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在圩垸区内,一般要求蓄涝水面率为排涝面积的5%〜10%,调蓄水深1〜2m,蓄涝水位应低于地面0.2〜0.3m。
2根据GB/T50288—1999灌溉与排水工程设计规范》的规定,排水系统通常可分为干、支、斗、农四级,视治理区面积的大小亦可增减级数。
其中起输水作用的干、支级宜选用明沟,斗级以下的田间排水工程应视涝、渍、盐碱的灾害成因和排水任务,因地制宜地选取明沟、暗管、鼠道、竖井等单项排水措施或不同排水措施结合的组合排水措施。
3治理区受外来地表径流或地下径流补给,需在其影响的前沿地带布设堤、沟进行拦洪、截流或截渗排水时,必须遵守流域规划和有关规定,统筹兼顾上下游和左右岸的排水要求,不得造成水利矛盾。
4在水资源不足地区的农田排水工程,原则上应为排水再利用创造条件。
5治理区应在总体规划的基础上,根据灾害类型、地形地貌、土地利用、排水措施和管理运用要求等情况,进行排水分区。
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2.1.3农田排水规划应根据工程系统和排水控制要求等情况,布设
排水建筑物,并应符合下列要求:
1排水建筑物应随排水工程系统统一规划并布设到田间。
2排水建筑物与灌溉建筑物相邻近或有交通、航运等多目标要求时,应按照布设合理、运用方便和节省投资等原则,采用联合布置形式。
3圩垸区圩口闸的防洪标准应与外河堤防的防洪标准相一致。
4排涝泵站应尽可能结合灌溉,实行排灌两用。
2.1.4农田排水规划必须进行方案比较,择优选取的规划方案应符合下列规定:
1工程实用、占地较少、管理方便。
2工程建设投资省、运行费用低、经济效益高。
3工程有利于改善治理区内外生态环境和农业可持续发展。
2.1.5农田排水规划应根据经济条件和生产发展要求,实行长远与当前相结合,工程措施与生物措施相结合,从骨干到田间统一规划,并制定实施计划。
2.2明沟排水系统
2.2.1明沟排水系统由各级排水明沟及其建筑物和承泄区组成。
明沟级数应按本规范2.1.2第2款确定,在涝、渍、盐碱严重地区可增设毛沟、鼠道等各种临时性辅助排水措施。
2.2.2排水明沟的布置形式和线路选择应符合下列要求:
1排水明沟应结合灌溉渠系和田间道路进行布置,在地形平坦的
地区宜采用与灌溉渠道相同的双向排水形式;
在倾斜平原地区宜采用与灌溉渠道相邻的单向排水形式。
在轻质土地区,相邻的渠、沟之间宜布置道路或林带;
有机械清淤要求时,宜采用路、沟相邻的布置形式。
2各级排水明沟应根据治理区的地形条件,按照高水高排、低水低排、就近排泄、力争自流的原则和以下规定选择线路:
1)各级排水明沟原则上应沿低洼积水线布设,并尽量利用天然河沟。
2)支沟与干沟,干沟与天然河流之间宜成锐角相连接,支、斗、农沟宜相互垂直连接。
3)各级排水明沟的线路应选取在有利沟坡稳定的土质地带,若
必须通过不稳定土质地带时,应提出沟坡防塌措施,其中斗、农沟宜采用简易防塌处理或改用其他徘水措施。
4)当地形坡度大于0.5%时,末级固定沟宜大体上沿地形等高线布设。
2.2.3排水承泄区的选择及排水出口的处理应符合下列规定:
1排水承泄区应保证排水系统的出流条件具有稳定的河槽或湖床、安全的堤防和足够的承泄能力,且不产生环境危害。
2排水出口设计水位低于承泄区同期或同频水位,或受下一级排
水沟水位顶托而不能自流排水时,应设置抽排泵站。
若仅有部分时间不能自流排水时,可采取自流与抽排相结合的排水工程设施。
2.3暗管排水工程
231田间暗管排水工程一般由吸水管、集水管(沟)、附属建筑物和
排水出路组成,应符合下列要求:
1吸水管应具有良好的吸聚地下水流和输水能力;
集水管(沟)应
能及时汇集并排泄吸水管的来水。
2暗管排水工程应视其具体情况,设置检查井、暗管口门和集水井等附属建筑物。
3田间暗管排水工程的排水出路通常为明沟系统,应保证其排水
通畅和沟道稳定。
构成暗管排水系统时的排水出路应符合本规范
2.2.3的规定。
2.3.2暗管排水系统的组成、分级与管道的类型、规格等,应根据
排水规模、排水要求、地形、土质、管材、滤料和施工条件等因素,经技术经济比较确定。
2.3.3暗管排水工程的布置应符合下列规定:
1平原区暗管的平面布设:
1)地形平坦区宜采用吸水管布设在集水管(沟)两侧呈正交或锐角斜交的形式;
在缓坡地区利用灌排相邻的排水沟为集水沟时,宜
采用吸水管布设在集水沟一例呈正交或锐角斜交的形式
2)平原区的吸水管宜采用等间距布设,并与地下水流向垂直或呈较大夹角。
3)在水田或水旱轮作区,一条吸水管宜布设在同一田块内,当
相邻田块的高程相近和种植作物相同时可串田布设。
2山丘区暗管的平面布设:
1)冲境田内的吸水管宜大体上沿地形等高线、等间距布设,集水沟应视地形条件,可在农田中部或环田布设。
2)梯田里坎处吸水管的条数及其间距,应视里坎的受渍宽度和程度及吸水管的作用范围而定。
3)田块内有泉水影响时,应首先查明泉眼位置和水量,设置导泉暗管(涵).把泉水直接导人集水管(沟)。
必要时应在泉眼处设置反滤暗井,并与导泉暗管连通。
然后再根据需要布设田间吸水管。
3检查井一般应设置在管道交接处、管路转角和比降突变处,以及穿越沟、渠、路的两侧或下游一假侧。
当管道较长时,每隔200〜300m也应设置一个检查井。
4水田或水旱轮作地区的吸水管出口为明沟时,通常应按调控排水要求逐条或多条联合设置控制口门。
对于地形平坦和作物种类相同的地段,宜在集水管(沟)出口设闸进行分区排水控制。
5暗管排水治理区无自流排水条件时,应视工程具体情况,采取集中或分片抽排。
6吸水管的起始端距灌溉渠道不宜小于3m。
2.4竖并及其他排水工程
241在含水层的水质和出水条件较好的地区可采用竖并排水,并实行井灌井排,调控地下水位,综合防治旱、涝、盐渍灾害。
竖井的规划布设应符合国家现行的SDI88—86〈农用机井技术规范》和当地水利规划的要求。
2.4.2鼠道(含线缝沟)适用于施工深度内不含较大卵砾石的粘性土地区的田间治渍排水。
采用鼠道排水应符合下列要求:
1鼠道宜相互平行布设,应具有良好的排水出路。
2鼠道排出水一般流人集水沟。
若需流入暗管时,必须在其交汇处设置滤层。
3多年使用的鼠道,应在每块田头埋设横向管道将多条鼠道连通,集中于一个出水口通向集水沟,并根据需要设置排水控制设施。
243组合排水应根据治理要求和具体条件选用,并符合下列要
求:
1在涝、渍、盐碱兼治的地区,可根据土质、地形、治理要求及技术经济等条件,选用明沟与暗管相结合的排水系统,其布设应有利于综合治理。
2在旱、涝、盐碱兼治且利用浅层淡水灌溉的地区,可采用井灌井排与明沟相结合的排水系统进行综合治理。
当有地面灌水或降雨人渗补给条件的浅层微咸水和半咸水地区,亦可采用明沟与竖井结合,利用竖井抽水灌溉,或经淡化后灌溉,或将不宜利用的咸水排出区外。
3在粘质土地区采用暗管排水治理渍害时,可在田问增设临时性的浅明沟、鼠道或线缝沟,构成深浅相同或相交布设的组合排水,并宜辅助以增强排水效果的松土、改土等措施。
244排水工程的综合利用必须通过可行性论证,并应符合下列规疋:
1利用排水明沟蓄水、输水进行灌溉时,必须考虑工程系统调度运用的灵活性,并采取防止沟道泥沙淤积、边坡坍塌及水位超标而引起两岸土地发生或加重涝、渍、盐碱灾害的有效措施。
2利用排水沟网建闸蓄水回补地下水时,宜选在土壤渗透性较好的沟网区或沟段,并应处理好蓄水回灌与正常排水的关系,防止土壤次生盐碱化和涝渍灾害。
不得引用水质超标的污水及含泥沙的浑水进行回灌。
3利用排水沟网进行养殖和水运时,其水深和水面宽度可按有关规定确定,严禁在排水沟网上节节堵坝壅水,必需增加的附属设施不得影响正常排水。
3设计
3.1一般规定
3.1.1治理区应根据排水任务选择设计排水标准。
若当地经济条件较好或有特殊要求时,可适当提高标准;
若受条件限制,可分期实施达到标准。
3.1.2排水设计中,应按所在流域或地区的防洪规划和GB50201—94防洪标推》的规定,确定圩垸堤防、泵站和其他排水工程的设计要素。
3.1.3农田排水工程设计文件的编制及工程投资和经济效益分析,
应按水利水电工程有关的设计报告编制规程和SL72—94水利建设
项目经济评价规范》等有关标准执行。
3.1.4治理区土层的渗透系数、给水度和稻田渗漏率等参数,宜按本规范附录A~附录C确定。
3.2排水标准
3.2.1农田排水标准可分为排涝、治渍和防治盐碱化三类,均应根据当地或临近类似地区排水试验资料或实践经验,按照治理区的作物种类、土壤特性、水文地质和气象条件等因素,并结合社会经济条件和农业发展水平,通过技术经济论证确定,并应符合本节有关规定。
3.2.2排涝标准的确定应符合下列规定:
1设计暴雨重现期可采用5〜10年。
2设计暴雨的历时和排出时间,应根据治理区的暴雨特性、汇流条件、河网湖泊调蓄能力、农作物的耐淹水深和耐淹历时(按本规范附录D选用)及对农作物减产率的相关分析等条件确定。
旱作区可采用1〜3d暴雨1〜3d排除。
稻作区可采用1〜3d暴雨3〜5d排至耐淹水深。
3排涝模数应根据近期内当地或邻近地区的实测资料确定。
无实
测资料时,可根据治理区的具体情况,采用所在流域机构认可的方法或按本规范附录E选用适宜的公式计算确定。
3.2.3治渍排水标准应综合农作物生长和农业机械作业的要求确定,并符合下列规定:
1治渍排水工程应以满足农作物全生育期要求的最大排渍深度为工程控制标准,一般可视作物根深不同而选用0.8〜1.3m。
旱作区在渍害敏感期间可采用3〜4d内将地下水埋深降至0.4〜0.6m;
稻作区在晒田期3〜5d内降至0.4〜0.6m;
淹灌期的适宜渗漏率可选用2〜8mm/d,粘性土取较小值,砂性土取较大值。
2农业机械作业对排水要求的排渍深度,一般应控制在0.6〜0.8m,排渍时间可根据各地的耕作要求确定。
3治渍排水模数可用下式计算:
'
——(3.2.3-1)
式中——调控地下水位要求的治渍排水模数,m/d;
△――满足治渍要求的地下水位平均降深值,m;
t——排水时间,d,应按本条中的治渍要求确定;
3地下水位降深范围内的平均给水度。
324防治盐碱化排水标准的确定应符合下列规定:
1通常应以地下水临界深度(按本规范附录F选用)为工程设计标准,当采用小于临界深度设计时,应通过水盐平衡论证确定。
2防治盐碱化的排水时间一般可采用8〜15d内将地下水位降到
临界深度,并达到以下要求:
1)在预防盐碱化地区,应保证农作物各生育期的根层土壤含盐
量不超过其耐盐能力。
2)在冲洗改良盐碱土地区,应满足设计土层深度内达到脱盐要
求。
3防治盐碱化排水模数和冲洗改良时的排水模数可分别用下列公
式确定:
防治盐碱化时
(3.2.4-1)
冲洗改良时
恳=弔令尹广(324-3)
式中
——排水过程中的地下水平均蒸发强度,m/d;
水面蒸发强度,m/d,若根据当地具体条件可以不考虑蒸
©
发影响时,应取©
=0;
ho起始地下水埋深,m;
ht——设计地下水埋深,m,通常可用临界深度替代;
h©
——地下水停止蒸发或微弱蒸发深度,m;
n——地下水蒸发与埋深关系指数,通常n>
1;
――排水地段内的地下水面形状修正系数,通常明沟取0.7〜
Q
0.8,暗管取0.8〜0.9;
m冲洗定额,m;
△3——冲洗排水前后的土壤含水量增值,m;
t——防止土壤返盐的排水时间或冲洗排水时间,d。
3.3明沟排水
3.3.1各级明沟排水的设计流量,应根据其控制面积与产汇流条
件,按设计标准推算求得,亦可采用与排水任务相应的排水模数乘其控制面积确定,并应符合下列规定:
1单一排水任务的沟道,应按排涝、治渍或防治盐碱化的要求确定排水设计流量。
在盐碱化地区有冲洗要求时,应以冲洗排水流量作校核流量。
2在涝、渍、盐碱共存地区,应按设计标准确定排涝、治渍和防治盐碱化的排水流量,从中选定设计流量和校核流量。
3排、弓I、蓄、灌等综合利用的沟道,在满足排水设计流量的条件下,还应考虑其他利用方式的流量要求。
332末级固定沟的深度和间距应按与排水任务相应的排水标准确定,并应符合下列要求:
1排涝末级固定沟的间距应根据地形条件、耕作要求、田块大小和田间灌溉渠道等情况选定,沟深应按断面设计计算确定。
2调控地下水位的末级固定沟深度可用下式计算:
hq=hH十ho(3.3.2-1)
――调控地下水位的末级固定沟深度,m;
hq
h排渍深度或临界深度,m;
△H剩余水头或滞流水头,m,—般米用0.2~0.3m;
ho排地下水时的沟中水深,m,—般采用0.1~0.2m。
3调控地下水位的末级固定沟间距可用以下三种方法确定:
1)排水试验法,按SLI09—95农田排水试验规范》要求确定;
2)公式计算法,按本规范附录G选用适当公式计算确定;
3)经验数值法,按当地或类似地区实践经验确定的经验值选用。
4兼有排涝和调控地下水位作用的末级固定沟,一般应按调控地
下水位要求确定沟深和间距,按排涝设计流量、边坡稳定和施工要求确定断面。
333排水沟道的断面设计应满足输水能力、水位控制、上下级沟
道和建筑物的水位衔接、边坡稳定、不发生冲淤以及工程量少、便于人力施工或机械作业等基本要求,并符合下列规定:
1排水沟的过流断面应用设计流量计算确定,有关设计参数按本规范附录H选用。
2排水沟深大于5m时,宜采用便于施工和管理的复式断面,可
在沟底以上每隔3〜5m深度设宽度不小于0.8m的平台。
3排水沟道在交汇处的水位衔接:
1)通过设计流量时,下级沟道水位应低于上级沟道水位0.1〜
0.2m;
2)通过校核流量时,允许下级沟道对上级沟道有暂时的水位顶托现象;
3)自流排水条件下,干沟出口的设计水位和日常水位应高于或等于承泄区的设计水位和日常水位;
4)对于不能达到上述规定的沟道,可采用抽水排水的连接方
式。
3.3.4根据排水分区和不同排水措施,选择有代表性的斗沟范围内
进行斗、农沟和田间沟、渠、路、林的全面布设以及土地平整等典型设计
335排水系统中各级沟道设计水位的确定应符合下列规定
1各级沟道出口处的排涝设计水位可用下式计算:
Z二Z-3J-(3.3.5-1)
――各级沟道出口处的排涝设计水位,m;
Z
――起排点水位高程,m,应低于治理区内有代表性的地面点
高程0.2〜0.3m;
L——各有关沟道的长度,m;
i——各有关沟道的纵比降;
——各有关沟道的水位衔接值和过流建筑物的水头损失值,
△Z
m。
2末级固定沟排地下水的设计水位和各级沟道出口处排地下水的
设计水位可用下式计算:
Z=Zo-h-△H
(335-2)
Z=Zn-3_i-E^Z=L:
-h-△H
(335-3)
——末级固定沟排地下水的设计水位,m;
Zd——各级沟道出口处排地下水的设计水位,m;
治渍地区为设计排渍深度,防治盐碱化地区为临界深h
度,m。
3当按排地下水设计流量确定的沟道断面用排涝设计流量校核时,所得的排涝水位线应低于或等于排涝设计水位线,否则应采取增加底宽以扩大断面的措施调整断面设计。
4若按排涝设计流量确定的沟道断面用排地下水设计流量校核时,所得的排地下水水位线应低于或等于排地下水设计水位线,否则应采取增加底宽或沟深的措施调整断面设计。
5承泄区的设计水位应根据各地具体条件通过技术经济分析确定,一般可采用与排水治理区设计暴雨的同期同频水位。
若治理区
与承泄区不属同一暴雨区时,应通过两者的遭遇分析确定水位。
当承泄区设计水位高于治理区排水出口设计水位时,可采用以下处理设计:
1)当水位差小于0.3m时,可适当放缓排水系统的纵坡,争取自流排水;
2)当水位差为0.3〜0.5m时,在其壅水范围内可采用缓排或局部抽排;
3)当水位差超过0.5m时,应采用抽排。
3.3.6不稳定沟段的边坡处理设计,应以地下水作用于不同土质被面的稳定分析为依据,选用技术可行、经济实用的防护措施,并应符合下列要求:
1对于因地下水位较高和边坡土体稳定性能差,易发生渗透变形的沟段,可选用埋设截渗减压暗管或暗沟、铺设褥垫式排水滤层等排水体,或设置坡面排水体、截渗隔墙等、降低出逸高度,减小渗
透压力,改善渗流状况,保护坡面稳定
2对于坡体为上粘下砂易发生整体滑塌的沟段,可在坡脚堆置石棱体、埋设粘(砂)土袋或铺设土工布等处理设计,稳固坡脚,保护坡面和沟底的土体稳定。
3对于边坡土层复杂,既有渗透变形又有整体滑塌破坏的沟段。
可选取以上两款中的必要措施,并结合采用复式断面、放缓边坡等措施,进行综合处理设计。
4各种处理设计中应充分考虑采用生物固坡技术措施。
3.4暗管排水
341暗管的埋深和间距应满足治渍或防治盐碱化的排水要求,并
符合下列规定:
1吸水管的埋深可按本规范公式(3.3.2-1)计算,其中沟中水深改用暗管半径。
吸水管间距可按本规范3.3.2第3款的方法确定。
2集水管的埋深应保证吸水管在正常条件下自由出流,其间距视吸水管的平面布置形式和地形而定。
3寒冷地区的暗管埋深宜大于最大冻土层厚度。
3.4.2暗管管材和外包滤料的选用应符合下列规定:
1管材应经济适用、形状规整、壁厚均匀、管体平直和满足安全荷载的强度要求,使用年限不得小于20年;
吸水管的进水孔隙面积应大于1000mm2/m;
刚性管自然衔接的缝隙不得超过3mm;
机械铺设刚性管的节长宜为33cm,接口宜为承插式或其他套接形式;
在松软土层内宜采用整体性能良好的轻型、柔性管材
2吸水管周围一般应设置取材容易、施工方便、耐酸碱、不易腐烂、对作物无害且不污染环境的外包滤料,其渗透系数应比管周围土壤大10倍以上。
集水管底部宜设稳定管体的垫层。
3外包滤料一般应整管均匀铺设,其厚度应根据当地实践经验或通过试验确定。
一般宜采用砂砾材料,铺设厚度视土壤淤积倾向而定:
淤积倾向较严重的土壤不得小于8cm,淤积倾向较轻的土壤可采用5cm,无淤积倾向的土壤尚可适当减薄或只在管顶和两侧铺设。
采用有机滤料时以上数值应为压实厚度。
各种化纤外包滤料应通过实验确定。
机械铺设吸水管时,应选用粒状滤料、管滤结合或预包成型的管材。
343排水暗管内径的确定应符合下列规定:
1排水暗管的设计流量可按下式计算:
Q=CqA(343-1)
设计排水流量,m3/d;
――与面积有关的流量系数,通常只设一级或两级暗管时,可
C
取C=1;
q治渍或防治盐碱化的设计排水模数,m/d;
A——暗管的排水控制面积,m2。
2排水暗管的内径可根据设计流量用下列要求确定:
1)吸水管应用非均匀流公式计算:
T一:
(343-2)
2)集水管应用均匀流公式计算:
八2(旳0◎丿严(343-3)
式
排水暗管内径,m;
中d
i――水力比降;
可采用排水暗管比降;
a――与管内充盈度a有关的系数,按本规范附录J选用;
n――管内糙率,通常瓦管取0.014,混凝土管取0.013、波纹塑料管取0.016,光壁塑料管取0.0
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