1、排水沟设计规范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 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 小型蓄排引水工程GB/T 16453.51
2、996 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、珠江水利委员会农田水利处、海河水利委员
3、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 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 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。2.2 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
4、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 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
5、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。
6、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
7、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
8、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)。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。A1):A1=V/L(4)式中:A1截水沟断面面积,m2
9、;? L截水沟长度,m。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Bdm沟深Hm内坡比m1外坡比m00.30.50.4 0.61111.54.1.3 排水沟断面设计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。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
10、面汇水面积,hm2。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。C值的计算:(8)式中:n糙度,土质排水沟一般取0.025左右。4.1.4 蓄水池设计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。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
11、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。V,因地制宜地分别确定池的形状、面积、深度和周边角度。(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。4.1.5 沉沙池设计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
12、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
13、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
14、置,防止树根破坏衬砌体和引起池底漏水。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 基本规定 9.1 路旁、沟底小型蓄引工程的规划布局
15、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
16、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
17、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。3。3以上。10.1.3 水窖数量10.2 水窖的设计10.2.1 井式水窖设计(见图1)图 1井式水窖断面示意图10.2.2 窑式水窖设计(见图2)图 2? 窑式水窑断面示意图10.3 水窖的施工10.3.1 窖体开挖10.3.2 窖体防渗10.3.3 地面部分的施工10.4 水窖的管理10.4.1 水窖
18、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 主要修于路旁(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11.1.2 涝池类型与单池容量3。3。 11.2 涝池的设计11.2.1 一般涝池多为土质,深1.01.5m,形状依地形而异,圆形直径
19、一般1015m。方形、矩形边长各1020m至2030m。四周边坡一般11。11.2.2 大型涝池深23m,圆形直径2030m,方形、矩形边长一般3050m,特大型的可达70100m。土质的周边坡比11,料石(或砖、混凝土板)衬砌的周边10.3。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 路壕蓄水堰小土坝一般高12m或35m,顶宽1.52.0m,上游坡11.5,下游坡11。必须准确计算每座路壕蓄水堰的集水面积、来水量和蓄水容量,保证路壕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
20、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 路壕蓄水堰的小土坝,应分层夯实,干容重不低于1.4t/m3。11.4 涝池的管理每23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 供人畜饮用在泉水露头附近修建水井或水池蓄水。12.1.2 供浇灌小片水利用12.2 设计12.2.1 小片水地设计12.2.2 砌石滚水坝设计12.3
21、 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12.4 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
22、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 16453.31996 水土保持综合治理 技术规范沟壑治理技术 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 ,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、
23、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。 ,将路洪引入地中。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 12km2以下),来洪量较小,可引沟洪漫地。15.3.2 工程结构15.3.3 技术要求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,
24、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15.4.3 技术要求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35m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,
25、同时要求河床基岩坚实、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0.20.3,一般长度1000m左右。 16.2.3 沿干渠每100200m设支渠,与干渠正交,或取适当夹角,比降0.30.5,最大不超过1.0,长5001000m。16.2.4 沿支渠每50100m设斗渠,一般与支渠正交,比降0.51.0,斗渠直接控制一个洪漫小区,向地块进水口输水漫灌。
26、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。(a)串联式(b)并联式(c)混合式图 3三种漫灌方式平面示意图2,地边围埂,形成高0.30.5m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。2,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,并在洪漫小区地块较低的一侧,与斗渠平行设置排水渠,与各出水口相连。16.3.2 洪漫区地块要求17 设计 17.1 引洪量
27、(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17.2.2 导洪堤17.2.3 引洪闸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0.51.0,有条件的应进行试验确定。表 2 流量,m3/s 0.51.02.03.05.0比降, 1.02.00.71.00.50.70.4050.30.43): 表 3 渠道土质 轻壤土中壤土重壤土粘 土允许最天流速,m/s 0.60.80.650.850.750.95 0.801.0017.3.2 渠道断面设计(一般采用梯形断面)(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11 111111.2511.5(15)(16)式中:A渠道断面面积,m2; Q引洪流量,m3/s; u引洪流速,m/s;
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