《灌溉排水工程学》教学用课件-第八章.ppt

第八章 排水系统规划设计 第一节 排水系统的组成及规划布置 一、排水系统的组成 排水系统的作用是：除涝、排渍、治碱。 排水系统一般包括排水区内的排水沟系和蓄水设施、排水区 外的容泄区以及排水枢经三大部分所组成： 二、排水系统的规划 1、规划布置原则 排水系统的规划布置主要包括容泄区和排水口的选择以及各级 排水沟道的布置两部分。 布置排水系统时应根据下列原则： (l)充分利用水土资源，尽量扩大自流排水面积、减少占地，节 省投资。 (2)系统分级合理，长短适当，排水与行政区划相结合，以便于 机耕和统一管理。 (3)尽量减少交叉，建筑物尽量集中，做到一物多用。 (4)尽量利用现有水利设施，尤其要注意不打乱自然排水流势， 以保证排水流畅。 (5)系统线路尽量做到“一直、二短、三安全”。 (6)灌排配套、有灌有排，保证及时灌溉与排水。 2、具体规划方法 (1)划分排水区 有两种划分方法： ①将规划区域做为一个排水区； ②将规划区域划分为几个排水单元。 (2)输水系统规划布置 (3)容泄区的选择 容泄区应该满足下列要求： 1)容泄区应具备与设计洪水相应的蓄洪能力； 2)容泄区的输水、容量能及时排泄、容纳排水区洪水； 3)容泄区产生的雍水，历时不超过设计的规定。 第二节 明沟排水系统的设计 排水沟设计的内容：排水沟设计流量的计算；排水沟设计水位 的确定；排水沟断面尺寸的确定；排水沟断面尺寸的绘制。 一、排水沟设计流量的计算 1、排涝设计流量 (1)地区经验公式法及排涝模数。 设计排涝模数(q)，以单位排水面积上的最大排涝流量表示： (3)推理公式法 根据线性汇流理论导出均匀净雨所形成的洪峰流量计算公式： 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。 (1)自流外排时的最高设计水位 各级排水沟汇交点上的水位和沟底的衔接要求：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。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。也可按下述方法进行推求： 1)计算水位参考点高程 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日常设 计水位。 其步骤如下： (1)计算排水农沟水位。 (2)自上而下用适线法。 三、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。 设计中注意的要点： (1)排水沟的糙率较大时，一般取为0.025~0.3； (2)排涝流量和排渍流量相差悬殊时，采用复式断面； (3)排水沟需具备其他功能的，要根据特定条件进行设计； (4)在设计排水沟纵断面时，要求日常流量时不得发生雍水。 1、设计参数的选取 排水沟的断面设计与排水沟底坡i、边坡系数m及糙率n有关: (1)底坡i :底坡与地面坡度相接近、不冲不淤、开挖深度适宜。 (2)边坡系数m (3)糙率n :校核排涝流量用较大值，校核不冲流速用较小值。 2、旱作地区排水沟的断面设计 (1)计算内容 1)用排涝设计流量确定排水沟纵横断面尺寸： 2)用排渍设计流量校核水位衔接条件。 3)用日常设计流量校核沟深、底宽和不冲不淤条件。 (2)计算步骤 1)计算排涝设计流量、排渍设计流量和日常设计流量。 2)选择参数i、m和n。 3)用排涝设计流量设计排水沟断面尺寸。 4)用排渍设计流量校核排水沟的水位衔接，逐级计算设计水位 参考点高程。 5)用日常设计流量校核沟深、底宽和不冲不淤条件。 3、水田地区排水沟的断面设计 (1)计算内容。 1)用排涝与排渍设计流量之和确定排水沟断面和水位衔接条件； 2)用日常设计流量校核沟深、底宽和不冲不淤条件。 (2)设计步骤： 1)计算排涝设计流量、排渍设计流量和日常设计流量； 2)选择参数i、m和n； 3)用排涝设计流量与排渍设计流量之和设计排水沟断面。 4)用日常设计流量校核沟深、底宽和不冲不淤条件。 4、骨干排水沟纵剖面图的绘制 步骤如下： (1)在地形图上定出骨干排水沟轴线，绘出地面高程线； (2)根据控制地下水位的要求及干沟比降，绘制日常水位线； (3) 在日常水位线以下，由所需的水深定出沟底高程线； (4) 由排涝设计流量或蓄涝要求的水深，绘制干沟的最高水位线。 绘制时，从排水出口开始由左向右绘制，上注明桩号、地面高 程、最高水位、日常水位、沟底高程、沟底比降、挖深等。 四、排水容泄区 排水系统的容泄区是指位于排水区域以外，用以容纳排水系统 排出水量的河流、湖泊或海洋等。 1、容泄区的整治内容 (1)疏浚排洪通道，清除障碍，以提高蓄洪能力。 (2)加固容泄区排洪道两岸堤防，提高防洪标准。 (3)整治容泄区