排水溝道系統(tǒng)規(guī)劃

1、第八章排水溝道系統(tǒng)規(guī)劃§81 排水溝道系統(tǒng)規(guī)劃布置 一、明溝排水系統(tǒng)的組成 田間排水工程（毛、腰、墑溝） 排水溝道系統(tǒng)（干、支、斗、農(nóng)溝） 排水閘、涵、站等建筑物 排水承泄區(qū)（江、河、湖、海等） 二、明溝排水系統(tǒng)的類型 1一般排水系統(tǒng) （1）排水溝道系統(tǒng)組成：干、支、斗、農(nóng)溝。 （2）作用：一般只起排水作用。 （3）適用：有一定坡度的坡地平原地區(qū)；干旱、半干旱地區(qū)。 2綜合利用排水系統(tǒng)（也稱河網(wǎng)） （1） 組成 1）骨干河網(wǎng) 干河（一級(jí)河） 支河（二級(jí)河） 相當(dāng)于干溝 2）基本河網(wǎng) 大溝（三級(jí)河） 相當(dāng)于支溝 中溝（四級(jí)河） 相當(dāng)于斗溝 小溝（豐產(chǎn)溝，生產(chǎn)河）相當(dāng)于農(nóng)溝 3）墑網(wǎng) 毛

2、溝 、腰溝 、墑溝 （2）作用：除排水作用處、還有滯澇、引蓄水灌溉、養(yǎng)殖、航道等作用。 （3）河網(wǎng)的主要特征（河網(wǎng)的特征是由其綜合利用功能所決定的）： 深：溝河要深，能排地面水，也能降地下水，蓄水灌溉。 網(wǎng)：水系成網(wǎng)，調(diào)度靈活。 平：溝底要平，能排能引，航運(yùn)、養(yǎng)殖。 分：分級(jí)分片控制，高低片分級(jí)控制。高水高排、低水低排 其中“深”為關(guān)鍵。（原因：“深”是綜合利用的關(guān)鍵） 3. 適用：地形平坦的平原或圩區(qū)。 三、規(guī)劃布置原則 1低處布置：各片低處。 2分片排水：高水高排、低水低排。 3洪澇分治：修堤防、撇洪溝等。 4滯蓄結(jié)合：減少排水量。 5統(tǒng)籌規(guī)劃：與渠道、道路、林網(wǎng)、居民點(diǎn)、行政區(qū)結(jié)合。 6

3、灌排分開：各成系統(tǒng) 有利于灌、也有利于排。 7降低造價(jià)：可利用天然河道、順直、減少交叉建筑物。 8安全可靠：土質(zhì)好、防止坍塌。 9綜合利用：如引水灌溉、船運(yùn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等。 （以上9條原則只板書標(biāo)題，不板書釋內(nèi)容） 四、規(guī)劃布置方法 1山丘區(qū) 干溝：盡可能利用天然河道。 支溝：也可利用天然河道。 斗、農(nóng)溝：地面有一定坡度時(shí)，用灌排相鄰布置； 平坦時(shí)，作灌排相間。 一般斗溝間距4001000m，深1.52m； 農(nóng)溝間距100300m，深1.01.5m。 2平原地區(qū) 江蘇河網(wǎng)的一般規(guī)格： （1）徐淮平原 大溝 中溝 小溝 間距（）20005000 5001000 100200 溝深（） 45 2.5

4、3 2 底寬（） 4623 12 （2）通南和太湖平原 大溝 中溝小溝 間距（） 100030006001000150200 溝深（）4.66.53.56.0 2 底寬（） 3624 1 3圩區(qū) 外河網(wǎng)：地區(qū)骨干河網(wǎng)（干、支河） 內(nèi)河網(wǎng)：由中心河、生產(chǎn)河組成 較小的圩區(qū)宜采用豐字形內(nèi)河網(wǎng)。 較大的圩區(qū)宜采用井字形內(nèi)河網(wǎng)。 （）豐字形內(nèi)河網(wǎng) 豐字形河網(wǎng)布置如下圖。在圩中心或接近中心的位置布置一條干河（中心河），垂直于干河均勻地布置若干支河（生產(chǎn)河），形成豐字形河網(wǎng)。 生產(chǎn)河的間距約為200300。（）井字形內(nèi)河網(wǎng) 圩子面積較大時(shí)，縱橫兩方向具有兩條以上干河。此時(shí)稱內(nèi)河網(wǎng)為井字形河網(wǎng)。§

5、82 排水溝的設(shè)計(jì)流量 排水設(shè)計(jì)流量：排澇設(shè)計(jì)流量、排漬設(shè)計(jì)流量 一、設(shè)計(jì)排澇流量（最大設(shè)計(jì)流量） 設(shè)計(jì)排澇流量：排除在某一排澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下的暴雨產(chǎn)生的地面徑流的排水流量。 作用：確定排水溝斷面（骨干排水溝）排水建筑物的尺寸。 （一）地區(qū)排澇模數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式法 排澇模數(shù)q：排澇區(qū)單位面積（km2）上的排澇流量，單位：m3/s/km2 計(jì)算步驟： （1）確定計(jì)算暴雨P(guān) （2）計(jì)算設(shè)計(jì)凈雨深R （3）用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算排澇模數(shù)q （4）計(jì)算設(shè)計(jì)排澇流量Q 1確定設(shè)計(jì)暴雨P(guān) （1）歷時(shí)： F=100500Km2 選1日暴雨 F=5003000 Km2 選3日暴雨 （2）暴雨量：由設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行頻率分析計(jì)算得到。

6、 2求設(shè)計(jì)凈雨深R （1）水田地區(qū) 采用暴雨扣損法 （2）旱田地區(qū) （3）有水田也有旱田 3計(jì)算排澇模數(shù) 式中：R 設(shè)計(jì)凈雨，mm； K綜合系數(shù)，表8-5； m峰量指數(shù)，表8-5； n遞減指數(shù)，表8-5。 4計(jì)算排澇流量qF 適用：地區(qū)性骨干排澇河道。 （二）平均排除法 1計(jì)算方法 （1）特點(diǎn) 以排澇歷時(shí)內(nèi)的平均排水流量作為設(shè)計(jì)排澇流量： 農(nóng)田會(huì)受短時(shí)間淹沒。 適用：規(guī)模較小的排水溝道。 （2）計(jì)算式中：T排澇歷時(shí)（d）； t每次排水時(shí)間（h），一般自排t=24h，抽排t=2022h 。 自排時(shí)上述公式可簡(jiǎn)化為計(jì)算R時(shí)應(yīng)注意： 水田和旱地的設(shè)計(jì)凈雨深計(jì)算方法同前； 平原河網(wǎng)地區(qū)宜考慮排水溝滯蓄

7、； 圩區(qū)應(yīng)考慮預(yù)降滯蓄，圩堤滲漏產(chǎn)水和套閘進(jìn)水。 2算例 例1 已知淮北平原地區(qū)，F(xiàn)=20km2，水田、旱田及溝塘面積分別為12km2、7km2、1km2, 稻田耗水e=4mm/d，稻田滯蓄30mm，溝水面蒸發(fā)e0=3mm/d，溝滯蓄500mm。排澇標(biāo)準(zhǔn)為日雨量200mm兩天排出。求Q、q。 解：（1）計(jì)算R （2）計(jì)算Q、q 例2 已知蘇南某圩區(qū)，F(xiàn)=3.8Km2，其中旱地占15%，水田占80%，河溝占5%。水田日耗水e=5mm/d，水田滯蓄30mm，河溝水面蒸發(fā)e0=3mm/d，預(yù)降滯蓄500mm。圩堤總長(zhǎng)7.8Km，滲漏產(chǎn)水i=0.05mm/km/d，套閘進(jìn)水0.55mm/d。排澇標(biāo)準(zhǔn)為

8、日暴雨200mm，2日排出。求Q、q。 解：（1）計(jì)算R （2）計(jì)算Q和q： 二、設(shè)計(jì)排漬流量（日常流量） 定義：雨后地下水位回落到控制要求的深度時(shí)，地下水的排水流量稱為日常流量。 作用：確定排水溝溝底高程，并校核允許最小流速。 計(jì)算方法： 1、確定排漬模數(shù) （1）采用當(dāng)?shù)鼗蜞徑貐^(qū)實(shí)測(cè)資料。 （2）采用公式計(jì)算（規(guī)范中公式）。 （3）采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)（P.238，表8-6）。 2、計(jì)算排漬流量 §83、田間排水溝設(shè)計(jì) 田間排水溝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是確定排水溝的深度和間距，比降(i)、邊坡系數(shù)(m)等均按經(jīng)驗(yàn)確定。 一、除澇田間排水溝 （一）除澇田間排水溝作用 作用：及時(shí)排除地表積水，減小農(nóng)田淹

9、沒深度和時(shí)間。 （二）田間除澇排水溝的間距與斷面 目前田間排澇排水溝間距與斷面的確定還沒有完善的理論方法，多數(shù)按經(jīng)驗(yàn)確定。我國北方地區(qū)農(nóng)溝間距一般為150400m，毛溝間距為3050m。南方農(nóng)溝（小溝）間距一般為100200m。 （三）田間除澇排水溝的斷面 除澇排水溝斷面根據(jù)排澇流量確定。 兼有除澇和防漬的排水溝，一般以排漬要求確定溝深，再初步擬定過水?dāng)嗝?，再校核是否滿足除澇要求。 二、控制地下水位的田間排水溝（防漬，防鹽堿） （一）田間排水溝對(duì)控制地下水位的作用 （1）降雨期間及時(shí)排除部分水量，減小地下水位上升高度。 （2）雨后加快地下水位的回落。 （二）確定溝深和間距 1、溝深與間距在要求

10、的地下水位一定時(shí)，溝深大則間距大，溝深小則間距也小。因此存在許多方案，宜用經(jīng)濟(jì)比較加以確定。 2、確定溝深 實(shí)際計(jì)算中，一般先根據(jù)要求控制的地下水埋深、土質(zhì)及施工管理方便等要求擬定D D=H+h+s 式中：H：排漬深度或地下水臨界埋深（作物要求的地下水埋深）（m）； h：懸掛水頭（m），0.20.3m； s：日常水深（m），0.10.2m。 確定D后，再選擇適當(dāng)方法確定L。 3、確定間距 （1）排水試驗(yàn)法 根據(jù)農(nóng)田排水試驗(yàn)規(guī)范（SL109-95）的要求進(jìn)行試驗(yàn)。 試驗(yàn)時(shí)，針對(duì)某種溝深，擬定一組排水溝間距，測(cè)試其排水效果，最終選擇符合排漬標(biāo)準(zhǔn)的排水溝間距。 （2）公式計(jì)算法（公式有多種，有于時(shí)間

11、關(guān)系，只介紹兩個(gè)較常用的公式） 1）非恒定流公式 可以解決的問題：降雨停止后的t時(shí)間內(nèi)地下水位降至某要求的深度，求排水溝的間距。 非完整溝修正系數(shù)按下式計(jì)算2）淹灌稻田穩(wěn)定入滲條件下的排水溝間距 為防止?jié)n害，淹灌條件下的水稻田需要保持一定的滲流強(qiáng)度。下面介紹在已知排水溝深度和滲流強(qiáng)度條件下，確定排水溝間距的計(jì)算公式：（注：該公式是農(nóng)田排水工程技術(shù)規(guī)范上推薦的公式。）滲流阻抗系數(shù)估算公式為（3）經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法在缺乏試驗(yàn)條件和計(jì)算條件情況下，可以根據(jù)本地區(qū)或類似地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定排水溝間距。§84 骨干排水溝設(shè)計(jì) 主要包括水位推算與縱、橫斷面設(shè)計(jì)。 一、排水溝的設(shè)計(jì)水位 與排澇設(shè)計(jì)流量和排漬

12、設(shè)計(jì)流量相應(yīng)，有排澇設(shè)計(jì)水位和排漬設(shè)計(jì)水位。 （一）排漬水位（日常水位） 排漬水位是排水溝經(jīng)常需要維持的、滿足防漬或防止鹽堿化要求的水位。也稱日常水位。若有養(yǎng)殖和通航等需要，也兼顧這些方面其它方面的要求。 推算步驟： （1）確定排漬控制點(diǎn)A高程（最遠(yuǎn)處低洼地高程）。 （2）初擬各級(jí)排水溝的比降。 （3）推算排干溝出口的日常水位：應(yīng)滿足：干溝出口處的日常水位 外河（排水承泄區(qū)）的日常水位。 若不滿足上述要求，則調(diào)整比降，盡量爭(zhēng)取自排。 在水網(wǎng)圩區(qū)，無法自排，則采用抽排來維持日常水位。 （二）排澇水位（最高水位） 排澇水位是排水溝通過排澇設(shè)計(jì)流量時(shí)的水位。 計(jì)算步驟： （1）確定排澇控制點(diǎn)A。 （

13、2）擬定各級(jí)排水溝比降。 （3）計(jì)算干溝出口處的排澇水位：應(yīng)滿足：干溝出口處最高水位應(yīng)不低于外河的最高水位。若干溝出口發(fā)生壅水，則需調(diào)整排水溝比降，或筑堤束水。 若無法自排（如在水網(wǎng)圩區(qū)），則（1）建站抽排；（2）進(jìn)一步提高溝道的滯蓄能力，可采取提高加密溝網(wǎng)、提前預(yù)降溝水位等措施。 若排水溝同時(shí)具有排漬和排澇的要求，則應(yīng)同時(shí)滿足上述兩種水位要求。若以排澇要求確定溝道斷面，則以排漬要求來校核。若以排漬要求確定溝道斷面，則以排澇要求來校核。 二、排水溝橫斷面設(shè)計(jì) 任務(wù)：確定排水溝橫斷面尺寸 一般干、支溝應(yīng)作具體設(shè)計(jì)，斗溝選擇有代表性斗溝作典型設(shè)計(jì)，農(nóng)溝可采用地區(qū)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)斷面。 下面介紹排水溝橫斷

14、面設(shè)計(jì)的步驟。 （一）按排澇設(shè)計(jì)流量確定排水溝過水?dāng)嗝?通常按明渠均勻流公式計(jì)算，方法與渠道計(jì)算相似。 1、底坡i 考慮（1）接近地面坡降，以避免深挖方 （2）應(yīng)考慮承泄區(qū)水位，盡量自排 （3）滿足不沖不淤（比降不能太大，也不能太小） （4）結(jié)合引水的溝道比降宜緩，此時(shí)應(yīng)順坡排水，倒坡引水。 （5）結(jié)合蓄水灌溉、滯澇、通航時(shí)，也可采用平底。 一般取值范圍： 干溝1/60001/20000，支溝1/40001/10000， 斗溝1/20001/5000， 農(nóng)溝1/10001/2000 2、邊坡系數(shù)m 主要與土質(zhì)和溝深有關(guān)，參考表8-9（P.242）。 一般同級(jí)溝、渠相比，溝道的邊坡系數(shù)大于渠道的

15、邊坡系數(shù)。因?yàn)椋?）地下水滲出；（2）坡面徑流沖刷；（3）溝內(nèi)積水時(shí)，波浪的侵蝕。 3、糙率n （1）新開的溝道 與渠道相同，約0.020.025; （2）易生雜草的溝道n較大，一般取0.0250.030。 4、不沖不淤流速 不淤流速一般為0.30.4m/s。 不沖流速見表8-8。 排水溝的設(shè)計(jì)流速應(yīng)滿足不沖不淤的要求。 （二）根據(jù)防漬、通航、養(yǎng)殖要求校核排水溝的水深和底寬 通航和養(yǎng)殖對(duì)干、支溝的要求如表8-10。 如果不能滿足防漬、通航和養(yǎng)殖要求，則應(yīng)拓寬加深斷面； 如果排漬要求的溝深比排澇要求的溝深大得多，則可以采用復(fù)式斷面。（這樣能滿足排漬要求，又不致使斷面擴(kuò)大很多） （三）校核滯澇要求

16、 對(duì)于平原、水網(wǎng)圩區(qū)，排水溝一般有滯澇要求。 1、確定需要排水溝滯蓄的水深 2、計(jì)算需要排水溝滯蓄水量 設(shè)排澇區(qū)面積為F（m2），則需要滯蓄的水量為 3、排水溝滯蓄容積（滯蓄能力） 排水溝滯蓄能力為 式中,l為排水溝的長(zhǎng)度。 4、校核 1）增加搶排水量； 2）減小要求的滯蓄量； 3）擴(kuò)大溝深或溝寬，或采用復(fù)式斷面， 4）增加溝道密度。 （四）校核溝道灌溉引水能力 利用排水溝引水灌溉時(shí)，往往平坡，逆坡引水。 需校核：輸水距離及水位能否滿足灌溉要求。 校核方法：推算水面曲線。 如不滿足應(yīng)調(diào)整排水溝的水力參數(shù)。 三、排水溝縱斷面圖繪制 1、上下級(jí)排水溝的水位接 上下級(jí)溝日常水位應(yīng)有一定的水面落差（0.10.2m）。 上級(jí)溝道的排澇水位銜接可不考慮落差。 2、縱斷面圖的繪制步驟 （1）繪制地面高程線； （2）繪出日常水位線； （3）繪出溝底高程線（