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沟道蓄水工程

2020-04-09 21:01

在沟道里修筑坝体,用以拦蓄沟道洪水,防止山洪危害,发展山区灌溉的水土保持工程措施(参见彩图Ⅹ—38、39)。在黄土地区,沟道蓄水工程是淤地坝系的组成部分,对下游坝地种植的作物起防洪、灌溉的作用。

Ⅹ—38 沟道蓄水工程

殷鹤仙摄

Ⅹ—39 陕西米脂沟道蓄水工程

殷鹤仙摄

设计洪水标准

小流域综合治理中修建成的蓄水工程,在设计时一般只考虑设计洪水标准,不进行校核。大中型蓄水坝下游如有重要的城镇、密集的居民区、主要工矿和交通干线,需要按实际情况提高设计洪水标准。一般大型沟道蓄水坝按30~50年一遇的洪水设计;中型蓄水坝按20年一遇洪水设计。

规划

需要考虑以下原则:①在小流域综合规划的基础上,沟道上下游、干支流进行全面的坝系规划,统筹安排。②最大限度地发挥防洪、增产作用。③充分利用水资源,扩大灌溉效益。④与流域内道路规划相配合。

坝址选择

为了满足工程量小、拦洪灌溉效益大和工程安全的要求,选定坝址时应考虑以下几点:①沟道狭窄坝轴线短,库区宽阔容量大,沟底纵坡平缓。②坝址避开沟岔、弯道、泉眼,遇有跌水时应将坝址选在跌水上方。③地质条件好,两岸无疏松的坍土及滑坡体,岸坡一般不大于45°。④附近有开挖溢洪道的地形和地质条件。⑤有所需的筑坝材料(土砂、石料),取用容易,施工方便。⑥库区淹没损失小,应尽量避免淹没村庄、耕地和工矿企业。

坝型选择

根据因地制宜、就地取材的原则选定坝型。土料充足的地方可选用土坝。采用水力冲填技术修坝要有黏粒含量小于10%的砂壤土和黏粒含量在10%~20%的黄土。在土料缺乏、石料充足的地方,可选用浆砌石坝或土石混合坝。当坝基、岸坡岩石坚硬完整、沟道狭窄,坝址处设计坝高与相应沟宽之比为1.5~3.0时,可修筑浆砌石拱坝或混凝土拱坝。

设施组成

蓄水工程一般由拦水坝、溢洪道及放水建筑物3部分组成。拦水坝坝高等于拦泥坝高、兴利坝高、滞洪坝高(即溢洪道水深)、浪高及安全超高之和。土坝溢洪道一般选在岩石或坚实土层的岸坡上。溢洪道的形式采用明渠式或溢流堰式。如修浆砌石坝或混凝土坝,可由坝顶溢洪。蓄水坝的放水建筑物由放水管和输水涵洞两部分组成。放水管采用卧管或竖井,输水涵洞与卧管或竖井相连接,把水输送到坝体下游。

设计步骤

(1)资料搜集与调查。主要为计算蓄水工程来水量、库容、坝高及设计溢洪道所需要的水文资料:①径流资料,即该地区的多年平均年降雨量、暴雨、多年平均年径流量、年径流系数、年内分配及蒸发量,作为有效库容和水库调节计算的依据。②泥沙资料,搜集库区泥沙淤积资料作为计算死库容的依据。③洪水资料,调查洪水痕迹、了解历史上洪水发生的情况,指认洪水痕迹、推算发生洪水的暴雨、山洪到达坝址的时间、洪水上涨与退落的时间间隔,作为设计溢洪道的依据。

(2)确定容积。沟道蓄水工程的容积分为两部分:一部分是输水涵洞以上正常蓄水位以下的库容,称为有效库容或兴利库容;另一部分是输水涵洞以下的库容,称为死库容。有效库容的水可由输水涵洞输出,供灌溉使用,死库容的作用是拦蓄泥沙。死库容根据灌区要求的放水高程和泥沙淤积量确定。采用径流深等值线法、多年平均径流模数法、年降雨量乘径流系数法等几种方法,结合当地水文手册及皮尔逊Ⅲ型模比系数算出一年内由集水面积流入蓄水工程的总来水量。有效库容通过来水量和灌溉需水量进行调节计算后确定。

由于沟道蓄水工程集水面积小,其设计洪水主要计算洪峰流量。无资料地区的设计洪峰流量主要依据洪水调查,用经验公式、推理公式等方法进行验证分析来确定。

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