G B/T16453.4─199 6前言本标准系列共分四项:第一项《水土保持综合治理规划通则》,第二项《水土保持综合治理技术规范》,第三项《水土保持综合治理验收规范》,第四项《水土保持综合治理效益计算方法》。
本标准是上述系列中的第二项。
本项标准包括6个标准:GB/T 16453.1─1996 水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术GB/T 16453.2─1996 水土保持综合治理技术规范荒地治理技术GB/T 16453.3─1996 水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术GB/T 16453.4─1996 水土保持综合治理技术规范小型蓄排引水工程GB/T 16453.5─1996 水土保持综合治理技术规范风沙治理技术GB/T 16453.6─1996 水土保持综合治理技术规范崩岗治理技术本标准是GB/T 16453.4,包括坡面小型蓄排工程、路旁、沟底小型蓄引工程和引洪漫地工程三篇内容。
???本标准系列的四项出版后,将全部代替1988年出版的中华人民共和国水利电力部部颁标准SD 238─87《水土保持技术规范》。
本标准由中华人民共和国水利部提出并归口。
本标准负责起草单位:水利部水土保持司。
参加起草单位:黄河水利委员会黄河上中游管理局、黄河水利委员会农村水利水土保持局、长江水利委员会水土保持局、松辽水利委员会农田水利处、珠江水利委员会农田水利处、海河水利委员会农田水利处淮河水利委员会农田水利处。
本标准主要起草人:郭廷辅、刘万铨、廖纯艳、胡玉法、苏仲仁、宁堆虎、徐传早、佟伟力、鲁胜力。
第一篇坡面小型蓄排工程1 范围本篇规定了防治坡面水土流失的截水沟、排水沟、沉沙池、蓄水池等坡面小型蓄排工程的规划、设计、施工、管理的技术要求。
本篇适用于南方多雨地区。
北方部分雨量较多、坡面径流较大的土石山区和丘陵区,也可参照使用。
2 基本规定2.1 坡面小型蓄水工程,应与坡耕地治理中的梯田、保水保土耕作等措施、荒地治理中造林育林、种草育草等措施紧密结合,配套实施。
2.2 在坡耕地治理的规划中,应将坡面小型蓄排工程与梯田、保水保土耕作法等措施统一规划,同步施工,达到出现设计暴雨时能保护梯田区和保土耕作区的安全。
同时,小型蓄排工程的暴雨径流和建筑物设计,也应考虑梯田和保水保土耕作减少径流泥沙的作用。
2.3 在荒地治理的规划中,应将坡面小型蓄排工程与造林育林、种草育草统一规划,同步施工,达到出现设计暴雨中保护林草措施的安全。
同时,小型蓄排工程的暴雨径流和建筑物设计,也应考虑造林育林和种草育草减少径流泥沙的作用。
2.4 坡面小型蓄排工程还应考虑蓄水利用。
3 规划3.1 总体布局在进行坡耕地或荒地治理规划的基础上,坡面小型蓄排工程应进行专项总体布局,合理地布设截水沟、排水沟、沉沙池、蓄水池等四项主要建筑物,构成完整的防御体系。
3.2 截水沟的布设原则3.2.1 当坡面下部是梯田或林草,上部是坡耕地或荒坡时,应在其交界处布设截水沟。
3.2.2 当无措施坡面的坡长太大时,应在此坡面增设几道截水沟。
增设截水沟的间距一般20~30m,应根据地面坡度、土质和暴雨径流情况,通过设计计算具体确定。
3.2.3 蓄水型截水沟基本上沿等高线布设,排水型截水沟应与等高线取1%~2%的比降。
3.2.4 当截水沟不水平时,应在沟中每5~10m修一高20~30cm的小土,防止冲刷。
3.2.5 排水型截水沟的排水一端应与坡面排水沟相接,并在连接外作好防冲措施。
3.3 排水沟的布设原则3.3.1 排水沟一般布设在坡面截水沟的两端或较低一端,用以排除截水沟不能容纳的地表径流。
排水沟的终端连接蓄水池或天然排水道。
3.3.2 排水沟在坡面上的比降,根据其排水去处(蓄水池或天然排水道)的位置而定,当排水出口的位置在坡脚时,排水沟大致与坡面等高线正交布设;当排水去处的位置在坡面时,排水沟可基本沿等高线或与等高线斜交布设。
各种布设都必须作好防冲措施(铺草皮或石方衬砌)。
3.3.3 梯田区两端的排水沟,一般与坡面等高线正交布设,大致与梯田两端的道路同向。
一般土质排水沟应分段设置跌水。
排水沟纵断面可采取与梯田区大断面一致,以每台田面宽为一水平段,以每台田坎高为一跌水,在跌水处做好防冲措施(铺草皮或石方衬砌)。
3.4 蓄水池与沉沙池的布设原则3.4.1 蓄水池一般布设在坡脚或坡面局部低凹处,与排水沟(或排水型截水沟)的终端相连,以容蓄坡面排水。
3.4.2 蓄水池的分布与容量,根据坡面径流总量、蓄排关系和修建省工、使用方便等原则,因地制宜具体确定。
一个坡面的蓄排工程系统可集中布设一个蓄水池,也可分散布设若干蓄水池。
单池容量从数百立方米到数万立方米不等。
3.4.3 蓄水池的位置,应根据地形有利、岩性良好(无裂缝暗穴、砂砾层等)、蓄水容量大、工程量小,施工方便等条件具体确定。
3.4.4 沉沙池一般布设在蓄水池进水口的上游附近。
排水沟(或排水型截水沟)排出的水量,先进入沉沙池,泥沙沉淀后,再将清水排入池中。
3.4.5 沉沙池的具体位置,根据当地地形和工程条件确定,可以紧靠蓄水池,也可以与蓄水池保持一定距离。
4 设计4.1 截水沟设计4.1.1 暴雨径流设计Wm (m3/hm2)和年均土壤侵蚀模数Ms(t/hm2)表示。
4.1.2 截水沟断面设计V)按式(1)计算:V=Vw +V s…………………………………………… (1)式中:V──截水沟容量,m3;??????? V w──一次暴雨径流量,m3;??????? V s──1~3年土壤侵蚀量,m3。
Vs的计量单位,根据各地土壤的容重,由吨折算为立方米(下同)。
Vw和V s值按式(2)计算:V w =M w×F…………………………………………(2)V s =3M s×F…………………………………………(3)式中:F──截水沟的集水面积,hm2;??????? M w──一次暴雨径流模数,m3/hm2;???????m s──一年土壤侵蚀模数,m3/hm2。
A1):A 1=V/L…………………………………………… (4)式中:A1──截水沟断面面积,m2;??????? L──截水沟长度,m。
截水沟由半挖半填作成梯形断面,其断面要素、符号、常用数值,如表1所示。
表 1 截水沟断面要素常用数值4.1.3 排水沟断面设计A2。
根据设计频率暴雨坡面最大径流量,按明渠均匀流公式计算:………………………………………(5)式中:A2──排水沟断面面积,m2;??????? Q──设计坡面最大径流量,m3/s;??????? C──谢才系数;??????? R──水力半径,m;??????? i──排水沟比降。
Q值的计算:Q=F/6(Lr -L p)……………………………………………(6)式中:Q──设计最大流量,m3/s;??????? I r──设计频率10min最大降雨强度,mm/min;??????? I p──相应时段土壤平均入渗强度,mm/min;??????? F──坡面汇水面积,hm2。
R值的计算:R=A2/x……………………………………………(7)式中:R──水力半径,m;??????? A2──排水沟断面面积,m2;??????? x──排水沟断面湿周,m。
C值的计算:……………………………………………(8)式中:n──糙度,土质排水沟一般取0.025左右。
4.1.4 蓄水池设计V=K(Vw +V s)……………………………………………(9)式中:V──蓄水池容量,m3;??????? V w──设计频率暴雨径流量,m3;??????? V s──设计清淤年(n年)累计泥沙淤积量,m3;??????? K──安全系数,取1.2~1.3。
Vw值与V s值的计算分两种情况:a)蓄水池在坡面小型蓄排工程系统之中,与坡面排水沟终端相连,并以沟中排水为其主要水源时,其V w值与V s值根据排水沟的设计排水量和淤积量计算。
b)蓄水池不在坡面小型蓄排工程系统中,需独立计算暴雨径流量时,采用式(10)、式(11)计算V w与V s值。
V w =M w F…………………………………………(10)V s =3M s F…………………………………………(11)式中:M w──设计频率一次暴雨径流模数,m3/hm2;??????? M s──一年的侵蚀模数,m3/hm2;??????? F──蓄水池的集水面积,hm2。
V,因地制宜地分别确定池的形状、面积、深度和周边角度。
……………………………………(12)式中:Q──进水(或溢洪)最大流量,m3/s;??????????? M──流量系数,采用0.35;??????? g──重力加速度,9.81,m/s2;??????? b──堰顶宽(口宽),m;??????? h──堰顶水深,m。
4.1.5 沉沙池设计5 施工5.1 截水沟与排水沟的施工5.1.1 根据规划截水沟与排水沟的布置路线进行施工放样,定好施工线。
5.1.2 根据截水沟与排水沟的设计断面尺寸,沿施工线进行挖沟和筑埂。
筑埂填方部分应将地面清理耙毛后均匀铺土,每层厚约20cm,用杵夯实后厚约15cm,沟底或沟埂薄弱环节处应加固处理。
5.1.3 在截水沟和排水沟的出口衔接处,铺草皮或作石料衬砌防冲。
在每一道跌水处,应按设计要求进行专项施工。
石料衬砌的跌水其施工要求参照5.2执行。
5.1.4 竣工后,及时检查断面尺寸与沟底比降,是否符合规划设计要求。
5.2 蓄水池与沉沙池的施工5.2.1 根据规划的位置和设计的尺寸进行开挖,及时检查开挖尺寸是否符合设计要求。
对于需作石料衬砌部位,开挖尺寸应预留石方衬砌位置。
5.2.2 池底如有裂缝或其他漏水隐患等问题,应及时处理,并作好清基夯实,然后进行石方衬砌。
5.2.3 石方衬砌要求料石(或较平整块石)厚度不小于30cm,接缝宽度不大于2.5cm,同时应做到砌石顶部要平,每层铺砌要稳,相邻石料要靠得紧,缝间沙浆要灌饱满;上层石块必须压住其下一层石块的接缝。
6 管理6.1 每年汛后和每次较大暴雨后,对坡面小型蓄排工程应进行全面检查,如有冲毁现象,应及时进行衬修。
6.2 根据设计要求和坡面侵蚀量大小,每1~3年应对各类蓄排工程进行一次清淤,遇到淤积严重的大沙年,应及时清除。
6.3 截水沟和排水沟的填方土埂外坡,可种植经济价值较高的浅根性植物护埂。
6.4 蓄水池四周可种植经济价值较高的树木,减少水面蒸发。
但应选好树种和种植位置,防止树根破坏衬砌体和引起池底漏水。
第二篇路旁、沟底小型蓄引工程7 范围本篇规定了水土流失地区的水窖(旱井)、涝池以及山丘间泉水利用等路旁、沟底小型蓄引工程的规划、设计、施工和管理的技术要求。
本篇适用于我国北方干旱、半干旱地区。