渠道流量及流量分段的計算原則和方法

肖 璐

(烏魯木齊市達坂城區(qū)水務監(jiān)察大隊，烏魯木齊 830039)

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渠道流量及流量分段的計算原則和方法

肖 璐

(烏魯木齊市達坂城區(qū)水務監(jiān)察大隊，烏魯木齊 830039)

分配流量是在渠道流量分段及節(jié)點流量圖的分析計算中應用的一個流量概念。在干渠的流量分段計算時，干渠設計流量與下級渠道支渠流量之間要進加、減法運算，按照水量平衡分析的基本概念，水量的加減計算應在同一個計算斷面上進行，不同斷面上的量，不能直接進行計算，應通過折算到同一斷面后方可計算。針對規(guī)范中渠道流量設計計算公式在實際應用中的不足 ,利用分配流量的方法 ,在計算公式的基礎上推導分配流量，使流量折算到同一節(jié)點，結(jié)合渠道灌區(qū)的實際情況 ,變換渠道公式計算名稱，根據(jù)推導的新公式 ,進一步簡單分析、研究了配水渠道流量的計算方法。

渠道流量；流量分段；設計流量；分配流量；凈流量

1 關鍵詞解釋

1.1 設計流量：

設計流量等于灌溉凈流量Q凈除以本級渠道至田間的灌溉水利用系數(shù)η本田：

(1)

1.2 分配流量

分配流量是在渠道流量分段及節(jié)點流量圖的分析計算中應用的一個流量概念。以干渠為例說明分配流量這個概念產(chǎn)生的緣由。在干渠的流量分段計算時，干渠設計流量與下級渠道支渠流量之間要進加、減法運算，按照水量平衡分析的基本概念，水量的加減計算應在同一個計算斷面上進行，不同斷面上的量，不能直接進行計算，應通過折算到同一斷面后方可計算。據(jù)此原理，在干渠流量分段的計算中，參與計算的支渠流量不應采用支渠的設計流量，因為：干渠的設計流量與支渠的設計流量計算斷面不是同一斷面，不能直接進行加減法計算，因此，提出了干渠給支渠的分配流量Q 支配這個概念[1-3]。

現(xiàn)以干渠給支渠的分配流量及支渠的設計流量為例作對比說明。

干渠給支渠的分配流量，計算斷面在干渠的首端，計算方法是支渠的凈流量Q支凈除以干渠至田間的灌溉水利用系數(shù)η干田，在干渠流量分段計算和干渠節(jié)點流量圖中使用；支渠的設計流量計算斷面在支渠首端，計算方法是支渠的凈流量Q支凈除以支渠至田間的灌溉水利用系數(shù)η支田，在支渠的斷面設計中使用。

(2)

1.3 輪灌渠道流量修正系數(shù)KQ

設輪灌區(qū)灌溉面積為A區(qū)，輪灌組灌溉面積為A組。

輪灌渠道流量修正系數(shù)：

(3)

1.4 輪灌渠道灌水時間分配系數(shù)Kt

設輪灌區(qū)灌溉面積為A區(qū)，輪灌組灌溉面積為A組。

(4)

2 渠道凈流量的計算方法

2.1 續(xù)灌渠道的設計凈流量

續(xù)灌渠道的設計凈流量采用設計灌水率法計算：

Q凈=qs×A

(5)

2.2 輪灌支渠的設計凈流量

輪灌渠道設計流量應根據(jù)輪灌工作制度的要求來計算。因此，計算輪灌渠道設計流量應首先擬定輪灌工作制度。

制定輪灌工作制度應具備的基本資料是：

1)輪灌支渠在干渠上的分水節(jié)點位置樁號。

2)輪灌支渠灌溉地塊所屬的鄉(xiāng)、村、隊。

3)輪灌支渠的灌溉面積。

完整的輪灌工作制度應包括的內(nèi)容是：

1)輪灌區(qū)、輪灌組的劃分，并標注各輪灌區(qū)、輪灌組的灌溉面積。

2)設計灌水時間：輪灌區(qū)灌水時間(為一個輪灌周期)，輪灌組灌水時間，輪灌渠道灌水時間。

3)輪灌序次安排。

為了計算輪灌渠道的流量，只需有1)內(nèi)容即可。即是：按行政區(qū)屬劃分輪灌區(qū)，每個輪灌區(qū)為一個相對獨立的供水單位，包括數(shù)條支渠。在每個輪灌區(qū)內(nèi)，按灌溉面積大體相等的原則劃分為兩個輪灌組，每個輪灌組包括一條或一條以上的支渠，并標注各輪灌區(qū)、輪灌組的灌溉面積[4-5]。

輪灌支渠的設計凈流量按輪灌工作制度安排，采用修正灌水率法計算。

設輪灌區(qū)灌溉面積為A區(qū)，劃分為兩個輪灌組。

1#輪灌組灌溉面積為A1組。

2#輪灌組灌溉面積為A2組。

在1#輪灌組內(nèi)的輪灌支渠灌溉面積分別為：A1-1，A1-2，……

在2#輪灌組內(nèi)的輪灌支渠灌溉面積分別為：A2-1，A2-2，……

設計灌水率為：qs。

1)輪灌區(qū)灌溉凈流量：

輪灌區(qū)為續(xù)灌，灌溉凈流量采用設計灌水率法計算：

Q區(qū)凈=qs×A區(qū)

(6)

2)輪灌組灌溉凈流量：

按照輪灌工作制度，輪灌組凈流量等于輪灌區(qū)凈流量：

Q組凈=Q區(qū)凈=qs×A區(qū)

(7)

3)輪灌渠道設計凈流量：

輪灌組灌溉凈流量確定后，在輪灌組內(nèi)輪灌渠道設計凈流量按面積分配。

(8)

則：Q渠凈=KQ×qs×A渠

1#輪灌組內(nèi)，各渠道的設計凈流量：

1-1#支渠：Q1-1渠凈=KQ1×qs×A1-1；

1-2#支渠：Q1-2渠凈=KQ1×qs×A1-2；

……

2#輪灌組內(nèi)，各渠道的設計凈流量：

2-1#支渠：Q2-1渠凈=KQ2×qs×A2-1；

2-2#支渠：Q2-2渠凈=KQ2×qs×A2-2；

……

4)輪灌渠道灌水時間

設輪灌區(qū)灌水時間為1個輪灌周期T(d)。

輪灌組灌水時間按面積比例分配：

(9)

則：t組=Kt×T。

輪灌渠道灌水時間與所在輪灌組相同。

2.3 斗、農(nóng)渠的設計凈流量

斗、農(nóng)渠為田間輪灌渠道，設計凈流量采用最大灌溉流量法計算。

斗渠凈流量：Q斗凈=n×Q農(nóng)凈。

式中：n為一條斗渠中同時灌水的農(nóng)渠條數(shù)，與斗渠控制的條田塊數(shù)N有關：

N=1-4，n=1；N=5-8，n=2；N=9-12；n=3。

K為1條支渠中同時工作的斗渠條數(shù)：

(10)

(11)

式中：mmax為灌溉制度中最大的灌水定額，m3/hm2；A農(nóng)為1條農(nóng)渠的灌溉面積，hm2；t為1條農(nóng)渠1次持續(xù)灌水天數(shù)，通常取t=(1-2)d。

3 渠道流量分段的原則和方法

3.1 干渠流量分段

在干渠上通常給支渠分水，但在有些地方在支渠上直接給斗、農(nóng)渠分水的情況也是存在的。因此，干渠流量分段應分別處理。

1)分水渠為續(xù)灌支渠，干渠流量分段

干渠給續(xù)灌支渠分水時，干渠給支渠的分配流量采用設計灌水率法計算，干渠流量分段的方法是：如從上游向下游逐級計算，干渠首段渠段流量為干渠的設計流量，下游渠段流量按干渠給支渠的分配流量逐級遞減；如從下游向上游逐級計算，每個渠段流量為渠段下游各級節(jié)點干渠給支渠分配流量之和[6]。

2)分水支渠為輪灌渠道，干渠流量分段

分水支渠為輪灌渠道時，干渠給支渠的分配流量按輪灌工作制度，采用修正灌水率法計算，干渠流量分段按兩步進行：①干渠流量按輪灌區(qū)分段，每個輪灌區(qū)渠段流量為本輪灌區(qū)灌溉流量及下游各輪灌區(qū)灌溉流量之和；②在輪灌區(qū)內(nèi)，上游輪灌組渠段流量不變，下游輪灌組渠段，按干渠給支渠的分配流量逐級遞減。

3)分水渠道為斗、農(nóng)渠，干渠流量分段

分水渠道為斗、農(nóng)渠時，干渠給斗、農(nóng)渠的分配流量按最大灌溉流量法計算，干渠流量分段按最大限度滿足灌溉流量要求的原則進行，即：從下游渠道末端向上游，按干渠給斗、農(nóng)渠的分配流量疊加，直到與干渠設計流量相等的分水節(jié)點，上游渠段流量不變，下游渠段按干渠給斗、農(nóng)渠的分配流量逐級遞減。

3.2 支渠流量分段

1)如支渠上斗渠的數(shù)量較多，斗渠控制面積較大時，可按輪灌工作制度，支渠給斗渠的分配流量，采用修正灌水率法計算，支渠流量分段，按輪灌區(qū)、輪灌組的辦法劃分，如干渠流量分段的第二個方法[7]。

2)如支渠上斗渠的控制面積較小時，支渠給斗渠的分配流量，采用最大灌溉流量法計算，支渠流量分段采用最大限度滿足灌溉流量的要求進行。

3)斗渠流量分段：斗渠給農(nóng)渠的分配流量，采用最大灌溉流量法計算。斗渠流量分段采用最大限度滿足灌溉流量要求的原則進行[8]。

4 結(jié) 論

綜上所述，渠道流量推算分為增加了一個渠道分配流量的概念，有利于渠道流量的折算，以便能夠制作出合理的節(jié)點流量圖，為渠道凈流量的等價計算提出了新的計算依據(jù)，為了統(tǒng)一灌溉與排水工程設計要求，提高工程設計質(zhì)量，保證工程安全，節(jié)水節(jié)地，合理利用水資源，充分發(fā)揮工程效益，大力推廣渠道防滲工程技術(shù)很有意義。

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[5]王國華.全滴灌區(qū)渠道規(guī)模計算方法淺析[J].科技信息，2010(30)：45-46.

[6]王晶.渠道流量損失計算探討[J].湖南水利水電，2009(06)：56-58.

[7]張靜,駱光曉.淺談人工渠道流量的測驗和系數(shù)的率定[J].新疆水利，2002(04)：2-3.

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1007-7596(2016)10-0072-03

2016-09-20

肖璐 (1984-)，女，江蘇沭陽人，工程師，研究方向為農(nóng)田水利。

S274.4

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