6.3 渠道水力计算
6.3.1 续灌渠道应按设计流量、加大流量和最小流量进行水力计算。轮灌渠道可只按设计流量进行水力计算，并应符合下列规定：
1 正常工作条件下的各级渠道水力要素应按设计流量计算确定，其平均流速应满足渠道不冲不淤的要求；
2 续灌渠道的岸顶超高和渠深应按加大流量计算，并应按加大流量验算渠道的不冲流速；
3 续灌渠道的最低控制水位应按最小流量计算确定，并应按最小流量验算渠道的不淤流速。
6.3.2 续灌渠道的设计流量应按下列公式计算：
式中：Qs——续灌渠道的设计流量（m³/s）；
qs——设计灌水率［m³/（s·100hm²）］；
As——该渠道灌溉面积（100hm²）；
ηS——该续灌渠道至田间的灌溉水利用系数；
Q——该渠道分出的总流量（m³/s）；
σ——渠道单位长度的水量损失率（％/km）；
L——该渠道工作长度（km）。支渠工作长度为L1与aL2之和，L1为支渠引水口至第一个斗口的长度，L2为第一个斗口至最末一个斗口的长度，a为长度折算系数，可视支渠灌溉面积的平面形状而定（面积重心在上游时，a＝0.60；在中游时，a＝0.80；在下游时，a＝0.85）；干渠工作长度可取工作渠段的总长度。
6.3.3 轮灌渠道的设计流量可按下式计算确定：
式中：Qn——轮灌渠道的设计流量（m³/s）；
N——该渠道轮灌组数；
An——该渠道轮灌组平均灌溉面积（100hm²）；
ηn——该轮灌渠道至田间的灌溉水利用系数。
6.3.4 续灌渠道加大流量的加大百分数，可按表6.3.4采用，湿润地区可取小值，干旱地区可取大值。由泵站供水的续灌渠道加大流量应为包括备用机组在内的全部装机流量。
6.3.5 续灌渠道的最小流量不宜小于设计流量的40％，相应的最小水深不宜小于设计水深的60％。
6.3.6 泄（退）水渠道设计应符合下列规定：
1 灌溉渠首段泄水、排沙渠道的设计流量不应小于灌溉渠首段下游渠道的设计流量。
2 分水建筑物上游泄水渠道的设计流量可按分水建筑物下游最大一条渠道的设计流量确定，也可按分水建筑物上游渠道的设计流量确定，但不应小于分水建筑物上游渠道设计流量的50％。
3 附近无分水建筑物的泄水渠道，设计流量应与该段渠道的设计流量相同。确实有困难时，设计流量不宜小于该段渠道设计流量的50％。
4 用于调节渠道流量的泄水渠道条数可根据需要和具体条件而定，各泄水渠道的设计流量可按等于或略小于所在渠段的设计流量确定。
5 渠道末端退水渠道的设计流量不应小于渠道末端设计流量的50％。
6 泄（退）水渠道的允许不冲流速可采用相同条件下灌溉渠道的1.1倍～1.2倍。
7 泄（退）水渠道的纵、横断面设计方法与灌溉渠道相同，但其边坡系数应比相同条件下的灌溉渠道稍大。
8 泄（退）水渠道的岸顶超高和宽度，可比相同条件下灌溉渠道稍小。
9 泄（退）水渠道出口与承泄区连接处的水位差过大时，应设置衔接建筑物。
10 有条件时，应利用天然沟谷作为泄（退）水渠道。
11 退水渠末端采用抽排方式的渠系建筑物设计尚应按现行国家标准《泵站设计规范》GB 50265的规定执行。
6.3.7 渠底比降应根据渠道沿线地形、地质条件，设计流量和含沙量等因素，通过计算分析确定，并应符合下列规定：
1 清水渠道的渠底比降可按下式计算：
式中：V——渠道的平均流速（m/s）；
R——渠道的水力半径（m）；
i——渠底比降；
n——渠床糙率，可按本标准附录B选用。
2 黄土地区浑水渠道的渠底比降可按下式计算：
式中：ρ——浑水渠道水流挟沙能力（kg/m³）；
ω——泥沙沉降速度（mm/s）；
Qh——浑水渠道设计流量（m³/s）。
6.3.8 渠道的控制断面设计水位应从水源引水高程自上而下和从灌溉范围内地面控制点高程自下而上逐级推求相结合，经综合比选确定。
各级渠道进口设计水位可按下式计算：
式中：H进口——渠道进口处的设计水位（m）；
A0——渠道灌溉范围内控制点的地面高程（m）；
h0——控制点地面与附近末级固定渠道设计水位的高差（m），宜取 0.10m～0.20m；
L——各级渠道长度（m）；
i——渠道比降；
△h——水流通过建筑物的水头损失（m）。
6.3.9 各级渠道的平均流速可按本标准式（6.3.7-1）计算确定。
6.3.10 土渠设计平均流速宜控制在0.6m/s～1.0m/s，但不应小于0.3m/s。清、浑水两用土渠的平均流速应按冲淤平衡渠道设计。结合通航的灌溉渠道，设计平均流速宜控制在0.6m/s～0.8m/s，但不应超过1.0m/s。寒冷地区冬、春季输水渠道设计平均流速不宜小于1.5m/s。
6.3.11 重要的干、支渠允许不冲流速，应根据渠床材料、过水断面水力要素及泥沙等条件通过试验或选择相应的经验公式计算确定；一般渠道可按本标准附录C选用；渠水含沙量较大且渠床有薄层淤泥时，可按本标准附录C所列数值高值选用。
6.3.12 浑水渠道的允许不淤流速应根据水流挟沙能力，按各地区经验公式计算确定。黄河流域浑水渠道水流挟沙能力可按本标准附录D所列经验公式计算。
6.3.1 按续灌方式设计的干、支渠，采用按设计流量、加大流量和最小流量进行水力计算，即以设计流量计算确定各级渠道在正常工作条件下的水力要素，平均流速应满足渠道不冲不淤要求；以加大流量计算确定渠道的岸顶超高和渠深，并验算渠道的不冲条件；以最小流量确定渠道的最低控制水位，并验算渠道的不淤条件。
6.3.2 关于支渠长度折算系数a，在以往灌区工程设计中多采用0.75。原《灌溉排水渠系设计规范》采用了陕西省水利电力勘测设计院对支渠长度折算系数的分析计算成果，即支渠灌溉面积重心分别在上游、中游或下游时，支渠长度折算系数分别为0.60、0.80、0.85。所谓灌溉面积重心在上游或下游，系指灌溉区形状基本上为三角形或梯形；灌溉面积重心在中游，系指灌溉区形状基本上接近为方形或长方形。本标准继续采用这一计算分析成果。
6.3.4 对于单纯农田灌溉的续灌渠道，可采用表6.3.4中的数值；对于综合利用的渠道加大流量的加大百分数可根据实际情况确定。
6.3.5 根据国内灌区实际调查情况，本次对单纯农田灌溉的续灌渠道设计最小流量时相应的最小水深做了修订，认为最小流量不宜小于设计流量的40％，相应的最小水深不宜小于设计水深的60％；有节制闸控制时可不受此限制；对于综合利用渠道按实际情况确定。
6.3.7 本标准式（6.3.7-2）是由原水利部西北水利科学研究所提出的经验公式，适用于从多泥沙河流引水的浑水渠道。根据陕西省洛惠渠的实践经验，在渠底比降较大的条件下，可以引用泥沙含量超过40％的浑水进行淤灌。
6.3.10 土质渠道设计平均流速控制不小于0.3m/s，目的是为了防止滋生杂草。寒冷地区冬、春季输水的渠道，设计平均流速控制不小于1.5m/s，目的是为了防止水面结冰。
6.3.11 渠道允许不冲流速系指渠床土粒将要移动而尚未移动时的临界流速，是渠道允许过流的上限值。计算允许不冲流速值的经验公式很多，如适用于沙质土、砾石土、砂卵石渠床的列维公式，适用于黄土渠床的沙玉清公式和原西北水利科学研究所公式，以及适用于缺乏有关水力要素时的吉尔什坎公式等。这些公式都有一定的适用条件，不可盲目使用。为此，本标准对重要的干、支渠道允许不冲流速值的计算确定做了原则性的规定，而一般渠道允许不冲流速值可不进行计算，直接由本标准附录C查得。
6.3.12 渠道水流在某一特定条件下能够挟运某种粒径泥沙不致使渠道发生淤积的最大数量，称为渠道水流挟沙能力，或称渠道水流饱和含沙量。渠道水流的挟沙能力与水流流速、水力半径、泥沙粒径及沉降速度有关。由于水流中泥沙运动规律的复杂性，目前还没有完善的理论计算公式，而用于计算渠道水流挟沙能力的经验公式虽然比较多，但都有一定的局限性。本标准附录D中推荐采用的三个经验公式，是目前使用较多的计算公式。沙玉清公式适用于黄河中游地区渠道泥沙中值粒径在0.02mm左右及水流弗劳德数Fr≤0.8的情况；当Fr＞0.8时，这一公式不能使用。黄委水利科学研究院公式适用于黄河中、下游地区，但因适用范围覆盖的面积很大，条件很复杂，因此按这一公式计算的结果误差会大一些。山东省水利科学研究院公式仅适用于黄河下游地区的衬砌渠道，适用范围相对更窄一些。
- 上一节：6.2 渠系总体布置
- 下一节：6.4 渠道纵横断面设计
