农田水利中斗渠设计流量与横断面形式确定的研究

魏长磊

【摘要】随着农田水利工程建设规模不断扩大，斗渠作为农田水利工程中的重要部分，其重要性也越来越高。本文结合实际工程案例，对农田水利中斗渠的设计流量计算与横断面形式确定进行了研究与分析。

【关键词】农田水利工程；斗渠设计流量；横断面形式

在农田水利工程要求不断的今天，想要满足农业灌溉的需求，必须对斗渠设计进行更加严格的要求，而设计流量与横断面形式作为斗渠设计的前提条件，其在设计过程中的计算与确定更是水利工程建设的重中之重。

一、农田水利工程规划设计中斗渠设计流量的计算

在农田水利工程的规划设计中，影响斗渠设计流量的因素有很多，如农作物的灌溉制度、种植面积、各类农作物的种植比例等等，这些因素的变化都能够对斗渠的设计流量造成一定的影响，因此对于斗渠设计流量的计算也必须对这些因素考虑，做好各类因素的数据调查、收集工作，从而为计算提供准确、详细数据基础。在实际设计工作中，想要得到明确的斗渠设计流量，首先要确定灌溉区域内的灌溉水有效利用系数以及灌水率，之后再通过相关公式得出准确的斗渠设计流量，以提高农田水利工程渠道规划设计的合理性。

灌水率是指灌溉区域内单位灌溉面积上所需灌溉的净流量，这一数据的计算需要明确作物灌溉制度、农作物种植比例以及灌溉的持续时间。这里以某地区水利工程设计为例，该地区主要种植的农作物有玉米、春小麦、棉花等作物，其中玉米的种植比例为6.9%，春小麦的种植比例为50.6%，而棉花的种植比例33.5，其他各类农作物的种植比例为9.0%，三种主要农作物的灌溉持续时间均为播种前16天以及播种后农作物生长期内11天。此外根据对各类农作物灌溉制度的分析，可以确定农作物的灌溉定额，其中春小麦和玉米每667m2所需的水量为300m3，而，棉花每6672所需的水量则为310m2。由此可根据灌水率公式Q=αm/8.64得出每种农作物的灌水率，在这一公式中Q表示农作物的灌水率，α表示灌水定额，而T 则表示灌溉的持续时间。最终得出的灌水率如下图。

灌溉水有效利用系数是指在灌溉区域内，单位灌溉面积在去除深层渗漏等流失水量后的实际有效利用水量与渠道总输水量之比，由于水利工程的渠道分为衬砌渠道与未衬砌渠道两种，而两种渠道的水量流失情况又有所不同，因此在计算灌溉水有效利用系数时需要区别开来进行分别计算各自的单位长度渠道水量损失率。同时想要确定这一数据，需要先明确土壤的透水性、渠道净流量等数据。此外很多渠道由衬砌渠道与未衬砌渠道共同组成，因此还需确定衬砌渠道长度。其中衬砌渠道的单位长度内渠道水量损失率计算公式为O=K/Qm，而未衬砌渠道的单位长度内渠道水量损失率计算公式为O1=E1O，在公式中，单位长度内渠道水量损失率为O、O1，而Q为渠道净流量，K为土壤透水性系数、m为土壤透水性指数。而在得到灌水率与灌溉水有效利用系数后，则可根据公式V=Q·A/O，其中O为灌溉水有效利用系数，Q为灌水率，A为渠道控制区域内的灌溉面积。在确定应设计流量后，还应参照渠道设计的相关规范，根据实际情况确定是否需要加大流量。

二、农田水利工程规划设计中横断面形式的确定

（一）横断面形式的选择

在农田水利工程规划设计中，斗渠横断面的形式一般以U型横断面与梯型横断面两种最為常见，此外还有矩形、抛物线形断面、圆形断面、复式断面等多种形式，但适用范围相对较小，如复式断面适用于流量较大的渠道中。在U型与梯形两种断面形式中，梯形断面的占地面积较小、施工工艺与流程比较简单，可靠性也比较高，因此最为常见。而U型断面则具有渠道水损失率低、稳定性与耐久性好、运送能力较强等优势，能够防止地基破坏、泥沙淤积等情况的发生。在具体的渠道设计中，可根据实际需求与当地实际情况进行具体选择。

（二）斗渠的布置

斗渠的布置需要根据支渠的具体布置情况而定，同时在不同的地形内也有着不同的布置形式。首先，在平原地区内，斗渠应最好垂直于支渠，而各支渠同样也需要布置成互相垂直的渠道。其次在丘陵地区中，渠道周围区域的地面天然坡度一般在1/10～1/200之间，若支渠与等高线平行，且坡面较长时，斗渠可垂直等高线布置，或是在斗渠上直接开设临时的顺渠。而如果支渠一侧或两侧为窄长的斜坡时，则可以平行于支渠布置。最后在原、坡结合的地区内，由于地势情况比较复杂，因此斗渠的布置大多数都需要坚持垂直等高线的原则。

（三）渠道系统的布置

通常情况下，渠道灌溉系统都会由输水渠道、田间工程、渠系建筑物以及排水系统四部分构成。渠道系统的布置不仅要符合灌区总体设计和灌溉标准要求，同时还要将各级渠道布置在各自控制范围内较高地带，以实现灌溉面积的最大化。同时，支渠间的距离应在3KM为宜，渠道的布置路线不仅要考虑等高线，同时也要与道路相结合。此外，还要做好泵站的规划工作以及对田间工程中各项设备的充分利用。

结束语：

总而言之，在农田水利工程的规划设计中，选择合适的横断面形式，计算出准确的斗渠流量都是十分重要的，想要提高水利工程的稳定性与功能性，设计过程中还需对此给予充分的重视。

参考文献：

[1]周富强.农田水利中斗渠设计流量与横断面形式确定分析[J].水利技术监督，2015，23（05）：62-63+94.

[2]何伟华.新疆斗渠设计流量及横断面型式的探讨[J].黑龙江科技信息，2011，（08）：291.