水土保持工程措施-防洪排导工程

排洪渠设计案例

某弃渣场集水面积2.767km2，弃渣场占地面积28.96hm2，占地类型主要为林地和耕地，堆渣高程435~505m，容渣量450.00万m3，拟堆渣量382.48万m3。弃渣场地地形呈近圆形的小盆地，四周山体雄厚，植被发育，山顶高程都在800m以上，西南侧有一垭口，为水流集中出口处，盆地内小冲沟发育，在盆地底部汇流为主沟，常年流水，主沟底部高程在430.0~480.0m，四周山坡坡度15°~25°，局部较陡区域约25°~35°，底部较平缓区域为10°~15°。渣场内覆盖层厚度一般2~3m，底部平缓地带厚度较大，为5~10m，两侧山坡覆盖层较薄，渣场范围地质条件较好，场地无滑坡、泥石流等不良地质现象。1.弃渣场概况及设计条件弃渣场所在地区属亚热带海洋性季风气候区，温暖湿润，雨量充沛，多年平均气温21.1℃，极端最高气温37.6℃，极端最低气温0℃，多年平均年降水量1526.4mm，降水主要集中在3~9月，约占全年的80%。1.弃渣场概况及设计条件时段频率（%）12510201h11911096.685.874.43h2392151821561296h34530625421317212h48843135429523724h679595487403319各频率1h、3h、6h、12h和24h降水量成果（单位：mm）弃渣场防洪标准按照50年一遇设计，根据弃渣场堆渣形态、冲沟分布及周边地形情况，弃渣场上游主要汇水通过渣场后部的1#排洪渠、左侧的2#排洪渠排导，渣场右侧汇水通过3#排洪渠排导，同时，为了使汇水汇入排洪渠，共设置两座拦洪坝。2.排洪渠布置3.排洪渠设计

经水文计算，弃渣场各段排洪渠上游汇水对应的设计洪峰流量详见表：3.排洪渠设计

根据洪水过程，排洪渠过流能力按明渠均匀公式计算，初拟各段排洪渠断面尺寸和比降等参数，根据以上公式计算弃渣场排洪渠的过流能力，复核其是否满足设计洪水要求，经试算，弃渣场各段排洪渠过流能力均能满足要求。4.排洪渠典型剖面图1#排洪渠2#排洪渠4.排洪渠典型剖面图3#排洪渠排洪渠目录12防洪排导工程类型及适用条件排洪渠设计防洪排导工程类型及适用条件01防洪排导工程就是运用工程措施，防止山洪及泥石流的发生。项目建设在基建施工和生产运行中，由于损坏地面或弃土、弃石、弃渣，易遭受洪水危害，必须修建防洪排导工程，以防害减灾。防洪排导工程主要包括排洪渠、拦洪坝、排洪涵洞、防洪堤、护岸护滩、清淤清障等工程。1.防洪排导工程类型及适用条件根据洪水的来水量及其危害程度：项目区上游有小流域沟道洪水集中危害时，应在沟道中修建拦洪坝。项目区一侧或周边坡面有洪水危害时，应在坡面与坡脚修建排洪渠，并对坡面进行综合治理。当坡面或沟道洪水与项目区的道路、建筑物、堆渣场等发生交叉时应采取涵洞或暗管进行地下排洪。项目区紧靠沟岸、河岸，洪水影响项目区安全时，应修建防洪堤。项目区内沟岸、河岸在洪水作用下易发生坍塌时，应布置护岸护滩工程。对泥石流沟道应实施专项治理工程。1.防洪排导工程类型及适用条件排洪渠设计02排洪渠：一般修建在项目区周边，同时要求项目区内各类场地、道路和其他地面排水，应结合排洪渠统一布置。洪渠等3种类型。2.排洪渠设计排洪渠是为了保证项目区生产建设的安全，而兴建的排除周边坡面及区域内的洪水危害的工程设施。2.排洪渠设计

根据建筑材料不同，可分为：土质排洪渠三合土排洪渠浆砌石排洪渠

(1)、土质排洪渠不加衬砌，结构简单，就地取材，节省投资。适用于坡面洪水流量较小，危害不大的地方。2.排洪渠设计2.排洪渠设计国家级水土流失重点防治区划分

(2)、三合土排洪渠排洪渠的土堤部分用土、砂和石灰（比例为6:3:1）分层填筑，夯实而成。适用于有高含沙山洪的地方。2.排洪渠设计

(3)、浆砌石排洪渠浆砌石衬砌的方式有两种：边坡衬砌边坡和沟底衬砌浆砌块石衬砌多用于半挖半填的排洪渠中，衬砌厚度一般为0.3m-0.5m。适合于排泄冲刷力强的山洪。防洪标准渠道断面设计：常用的渠道横断面形式有梯形、矩形、U型和复式断面等，排洪渠宜采用挖方渠道，一般采用梯形断面。梯形填方渠道断面，渠堤顶宽1.5m~2.5m，内坡坡比l:1.5~1:1.75，外坡坡比1:1~1:1.5。根据最大流量计算排洪渠过水断面，按明渠均匀流公式计算：2.排洪渠设计2.排洪渠设计国家级水土流失重点防治区划分2.排洪渠设计纵坡及纵断面设计：排洪渠设计纵坡应根据渠线、地形、地质以及与山洪沟连接要求等因素确定。当自然纵坡大于1:20或局部高差较大时，应设置陡坡式跌水。排洪渠纵断面设计应将地面线、渠底线、水面线、渠顶线绘制在纵断面设计图中。排洪渠断面变化时，应采用渐变段衔接，其长度可取水面宽度变化之差的5~20倍。2.排洪渠设计国家级水土流失重点防治区划分排洪渠进出口平面布置：采用喇叭口活八字形导水墙。导水墙长度可取设计水深的3-4倍。出口底部设置放冲、消能等设施。防冲措施：当排洪渠水流流速大于土壤最大允许流速时，应采用防护措施防止冲刷。安全超高：安全超高根据建筑物等级确定，在弯曲段凹岸应考虑水位壅高的影响。2.排洪渠设计2.排洪渠设计

排洪渠弯曲段和弯曲半径:2.排洪渠设计

洪峰流量的确定:2.排洪渠设计拦洪坝目录12拦洪坝的坝型拦洪坝的设计拦洪坝的坝型01拦洪坝的作用:拦洪坝是布置在沟道或河道上游，用以拦沙蓄水，防洪减灾，保障项目区生产建设安全的挡水建筑物，被拦截的来水通过排水洞等设施排至项目区下游或相邻沟谷。1.拦洪坝的坝型拦洪坝的坝型:拦洪坝按结构分，主要坝型有重力坝、拱坝；按建筑材料分，有砌石坝(干砌石坝和浆砌石坝)、混合坝(土石混合坝和土木混合坝)等，选择坝型时需综合考虑山洪的规模、地质条件及当地材料等因素。1.拦洪坝的坝型拦洪坝的设计022.拦洪坝的设计（1）.坝址选择：坝址处地形地质条件良好，基础为抗风化岩石或密实土。应避开较大弯道、跌水、泉眼、断层、滑坡体、洞穴等，坝肩应无冲沟。河(沟)地形平缓，河床较窄，坝轴线短，库容大。有适宜布置溢洪道、放水工程的地形地质条件。坝址上下游有充足的筑坝土、砂、石等建筑材料，有水源条件。库区淹没损失小，对村镇、工厂、铁路、公路、高压线等建筑物的安全影响小。2.拦洪坝的设计国家级水土流失重点防治区划分(2)、库容与坝高：包括：拦泥库容和滞洪库容两部分。根据坝址以上年来沙量和淤积年限，确定拦泥库容；根据来洪量与排洪量确定滞洪库容。拦洪坝的坝高由拦泥坝高、滞洪坝高和安全超高三部分组成。根据已确定的拦泥库容与滞洪库容，在坝高-库容关系曲线上查得相应的拦泥坝高和滞洪坝高，再加上相应的安全超高，即为拦洪坝的总坝高。2.拦洪坝的设计拦洪坝防洪标准应根据国家防洪标准，结合防护对象和防护要求选定。2.拦洪坝的设计

(3)、土坝的断面设计1.坝顶宽度的确定：按不同的坝高和施工方法采取不同的坝顶宽度。当有交通要求时，应按通行车辆的标准确定，一般单车道为5m，双车道为7m。2.坝坡：上游坝坡应比下游坝坡缓，坝体高度越大，坝坡应越缓；水坠坝坝坡应比碾压坝坝坡的缓。3.边埂：采用水坠法施工的土坝，根据建筑材料与坝高、施工方法确定。一般坝高较小和土料含沙量较大时，边埂宽度可小些；坝高较大、土料含粘量较大的，边埂宽度可大些。4.坝体排水：在粘土、岩石地基或有清水的沟道上筑坝，在下游坝坡坡脚应设置排水设施。根据不同条件，分棱体排水、贴坡排水等形式。2.拦洪坝的设计

(4)、放水建筑物1.卧管式放水工程：卧管式放水工程适用于坝上游岸坡基础条件较好，坡度为1:2～1:3。包括卧管、涵管及消力池三部分，具体技术要求参照《水土保持治沟骨干工程技术规范》（SL289—2003）的规定。2.竖井式放水工程：竖井式放水工程适应于布置在土坝上游坝坡上，且坝体基础较好。包括竖井、消力井及涵管设计，具体技术参照《水土保持治沟骨干工程技术规范》(SL289—2003)中的规定。2.拦洪坝的设计

(5)、溢洪道设计陡坡式溢洪道陡坡式溢洪道适用于坝高20m以上、库容50×104m3以上的较大型坝库。由进口段、陡坡段和消力池三部分组成，具体技术参照《水土保持治沟骨干工程技术规范》（SL289—2003）中的规定。

明渠式溢洪道：明渠式溢洪道适用于坝高20m以下，库容50×104m3以下的中小型坝库。具体技术参照《水土保持治沟骨干工程技术规范》（SL289—2003）中的规定。2.拦洪坝的设计排洪涵洞目录12排洪涵洞的类型排洪涵洞的设计排洪涵洞的类型01防洪排导工程的作用:防洪排导工程就是运用工程措施，防止山洪及泥石流的发生。根据其洞内水流的状态，排洪涵洞可分为有压、无压或半有压3种。涵洞的型式一般分为浆砌石拱形涵洞、钢筋混凝土箱形涵洞、钢筋混凝土盖板涵洞和圆形管涵4种。1.排洪涵洞的类型排洪涵洞的设计022.排洪涵洞的设计1、设计流量标准排洪涵洞设计流量标准应与所属建筑工程洪水标准一致。2、排洪涵洞断面设计要求涵洞的孔径及下游连接段的型式和断面尺寸由水力计算确定。在水力计算之前首先应了解水流状态。无压涵洞洞身断面尺寸较大，但进水口壅高较小；有压涵洞洞身断面尺寸较小，进水口壅高较大；半有压涵洞介于两者之间2.排洪涵洞的设计3、涵洞断面尺寸确定涵洞中水流流态按明渠均匀流计算。由于边墙垂直、下部为矩形渠槽，其过水断面按公式式中：A——过水面积，m2；Q——最大排洪流量，m3/s；v——水流流速，m/s；b——涵洞底宽，m；h——最大水深，m。

水流流速v的计算，分别选用公式式中：R——水力半径，m；v——水流流速，m/s；i——涵洞纵坡比降；n——涵洞糙率；C——流速系数，C=R1/6/n，m1/2/s。A与R通过试算求解。2.排洪涵洞的设计2.排洪涵洞的设计涵洞高度的确定求得的过水断面后，其水深h加上不小于0.3m超高，即为涵洞净高。