農(nóng)田水利中斗渠設(shè)計流量與橫斷面形式確定的研究

魏長磊

【摘要】隨著農(nóng)田水利工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，斗渠作為農(nóng)田水利工程中的重要部分，其重要性也越來越高。本文結(jié)合實際工程案例，對農(nóng)田水利中斗渠的設(shè)計流量計算與橫斷面形式確定進(jìn)行了研究與分析。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)田水利工程；斗渠設(shè)計流量；橫斷面形式

在農(nóng)田水利工程要求不斷的今天，想要滿足農(nóng)業(yè)灌溉的需求，必須對斗渠設(shè)計進(jìn)行更加嚴(yán)格的要求，而設(shè)計流量與橫斷面形式作為斗渠設(shè)計的前提條件，其在設(shè)計過程中的計算與確定更是水利工程建設(shè)的重中之重。

一、農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計中斗渠設(shè)計流量的計算

在農(nóng)田水利工程的規(guī)劃設(shè)計中，影響斗渠設(shè)計流量的因素有很多，如農(nóng)作物的灌溉制度、種植面積、各類農(nóng)作物的種植比例等等，這些因素的變化都能夠?qū)Χ非脑O(shè)計流量造成一定的影響，因此對于斗渠設(shè)計流量的計算也必須對這些因素考慮，做好各類因素的數(shù)據(jù)調(diào)查、收集工作，從而為計算提供準(zhǔn)確、詳細(xì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在實際設(shè)計工作中，想要得到明確的斗渠設(shè)計流量，首先要確定灌溉區(qū)域內(nèi)的灌溉水有效利用系數(shù)以及灌水率，之后再通過相關(guān)公式得出準(zhǔn)確的斗渠設(shè)計流量，以提高農(nóng)田水利工程渠道規(guī)劃設(shè)計的合理性。

灌水率是指灌溉區(qū)域內(nèi)單位灌溉面積上所需灌溉的凈流量，這一數(shù)據(jù)的計算需要明確作物灌溉制度、農(nóng)作物種植比例以及灌溉的持續(xù)時間。這里以某地區(qū)水利工程設(shè)計為例，該地區(qū)主要種植的農(nóng)作物有玉米、春小麥、棉花等作物，其中玉米的種植比例為6.9%，春小麥的種植比例為50.6%，而棉花的種植比例33.5，其他各類農(nóng)作物的種植比例為9.0%，三種主要農(nóng)作物的灌溉持續(xù)時間均為播種前16天以及播種后農(nóng)作物生長期內(nèi)11天。此外根據(jù)對各類農(nóng)作物灌溉制度的分析，可以確定農(nóng)作物的灌溉定額，其中春小麥和玉米每667m2所需的水量為300m3，而，棉花每6672所需的水量則為310m2。由此可根據(jù)灌水率公式Q=αm/8.64得出每種農(nóng)作物的灌水率，在這一公式中Q表示農(nóng)作物的灌水率，α表示灌水定額，而T 則表示灌溉的持續(xù)時間。最終得出的灌水率如下圖。

灌溉水有效利用系數(shù)是指在灌溉區(qū)域內(nèi)，單位灌溉面積在去除深層滲漏等流失水量后的實際有效利用水量與渠道總輸水量之比，由于水利工程的渠道分為襯砌渠道與未襯砌渠道兩種，而兩種渠道的水量流失情況又有所不同，因此在計算灌溉水有效利用系數(shù)時需要區(qū)別開來進(jìn)行分別計算各自的單位長度渠道水量損失率。同時想要確定這一數(shù)據(jù)，需要先明確土壤的透水性、渠道凈流量等數(shù)據(jù)。此外很多渠道由襯砌渠道與未襯砌渠道共同組成，因此還需確定襯砌渠道長度。其中襯砌渠道的單位長度內(nèi)渠道水量損失率計算公式為O=K/Qm，而未襯砌渠道的單位長度內(nèi)渠道水量損失率計算公式為O1=E1O，在公式中，單位長度內(nèi)渠道水量損失率為O、O1，而Q為渠道凈流量，K為土壤透水性系數(shù)、m為土壤透水性指數(shù)。而在得到灌水率與灌溉水有效利用系數(shù)后，則可根據(jù)公式V=Q·A/O，其中O為灌溉水有效利用系數(shù)，Q為灌水率，A為渠道控制區(qū)域內(nèi)的灌溉面積。在確定應(yīng)設(shè)計流量后，還應(yīng)參照渠道設(shè)計的相關(guān)規(guī)范，根據(jù)實際情況確定是否需要加大流量。

二、農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計中橫斷面形式的確定

（一）橫斷面形式的選擇

在農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計中，斗渠橫斷面的形式一般以U型橫斷面與梯型橫斷面兩種最為常見，此外還有矩形、拋物線形斷面、圓形斷面、復(fù)式斷面等多種形式，但適用范圍相對較小，如復(fù)式斷面適用于流量較大的渠道中。在U型與梯形兩種斷面形式中，梯形斷面的占地面積較小、施工工藝與流程比較簡單，可靠性也比較高，因此最為常見。而U型斷面則具有渠道水損失率低、穩(wěn)定性與耐久性好、運送能力較強等優(yōu)勢，能夠防止地基破壞、泥沙淤積等情況的發(fā)生。在具體的渠道設(shè)計中，可根據(jù)實際需求與當(dāng)?shù)貙嶋H情況進(jìn)行具體選擇。

（二）斗渠的布置

斗渠的布置需要根據(jù)支渠的具體布置情況而定，同時在不同的地形內(nèi)也有著不同的布置形式。首先，在平原地區(qū)內(nèi)，斗渠應(yīng)最好垂直于支渠，而各支渠同樣也需要布置成互相垂直的渠道。其次在丘陵地區(qū)中，渠道周圍區(qū)域的地面天然坡度一般在1/10～1/200之間，若支渠與等高線平行，且坡面較長時，斗渠可垂直等高線布置，或是在斗渠上直接開設(shè)臨時的順渠。而如果支渠一側(cè)或兩側(cè)為窄長的斜坡時，則可以平行于支渠布置。最后在原、坡結(jié)合的地區(qū)內(nèi)，由于地勢情況比較復(fù)雜，因此斗渠的布置大多數(shù)都需要堅持垂直等高線的原則。

（三）渠道系統(tǒng)的布置

通常情況下，渠道灌溉系統(tǒng)都會由輸水渠道、田間工程、渠系建筑物以及排水系統(tǒng)四部分構(gòu)成。渠道系統(tǒng)的布置不僅要符合灌區(qū)總體設(shè)計和灌溉標(biāo)準(zhǔn)要求，同時還要將各級渠道布置在各自控制范圍內(nèi)較高地帶，以實現(xiàn)灌溉面積的最大化。同時，支渠間的距離應(yīng)在3KM為宜，渠道的布置路線不僅要考慮等高線，同時也要與道路相結(jié)合。此外，還要做好泵站的規(guī)劃工作以及對田間工程中各項設(shè)備的充分利用。

結(jié)束語：

總而言之，在農(nóng)田水利工程的規(guī)劃設(shè)計中，選擇合適的橫斷面形式，計算出準(zhǔn)確的斗渠流量都是十分重要的，想要提高水利工程的穩(wěn)定性與功能性，設(shè)計過程中還需對此給予充分的重視。

參考文獻(xiàn)：

[1]周富強.農(nóng)田水利中斗渠設(shè)計流量與橫斷面形式確定分析[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2015，23（05）：62-63+94.

[2]何偉華.新疆斗渠設(shè)計流量及橫斷面型式的探討[J].黑龍江科技信息，2011，（08）：291.