内容发布更新时间 : 2024/11/19 5:57:33星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
灌区水位取自河流。图上所示河流各个断面间的距离皆为1km。该河流在10号断面以上蜿蜒于山区，河道水面比降为1:1000，两岸皆为高山，渠道只能沿河岸边布置，无其它线路可行。在10号断面以下，进入山麓平原，河道水面比降为1:2500。沿河地质条件无大差异，各处皆可选作坝址。
设计年10号断面处河流最小流量和灌区逐月用水量，见表7-1。
表7-1 河流来水流量和灌区用水量表 月份 河流最小流量 灌区用水流量 1 0 2 0 3 12 4 15 5 15 6 28 7 23 0 8 18 0 9 16 10 12 11 12 12 4 0 3.5 13 3.5 4.5 4.5 4.5 4.5 2.0 1.5
在10号断面处，当河流流量为l2m3/s时，水位高程为海拔141.0m。
根据灌区土质及水源含沙情况，干渠比降选在1:2000至1:10000范围内渠床皆不发生冲刷和淤积现象。
要求：根据上述资料，在流量分析及水位分析的基础上，选择渠首位置及型式，计算A点以上干渠的长度。如选择有坝取水方式，要求确定拦河坝的壅水高度；如选择抽水取水方式，要求确定抽水扬程。于渠渠首进水闸的水头损失可按0.2m计算，干渠沿线可按无交叉建筑物考虑，不计集中的水位落差。此题为粗略计算，不要求考虑其他细节。 解：
1．流量分析
根据本题所给出的“设计年灌区逐月用水量及10号断面处河流最小流量值，已知河流各月的最小流量皆大于灌区用水流量。因此，不需对河流流量进行调节即可满足灌溉用水要求，故排除了选择有库取水枢纽的必要性。 2．水位分析
在灌溉季节河流最小流量为l2m3/s时，10号断面处河流的水位高程为141.0m，在1~10号断面间河流比降为1/1000，据此可推算出各断面处的水位高程，见表7-2。 表7-2 河流水位高程推算表（10号断面以上） 断面号 水位(m) 1 150 2 149 3 148 4 147 5 146 6 145 7 144 8 143 9 142 10 141
10号断面以下河流比降为1/2500，据此可推算出10～13号断面处的水位高程，见表7-3。 表7-3 河流水位高程推算表（10号断可以下） 断面标号 10 11 12 13 水位(m) 141.0 140.6 140.2 138.2
由表中看出在10号断面以下，不宜选作渠首位置。
灌区最高点为A，在A处于渠水位为海拔144m时才能自流灌溉全灌区。初选引水干渠比降为1/2000、1/5000、1/8000及1/10000四个方案。引水干渠终点为A，沿河道布置。如渠首选在10号断面上游，则可按干渠要求推算出1~10号断面处的水位高程，见表7-4。
表7-4 各断面处于渠要求的水位 （单位：m） 干渠比降 1/2000 1/5000 1/8000 1/10000 断面号 1 148.5 145.8 145.1 144.0 2 148.0 145.6 145.0 144.8 3 147.5 145.4 144.9 144.7 4 147.0 145.2 144.8 144.6 5 146.5 145.0 144.6 144.5 6 146.0 144.8 144.5 144.5 7 145.5 144.6 144.4 144.3 8 145.0 144.4 144.2 144.2 9 144.5 144.2 144.1 144.1 10 144.0 144.0 144.0 144.0 3．渠首位置与型式选择
(1)无坝取水枢纽：从河床地形来看，在于渠沿河而行的左岸，便于利用横向环流作用以取水防沙，可以选作无坝取水枢纽位置的凹岸，但只有3、4、6、8、10号断面可选用，其他皆不适宜。
从水位控制来看，只有在河流水位高于干渠要求水位之处才有可能选作渠首位置。现考虑渠首进水闸水头损失为0.2m，如干渠比降为1/2000，则渠首位置必须选在3号断面处，如干渠比降为1/5000，1/8000及1/10000三种方案，则渠首位置可选在6号断面处。 现将无坝取水枢纽的几种方案综合列入表7-5中。
表7-5 无坝取水枢纽方案比较表 方案号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 渠首断面 3号断面 6号断面 6号断面 6号断面 干渠比降 1/2000 1/5000 1/8000 1/10000 干渠长度 7000 4000 4000 4000 河流水位 (m) 148 145 145 145 干渠水位 干渠要求的河(m) 流水位(m) 147.5 144.8 144.5 144.4 147.7 145.0 144.7 144.6
可以看出，如渠首位于6号断面，干渠比降为1/5000较为经济。
(2)有坝取水枢纽：10号断面以上河流蜿蜒于山区，各断面处皆可作为拦河壅水坝址，10号以丁断面则不适宜。
河流的左岸为凹岸，便于利用横向环流作用引水防沙，在此岸适宜的坝址有3、4、6、8、10号断面处，而各断面的取水条件则存在较大差异。其中3号断面处无论干渠比降如何，皆不需筑坝即可自流引水；在4、6号断面处，只有干渠比降为1/2000时才需筑坝；在8号断面处，无论干渠比降如何，皆需筑坝壅高水位后才能自流引水；在10号断面处，不需修建引水干渠，但需筑坝将河水壅高3. 2m后才能自流引水。各方案数据，见表7-6。
表7-5 无坝取水枢纽方案比较表 方案号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 渠首断面 4号断面 6号断面 8号断面 8号断面 8号断面 8号断面 10号断面 干渠比降 1/2000 1/2000 1/2000 1/5000 1/8000 1/10000 干渠长度 6000 4000 2000 2000 2000 2000 0 河流水位 (m) 147 145 143 143 143 143 141 干渠水位 要求拦河坝抬(m) 高的水位(m) 147 146 145 144.4 144.25 144.2 144.0 0.2 1.2 2.2 1.6 1.45 1.4 3.2
（3）扬水取水枢纽：在4、6、8、10各断面处作为抽水取水枢纽位置时，抽水扬程与有
坝取水枢纽拦河坝壅水高度楣同，引水干渠长度亦然。在10号断面以下各处，虽然都可选做抽水枢纽位置，但越往下游河水水位越低，渠道要求的水位越高，抽水扬程越大，干渠越长，且需填方越多。故在10号断面以下，越往下游兴建扬水站的可能性就越小。
8、灌溉取水枢纽位置的选择
基本资料：基本资料同[习题5-1]，与其不同的有以下几点：在10号断面以上，河流比降为1/500 ；在7号断面处一险滩，水位集中降落1.5m；灌区最高点为A，在A处当干渠水位为
海拔146.3m时，才能自流灌溉全灌区。
要求：取干渠比降为1/1000，渠首进水闸过闸水头损失为0.2m，采用无坝取水枢纽时，试分析渠首位置宜选在何处。
9、无坝取水渠首工程的水力计算 基本资料
某灌区，采用无坝引水渠首工程自河流引水灌溉农田，设计引水流量Q引=32m3/s。渠首处渠道要求水位为53.82m，渠底高程为51.57m，河流临界期最低水位54.5m，相应流量130.0m3/s。
渠首处河底高程为51.0m，河流水位~流量关系曲线如图5-3-1所示。当河流流量为l00m3/s左右时，河流流速为1.1m/s。 要求
确定取水闸闸前水位及闸孔尺寸。
图5-3-1河流水位～流量关系曲线
（横坐标流量0~200m3/s，纵坐标水位51~56m）
10、有坝取水渠首工程的水力计算 基本资料
某灌区设计灌溉用水流量35.5m3/s，为了满足自流灌溉，要求干渠渠首闸后水位为48.6m。选择灌溉水源河流流量充足，灌溉季节河流最小流量亦大于35.5m3/s。但河流水位较低，不能满足灌溉工程对水源的水位要求，为此，需筑拦河坝来抬高水位。坝址处河床底宽100m，高程42.0m，上口宽150m，两岸地面高程52.0m，为梯形断面。汛期河流设计泄洪量600rn3/s。（按软弱土基考虑）
要求：(1)确定拦河坝溢流坝段的坝顶高程及坝高； (2)确定拦河坝非溢流坝段的坝顶高程及坝高； (3)确定溢流坝段及非溢流坝段的坝长。
11、渠道水利用系数与渠系水利用系数的计算
基本资料
某渠系仅由两级渠道组成。上级渠道长3.0km。自渠尾分出两条下级渠道，皆长1.5km。下级渠道的净流量为Q下净=0.3m3/s。渠道沿线的土壤透水性较强(A=3.4，m=0.5)，地下水埋深为5.5m。
要求：(1)计算下级渠道的毛流量及渠道水利用系数， (2)计算上级渠道的毛流量及渠系水利用系数。 12、续灌渠道流量的推算
基本资料：某干渠下有3条支渠皆实行续灌，如图下所示。干渠OA段长2.5km，AB段长2.0km，BC段长1.5km。支一毛流量为3.0m3/s，支二毛流量为2.5 m3/s，支三毛流量为2.5m3/s。干渠沿线土壤透水性中等（A=1.9，m=0.4），地下水埋深介于2.0～2.5m之间。
要求：计算干渠各段的设计（毛）流量。
13、灌溉渠道工作制度的拟定
基本资料：某斗渠控制4条农渠，各农渠控制的灌溉面积分别为ω农1=200亩，ω农2=250亩，ω农3=150亩。该斗渠某次灌水的田间净流量为Q斗田净=0.06m3/s，灌水延续时间为9d。
要求：拟定该斗渠及所属各农渠可能采用的各种工作制度，算出每条农渠的田间净流量与灌水时间。
表13-1 农渠不同工作制度时各渠放水流量与放水时间 农 渠 号 1 2 3 4 续灌时流量(m3/s) 0.0133 0.0166 0.02 0.01 逐一轮灌情况下的工作时间(d) 2 2.5 3 1.5 流量(m3/s) 0.0266 0.0333 0.04 0.02 分二组轮灌时 工作时间(d) 4.5 4.5 4.5 4.5
14、灌溉渠道系统的流量推算
基本资料
某灌区渠系组成如图6-6-1所示。灌区面积2.91万亩，自水库取水，水源充足。干渠全长10. 4km。在桩号8+400，8+800及10+400处分别为第一、第二和第三支渠的分水口，第一支渠与第三支渠的渠系布置型式、渠道长度、控制面积大小完全相同。
第二支渠所属一歪五斗斗渠渠系布置型式、渠道长度、控制面积大小完全相同，仅二支六斗的斗渠渠系与之不同。各条渠道的长度与控制面积如表14-1所示。