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坡面截排水工程如何布置与设计?

坡面截排水工程布置与设计
一、一般规定


1、坡面截排水工程分类应符合下列规定:

(1)按所处空间,可分为地面排水工程和地下排水工程

(2)地面排水工程按蓄水排水要求,可分为多蓄少排型、少蓄多排型和全排型。

(3)地面排水工程中的截水沟按其功能,可分为蓄水型和排水型

2、坡面截排水工程布置应符合下列规定:

(1)坡面排水工程可用于流域治理中山坡坡面的保护,也可用于保护梯田。

(2)坡面截排水工程中,北方少雨地区,应采用多蓄少排型;南方多雨地区,应采用少蓄多排型;东北黑土区如无需水要求,应采用全排型。

(3)地下排水工程可用于东北黑土区涝渍灾害、侵蚀沟和坡耕地水土流失治理,南方地区坡耕地实施横向垄作需进行地下排水的,可按东北黑土区执行。

3、坡面截排水工程设计应遵循下列原则:

(1)坡面截排水工程应与梯田、耕作道路、沉沙蓄水工程同时规划,并以沟渠、道路为骨架,合理布设截流沟、排水沟、蓄水沟、沉沙池、蓄水池等设施,形成完整的防御、利用体系。

(2)应根据治理区的地形条件,按高水高排、低水低排、就近排泄、自流原则选择线路。

(3)梯田排水沟布设应兼顾拦蓄和利用当地雨水的原则。在干旱缺水区的山坡或山洪汇流的槽冲地带,应合理布设蓄水灌溉和排洪防冲工程。

(4)坡面截排水工程布设应避开滑坡体、危岩等不利地质条件。

4、设计所需资料应满足下列要求:

(1)汇水区应采用1:10000—1:5000的地形图,并应收集治理区汇水面的下垫面情况。

(2)宜收集工程附近雨量站或水文站长系列实测资料,当无实测资料时,可用当地水文手册中等值线图推求。

(3)渠线布置宜采用不小于1:2000的地形图,工程布置和设计宜采用1:500—1:200的地形图。

5、坡面截排水工程与相关工程在布置上应符合下列规定:

(1)用于保护梯田时,梯田傍山一侧应布设截水天沟,梯田内部应沿等高线布设横向截水沟,排水沟应垂直于等高线沿纵向布置。

(2)宜与蓄水工程联合布置:由坡面截排水工程截取地表径流、引入沉沙池,经沉砂后进入蓄水设施,蓄满后多余径流由排水沟排出,并于周边天然沟道顺接。

二、工程布置


1、多蓄少排型坡面截排水工程布置应符合下列规定:

(1)应采用蓄水型截水沟,并应沿治理坡面等高线或沿梯田傍山一侧边界水平布置。

(2)当治理区坡面的坡长较长时,应增设多级截水沟,间距应根据其控制面积、坡面产流量、蓄水能力,通过计算结合地形确定。

(3)蓄水型截水沟的两端应就近接入排水沟或承泄区。

(4)排水沟与坡面等高线应正交布设,梯田两端的排水沟应大致与梯田两端的道路同向。

(5)排水沟链接蓄水池或天然排水道,宜布置在低洼地带,并尽量利用天然沟道。

(6)排水沟间距应根据排水流量、地形条件等因素综合分析确定。

(7)排水沟质检及其与承泄河道质检的交角宜为30度—60度,出口宜采用自排方式。

(8)排水承泄区应爆炸鞥排水系统的出流条件具有稳定的河槽或湖床、安全的堤防和足够的承泄能力,且不产生环境危害。

2、少蓄多排型坡面截排水工程布置应符合下列规定:

(1)应采用排水型截水沟,并应沿面等高线方向或沿梯田傍山一侧边界布置,其纵向比宜为1%--2%。

(2)当治理区坡面的坡长较长时,应增设多级截水沟,间距应根据其控制面积、坡面洪峰流量、排水能力,通过计算结合地形确定。

3、全排型坡面截排水刚才不知应符合下列规定:

(1)截流沟应布设在坡耕地的上方与林地或荒地交界的边界处,或应布设在较长的坡面及坡度变化大的地点。

(2)截流沟为排水沟,基本上应沿等高线方向布设,纵向比将区1%--2%,沟线应顺直。

(3)应分级截留泄洪,分割水势、分散排泄。

4、地下排水工程布置应符合下列规定:

(1)地下排水工程应由暗管、鼠洞和排水沟组成。鼠洞应为一级暗排,暗管应为二级暗排。应根据不同的地貌类型,采取不同的组合方式。

(2)鼠洞应布设在有一定塑性的黏性土壤中,坡度随地面坡降,鼠洞末端链接固定排水沟道;线型洼地,鼠洞应与布置在洼地中轴线的集水暗管相通,再与周边固定排水沟网或承泄区连接。

(3)暗管布局应分为棋盘型、鱼刺型和不规则型等型式。根据地形条件,暗管应布设在线型洼地的中轴线上,坡降应根据地形条件选定。


三、截水沟设计

1、蓄水型截水沟宜水平布设。排水型截水沟高差较大时,应设置急流槽或跌水。

2、截水沟不水平时,应每隔5m—10m在沟底修筑高0.2m—0.3m的小土挡。

3、蓄水型截水沟两端应设拦水坎。

4、截水沟与排水沟的连接处应采取防冲措施。

5、截水沟宜采用梯形断面,山坡坡度较大时,截水沟宜采用矩形断面。

6、蓄水型截水沟断面设计应符合下列规定:

(1)蓄水型截水沟容量按下式计算:

(2)Vw和Vs按下列公式计算

(3)截水沟断面面积按下式计算

7、多蓄少排型截水沟宜按蓄水型截水沟进行断面设计,少蓄多排型截水沟宜按排水沟进行断面设计。

8、排水沟应按下列规定设置安全超高。

四、排水沟设计


1、排水沟宜按明渠流设计。

2、排水沟进口宜采用喇叭口或八字形导流翼墙,翼墙长度可取设计水深的3倍—4倍。

3、排水沟断面变化时,应采用渐变段衔接,其长度可取水面宽的5倍—20倍。在弯曲段凹岸应分析水位壅高影响。

4、排水沟应分段设置跌水。梯田排水沟纵断面可与梯田断面基本一致,以每台田面宽为一水平段,以每台田坎高为一跌水,在跌水处应采取防冲措施。

5、排水沟末端应设消能设施。当坡度缓、流量小时,可用消力池消能;当坡度陡、流量大时,应采取多级跌水或加糙(坎)消能。

6、排水沟比降取决于沿线地形和土质条件,设计时宜与沟沿线的地面坡度相近,以减少开挖量。排水沟比降不宜小于0.5%,土质沟渠的最小比降不应小于0.25%,衬砌沟渠最小比降不应小于0.12%。

7、土质山坡排水沟宜采用梯形或复式断面石质山坡排水沟可采用矩形断面。陡坡式排水沟宜采用矩形断面,并宜采用浆砌块石或现浇混凝土。

8、矩形、梯形排水沟断面底宽和深不宜小于0.40m。梯形土质排水沟,其内坡按土质类别宜采用1:1.0—1:1.5.

9、临时排水沟宜采用梯形或矩形断面,深度不宜小于0.20m,梯形排水沟底宽不宜小于0.20m,矩形排水沟沟底宽度不宜小于0.30m。

10、排水沟流速应同时满足不冲不淤的要求。明渠最小允许流速宜为0.4m/s,暗沟最小允许流速宜为0.75m/s。

11、排水沟应按下列规定设置安全超高。

12、以排涝为目的的排水应按现行国家标准《灌溉与排水工程设计规范》GB50288的有关规定执行。


五、截流沟设计


1、截流沟纵坡宜取1%--2%比降。

2、截流沟宜采用梯形断面

3、截流沟长度超过500m时,应分段设计。断面变化处应采用渐变段衔接,其长度可取水面宽的5倍—20倍。

4、最大径流量应按下式计算:

5、截流沟汇流历时应按规范公式(A4.2-2)计算。

6、截流沟断面设计可按排水沟有关规定执行,并应按本规范第5.6.2条的规定增加安全超高。

六、地下排水工程设计


1、鼠洞排水布设应满足下列要求:

(1)鼠洞深度和间距应根据土壤结构而定,有关经验参数可按下表选取。

(2)鼠洞出口高程应高于末级沟道正常设计水位0.2m—0.3m,洞出口内插满树条或麦秸或草把,下缘采用块石防护。

2、暗管排水布设应满足下列要求:

(1)暗管应布设在局部闭流洼地和低洼水线处,消除坡耕地内涝。

(2)暗管间距宜取50m—100m。在局部闭流洼地和低洼水线处,暗管应适当加密,间距应为10m—30m,地形平缓时其间距可适当加大。

(3)暗管坡降应依地形和选定管径等因素确定,宜取0.2%--2%。

(4)排水暗管设计流量可按下列公式计算:

(5)排水暗管管径宜取60mm—100mm,应满足设计排渍流量要求,且不应形成满管出流。排水管内径计算按下式计算:

(6)排水暗管平均流速按下式计算:

(7)排水暗管周围应设置外包滤料,并宜就地取材,选用耐酸、耐碱、不易腐蚀、对农作物无害、不污染环境、方便施工的透水材料。外包滤料的渗透系数应比周围土壤大10倍以上,其厚度可根据当地时间经验选取。

(8)暗管卖身宜取0.7m—0.9m,条捆直径应大于0.2m,并应用砂卵石、麦秸、稻草和芦苇回填0.1m—0.4m,踩实,其上回填壤土0.2m。

(9)暗管出口段宜设置长度2m的硬塑料管,伸出长度0.15m-0.2m,出口下缘局固定沟道水面间距不应小于0.3m。暗管排水进入明沟处应采取防冲措施。



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来源:《水土保持工程设计规范》GB51018-2014

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