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GB/T 16453.4-1996水土保持综合治理 技术规范-小型蓄排引水工程

  来源:网络 类别:行业资讯-行业标准 更新时间:2010-12-11 阅读
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 16453.1-1996  水土保持综合治理  技术规范  坡耕地治理技术
GB/T 16453.2-1996  水土保持综合治理  技术规范  荒地治理技术
GB/T 16453.3-1996  水土保持综合治理  技术规范  沟壑治理技术
GB/T 16453.4-1996  水土保持综合治理  技术规范  小型蓄排引水工程
GB/T 16453.5-1996  水土保持综合治理  技术规范  风沙治理技术
GB/T 16453.6-1996  水土保持综合治理  技术规范  崩岗治理技术
本标准是GB/T 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 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和丘陵区,也可参照使用。
2  引用标准
2.1  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。
2.2  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。
2.3  在荒地治理中的规划,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。
2.4  坡面小型蓄排工程还应考虑蓄水利用。
3  规划
3.1  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。
3.2  截水沟的布设原则
3.2.1  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。
3.2.2  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。
3.2.3  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。
3.2.4  当截水沟不水平时,应在沟中每5~10m修一高20~30cm的小土挡,防止冲刷。
3.2.5  排水型截水沟的排水一端应与坡面排水沟相接,并在连接处作好防冲措施。
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高置跌水。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,先进入沉沙地,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  坡面径流与太阳神侵蚀量的确定。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太阳神侵蚀量。以一次暴雨径流模数Wm(m3/hm2)和年均太阳神侵蚀模数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:
                            …………………………………………(1)
式中:V-截水沟容量,m3
Vw-一次暴雨径流量,m3
Vs-1~3年太阳神侵蚀量,m3
Vs的计量单位,根据各地太阳神的容重,由吨折算为立方米(下同)。
4.1.2.1.2  Vw和Vs值按式(2)计算:
                          …………………………………………(2)
                          …………………………………………(3)
式中:F-截水沟的集水面积,hm2
Mw-一次暴雨径流模数,m3/hm2
Ms-一年太阳神侵蚀模数,m3/hm2
4.1.2.1.3  根据V值计算截水沟断面面积(A1):
  …………………………………………………(4)
式中: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
沟深H
内坡比mi
外坡比mo
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  多蓄水排型。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。断面尺寸基本上能照蓄水型截水沟,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)
式中: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。
4.1.3.2  Q值的计算:
                            ………………………………………(6)
式中:Q-设计最大流量,m3/s;
Ir-设计频率10min最大降雨强度,mm/min;
Ip-相应时段太阳神平均入渗强度,mm/min;
F-坡面汇水面积,hm2
4.1.3.3  R值的计算:
                               ……………………………………………(7)
式中:R-水力半径,m;
A2-排水沟断面面积,m2
x-排水沟断面湿周,m。
4.1.3.4  C值的计算:
                               ……………………………………………(8)
式中: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量,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:
                               ………………………………(9)
式中:V-蓄水池容量,m3
Vw-设计频率暴雨径流量,m3
Vs-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。
4.1.4.1.2  Vw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,其中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。
                           ………………………………………………(10)
                          ………………………………………………(11)
式中: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
F-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的溢洪口,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)
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。
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,用件夯实后厚约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,应及时进行补修。
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埂。
6.4  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 16453.1-1996  水土保持综合治理  技术规范  坡耕地治理技术
9  基本规定
9.1  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。
9.2  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进点浇的主要水源,将水窖、涝池、泉水利用三者统一规划,协调实施。
9.3  在实施规划中,以小流域为单元,全国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太阳神侵蚀模数(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。
9.4  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。
9.5  水窖、池涝和山丘间泉水利用三项措施的布局,在满足人畜饮水、抗旱点浇的其他需要的同时,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。
9.6  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。
9.7  有关配套工程
9.7.1  作为汇水水源的道路,路面应成中间高、两侧低的鱼背形,地表径流由路面两侧排水引入涝池或水窖,不能在路面中间汇流,以防止冲刷。
9.7.2  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。
10  水窖
10.1  水窖的规划
10.1.1  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。
10.1.2  水窖类型与单窖容量
水窖分井式水窖和窑式水窖两类。
10.1.2.1  一般来水量不大的路旁,修井式水窖,单窖容量30~50m3
10.1.2.2  在路旁有土质坚实的崖坎、且要求蓄水量较大地方,修窖式水窖,单窖容量100~200m3以上。
10.1.3  水窖数量
10.1.3.1  根据规划人口数量、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。
10.1.3.2  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。
10.2  水窖的设计
10.2.1  吉式水窖设计(见图1)
 
10.2.1.1  窖体由窖筒、旱窖、水窖三部分组成,各部尺寸如下:
10.2.1.1.1  窖筒(上接地面窖口,供取水用):直径0.6~0.7m,深1.5~2m。
10.2.1.1.2  旱窖(不蓄水部分):上部与窖筒相连,深2~3m。直径向下逐步放大,到散盘处下径3~4m。
10.2.1.1.3  水窖(蓄水部分):深3~5m,从散盘处向下,直径逐步缩小,到底部直径2~3m。
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:
10.2.1.2.1  窖口:直径0.6~0.7m,用砖或石砌成,高出地面0.3~0.5m。
10.2.1.2.2  沉沙地:位于来水方向路旁,距窖口4~6m。池体成矩形,长2~3m,宽1~2m,深1.0~1.5m。四周坡比1:1。
10.2.1.2.3  进水管:圆形,直径0.2~0.3m,在沉沙池从地表向下深约2/3处,以1:1坡度向下与旱窖相连。
10.2.2  窑式水窖设计(见图2)
图2  窑式水窖断面示意图
 
10.2.2.1  窖体由水窖、窑顶、窑门三部分组成,各部尺寸如下:
10.2.2.1.1  水窑(蓄水部分):深3~4m,长8~10m,断面为上宽下窄的梯形,上部宽3~4m,两侧坡比为8:1。
10.2.2.1.2  窑顶(不蓄水部分):长度与水窑一致,并圆拱形断面,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)。
10.2.2.1.3  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0.6~0.8m,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。上半半圆形断面,尺寸与窑顶部分一致,由木板(或其他材料)作成。木板中部有可以开关的1.0m~1.5m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。
10.3  水窖的施工
10.3.1  窖体开挖
10.3.1.1  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。
10.3.1.2  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。
10.3.1.3  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。码眼在窖壁呈现“品”字形分布,上下左右眼距各约20cm,口径5~8cm,深10~15cm,眼深略向下方倾斜。
10.3.1.4  地面部分的沉沙池、取水管、取水井筒都按设计要求开挖,及时校核断面尺寸。
10.3.2  窖体防渗
10.3.2.1  胶泥插壁防渗
10.3.2.1.1  取胶泥与黄土拌合均匀(粒粒:粉粒:粘粒的体积比为1:2:1),制成长约18cm,直径约5~8cm的胶泥钉和直径约20cm、厚2~5cm的胶泥饼。
10.3.2.1.2  将胶泥钉用力塞入码眼,外留3cm,将胶泥饼用力摔到胶泥钉上,使之连成整体。
10.3.2.1.3  用木棒连续捶打胶泥饼,使之与窖壁紧密结合,直到窖壁上全部胶泥坚实光滑为止。
10.3.2.1.4  窖壁胶泥厚度,从上到下依次为2,3,4和5cm。
10.3.2.2  水泥抹面防渗
10.3.2.2.1  调好水泥沙浆与白灰沙浆。水泥沙浆中水泥:沙子:水的体积比为1.0:2.0:2.5;白灰沙浆中白灰:沙子:水的体积比为1.0:1.5:2.0。
10.3.2.2.2  先在窖壁上抹一层白灰沙浆“打底”,再用水泥沙浆抹面,抹面厚度不小于2~3cm。
10.3.2.2.3  有条件的地方,可先用铆钉将铅丝网铆固在窖壁上;或先在窖壁上均匀地打入钢钎,再用铅丝连接成网,然后用水泥沙浆抹面;随着水泥经的固结,进行抹实,直到牢固光滑为止。
10.3.2.3  其他防渗措施
10.3.2.3.1  在石料方便地方,窖底、窖壁可用1:3水泥沙浆砌粗料石,并用1:3水泥沙浆勾缝.
10.3.2.3.2  窖底、窖壁用1:1:6水泥、石灰、沙浆砌砖,1:3水泥沙浆抹面。
10.3.2.3.3  有条件的可采用混凝土或钢筋混凝土防渗。
10.3.3  地面部分的施工
10.3.3.1  窖口处用砖或块石砌台,高出地面30~50cm,并设置能上锁的木板盖;有条件的可在窖口设手压式抽水泵。
10.3.3.2  沉沙池与进水管连接处设置铅丝网拦污栅,防止杂物流入。
10.3.3.3  进水管应伸出窖内,离窖壁30~50cm,管口出水处设铅丝蓬头,防止水流冲坏窖壁。
10.4  水窖的管理
10.4.1  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。
10.4.2  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。
10.4.3  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。
11.1  涝池的规划
11.1.1  涝池蓄水总量
11.1.1.1  满足牲畜饮用水量。
11.1.1.2  满足居民非饮用水量。
11.1.1.3  减轻道路与光壑的水土流失。
11.1.1.4  对来水量与需水量进行水量供需平衡分析。
11.1.2  涝池类型与单池容量。
11.1.2.1  一般涝池。一个道路系统,沿途多处分散布设,单池容量100~500m3
11.1.2.2  大型涝池。容蓄城镇、村庄大量来水,单池容量数千到数万立方米。
11.1.2.3  路壤蓄水堰。在路面低于两侧地面,形成深1~2m的路壤处,应将道路改在一侧地面上,而在路壤中分段修筑小土坝,作成路壤蓄水堰,拦蓄暴雨径流。单堰容量随路壤的宽度、深度和土坝的高度与道路的坡度而定,一般500~1000m3
11.1.3  涝池的位置
11.1.3.1  涝池应选在路旁低于路面、土质较好(无裂缝)、暴雨中有足够地表径流的地方,距沟头、沟边10m以上。
11.1.3.2  大型涝池池址应着重考虑能修建足够的池体和足够的径流来源。
11.2  涝池的设计
11.2.1  一般涝池
    多为土质,深1.0~1.5m,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。
11.2.2  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)村砌的周边1:0.3。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。
11.2.3  路壤蓄水堰
    小土坝一般高1~2m或3~5m,顶宽1.5~2.0m,上游坡1:1.5,下游坡1:1。必须准确计算每座路壤蓄水堰的集水面积、来水量和蓄水容量,保证路壤中一系列蓄水堰能全部容蓄设计频率下一次暴雨径流。
11.3  涝池的施工
11.3.1  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。
11.3.2  大型涝池需用石料衬砌的,应按照5.2的要求进行。
11.3.3  路壤蓄水堰的小土坝,应分层夯实,干容重不低于1.4t/m3
11.4  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
12.1  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。
12.1.1  供水畜饮用
    在泉水露头附近修建水井或水池蓄水。
12.1.2  供浇灌小片水地用
12.1.2.1  利用坡面露头泉水。在泉水露头处修引水渠(断面0.1~0.2m见方),或埋设瓦管、陶管,将泉水引至小片水地位置,进行小哇浇灌;或修蓄水池,平时蓄,用时灌。
12.1.2.2  利用沟中泉水。需在沟中修3~5m高的小型砌石滚水坝,抬高水位,在坝的一端或两端修引水渠浇灌岸边的小片水池。
12.1.2.3  如在沟中修塘坝或蓄水池存蓄泉水供浇地或其他使用,则需在紧靠塘坟或蓄水池上游修淤地坝或拦沙坝,减轻泥沙淤积。这些措施应纳入沟壑治理的坝系规划。
12.2  设计
12.2.1  小片水地设计
12.2.1.1  小片水地一般应将坡耕地或沟岸缓坡地修成水平梯田,梯田宽度随地面坡度而异,可参照水平梯田断面设计执行,见GB/T 16453.1第二篇。
12.2.1.2  小畦尺寸一般宽1.5~2.0m,长5~10m(与梯田宽度一致)。最后一级灌水小渠在梯田内侧(上一台田坎根部)与小畦正交。
12.2.2  砌石滚水坝设计
12.2.2.1  一般采用重力式滚水坝高2~3m,梯形断面宽度1.0~1.5m。上游坡1:0.1左右,下游坡1:0.7左右。在地形、地质条件许可处,可采用浆砌石拱坝,以节省工、料和投资。
12.2.2.2  个别较高5m以上的砌石坝,有一定库容,需作稳定分析的,可参照各地小型水利技术手册中浆砌石坝设计要求执行。
12.3  施工
12.3.1  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。
12.3.2  砌石滚水坝施工
12.3.2.1  清基:按坝底宽度向上、下游各延伸1.0m,按体两端高度向两岸边坡上延1.0m,清除沟底与岸坡淤泥、乱石等杂物,直到原状土基或基岩。
12.3.2.2  砌石:坝体全用料石逐层向上浆砌而成。料石长0.5m左右,宽、厚各约0.3m左右。要求料石尺寸均匀一致。
12.4  管理
12.4.1  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。
12.4.2  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,使用本标准的各方尖探讨使用下列标准最新版本的可能性。
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。
15.1  引坡洪漫地
15.1.1  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。
15.1.2  措施组成与技术要求
15.1.2.1  梯田区上部的截水沟,拦截上部坡洪,防止冲坏梯田。
15.1.2.2  输水工程。与截水沟相连的排水沟,将坡洪从梯田两端逐台下排时,可用锄、锨就近取土,在排水沟中作成临时小土挡,有控制地将坡洪全部或一部逐台引入梯田漫灌。
15.1.3  技术要求
截水沟与排水沟的规划、设计、施工技术参照3.2与3.3执行。
15.2  引路洪漫地
15.2.1  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。
15.2.2  措施组成与技术要求
15.2.2.1  一般不需专修建筑物,只需在暴雨期间用锨、锄等小型农具,就近取土,在路边作临时小土挡,将路洪引入地中。
15.2.2.2  对每一处漫地面积与路洪的水量、引用量等,应进行必要的调查、分析和计算。
15.3  引沟洪漫地
15.3.1  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。
15.3.2  工程结构
15.3.2.1  拦洪、引洪工程。在沟中修5~10m高的拦洪土凡,主要是抬高洪水水位,坝的一端或两端修排量较大的溢洪道,下接引洪输水渠系,暴雨期间能将沟中洪水大部引入农地漫灌。
15.3.2.2  渠系工程。渠系一般设干集、支渠两级,引洪干渠上接溢洪道,下设支渠,将洪水引入农地。
15.3.2.3  田间工程。作为漫灌区的沟台地与川台地,都需事先进行平整,将缓坡地修成宽面低坎的水平梯田,田边有蓄水埂,并作好进水口与出水口。
15.3.3  技术要求
15.3.3.1  沟中拦洪土坝及溢洪道的规划、设计与施工技术,参照GB/T 16453.3第三篇要求执行.
15.3.3.2  渠系工程的规划、设计、施工技术可参照本标准16、17、18各章中“引河洪漫地”的要求执行。
15.4  引河洪漫地
15.4.1  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。
15.4.2  工程布局
15.4.2.1  引洪渠首工程。分有坝引洪与无坝引洪两类,根据不同的地形条件,分别采取不同的工程结构。
15.4.2.2  引洪渠系工程。渠系一般由干渠、支渠、斗渠三级组成,干渠上接渠首,下设若干支渠,支渠下设若干斗渠,斗渠将河洪引入农田。
15.4.2.3  田间工程。以渠系为骨架,将漫渠区分为若干小区,每一小区再分若干地块。每一地块应作好蓄水埂与进、出水口。
15.4.3  技术要求
15.4.3.1  引洪渠首工程、渠系工程、田间工程都可按各地小型水利工程手册进行规划、设计,编制技术文件和图纸,并严格按文件、图纸要求施工。
15.4.3.2  河洪漫地范围内应进行地形测量,以比例尺1:1000~1:2000的地形图,作为规划、设计的依据。对渠系比降,在设计、施工中还需另作专项测量,并根据地形和太阳神不冲不淤流速确定。
15.4.3.3  本篇的16、17、18各章有关规划、设计、施工的规定,主要用于引河洪漫地的技术要求。引沟洪漫地可参照使用。
16  规划
16.1  引洪渠首规划
16.1.1  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。
16.1.2  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。
16.1.3  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。
16.1.4  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,同时要求河床基岸石坚实、淤泥与卵石层较浅。
16.1.5  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。
16.2  引洪渠系规划
16.2.1  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。
16.2.2  干渠走向大致高于洪漫区,比降0.2%~0.3%,一般长度1000m左右。
16.2.3  沿干渠每100~200m设支渠,与干渠正交,或取适当夹角,比降0.3%~0.5%,最大不超过1.0%,长500~1000m。
 16.2.4  沿支渠每50~100m设斗渠,一般与支渠正交,比降0.5%~1.0%,斗渠直接控制一个洪漫小区,向地块进水口输水漫灌。
16.2.5  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。
16.3  洪漫区田间工程规划
16.3.1  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。
 
16.3.1.1  串联式。斗渠在洪漫小区地块最高处,控制洪漫面积为狭长地形,地面坡度3°左右,将地面分成若干矩形小块,每块面积0.1~0.2hm2,地边围埂,形成高0.3~0.5m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。
16.3.1.2  并联式。斗渠在洪漫小区地块的较高一侧,控制洪漫面积地面坡度1°左右,将地面建成若干矩形大块,每块面积3~4hm2,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,并在洪漫小区的小区面积内采取并联式,形成混合式,以迅速、均匀地将洪水漫到各地块。
16.3.2  洪漫区地块要求
16.3.2.1  对各种漫灌形式 , 原为农地的都应事先将地面大致平整, 保留均匀坡度不超过1°,地块中不应有明显的高凸或深凹的部位。
16.3.2.2  地块四周应有蓄水埂,埂高应能满足一次漫灌的最大水深,并有适量的超高(一般共约0.3m以上);如地面有倾斜时,应对较低一侧的蓄水埂进行具体设计。
16.3.2.3  如在荒滩淤漫造田,应结合地面平整,除去地中杂草和大块石砾。
16.3.2.4  矩形地块的长边沿等高线,短边与等高线正交。
17  设计
17.1  引洪量(Q)值计算
                         ………………………………(13)
式中:Q-引洪量,m3/s;
F-洪漫区面积,hm2
d-漫灌深度,m;
t-漫灌历时,h;
k-渠系有效利用系数。
17.2  引洪渠首建筑物设计
17.2.1  拦河滚水坝
17.2.1.1  一般高4~5m,少数高8~10m,坝体需作稳定分析和应力分析。
17.2.1.2  设计要求参照各地小型水利工程手册有关规定执行。
17.2.2  导洪堤
17.2.2.1  与河岸成20°左右夹角,长10~20m(从渠首向上游河道延伸到接近主流),高1~2m,顶宽1~2m,内外坡比1:1。
17.2.2.2  由浆砌料石作成永久性建筑物,也可用木笼块石、铅丝笼块石、沙袋等作成临时性建筑物。
17.2.3  引洪闸
17.2.3.1  引洪闸的尺寸,根据引洪水位、流量和引洪干渠断面稳定孔口尺寸,坝体设计参照各地小型水利工程手册。
17.2.3.2  引洪闸底应高出河床0.5m以上,防止推移质进入洪漫区。
17.3  引洪渠系设计
17.3.1  渠道比降
    对高含沙水流,引洪渠长度一般不超过1000m,比降0.5%~1.0%,有条件的应进行试验确定。
17.3.1.1  不同流量的不淤比降见表2:
表2
流量,m3/s
0.5
1.0
2.0
3.0
5.0
比降,%
1.0~2.0
0.7~1.0
0.5~0.7
0.4~0.5
0.3~0.4
 
17.3.1.2  不同土质渠道,允许最大流速见表3(干容重为1.3~1.5t/m3):
渠道土质
轻壤土
中壤土
重壤土
粘  土
允许最大流速,m/s
0.6~0.8
0.65~0.85
0.75~0.95
0.80~1.00
 
17.3.1.3  渠道比降必须与渠道断面设计紧密配合,达到不冲不淤。
17.3.2  渠道断面设计(一般采用梯形断面)
17.3.2.1  梯形断面按式(14)进行计算:
                           ………………………………………(14)
式中:A-渠道断面面积,m2
b-渠道底宽,m;
h-渠道水深,m;
p-渠道边坡系数。
不同土质渠道的渠道边坡系数见表4:
表4
土质
粘土
重壤土
中壤土
轻壤土
砂壤土
渠道边坡系数
1:1
1:1
1:1
1:1.25
1:1.5
 
17.3.2.2  考虑不冲不淤流速,用式(15)、式(16)计算渠道断面:
                                …………………………………………(15)
                                ………………………………………(16)
式中:A-渠道断面面积,m2;
Q-引洪流量,m3/s;
v-引洪流速,m/s;
i-渠道比降,%;
R-水力半径,m;
C-谢才系数。
17.3.2.3  水力半径(R)按式(17)计算:
                                 ……………………………………………(17)
式中:x-渠道湿周,m。
                               …………………………………(18)
式中:h、b、p各值意义同工(14)。
17.3.2.4  谢才系数(C)按式(19)计算:
                               ……………………………………………(19)
式中:n-渠道糙率,一般土渠为0.025~0.03。
17.3.2.5  为保证行水安全,渠道堤顶应高出渠水位0.3~0.4m。
17.3.3  渠上建筑物设计
    参照各地小型水利工程手册有关技术规程。
18  施工
18.1  建筑物施工
    包括渠道建筑物(拦洪坝、导洪堤、引洪闸等)与渠系建筑物(分水闸、斗门等)。
18.2  渠道施工
    包括干渠、支渠和斗渠,一般都是土渠,不作衬砌。
18.3  田间工程施工
18.3.1  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0.5%~1.0%的比降,以利行水。
18.3.2  田边蓄水埂,应高出地面0.3m以上,顶宽0.3m,内外坡比各约1:1,分层夯实,干容重1.3~1.4t/m3
18.3.3  当进水口或出水口高差大于0.2m时,都应用块石、卵石等作成简易消能设备,防止冲刷。
19  管理
19.1  引洪淤漫技术
19.1.1  淤漫时间。根据不同作物生长情况,分别要用不同的淤漫时间。
19.1.2  淤漫厚度。不同作物适宜不同厚度。
19.1.3  淤漫定额。按式(20)进行计算:
                            ………………………………………(20)
式中:M-淤漫定额,m3/hm2
d-计划淤漫层厚度,m;
y-淤漫层干容重,t/m3
c-洪水含沙量,kg/m3
一般情况下,y=1.25t/m3左右,每次公顷漫灌水量1500~2250m3
19.2  田间管理
19.2.1  淤漫地适于种植早熟作物和高秆作物,以利汛期深漫厚。
19.2.2  农地淤漫后,应及时排除清水,并适时中耕、除草。
19.2.3  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。
19.2.4  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。
19.3  工程管理
19.3.1  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。
19.3.2  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。
19.3.3  全部渠系应是不冲不淤,每次淤最后如发现有冲淤现象,应及时研究处理。
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