排水沟设计规范资料整理.pptx
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1、前前言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 16453.11996 水土保持综合治理 技术规范 坡耕地治理技术 GB/T 16453.21996 水土保持综合治理 技术规范 荒地治理技术 GB/T 16453.31996 水土保持综合治理 技术规范 沟壑治理技术 GB/T 16453.41996 水土保持综合治理 技术规范 小型蓄排引水工程 GB/T 16453.51996 水土保持综合治理 技术规范
2、风沙治理技术 GB/T 16453.61996 水土保持综合治理 技术规范 崩岗治理技术本标准是 GB/T 16453.4,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 23887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
3、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。第第一一篇篇坡坡面面小小型型蓄排蓄排工工程程1 1范范围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 2基基本本规规定定1.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。2.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
4、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。3.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。4.坡面小型蓄排工程还应考虑蓄水利用。3 3 规规划划1.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。2.截水沟的
5、布设原则1.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。2.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 2030m,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。3.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。4.当截水沟不水平时,应在沟中每 510m 修一高 2030cm 的小土,防止 冲刷。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.排水沟的布设原则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
6、天然排水道。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.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)。4.蓄水池与沉沙池的布设原则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)
7、的终端相连,以容蓄坡面排水。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.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。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。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 4设计设计1.截水沟设计1.暴
8、雨径流设计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ms322W(m/hm)和年均土壤侵蚀模数 M(t/hm)表示。w2.截水沟断面设计1.蓄水型截水沟断面设计。1.每道截水沟的容量(V)按式(1)计算:V=V+V s(1)式中:V截水沟容量,m3;w3V 一次暴雨径流量,m;s3V 13 年土壤侵蚀量,m。Vs的计量单位,根据各地土壤的容重,由吨折算为立方米(下
9、同)。4.1.2.1.2 Vw 和 Vs 值按式(2)计算:Vw=MwF(2)Vs=3MsF(3)式中:Fw截水沟的集水面积,hm2;32M 一次暴雨径流模数,m/hm;s32m 一年土壤侵蚀模数,m/hm。4.1.2.1.3 根据 V 值计算截水沟断面面积(A1):A1=V/L(4)1式中:A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 Bdm沟深 H m内坡比 m1外坡比 m00.30.50.4 0.61111.52.排水型截水沟断面设计有两种
10、情况,分别采取不同断面。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。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。2.排水沟断面设计4.1.3.1 排水沟断面 A。根2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)2式中:A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。rp4.1.3.2 Q值的计算:Q=F/6(L-L)(6)式中:Q设计最大流量
11、,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。4.1.3.3 R值的计算:R=A2/x(7)式中:R水力半径,m;22A 排水沟断面面积,m;wsx 排水沟断面湿周,m。4.C值的计算:(8)式中:n糙度,土质排水沟一般取 0.025 左右。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.蓄水池设计1.蓄水池容量设计1.蓄水池总容量按式(9)计算:V=K(V+V)(9)式中:V蓄水池容量,m3;w3V 设计频率暴雨径流量,m;s3V 设计清淤年(
12、n 年)累计泥沙淤积量,m;K 安全系数,取 1.21.3。2.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)w式中:Ms设计频率一次暴雨径流模数,m3/hm2;32M 一年的侵蚀模数,m/hm;F 蓄水池的集水面积,hm2。2.蓄水池主要建筑物设计1.池体设计。根据当地地形和总容量 V,因地制宜地
13、分别确定池的形状、面积、深度和周边角度。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 4060cm,深 3040cm。并用矩形宽顶堰流量公式校核过水断面。(12)式中:Q 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。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。5.沉沙池设计1.池体尺寸设计。沉沙池为矩形,宽 12m,长 24m,深 1.52.
14、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。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 5施工施工1.截水沟与排水沟的施工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。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。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
15、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。2.蓄水池与沉沙池的施工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。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。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 6管理管理1.每年汛后和每次较大暴雨后,对坡面小型蓄排工程
16、应进行全面检查,如有冲 毁现象,应及时进行衬修。2.根据设计要求和坡面侵蚀量大小,每 13 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。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埂。4.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。第第二二篇篇路路旁旁、沟沟底小底小型型蓄蓄引引工程工程7 7范范围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
17、的地区,也可以参照使用。8 8引引用用标标准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 16453.11996 水土保持综合治理 技术规范 坡耕地治理技术 9 9 基基本本规规定定1.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。2.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。3.在实施规划中,以小
18、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。4.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。5.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。6.路旁、沟底各项小型蓄引工
19、程的设计标准为 1020 年一遇 36h 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。7.有关配套工程1.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。2.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。1010水窖水窖1.水窖的规划1.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。2.水窖类型与单窖容量水
20、窖分井式水窖和窑式水窖两类。1.一般来水量不大的路旁,修井式水窖,单窖容量 3050m3。10.1.2.2 在路旁有土质坚实的崖坎、且要求蓄水量较大的地方,修窑式水窖,单窖容量 100200m3 以上。3.水窖数量1.根据规划区人口数量、每年人均需水量、总需水量,扣除其他水源(如 山丘间泉水利用等)可供水量,取当地有代表性的单窖容量,算出规划区需修水 窖数量。2.在降雨量年际变化很大的地区,适当增加水窖数量,以备多雨年蓄水 供少雨年使用。2.水窖的设计1.井式水窖设计(见图 1)图 1井式水窖断面示意图1.窖体由窖筒、旱窖、水窖三部分组成,各部尺寸如下:1.窖筒(上接地面窖口,供取水用):直径
21、 0.60.7m,深 1.52m。2.旱窖(不蓄水部分):上部与窖筒相连,深 23m。直径向下逐步 放 大,到散盘处直径 34m。3.水窖(蓄水部分):深 35m,从散盘处向下,直径逐步缩小,到 底部直径 23m。10.2.1.2 地面建筑物由窖口、沉沙池、进水管三部分组成,各部尺寸如下:1.窖口:直径 0.60.7m,用砖或石砌成,高出地面 0.30.5m。2.沉沙池:位于来水方向路旁,距窖口 46m。池体成矩形,长 23m,宽 12m,深 1.01.5m。四周坡比 11。3.进水管:圆形,直径 0.20.3m,在沉沙池从地表向下深约 2/3 处,以 11 坡度向下与旱窖相连。10.2.2
22、窑式水窖设计(见图 2)图 2窑式水窑断面示意图1.窖体由水窑、窑顶、窑门三部分组成,各部尺寸如下:1.水窑(蓄水部分):深 34m,长 810m,断面为上宽下窄的梯形,上部宽 34m,两侧坡比为 81。2.窑顶(不蓄水部分):长度与水窑一致,半圆拱形断面,直径 3 4m,与水窑上部宽度一致(有的窑式水窖在窑顶中部留圆形取水井筒,直径 0.6 0.7m,深度随崖坎高度而异,从窑顶上通地面取水口)。3.窑门:下部梯形断面,尺寸与水窑部分一致,由浆砌料石制成,厚 0.60.8m,密封不漏水。在离地面约 0.5m 处埋一水管,外装龙头,可自由放水。上部半圆形断面,尺寸与窑顶部分一致,由木板(或其他材
23、料)作成。木板中部 有可以开关的 1.0m1.5m 的小门。10.2.2.2 地面部分由取水口、沉沙池、进水管三部组成,可参照井式水窖的设 计,沉沙池的尺寸应根据来水量适当放大。3.水窖的施工1.窖体开挖1.井式水窖开挖。从窖口开始,按照各部设计尺寸垂直向下挖,在窖口 处吊一中心线,每向下挖深 1m,校核一次直径。2.窑式水窖开挖。从窑门开始,先刷齐窑面,根据设计尺寸挖好标准断 面,并逐层向里挖进,挖至设计的长度为止。在窑门顶部吊一中心线,并做一个 半圆形标准尺寸木架,每向里挖进 1m,校核一次断面尺寸。3.对需用胶泥防渗的水窖和水窑,在窖体开挖完成后,还需开挖供钉胶 泥用的码眼。码眼在窖壁呈
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