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§5 渠道纵横断面设计
简要解释“渠道纵横断面设计”
横断面设计：确定渠道边坡、底宽、水深等。
纵断面设计：确定推算水位、确定渠底线、堤顶高程线等。
一、渠道横断面设计
（一）基本公式
明渠均匀流公式
对于梯形断面渠道:
（二）横断面计算方法
１．计算底宽ｂ和设计水深ｈ
优点：比试算法简便，比图解法精度更高。
２．计算加大水深和最小水深
一般需2~3次迭代即可得到满意的结果。
（三）设计参数的确定
１．渠底比降ｉ
指单位渠长的渠底降落值。
当Q一定时, i大, 则过水断面A小,工程量小, 但控制的灌溉面积小。i小, 则A大, 工程量大, 但控制的灌溉面大。取值方法：
（１）接近地面比降
（２）Ｑ大，则ｉ宜小（防冲剧）（３）平原地区ｉ小，山丘区ｉ大 ２．渠床糙率ｎ
反映渠床粗糙程度。糙率大，则阻水能力大。取值：（１）渠床光滑顺直，ｎ小（２）Ｑ大，则ｎ小 参考教材表４-8。
请同学思考：ｎ取值偏大会造成什么后果？ ｎ取值偏小会造成什么后果？ ３．边坡系数ｍ
m大, 则工程占地多,输水损失大 m小, 边坡不稳定
取值：（１）土质好（粘重），ｍ小（２）流量大，水深大，则ｍ大
参考表4-9，4-10。４．宽深比b
渠底宽与设计水深之比 有三种宽深比
（１）水力最优断面宽深比
特点: 断面窄深, 适用于小型渠道。（２）满足相对稳定的宽深比
相对平稳：不冲不淤或冲淤平稳
对于一般渠道：
多沙河流上引水的渠道:
（３）实用经济断面宽深比
水力最优断面，虽然过水断面小，但由于其断面比较窄深，对大型渠道并不适用（为什么？因为不易施工，易塌）。为克服最优水力断面的缺点（加大底宽，减小水深），同时又使过水断面面积接近于最优水力断面的断面面积，因而提出实用经济断面宽深比。
计算方法：
例 已知某渠道设计流量为20.3m3/s，渠底比降ｉ＝1/5000,沿线土质为粘壤土。分别计算最优水力断面、实用经济断面、相对稳定断面的设计水深和底宽。
解：（１）最优水力断面
最优水力断面水深计算公式为
b = 0.828*4.88 =4.04(m)（２）实用经济断面
（３）相对稳定断面
最优水力断面水深最大，实用经济断面次之。相对稳定断面最小。
以上分别计算了三断面只是为了说明计算方法，其中，最优水力断面,过于窄深, 本题不适用。本题宜选用实用经济断面。
５．渠道不冲流速、不淤流速
为保证不冲不淤，流速不能过小，也不能过大。即
不淤流速＜渠道流速＜不冲流速
（１）不冲流速
（２）不淤流速
（四）横断面设计步骤
（１）拟定或估算各设计参数（ｉ、ｎ、ｍ、b等）。
（２）计算设计水深和底宽（ｈ、ｂ），校核不冲不淤。
思考：发生冲刷或淤积，怎么办？调整宽深比或比降
流量一定时，ｂ大，则ｖ小，ｉ大，则ｖ大。
（３）计算最小水深和加大水深。
（４）确定安全超高、堤顶宽。
（５）绘制渠道横断面图。
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