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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
本篇规定了防治坡面水土流失的截水沟、排水沟、沉沙池、蓄水池等坡面小型蓄排工程的规划、设计、施工、管理的技术要求。
本篇适用于南方多雨地区。
北方部分雨量较多、坡面径流较大的土石山区和丘陵区,也可参照使用。
2基本规定
坡面小型蓄水工程,应与坡耕地治理中的梯田、保水保土耕作等措施、荒地治理中造林育林、种草育草等措施紧密结合,配套实施。
在坡耕地治理的规划中,应将坡面小型蓄排工程与梯田、保水保土耕作法等措施统一规划,同步施工,达到出现设计暴雨时能保护梯田区和保土耕作区的安全。
同时,小型蓄排工程的暴雨径流和建筑物设计,也应考虑梯田和保水保土耕作减少径流泥沙的作用。
在荒地治理的规划中,应将坡面小型蓄排工程与造林育林、种草育草统一规划,同步施工,达到出现设计暴雨中保护林草措施的安全。
同时,小型蓄排工程的暴雨径流和建筑物设计,也应考虑造林育林和种草育草减少径流泥沙的作用。
坡面小型蓄排工程还应考虑蓄水利用。
3规划
总体布局
在进行坡耕地或荒地治理规划的基础上,坡面小型蓄排工程应进行专项总体布局,合理地布设截水沟、排水沟、沉沙池、蓄水池等四项主要建筑物,构成完整的防御体系。
截水沟的布设原则
当坡面下部是梯田或林草,上部是坡耕地或荒坡时,应在其交界处布设截水沟。
当无措施坡面的坡长太大时,应在此坡面增设几道截水沟。
增设截水沟的间距一般20~30m,应根据地面坡度、土质和暴雨径流情况,通过设计计算具体确定。
蓄水型截水沟基本上沿等高线布设,排水型截水沟应与等高线取1%~2%的比降。
当截水沟不水平时,应在沟中每5~10m修一高20~30cm的小土,防止冲刷。
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。
排水沟的布设原则
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。
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)。
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)。
蓄水池与沉沙池的布设原则
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。
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。
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。
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。
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
截水沟设计
暴雨径流设计
Wm(m3/hm2)和年均土壤侵蚀模数Ms(t/hm2)表示。
截水沟断面设计
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)。
Vw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。
A1):
A1=V/L
………………………………………………(4)
A1──
截水沟断面面积,m2;
L──
截水沟长度,m。
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Bdm
沟深Hm
内坡比m1
外坡比m0
~
~
1∶1
1∶
排水沟断面设计
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。
Q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。
R值的计算:
R=A2/x
……………………………………………(7)
R──
A2──
x──
排水沟断面湿周,m。
C值的计算:
……………………………………………(8)
n──糙度,土质排水沟一般取左右。
蓄水池设计
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~。
Vw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。
V,因地制宜地分别确定池的形状、面积、深度和周边角度。
……………………………………(12)
进水(或溢洪)最大流量,m3/s;
M──
流量系数,采用;
g──
重力加速度,,m/s2;
b──
堰顶宽(口宽),m;
h──
堰顶水深,m。
沉沙池设计
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
截水沟与排水沟的施工
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。
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。
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执行。
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。
蓄水池与沉沙池的施工
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。
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。
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,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
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。
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。
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埂。
蓄水池四周可种植经济价值较高的树木,减少水面蒸发。
但应选好树种和种植位置,防止树根破坏衬砌体和引起池底漏水。
第二篇 路旁、沟底小型蓄引工程
7范围
本篇规定了水土流失地区的水窖(旱井)、涝池以及山丘间泉水利用等路旁、沟底小型蓄引工程的规划、设计、施工和管理的技术要求。
本篇适用于我国北方干旱、半干旱地区。
我国南方局部有干旱、半干旱现象的地区,也可以参照使用。
8引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
9基本规定
路旁、沟底小型蓄引工程的规划布局应纳入小流域综合治理规划,与流域内坡耕地治理、荒地治理,沟壑治理结合进行。
在干旱、半干旱的水土流失地区,应将路旁、沟底小型蓄引工程作为解决人畜饮水和抗旱点浇的主要水源,将水窖、涝池、泉水利用三者统一规划,协调实施。
在实施规划中,以小流域为单元,全面调查了解流域内的道路网及其汇集地表径流的运行规律。
根据水土保持试验站的观测资料,分别确定各类道路的径流模数与土壤侵蚀模数(包括多年平均数值和设计频率下一次暴雨中的数值),作为水窖、涝池规划设计的基础数据。
以小流域为单元,全面调查流域内居民点的分布情况和山丘间
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- 排水沟 设计规范