明沟排水系统设计浅析

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发布时间：2021-08-27

资料介绍

沟设计流量一般难以根据实测径流资料进行

统计分析确定，而往往是由设计暴雨按地区

经验公式法、平均排除法和推理公式法计算

求得。目前，应用最多的为地区经验公式法。

地区经验公式可表述为：

Q IP (1)

式中，0 ——书}涝设计流量(nl2／s)；

l：'—— 流域面积(km2)；

K，、n——与频率和地区有关的经验

性参数。和n反应的是暴雨统计特性和

下垫面因素的平均情况，对岚皋县而言，可

取n=0．83，KI：0．256。

3．1．2排渍设计流量

由于根系层土壤含水量过大而使作物处

于不利生长环境的现象为“渍”，为使作物免

受渍害而需要的排水流量称为排渍设计流

量。单位面积上的排渍设计流量叫排渍模数，

排渍模数可根据地下水补给类型、地区气候

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具体分析确定。

排渍设计流量的公式可表述为：

p =g F (2)

式中，p ——排涝设计流量(m )；

卜流域面积(km )；

q —— 为排渍模数[(m2／s)／k“ ，与设计

降雨量、土壤特性等因素有关。

3．1．3日常设计流量

地下水位达到设计控制要求时的地下水

排水流量称为日常设计流量。单位面积上的

日常排水流量称为日常排水模数，用q一表

示，其大小决定于土壤质地、水文地质条件和

排水系统的密度等因素。日常排水模数应根

据实测或调查资料确定，无实测资料时，也可

根据土质情况，在O．002—0．007范围内选取。

岚皋县内大部分地区土质松散，土壤多为山

地石渣土，属蓄满产流地区，可取口H=0．004。日常

设计流量的公式可表述为：

Q_l-q I1 F (3)

式中，Q —— 日常设计流量(m2／s)；

卜流域面积(km )；

q l——为日常排水f (mz／s)／km1。

3．2排水沟的设计水位

恰当地确定排水沟的设计水位是正确设

计排水沟的前提。排水沟的设计必须满足两

个条件：第一，在发生内涝的情况下，排水沟道

能够将地面径流顺利的排入容泄区，此时要求

排水沟道需要足够高的水位；第二，在正常情

况下，排水沟道能够将排水区地下水位控制到

一定的埋藏深度，此时要求排水沟具有相当低

的水位。排水沟的设计水位分为最高设计水

位和日常设计水位两种。

3．2_1最高设计水位

相应于排水沟最大设计流量时的水位称

为最高设计水位，也称为排涝水位。根据容泄

区水位的高低和排水区内部的排水规划，最高

设计水位的确定可分为：① 自流外排时的最高

设计水位。当容泄区设计水位相对较低，如汛

期干沟出口处排涝设计水位始终高于容泄区

水位，即沟道具备自流外排条件，为保证顺利

排水，通过设计流量时，各级排水沟汇交点上

的水位和沟底的衔接要求是：汇入排水沟出口

水位比下一级沟道水位高0．1m，沟底高0．2m；

通过校核流量时，汇人排水沟允许来自下一级

沟道的暂时顶托；干沟出口处的最高水位比容

泄区的设计洪水位要高或至少相平。此时，可

以沟口最高水位作控制，按排水沟比降和水位

衔接要求，自下而上逐级上推，从而确定各级

排水沟的最高水位。②无内排站的最高水位。

容泄区水位很高，长期顶托无法实现自流外

排，在无内排站的情况下，通常将沟道最高水

位设计为与地面平齐。为安全排涝，排水沟最

高水位通常以低于地面0．2m一0．3m为宜。③

抽水强排，同时有内排站的最高水位。在有内

排站的情况下，排水沟最高水位可以超出地面

一定高度。相应沟道两岸亦需筑堤，各级排水

沟最高水位的推求与自流外排时基本相同，所

不同的是排水沟水位为设计前池水位，它比容

泄区洪水位低。

3．2．2日常设计水位

为控制地下水埋藏深度，排水沟经常需要

维持的水位称171常设计水位。它的大小主要

取决于控制地下水位的要求。日常设计水位

的确定方法可参照自排最高水位的推求进行。

3_3排水沟的断面设计

排水沟断面设计主要任务是确定排水沟

纵横断面尺寸和水位衔接条件，校核排水沟排

涝能力和不冲不淤条件。一般情况下，干、支

沟需进行设计和校核；斗沟仅需设计，不必校

核；农级以下排水沟不需要设计，而根据当地

经验拟定断面尺寸即可。对于有综合利用要

求的排水沟，尚应以日常流量相应的排水沟断

面尺寸校核。

在进行排水沟断面设计时，应注意以下几

点：① 排水沟的糙率较大，对于那些难免要滋

生杂草的沟道，糙率一般取为0．025—0。03；②

当排涝流量和排渍流量相差悬殊时，可考虑采

取复式断面；③ 有其它特殊要求如通航、养殖、

滞涝、灌溉引水的排水沟，其水深和底宽的确

定要根据特定的条件满足其相应的要求，例如

满足养殖要求的水深不宜小于lm～1．5m；④

在设计排水沟纵断面时，一般要求在日常流量

时不得发生壅水现象，在上、下级沟道相交处，

其水位差一般取为0．1m一0．2m。

3．4排水容泄区

排水系统的容泄区也Ⅱq承泄区，它的规划

设计是排水系统规划设计的重要组成部分。

往往因为没有适当的排水出路，使一个地区的

排水计划难以实施。一个地区排水出口的排

出流量有时要受到下游区通过能力的限制，会

因此引起上下游之间的排水纠纷，所以在进行

一个大型排水T程的规划设计时，应同时研究

和分析因该地区排水计划的而实施而引起容

泄区周围的农田淹没、河床淤积、河岸冲毁或

造成容泄区附近的生态环境恶化等不利影响。

所以，对容泄区的规划和整治应与排水T程的

规划与实施同步进行。

4结语

土壤水分过多或地面积水对农作物的生

长不利，甚至引发灾害。对于像岚皋县这水量

充沛且多发暴雨的地区，往往因排水得

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