確定渠道滲漏損失幾種方法綜合分析的選用

姜 波，湯仁波

(1.綏化市供水總公司，黑龍江綏化 152000;2.綏化市水利水電勘測設計研究院，黑龍江綏化 152000)

確定渠道滲漏損失幾種方法綜合分析的選用

姜 波1，湯仁波2

(1.綏化市供水總公司，黑龍江綏化 152000;2.綏化市水利水電勘測設計研究院，黑龍江綏化 152000)

通過對渠道滲漏損失多方法的綜合分析，最后確定渠道的滲漏損失的有效方法，為工程設計及運行管理提供符合實際的技術參數。

實測資料推算法;經驗公式法;實測法;渠道滲漏損失;綜合分析;技術參數

1 引言

渠道滲漏損失是指由渠道滲入渠床而流失的水量。在論證渠道防滲的必要性和選擇防滲方法時，都需要預先知道渠道的滲漏損失。

渠道滲漏量隨滲漏過程中所處的不同滲漏階段而不同。渠道滲漏過程一般可分為自由滲漏和頂托滲漏兩個階段。渠道滲漏不受地下水的頂托影響，即地下水峰未上升至渠底，渠道內的水流與地下水未形成連續(xù)水流時，稱為自由滲漏。自由滲漏分為兩個階段，即濕潤土層階段和形成地下水峰階段。當地下水峰上升至渠底，地下水與渠內的水相連接，渠道滲漏受到地下水的頂托影響時，稱為頂托滲漏。在發(fā)生頂托滲漏初期，地下水面將繼續(xù)向兩側擴展，使?jié)B漏比降減小，滲漏量也隨著逐漸減小，為非穩(wěn)定滲漏;經過一定時間后，地下水位抬高到一定位置，地下水面將產生蒸發(fā)，當蒸發(fā)量與滲漏量相等時，才可能發(fā)生穩(wěn)定滲漏。

2 確定渠道滲漏損失的方法

滲漏損失可用計算或實測的方法確定。影響渠道滲漏損失的因素有:渠床土的性質，地下水埋深，強透水層和相對不透水層的位置，渠道斷面形狀、水深、水溫、流速、含沙量及掛淤情況，渠道輸水歷時，管理養(yǎng)護水平等。實際運行過程中確定渠道滲漏損失的方法多為實測資料推算法、經驗公式法和實測法。

2.1 實測資料推算法

實測資料推算法是參照周邊臨近區(qū)域成型經驗資料，選擇與該渠道斷面尺寸、水力要素及土壤透水性等大體相似為前提條件，利用已有的經驗數據推算渠道的滲漏量。

2.2 經驗公式法

2.2.1 自由滲漏情況下的渠道滲漏損失

1)在渠道放水初期，滲漏損失計算公式為:

式中:St為渠道放水開始后經過時間t的每公里渠長滲漏量，m3/s;Kt為t時間的土壤滲透系數，m/d;b為渠底寬度，m;h為渠道水深，m;m為渠道邊坡系數;r1為考慮渠坡側向毛管滲吸的修正系數，1.1～1.4。

2)當渠道行水時間較長時，滲漏損失計算公式為:

式中:S為每公里渠長滲漏量，m3/s;K為土壤滲透系數，m/d;其余符號同前。

3)當進行初步設計時，如缺乏渠道斷面尺寸和土壤滲透系數資料，滲漏損失計算公式為:

式中:A′為土壤透水系數;m′—為土壤透水程度指數;Q為進入渠道的流量，m3/s。

2.2.2 頂托滲漏情況下的渠道滲漏損失

如果地下水位較高，渠道滲漏受地下水頂托影響時，則實際滲漏量將比用自由滲漏公式計算的結果小。滲漏量計算一般按自由滲漏公式計算結果再乘以一個校正系數。滲漏損失可按公式4計算。

式中:Sω為有地下水頂托情況下，每公里渠長滲漏量，m3/s;S為自由滲漏情況下，每公里渠長滲漏量，m3/s;r2為修正系數。

2.3 實測法

渠道滲漏量可采用實測的方法獲得。實測法主要有:動水測定法、靜水測定法和同心環(huán)測滲法。

3 幾種方法的計算成果

某灌區(qū)一渠道，設計流量50 m3/s，渠長98 km，土壤為中黏壤土，透水性為中等。采用鄰近灌區(qū)實測資料推算法、經驗公式法和實測法確定渠道滲漏損失。

3.1 臨近灌區(qū)實測資料推算法

臨近灌區(qū)渠道為多年運行的老渠道，土壤透水性與本渠道相似，沒有防滲前滲漏嚴重，實測每公里渠道滲漏損失率0.4%～0.5%。按渠道每公里最小損失率0.4%計算，則渠道總損失流量17.9 m3/s。

3.2 經驗公式法

采用公式(3)計算。渠道土壤為中黏壤土，透水性為中等，A′=1.9;m′=0.4，則每公里渠道滲漏損失率0.398%，渠道總損失流量17.8 m3/s。

3.3 實測法

采用實測法，每公里渠道滲漏損失率0.425%，則渠道總損失流量19 m3/s。

4 結論和建議

以上3種方法所得的渠道滲漏損失成果甚為接近，其中實測法成果雖然較大些，但依據較充分，可信度較高，可作為工程設計和運行管理的依據。

實測資料推算法、經驗公式法及實測法應綜合分析后選用。在理論計算中很難考慮多方面因素，不得不簡化一些條件，采取某些假設，所以，理論公式計算的結果，只是一些近似值;實測資料推算法是根據一些實測數據統計而得，應用時，與某一區(qū)域具體條件不會完全一樣;實測方法比較符合實際，因此多采用此方法。

［1］ 黑龍江省水利水電勘測設計研究院.SL23－2006渠系工程抗凍脹設計規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，2006.

［2］ 中華人民共和國水利部.GB50288－99灌溉與排水工程設計規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，1999.

［3］ 李安國，等.渠道防滲工程技術［M］.北京:中國水利水電出版社，1998.

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1007－7596(2011)05－0063－02

2011－07－22

姜波(1980－)，女，黑龍江綏化人，助理工程師，主要從事水利水電工程設計、施工及水資源管理工作。