基于拉杆的农田灌溉工程U形渡槽设计优化研究

文 星

(巴音郭楞蒙古自治州水利水电勘测设计院，新疆 库尔勒 841000)

0 引 言

农业是国民经济的基础性产业，是国民经济和社会发展的重要基础，直接关系到粮食安全和社会的稳定和谐。随着我国农业经济的不断发展，农田水利工程在在农业领域的作用不断凸显出来，因此国家和社会也对农田水利工程建设予以足够的关注和支持[1]。在这一背景下，中国的农田水利工程建设迎来了前所未有的发展机遇，并取得了显著的成绩[2]。小型水工建筑物设计的标准化以及施工的装配化对提高农田水利工程的设计、施工和质量水平具有重要作用和价值[3]。在这一背景下，农田水利工程建筑物实现标准化设计和装配化施工，对提高农田水利建设的质量和水平具有重要意义[4]。灌溉渠道在当前的农田水利建设占有相当比重且具有重要意义，对农业生产发挥着十分重要的作用。小型农田水利渠道中的流量一般较小，常用U型断面和梯形断面。基于此，文章利用数值模拟的方法，对典型U型断面渡槽进行研究，确定最佳断面形态。

1 有限元计算模型

1.1 模型的构建

研究中以泡田时间为1d，控制灌溉面积为20.0-33.3hm2的U型渡槽为例典型渡槽，建立有限元模型，对其结构进行设计和优化研究。其中，渡槽的长度取500cm，宽度为120cm，槽内净深为80cm，比降为1/1000。槽身为C30混凝土浇筑，渡槽壳体的顶部加厚为边梁，起到加固的作用，渡槽内的水体长度和宽度与渡槽规格一致。

利用大型商业有限元软件COMSOLMultiphysics进行有限元计算模型的构建和模拟计算[5]。……