排水沟设计规范文档格式.docx
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参加起草单位:
黄河水利委员会黄河上中游管理局、黄河水利委员会农村水利水土保持局、长江水利委员会水土保持局、松辽水利委员会农田水利处、珠江水利委员会农田水利处、海河水利委员会农田水利处淮河水利委员会农田水利处。
本标准主要起草人:
郭廷辅、刘万铨、廖纯艳、胡玉法、苏仲仁、宁堆虎、徐传早、佟伟力、鲁胜力。
第一篇 坡面小型蓄排工程
1范围
3.2.5排水型截水沟的排水一端应与坡面排水沟相接,并在连接外作好防冲措施。
3.3排水沟的布设原则
3.3.1排水沟一般布设在坡面截水沟的两端或较低一端,用以排除截水沟不能容纳的地表径流。
排水沟的终端连接蓄水池或天然排水道。
3.3.2排水沟在坡面上的比降,根据其排水去处(蓄水池或天然排水道)的位置而定,当排水出口的位置在坡脚时,排水沟大致与坡面等高线正交布设;
当排水去处的位置在坡面时,排水沟可基本沿等高线或与等高线斜交布设。
各种布设都必须作好防冲措施(铺草皮或石方衬砌)。
3.3.3梯田区两端的排水沟,一般与坡面等高线正交布设,大致与梯田两端的道路同向。
一般土质排水沟应分段设置跌水。
排水沟纵断面可采取与梯田区大断面一致,以每台田面宽为一水平段,以每台田坎高为一跌水,在跌水处做好防冲措施(铺草皮或石方衬砌)。
3.4蓄水池与沉沙池的布设原则
3.4.1蓄水池一般布设在坡脚或坡面局部低凹处,与排水沟(或排水型截水沟)的终端相连,以容蓄坡面排水。
3.4.2蓄水池的分布与容量,根据坡面径流总量、蓄排关系和修建省工、使用方便等原则,因地制宜具体确定。
一个坡面的蓄排工程系统可集中布设一个蓄水池,也可分散布设若干蓄水池。
单池容量从数百立方米到数万立方米不等。
3.4.3蓄水池的位置,应根据地形有利、岩性良好(无裂缝暗穴、砂砾层等)、蓄水容量大、工程量小,施工方便等条件具体确定。
3.4.4沉沙池一般布设在蓄水池进水口的上游附近。
排水沟(或排水型截水沟)排出的水量,先进入沉沙池,泥沙沉淀后,再将清水排入池中。
3.4.5沉沙池的具体位置,根据当地地形和工程条件确定,可以紧靠蓄水池,也可以与蓄水池保持一定距离。
4设计
4.1截水沟设计
4.1.1暴雨径流设计
4.1.1.1防御暴雨标准,按10年一遇24h最大降雨量。
4.1.1.2坡面径流量与土壤侵蚀量的确定。
根据水土保持试验站的小区径流观测资料,或查阅当地水文手册。
在上述设计频率暴雨下,不同坡度、不同土质、不同植被的坡面,应采用不同的暴雨径流量与土壤侵蚀量。
以一次暴雨径流模数Wm(m3/hm2)和年均土壤侵蚀模数Ms(t/hm2)表示。
4.1.2截水沟断面设计
4.1.2.1蓄水型截水沟断面设计。
4.1.2.1.1每道截水沟的容量(V)按式
(1)计算:
V=Vw+Vs
………………………………………………
(1)
式中:
V──
截水沟容量,m3;
Vw──
一次暴雨径流量,m3;
Vs──
1~3年土壤侵蚀量,m3。
Vs的计量单位,根据各地土壤的容重,由吨折算为立方米(下同)。
4.1.2.1.2Vw和Vs值按式
(2)计算:
Vw=Mw×
F
…………………………………………
(2)
Vs=3Ms×
…………………………………………(3)
F──
截水沟的集水面积,hm2;
Mw──
一次暴雨径流模数,m3/hm2;
ms──
一年土壤侵蚀模数,m3/hm2。
4.1.2.1.3根据V值计算截水沟断面面积(A1):
A1=V/L
………………………………………………(4)
A1──
截水沟断面面积,m2;
L──
截水沟长度,m。
4.1.2.1.4截水沟断面要素的确定:
截水沟由半挖半填作成梯形断面,其断面要素、符号、常用数值,如表1所示。
表1 截水沟断面要素常用数值
沟底宽Bd
m
沟深H
内坡比m1
外坡比m0
0.3~0.5
0.4~0.6
1∶1
1∶1.5
4.1.2.2排水型截水沟断面设计有两种情况,分别采取不同断面。
4.1.2.2.1多蓄少排型。
暴雨产生的坡面径流大部蓄于沟中,只排除不能容蓄的小部。
断面尺寸基本上参照蓄水型截水沟,沟底应取1%左右的比降。
4.1.2.2.2少蓄多排型。
暴雨产生的坡面径流小部蓄于沟中,大部排入蓄水池。
断面尺寸基本上参照排水沟的断面设计(见4.1.3),同时应取2%左右的比降。
4.1.3排水沟断面设计
4.1.3.1排水沟断面A2。
根据设计频率暴雨坡面最大径流量,按明渠均匀流公式计算:
………………………………………(5)
A2──
排水沟断面面积,m2;
Q──
设计坡面最大径流量,m3/s;
C──
谢才系数;
R──
水力半径,m;
i──
排水沟比降。
4.1.3.2Q值的计算:
Q=F/6(Lr-Lp)
……………………………………………(6)
Q──
设计最大流量,m3/s;
Ir──
设计频率10min最大降雨强度,mm/min;
Ip──
相应时段土壤平均入渗强度,mm/min;
F──
坡面汇水面积,hm2。
4.1.3.3R值的计算:
R=A2/x
……………………………………………(7)
R──
A2──
x──
排水沟断面湿周,m。
4.1.3.4C值的计算:
……………………………………………(8)
n──糙度,土质排水沟一般取0.025左右。
4.1.3.5上述设计中应考虑排水沟的不冲不淤流速,尽量减少沟道冲淤(参见17.3.1与17.3.2)。
4.1.4蓄水池设计
4.1.4.1蓄水池容量设计
4.1.4.1.1蓄水池总容量按式(9)计算:
V=K(Vw+Vs)
……………………………………………(9)
蓄水池容量,m3;
设计频率暴雨径流量,m3;
设计清淤年(n年)累计泥沙淤积量,m3;
K──
安全系数,取1.2~1.3。
4.1.4.1.2Vw值与Vs值的计算分两种情况:
a)蓄水池在坡面小型蓄排工程系统之中,与坡面排水沟终端相连,并以沟中排水为其主要水源时,
其Vw值与Vs值根据排水沟的设计排水量和淤积量计算。
b)蓄水池不在坡面小型蓄排工程系统中,需独立计算暴雨径流量时,采用式(10)、式(11)计
算Vw与Vs值。
Vw=MwF
…………………………………………(10)
Vs=3MsF
…………………………………………(11)
Mw──
设计频率一次暴雨径流模数,m3/hm2;
Ms──
一年的侵蚀模数,m3/hm2;
蓄水池的集水面积,hm2。
4.1.4.2蓄水池主要建筑物设计
4.1.4.2.1池体设计。
根据当地地形和总容量V,因地制宜地分别确定池的形状、面积、深度和周边角度。
4.1.4.2.2进水口和溢洪口设计。
石料衬砌的蓄水池,衬砌中应专设进水口与溢洪口;
土质蓄水池的进水口和溢洪口,应进行石料衬砌。
一般口宽40~60cm,深30~40cm。
并用矩形宽顶堰流量公式校核过水断面。
……………………………………(12)
进水(或溢洪)最大流量,m3/s;
M──
流量系数,采用0.35;
g──
重力加速度,9.81,m/s2;
b──
堰顶宽(口宽),m;
h──
堰顶水深,m。
4.1.4.2.3引水渠设计。
当蓄水池进口不是直接与坡面排水渠终端相连时,应布设引水渠,其断面与比降设计,可参照坡面排水沟的要求执行。
4.1.5沉沙池设计
4.1.5.1池体尺寸设计。
沉沙池为矩形,宽1~2m,长2~4m,深1.5~2.0m。
要求其宽度为排水沟宽度的2倍,长度为池体宽度的2倍,并有适当深度,以利于水流入池后能缓流沉沙。
4.1.5.2沉沙池的进水口和出水口,参照蓄水池进水口尺寸设计,并应作好石料(或沙浆砌砖或混凝土板)衬砌。
5施工
5.1截水沟与排水沟的施工
5.1.1根据规划截水沟与排水沟的布置路线进行施工放样,定好施工线。
5.1.2根据截水沟与排水沟的设计断面尺寸,沿施工线进行挖沟和筑埂。
筑埂填方部分应将地面清理耙毛后均匀铺土,每层厚约20cm,用杵夯实后厚约15cm,沟底或沟埂薄弱环节处应加固处理。
5.1.3在截水沟和排水沟的出口衔接处,铺草皮或作石料衬砌防冲。
在每一道跌水处,应按设计要求进行专项施工。
石料衬砌的跌水其施工要求参照5.2执行。
5.1.4竣工后,及时检查断面尺寸与沟底比降,是否符合规划设计要求。
5.2蓄水池与沉沙池的施工
5.2.1根据规划的位置和设计的尺寸进行开挖,及时检查开挖尺寸是否符合设计要求。
对于需作石料衬砌部位,开挖尺寸应预留石方衬砌位置。
5.2.2池底如有裂缝或其他漏水隐患等问题,应及时处理,并作好清基夯实,然后进行石方衬砌。
5.2.3石方衬砌要求料石(或较平整块石)厚度不小于30cm,接缝宽度不大于2.5cm,同时应做到砌石顶部要平,每层铺砌要稳,相邻石料要靠得紧,缝间沙浆要灌饱满;
上层石块必须压住其下一层石块的接缝。
6管理
6.1每年汛后和每次较大暴雨后,对坡面小型蓄排工程应进行全面检查,如有冲毁现象,应及时进行衬修。
6.2根据设计要求和坡面侵蚀量大小,每1~3年应对各类蓄排工程进行一次清淤,遇到淤积严重的大沙年,应及时清除。
6.3截水沟和排水沟的填方土埂外坡,可种植经济价值较高的浅根性植物护
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