6.4 渠道纵横断面设计
6.4.1 渠道的纵、横断面设计应符合下列规定：
1 渠道应能保证设计输水能力、边坡稳定和水流安全通畅；
2 各级渠道之间和渠道各分段之间以及重要建筑物上、下游水面应平顺衔接；
3 末级固定渠道放水口的水位宜高出平整后田面进水端10cm；
4 渠道渗漏损失量较小；
5 渠道占地较少，工程量较小；
6 施工、运用和管理方便；
7 有通航要求时，尚应与航运部门的有关要求相协调。
6.4.2 渠道横断面应根据灌溉面积、沿线地形、地质条件以及边坡稳定的需要和是否衬砌等因素，按接近水力最佳断面进行设计。土渠宜采用梯形、弧底梯形断面；混凝土衬砌或石渠宜优先采用U形或矩形断面，并应符合下列规定：
1 渠道横断面尺寸应根据渠道过水面积、设计流量和比降等通过水力计算确定，可按下式计算：
式中：Q——渠道设计流量（m³/s）；
A——渠道过水断面面积（m²）；
R—水力半径（m）；
i——水力比降，在均匀流中与渠底比降一致；
C——谢才系数（m
/s），宜采用公式
计算，其中n为渠床糙率。
2 渠道横断面亦可采用实用经济断面，梯形断面计算方法可按本标准附录E执行，弧底梯形和弧形坡脚梯形断面计算方法可按现行国家标准《渠道防渗工程技术规范》GB/T 50600的规定执行。渠床糙率可根据渠槽及衬砌结构类别的特征按本标准附录B选用。
6.4.3 浑水渠道设计水深及宽深比可按下列公式计算：
式中：h——渠道设计水深（m）；
a——常数，a＝0.58～0.94，可取0.76；
β——渠道底宽与设计水深的比值；
N、N＇——常数，N＝2.35～3.25，N＇＝1.8～3.4，黏性土渠道和刚性衬砌渠道取小值，沙性土渠道取大值；
m——渠道边坡系数。
6.4.4 梯形断面水深小于或等于3m的挖方渠道，最小边坡系数可按表6.4.4确定，也可根据实际情况和经验确定；水深大于3m或地下水位较高的挖方渠道，边坡系数应根据稳定分析计算确定；采用机械开挖或位于寒冷地区的挖方渠道，边坡系数可按表6.4.4所列数值或稳定分析计算成果选用；采用刚性衬砌的挖方渠道，边坡系数可小于衬砌前土质边坡稳定系数。
6.4.5 深挖方渠道可采用复式或阶梯形断面，在渠底以上每隔5m～10m应设宽度不小于1.0m的戗道，渠道边坡系数应根据稳定分析计算确定。深挖方渠道堤顶以下边坡设计安全系数应采用现行行业标准《碾压式土石坝设计规范》SL 274中的设计安全系数值。
6.4.6 渠岸以上的高边坡系数应根据岸坡土质条件和其他具体情况，进行稳定分析计算确定。边坡设计安全系数应采用现行行业标准《水利水电工程边坡设计规范》SL 386中的设计安全系数值。
6.4.7 填方或半挖半填渠道的渠堤填方高度小于或等于3m时，其内、外边坡最小边坡系数可按表6.4.7确定；渠堤填方高度大于3m时，其内、外边坡系数应根据稳定分析计算确定。渠堤填方高度大于5m时，宜在其底部以上每隔5m设宽度不小于1.0m的戗道。边坡设计安全系数应采用现行行业标准《碾压式土石坝设计规范》SL 274中的设计安全系数值。
6.4.8 渠道岸顶超高应符合下列规定：
1 1级～3级渠道岸顶超高应按土石坝设计要求经论证确定。
2 4级、5级渠道岸顶超高可按下式计算确定：
式中：Fb——渠道岸顶超高（m）；
hb——渠道通过加大流量时的水深（m）。
3 渠道弯道段的曲率半径小于5倍水面宽度或平均流速大于2m/s时，应增大弯道凹岸的顶部超高，其增加值可按下式计算确定：
式中：
——弯道凹岸顶部超高增加值（m）；
Bb ——渠道通过加大流量时的水面宽度（m）；
Vb——渠道通过加大流量时的平均流速（m/s）；
g——重力加速度（m/s2）；
R——渠道弯道段中心线的曲率半径（m）。
4 浑水渠道岸顶超高应同时结合渠底可能产生泥沙淤积的影响综合确定。
5 渠堤填方高度大于3m时，其岸顶超高应预加沉降高度。
6 渠道衬砌超高值在设计水位以上可采用0.3m～0.8m，并满足加大水位运行要求，兼作行洪用的傍山灌溉渠道时，其衬砌超高宜选高值。5级渠道超高不应小于0.1m。
7 结合通航的灌溉渠道，其岸顶超高和衬砌超高尚应与航运部门的有关要求相协调。
6.4.9 堤顶宽度应根据稳定分析、管理及交通要求确定，667hm² 及以上灌区干、支渠堤顶宽度不应小于2m，斗渠、农渠不宜小于1m；667hm² 以下灌区可减小。
渠道岸顶兼作交通道路时，其宽度应满足车辆通行要求。
6.4.10 引洪淤灌或兼有引洪淤灌任务的渠道，其纵、横断面设计方法可与浑水灌溉渠道相同。
6.4.2 渠道横断面尺寸一般依据渠道均匀流计算公式确定。在渠底比降和渠床糙率已定的条件下，通过某一规定流量所需的最小渠道横断面，称为水力最佳断面。在灌区工程设计中，为了节省输水渠道土石方以及衬砌工程量，尽量少占地，一般均采用窄深式断面；而配水渠道为使水流较为稳定，不易产生冲刷和淤积，多采用宽浅式断面。本标准推荐采用梯形渠道实用经济断面计算方法。
6.4.3 陕西省水利电力勘测设计研究院根据原西北水利科学研究所对陕西9个灌区的实测资料及其分析成果，即本标准所列的公式（6.4.3-1），结合宝鸡峡、大佛寺两个灌区的设计资料，绘制了关系曲线（见图3）。该曲线界于按吉尔什坎公式和西北水利科学研究所公式所绘制的两曲线之间，并以Q＝1.5m³/s分界，概括为两个经验公式，即本标准所列式（6.4.3-2）、式（6.4.3-3）。上述分析成果作为计算从多泥沙河流引水渠道水深和宽深比的公式，已纳入原规范，本次修编认为分析结果正确，计算结果合理，故继续采用。
6.4.5 深挖方渠道一般是指挖土深度大于15m的渠道。
6.4.6 黄土地区渠岸以上的边坡可分为低边坡和高边坡，其界限一般以边坡高度15m分界。
6.4.7 填方渠道的渠堤填方高度是指堤顶高于地面的高度。
6.4.8 根据桥梁和跌水、陡坡等渠系建筑物引起的壅水，闸门调节时引起的暂时渠内水位上升，渠道运用期间渠床糙率变化引起的渠内水位变化，以及强烈毛细管作用对渠堤的影响等因素，经综合分析后提出的计算土渠顶部超高的公式，见本标准式（6.4.8-1），是一个简单实用的经验公式，不少设计单位对此反映良好。现在将国内部分渠道实际采用的超高值，以及美国有关计算公式和曲线图的验算值与该式计算结果进行比较见表6。由表6可知，大多数干渠、总干渠的实际采用值与该式计算结果最为接近，因此本标准继续采用。
- 上一节：6.3 渠道水力计算
- 下一节：6.5 渠道衬砌及抗冻胀设计
