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水務監察大隊，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水務監察大隊，烏魯木齊 830039)

分配流量是在渠道流量分段及節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點，結合渠道灌區的實際情況 ,變換渠道公式計算名稱，根據推導的新公式 ,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η本田：

(1)

1.2 分配流量

分配流量是在渠道流量分段及節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η干田，在干渠流量分段計算和干渠節點流量圖中使用；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KQ

設輪灌區灌溉面積為A區，輪灌組灌溉面積為A組。

輪灌渠道流量修正系數：

(3)

1.4 輪灌渠道灌水時間分配系數Kt

設輪灌區灌溉面積為A區，輪灌組灌溉面積為A組。

(4)

2 渠道凈流量的計算方法

2.1 續灌渠道的設計凈流量

續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點位置樁號。

2)輪灌支渠灌溉地塊所屬的鄉、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容是：

1)輪灌區、輪灌組的劃分，并標注各輪灌區、輪灌組的灌溉面積。

2)設計灌水時間：輪灌區灌水時間(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)內容即可。即是：按行政區屬劃分輪灌區，每個輪灌區為一個相對獨立的供水單位，包括數條支渠。在每個輪灌區內，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、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。

設輪灌區灌溉面積為A區，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#輪灌組內的輪灌支渠灌溉面積分別為：A1-1，A1-2，……

在2#輪灌組內的輪灌支渠灌溉面積分別為：A2-1，A2-2，……

設計灌水率為：qs。

1)輪灌區灌溉凈流量：

輪灌區為續灌，灌溉凈流量采用設計灌水率法計算：

Q區凈=qs×A區

(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凈流量：

Q組凈=Q區凈=qs×A區

(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，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，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、農渠的設計凈流量

斗、農渠為田間輪灌渠道，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農凈。

式中：n為一條斗渠中同時灌水的農渠條數，與斗渠控制的條田塊數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：

(10)

(11)

式中：mmax為灌溉制度中最大的灌水定額，m3/hm2；A農為1條農渠的灌溉面積，hm2；t為1條農渠1次持續灌水天數，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)分水渠為續灌支渠，干渠流量分段

干渠給續灌支渠分水時，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干渠流量按輪灌區分段，每個輪灌區渠段流量為本輪灌區灌溉流量及下游各輪灌區灌溉流量之和；②在輪灌區內，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、農渠，干渠流量分段

分水渠道為斗、農渠時，干渠給斗、農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、農渠的分配流量疊加，直到與干渠設計流量相等的分水節點，上游渠段流量不變，下游渠段按干渠給斗、農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、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 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點流量圖，為渠道凈流量的等價計算提出了新的計算依據，為了統一灌溉與排水工程設計要求，提高工程設計質量，保證工程安全，節水節地，合理利用水資源，充分發揮工程效益，大力推廣渠道防滲工程技術很有意義。

[1]賀奇響.渠道流量損失計算[J].農田水利與小水電，1988(05)：78-79.

[2]李明思.灌溉渠道流量調控模型[J].灌溉排水，1996(01)：54-56.

[3]郭永昌,梁菊蓉.渠道流量計算方法初探[J].新疆水利，2009(02)：99-102.

[4]高玉芳,張展羽.求渠道流量的正向遞推水量平衡法[J].中國農村水利水電，2005(11)：54.

[5]王國華.全滴灌區渠道規模計算方法淺析[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的率定[J].新疆水利，2002(04)：2-3.

[8]門寶輝.渠道流量損失及水利用系數公式的探討[J].中國農村水利水電，2000(02)：112-116.

1007-7596(2016)10-0072-03

2016-09-20

肖璐 (1984-)，女，江蘇沭陽人，工程師，研究方向為農田水利。

S274.4

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