灌区渠系输水系统节水量的几种计算方法(张厚玉、程献国)

本文介绍了几种传统的渠道节水量计算方法,在此基础上提出了等效渠系法估算灌区渠系可能节水潜力的新方法,并用该法对宁蒙有关典型灌区的渠系可能最大节水潜力进行了计算,计算方法简便有效。

灌区渠系输水系统节水量的几种计算方法

张厚玉 1 程献国2

（1、黄委会建设与管理局 郑州 450003

2、黄河水利科学研究院引黄灌溉工程技术研究中心 新乡 453003）

摘要：本文介绍了几种传统的渠道节水量计算方法，在此基础上提出了等效渠系法估算灌区渠系可能节水潜力的新方法，并用该法对宁蒙有关典型灌区的渠系可能最大节水潜力进行了计算，计算方法简便有效。

关键词 节水量 节水潜力 等效渠系

我国是农业大国，农业是我国水资源的消费主体。随着水资源供需矛盾日益突出，灌区节水改造与续建配套将是我国近期节水发展和节水投资的重点。就渠系节水改造而言，主要是对土渠或老化失修渗漏严重的渠道进行防渗处理，减少渗漏损失。本文将传统的渠道节水量计算方法概括为直接法和间接法。在此基础上提出了一种新的渠系节水量计算方法――－等效渠系法。 1 传统的渠道节水量计算方法 1.1 直接法

直接法是利用渠道衬砌前后渗漏损失量差值作为节水量的一种计算方法，直接法计算渠道节水量的公式如下：

Ws Wb Wa

（1－1）

WaS

(Sb Sa)LT

Wb

式中：Ws — 渠道节水量，m3；

S

— 渠道衬砌前渗漏损失量，m3；

— 渠

道衬砌后渗漏损失量，m3；b — 单位长度未衬砌渠道渗漏量，m3/(s·km)；a — 单位长度衬砌渠道渗漏量，m3/(s·km)；L — 渠道衬砌长度，km；T — 输水时间，s。

由公式（1-1）可知，渠道衬砌前后单位长度渗漏量是计算节水量的关键。根据单位长度渠道渗漏量计算方法的差异，可将其分为理论公式法和经验公式法二种情况。

（1）理论公式法

理论公式法是利用灌区渠道的水力要素和土壤物理参数计算渠道理论渗漏量的一种方法。

衬砌前单位长度渠道渗漏量计算公式：

1

干、支渠：

Sb 0.0116K[b 2 1hv(1 m)2]

2

（1－2）

本文介绍了几种传统的渠道节水量计算方法,在此基础上提出了等效渠系法估算灌区渠系可能节水潜力的新方法,并用该法对宁蒙有关典型灌区的渠系可能最大节水潜力进行了计算,计算方法简便有效。

hv h (0.75~1.0)Hk 斗渠以下渠道： Sb 0.0116K(B Avh) （1－3）

Av f(

B

hv )

受地下水顶托影响的渠道： Sbw 2Sb （1－4） 式中：K — 未衬砌渠道的土壤渗透系数，m/d；b — 渠底宽度，m；h — 渠道水深，m； 1 — 渠坡侧向毛管渗吸修正系数，由《渠道防渗工程技术》查得；hv — 考虑土壤毛管渗吸影响后的渠道水深，m；m — 边坡系数；Hk — 毛细管水最大上升高度，可根据土壤情况由《渠道防渗工程技术》查得，m；B — 渠道水面宽度，m；

Av

— 系数，取决于m

、

B

h

，可由《渠道防渗工程技术》查得；Sbw —

有地下水顶托情况下，未衬砌渠道每公里渠长渗漏量，m3/s·km； 2 — 校正系数，可由《渠道防渗工程技术》查得。

衬砌后单位长度渠道渗漏量计算公式：

Sa Sb （1－5） 式中： — 渠道防渗措施下的渗漏量折减系数，由《渠道防渗工程技术》查得。

（2）经验公式法

经验公式法是根据有关试验研究成果，归纳出不同渠道参数、不同土壤结构条件下，渠道衬砌前后单位长度渗漏损失量的经验计算公式，利用经验公式推广计算不同渠道单位长度渗漏损失量的一种方法。一般经验公式表达式如下：

S AQ

1 m

/100

（1－6）

对于受地下水顶托影响的渠道水渗漏量公式

Sw 2S

（1－7）

式中：S — 单位长度渠道渗漏损失量，m3/(s·km)；A — 土壤透水系数；

Q — 渠首流量，m3/s；m — 土壤透水指数；Sw — 受地下水顶托情况下，单位

长度渠道渗漏量，m3/(s·km)。

直接法计算渠道节水量，概念明确，但易受资料限制，尤其是渠道单位长度损失量的计算。理论法计算渠道单位长度损失量需要渠道的断面形态、水力要素、土壤质地、地下水状况、运行管理等方面的详细资料；经验公式法计算渠道单位长度损失量，虽能避免资料短缺带来的问题，但存在试验研究成果的移用、引用可信度问题。直接法多用于单条渠道节水量的计算。

本文介绍了几种传统的渠道节水量计算方法,在此基础上提出了等效渠系法估算灌区渠系可能节水潜力的新方法,并用该法对宁蒙有关典型灌区的渠系可能最大节水潜力进行了计算,计算方法简便有效。

1.2 间接法

间接法是根据渠道衬砌前后水利用效率的变化及渠道（渠首）引水量，分析计算渠道节水量的方法。间接法又分为逐级渠道法和综合渠系法两种。

（1）逐级渠道法

根据各级渠道衬砌前后的水利用系数和现状进入相应渠道的水量，计算渠道衬砌前后的渗漏损失量，其差值作为节水量。计算公式如下：

Wsi Wi( ial ibl) （1－8）

n

Ws

Wsi

i 1

…… 此处隐藏：2430字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……