坡面水系工程设计

坡面水系工程是指在坡面上修建的以拦、蓄、引水土为主的蓄水池、沉沙凼、沿山排洪沟渠等工程的统称。坡面水系平面布置见图3—11。

图3—11 坡面水系平面布置图

田埂田埂沉沙凼道沉沙凼消力取水坑田埂梯田田埂消力取水坑路沉沙凼沉沙凼梯田沉沙凼蓄水池沉沙凼梯田田埂道梯田田埂梯田田埂沉沙凼消力取水坑路消力取水坑沉沙凼田埂梯田沉沙凼沉沙凼

3.8.3 坡面排水系统

1、布设原则：

坡面沟渠工程应与坡改梯、经果林、道路、沉沙凼、蓄水工程同时设计，并以沟渠、道路为骨架，合理布设排水沟、沿山沟、引水沟、灌溉渠、沉沙凼、蓄水池等工程，形成完整的防御、灌溉体系。

根据不同的防治对象，因地制宜地确定沟渠工程类型的数量。

按高水高排、中水中排、低水低排、分层利用的原则进行设计。 以造林种草为主的坡面，应采用均匀颁布的蓄水型截水沟；上方有较大来水面积的规划少蓄多排型截水沟或排水沟；以保土耕作为主的坡面，应配合横向种植，规划若干道多蓄少排型截水沟；坡面较长的应规划一道或几道少蓄多排型截水沟或排水沟；以坡改梯为主的坡面，应配合梯台背水沟，布设少蓄多排型截水沟或排洪沟；当坡面下部是坡改梯或林草地，上部是坡耕地或荒坡时，在其交界处规划截水沟或排水沟。

坡面沟渠工程应综合考虑截、排、引沟渠工程，设计时可考虑一渠多能。

排水型截水沟应与排洪沟相接，并在连接处前后设沉沙凼和防冲设施。

坡改梯区域内承接背沟两端的排洪沟，一般垂直等高线布设，并与梯田两端的道路同向，呈路边沟或路代沟状，土质排洪沟应分段设置跌水，一般以每台梯面宽度为水平段，每台梯坎高为一级跌水，在跌水处做好防冲消能措施（辅草皮或石方衬砌）。

沟渠在坡面上的比降，应视其截排水去处（蓄水池或天然冲沟）的位置而定，当截排水的去处在坡面时，截水沟和排水沟可基本沿等高线布设，沟底比降应满足不冲不淤流速，沟底比降过大或与等高线垂直布设时，必须作好防冲措施。

一个坡面面积较小的沟渠工程系统，可视为一个排、引、蓄水块，当坡面较大时，可划分为几个排水块或排水单元，各单元分别布置自己的排水去处。

坡面沟渠工程设计，应尽量避免滑坡体、危岩等不利地形，同时注意节约用地，使交叉建筑物最少、投资最省。

3、工程设计：

（1）工程选型。设计以坡面排灌沟渠工程为骨架，同时考虑其排灌功能的侧重点，根据其主要功能合理布设沿山沟、排洪沟和截水沟，截水沟、排水沟可兼作引水渠。截水沟一般应与排水沟相接，并在连接处前后作好沉沙、防冲设施。坡面水系平面布置示意见图3-14。

图3-14 坡面水系平面布置示意图

（2）容积确定。

①每道蓄水沟的容量V=Vw+Vs 式中：V——截水沟容量，m3；

Vw——一次暴雨径流量，m3； Vs——1～３年土壤侵蚀量，m3。 ②Vw、Vs计算：Vw＝Ｍw×Ｆ；Vs＝３Ｍs×Ｆ。 式中：Ｆ——截水沟的集水面积，km２；

Ｍw——一次暴雨径流模数，m３／km２； Ｍs——年均土壤侵蚀模数，t／km２。

（3）断面设计。排灌沟渠设计渠体采用干砌条石砌筑，矩形断面，勾缝防渗。

①过水深h计算：h＝α×3√Ｑ 式中：h——过水深，m；

α——常数，α＝0.58～0.94，一般采用0.76； Ｑ——设计洪峰流量，m3／s。 ②宽深比计算确定底宽b

β＝ＮＱ0.01－m （Q＜1.5 m3／s） β＝Ｎ`Ｑ0.25－m (1.5＜Q＜50 m3／s） 式中：β——宽深比系数，β＝b／h；

m——截水沟内边坡系数；

Ｎ、Ｎ`——常数，Ｎ＝2.35～3.25，一般采用2.8 Ｎ`＝1.8～3.4，一般采用2.6。

设计采用矩形断面，具体断面设计图3-15、设计指标及工程量见表3-6

图3-15 排灌沟渠标准断面设计图

表3-6排灌沟渠典型设计指标及工程量表

项目名称 土方开挖 石方开挖 浆砌条石 C20砼 砖 U型槽预制件

单位 M M M M M M 33333石渠 0.5 1.72 0.78 018 土渠 1.2 2 预制渠 0.2 0.1 0.03 1