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排水沟设计规范

来源:一二三四网


排水沟设计规范

WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

GB/T ─1996

前 言

本标准系列共分四项:第一项《水土保持综合治理 规划通则》,第二项《 水土保持综合治理 技术规范》,第三项《水土保持综合治理 验收规范》,第四项《水土保持综合治理 效益计算方法》。本标准是上述系列中的第二项。

本项标准包括6个标准:

GB/T ─1996 水土保持综合治理 技术规范 坡耕地治理技术

GB/T ─1996 水土保持综合治理 技术规范 荒地治理技术

GB/T ─1996 水土保持综合治理 技术规范 沟壑治理技术

GB/T ─1996 水土保持综合治理 技术规范 小型蓄排引水工程

GB/T ─1996 水土保持综合治理 技术规范 风沙治理技术

GB/T ─1996 水土保持综合治理 技术规范 崩岗治理技术

本标准是GB/T ,包括坡面小型蓄排工程、路旁、沟底小型蓄引工 程和引洪漫地工程三篇内容。???

本标准系列的四项出版后,将全部代替1988年出版的中华人民共和国水利 电力部部颁标准SD 238─87《水土保持技术规范》。

本标准由中华人民共和国水利部提出并归口。

本标准负责起草单位:水利部水土保持司。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

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:

………………………………………………(1)

3

3

V=Vw+Vs

式中:V──

截水沟容量,m;

一次暴雨径流量,m; ??????? Vw──

1~3年土壤侵蚀量,m。 ??????? Vs──

3

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 Vs=3Ms×F

式中:F──

…………………………………………

(2) …………………………………………

(3)

截水沟的集水面积,hm2;

一次暴雨径流模数,m3/hm2; ??????? Mw──

一年土壤侵蚀模数,m/hm。 ??????? ms──

3

2

A1):

………………………………………………(4)

A1=V/L

式中:A1──

截水沟断面面积,m2;

截水沟长度,m。 ??????? L──

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 m ~ 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)

排水沟断面面积,m2;

设计坡面最大径流量,m/s; ??????? Q──

谢才系数; ??????? C──

水力半径,m; ??????? R──

3

式中:A2──

Q值的计算:

式中:Q──

R值的计算:

式中:R──

C值的计算:

式中:n──糙度,土质排水沟一般取左右。 蓄水池设计

式中:V──

??????? i──

排水沟比降。 Q=F/6(L……………………………………………r-Lp)

(6)

设计最大流量,m3/s;

??????? I设计频率10min最大降雨强度,

r──

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=A

……………………………………………2/x(7)

水力半径,m;

??????? A2

2──

排水沟断面面积,m; ??????? x──

排水沟断面湿周,m。 ……………………………………………(8)

V=K(V……………………………………………w+Vs)

(9)

蓄水池容量,m3;

??????? V3

w──

设计频率暴雨径流量,m; ??????? V设计清淤年(n年)累计泥沙淤积量,

s── m3

安全系数,取~。 ??????? K──

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

式中:Mw──

…………………………………………

(11)

设计频率一次暴雨径流模数,m3/hm2;

一年的侵蚀模数,m3/hm2; ??????? Ms──

蓄水池的集水面积,hm。 ??????? F──

2

V,因地制宜地分别确定池的形状、面积、深度和周边角度。

……………………………………

(12)

式中:Q── 进水(或溢洪)最大流量,m3/s; 流量系数,采用; ??????????? M──

重力加速度,,m/s; ??????? g──

堰顶宽(口宽),m; ??????? b──

堰顶水深,m。 ??????? h──

沉沙池设计

2

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。

GB/T ─1996 水土保持综合治理 技术规范 坡耕地治理技术

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泉水的分布情况(包括坡面泉水与沟中泉水的分布位置和数量),作为山丘间泉水利用规划、设计的依据。

水窖、涝池和山丘间泉水利用三项措施的布局,在满足人畜饮水、抗旱点浇和其他需要的同时,应最大限度地发挥其减轻水土流失的作用。特别是通过涝池蓄水,控制水不下沟,减轻沟蚀,更应作为重点任务。

路旁、沟底各项小型蓄引工程的设计标准为10~20年一遇3~6h最大降雨量;根据各地不同降雨情况,分别采用不同频率和历时的设计暴雨。

有关配套工程

作为汇水水源的道路,路面应修成中间高、两侧低的鱼背形,地表径流由路面两侧排水沟引入涝池或水窖,不能在路面中间汇流,以防止冲刷。

在干旱、半干旱地区,可在房顶、窑顶、场院和汇流路面等地方,铺设混凝土或三合土集流场,加大降雨流量。

10 水窖

水窖的规划

水窖的位置。一般布设在村旁、路旁、有足够地表径流来源的地方。窖址应有深厚坚实的土层,距沟头、沟边20m以上,距大树根10m以上。石质山区的水窖,应修在不透水的基岩上。

水窖类型与单窖容量

水窖分井式水窖和窑式水窖两类。

3

3

以上。

水窖数量

水窖的设计

井式水窖设计(见图1)

图 1 井式水窖断面示意图

窑式水窖设计(见图2)

图 2? 窑式水窑断面示意图

水窖的施工

窖体开挖

窖体防渗

地面部分的施工

水窖的管理

水窖修成后应及时放入适当水量;正式蓄水取水时,不能将水取尽,防止窖壁窑底干涸裂缝。

暴雨中收集地表径流时,应有专人现场看管,窖中水位不能超过设计的蓄水高度(水窖、水窑部分),防止旱窖与窑顶部蓄水泡塌。

窖口盖板应经常盖好锁牢,防止杂物掉入或人畜跌进,以保证安全与卫生。

11 涝池

主要修于路旁(或道路附近,或改建的道路胡同之中),用于拦蓄道路径流,防止道路冲刷与沟头前进;同时可供饮牲口和洗涤之用。

涝池的规划

涝池蓄水总量

涝池类型与单池容量

3

3

涝池的设计

一般涝池

多为土质,深~,形状依地形而异,圆形直径一般10~15m。方形、矩形边长各10~20m至20~30m。四周边坡一般1∶1。

大型涝池

深2~3m,圆形直径20~30m,方形、矩形边长一般30~50m,特大型的可达70~100m。土质的周边坡比1∶1,料石(或砖、混凝土板)衬砌的周边1∶。涝池位置不在路旁的需修引水渠,将道路径流引入池中。为防止过量洪水入池,在池的进水口前应设置退水设施。

路壕蓄水堰

小土坝一般高1~2m或3~5m,顶宽~,上游坡1∶,下游坡1∶1。必须准确计算每座路壕蓄水堰的集水面积、来水量和蓄水容量,保证路壕中一系列蓄水堰能全部容蓄设计频率下一次暴雨径流。

涝池的施工

一般土质涝池,按设计尺寸开挖土方,挖出的土料,可在池周作成土埂(留下进水口),增加蓄水容量。池底要用粘土防渗。如发现细小裂缝,应及时灌浆处理。

大型涝池需用石料衬砌的,应按照的要求进行。

路壕蓄水堰的小土坝,应分层夯实,干容重不低于m3。

涝池的管理

每2~3年清淤一次。

暴雨期需有专人现场巡视,发现问题,及时处理。

12 山丘间泉水利用

规划

根据山丘间泉水露头位置与用途,采取不同的利用措施。

供人畜饮用

在泉水露头附近修建水井或水池蓄水。

供浇灌小片水利用

设计

小片水地设计

砌石滚水坝设计

施工

小片水地施工,参照水平梯田和小型灌溉工程施工要求执行,做到田面水平,田坎坚固。

砌石滚水坝施工

管理

人畜饮用水井,需砌井台,修井房,保持清洁,暴雨中防止地表径流进入。

暴雨后对小片水地和滚水坝、引水渠等进行全面检查,如有水毁情况应及时进行修补。

第三篇 引洪漫地工程

13 范围

本篇规定了水土流失地区在暴雨期间引用坡面、道路、沟壑与河流的洪水、淤漫耕地或荒滩的工程规划、设计、施工和管理技术要求。

本篇适用于我国北方干旱、半干旱地区。我国南方干旱、半干旱的局部地区也可参照使用。

14 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。

GB/T ─1996 水土保持综合治理 技术规范沟壑治理技术

15 基本规定

根据洪水来源,分坡洪、路洪、沟洪、河洪四类,各有不同的漫地条件,应分别采取不同的引洪方式与技术要求。

引坡洪漫地

漫地条件

当坡地的中、下部是水平梯田,其上部与中部是荒坡、坡耕地或林草地,暴雨中大量地表径流形成坡洪,可引入水平梯田进行漫灌。

措施组成与技术要求

,有控制地将坡洪全部或一部逐台引入梯田漫灌。

技术要求

截水沟与排水沟的规划、设计、施工技术参照与执行。

引路洪漫地

漫地条件

暴雨期间从坡地和农田中排出的大量地表径流,汇集于道路网形成路洪。可引入漫灌道路两旁有低于路面的水平梯田或其他平整农田。

,将路洪引入地中。

引沟洪漫地

漫地条件

在沟道的中、下游两岸有位置较低的成片沟台地,或在沟口以外附近有成片的川台地或涧滩地,当沟中洪水含沙量较高而且可以控制引用的(一般是集水面积 1~2km2以下),来洪量较小,可引沟洪漫地。

工程结构

技术要求

引河洪漫地

漫地条件

暴雨期间有高含沙量洪水的中、小河流 ,两岸有大片平整农地或荒滩地,位置较低,经工程控制,可引进河洪漫灌农地,提高产量,或淤漫荒滩,改造为农田。

工程布局

技术要求

16 规划

引洪渠首规划

在河岸较高、河洪不能自流进入渠首的,采取有坝引洪。在河中修建浆砌石滚水坝,抬高水位;在坝的一端或两端设引洪闸,将河洪引入渠中。

在河岸较低、河洪能自流进入渠首的,采取无坝引洪。在距河岸3~5m处设导洪堤,将部分河洪导入引洪闸。

引洪渠首应选在河床稳定、河道凹段下游、引水条件好、且高于洪漫区的位置。

在河中修砌石滚水坝,应选河床较窄、基岩坚实、淤泥与卵石层较浅的位置,在河岸修导洪堤,应选在岸坡坚固的凹岸,同时要求河床基岩坚实、淤泥与卵石层较浅。

当计划洪漫区面积很大,一处渠首引洪不能满足漫地要求,应在沿河增建几处引洪渠首,分区引洪。

引洪渠系规划

渠系由引洪干渠、支渠、斗渠三级组成,要求能控制整个洪漫区面积,输水迅速均匀,沿途不冲不淤。

干渠走向大致高于洪漫区,比降%~%,一般长度1000m左右。

沿干渠每100~200m设支渠,与干渠正交,或取适当夹角,比降%~%,最大不超过%,长500~1000m。

沿支渠每50~100m设斗渠,一般与支渠正交,比降%~%,斗渠直接控制一个洪漫小区,向地块进水口输水漫灌。

干渠向支渠分水处设分水闸;支渠向斗渠分水处设斗门,都需进行建筑物设计,或采用定型设计。

洪漫区田间工程规划

根据洪漫区不同地形和引洪斗渠与地块间不同的相对位置,分别采取以下三种漫灌方式,见图3。

(a)串联式

(b)并联式

(c)混合式

图 3 三种漫灌方式平面示意图

2

,地边围埂,形成高~台阶,上一台的出水口即为下一台的进水口,相邻两台进水口

应左右错开,最下一台的出水口下连排水渠。

2

,每块在斗渠一侧的最高处为进水口,另一侧最低处为出水口,并在洪漫小区地块较

低的一侧,与斗渠平行设置排水渠,与各出水口相连。

洪漫区地块要求

17 设计

引洪量(Q)值计算

……………………………………(13) 引洪量,m3/s;

洪漫区面积,hm; ??????? F──

漫灌深度,m; ??????? d──

2

式中:Q──

漫灌历时,h; ??????? t──

渠系有效利用系数。 ??????? k──

引洪渠首建筑物设计

拦河滚水坝

导洪堤

引洪闸

引洪渠系设计

渠道比降

对高含沙水流,引洪渠长度一般不超过1000m,比降%~%,有条件的应进行试验确定。

表 2

流量,m3/s ? 比降,% ? 3

~ ~ ~ ~05 ~ ):

表 3

渠道土质

轻壤土 中壤土 重壤土 粘 土

? 允许最天流速,m/s ? 渠道断面设计(一般采用梯形断面)

…………………………………………(14)

渠道断面面积,m2;

渠道底宽,m; ??????? b──

渠道水深,m; ??????? h──

渠道边坡系数。 ??????? p──

不同土质渠道的渠道边坡系数见表4:

~ ~ ~ ~

式中:A──

表 4

土 质 ? 渠道边坡系数 粘 土 1∶1 ? 重 壤 土 中 壤 轻 壤 砂 壤 土 土 土 1∶1 1∶ 1∶ 1∶1

式中:A──

渠道断面面积,m2;

3

………………………………………

(15) ………………………………………

(16)

引洪流量,m/s; ??????? Q──

引洪流速,m/s; ??????? u──

渠道比降,%; ??????? i──

水力半径,m; ??????? R──

谢才系数。 ??????? C──

R)按式(17)计算:

……………………………………………(17)

式中:x──渠道湿周,m。

…………………………………………(18)

式中:h、b、p各值意义同式(14)。

C)按式(19)计算:

…………………………………………(19)

式中:n──渠道糙率,一般土渠为~。

渠上建筑物设计

参照各地小型水利工程手册有关技术规定。

18 施工

建筑物施工

包括渠首建筑物(拦洪坝、导洪堤、引洪闸等)与渠系建筑物(分水闸、斗门等)。

渠道施工

包括干渠、支渠和斗渠,一般都是土渠,不作衬砌。

田间工程施工

洪漫缓坡农田,应按缓坡区修梯田的要求,进行平整,修成长边大致平行于等高线的矩形田块。进水一端应较出水一端稍高,一般可取%~%的比降,以利行水。

田边蓄水埂,应高出地面以上,顶宽,内外坡比各约1∶1,分层夯实,干容重

~m3。

当进水口或出水口高差大于时,都应用块石、卵石等作成简易消能设备,防止冲刷。

19 管理

引洪淤漫技术

淤漫时间。根据不同作物生长情况,分别采用不同的淤漫时间。

淤漫厚度。不同作物适宜不同厚度。

淤漫定额。按式(20)进行计算:

……………………………………(20)

淤漫定额,m3/hm2;

3

式中:M──

计划淤漫层厚度,m; ??????? d──

淤漫层干容重,t/m; ??????? y──

洪水含沙量,kg/m ??????? c──

一般情况下,y=m3左右,每次每公顷漫灌水量1500~2250m3。

3

田间管理

淤漫地适于种植早熟作物和高秆作物,以利汛期深漫厚淤。

农地淤漫后,应及时排除清水,并适时中耕、除草。

休闲地淤漫后,要适时耕翻,疏松表土,消灭杂草;耙耱保墒,防止板结和龟裂。

盐碱滩地淤漫后,泥层较薄时,不应立即排走清水,防止土中盐分随水分蒸发而上升,应让积水下渗,通过排渗渠泄走。

工程管理

每年汛前和汛后,应及时检查引洪渠首和渠系各项建筑物,发现问题,及时整修处理。

引洪过程中,始终应有专人管理 ,按设计要求给各渠系和地块放水,防止引洪淤漫水量过多或不足。

全部渠系应是不冲不淤,每次淤漫后如发现有冲淤现象,应及时研究处理。

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