排水沟设计规范标准.doc
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1、GB/TGB/T 16453.4199616453.41996 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
2、程GB/T 16453.51996 水土保持综合治理 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、
3、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。第一篇第一篇 坡面小型蓄排工程坡面小型蓄排工程 1 1 范围范围 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 2 基本规定基本规定 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
4、.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。2.4 坡面小型蓄排工程还应考虑蓄水利用。3 3 规划规划 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
5、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 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。 3.2.3 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 12的比降。3.2.4 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。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
6、外作好防冲措 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
7、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
8、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。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 4 设计设计 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Wm(m3/hm2)和年均土壤侵蚀模数 Ms(t/hm2)
9、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: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的计量单位,根据各地土壤的容重,由吨折算为立方米(下同)。4.1.2.1.2 Vw和Vs值按式(2)计算:Vw=MwF (2)Vs=3MsF (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一年土壤侵蚀模数,m3/hm2。4.1.2.1.3 根据 V 值计算截水沟断面面积(A1):A1=V/L (4) 式中:A1截水沟断面面积
10、,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 m沟深H m内坡比m1外坡比m00.30.51111.50.4 0.64.1.2.2 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。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)
11、,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:Q=F/6(Lr-Lp)(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;A2排水沟断面面积,m2;x排水沟断面湿周,m。4.1.3.
12、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速,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:V=K(Vw+Vs)(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 1.21.3。4.1.4.1.2 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
13、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) 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和溢洪口,应进行石料衬砌。一般口宽 4
14、060cm,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。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 12m,长 24m,深 1.52.0m。 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
15、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 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,用杵夯实后厚约 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
16、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 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,应及时进行衬修。
17、6.2 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。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,防止树根破坏衬砌体和引起池底漏水。第二篇第二篇 路旁、沟底小型蓄引工程路旁、沟底小型蓄引工程 7 7 范围范围 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。
18、8 8 引用标准引用标准 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 16453.11996 水土保持综合治理 技术规范 坡耕地治理技术 9 9 基本规定基本规定 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。9.3 在实施规划中,以小流域为
19、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。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、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。9.6 路旁、沟底各项小
20、型蓄引工程的设计标准为 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。9.7 有关配套工程9.7.1 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。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。1010 水窖水窖 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
21、,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 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。10.1.3 水窖数量10.1.3.1 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。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 井式水窖设计(
22、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,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 0.60.7m,深 1.52m。 10.2.1.1.2 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。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,各部尺寸如下 :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.
23、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。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 坡度向下与旱窖相连。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,各部尺寸如下:10.2.2.1.1 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。10.2.2.1.2 窑顶(不蓄水部分):长度与水窑一致,半圆拱形断面,直径 34m,与水窑上部宽度一
24、致(有的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,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。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
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