为：

（3）计算三支渠的设计流量

斗渠也是分两组轮灌，以第Ⅱ轮灌组需要的支渠毛流量作为支渠的设计流量。 支渠的平均工作长度L支＝3.2km。

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支渠的净流量为：

支渠每公里输水损失系数为：

支渠的毛流量或设计流量为：

2、计算三支渠的灌溉水利用系数

3、计算一、二支渠的设计流量

（1）计算一、二支渠的田间净流量

（2）计算一、二支渠的设计流量

以典型支渠（三支渠）的灌溉水利用系数作为扩大指标，用来计算其他支渠的设计流量。

4、推求干渠各段的设计流量 （1）BC段的设计流量

（2）AB段的设计流量

（3）OA段的设计流量

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