[科普中國]-排水溝的設計水位

設計排水溝，一方面要使溝道能通過排澇設計流量，使?jié)乘樌湃胪夂?；另一方面還要滿足控制地下水位等要求。排水溝的設計水位可以分為排漬水位和排澇水位兩種，確定設計水位是設計排水溝的重要內(nèi)容和依據(jù)，需要在確定溝道斷面尺寸(溝深與底寬)之前，加以分析擬定。 1． 排漬水位(又稱日常水位) 2． 這是排水溝經(jīng)常需要維持的水位，在平原地區(qū)主要由控制地下水位的要求(防漬或防止土壤鹽堿化)所決定。 為了控制農(nóng)田地下水位，排水農(nóng)溝(末級固定排水溝)的排漬水位應當?shù)陀谵r(nóng)田要求的地下水埋藏深度，離地面一般不小于1.0～1.0m；有鹽堿化威脅的地區(qū)，輕質(zhì)土不小于2.2～2.6m，如圖8-7所示。而斗、支、干溝的排漬水位，要求比農(nóng)溝排漬水位更低，因為需要考慮各級溝道的水面比降和局部水頭損失，例如排水干溝，為了滿足最遠處低洼農(nóng)田(見圖8-8)降低地下水位的要求，其溝口排漬水位可由最遠處農(nóng)田平均田面高程(A0)，考慮降低地下水位的深度和斗、支、干各級溝道的比降及其局部水頭損失等因素逐級推算而得，即 圖8-7 排漬水位與地下水位控制的關系(單位：m) 圖8-8 干、支、斗、農(nóng)排水溝排漬水位關系圖 z攙漬＝A0－D農(nóng)－ΣLi－ΣΔz (8-7)式中 z排漬——排水干溝溝口的排漬水位，m； A0——最遠處低洼地面高程，m； D農(nóng)——農(nóng)溝排漬水位離地面距離，m； L——斗、支、干各級溝道長度，m，見圖8-8； i——斗、支、干各級溝道的水面比降，如為均勻流，則為溝底比降；Δz——各級溝道沿程局部水頭損失，如過閘水頭損失取0.05～0.1m，上下級溝道在排地下水時的水位銜接落差一般取0.1～0.2m。對于排漬期間承泄區(qū)(又稱外河)水位較低的平原地區(qū)，如干溝有可能自流排除排漬流量時，按上式推得的干溝溝口處的排漬水位20潰，應不低于承泄區(qū)的排漬水位或與之相平。否則，應適當減小各級溝道的比降，爭取自排。而對于經(jīng)常受外水位頂托的平原水網(wǎng)圩區(qū)，則應利用抽水站在地面澇水排完以后，再將溝道或河網(wǎng)中蓄積的澇水排至承泄區(qū)，使各級溝道經(jīng)常維持排漬水位，以便控制農(nóng)田地下水位和預留溝網(wǎng)容積，準備下次暴雨后滯蓄澇水。 2．排澇水位(又稱最高水位) 排澇水位是排水溝宣泄排澇設計流量(或滿足滯澇要求)時的水位。由于各地承泄區(qū)水位條件不同，確定排澇水位的方法也不同，但基本上分為下述兩種情況。 1) 當承泄區(qū)水位一般較低，如汛期干溝出口處排澇設計水位始終高于承泄區(qū)水位，此時干溝排澇水位可按排澇設計流量確定，其余支、斗、溝的排澇水位亦可由干溝排澇水位按比降逐級推得；但有時干溝出口處排澇水位比承泄區(qū)水位稍低，此時如果仍須爭取自排，勢必產(chǎn)生壅水現(xiàn)象，于是干溝(甚至包括支溝)的最高水位就應按壅水水位線設計，其兩岸常需筑堤束水，形成半填半挖斷面，如圖8-9所示。 圖8-9 排水出口壅水時干溝的半填半挖斷面示意圖 2) 在承泄區(qū)水位很高、長期頂托無法自流外排的情況。此時溝道最高水位是分兩種情況考慮，一種情況是沒有內(nèi)排站的情況，這時最高水位一般不超出地面，以離地面0.2～0.3m為宜，最高可與地面齊平，以利排澇和防止漫溢，最高水位以下的溝道斷面應能承泄除澇設計流量和滿足蓄澇要求；另一種情況是有內(nèi)排站的情況，則溝道最高水位可以超出地面一定高度(如內(nèi)排站采用圬工泵時，超出地面的高度就不應大于2～3m)，相應溝道兩岸亦需筑堤。 編輯：陳昀