分析输水流量损失计算在农田灌溉渠道设计中的应用
摘要：在进行渠道设计时，渠道流量损失计算是必须考虑在内的一个重要组成部分，输水流量损失过程作为在流动中的动态过程，通过经验公式计算存在一定的问题，本文主要结合笔者多年经验，利用积分的方法，通过精确计算推求得出新的计算方法和公式，并应用于实例作比较。
毕业论文网 关键词；农田灌溉；输水损失；公式；比较 中图分类号：S723.6文献标识码：A 文章编号： Abstract: On the channel design, channel flow loss calculation must also be taken into consideration an important part of water flow loss in the flow in the process as a dynamic process, through the experience formula calculation, there are some problems, this paper the author years experience, use of integral method, through the precise calculation that derive new calculation method and formulas, and used in the examples to compare. Key Words; irrigation; water loss; formula; comparison 引言 渠道流量损失计算作为渠道设计的重要部分，广大设计工作者在计算渠道流量损失时多数采用经验公式法，但是渠道流量损失计算的经验公式是将渠道范围内渠道每公里输水损失系数看成为一个常数，没有考虑到渠道的水量损失是随流程动态变化的特点，最终的计算结果只限于短距离渠道设计(不得超过l0km)。
因此，笔者根据多年设计工作经验，通过积分的方法推算出新的计算公式，以作参考。
1输水流量损失计算 1.1经验公式法简介 在现行灌溉渠道流量的计算方法中，是将每公里渠道长度上的输水损失作为一个常数 ，用下列公式推算渠道损失量。
常用的经验公式为： （1） 式中， 为每公里渠道输水损失系数； 为渠床土壤透水系数； 为渠床土壤透水指数； n为渠道净流量(m3/s}。
土壤透水性参数 和m应根据实测资料分析确定，在缺乏实测资料的情况下，可采用表1中的数值确定。
表1 土壤透水性参数 渠床土壤 透水性 A m 重粘土及粘土 弱 0.7 0.3 重粘壤土 中下 1.3 0.35 中粘壤土 中等 1.9 0.4 轻粘壤土 中上 2.65 0.45 砂壤土及轻砂壤土 强 3.4 0.5 则渠道输水损失流量按下式计算： =(2) 考虑地下水顶托和防渗措施后公式(1)为： = (3) 渠道损失水量计算公式为： = (4) 式中 为渠道输水损失流量，m3/s； 为渠道长度，km； 的意义同前，这里以小数表示； 为渠道静流量，m3/s； 为采取防渗措施后渠床渗漏水量的折减系数(若无衬砌则 =1)； 为地下水顶托修正系数(若无地下水顶托则 =1)。
1.2经验公式法的弊端 经验公式法虽然广为采用，但是经验公式在实际应用中存在以下不足； （1）根据式(1)可知， 是随渠道内的净流量的变化而变化的，但是在常规的设计过程中，在渠道土质情况相同的情况下(即 、 相同)，却假定渠道上、下游的 值不变，即:在计算的过程中 采用渠道平均值。
这和渠道内流量损失的规律不完全吻合，实际上每公里长度渠段上的 是随 大小而增减的，渠道流量损失过程是渠道水在流动过程中的动态过程。
（2）公式(2)一般只限于长度不大于l0km的渠道输水损失流量计算，因此应用有其局限性，对于较长渠道的流量损失计算其误差较大。
2输水流量损失的精确计算推求 针对现行渠道设计中的流量损失的不足，在渠系水利用系数中已有研究，现笔者采用高等数学积分方法对渠道设计中的流量损失精确计算做了进一步推求。
设渠首毛流量为 ，经过流程为 后流量为 ，则从渠首经过流程 后的净流量为。
根据式（3）得到下式： （5） 上式变形为： （6） 将上式两边同时积分得： （7） 则有： =（ )1/m（8） 根据公式（8）及 得： ( )1/m—(9) 从以上(8)(9)式可以看出，该方法推求的计算公式有以下特点； （1）当己知渠首毛流量求净流量时，避免了以往经验公式计算需要经过多次试算的过程，大大减少了计算工作量。
（2）该计算公式将渠道流量损失过程看成为水在流动过程中的动态过程，比经验公式计算更加精确，符合水流损失规律。
另外，在渠道土质相同的地段，渠道流量损失计算不受渠道长度限制。
3设计实例比较 某灌区渠道设计时，因渠道计算长度不同，分别计算渠道输水损失。
各渠道净流量为8m3/s,A=1.9,m=0.4，不考虑顶托和渠道防渗衬砌措施。
分别拟用经验公式和推求公式计算渠道输水损失量，按渠道长度计算结果如表2所示。
表2渠道损失随渠道长度变化 从表中可以看出：当净流量为一定的情况下，无论是经验公式计算还是推求公式计算，渠道损失量都是随渠道长度的增加而增加。
其中二者计算结果在渠道长度不超过12km的情况下，二者相对误差很小，计算结果都可以为工程采用。
但是随着渠道长度的增加经验公式体现出了不足，计算结果与推求公式计算结果的相对误差逐渐增大，这与经验公式设计时对渠道设计长度的限制相符合。
故对于渠道土质相同的条件下，超过l0km的渠道损失计算宜采用推求公式。
4 结束语 在进行渠道设计时，渠道流量损失计算是必须考虑在内的一个重要组成部分，输水流量损失过程作为在流动中的动态过程，通过经验公式计算存在一定的不足，本文利用积分的方法，通过精确计算推求得出新的计算方法和公式，从经验公式与推求公式实例比较可以看出，在短距离(小于l0km)渠道设计时，经验公式与推求公式皆可为工程采用，但是在长距离(大于l0km)渠道设计时宜采用推求公式。
参考文献： [1]李光斗，孔登锋．运用经验公式法对渠道渗漏的计算[J]黑龙江水利科技，2007． [2]门宝辉．渠道流量损失及水利用系数公式的探讨[J]．中国农村水利水电，2002． 注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。