《浅 谈 排 涝 工 程 设 计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅 谈 排 涝 工 程 设 计（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、论 文浅 谈 排 涝 工 程 设 计X X 县 X X 局 XXX【摘要】 随着全球气候变化的加剧，我国洪涝灾害十分频繁,几乎每年都有发生,加上水利工程及城市、乡村的防洪标准普遍偏低, 导致我国洪涝灾害损 失十分严重。为减轻洪涝灾害损失，排涝工程设计在水利工程中显得至关重要。本文对排涝沟工程的一些常规内容进行探讨，对实际工作中排涝沟工程的设计具有一定的现实指导意义。【关键词】 排涝沟 工程 设计一 排涝工程的意义土地是人类赖以生存和发展的物质基础，是农业生产的基本生产资料，是一切生产和一切存在的源泉。随着人口的增加，住房占地将不断扩大，工业和交通运输业的发展也要占用更多的土地，耕地面积将随之减
2、少，水资源的供求矛盾将进一步加剧，我们必须充分利用现有的土地资源生产出社会发展所需的粮食。所以随着人口的不断增长和国民经济的发展，对农业生产和水利建设的要求越来越高。勤劳智慧的中国人民自古以来就借助有利的自然条件，发展农业生产，积累了利用自然和改造自然的丰富经验。中国的水利事业取得了巨大的成就，但与建设现代化农业的要求相比，还有很大的差距，旱涝灾害对农业的威胁还远没有消除，每年平均受灾面积约占耕地面积的四分之一，全国还有一半以上的耕地没有灌排工程设施，无法抗御旱涝灾害的侵袭。近年来，我县烤烟产业发展迅速，但由于自然降水时空分布不均，XX 镇、 xx 乡等一些相对平坦开阔的地区，受旱涝（尤其是渍
3、涝）灾害影响，造成减产、失收甚至绝收的情况时有发生。实践证明，农作物（尤其是烤烟）的受淹时间和淹水深度如果超出允许的淹水时间和淹水深度，将影响作物正常生长，田间积水会使土壤水分过多，氧气缺乏，影响作物根系呼吸的正常进行，作物根系长期在无氧或缺氧条件下进行呼吸，所产生的乙醇可使作物中毒而死亡。为了使农业生产达到稳产高产，防止洪涝灾害的发生，对低洼易涝农田，必须通过修建排涝沟工程满足农作物对农田除涝排水的要求，及时排除由于降雨产生的田面积水，减少淹水时间和淹水深度，以保证作物正常生长。因此，排涝沟工程设计对防治洪涝灾害的发生至关重要。二 排涝工程设计排涝系统由各级固定排涝沟道以及建在沟道上的各种建
4、筑物所组成，主要任务是排除涝水和控制地下水位。（一）排涝方式根据各地区和各灌区的排涝类别基本上可以将排涝沟的排涝方式归纳为以下几种：1、汛期排涝和日常排涝 汛期排涝是为了防止耕地、农田受涝水淹没。日常排涝是为了控制某地区的地下水位和农田水分。两者排涝任务虽然不同，但目的都是为了保障农、林、牧业的生产，所以在规划布置排涝沟系时，应能同时满足这两方面的要求。2、自流排涝和抽水排涝 当承泄区水位低于排涝干沟出口水位时，一般进行自流排涝，否则需要采取抽水排涝或抽排与滞蓄相结合的除涝排涝方式。3、水平排涝和垂直(或竖井)排涝 对于主要由降雨和灌溉渗水成涝的地区，常采用水平排涝方式；如由于以地下深层承压水
5、补给潜水而致渍涝，则应考虑采用竖井排涝方式；对于旱涝兼治地区，如地下水质和含水层出水条件较好，宜实行井灌井排，配合田间排涝明沟，形成垂直与水平相结合的排涝系统。4、地面截流沟和地下截流沟排涝 对于由外区流入排涝区的地面水或地下水以及其它特殊地形条件下形成的涝渍，可分别采用地面或地下截流沟排涝的方式。（二）排涝沟的布置原则1、排涝沟应布置在各自控制范围的最低处，以便能排除整个排涝地区的多余水量。2、应尽量做到高水高排，低水低排，自排为主，抽排为辅；即使排涝区全部实行抽排，也应根据地形将其划分为高、中、低等片，以便分片分级抽排，节约排涝费用和能源。3、排涝干沟出口应选在承泄区水位较低和河床比较稳定
6、的地方。4、下级沟道的布置应为上级沟道创造良好的排涝条件，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、要遵循“工程费用小，排 涝安全及时，便于管理” 的基本要求。7、在有外水入侵的排涝区或灌区，应布置截流沟或撇洪沟，将外来地面水和地下水引入排涝沟或直接排入承泄区。排涝沟的布置，应尽快使排涝地区内多余的水量泄向排涝口。选择排涝沟线路，通常要根据排涝区或灌区内、外的地形和水文条件，排涝目的和方式，排涝习惯，工程投资和维修管理费用等因素，编制若干方案，进行比较，从中选用最优方案。（三）排涝承泄区排涝系统的承泄区是指位于排涝区域以外，承纳排涝系统排出
7、水量的河流、湖泊或海洋等。承泄区一般应满足下列要求：一是在排涝地区排除日常流量时，承泄区的水位应不使排涝系统产生壅水，保证正常排涝；二是在汛期，承泄区应具有足够的输水能力或容蓄能力，能及时排泄或容纳由排涝区排出的全部水量。此时，不能因承泄区水位高而淹没农田，或者虽然局部产生浸没或淹没，但淹水深度和淹水历时不得超过耐淹标准；三是要具有稳定的河槽和安全的堤防。排涝承泄区的规划一般涉及排涝系统排涝口位置的选择和承泄区的整治，现分别介绍如下。1、排涝口位置的选择排涝口的位置主要根据排涝区内部地形和承泄区水文条件决定，即排涝口应选在排涝区的最低处或其附近，以便涝水易于集中；同时还要使排涝口靠近承泄区水位
8、低的位置，争取自排。由于平时和汛期排涝区的内、外水位差呈现出各种情况，所以排涝口的位置可以选择多处，排涝口也可以有多个，以便于排泄和符合经济要求为准。另外，在确定排涝口的位置时，还应考虑排涝口是否会发生泥沙淤积，阻碍排涝；排涝口基础是否适于筑闸建站；抽排时排涝口附近能否设置调蓄池等。由于排涝承泄区水位和排涝区之间往往存在矛盾，一般可采取以下措施处理：（1) 当外河洪水历时较短或排涝设计流量与洪水并不相遇时，可在出口建闸、防止洪水侵入排涝区，洪水过后再开闸排涝。（2) 洪水顶托时间较长，影响的排涝面积较大时，除在出口建闸控制洪水倒灌外，还须建泵站排涝，待洪水过后再开闸排涝。（3) 当洪水顶托、干
9、沟回水影响不远，可在出口修建回水堤，使上游大部分排涝区仍可自流排涝，沟口附近低地则建站抽排。（4) 若地形条件许可，将干沟排涝口沿承泄区下游移动，争取自排。当采取上述措施仍不能满足排涝区排涝要求或者虽然能满足排涝要求但在经济上不合理时，就需要对承泄区进行整治。2、承泄区整治降低承泄区的水位，以改善排涝区的排涝条件，这是整治承泄区的主要目的，而整治承泄区的主要措施一般有以下几点：(1) 疏浚河道：通过疏浚，可以扩大泄洪断面，降低水位。但疏浚时，必须在河道内保留一定宽度的滩地，以保护河堤的安全。(2) 退堤扩宽：当疏浚不能降低足够的水位以满足排涝系统的排涝要求时，可采取退堤措施，扩大河道过水断面。
10、退建堤段应尽量减少挖压农田和拆迁房屋，退堤一般以一侧退建为宜，另一侧利用旧堤，以节省工程量。(3) 裁弯取直，整治河道：当以江河水道为承泄区时，如果河道过于弯曲，泄水不畅，可以采取截弯取直措施，以短直河段取代原来的弯曲河段。由于河道流程缩短，相应底坡变陡，流速加大，这样就能使本河段及上游河段一定范围内的水位降低。裁弯取直通常只应用于流速较小的中、小河流。对于水流分散，断面形状不规则的河段，应进行各种河道整治工程，如修建必要的丁坝、顺堤等，以改善河道断面，稳定河床，降低水位，增加泄量，给排涝创造有利条件。(4) 修建减流、分流河道：减流是在作为承泄区的河段上游，开挖一条新河，将上游来水直接分泄到
11、江、湖和海洋中，以降低用作排涝承泄区的河段水位。这种新开挖的河段常称减河。分流一般是在河段的上游，新开一条新的河渠，分泄上游一部分来水、但分泄的来水，绕过作为承泄区的河段后仍汇入原河。(5) 清除河道阻障：临时拦河坝、捕鱼栅、孔径过小的桥涵等，往往造成壅水，应予清除或加以扩建，以满足排涝要求。以上列举了一些承泄区的整治措施，但各种措施都有其适用条件，必须上下游统一规划治理，不能只顾局部，造成其他河段的不良水文状况，应该通过多方案比较，综合论证，择优选用。（四）排涝沟的设计流量排涝流量是确定各级排涝沟断面、沟道上建筑物规模以及分析现有排涝设施排涝能力的主要依据。计算排涝流量的常用方法主要有以下三
12、种：1、排涝模数经验公式法该法适用于大型涝区，需求出最大排涝流量的情况，其计算公式为：nmFKRq式中：q设计排涝模数，m 3/(skm2)；F排涝 沟设计断面所控制的排 涝面积，km 2；R设计径流深，mm；K综合系数(反映河网配套程度、排涝沟坡度、降雨历时及流域形状等因素)；m峰量指数(反映洪峰与洪量的关系)；n递减指数(反映排涝模数与面积的关系)。公式中考虑了形成最大流量的主要因素。首先是反映了随着排涝面积(或流域)的增大及其自然调蓄作用的增加而排涝模数减少的情况；其次还考虑了一次径流过程的峰量关系等。在应用该公式时，应根据该地区的除涝排涝标准，选用接近设计标准的河流或排涝系统的实测资料
13、进行大量统计分析，确定公式中的各项系数和指数。但必须指出，公式中将很多因素的影响都综合在 K 值中，因而 K 值变动幅度 较大，一般规律是；暴雨中心偏上，净雨历时长、平槽以下径流深大，地面坡度小，流域形状系数小，河网调节程度大，则 K 值小；反之则大。当流域或地区较大时，如果不考虑条件的差别，采用统一的 K 值，将会影响计算成果精度。在推求设计径流深时，要先确定设计暴雨。设计暴雨一般包括暴雨历时、暴雨的大小分布诸因素，它们都和除涝排涝面积的大小有关。根据实测资料分析证明，对于100500km 2 的排涝 面积，洪峰流量主要由一日暴雨形成；而对于 5005000km 2 的排涝面积，洪峰流量面积
14、一般由三日暴雨形成；所以在上述两种情况下，应分别采用一日和三日作为设计暴雨历时。推算设计暴雨的方法有两种，一种是典型年法，即采用排涝地区内某个涝灾严重的年份作为典型年，以这一年的某次最大暴雨作为设计暴雨；另一种是频率法，即当流域内有足够的测站和较长的降雨资料，用各年最大的一次面平均降雨量，直接进行面雨量的频率计算，求得设计标准的暴雨量。2 、平均排除法平均排除法是以排涝面积上的设计净雨在规定的排涝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，即或 tRFQ4.86tRq4.86对于水田 EhP田 蓄对于旱田 a式中：Q设计排涝流量，m 3/s；q设计排涝模数，m 3/
15、(skm2)；F排涝 沟控制的排 涝面积，km 2；R设计径流深，mm；a径流系数；P设计 暴雨量， mm；h 田蓄 水田滞蓄水深，mm，由水稻耐淹水深确定；E在 t 时间内水田田间腾发量，mm； ，e 为日耗tE水量；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，一般选 35d 排除；对于旱地、因耐淹较差，排涝时间应当选得短些，一般取 l3d。如排涝区既有旱地又有水田时，则首先按上式分别计算水田和旱地的排涝模数，然后按旱地和水田的面积比例加权平均，即得综合排涝模数。3 、排涝流量过程线法当排涝区内有较大的蓄涝区时，即蓄涝区水面占整个排涝区面积的 5%以上时，需要考虑蓄涝区调
16、蓄涝水的作用，并合理确定蓄涝区和排涝闸、站等除涝工程的规模。对于这种情况，就需要采用概化过程线等方法推求设计排涝流量过程线，供蓄涝、排涝演算使用。（五）排涝沟设计水位排涝沟设计水位是设计排涝沟的重要内容和依据，需要在确定排涝沟断面尺寸(沟深与底宽)之前，加以分析拟定。排涝沟的设计水位可以分为排渍水位和排涝水位两种：1、排渍水位(即日常水位)这是排涝沟经常需要维持的水位，在平原地区主要由控制地下水位的要求(防渍或防止土壤盐碱化)所决定。为了控制农田地下水位，排涝农沟(末级固定排涝沟)的排渍水位应当低于农田要求的地下水埋藏深度，离地面一般不小于 0.91.2m；有 盐碱化威胁的地区，轻质土不小于2.22.6m，如下图所示。h=0.2 30.9 12 D农1.25D农
