灌溉渠道水量损失
由于渠道在输水过程中有水量损失,就出现了净流量Qn、毛流量Qg、损失流量Ql这三种既有联系、又有区别的流量,他们之间的关系是
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渠道的水量损失包括渠道水面蒸发损失、渠床渗漏损失、闸门漏水和渠道退水等。水面蒸发损失一般不足渗漏损失水量的5%,在渠道流量计算中常忽略不计。闸门漏水和渠道退水取决于工程质量和用水管理水平,可以通过加强灌区管理工作予以限制,在计算渠道流量时不予考虑。把渠床渗漏损失水量近似地看作总输水损失水量。渗漏损失水量和渠床土壤性质、地下水埋藏深度和出流条件、渠道输水时间等因素有关。渠道开始输水时,渗漏强度较大,随着输水时间的延长,渗漏强度逐渐减小,最后趋于稳定。在已成灌区的管理运用中,渗漏损失水量应通过实测确定。在灌溉工程规划设计工作中,常用经验公式或经验系数估算输水损失水量。
1.用经验公式估算输水损失水量
常用的经验公式是

式中 σ——每公里渠道输水损失系数;
A——渠床土壤透水系数;
m——渠床土壤透水指数;
Qn——渠道净流量,m3/s。
土壤透水性参数A和m应根据实测资料分析确定,在缺乏实测资料的情况下,可采用表4-1中的数值。
表4-1 土壤透水参数表

渠道输水损失流量按下式计算:
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式中 Ql——渠道输水损失流量,m3/s;
L——渠道长度,km;
σ——意义同前,这里以小数表示;
Qn——渠道净流量,m3/s。
用式(4-3)计算出来的输水损失水量是在不受地下水顶托影响条件下的损失水量。如灌区地下水位较高,渠道渗漏受地下水壅阻影响,实际渗漏水量比计算结果要小。在这种情况下,就要给以上计算结果乘以表4-2所给的修正系数加以修正,即
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式中 Q′l——有地下水顶托影响的渠道损失流量,m3/s;
γ——地下水顶托修正系数;
Ql——自由渗流条件下的渠道损失流量,m3/s。
表4-2 地下水顶托修正系数γ

上述自由渗流或顶托渗流条件下的损失水量都是根据渠床天然土壤透水性计算出来的。如拟采取渠道衬砌护面防渗措施,则应观测研究不同防渗措施的防渗效果,以采取防渗措施后的渗漏损失水量作为确定设计流量的根据。如无试验资料,可给上述计算结果乘以表4-3给出的经验折减系数,即

式中 Q″l——采取防渗措施后的渗漏损失流量,m3/s;(https://www.daowen.com)
β——采取防渗措施后渠床渗漏水量的折减系数;
其余符号意义同意。
2.用经验系数估算输水损失水量
总结已成灌区的水量量测资料,可以得到各条渠道的毛流量和净流量以及灌入农田的有效水量,经分析计算,可以得出以下几个反映水量损失情况的经验系数。
表4-3 渗水量折减系数β

(1)渠道水利用系数。某渠道的净流量与毛流量的比值称为该渠道的渠道水利用系数,用符号ηc表示。
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对任一渠道而言,从水源或上级渠道引入的流量就是它的毛流量,分配给下级各条渠道流量的总和就是它的净流量。
渠道水利用系数反映一条渠道的水量损失情况,或反映同一级渠道水量损失的平均情况。
(2)渠系水利用系数。灌溉渠系的净流量与毛流量的比值称为渠系水利用系数,用符号ηs表示。农渠向田间供水的流量就是灌溉渠系的净流量,干渠或总干渠从水源引水的流量就是渠系的毛流量。渠系水利用系数的数值等于各级渠道水利用系数的乘积。即
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渠系水利用系数反映整个渠系的水量损失情况。它不仅反映出灌区的自然条件和工程技术状况,还反映出灌区的管理工作水平。我国自流灌区的渠系水利用系数见表4-4。提水灌区的渠系水利用系数稍高于自流灌区。
表4-4 我国自流灌区渠系水利用系数

(3)田间水利用系数。田间水利用系数是实际灌入田间的有效水量(对旱作农田,指蓄存在计划湿润层中的灌溉水量;对水稻田,指蓄存在格田内的灌溉水量。)和末级固定渠道(农渠)放出水量的比值,用符号ηf表示。
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式中 A农——农渠的灌溉面积,亩;
mn——净灌水定额,m3/亩;
W农净——农渠供给田间的水量,m3。
田间水利用系数是衡量田间工程状况和灌水技术水平的重要指标。在田间工程完善、灌水技术良好的条件下,旱作农田的田间水利用系数可以达到0.9以上,水稻田的田间水利用系数可以达到0.95以上。
(4)灌溉水利用系数。灌溉水利用系数是实际灌入农田的有效水量和渠首引入水量的比值,用符号η0表示。它是评价渠系工作状况、灌水技术水平和灌区管理水平的综合指标,可按下式计算:
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式中 A——某次灌水全灌区的灌溉面积,亩;
mn——净灌水定额,m3/亩;
Wg——某次灌水渠首引入的总水量,m3。
以上这些经验系数的数值与灌区大小、渠床土质和防渗措施、渠道长度、田间工程状况、灌水技术水平以及管理工作水平等因素有关。在引用别的灌区的经验数据时,应注意这些条件要相近。
选定适当的经验系数之后,就可根据净流量计算相应的毛流量。