防洪排涝规划讲解

（米）

R0
• 开挖排水沟的目的在于使地下水位维持在一定深度
• 式中：S—沟中水深
•
H—达到一定要求时，地下水面距沟底的深度 (米)
•
K—渗透系数（米/天）
•
R0—地下水的补给强度 (毫米/昼夜)
②Glover—Dwnm（格罗—杜姆）公式——适用于非稳定流，即开挖排水沟目的是要求
在一定时间内将地下水位降落到某一深度以下
li ——各级排水沟长度、坡降
Z ——建筑物及各级排水沟衔接时的水位降 (米)
（二）排涝水位 1、容泄区（出口）水位较低 可自排 按容泄区水位及水位衔接要求（按上述公式）逐级
向上推算 2、容泄区水位较高时 （1）无内排站 最高水位低地面0.2～0.3米或与地面平齐 （2）有内排站 沟道两边筑堤，最高水位可高于地面2～3米
10％；粘土 u＝4～7％
Y0——田面距排水沟水面的高度（米）
Yt——t 天后地下水位距排水沟水面的高度（米）
（2）经验数据

见教材
第五节 排水沟断面设计
排水沟断面设计：纵断面——设计水位， 横断面——设计沟深、底宽
一、排水沟设计水位
• 设计水位：排涝水位——地表径流控制
•
排渍水位——地下水流量，控制的地下水
材列表种类。
第三节 排涝流量计算
• 地面排水的目的主要是排除地表径流，汇流是一个复杂的过 程，从理论上找出一个数学公式很难，地面排水设计流量是 根据暴雨实测资料，具体分析地区径流的影响因素及其形成 规律，找出确定排水设计流量的方法和经验公式。
一、地区排水模数经验法
• 适用：大面积排水 ，从排水地区径流的形成，通过任一断面 的排水流量都是随时间变化的，因此，排水沟一般按最大流 量设计。
第四节 控制地下水位的排水沟
• 地下水位较高或盐碱化威胁的灌区，必须修建控制地下 水位的田间排水沟，以防降水灌溉和冲洗盐碱引起地下 水位上升，防止渍害或土壤盐碱化。
• 一、地下排水流量计算
•
Q q地下 F (立方米/秒)
• q地下——设计地下径流率 (立方米/秒/平方公里) • F——排水面积 (平方公里)
Z0 ——闸孔上下游水位差 (米)，一般 Z0＝0.1～0.2 米 h——下游水深 (米)
闸孔尺寸也可按宽顶堰自由出流和淹没出流公式计算
hn 0.8 ,淹没出流， hn 0.8 ,,自由出流，hn：下游水深；H：上游堰上水头
H
H
淹没出流公式：
闸孔宽： B＝ Q
(米)
3
S m 2g H0 2
第六章
防洪排涝规划
本章重点介绍排水：农业上常见的两种水灾：洪灾、 涝灾；其中涝灾又分为两种：涝灾、渍害
洪灾：当洪水超过河道宣泄能力所引起的水灾
涝灾：当地面经流由于河道排水能力有限或受大江 大河洪水顶托，不能及时外排所形成的水灾
渍害：当阴雨连绵使地下水位上升直接接近地表， 影响作物生长，这样的涝灾称渍灾。
要协调；b、施工方便 2、闸孔宽度确定
• 1)规定时间内抢排全部排水流量 • 2)孔宽与孔高比例协调 • 3)有内排站，有内湖调蓄，闸孔宽度可以减小
• 4)无内排站，无内湖调蓄
• 高水高排——自排——排水闸
• 低水低排——抽排——排水站
• 5）排水流量计算：
• a、小面积排水考虑作物耐淹要求，按平均排除 法计算；
• 2、如果在允许时间内，要达到要求的地下水埋深，排 水沟间距越大，则要求沟深越大；反之越小。
• 适合的沟深、间距应根据：
•
1) 作物要求的地下水埋深
•
2) 排水沟边坡、稳定条件和土壤的透水性
•
3) 施工难易及经济条件
(二)沟深与间距的确定
• 1、沟深
•
D h H S （米）
• 式中，ΔH：作物允许的地下水埋深
湖北省：
F< 500 km2
n= --0.201，m=1； F>500 km2
n= --0.238，m=1
即：F≤ 500 km2 k=0.0135；F> 500 km2 K=0.017
江苏省：F＝100～600km2，k＝0.0335，n＝-0.24；F＝600～5000km2，k＝0.049，n＝-0.30
二、平均排除法
• 适用：小范围100平方公里以下（区域）及局部地区排水， 设计流量按平均排水量加以确定，同时考虑作物的耐淹 能力。
• 公式： Q PF 1000YF 3600tT 3600tT
(立方米/秒) 或 Q＝ Y F 3.6t T
式中：Y——设计径流深 (mm)

F——排水面积
第一节 概述
一、防洪工程标准：根据下游保护对象及建 筑物等级而定(见水库规划表3-8)
二、防涝设计标准： 机电排灌，设计一般按10年一遇，规划可按
20年一遇，其中还要考虑排涝天数，与作物 耐Leabharlann Baidu能力有关。
土地整理设计规程对各省区排涝设计标准有 明确规定。
三、造成农田水分过多的原因及表现 形式：
H
1.2 1.5 P1
H
自由出流公式： B＝
Q
（米），符号意义同前。
3
m 2g H 0 2
3、闸顶高程的确定
H 顶＝闸前最高设计水位＋风浪高度＋安全高度
第七节 堤防工程
一、堤防的规划原则 1、堤防的规划应与流域规划、地面的水利规划相结合，并
成为总体规划的一部分。 2、堤防的上下游、左右岸应统筹兼顾，使堤防能行之有效
• Δh：两沟中心点至地下水位降落的水面距离，
Δh=0.2~0.3m
• S：沟中水深，一般为0.1~0.2m
• 一般要求降低地下水位的沟深应大于1m（田面到 沟底）
2、间距（经验公式法和经验数据法） （1）经验公式
①Donnan（董南）公式——适用于稳定流

L 4K(H 2 S 2 )
3
或
Q

BMH
2 0
(立方米/秒)
S ——淹没系数 S ＝0.6～0.99 （见教材表）
m——流量系数
对于矩形进口宽顶堰
3 P1
m 0.32 0.01
H
0.46 0.75 P1
H
式中：P1—闸坝高度（米），H—闸前堰上水深（米）；
对于园角的矩形进口宽顶堰
3 P1
m 0.36 0.01
• b、大面积排水按地区排水模数经验公式计算。 要求，设计标准应高于排水沟（建筑物不易拓宽， 沟道易拓宽）。
闸孔宽度按闸孔出流公式确定
B
Q
(米)
2gZ0 h
式中，B——孔宽，B＝nb (米)
ε ——侧收缩系数
Q------设计过闸流量即排水流量 （米 3/秒）

1 0.2( K
(n
（一）排渍水位
• 即排水沟经常维持的水位
推算：——农沟——斗沟-----支沟——干沟——总干沟
Eo A0 h农 li Z
（米）
A0——要求排渍的最远、最低洼的田面高程
h 农——农沟排渍水位至地面的距离，一般 1.2～1.5 米，盐碱化地区为 2.2～2.6 米 (米)
二、堤防的设计
1、拟定堤防设计标准。见表6—13 2、提防间距和堤顶高程的确定
Z=H 设计+a+Δ 式中：H 设计 设计洪水位 Δ ：安全超高，一般为 1-1.5 米 a：波浪爬高，河堤一般可不考虑，大江、湖堤水面宽，需考虑。
51
a 3.2KH0tg ,其中 H0 为波高， HO 0.0208V 4 D 3
排水沟流量： Qmax q F (立方米/秒)
式中：q——地区排水模数 (立方米/秒/平方公里)
F——排水面积
(平方公里)
其中： q K Y m F n
式中：K——综合系数。反映排水区地形、土壤、植被、河网配套程度、排水沟坡度、
暴雨量强度。
Y——设计径流深 (mm)
m——峰量关系指数；n——暴雨递减指数。 各地区不相同，如
1)0 )
H0 nb
K ——边墩系数 (见教材表 6—12)
0 ——中墩形状系数 (见教材表 6—12)
n——闸孔数
H0 ——总水头
H0

H

D2 2g
，
为计算方便 H 0 H ，H 为水面到闸底板的高度（闸前水深）
b——每孔闸孔宽度 (米)
nb——总宽度 (米) ——流速系数，与糙率有关， 一般Φ =0.9~0.95
(km2)

t——每天排水时数（自排按24h计，抽排按20～22h）

T——作物允许排水天数 (天)
1、旱作物（局部）
Q PA 86.4T
P——设计暴雨量
(立方米/秒) (mm)
T——排水天数
(天)
A——排水面积
(平方公里)
2、水稻（有调蓄能力）
Q (P h)A 86.4T
(立方米/秒)
二、排水沟横断面设计(设计步骤基本 与渠道横断面设计相同)
• 1、纵坡 视地形而确定，比降以不冲不淤为宜 • 2、边坡 与沟道土质、护石材料有关，渠道的边
坡要比排水沟的边坡要稍陡 • 3、糙率 与沟道材料有关，参考渠道糙率 • 4、不冲不淤流速 ，参考渠道标准 • 5、断面设计
公式：Q C Ri （米 3/秒）
四、造成排水阻滞或排水不良的原因 及处理措施
一)原因： 1、地形：坡度平缓、出流不畅排水无出路 2、外水顶托：外水位高于内水位，排泄困难 3、排水设施：排水设施不完善、不配套、管
理不善 4、土壤：土壤粘重透水性差，滞水能力强
二)措施 1、平原区 对原河道拓宽、疏通、扩大排水能力 开新河，增加排水出路 低洼易涝地区设抽水站，集中排水。 开挖截流沟，做到高水高排，低水低排 2、沿海滨湖区 分隔内外水，做围堤，修建排水闸、站，做到洪涝
L


(
KH
0t
)
1 2
(ln(1,16
Y0
1
)) 2
u
Yt
K——渗透系数
（米）
H0——沟水面至不透水层深度（米）
t——要求排水天数（天）
u——土壤给水率，指地下水面高度每升降一个单位时，土壤能吸收或释放的水量占土
体的比值：一般 0.1～0.05，砂土 u＝15～25％；砂壤土 u＝10～15％；粘壤土 u＝7～
分治
3、改善土壤蓄水、排水条件，改良土壤大搞农田 基本建设，进行土地整理，改良水土保持，增强排 水性能等
第二节 排水系统的规划布置
一、系统组成 田间排水沟系统：毛沟、农沟 输水沟系统：斗、支、干、总干沟 容泄区：江、河、湖 二、布置：沟、渠、路相结合布置 1、相邻布置 2、相间布置 三、排水系统选择 分明沟排水、暗沟排水、竖井排水，具体选择见教
Q ＝ Q 地表 + Q 地下 （米 3/秒）
h＞3m 时，渠道断面采用复式断面
第六节 排水闸规划
排水闸作用：排水、挡洪 一、规划内容 首先选定闸址，再确定闸底板高程、闸孔尺寸、闸顶高程
等。 1、确定闸底板高程
• 1)与干沟沟底齐平，尽量能将涝区的涝水全部排出 • 2)考虑施工的要求与地形条件：a、考虑孔宽与闸高比例
1、原因：①降雨量过大或过于集中或阴雨连绵

②河流洪泛、讯期河堤决口淹没农田

③区外径流入侵

④地形低洼，地下水汇集，造成地下水位上升

⑤灌溉水补给过量
2、表现形式：地面积水、地下水位上升(过高)、土 壤过湿
3、排水原则：减少来水量；加大出水量。
4、措施：1)、截流，做围堤；2)排除地表水，建排 水闸、站，修排水沟，降低地下水位，改良土壤。
地直到防洪安全的作用 3、保证主要江河堤防不发生改道性决口，并确保广大农村、
交通干线和工业城市的主要堤防不决口。 4、根据不同河流、不同地段和保护区在国民经济中的重要
性，选定不同的堤防防洪林标准和堤防断面。 5、在堤防遭到特大洪水袭击时，要有照顾全局，确保重点，
决定取舍的方案和措施，把洪水灾害控制在最小范围内。
h——田间允许可蓄水深度 (mm)
3、圩区内部排水流量（有调蓄能力）
Q 0.667(A(P h) AgP - ARhR ) (立方米/秒) 3600tT
Ag——村庄、道路、旱地排水面积
(亩)
——径流系数
AR——沟网（干、支、斗、农）及塘堰蓄水面积 (亩)
hR——沟网允许蓄水深度
其它符号意义同前，圩区由于地势原因，一般采用抽水排水。
单位宽度下降水量：
∆F＝1/2（∆h1+∆h2）（x1－x2） 单位宽度上的排水量：
q＝F
86.4T
(公升/秒)，
式中：σ—土壤出水系数（可直接测定）
二、控制地下水位的沟深与间距 的确定
(一)沟深与间距关系
• 1、同一排水沟深（或间距），排水沟间距（或深度） 越小，降水时，地下水上升高度越小，雨后地下水回 落越快；反之则慢。