排水沟设计标准规范.doc
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1、GB/T 16453.41996 前言 本标准系列共分四项:第一项水土保持综合治理 计划通则,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第二项。本项标准包含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
2、综合治理 技术规范 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,包含坡面小型蓄排工程、路旁、沟底小型蓄引工 程和引洪漫地工程三篇内容。 本标准系列四项出版后,将全部替换1988年出版中国水利 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。参与起草单位: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
3、标准关键起草人: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 本篇要求了防治坡面水土流失截水沟、排水沟、沉沙池、 蓄水池等坡 面小型蓄排工程计划、设计、施工、管理技术要求。本篇适适用于南方多雨地域。北方部分雨量较多、坡面径流较大土石山区和 丘陵区,也可参考使用。2 基础要求 2.1 坡面小型蓄水工程,应和坡耕地治理中梯田、保水保土耕作等方法、荒地治理中造林育林、种草育草等方法紧密结合,配套实施。2.2 在坡耕地治理计划中,应将坡面小型蓄排工程和梯田、保水保土耕作法等方法统一计划,同时施工,达成出现设计暴雨时能保护梯田区和保土耕作区安全
4、。同时,小型蓄排工程暴雨径流和建筑物设计,也应考虑梯田和保水保土耕作降低径流泥沙作用。2.3 在荒地治理计划中,应将坡面小型蓄排工程和造林育林、种草育草统 一计划,同时施工,达成出现设计暴雨中保护林草方法安全。同时,小型蓄排工程暴雨径流和建筑物设计,也应考虑造林育林和种草育草降低径流泥沙作用。2.4 坡面小型蓄排工程还应考虑蓄水利用。3 计划 3.1 总体布局在进行坡耕地或荒地治理计划基础上,坡面小型蓄排工程应进行专题总体布局,合理地布设截水沟、排水沟、沉沙池、蓄水池等四项关键建筑物,组成完整防御体系。3.2 截水沟布设标准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
5、布设截水沟。3.2.2 当无方法坡面坡长太大时,应在此坡面增设几道截水沟。增设截水沟间距通常2030m,应依据地面坡度、土质和暴雨径流情况,经过设计计算具体确定。 3.2.3 蓄水型截水沟基础上沿等高线布设,排水型截水沟应和等高线取12比降。3.2.4 当截水沟不水平时,应在沟中每510m修一高2030cm小土,预防冲刷。3.2.5 排水型截水沟排水一端应和坡面排水沟相接,并在连接外作好防冲方法。3.3 排水沟布设标准3.3.1 排水沟通常布设在坡面截水沟两端或较低一端,用以排除截水沟不 能容纳地表径流。排水沟终端连接蓄水池或天然排水道。3.3.2 排水沟在坡面上比降,依据其排水去处(蓄水池或
6、天然排水道)位置而定,当排水出口位置在坡脚时,排水沟大致和坡面等高线正交布设;当排水去处位置在坡面时,排水沟可基础沿等高线或和等高线斜交布设。多种布设全部必需 作好防冲方法(铺草皮或石方衬砌)。3.3.3 梯田区两端排水沟,通常和坡面等高线正交布设,大致和梯田两端道路同向。通常土质排水沟应分段设置跌水。排水沟纵断面可采取和梯田区大断面一致,以每台田面宽为一水平段,以每台田坎高为一跌水,在跌水处做好防冲方法(铺草皮或石方衬砌)。3.4 蓄水池和沉沙池布设标准3.4.1 蓄水池通常布设在坡脚或坡面局部低凹处,和排水沟(或排水型截水沟)终端相连,以容蓄坡面排水。3.4.2 蓄水池分布和容量,依据坡面
7、径流总量、蓄排关系和修建省工、使用方便等标准,因地制宜具体确定。一个坡面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。3.4.3 蓄水池位置,应依据地形有利、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 沉沙池通常布设在蓄水池进水口上游周围。排水沟(或排水型截水沟)排出水量,优异入沉沙池,泥沙沉淀后,再将清水排入池中。3.4.5 沉沙池具体位置,依据当地地形和工程条件确定,能够紧靠蓄水池,也能够和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
8、一遇24h最大降雨量。4.1.1.2 坡面径流量和土壤侵蚀量确实定。依据水土保持试验站小区径流观察资料,或查阅当地水文手册。在上述设计频率暴雨下,不一样坡度、不一样土质、不一样植被坡面,应采取不一样暴雨径流量和土壤侵蚀量。以一次暴雨径流模数Wm(m3/hm2)和年均土壤侵蚀模数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 每道截水沟容量(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; Vs13年土壤侵蚀量,m3。Vs计量单位,依据各地土壤容重,由吨折算为立方米(下同)。4.1.2.1.
9、2 Vw和Vs值按式(2)计算:Vw=MwF(2)Vs=3MsF(3)式中:F截水沟集水面积,hm2; Mw一次暴雨径流模数,m3/hm2; ms十二个月土壤侵蚀模数,m3/hm2。4.1.2.1.3 依据V值计算截水沟断面面积(A1):A1=V/L(4)式中:A1截水沟断面面积,m2; L截水沟长度,m。4.1.2.1.4 截水沟断面要素确实定:截水沟由半挖半填作成梯形断面,其断面要素、符号、常见数值,如表1所表示。表 1截水沟断面要素常见数值 沟底宽Bdm沟深Hm内坡比m1外坡比m00.30.50.4 0.61111.54.1.2.2 排水型截水沟断面设计有两种情况,分别采取不一样断面。4
10、.1.2.2.1 多蓄少排型。暴雨产生坡面径流大部蓄于沟中,只排除不能容蓄小部。断面尺寸基础上参考蓄水型截水沟,沟底应取1左右比降。4.1.2.2.2 少蓄多排型。暴雨产生坡面径流小部蓄于沟中,大部排入蓄水池。断面尺寸基础上参考排水沟断面设计(见4.1.3),同时应取2左右比降。 4.1.3 排水沟断面设计4.1.3.1 排水沟断面A2。依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值计算:Q=F/6(Lr-Lp)(6)式中:Q设计最大流量,m3/s
11、; Ir设计频率10min最大降雨强度,mm/min; Ip对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值计算:R=A2/x(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值计算:(8)式中:n糙度,土质排水沟通常取0.025左右。4.1.3.5 上述设计中应考虑排水沟不冲不淤流速,尽可能降低沟道冲淤(参见17.3.1和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:V=K(Vw+Vs)(9)式中:V蓄水池容量,m3; Vw设计频率暴雨径
12、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1.21.3。4.1.4.1.2 Vw值和Vs值计算分两种情况:a)蓄水池在坡面小型蓄排工程系统之中,和坡面排水沟终端相连,并以沟中排水为其关键水源时,其Vw值和Vs值依据排水沟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,采取式(10)、式(11)计算Vw和Vs值。Vw=MwF(10)Vs=3MsF(11)式中:Mw设计频率一次暴雨径流模数,m3/hm2; Ms十二个月侵蚀模数,m3/hm2; F蓄水池集水面积,hm2。4.1.4.2 蓄水池关键建筑物设计4.1.4.2.1 池
13、体设计。依据当地地形和总容量V,因地制宜地分别确定池形状、面积、深度和周围角度。4.1.4.2.2 进水口和溢洪口设计。石料衬砌蓄水池,衬砌中应专设进水口和溢洪口;土质蓄水池进水口和溢洪口,应进行石料衬砌。通常口宽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,采取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和坡面排水渠终端相连时,应布设引水渠,其断面和比降设计,可参考坡面排水沟要求实施。4.1.5 沉沙池设计4.1.
14、5.1 池体尺寸设计。沉沙池为矩形,宽12m,长24m,深1.52.0m。要求其宽度为排水沟宽度2倍,长度为池体宽度2倍,并有合适深度,以利于水流入池后能缓流沉沙。4.1.5.2 沉沙池进水口和出水口,参考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 5.1 截水沟和排水沟施工5.1.1 依据计划截水沟和排水沟部署路线进行施工放样,定好施工线。5.1.2 依据截水沟和排水沟设计断面尺寸,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,用杵扎实后厚约15cm,沟底或沟埂微弱步骤处应加固处理。5.1.3 在截水沟和排水沟出口衔接处,铺草
15、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题施工。石料衬砌跌水其施工要求参考5.2实施。 5.1.4 完工后,立即检验断面尺寸和沟底比降,是否符合计划设计要求。 5.2 蓄水池和沉沙池施工5.2.1 依据计划位置和设计尺寸进行开挖,立即检验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 池底如有裂缝或其它漏水隐患等问题,应立即处理,并作好清基扎实,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)厚度大于30cm,接缝宽度小于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;上层石块必需压住其下
16、一层石块接缝。6 管理 6.1 每十二个月汛后和每次较大暴雨后,对坡面小型蓄排工程应进行全方面检验,如有冲垮现象,应立即进行衬修。6.2 依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,碰到淤积严重大沙年,应立即清除。6.3 截水沟和排水沟填方土埂外坡,可种植经济价值较高浅根性植物护埂。 6.4 蓄水池四面可种植经济价值较高树木,降低水面蒸发。但应选好树种和种植位置,预防树根破坏衬砌体和引发池底漏水。第二篇路旁、沟底小型蓄引工程 7 范围 本篇要求了水土流失地域水窖(旱井)、涝池和山丘间泉水利用等路旁、沟底小型蓄引工程计划、设计、施工和管理技术要求。本篇适适用于中国北方干旱
17、、半干旱地域。中国南方局部有干旱、半干旱现象地域,也能够参考使用。8 引用标准 下列标准所包含条文,经过在本标准中引用而组成为本标准条文。本标准出版时,所表示版本均为有效。全部标准全部会被修订,使用本标准各方应探讨使用下列标准最新版本可能性。GB/T 16453.11996 水土保持综合治理 技术规范 坡耕地治理技术 9 基础要求 9.1 路旁、沟底小型蓄引工程计划布局应纳入小流域综合治理计划,和流域内坡耕地治理、荒地治理,沟壑治理结合进行。9.2 在干旱、半干旱水土流失地域,应将路旁、沟底小型蓄引工程作为处理人畜饮水和抗旱点浇关键水源,将水窖、涝池、泉水利用三者统一计划,协调实施。9.3 在
18、实施计划中,以小流域为单元,全方面调查了解流域内道路网及其聚集地表径流运行规律。依据水土保持试验站观察资料,分别确定各类道路径流模数和土壤侵蚀模数(包含多年平均数值和设计频率下一次暴雨中数值),作为水窖、涝池计划设计基础数据。9.4 以小流域为单元,全方面调查流域内居民点分布情况和山丘间泉水分布情况(包含坡面泉水和沟中泉水分布位置和数量),作为山丘间泉水利用计划、设计依据。9.5 水窖、涝池和山丘间泉水利用三项方法布局,在满足人畜饮水、抗旱点浇和其它需要同时,应最大程度地发挥其减轻水土流失作用。尤其是经过涝池蓄水,控制水不下沟,减轻沟蚀,更应作为关键任务。9.6 路旁、沟底各项小型蓄引工程设计
19、标准为1020年一遇36h最大降雨量;依据各地不一样降雨情况,分别采取不一样频率和历时设计暴雨。9.7 相关配套工程9.7.1 作为汇水水源道路,路面应修成中间高、两侧低鱼背形,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,以预防冲刷。9.7.2 在干旱、半干旱地域,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 水窖计划10.1.1 水窖位置。通常布设在村旁、路旁、有足够地表径流起源地方。窖址应有深厚坚实土层,距沟头、沟边20m以上,距大树根10m以上。石质山区水窖,应修在不透水基岩上。10.1.2 水窖类型和单窖容量水窖分井
20、式水窖和窑式水窖两类。10.1.2.1 通常来水量不大路旁,修井式水窖,单窖容量3050m3。10.1.2.2 在路旁有土质坚实崖坎、且要求蓄水量较大地方,修窑式水窖,单窖容量100200m3以上。10.1.3 水窖数量10.1.3.1 依据计划区人口数量、每十二个月人均需水量、总需水量,扣除其它水源(如山丘间泉水利用等)可供水量,取当地有代表性单窖容量,算出计划区需修水窖数量。10.1.3.2在降雨量年际改变很大地域,合适增加水窖数量,以备多雨年蓄水供少雨年使用。10.2 水窖设计10.2.1 井式水窖设计(见图1)图 1井式水窖断面示意图10.2.1.1 窖体由窖筒、旱窖、水窖三部分组成,
21、各部尺寸以下:10.2.1.1.1 窖筒(上接地面窖口,供取水用):直径0.60.7m,深1.52m。 10.2.1.1.2 旱窖(不蓄水部分):上部和窖筒相连,深23m。直径向下逐步 放大,到散盘处直径34m。10.2.1.1.3 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,各部尺寸以下 :10.2.1.2.1 窖口:直径0.60.7m,用砖或石砌成,高出地面0.30.5m 。 10.2.1.2.2 沉沙池:在来水方向路旁,距窖口46m。池体成矩形,长23m,宽12m,深1.01.5m。四面坡比11。
22、10.2.1.2.3 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坡度向下和旱窖相连。10.2.2 窑式水窖设计(见图2)图 2 窑式水窑断面示意图10.2.2.1 窖体由水窑、窑顶、窑门三部分组成,各部尺寸以下:10.2.2.1.1 水窑(蓄水部分):深34m,长810m,断面为上宽下窄梯形,上部宽34m,两侧坡比为81。10.2.2.1.2 窑顶(不蓄水部分):长度和水窑一致,半圆拱形断面,直径34m,和水窑上部宽度一致(有窑式水窖在窑顶中部留圆形取水井筒,直径0.60.7m,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,
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