《手册》分总则、灌溉渠道定型设计、渠系建筑物定型设计三部分。小灌区涉及的内容很多，涵盖面广，本《手册》主要针对小灌区中的渠道和渠系建筑物工程，包括渠道横断面优化及衬砌设计和渠系建筑物定型设计，对灌区常用的涵洞、渡槽、倒虹吸、桥梁、跌水、量水设施、分水闸和节制闸等渠系建筑物进行了定型设计，报告中给出了详细的设计方案，附有结构图纸，并举实例说明其用法。本手册主要以图表形式表达工程设计内容，设计方法简便易行，设计成果通用易取，可供广大水利工作者，特别是基层的水利同仁们参考和借鉴。

式中，Q一流量，m /s; m、i、n一边坡系数、比降、糙率，混凝土糙率取0.017; h一水力最佳断面的水深，m; Rm一水力最佳断面的水力半径，m; bm一水力最佳断面的底宽，m; β.一水力最佳断面的宽深比。 进行水力最佳断面的计算时，可先用式（2.1）计算出β，然后 式（2.4）的方法计算出bm、hm。

(β+2/1+m β=b/h, b=βh Ji (β+ m)5/8

式中，β一宽深比，β=b/h，为渠道底宽与水深之比，设计时可 用水力最佳断面或实用经济断面的宽深比。 按水力最优断面计算方法，根据不同流量Q、比降i（i=1/500、 1/800、1/1000、1/1200、1/1500、1/1800、1/2000）、边坡系数m（m=1.0 1.25、1.5、1.75、2.0、2.25）的渠道底宽b及水深h计算，绘制的相 关曲线图如图2.2所示。

硬度标准水力最优断面b、h取值图（m=1.75、n=0.017）

图2.2水力最优断面曲线图

2.2.2 一般断面设讯

对于按水力最优断面实施有困难的，在衬砌断面设计时按明渠均 习流计算方法，根据谢才公式和明槽均匀流的性质，谢才系数C按曼 宁公式计算，有：

由（2.5)、（2.6）公式得：

Q= AC×(Ri)/2 C=×R%

流量Q与水深h关系图（m=1.25，i=1/500，n=0.017） Q(m=/s) b=1.3 b=1.2 b=1.0 b=0.8 b=0.5 b=0.3

流量Q与水深h关系图（m=1.25，i=1/1500，n=0.017） Q(m3/s) b=1.3 b=1.2 b=1.0 b=0.8b=0.5 b=0.3

流量Q与水深h关系图（m=1.25，i=1/2000，n=0.017） Q(m3/s) b=1.3 b=1.2 b=1.0 b=0.8 b=0.5 b=0.3

流量Q与水深h关系图（m=1.75，i=1/500，n=0.017） Q(m3/s) b=1.3 b=1.2 b=1.0 b=0.8 3b=0.5b=0.3

.3b=1.2b=1.0b=0.8b=0.5b=

b=1.3b=1.2b=1.0 b=0.8 b=0.5 b=0.3

1.3 b=1.2b=1.0 b=0.8b=0.5 b

1.3b=1.2b=1.0b=0.8b=0.5 b=0

1.3b=1.2b=1.0b=0.8 b=0.5 b=0

b=1.3b=1.2b=1.0b=0.8 b=0.5 b

图2.3边坡系数m、比降i的流量Q与水深h关系图

（1）某梯形渠道设计（加天）流量Q=0.8m/s，渠底比降=1/1800， 边坡系数m=1.25，试求其水力最佳断面尺寸。 按水力最优断面求解，已知边坡系数m=1.25、设计（加大）流 量Q=0.8m/s，查<水力最优断面b、h取值图（m=1.25、n=0.017）> 得： b (1/1800) =0.53m h (1/1800) =0.76m 已知设计（加大）流量Q=0.8m3/s，查表2.1确定渠堤超高a=0.5m， 砌高度按设计加大水深控制，求得渠道底宽B=0.53m，渠深 H=0.76+0.5=0.81m，衬砌高度为 0.76m。

、1）呆梯形渠道设计（加大）流量Q=0.8m/s，渠底比降 边坡系数m=1.25，试求其水力最佳断面尺寸。 按水力最优断面求解，已知边坡系数m=1.25、设计（加大）流 量Q=0.8m/s，查<水力最优断面b、h取值图（m=1.25、n=0.017）> 得： b （1/1800) =0.53m h (1/1800) =0.76m 已知设计（加大）流量Q=0.8m3/s，查表2.1确定渠堤超高a=0.5m 衬砌高度按设计加大水深控制，求得渠道底宽B=0.53m，渠深 H=0.76+0.5=0.81m，衬砌高度为0.76m。 （2）某渠道设计流量Q=0.8m3/s，渠底比降i=1/2000，边坡系数 m=1.25，渠道底宽b=0.8m，试求其断面尺寸。 按明渠均匀流求解，查<流量Q与水深h关系图（m=1.25 i=1/2000，n=0.017）>得： h （1/2000) =0.69m 已知设计流量Q=0.8m/s，查表2.1确定渠堤超高a=0.5m，衬砌 高度按设计加大水深控制，求得渠深H=0.69+0.5=1.19m，衬砌高度 为0.69m。

（2）某渠道设计流量Q=0.8m3/s，渠底比降i=1/2000，边坡系数 m=1.25，渠道底宽b=0.8m，试求其断面尺寸。 按明渠均匀流求解，查<流量Q与水深h关系图（m=1.25 i=1/2000，n=0.017) >得： h （1/2000) =0.69m 已知设计流量Q=0.8m3/s，查表2.1确定渠堤超高a=0.5m，衬砌 高度按设计加大水深控制，求得渠深H=0.69+0.5=1.19m，衬砌高度 为0.69m。

2.3矩形衬砌断面设计

广东省内灌区现有渠道断面形式以矩形断面的渠道数量较多，如 果边坡不便挖成斜坡或受用地限制，可采用矩形衬砌断面，衬砌形式 主要有砖砌（砂浆抹面）和理石混凝土挡墙两种形式。衬砌断面示意 图如图2.4、2.5所示。 (1）矩形衬砌（砖砌）断面

图2.4矩形衬砌（砖砌）断面示意图

其中：B一衬砌渠底宽（m）； h一通过加大流量时的水深、衬砌渠深度（m)； hz一底板厚度（m），现浇混凝土，厚10cm; H一边墙高（m); 8一砂浆抹面厚度（cm），取8=2cm; b,一边墙厚（m），取值见表2.5；

（2）矩形衬砌（埋石砼挡墙）断面

（2）矩形衬砌（理石砼挡墙）断面

图2.5矩形衬砌（埋石砼挡墙）断面示意图

其中：B一衬砌渠底宽（m）； h,一通过加大流量时的水深（m); t1一底板厚度（m），现浇混凝土，厚5一10cm; t2一级配砂碎石垫层厚度（m），厚≥0.3m; H一边墙高（m); b1一埋石砼挡墙顶宽度（m）; b2一埋石砼挡墙底宽度（m)； n一埋石砼挡墙背边坡； m一挡墙基础开挖边坡； a一渠堤超高（m），按规范及我省实际经验，取值参考表2.4。 注：挡墙参数b1、b2、n需经挡墙稳定分析后确定。)

矩形渠道的衬砌形式应根据渠道大小及现状的实际地形地貌，因 也制宜地选用合适的衬砌形式。

矩形断面小型渠道一般多采用砖砌筑，但在广东省实际工程中也 有部分矩形断面小型渠道采用现浇混凝土衬砌。由于边墙需依靠自身 重力维持稳定，砌筑断面较大，材料浪费较严重，本手册原则上不推 荐采用矩形衬砌断面。特殊情况必须采用矩形衬砌方式的，砖衬砌 1.2m以下和混凝土衬砌0.8m以下渠道边墙高度与厚度取值见表2.5 与表2.6。 为保证砖砌渠道整体稳定性，对边墙高度大于0.6米的砖砌渠道 应加横撑，横撑间距以3一5米为宜。

表2.4渠堤超高a值及衬砌超高al值表

砖砌矩形断面渠道边墙高度与厚度取值表

表2.6现浇混凝土矩形断面渠道边墙高度与厚度取值表

对于矩形断面按明渠均匀流计算方法，根据谢才公式和明槽均匀 流的性质，谢才系数C按曼宁公式计算，有：

C==×R% n O ==× AR%(Ri)2

式中，V一断面的平均流速，m/s Q一设计(加大)流量不锈钢板标准，m3/s; A一过水断面面积，m?; R一水力半径，m; C一谢才系数； i一比降； n一糙率，水泥砂浆抹面糙率取0.015，浆砌石、埋石砼糙 率取0.020。 其中，最优水力断面条件为：b（底宽）=2h（水深）。 矩形断面渠道多为村旁、路边等流量较小的渠道，考虑到矩形断 面渠道完全按“最优水力断面设计，可能开挖或回填土方较大，特殊 青况可依据设计（加大）流量按现有断面，稍作修整后进行衬砌。按 明渠均匀流计算方法，不同比降i的流量Q与水深h关系，如图2.5 所示。

0m3/a 流量Q与水深h关系图（i=1/1000、n=0.020）

流量Q与水深h关系图（i=1/1200、n=0.020）

图2.5不同比降i的流量Q与水深h关系图

（1）某矩形砖砌渠道设计加大流量Q=0.6m/s，渠底比降 1/2000，表面水泥砂浆抹面（n=0.015），试求其水力最佳断面尺寸。 按水力最优断面求解，查<流量Q与水深h关系图（i=1/2000， 1=0.015）>中的水力最佳曲线可得：水深h=0.65m，底宽B=2h=1.3m 已知设计（加大）流量Q=0.6m/s，查表2.4确定渠堤超高a=0.5m 衬砌高度按设计加大水深控制，求得渠道底宽B=1.3m，渠深 H=0.65+0.5=1.15m，衬砌高度为0.65m。 （2）某矩形渠道断面底宽为1.0m，坡降i=1/2000，渠道设计流 量Q=0.4m/s，试确定其断面尺寸。 ①采用砖砌形式（水泥砂浆抹面） 查<流量Q与水深h关系图（i=1/2000，n=0.015）>中b=1.0曲线 可得水深h=0.61m。 根据流量Q=0.4m3/s，查表2.4确定渠堤超高a=0.5m，衬砌高度 安设计加大水深控制，求得渠深H=0.61+0.5=1.11m，衬砌高度为 0.61m。 ②采用砼理石挡墙形式 查<流量Q与水深h关系图（i=1/2000，n=0.020）>中b=1.0曲线 可得水深h=0.8m。 根据流量Q=0.4m3/s，查表2.4确定渠堤超高a=0.5m，衬砌高度 按设计加大水深控制，求得渠深H=0.8±0.5=13m，衬砌高度为0.8m

般地，渠道存在的问题主要有两个：渗漏、渠坡失稳。渗漏可 能来自三个部位：单侧渠坡、两侧渠坡、渠底。防渗衬砌方案应体现 主态理念，针对具体问题而定，哪里需要就在哪里采取措施，尽量减 少砌护。对渠道存在的以下情况宜考虑生态设计： （1）渠坡稳定、透水性弱微的土渠，可仅进行修整、清淤，不 衬砌。 （2）渠坡易玥塌、透水性弱微的土渠，可仅采取增加渠坡稳定 性的措施，如用十砌块石或混凝土预制块砌护。 （3）穿越村庄、人口较为密集的渠段医院建设标准，可采用生态混凝土预制 块砌护。其作用有二，一是生态效果明显，二是方便不慎落渠人员攀 爬上岸。 （4）衬砌顶高程取加大水位，以上采用草坡护坡

渠道典型断面图详见附图2.1。