淺析灌區(qū)改造渠道設(shè)計(jì)水面線

高淑梅

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，相關(guān)技術(shù)水平的提升，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，農(nóng)業(yè)建設(shè)對(duì)于灌區(qū)質(zhì)量的要求越來(lái)越高，為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的灌區(qū)改造，需要采取合理有效的方法。該文針對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀，對(duì)灌區(qū)改造渠道設(shè)計(jì)水面線存在的問(wèn)題進(jìn)行淺析，以滿足現(xiàn)實(shí)需要，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，提升其水資源的重復(fù)利用率，提升農(nóng)業(yè)的綜合效益。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代農(nóng)業(yè)；渠道設(shè)計(jì)；灌區(qū)改造；工程效益；具體措施

0.前言

目前我國(guó)現(xiàn)存的大中型灌區(qū)一般都是在20世界60年代修建的，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越發(fā)顯示出其建設(shè)質(zhì)量差，技術(shù)水平低的特點(diǎn)，由于灌區(qū)建設(shè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，為了提升灌區(qū)的工程效益，需要進(jìn)行一系列的灌區(qū)改造，以促進(jìn)農(nóng)業(yè)綜合效益的發(fā)展。這次過(guò)程中要進(jìn)行灌區(qū)改造與系列完善，以促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，農(nóng)業(yè)綜合效益的提升。

1.其現(xiàn)實(shí)研究的意義

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，與此同時(shí)我國(guó)也是一個(gè)水資源比較缺乏的國(guó)家，所以對(duì)于灌區(qū)的要求是比較高的，我國(guó)現(xiàn)存大型灌區(qū)有400多個(gè)，水資源總量比較大，占全國(guó)有效灌溉面積的30%左右，我國(guó)的人均水資源量是比較低的。我國(guó)的大型灌區(qū)是我國(guó)重要的糧棉油生產(chǎn)基地，農(nóng)業(yè)用水是我國(guó)水資源的重要輸出部分，農(nóng)業(yè)也是國(guó)家經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，為了滿足人口吃飯問(wèn)題，需要進(jìn)行農(nóng)業(yè)建設(shè)，農(nóng)業(yè)建設(shè)又離不開(kāi)對(duì)水的需要，面對(duì)灌區(qū)工程的落后性，我國(guó)要積極開(kāi)展一系列以節(jié)水為中的連續(xù)配套設(shè)施和節(jié)水改造，促進(jìn)農(nóng)業(yè)用水的重復(fù)使用率，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的日益延伸，我國(guó)對(duì)于大中型灌區(qū)的節(jié)水改造也越來(lái)越重視，為了實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)目前為止在全國(guó)范圍內(nèi)已經(jīng)啟動(dòng)了很多歌大中型灌區(qū)節(jié)水改造項(xiàng)目，充分發(fā)揮灌區(qū)的灌溉效益。我國(guó)的大中型灌區(qū)的灌溉水利用系數(shù)只有0.4到0.6之間，通過(guò)灌區(qū)節(jié)水改造規(guī)劃進(jìn)行技術(shù)咨詢(xún)能夠有效的實(shí)現(xiàn)灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉的效益，對(duì)灌區(qū)進(jìn)行續(xù)建配套以及節(jié)水改造，提高節(jié)水規(guī)劃水平，推進(jìn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展。設(shè)計(jì)出一條合理的新的渠道設(shè)計(jì)水面線，采取以節(jié)水為中心的工程，并且以改造后的新的設(shè)計(jì)水面線為綱領(lǐng)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)與管理的綜合措施。對(duì)灌區(qū)的系統(tǒng)改造離不開(kāi)對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)與管理的綜合運(yùn)用。從而實(shí)現(xiàn)灌區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綜合效益。

對(duì)灌區(qū)工程進(jìn)行系統(tǒng)全面的改造對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)意義非常，為了更好實(shí)現(xiàn)灌溉工程的建立健全，需要充分了解并掌握灌區(qū)工程的實(shí)際現(xiàn)狀，國(guó)家相關(guān)部門(mén)要汲取國(guó)際灌區(qū)管理的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行灌區(qū)的建立與完善，采取嚴(yán)格的灌區(qū)工程管理，以促進(jìn)農(nóng)業(yè)水資源的利用效率，促進(jìn)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2.對(duì)于灌區(qū)渠道水面線的計(jì)算

渠道水面線并不是晦澀難懂的問(wèn)題。在灌區(qū)渠道工程中，明渠水流就是在明渠中流動(dòng)，可以使恒定流或者非恒定流，具有顯露在大氣中的自由表面。其水面上各點(diǎn)壓強(qiáng)都等于大氣的壓強(qiáng)。特點(diǎn)是明渠的底坡線、水面線、總水頭線之間的不平行。

水平線分析的重要目的就是預(yù)先判定水面線的一般形狀以及特性，其分析的內(nèi)容包括水面線的類(lèi)型變化，比如是不是降水曲線，水面線的凹向、水面線兩端的變化趨勢(shì)、渠道的底坡可能存在正坡、平坡或者逆坡等情況，對(duì)于不同底坡的渠道，首先進(jìn)行分區(qū)；伴隨著流態(tài)的轉(zhuǎn)變，要進(jìn)行水躍或者水跌，具體發(fā)生何種類(lèi)型的水面曲線，則應(yīng)根據(jù)底坡的實(shí)際情況，參照其性質(zhì)以及外界控制條件進(jìn)行確定。

定性分析應(yīng)該注意把定量計(jì)算的起始段面作為控制斷面，緩坡渠道下由很遠(yuǎn)處為均勻流，在同一棱柱體渠道中，緩坡上均勻流為緩流。急流干擾波不能向上游傳遞，水流從急到緩，或者水流從緩到急，都會(huì)產(chǎn)生水躍。

對(duì)于渠道水面線的計(jì)算問(wèn)題；目前情形下，渠道水面曲線的計(jì)算方法是很多的，比如分段求和法、水分指數(shù)法、圖解法等。為了適用于棱柱體與非棱柱體渠道，我們一般運(yùn)用分段求和法實(shí)現(xiàn)。在計(jì)算過(guò)程中要掌握斷面幾何要素以及水力學(xué)要素，斷面比能、臨界水深以及臨界底坡，其中斷面必能以國(guó)渠道最低點(diǎn)水平為基準(zhǔn)面，比能曲線要注意使用在斷面形狀尺寸以及流量一定的條件下，而臨界水深是指在流量以及斷面形狀尺寸的一定條件下，相應(yīng)與斷面比能最低。臨界底坡在流量與斷面形狀尺寸一定的棱柱體正坡明渠中，取決于流量以及斷面形狀的尺寸，利用臨界底坡判斷明渠均勻流的水流流態(tài)，并與粗糙系數(shù)有關(guān)。臨界坡上的均勻流是臨界流；水面曲線的計(jì)算類(lèi)型包括已知兩端水深，求流段距離，已知一端水深與流段距離，求另一端的水深；計(jì)算步驟包括棱柱體明渠水面曲線，非棱柱體明渠水面曲線等；計(jì)算機(jī)算法流程圖包括正常水深、臨界水深以及臨界低坡、水面線。

3.項(xiàng)目區(qū)渠道改造設(shè)計(jì)水面線

在所有的輸配水渠道系統(tǒng)中，灌溉面積的大小取決于灌區(qū)渠道設(shè)計(jì)水面線的分析與確定。干渠作為其重要的輸配水渠道，關(guān)系到灌區(qū)改造工程量的大小干渠的設(shè)計(jì)水面線是灌區(qū)渠設(shè)計(jì)水面線的關(guān)鍵指標(biāo)，直接關(guān)系到灌溉效益的長(zhǎng)遠(yuǎn)實(shí)現(xiàn)，干渠渠道水利用損失在渠系水利用損失中所中的比重視比較大的，所以對(duì)于工程改造前后的實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析，根據(jù)實(shí)際情況確定出最優(yōu)的水面線。

項(xiàng)目區(qū)渠道最優(yōu)設(shè)計(jì)水面線要考慮渠系建筑物的現(xiàn)狀問(wèn)題，在對(duì)灌區(qū)附屬建筑物全面測(cè)量的基礎(chǔ)上，滿足渠道以及渠系建筑物輸水和改造工程量的最小，長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮灌區(qū)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出最新最優(yōu)秀的水面線。

大型灌區(qū)的改造必須堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量建設(shè)，必須由一整套正確的建筑物高程資料，對(duì)整個(gè)干渠進(jìn)行襯砌，經(jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算比較得出建筑物過(guò)流所需要的水頭，使干渠水面線進(jìn)行新的復(fù)核并且進(jìn)一步得到優(yōu)化。最優(yōu)水面線分析原則，要做到不同方案之間的進(jìn)行比較，有利于下級(jí)渠道分水取水，并且在現(xiàn)有的條件下，使改造建筑物最少，總的工程量最?。蛔顑?yōu)水面線分析法從渠尾向渠首推求水面線，，以方便各支渠取水，并且重新確定建筑物的底板高程。

4.結(jié)語(yǔ)

上文具體論述了淺析灌區(qū)改造渠道設(shè)計(jì)水面線問(wèn)題，針對(duì)我國(guó)目前灌區(qū)出現(xiàn)的情況，進(jìn)行系列分析，得出了一些解決方案，以促進(jìn)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，提升灌區(qū)的工程效益，進(jìn)行灌區(qū)工程的有效改造和修復(fù)，有利于渠道設(shè)計(jì)水面線的優(yōu)化分析，滿足灌區(qū)改造設(shè)計(jì)的需要，在此不斷完善的過(guò)程中，不斷的提升農(nóng)業(yè)發(fā)展的綜合效益，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 [科]

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