1、第六章第六章 防洪排涝规划防洪排涝规划 本章重点介绍排水：农业上常见的两种水灾：洪灾、涝灾；其中涝灾又分为两种：涝灾、渍害 洪灾：当洪水超过河道宣泄能力所引起的水灾 涝灾：当地面经流由于河道排水能力有限或受大江大河洪水顶托，不能及时外排所形成的水灾 渍害：当阴雨连绵使地下水位上升直接接近地表，影响作物生长，这样的涝灾称渍灾。第一节第一节 概述概述 一、防洪工程标准：根据下游保护对象及建筑物等级而定(见水库规划表3-8)二、防涝设计标准：机电排灌，设计一般按10年一遇，规划可按20年一遇，其中还要考虑排涝天数，与作物耐淹能力有关。土地整理设计规程对各省区排涝设计标准有明确规定。三、造成农田水分过
2、多的原因及表现形式：1、原因：降雨量过大或过于集中或阴雨连绵 河流洪泛、讯期河堤决口淹没农田 区外径流入侵 地形低洼，地下水汇集，造成地下水位上升 灌溉水补给过量 2、表现形式：地面积水、地下水位上升(过高)、土壤过湿 3、排水原则：减少来水量；加大出水量。4、措施：1)、截流，做围堤；2)排除地表水，建排水闸、站，修排水沟，降低地下水位，改良土壤。四、造成排水阻滞或排水不良的原因及处理措施 一)原因：1、地形：坡度平缓、出流不畅排水无出路 2、外水顶托：外水位高于内水位，排泄困难 3、排水设施：排水设施不完善、不配套、管理不善 4、土壤：土壤粘重透水性差，滞水能力强 二)措施 1、平原区 对
3、原河道拓宽、疏通、扩大排水能力 开新河，增加排水出路 低洼易涝地区设抽水站，集中排水。开挖截流沟，做到高水高排，低水低排 2、沿海滨湖区 分隔内外水，做围堤，修建排水闸、站，做到洪涝分治 3、改善土壤蓄水、排水条件，改良土壤大搞农田基本建设，进行土地整理，改良水土保持，增强排水性能等第二节第二节 排水系统的规划布置排水系统的规划布置 一、系统组成 田间排水沟系统：毛沟、农沟 输水沟系统：斗、支、干、总干沟 容泄区：江、河、湖 二、布置：沟、渠、路相结合布置 1、相邻布置 2、相间布置 三、排水系统选择 分明沟排水、暗沟排水、竖井排水，具体选择见教材列表种类。第三节第三节 排涝流量计算排涝流量计
4、算 地面排水的目的主要是排除地表径流，汇流是一个复杂的过地面排水的目的主要是排除地表径流，汇流是一个复杂的过程，从理论上找出一个数学公式很难，地面排水设计流量是程，从理论上找出一个数学公式很难，地面排水设计流量是根据暴雨实测资料，具体分析地区径流的影响因素及其形成根据暴雨实测资料，具体分析地区径流的影响因素及其形成规律，找出确定排水设计流量的方法和经验公式。规律，找出确定排水设计流量的方法和经验公式。一、地区排水模数经验法一、地区排水模数经验法 适用：大面积排水适用：大面积排水，从排水地区径流的形成，通过任一断面，从排水地区径流的形成，通过任一断面的排水流量都是随时间变化的，因此，排水沟一般按
5、最大流的排水流量都是随时间变化的，因此，排水沟一般按最大流量设计。量设计。排水沟流量：FqQmax (立方米/秒)式中：q地区排水模数 (立方米/秒/平方公里)F排水面积 (平方公里)其中：nmFYKq 式中：K综合系数。反映排水区地形、土壤、植被、河网配套程度、排水沟坡度、暴雨量强度。Y设计径流深 (mm)m峰量关系指数；n暴雨递减指数。各地区不相同，如 湖北省：F500 km2 n=-0.238，m=1 即：F 500 km2 k=0.0135；F 500 km2 K=0.017 江苏省：F100600km2，k0.0335，n-0.24；F6005000km2，k0.049，n-0.30
6、 二、平均排除法 适用：小范围100平方公里以下（区域）及局部地区排水，设计流量按平均排水量加以确定，同时考虑作物的耐淹能力。公式：式中：Y设计径流深 (mm)F排水面积 (km2)t每天排水时数（自排按24h计，抽排按2022h）T作物允许排水天数 (天)tTYFtTPFQ360010003600 (立 方 米/秒)或 TFYQt 6.3 1、旱作物（局部）TPAQ4.86 (立方米/秒)P设计暴雨量 (mm)T排水天数 (天)A排水面积 (平方公里)2、水稻（有调蓄能力）TAhPQ4.86)(立方米/秒)h田间允许可蓄水深度 (mm)3、圩区内部排水流量（有调蓄能力）tThAPAhPAQR
7、Rg3600)-)(667.0 (立方米/秒)Ag村庄、道路、旱地排水面积 (亩)径流系数 AR沟网（干、支、斗、农）及塘堰蓄水面积 (亩)hR沟网允许蓄水深度 其它符号意义同前，圩区由于地势原因，一般采用抽水排水。第四节第四节 控制地下水位的排水沟控制地下水位的排水沟 地下水位较高或盐碱化威胁的灌区，必须修建控制地下地下水位较高或盐碱化威胁的灌区，必须修建控制地下水位的田间排水沟，以防降水灌溉和冲洗盐碱引起地下水位的田间排水沟，以防降水灌溉和冲洗盐碱引起地下水位上升，防止渍害或土壤盐碱化。水位上升，防止渍害或土壤盐碱化。一、地下排水流量计算一、地下排水流量计算 (立方米立方米/秒秒)q地下地
8、下设计地下径流率设计地下径流率 (立方米立方米/秒秒/平方公里平方公里)F排水面积排水面积 (平方公里平方公里)FqQ地下 单位宽度下降水量：单位宽度下降水量：F1/2（h1+h2）（）（x1x2）单位宽度上的排水量：单位宽度上的排水量：(公升公升/秒秒)，式中：式中：土壤出水系数（可直接测定）土壤出水系数（可直接测定）TF4.86q二、控制地下水位的沟深与间距的确定(一)沟深与间距关系1、同一排水沟深（或间距），排水沟间距（或深度）越小，降水时，地下水上升高度越小，雨后地下水回落越快；反之则慢。2、如果在允许时间内，要达到要求的地下水埋深，排水沟间距越大，则要求沟深越大；反之越小。适合的沟深
9、、间距应根据：1)作物要求的地下水埋深 2)排水沟边坡、稳定条件和土壤的透水性 3)施工难易及经济条件(二)沟深与间距的确定 1、沟深 （米）式中，H：作物允许的地下水埋深 h：两沟中心点至地下水位降落的水面距离，h=0.20.3m S：沟中水深，一般为0.10.2m 一般要求降低地下水位的沟深应大于1m（田面到沟底）SHhD2、间距（经验公式法和经验数据法）（1）经验公式Donnan（董南）公式适用于稳定流 （米）开挖排水沟的目的在于使地下水位维持在一定深度式中：S沟中水深 H达到一定要求时，地下水面距沟底的深度 (米)K渗透系数（米/天）R0地下水的补给强度 (毫米/昼夜)022)(4RS
10、HKLGloverDwnm（格罗杜姆）公式适用于非稳定流，即开挖排水沟目的是要求在一定时间内将地下水位降落到某一深度以下 210210)16,1(ln()(tYYutKHL （米）K渗透系数 H0沟水面至不透水层深度（米）t要求排水天数（天）u土壤给水率，指地下水面高度每升降一个单位时，土壤能吸收或释放的水量占土体的比值：一般 0.10.05，砂土 u1525；砂壤土 u1015；粘壤土 u710；粘土 u47 Y0田面距排水沟水面的高度（米）Ytt 天后地下水位距排水沟水面的高度（米）（2）经验数据）经验数据 见教材见教材第五节第五节 排水沟断面设计排水沟断面设计 排水沟断面设计：纵断面设计
11、水位，横断面设计沟深、底宽 一、排水沟设计水位 设计水位：排涝水位地表径流控制 排渍水位地下水流量，控制的地下水（一）排渍水位 即排水沟经常维持的水位 推算：农沟斗沟-支沟干沟总干沟Z0lihAEo农 （米）A0要求排渍的最远、最低洼的田面高程 h农农沟排渍水位至地面的距离，一般1.21.5米，盐碱化地区为2.22.6米 (米)li各级排水沟长度、坡降 Z建筑物及各级排水沟衔接时的水位降 (米)（二）排涝水位 1、容泄区（出口）水位较低 可自排 按容泄区水位及水位衔接要求（按上述公式）逐级向上推算 2、容泄区水位较高时（1）无内排站 最高水位低地面0.20.3米或与地面平齐（2）有内排站 沟道
12、两边筑堤，最高水位可高于地面23米二、排水沟横断面设计(设计步骤基本与渠道横断面设计相同)1、纵坡 视地形而确定，比降以不冲不淤为宜 2、边坡 与沟道土质、护石材料有关，渠道的边坡要比排水沟的边坡要稍陡 3、糙率 与沟道材料有关，参考渠道糙率 4、不冲不淤流速，参考渠道标准 5、断面设计公式：RiCQ （米3/秒）Q Q地表+Q地下 （米3/秒）h3m时，渠道断面采用复式断面 第六节第六节 排水闸规划排水闸规划 排水闸作用：排水、挡洪 一、规划内容 首先选定闸址，再确定闸底板高程、闸孔尺寸、闸顶高程等。1、确定闸底板高程 1)与干沟沟底齐平，尽量能将涝区的涝水全部排出 2)考虑施工的要求与地形
13、条件：a、考虑孔宽与闸高比例要协调；b、施工方便 2、闸孔宽度确定 1)规定时间内抢排全部排水流量 2)孔宽与孔高比例协调 3)有内排站，有内湖调蓄，闸孔宽度可以减小 4)无内排站，无内湖调蓄 高水高排自排排水闸 低水低排抽排排水站 5）排水流量计算：a、小面积排水考虑作物耐淹要求，按平均排除法计算；b、大面积排水按地区排水模数经验公式计算。要求，设计标准应高于排水沟（建筑物不易拓宽，沟道易拓宽）。闸孔宽度按闸孔出流公式确定 hZ20gQB (米)式中，B孔宽，Bnb (米)侧收缩系数 Q-设计过闸流量即排水流量 （米3/秒）nbHnK00)1(2.01 K边墩系数 (见教材表 612)0中墩
14、形状系数 (见教材表 612)n闸孔数 0H 总水头 gDHH220，为计算方便HH 0，H为水面到闸底板的高度（闸前水深）b每孔闸孔宽度 (米)nb总宽度 (米)流速系数，与糙率有关，一般=0.90.95 0Z 闸孔上下游水位差 (米)，一般Z00.10.2米 h下游水深 (米)闸孔尺寸也可按宽顶堰自由出流和淹没出流公式计算 8.0Hhn,淹没出流，8.0Hhn,自由出流，hn：下游水深；H：上游堰上水头 淹 没 出 流 公 式：闸 孔 宽：2302 HgmQBS (米)或230BMHQ (立 方 米/秒)S 淹 没 系 数 S 0.6 0.99（见 教 材 表）m 流 量 系 数 对 于
15、矩 形 进 口 宽 顶 堰 HP75.046.0HP301.032.0m11 式 中：P1 闸 坝 高 度（米），H 闸 前 堰 上 水 深（米）；对 于 园 角 的 矩 形 进 口 宽 顶 堰 HP5.12.1HP301.036.0m11 自 由 出 流 公 式：2302HgmQB（米），符 号 意 义 同 前。3、闸 顶 高 程 的 确 定 H顶 闸 前 最 高 设 计 水 位 风 浪 高 度 安 全 高 度 第七节堤防工程第七节堤防工程一、堤防的规划原则 1、堤防的规划应与流域规划、地面的水利规划相结合，并成为总体规划的一部分。2、堤防的上下游、左右岸应统筹兼顾，使堤防能行之有效地直到防
16、洪安全的作用 3、保证主要江河堤防不发生改道性决口，并确保广大农村、交通干线和工业城市的主要堤防不决口。4、根据不同河流、不同地段和保护区在国民经济中的重要性，选定不同的堤防防洪林标准和堤防断面。5、在堤防遭到特大洪水袭击时，要有照顾全局，确保重点，决定取舍的方案和措施，把洪水灾害控制在最小范围内。二、堤防的设计 1、拟定堤防设计标准。见表613 2、提防间距和堤顶高程的确定Z=H设计+a+式中：H设计 设计洪水位：安全超高，一般为1-1.5米 a：波浪爬高，河堤一般可不考虑，大江、湖堤水面宽，需考虑。tgKH2.3a0,其中H0为波高，3145ODV0208.0H （米）式中：K坡面粗糙系数
17、，光滑面K1.0，干砌石K0.8，抛石护坡K0.75 堤的内坡与水平面的夹角 V设计最大风速，一般九级风v21米/秒 D吹程（公里）新修堤防将遇到选定合理的堤距及堤高问题，对于同一洪水，采用不同的堤距及相应的堤高，都可通过洪水，但有不同的技术经济效果。正确的规划，必须要进行多个堤距、堤高方案的比较，以确定合理的方案。3、堤防标准断面确定：堤顶宽度与堤防边坡 堤顶宽度：稳定因素、交通要求，有的结合居民点布置，都应根据规定标准设计。堤防边坡：应根据稳定要求，依土质，提高不同坡向确定（见教材表）4、堤防护岸工程：1)干砌块石护坡，风浪压力、边坡大小对坡面稳定的要求 2)草皮护坡：一般为背水面，经济、
18、适用 3)抛石护岸：便于应急抢险，水下能自动调整，适应河床变形，不影响整体，要求较大块石。第八节防汛抢险第八节防汛抢险 一、组织准备工作 二、掌握水情 三、巡堤查验 1、巡堤路线 2、工具 3、巡查方法：1)四到：手到、脚到、眼到、耳到 2)五时：吃饭时、换班时、黄昏时、黎明时、刮风下雨时四、正确的运用工程及抢险 1、防浸溢，最常用的方法是修筑子堤 2、防渗透，原则为临河防渗、背河导渗 3、堵漏洞，常称管涌。当临水面堵塞困难时，可在管涌处做反滤层，滤水阻止管涌扩大。4、防脱坡，基本原则是消除渗水压力、恢复堤支稳定导渗修坡。5、防浪窝：一是消除波浪的力量，二是加强堤防本身的强度，用草排漂浮物固定在水面上，以及用块石护坡。6、溃口堵复：在决口下游扒口，使溃水归入本河；堵口平堵，由河底垫高，截断水流；立堵，常用抛石堵口。
