水土保持方案中沉沙池的布设技术

水保方案的沉沙池设计

参考规范①《水利水电工程沉砂池设计规范》（sl269-2001）、②《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）。

1 什么是沉沙池

沉沙池是指用以沉淀水流中大于规定粒径泥沙的水池。沉沙池应沉淀泥沙的粒径，主要取决于引水用途。

2 允许过流泥沙

一般允许泥沙粒径不宜大于0.05mm，沉沙池出口允许含沙量不宜大于10kg/m3。具体允许泥沙粒径大小应根据当地具体的实际情况确定，水流中所含细颗粒泥沙，对农田有肥田作用，也不会淤积渠道，可输送到田间。

3 沉沙池型式

沉沙池型式可结合冲沙方式，采用定期水力冲沙或人工清淤的条带形沉沙池。有天然洼地可以利用时，也可对采用沉沙条渠。

沉沙池的进口段宜采用两侧均匀扩散的对称布置；受条件限制时，也可采用单侧扩散布置，但需设置与池厢潜没隔墙相对应导流墩（墙）。进口段长度可取15～30m。

沉沙池的出口段宜采用两侧均匀收缩的对称布置；出口段可取10～20m，水流收缩角宜为10°～20°。必要时，出口处可设置跌梁式活动底坎。

池厢深度可取2.5m～3.5m。池底纵坡应根据冲沙流速及具体冲沙条件等进行计算，可取1/200～1/50。采用定期冲沙的冲沙流速不宜小于2～2.5m/s。

池厢横断面宜取矩形或梯形。池厢分段应设伸缩沉降缝，缝距可距10～20m，缝内应设缝内止水。

4 沉沙池计算公式

进入沉沙池的总泥沙量按公式（1）计算确定

c s s F M w γλ/⨯⨯=公式（1）

式中：

s w ——进入沉沙池总泥沙量，m 3；

λ——输移比，取为0.45，a/s M ； s M ——场地平均土壤侵蚀模数（t/km 2.a ），根据第七章水土流失预测章节取值；

F ——汇水面积，km 2；

c γ——泥沙容重，t/m 3，取值1.20t/m 3；

池厢工作宽度可按公式（2）计算确定。

公式（2）

式中 ：B p 为池厢工作宽度（m ）；

Q p 为通过池厢的工作流量（m 3/s ）；

H p 为池厢工作水深（m ），可取用池厢深度的70%～75%；

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V 为池厢平均流速（m/s ），可根据沉沙池内可能沉淀的泥沙粒径按表1确定。

表1沉沙池池厢平均流速

池厢工作长度可按公式（3）计算确定

公式（3）

式中Lp为池厢工作长度（m）；

ξ为安全系数，可取1.2～1.5，连续冲沙的冲沙池取小值，定期冲沙的沉沙池取大值。

ω为泥沙沉降速度（mm/s），可根据泥沙粒径、水温由附录D查得。

沉沙池出口处含沙量可按公式（4）、公式（5）验算。

公式（4）

公式（5）

式中：S为沉沙池出口含沙量（kg/m3）；

S0为沉沙池进口含沙量（kg/m3）；

e 为常数，可取e=2.71828；

α为与泥沙粒径、水力要素有关的系数，淤积时可取α＜0.5，冲刷时可取α=1.0；

z为泥沙悬浮指数；（即为泥沙输移比）按照最不利的方式取值为1吧。

L为沉沙池总长度（m）；

h为沉沙池平均水深（m）。

图1 单厢沉沙池平面布置图

5 注意事项

（1）寒冷地区严寒地区的沉沙池设计，应根据冬、春运用要求，采取防止冰冻和泄放冰凌措施。

（2）在进行设计之前，需根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB5088-99）确定工程等级、确定防洪标准，根据防洪标准的重现期暴雨或者流量进行设计计算。