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3.4-5沟渠工程水平沟
3.4 山边沟渠工程;一、沟渠工程的定义与功能;二、沟渠工程的类型;三、沟渠工程规划与设计;(3)在坡面上一般应综合考虑布设截、排、引、灌溉渠工程,截水沟、排水沟可兼做引水渠、灌溉渠。
(4)截水沟一般应与排水沟相接,并在连接处前后作好沉沙、防冲设施。
(5)梯田区域内承接背沟两端的排水沟,一般垂直等高线布设,并与梯田两端的道路同向,呈路边沟或路代沟(为凹处)状,土质排水沟应分段设置跌水,一般以每台梯面宽为水平段,每台梯坎高为一级跌水,在跌水处作好铺草皮或石方衬砌等防冲消能措施。 ;(6)截水沟和排水沟、引水渠、灌溉渠在坡面上的比降,应视其截、排、用水去处(蓄水池或天然冲沟及用水地块)的位置而定。当截、排、用水去处的位置在坡面时,截水沟和排水沟可基本沿等高线布设,沟底比降应满足不冲不淤流速;沟底比降过大或与等高线垂直布设时,必须作好防冲措施。 ;(7)一个坡面面积较小的沟渠工程系统,可视为一个排、引、灌水块。当坡面面积较大,可划分为几个排、引、灌水块或单元,各单元分别布置自己的排、引、灌去处(或蓄水池或天然冲沟或用水地块)。
(8)坡面沟渠工程规划还应尽量避开滑坡体、危岩等地带,同时注意节约用地,使交叉建筑物(如涵洞等)最少,投资最省。 ;(二)设计;(2)坡面径流量、洪峰流量与土壤侵蚀量的确定。目前,长江流域各地均用了大量中小河流实测资料的小区径流观察资料,编制有《水文手册》,应查阅当地《水文手册》介绍的不同的暴雨径流量与土壤侵蚀量。以一次暴雨径流模数Mw(m3/km2)、设计频率暴雨坡面最大径流量(或设计洪峰流量)Q(m3/s)和年均土壤侵蚀模数Ms(t/km2)表示。 ;2、截水沟的容积尺寸;②根据V值按下式计算截水沟断面面积。
A1= V/L
式中:A1——截水沟断面面积,m2;
L——截水沟长度,m。 ;参考尺寸;补充:两条蓄水沟间距离确定;举 例;提示;3、截水沟断面设计;①Q值的计算:坡面小汇水面积的设计洪峰流量的计算,常采用区域性经验公式。
Qp=KIm Fn (适用于 F=10km2的小流域)
Qp=Cp Fn (适用于1km2<F<10km2 的小流域)
Qp= Cp F(适用于F=1km2 的小流域)
以上3式中:Qp——设计频率暴雨产生的洪峰流量,m3/s;
K——综合系数(反映地面坡度、河网密度、河道比降、降雨历时及流域形状等因素);
I——设计频率暴雨净雨深, mm;
m——峰量关系指数;
F——小流域面积或坡面排水块汇水面积,km2 ;
n——随汇水面积的增大而递减的指数;
Cp——与流域自然地理、下垫面因素有关的系数。 ;这些区域性经验公式,主要因子是地面坡度和设计暴雨下的下垫面因素,用主要因子建立查算表,使用十分方便。
将地面平均坡度划分为5°、10°、15°、20°、25°、30°以上6级,使每个级差的设计洪峰流量均有一定差异。在野外可以测算梯田、林草地、坡耕地、荒坡以及裸露土石山坡等不同下垫面排水块的汇水面积及其各排水块的平均地面坡度。
下垫面因素,可用暴雨径流系数表示,暴雨径流系数可参考下列情况取用:梯田、林草地面积占70%以上取0.70;梯田或林草地、坡耕地面积各占50%左右取 0.80;坡耕地、荒坡面积占 70%以上取 0.90;基岩裸露面积占50%左右的瘠薄坡耕地取0.95。;确定了地面平均坡度和暴雨径流系数后,可根据排水块汇水面积,查出设计洪峰流量。P118表4-3为四川及重庆地区小汇水面积10a一遇设计洪峰流量查算表。
;②R值的计算:
R= A2 /x
式中:x——截水沟断面湿周,m,系指过水断面水流与沟槽接触的边界总长度。
矩形断面:X=b+2h
梯形断面:X=b+2h
式中:b——沟槽底宽,m;
h——过水深,m;
m——沟槽内边坡系数。 ;③C值的计算:一般采用满宁公式。
式中:n——沟槽糙率。与土壤、地质条件及施工质量等有关,一般土质截水沟取0.025左右。;④i值的选择:截水沟沟底i值与断面设计是互为依据、相互联系的,不能把它们截然分开确定,而应交替进行,反复比较,最后确定合理的方案。
i值主要决定于截水沟沿线的地形和土质条件,一般i值与沟沿线的地面坡度相近,以免开挖太深;同时还应满足不冲不淤流速的要求。长江流域的山地、丘陵区土质i值一般选择1/300比较适宜,最大不超过1/100,最小不小于1/500。为了施工方便,同一条沟(跌水除外)最好采用一个i值。为了防止泥沙淤积,不淤流速(最小允许流速)一般采用0.20~0.5
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