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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 16453.51996 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、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 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。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; 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,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。4.1.3.2 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。4.1.3.4 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
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