農田水利中斗渠設計流量與橫斷面形式確定的研究

魏長磊

【摘要】隨著農田水利工程建設規模不斷擴大，斗渠作為農田水利工程中的重要部分，其重要性也越來越高。本文結合實際工程案例，對農田水利中斗渠的設計流量計算與橫斷面形式確定進行了研究與分析。

【關鍵詞】農田水利工程；斗渠設計流量；橫斷面形式

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

一、農田水利工程規劃設計中斗渠設計流量的計算

在農田水利工程的規劃設計中，影響斗渠設計流量的因素有很多，如農作物的灌溉制度、種植面積、各類農作物的種植比例等等，這些因素的變化都能夠對斗渠的設計流量造成一定的影響，因此對于斗渠設計流量的計算也必須對這些因素考慮，做好各類因素的數據調查、收集工作，從而為計算提供準確、詳細數據基礎。在實際設計工作中，想要得到明確的斗渠設計流量，首先要確定灌溉區域內的灌溉水有效利用系數以及灌水率，之后再通過相關公式得出準確的斗渠設計流量，以提高農田水利工程渠道規劃設計的合理性。

灌水率是指灌溉區域內單位灌溉面積上所需灌溉的凈流量，這一數據的計算需要明確作物灌溉制度、農作物種植比例以及灌溉的持續時間。這里以某地區水利工程設計為例，該地區主要種植的農作物有玉米、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，其他各類農作物的種植比例為9.0%，三種主要農作物的灌溉持續時間均為播種前16天以及播種后農作物生長期內11天。此外根據對各類農作物灌溉制度的分析，可以確定農作物的灌溉定額，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。由此可根據灌水率公式Q=αm/8.64得出每種農作物的灌水率，在這一公式中Q表示農作物的灌水率，α表示灌水定額，而T 則表示灌溉的持續時間。最終得出的灌水率如下圖。

灌溉水有效利用系數是指在灌溉區域內，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時需要區別開來進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據，需要先明確土壤的透水性、渠道凈流量等數據。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渠道水量損失率計算公式為O1=E1O，在公式中，單位長度內渠道水量損失率為O、O1，而Q為渠道凈流量，K為土壤透水性系數、m為土壤透水性指數。而在得到灌水率與灌溉水有效利用系數后，則可根據公式V=Q·A/O，其中O為灌溉水有效利用系數，Q為灌水率，A為渠道控制區域內的灌溉面積。在確定應設計流量后，還應參照渠道設計的相關規范，根據實際情況確定是否需要加大流量。

二、農田水利工程規劃設計中橫斷面形式的確定

（一）橫斷面形式的選擇

在農田水利工程規劃設計中，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、復式斷面等多種形式，但適用范圍相對較小，如復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、穩定性與耐久性好、運送能力較強等優勢，能夠防止地基破壞、泥沙淤積等情況的發生。在具體的渠道設計中，可根據實際需求與當地實際情況進行具體選擇。

（二）斗渠的布置

斗渠的布置需要根據支渠的具體布置情況而定，同時在不同的地形內也有著不同的布置形式。首先，在平原地區內，斗渠應最好垂直于支渠，而各支渠同樣也需要布置成互相垂直的渠道。其次在丘陵地區中，渠道周圍區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臨時的順渠。而如果支渠一側或兩側為窄長的斜坡時，則可以平行于支渠布置。最后在原、坡結合的地區內，由于地勢情況比較復雜，因此斗渠的布置大多數都需要堅持垂直等高線的原則。

（三）渠道系統的布置

通常情況下，渠道灌溉系統都會由輸水渠道、田間工程、渠系建筑物以及排水系統四部分構成。渠道系統的布置不僅要符合灌區總體設計和灌溉標準要求，同時還要將各級渠道布置在各自控制范圍內較高地帶，以實現灌溉面積的最大化。同時，支渠間的距離應在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合。此外，還要做好泵站的規劃工作以及對田間工程中各項設備的充分利用。

結束語：

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

參考文獻：

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