渠道纵横断面设计原理

一、渠道纵横断面设计原理

灌溉渠道一般都是正坡明渠。在渠首进水口和第一个分水口之间或在相邻两个分水口之间,如果忽略蒸发和渗漏损失,渠段内的流量是个常数。为了水流平顺和施工方便,在一个渠段内要采用同一个过水断面和同一个比降,渠床表面要具有相同的糙率。因此,渠道水深、过水断面面积和平均流速也就沿程不变。这就表明渠中水流在重力作用下运动,重力沿流动方向的分量与渠床的阻力平衡。这种水流状态称为明渠均匀流。在渠道建筑物附近,因阻力变化,水流不能保持均匀流状态,但影响范围很小,其影响结果在局部水头损失中考虑。因此,灌溉渠道可以按明渠均匀流公式设计。

明渠均匀流的基本公式是

图示

式中 V——渠道平均流速,m/s;

C——谢才系数,m0.5/s;

R——水力半径,m;

i——渠底比降。(https://www.daowen.com)

谢才系数常用曼宁公式计算:

图示

式中 n——渠床糙率系数。

图示

式中 Q——渠道设计流量,m3/s;

A——渠道过水断面面积,m2。