7-(2)骨干排水沟规划设计

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1)对于一般不受下游河、沟水位影响的排水沟, 1)对于一般不受下游河、沟水位影响的排水沟, 对于一般不受下游河 可由设计暴雨推求最大峰量作为设计排涝流量。 可由设计暴雨推求最大峰量作为设计排涝流量。 2)对于不直接排入容泄区而汇入低洼滞涝区的排 2)对于不直接排入容泄区而汇入低洼滞涝区的排 水沟, 水沟,则须通过推求排涝流量过程线来确定设计排涝 流量, 流量,这种经过滞涝区调蓄后的设计排涝流量常比最 大排涝峰量小得多。 大排涝峰量小得多。
2.灌区布置排水沟的原则
1) 各级排水沟要布置在各自控制范围的最低处 2) 尽量做到高水高排,低水低排,自排为主, 抽排为辅 3) 干沟出口应选在承泄区水位较低和河床比较 稳定的地方 4) 下级沟道的布置应为上级沟道创造良好的排 水条件,使之不发生壅水。
5) 各级沟道要与灌溉渠系的布置、土地利用 规划、道路网、林带和行政区划等协调。 6) 工程费用小,排水安全及时,便于管理。 例如干沟尽可能布置成直线,但当利用天然河 流作为干沟时,就不能要求过于直线化;另外 排水沟还要避开土质差的地带,同时也不给居 民区的交通设施带来危害等。 7) 在有外水入侵的排水区或灌区,应布置截 流沟或撇洪沟,将外来地面水和地下水引入排 水沟或直接排入承泄区。
本节先计算设计除涝流量, 本节先计算设计除涝流量, 然后介绍排渍流量的计算
1、排涝流量的计算途径: 、排涝流量的计算途径: 流量的计算途径 推求设计排涝流量(又称最大设计流量) 推求设计排涝流量(又称最大设计流量)的基本 途径有二: 途径有二: 流量资料推求 一是用流量 一是用流量资料推求 二是用暴雨 暴雨资料推求 二是用暴雨资料推求
第二节
排水流量 流量计算 流量
在排水系统规划设计时,一般只对较大的主 干排水沟道(如干沟、支沟等)进行逐条设计, 而对较小的斗、农沟则通常采用根据当地经 验或通过典型沟道计算而得的标准断面,而 无须进行设计。
排水沟设计的内容有: 排水沟设计的内容有:
1排水沟设计流量 流量的计算; 流量 水位的确定; 2排水沟设计水位 水位 3排水沟断面尺寸 断面尺寸的确定,以及排水沟断面 断面尺寸 尺寸的绘制等。
2、排涝标准:根据作物要求,以排水区发生一 、排涝标准:
定重现期的暴雨农作物不受涝害作为设计排涝标准。
排水工程不可能保证作 物一点都不受淹,那样 的话工程太大,所以只 能按照一定的标准设计。
二、设计排涝 排涝流量的计算 排涝 设计排水流量分类:
设计排涝 排涝流量:确定排水沟道的断面尺寸 排涝 设计排渍 排渍流量:作为满足控制地下水位要求的 排渍 地下水排水流量,又称日常排水流量 日常排水流量,以此确 日常排水流量 定排水沟的沟底高程和排渍水位。
RF Q = 86 . 4 t R 或: q = 86 . 4 t
三、排渍 排渍流量的计算(日常设计流量 日常设计流量) 排渍 日常设计流量
为控制非降雨期的地下水位,防止作物受渍,而需 要经常排出的地下水流量称为排渍流量 排渍流量它是地下水 排渍流量 位处于控制深度时的一个经常的稳定的流量,它一 般采用模数法计算。 单位面积上的排渍流量称为设计地下水排水模数或 排渍模数[m 排渍模数 3/(s·km2)],其大小决定于地区气象特点 (降雨、蒸发条件)、土质条件、水文地质条件和排 水系统的密度等因素,变化很大,但绝对值很小。 对于排渍模数, 对于排渍模数,一般难于进行理论分析给出计算公 而是根据实测资料分析确定。 式,而是根据实测资料分析确定。
一、灌区排水系统模型 灌区排水系统模型
二、灌区排水系统的布置
1.灌区排水方式 排水可分为汛期排水和日常排水两种情况, 排水可分为汛期排水和日常排水两种情况,有以下三种 方式 (1)自流排水和抽水排水 (1)自流排水和抽水排水 (2)水平 沟道)排水和垂直(或竖井) 水平( (2)水平(沟道)排水和垂直(或竖井)排水 (3)地面截流沟 有些地区称撇洪沟) 地面截流沟( (3)地面截流沟(有些地区称撇洪沟)和地下截流沟排水
3、灌区排水具体规划方法 、
(1)划分排水区 划分排水区 在制定排水系统规划时,首先是确定和 首先是确定和 划分排水区: 划分排水区:一种是将整个需要排水的 地区(例如一个坪区)或整个灌区,作为一 个排水区,布置成一个独立的排水系统, 设一个出水口,集中排入容泄区。第二 种是将排水区或灌区划分为几个排水单 元,各单元分别布置排水系统,每个单 元设自己的排水出口,分别排入容泄区。 集中排水的流量大,干沟和出水口的断 面都要大;分散排水的流量小,干沟和 出水口的断面也小。 至于采用哪种形式,排水单元怎么划分, 一般是根据排水区地形、汇水面积大小、 天然水系分布以及容泄区的水位等具体 条件分析比较确定的。
——设计排涝流量 设计排涝流量, Q——设计排涝流量,m3/s;
q——设计排涝模数,m3/(s·km2); ——设计排涝模数, 设计排涝模数 ——排水沟控制的排水面积 排水沟控制的排水面积, F——排水沟控制的排水面积,km2; ——设计径流深 mm; 设计径流深, R——设计径流深,mm; R 对于水田: = P - h田蓄 - E ——径流系数 径流系数; a——径流系数; 对于旱田:R = αP ——设计暴雨量 mm; 设计暴雨量, P——设计暴雨量,mm; ——水田滞蓄水深 mm, 水田滞蓄水深, h田蓄——水田滞蓄水深,mm,由水稻 耐淹水深确定; 耐淹水深确定; ——历时为 的水田田间腾发量,mm; 历时为t E——历时为t的水田田间腾发量,mm; ——规定的排涝时间 规定的排涝时间, t——规定的排涝时间,d,主要根据 作物的允许耐淹历时确定。对于水田, 作物的允许耐淹历时确定。对于水田, 一般选3 5d排除 对于旱地、 排除; 一般选3~5d排除;对于旱地、因耐淹 较差,排涝时间应当选得短些, 较差,排涝时间应当选得短些,一般取 3d。 1~3d。
排水沟系与灌溉渠系相配套使用,且与灌溉渠系相似, 它可分为干、支、斗、农4级固定沟道,但当排水面积 干 较大或地形较复杂时,固定排水沟可以多于4级,如干沟上 有总干、分干,支沟之下有分支,反之也可以少于4级。某 一地区或灌区的排水沟系究竟采用几级合适,主要由灌区 面积、灌区地形、流域防洪除涝规划所决定。 干、支、斗3级排水沟属于输水系统,其作用是汇 集来自田间排水系统的水量,并输送到排水区以外的容泄 区去。 农沟及其以下的沟道属于田间排水系统,其作用是 农沟及其以下的沟道 集聚排水地段上土壤中或地面上多余的水,并输送到下 一级沟渠中去。容泄区多为天然湖泊、河网、洼地,也 有人工兴建的容泄区。
骨干排水沟道的规划布置,除满足排涝、滞涝、防渍、排 咸、控制地下水位、改良土壤和淡化地下水的要求外,有 时还要考虑承担蓄外水进行灌溉的任务。 支沟、斗沟的布置应和同级灌溉渠系配合布置。如灌溉渠 道单向分水,渠道和排水沟应相邻排列;如果灌溉渠道是 双向分水,或地形中间低,渠道和排水沟应相间排列。
∆排水沟系统的组成 排水沟系统的组成
二是排水不畅 ① 属于承泄区和排水出口方面的问题 ② 属于排水区内部原因 ③ 管理方面的问题排水管理体制不合理
无论是什么原因,解决的办法只有一个: 无论是什么原因,解决的办法只有一个:
排 水!
第一节
排水沟道系统的规划布置 排水沟道系统的规划布置
排水系统一般包括排水区内的 田间排水沟系、 1田间排水沟系、2输水沟系和蓄水 设施(如湖泊、河沟、坑塘等) 设施(如湖泊、河沟、坑塘等)、3排 水区外的承泄区以及 排水枢纽( 以及4 水区外的承泄区以及4排水枢纽(如 排水闸、抽排站等)四大部分所组成。 排水闸、抽排站等)四大部分所组成。
1000 ∆ h µ q = 86 . 4 t
式中: ∆h 为设计的地下水日降低设计高度(m); µ 为土壤给水度; t 为作物耐渍历时(d)。
由此可计算排渍设计流量为: 由此可计算排渍设计流量为:
1、除涝设计标准有三种表达方式
以治理区发生一定重现期的暴雨 暴雨为标准 1) 以治理区发生一定重现期的暴雨为标准 以治理区作物不受涝的保证率 保证率为标准 2) 以治理区作物不受涝的保证率为标准 典型年作为排 以某一定量暴雨或涝灾严重的典型年 3) 以某一定量暴雨或涝灾严重的典型年作为排 涝设计标准 在目前我国除涝规划设计中, 在目前我国除涝规划设计中,使用最为普遍的 是第一种除涝标准表达方式,这也是我国《 是第一种除涝标准表达方式,这也是我国《灌 溉排水工程设计规范》中采用的表达方式。 溉排水工程设计规范》中采用的表达方式。
(3)容泄区的选择 容泄区的选择 容泄区是承受排水干沟下泄水量的地方。确 定容泄区时应尽量满足下列要求: 1)在设计洪水情况下,容泄区的水位不能 造成排水系统壅水或淹没现象。 2)容泄区的输水能力或容量应能及时排泄 或容纳由排水区泄出的全部水量。 3)在汛期,容泄区的洪水位若使排水区产 生壅水,引起淹没,其历时不应超过设计规划设计 ——排水沟规划设计
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排水地区涝渍成因有两类: 排水地区涝渍成因有两类:
一是水分过多 ① ② ③ ④ 当地暴雨形成的地面径流 以地面径流的形式流入本地区的外来水 以地下径流形式流入本地区的外来水 灌区灌溉多余水量以及盐碱土冲洗水量等
2、国内计算排涝流量的常用方法
1)排涝模数经验公式法 该法适用于大型涝区,需求出最大排涝 该法适用于大型涝区,需求出最大排涝 流量的情况 其计算公式为: 的情况, 流量的情况,其计算公式为:
设计排涝 模数 综 合 系 数
m Fn q=KR
设 计 径 流 深 峰 量 指 数 排 涝 面 积
递减指数
m Fn q=KR
一般在降雨持续时间长、土壤透水性强和排水沟系密度 较大的地区,排渍模数可取较大的数值,北方旱作为 0.035-0.058 [(m3/s)/km2] ,南方稻田0.116-0.174 [(m3/ s)/km2] ,一般可根据试验求得,如表所示。
在无实测资料时也可采用下试计算: 在无实测资料时也可采用下试计算:
由此推得排涝流量为: 由此推得排涝流量为 Q= q F
2)平均排除法
平均排除法: 平均排除法: 以排水面积上的设计净雨 在规定的排水时间内排除的平 均排涝流量或平均排涝模数作 为设计排涝流量或排涝模数的 方法。 方法。
RF Q = 86 . 4 t R 或: q = 86 . 4 t
对于水田: R = P - h田蓄 - E 对于旱田: R = αP
一、除涝设计标准 除涝设计标准 除涝
排水设计标准包括内容: 排水设计标准包括内容: 一是排除地表多余降雨径流的除涝标 准(这是设计排水沟断面尺寸的依据) 这是设计排水沟断面尺寸的依据) 二是控制农田地下水位的排渍标准(这
是设计排水沟深度的依据,前面已介绍,不再讲) 是设计排水沟深度的依据,前面已介绍,不再讲)
(2)输水系统规划布置 输水系统规划布置 输水系统是由于、支、斗沟道组成的骨干排水工程。无 论是集中排水系统还是分散排水系统中,排水干沟一般 都选在排水区的低处 低处,或者利用天然沟道 天然沟道,以利排水。 低处 天然沟道 但也有考虑到容泄区的水位,适当提高排水沟位置,使 大部分地区能自流排水,少部分低洼地抽排或作为临时 蓄水区。
设计排涝模数, (s·km q——设计排涝模数,m3/(s km2); 设计排涝模数 排水沟设计断面所控制的排涝面积, F——排水沟设计断面所控制的排涝面积,km2; 排水沟设计断面所控制的排涝面积 设计径流深, R——设计径流深,mm; 设计径流深 mm; 综合系数( K——综合系数(反映河网配套程度、排水沟坡度、 综合系数 反映河网配套程度、排水沟坡度、 降雨历时及流域形状等因素) 降雨历时及流域形状等因素); 峰量指数( m——峰量指数(反映洪峰与洪量的关系); 峰量指数 反映洪峰与洪量的关系) 递减指数( n——递减指数(反映排涝模数与面积的关系)。 递减指数 反映排涝模数与面积的关系)
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