渠道流量及流量分段的计算原则和方法

肖 璐

(乌鲁木齐市达坂城区水务监察大队，乌鲁木齐 830039)



渠道流量及流量分段的计算原则和方法

肖 璐

(乌鲁木齐市达坂城区水务监察大队，乌鲁木齐 830039)

分配流量是在渠道流量分段及节点流量图的分析计算中应用的一个流量概念。在干渠的流量分段计算时，干渠设计流量与下级渠道支渠流量之间要进加、减法运算，按照水量平衡分析的基本概念，水量的加减计算应在同一个计算断面上进行，不同断面上的量，不能直接进行计算，应通过折算到同一断面后方可计算。针对规范中渠道流量设计计算公式在实际应用中的不足 ,利用分配流量的方法 ,在计算公式的基础上推导分配流量，使流量折算到同一节点，结合渠道灌区的实际情况 ,变换渠道公式计算名称，根据推导的新公式 ,进一步简单分析、研究了配水渠道流量的计算方法。

渠道流量；流量分段；设计流量；分配流量；净流量

1 关键词解释

1.1 设计流量：

设计流量等于灌溉净流量Q净除以本级渠道至田间的灌溉水利用系数η本田：

(1)

1.2 分配流量

分配流量是在渠道流量分段及节点流量图的分析计算中应用的一个流量概念。以干渠为例说明分配流量这个概念产生的缘由。在干渠的流量分段计算时，干渠设计流量与下级渠道支渠流量之间要进加、减法运算，按照水量平衡分析的基本概念，水量的加减计算应在同一个计算断面上进行，不同断面上的量，不能直接进行计算，应通过折算到同一断面后方可计算。据此原理，在干渠流量分段的计算中，参与计算的支渠流量不应采用支渠的设计流量，因为：干渠的设计流量与支渠的设计流量计算断面不是同一断面，不能直接进行加减法计算，因此，提出了干渠给支渠的分配流量Q 支配这个概念[1-3]。

现以干渠给支渠的分配流量及支渠的设计流量为例作对比说明。

干渠给支渠的分配流量，计算断面在干渠的首端，计算方法是支渠的净流量Q支净除以干渠至田间的灌溉水利用系数η干田，在干渠流量分段计算和干渠节点流量图中使用；支渠的设计流量计算断面在支渠首端，计算方法是支渠的净流量Q支净除以支渠至田间的灌溉水利用系数η支田，在支渠的断面设计中使用。

(2)

1.3 轮灌渠道流量修正系数KQ

设轮灌区灌溉面积为A区，轮灌组灌溉面积为A组。

轮灌渠道流量修正系数：

(3)

1.4 轮灌渠道灌水时间分配系数Kt

设轮灌区灌溉面积为A区，轮灌组灌溉面积为A组。

(4)

2 渠道净流量的计算方法

2.1 续灌渠道的设计净流量

续灌渠道的设计净流量采用设计灌水率法计算：

Q净=qs×A

(5)

2.2 轮灌支渠的设计净流量

轮灌渠道设计流量应根据轮灌工作制度的要求来计算。因此，计算轮灌渠道设计流量应首先拟定轮灌工作制度。

制定轮灌工作制度应具备的基本资料是：

1)轮灌支渠在干渠上的分水节点位置桩号。

2)轮灌支渠灌溉地块所属的乡、村、队。

3)轮灌支渠的灌溉面积。

完整的轮灌工作制度应包括的内容是：

1)轮灌区、轮灌组的划分，并标注各轮灌区、轮灌组的灌溉面积。

2)设计灌水时间：轮灌区灌水时间(为一个轮灌周期)，轮灌组灌水时间，轮灌渠道灌水时间。

3)轮灌序次安排。

为了计算轮灌渠道的流量，只需有1)内容即可。即是：按行政区属划分轮灌区，每个轮灌区为一个相对独立的供水单位，包括数条支渠。在每个轮灌区内，按灌溉面积大体相等的原则划分为两个轮灌组，每个轮灌组包括一条或一条以上的支渠，并标注各轮灌区、轮灌组的灌溉面积[4-5]。

轮灌支渠的设计净流量按轮灌工作制度安排，采用修正灌水率法计算。

设轮灌区灌溉面积为A区，划分为两个轮灌组。

1#轮灌组灌溉面积为A1组。

2#轮灌组灌溉面积为A2组。

在1#轮灌组内的轮灌支渠灌溉面积分别为：A1-1，A1-2，……

在2#轮灌组内的轮灌支渠灌溉面积分别为：A2-1，A2-2，……

设计灌水率为：qs。

1)轮灌区灌溉净流量：

轮灌区为续灌，灌溉净流量采用设计灌水率法计算：

Q区净=qs×A区

(6)

2)轮灌组灌溉净流量：

按照轮灌工作制度，轮灌组净流量等于轮灌区净流量：

Q组净=Q区净=qs×A区

(7)

3)轮灌渠道设计净流量：

轮灌组灌溉净流量确定后，在轮灌组内轮灌渠道设计净流量按面积分配。

(8)

则：Q渠净=KQ×qs×A渠

1#轮灌组内，各渠道的设计净流量：

1-1#支渠：Q1-1渠净=KQ1×qs×A1-1；

1-2#支渠：Q1-2渠净=KQ1×qs×A1-2；

……

2#轮灌组内，各渠道的设计净流量：

2-1#支渠：Q2-1渠净=KQ2×qs×A2-1；

2-2#支渠：Q2-2渠净=KQ2×qs×A2-2；

……

4)轮灌渠道灌水时间

设轮灌区灌水时间为1个轮灌周期T(d)。

轮灌组灌水时间按面积比例分配：

(9)

则：t组=Kt×T。

轮灌渠道灌水时间与所在轮灌组相同。

2.3 斗、农渠的设计净流量

斗、农渠为田间轮灌渠道，设计净流量采用最大灌溉流量法计算。

斗渠净流量：Q斗净=n×Q农净。

式中：n为一条斗渠中同时灌水的农渠条数，与斗渠控制的条田块数N有关：

N=1-4，n=1；N=5-8，n=2；N=9-12；n=3。

K为1条支渠中同时工作的斗渠条数：

(10)

(11)

式中：mmax为灌溉制度中最大的灌水定额，m3/hm2；A农为1条农渠的灌溉面积，hm2；t为1条农渠1次持续灌水天数，通常取t=(1-2)d。

3 渠道流量分段的原则和方法

3.1 干渠流量分段

在干渠上通常给支渠分水，但在有些地方在支渠上直接给斗、农渠分水的情况也是存在的。因此，干渠流量分段应分别处理。

1)分水渠为续灌支渠，干渠流量分段

干渠给续灌支渠分水时，干渠给支渠的分配流量采用设计灌水率法计算，干渠流量分段的方法是：如从上游向下游逐级计算，干渠首段渠段流量为干渠的设计流量，下游渠段流量按干渠给支渠的分配流量逐级递减；如从下游向上游逐级计算，每个渠段流量为渠段下游各级节点干渠给支渠分配流量之和[6]。

2)分水支渠为轮灌渠道，干渠流量分段

分水支渠为轮灌渠道时，干渠给支渠的分配流量按轮灌工作制度，采用修正灌水率法计算，干渠流量分段按两步进行：①干渠流量按轮灌区分段，每个轮灌区渠段流量为本轮灌区灌溉流量及下游各轮灌区灌溉流量之和；②在轮灌区内，上游轮灌组渠段流量不变，下游轮灌组渠段，按干渠给支渠的分配流量逐级递减。

3)分水渠道为斗、农渠，干渠流量分段

分水渠道为斗、农渠时，干渠给斗、农渠的分配流量按最大灌溉流量法计算，干渠流量分段按最大限度满足灌溉流量要求的原则进行，即：从下游渠道末端向上游，按干渠给斗、农渠的分配流量叠加，直到与干渠设计流量相等的分水节点，上游渠段流量不变，下游渠段按干渠给斗、农渠的分配流量逐级递减。

3.2 支渠流量分段

1)如支渠上斗渠的数量较多，斗渠控制面积较大时，可按轮灌工作制度，支渠给斗渠的分配流量，采用修正灌水率法计算，支渠流量分段，按轮灌区、轮灌组的办法划分，如干渠流量分段的第二个方法[7]。

2)如支渠上斗渠的控制面积较小时，支渠给斗渠的分配流量，采用最大灌溉流量法计算，支渠流量分段采用最大限度满足灌溉流量的要求进行。

3)斗渠流量分段：斗渠给农渠的分配流量，采用最大灌溉流量法计算。斗渠流量分段采用最大限度满足灌溉流量要求的原则进行[8]。

4 结 论

综上所述，渠道流量推算分为增加了一个渠道分配流量的概念，有利于渠道流量的折算，以便能够制作出合理的节点流量图，为渠道净流量的等价计算提出了新的计算依据，为了统一灌溉与排水工程设计要求，提高工程设计质量，保证工程安全，节水节地，合理利用水资源，充分发挥工程效益，大力推广渠道防渗工程技术很有意义。

[1]贺奇响.渠道流量损失计算[J].农田水利与小水电，1988(05)：78-79.

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

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

[4]高玉芳,张展羽.求渠道流量的正向递推水量平衡法[J].中国农村水利水电，2005(11)：54.

[5]王国华.全滴灌区渠道规模计算方法浅析[J].科技信息，2010(30)：45-46.

[6]王晶.渠道流量损失计算探讨[J].湖南水利水电，2009(06)：56-58.

[7]张静,骆光晓.浅谈人工渠道流量的测验和系数的率定[J].新疆水利，2002(04)：2-3.

[8]门宝辉.渠道流量损失及水利用系数公式的探讨[J].中国农村水利水电，2000(02)：112-116.

1007-7596(2016)10-0072-03

2016-09-20

肖璐 (1984-)，女，江苏沭阳人，工程师，研究方向为农田水利。

S274.4

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