排水沟设计规范.docx

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排水沟设计规范

排水沟设计规范

GB/T16453.4─1996

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/T16453.1─1996水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术

　　GB/T16453.2─1996水土保持综合治理技术规范荒地治理技术

　　GB/T16453.3─1996水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术

　　GB/T16453.4─1996水土保持综合治理技术规范小型蓄排引水工程

　　GB/T16453.5─1996水土保持综合治理技术规范风沙治理技术

　　GB/T16453.6─1996水土保持综合治理技术规范崩岗治理技术

　　本标准是GB/T16453.4，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SD238─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　坡面小型蓄排工程

1范围

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）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；

       Vs──

1～3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）。

4.1.2.1.2Vw和Vs值按式

（2）计算：

Vw=Mw×F

…………………………………………

（2）

Vs=3Ms×F

…………………………………………（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，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m0

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），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。

4.1.3.2Q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。

4.1.3.3R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。

4.1.3.4C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1.2～1.3。

4.1.4.1.2Vw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）

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（或沙浆砌砖或混凝土板）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。

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