第三节　渠道纵断面设计

灌溉渠道纵断面设计是根据灌溉水位要求确定渠道的空间位置，先确定不同桩号处的设计水位高程，再根据设计水位确定渠底高程、堤顶高程、最低水位等。

一、渠道水位的推算

为了满足自流灌溉的要求，各级渠道入口处都应具有足够的水位。该水位是根据灌溉面积上控制点的高程加上各种水头损失，自下而上逐级推算出来的。水位推算公式如下：

式（2－2－86）可用来推算任一条渠道进水口处的设计水位，推算不同渠道进水口设计水位时所用的控制点不一定相同，要在各条渠道控制的灌溉面积范围内选择相应的控制点。

二、渠道纵断面水位的衔接

渠道纵断面的水位衔接是处理渠道与建筑物、渠道上下段和上下级之间的水位关系问题。

1.上、下级渠道的水位衔接

在渠道分水口处，上、下级渠道的水位应有一定的落差，以满足分水闸的局部水头损失。在渠道设计中，我们通常以设计水位为标准，若上级渠道输送最小流量时，相应的水位不能满足下级渠道引取最小流量的要求，就要在上级渠道该分水口的下游修建节制闸，把上级渠道的最小水位从原来的Hmin升高到H′min，使上、下级渠道的水位差等于分水闸的水头损失ψ，以满足下级渠道引取的最小流量的要求。

如果水源水位较高或上级渠道比降较大，也可以最小水位为配合标准，抬高上级渠道的渠底高程和设计水位。分水闸上游水位的升高可用两种方式来实现：①抬高渠首水位，不变渠道比降；②不变渠首水位，减缓上级渠道比降。

2.建筑物前后的水位衔接

渠道上的渡槽、隧洞、倒虹吸等建筑物一般都有阻水作用，会产生水头损失，在渠道纵断面设计时，必须予以充分考虑。如建筑物较短，可将进、出口的局部水头损失和沿程水头损失累加起来（通常采用经验数值），在建筑物的中心位置集中扣除。如建筑物较长，则应按建筑物位置和长度分别扣除其进、出口的局部水头损失和沿程水头损失。跌水上、下游水位相差较大，由下落的弧形水舌光滑连接。但在纵断面图上可以简化，只画出上、下游渠段的渠底和水位，在跌水所在位置处用垂线连接。

3.不同渠段间的水位衔接

由于渠段沿途分水，渠道流量逐段减小，对于渠道设计中经常出现的相邻渠段间水深不同，难以进行水位衔接的问题，有以下三种处理办法：

（1）如果上、下段设计流量相差很小时，可通过调整渠道横断面的宽深比，保持相邻两渠段间水深相同。

（2）在水源水位较高的条件下，下游渠段按设计水位和设计水深确定渠底高程，并向上游延伸，画出上游渠段新的渠底线，再根据上游渠段的设计水深和新的渠底线，画出上游渠段新的设计水位线。

（3）在水源水位较低、灌区地势平缓的条件下，可通过抬高下游渠底高程的办法维持要求的设计水位。这样很可能会在上、下两渠段交界处渠底台阶上游处引起泥沙淤积。为了减少不利影响，下游渠底升高的高度不应大于15～20cm。在实际操作中尽量避免这种做法。

三、渠道纵断面图的绘制

渠道纵断面图包括沿渠地面高程线、渠道设计水位线、渠道最低水位线、渠底高程线、堤顶高程线、分水口位置、渠道建筑物位置及其水头损失等，如图2－2－14所示。

渠道断面图按以下步骤绘制：

（1）绘地面高程线。建立直角坐标系，横坐标表示桩号，纵坐标表示高程。根据渠道中心线的水准测量成果（桩号和地面高程）按一定的比例（水平1/5000～1/25000，垂直1/50～1/200）点绘出地面高程线。

（2）标绘分水口和建筑物的位置。在地面高程线的上方，用不同符号标出各分水口和建筑物的位置。

（3）绘渠道设计水位线。参照水源或上一级渠道的设计水位，沿渠地面坡度，各分水点的水位要求和渠道建筑物的水头损失，确定渠道的设计比降，绘出渠道的设计水位线。该设计比降应作为横断面水力计算的依据。如横断面设计在先，绘制纵断面图时所确定的渠道设计比降应和横断面水力计算时所用的渠道比降一致，如二者相差较大，难以采用横断面水力计算所用比降时，应以纵断面图上的设计比降为准，重新设计横断面尺寸。因此，渠道的纵断面设计和横断面设计要交错进行，互为依据。

（4）绘渠底高程线。在渠道设计水位线以下，以渠道设计水深h为间距，画设计水位线的平行线，该线就是渠底高程线。

（5）绘制渠道最小水位线。从渠底线向上，以渠道最小水深（渠道设计断面通过最小流量时的水深）为间距，画渠底线的平行线，此即渠道最小水位线。

（6）绘堤顶高程线。从渠底线向上，以加大水深（渠道设计断面通过加大流量时的水深）与安全超高之和为间距，作渠底线的平行线，此即渠道的堤顶线。

（7）标注桩号和高程。在渠道纵断面的下方画一表格，把分水口和建筑物所在位置的桩号、地面高程线突变处的桩号和高程、设计水位线和渠底高程线突变处桩号和高程以及相应的最低水位和堤顶高程，标注在表格内相应的位置上。桩号和高程须写在表示该点位置的竖线的左侧，并应侧向写出。在高程突变处，要在竖线左、右两侧分别写出高、低两个高程。

（8）标注渠道比降。在标注桩号和高程的表格底部，标出各渠段的比降。