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【摘 要】 农田水利建设是农业水利体系的重要内容，也是农业水利体系各级水利网络中最直接惠泽百姓，并和老百姓生活、农村的经济发展息息相关，农业水利工程对存蓄降雨、调剂用水、保障和促进农业生产有着至关重要的作用。本文对小型农田水利工程中灌渠设计问题进行探讨。
【关键词】 水利工程；灌渠设计
引言：
小型农田水利工程是现阶段下我国农业和农村建设中的重要任务之一，也是强农富农的重要举措之一，小型农田水利工程与农村百姓以及农村经济的发展有着密切的关系，农田水利工程有着调水储水的作用，从建国以来，我国各地相继兴建了超过2000万处的小型农田水利工程，这些农田水利工程的兴建大幅改善了农民的生活条件，促进了农村粮食的增产增收。
一、渠道引水流量的确定
渠道引水流量是灌区农田灌溉净流量和渠道损失流量的总和。它与河源水量大小、灌区内部的水源条件、灌区作物种类、种植面积、农田土质、灌水定额、灌区气候、渠道长短等因素有关。渠道引水量的计算：应根据作物的灌溉制度及所控制的灌溉面积，按照同一时期不同作物同时用水量最多的情况计算，其计算公式如下：
Q=灌水定额（立方米/亩）×亩数灌溉天数×一昼夜的秒数（86400）×渠有效利用系数
渠系有效利用系数，是考虑渠道的渗漏和蒸发损失等因数的一个系数，一般干渠可采用0.5～0.7；支渠采用0.6～0.8；渠道衬砌时可提高到0.8～0.9。
二、渠道设计
1.渠道水位高程的确定。渠道的水位高程，是根据灌区内地面参考点的高程和各级渠道的沿渠水头损失确定的。沿渠水头损失包括渠道比降损失和通过渠道建筑物的水头损失。
2.渠道横断面设计。渠道引水量确定后，即可进行渠道断面设计。渠道断面采用的尺寸在流量一定时，它与流速、比降等因素有关。
3.渠堤顶宽及其构造。渠堤宽度根据交通和运行管理、施工、稳定等要求综合分析确定。对于挖方段，有交通一侧堤顶宽采用5.0m，另一侧为2.0m；对于填方段，有交通要求的一侧按6.0m设置，另一侧为4.0m。针对干渠的实际，将右侧渠堤按交通要求对待。有交通一侧的渠堤采用碎石路面结构，碎石路面宽度4.0m，厚度15cm。
4.渠床糙率。渠床糙率与渠道土壤、地质条件、施工质量及维修养护有关，还与通过渠道的流量、含沙量等因素有关。本次设计渠床糙率主要根据《灌溉排水工程设计规范》建议的不同性质渠床糙率表以及宁夏引黄灌区同类工程的设计和运行经验，综合分析确定。对于全断面砼预制板砌护渠道，取n=0.017。
5.渠道比降。渠道比降按经验公式计算，并结合现状综合分析确定。
根据《灌溉排水工程设计规范》推荐的比降计算公式，干渠为浑水渠道，渠道比降按下式计算：
i=0.275n2？（ρω）3/5/Qh1/4
式中：ρ——浑水渠道水流挟沙能力，经计算取13.94kg/m3；
ω——泥沙沉降速度，取0.384mm/s；
n——渠床糙率，取0.017；
Qh——渾水渠道设计流量，取Qh=18.0～13.0m3/s。
经计算，对于渠道输水的泥沙粒径0.025mm，干渠纵比降计算值为1/9472～1/8732，参考同等规模的衬砌渠道，一般为1/8000～1/4000本设计采用1/6000～1/5000。
三、小型农田水利工程渠道横断面的设计
在确定好渠道的引水量之后，要根据引水量来确定好渠道的水位高程，同时设计好渠道的断面，一般情况下，渠道横断面与水的流量和比率有很大的关系，渠道的比率取决于渠道的土质情况、灌面的坡度以及渠道中水流的泥沙含量，水流的流速越大，断面就会相对较小，如果渠道的比率相对较小，那么流速也会相对较小，就会导致渠道的雨季，降低渠道的灌溉能力。因此，在设计渠道时，比率过小和过大都不好，选择渠道的比率应该考虑到渠道经过地面的坡度，在设计渠道时，应该与其经过地面的坡度相一致，当渠道经过一些地面坡度较大，原有的渠道比例难以适应坡度的变化时，就可以采用陡坡以及跌水等方式做好渠道比率的调整工作，使渠道的坡度可以适应地形的变化。
四、小型农田水利工程渠道纵断面的设计
在设计小型农田水利工程渠道的纵断面时，通常与横断面的设计同时进行，纵断面的设计包括渠道正常水位线、渠道高程线、渠道最低水位线、沿渠地面的高呈现、渠道旁边建筑物的设置以及渠道分水口的位置等，在设计渠道的纵截面时，应该按照渠道的设计图纸，根据渠道的地面高程，先绘制出渠道的高程线，再根据实际的渠底比例以及水流比例绘制出渠道正常的水位高低，再根据水位的高低情况按照加大水深、最小水深以及渠道的宽度在渠道线上平行的位置绘制出加大水位线、最低水位线以及渠道顶部的高程线。在相应的渠道线设置好之后，需要对渠道的坡度进行复查工作，如果发现上一级渠道的坡度比较陡峭或者坡度发生了突然的变化，为了应对这种情况，就可以综合实际情况，来选择适应相关坡度的跌水以及陡坡，并确定好其相应的位置以及高差。
五、小型农田水利工程渠道节制闸的设计
在设置渠道旁侧的分水量时，为了保证正常流量的水可以顺利地向下配水，以及渠道的最小流量也能够满足下级渠道的引水需求，就需要在渠道中修建相应的节制闸，渠道的节制闸主要利用闸门启闭，调节上游水位和下泄流量，以满足向下一级渠道分水或控制、截断水流的需要。节制闸常建在分水闸、泄水闸的稍下游，以利分水和泄水；或建在渡槽、倒虹吸管等的稍上游，以利于控制输水流量和事故检修；并尽量与桥梁、跌水、陡坡等结合，以取得经济效益。渠系节制闸的过水宽度要与上、下游渠道宽度相适应，以利于连接。当采用轮灌时，节制闸上、下游渠道的设计流量相同，下游水位即为与设计流量相应的渠水位；当采用续灌时，节制闸上、下游设计流量不同，水位需取相应流量的渠水位，但下游水位需计及下一级节制闸壅水的影响。渠道节制闸多用开敞式，闸槛高程宜与渠底相平，采用平底宽顶堰，闸下消能防冲工程都比较简单，始流状态可依靠护坦上置的消力墩扩散水流，撞击消能。上下游翼墙力求平顺，常采用扭曲面过渡，以减少水头损失。在平原圩区的河渠上，在短距离内设置两个节制闸，俗称套闸，分级挡水，可起简易船闸的作用，既可解决好内外的交通运输，又可起到防洪排涝和控制水位的作用。
六、结束语
农田水利工程与农村百姓以及农村经济的发展有着密切的关系，农田水利工程有着调水储水的作用，尤其是对于贵州省来说，加强农田水利工程的修建是一项关乎民生的大事，在修建的过程中，不仅要考虑到渠道引水量的大小，也要考虑到渠道的水源条件、农作物的种类、种植面积、农田的地址情况、渠道的长短、灌溉区的气候等因素，同时，也要根据渠道地形的变化设置好相应的节制闸，达到实际的使用效果。
参考文献：
[1]卢燕芬.浅谈小型农田水利工程之灌渠的设计[J].科技资讯.2008（21）
[2]韦宏锦.浅谈小型农田灌渠改造设计[J].中国水利施工，2009（8）.
[3]温立平.小型农田水利工程的公益性探讨——民间资金建设农田水利工程案例的分析[J].中国农村水利水电.2007（06）
[4]褚凤臣，孙向东.复合土工膜在兴和灌区渠系改造工程中的应用[J].黑龙江水利科技.2009（03）
[5]李志胜，秦卫贞，赵建民.群库灌区北干渠的节水设计探讨[J].中国农村水利水电.2003（06）
【关键词】 水利工程；灌渠设计
引言：
小型农田水利工程是现阶段下我国农业和农村建设中的重要任务之一，也是强农富农的重要举措之一，小型农田水利工程与农村百姓以及农村经济的发展有着密切的关系，农田水利工程有着调水储水的作用，从建国以来，我国各地相继兴建了超过2000万处的小型农田水利工程，这些农田水利工程的兴建大幅改善了农民的生活条件，促进了农村粮食的增产增收。
一、渠道引水流量的确定
渠道引水流量是灌区农田灌溉净流量和渠道损失流量的总和。它与河源水量大小、灌区内部的水源条件、灌区作物种类、种植面积、农田土质、灌水定额、灌区气候、渠道长短等因素有关。渠道引水量的计算：应根据作物的灌溉制度及所控制的灌溉面积，按照同一时期不同作物同时用水量最多的情况计算，其计算公式如下：
Q=灌水定额（立方米/亩）×亩数灌溉天数×一昼夜的秒数（86400）×渠有效利用系数
渠系有效利用系数，是考虑渠道的渗漏和蒸发损失等因数的一个系数，一般干渠可采用0.5～0.7；支渠采用0.6～0.8；渠道衬砌时可提高到0.8～0.9。
二、渠道设计
1.渠道水位高程的确定。渠道的水位高程，是根据灌区内地面参考点的高程和各级渠道的沿渠水头损失确定的。沿渠水头损失包括渠道比降损失和通过渠道建筑物的水头损失。
2.渠道横断面设计。渠道引水量确定后，即可进行渠道断面设计。渠道断面采用的尺寸在流量一定时，它与流速、比降等因素有关。
3.渠堤顶宽及其构造。渠堤宽度根据交通和运行管理、施工、稳定等要求综合分析确定。对于挖方段，有交通一侧堤顶宽采用5.0m，另一侧为2.0m；对于填方段，有交通要求的一侧按6.0m设置，另一侧为4.0m。针对干渠的实际，将右侧渠堤按交通要求对待。有交通一侧的渠堤采用碎石路面结构，碎石路面宽度4.0m，厚度15cm。
4.渠床糙率。渠床糙率与渠道土壤、地质条件、施工质量及维修养护有关，还与通过渠道的流量、含沙量等因素有关。本次设计渠床糙率主要根据《灌溉排水工程设计规范》建议的不同性质渠床糙率表以及宁夏引黄灌区同类工程的设计和运行经验，综合分析确定。对于全断面砼预制板砌护渠道，取n=0.017。
5.渠道比降。渠道比降按经验公式计算，并结合现状综合分析确定。
根据《灌溉排水工程设计规范》推荐的比降计算公式，干渠为浑水渠道，渠道比降按下式计算：
i=0.275n2？（ρω）3/5/Qh1/4
式中：ρ——浑水渠道水流挟沙能力，经计算取13.94kg/m3；
ω——泥沙沉降速度，取0.384mm/s；
n——渠床糙率，取0.017；
Qh——渾水渠道设计流量，取Qh=18.0～13.0m3/s。
经计算，对于渠道输水的泥沙粒径0.025mm，干渠纵比降计算值为1/9472～1/8732，参考同等规模的衬砌渠道，一般为1/8000～1/4000本设计采用1/6000～1/5000。
三、小型农田水利工程渠道横断面的设计
在确定好渠道的引水量之后，要根据引水量来确定好渠道的水位高程，同时设计好渠道的断面，一般情况下，渠道横断面与水的流量和比率有很大的关系，渠道的比率取决于渠道的土质情况、灌面的坡度以及渠道中水流的泥沙含量，水流的流速越大，断面就会相对较小，如果渠道的比率相对较小，那么流速也会相对较小，就会导致渠道的雨季，降低渠道的灌溉能力。因此，在设计渠道时，比率过小和过大都不好，选择渠道的比率应该考虑到渠道经过地面的坡度，在设计渠道时，应该与其经过地面的坡度相一致，当渠道经过一些地面坡度较大，原有的渠道比例难以适应坡度的变化时，就可以采用陡坡以及跌水等方式做好渠道比率的调整工作，使渠道的坡度可以适应地形的变化。
四、小型农田水利工程渠道纵断面的设计
在设计小型农田水利工程渠道的纵断面时，通常与横断面的设计同时进行，纵断面的设计包括渠道正常水位线、渠道高程线、渠道最低水位线、沿渠地面的高呈现、渠道旁边建筑物的设置以及渠道分水口的位置等，在设计渠道的纵截面时，应该按照渠道的设计图纸，根据渠道的地面高程，先绘制出渠道的高程线，再根据实际的渠底比例以及水流比例绘制出渠道正常的水位高低，再根据水位的高低情况按照加大水深、最小水深以及渠道的宽度在渠道线上平行的位置绘制出加大水位线、最低水位线以及渠道顶部的高程线。在相应的渠道线设置好之后，需要对渠道的坡度进行复查工作，如果发现上一级渠道的坡度比较陡峭或者坡度发生了突然的变化，为了应对这种情况，就可以综合实际情况，来选择适应相关坡度的跌水以及陡坡，并确定好其相应的位置以及高差。
五、小型农田水利工程渠道节制闸的设计
在设置渠道旁侧的分水量时，为了保证正常流量的水可以顺利地向下配水，以及渠道的最小流量也能够满足下级渠道的引水需求，就需要在渠道中修建相应的节制闸，渠道的节制闸主要利用闸门启闭，调节上游水位和下泄流量，以满足向下一级渠道分水或控制、截断水流的需要。节制闸常建在分水闸、泄水闸的稍下游，以利分水和泄水；或建在渡槽、倒虹吸管等的稍上游，以利于控制输水流量和事故检修；并尽量与桥梁、跌水、陡坡等结合，以取得经济效益。渠系节制闸的过水宽度要与上、下游渠道宽度相适应，以利于连接。当采用轮灌时，节制闸上、下游渠道的设计流量相同，下游水位即为与设计流量相应的渠水位；当采用续灌时，节制闸上、下游设计流量不同，水位需取相应流量的渠水位，但下游水位需计及下一级节制闸壅水的影响。渠道节制闸多用开敞式，闸槛高程宜与渠底相平，采用平底宽顶堰，闸下消能防冲工程都比较简单，始流状态可依靠护坦上置的消力墩扩散水流，撞击消能。上下游翼墙力求平顺，常采用扭曲面过渡，以减少水头损失。在平原圩区的河渠上，在短距离内设置两个节制闸，俗称套闸，分级挡水，可起简易船闸的作用，既可解决好内外的交通运输，又可起到防洪排涝和控制水位的作用。
六、结束语
农田水利工程与农村百姓以及农村经济的发展有着密切的关系，农田水利工程有着调水储水的作用，尤其是对于贵州省来说，加强农田水利工程的修建是一项关乎民生的大事，在修建的过程中，不仅要考虑到渠道引水量的大小，也要考虑到渠道的水源条件、农作物的种类、种植面积、农田的地址情况、渠道的长短、灌溉区的气候等因素，同时，也要根据渠道地形的变化设置好相应的节制闸，达到实际的使用效果。
参考文献：
[1]卢燕芬.浅谈小型农田水利工程之灌渠的设计[J].科技资讯.2008（21）
[2]韦宏锦.浅谈小型农田灌渠改造设计[J].中国水利施工，2009（8）.
[3]温立平.小型农田水利工程的公益性探讨——民间资金建设农田水利工程案例的分析[J].中国农村水利水电.2007（06）
[4]褚凤臣，孙向东.复合土工膜在兴和灌区渠系改造工程中的应用[J].黑龙江水利科技.2009（03）
[5]李志胜，秦卫贞，赵建民.群库灌区北干渠的节水设计探讨[J].中国农村水利水电.2003（06）