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摘要：為確保農田水利灌溉渠道工程建設質量，幫助農業水利實現長遠發展，必須注重水利工程設計質量，對設計要點進行科學規劃，并將設計方案嚴格落實，確保灌溉渠道的應用良好。本文對農田水利灌溉渠道工程進行綜合分析，并提出了強化水利工程設計效果的有效措施。
關鍵詞：農田水利；灌溉渠道；工程設計
加強農田水利灌溉工程建設質量能夠有效促進農業發展，因此，對水利工程設計方案的科學性與合理性進行深入研究至關重要。不同農田地區的總體種植面積、種植作物種類以及天氣環境等因素不盡相同，進而導致水源灌溉需求存在差異，為保證農田灌溉的科學合理性，則需要針對地區實際情況對灌溉工程進行科學設計，以此加強工程實際應用效果。
1農田水利灌溉渠道工程設計方法
1.1明確灌溉面積，計算灌溉凈流量
在農田水利渠道灌溉工程設計的過程中，首先，需要對實際灌溉面積進行明確。其次，在灌溉面積的基礎上進行灌水率設計。在灌水率設計過程中，需要依據農田作物種類、不同農作物種植占比、作物栽插進度以及灌水延續時間等因素進行明確計算，同時確保相關設計與計算符合《灌溉與排水工程設計規范》標準規范，從而準確計算出水利灌溉渠道特定時期的凈流量。
1.2灌溉渠道的設計
流量在針對灌溉渠道過水斷面尺寸進行計算時，主要通過計算渠道設計流量進行明確，灌溉渠道的流量則是依據各渠道控制的實際灌溉面積進行計算的。利用灌溉面積計算出灌溉凈流量，同時對渠道灌區有效利用參數進行明確，通常取值ηc=0.6～0.85。渠道水利工程利用參數應當與水利工程項目面積大小、水源分布情況、渠道位置與長度、渠道范圍內土質情況以及項目綜合管理水平等相契合，最后計算出渠道設計流量。
1.3灌溉渠道橫斷面設計
渠道水力計算：在渠道水力計算時主要利用勻流公式，其主要目的是對渠道過水能力進行掌控，即對灌溉渠道斷面進行精確設計，以此保證水流量能夠正常穩定通過。除此之外，還可以對渠道能否滿足實際流量需求進行校驗，具體核算公式：Q=A×V。其中，Q代表渠道流量，單位為立方米/秒；A代表過水斷面的實際面積，單位為平方米；V代表水流在渠道斷面的平均速度，單位為米/秒。在明確設計流量的前提下對斷面進行設計，先要對渠道水流速度進行明確，水流速度V與灌溉渠道縱坡參數i之間具有一定關聯關系，縱坡參數越大，則水流速度越快，縱坡參數越小，水流速度越慢。則渠道均勻流的具體流速計算公式如下所示：V=CRi。其中，C代表謝才系數，其與水力半徑參數R以及糙率系數n相關，謝才系數具體計算公式為：C=1/n×R1/6。水力半徑主要包括過水邊界周長參數X以及過水斷面W，如果過水斷面保持一致，過水邊界周長參數越小的灌溉渠道擁有越小的水流阻力、水流速度越大、過水能力同樣越大。水力半徑計算公式為：R=A/X。其中，A代表過水斷面；X代表過水邊界周長參數。通過上述描述能夠得出渠道流量Q的具體計算公式：Q=A×V=ACRi。計算參數選用：灌溉渠道計算參數主要包括糙率系數n、渠道縱坡系數i寬度與深度比a（=b/h）以及渠道流速等因素。渠道設計計算參數的合理性與精確性直接影響到整個灌溉工程的運行穩定性與安全性。在選擇灌溉渠道比降時應當注意，灌溉渠道底部必須保持一定的縱坡，即i=h/d=tan a；其中i為比降系數、h代表灌溉渠道兩端點位的高差、d代表兩端點位水平距離。同時比降應當盡可能與地面坡度相接近，以此防止發生填方過大以及挖方過大等問題；當渠道流量相對較大時。應將比降控制在比較緩慢的狀態；當渠道水流中含有雜質成分時，需要對比降系數進行科學控制，以此確保水流能夠沖帶泥沙雜質，防止發生渠道淤積現象。對渠道渠床結構的糙率系數n進行設計時，需要明確渠道糙率系數的作用，即真實反映出渠床表面粗糙性，n值越大，代表渠床表面越粗糙；n值越小，代表渠床表面越光滑。同時依據《水力學》中標準規定與渠道工程實際地理環境參數進行明確。渠道端面寬度與深度比值a（=b/h）的選擇：渠道斷面結構能夠直接影響到水利工程實際工程量的大小，斷面結構使用的穩定性以及渠道工程整體施工難易程度等。渠道斷面具有寬深式以及窄深式等多種類型，在設計時需要依據渠道水力最佳斷面情況的寬度與深度比值進行計算分析，以此保證渠道斷面處于最佳狀態，同時盡可能降低襯砌工程施工量以及石方使用量。在得知渠道邊坡系數m的具體數值后，能夠得出相對應的最佳a值。在渠道斷面寬深比a選擇設計的過程中，應當對工程施工量進行充分考量，同時需要重點關注渠道斷面的結構穩定性。正常情況下，如果渠道流量Q在1～3立方米/秒時，a值需要控制在1～3。灌溉渠道允許的水流速度：在灌溉渠道流速設計時，必須保證其處于灌溉渠道允許的水流速度范圍內，即V不淤流速＜V設計流速＜V不沖流速，其中，不沖流速選用行業標準規定數值，不淤流速值需要依據渠道水流中雜質泥沙量的顆粒性質、數量多少以及組成成分等相關。為防止水草等植物在渠道中生長導致渠道過水能力下降，將渠道最小設計流速控制在0.4～0.6米/秒，對于清水段灌溉渠道，可以將最小設計流速控制在0.2米/秒左右。灌溉渠道橫斷面尺寸明確：通過上述內容進行科學分析與參數明確，能夠通過水力計算對灌溉渠道過水斷面的具體尺寸進行精確計算，確定水深參數h與渠道底寬b，利用公式Q=A×V=ACRi，渠道流量模數K=A×CRi，則Q=K/i。在渠道設計過程中，如果提前求得灌溉渠道比降系數i、渠床糙率系數n、邊坡系數m以及設計流量Q，依據計算公式K=Qi即可求得K值。假設灌溉渠道底寬參數b與水深系數h確定，依據計算公式：R=A/X、A=b×h、X=b+2h、C=1/n×R1/6、K=A×CRi，以此求得K值。如果以上兩種計算方法求得的K值相似，則代表b值和h值為實際渠道斷面尺寸；如果K值存在較大差異，則需要重新進行計算，直至計算結果符合工程具體需求。
2強化農田水利灌溉渠道工程設計質量的有效措施
2.1對方案設計過程嚴格把控
在設計過程中，積極運用先進的科學理念，構建農田水利灌溉渠道工程設計監管控制制度，并將其嚴格落實到具體，以此為設計質量控制工作提供高效指導工作，降低外界因素對于設計質量的干擾約束，以此保證設計工程的合理性與可靠性。加強農田灌溉工程設計質量控制意識，同時結合健全的控制制度以及信息化管理思維等做好設計工作，對細節問題進行優化處理，從而為渠道灌溉工程提供良好的基礎保障。
2.2完善質量監管體系
在對農田水利灌溉渠道工程設計質量進行優化時，需要依據工程具體需求與環境因素等對設計質量監管體系進行不斷的完善優化。首先，需要從工程設計的內容合理性與方案可行性角度進行分析，注重管理手段的精細化控制，對不同環節的控制監管機制進行整合，以此為工程設計質量監管體系提供一定參考依據。
3結論
在渠道工程設計過程中，設計人員必須重視設計質量問題，利用先進的信息化技術與專業思維，結合工程具體情況以及行業需求等科學設計，從而保障渠道工程設計質量，進一步促進我國農業地區經濟健康穩定增長。
作者：王泓瑞 單位：甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心