涝池池体工程设计
期刊目录网城市规划论文发表2020-07-28 11:14关注(1)
涝池是指在干旱或半干旱地区利用地表径流而修筑的蓄水工程,为实现“美丽乡村”战略发挥着重要的作用。池体工程作为涝池的重要组成部分,其设计合理与否至关重要,本文主要对涝池池体工程的结构及设计方法进行了分析。
关键词:涝池;池体工程;美丽乡村
1涝池简介
涝池是我国西北地区在干旱、半干旱乡村地区所修筑的一种小型蓄水工程,其主要作用为收集地表降雨径流、蓄洪排涝、防止水土流失。涝池主要由进水工程、池体工程、排水工程及附属工程组成[1]。通过乡村涝池建设,修复整治水生态,连通区域水系,使之成为适宜群众生活休闲的水生态景观,服务于国家“美丽乡村”战略[2]。
2池体工程设计
涝池池体工程设计内容主要包括涝池设计标准及水文计算、涝池容积的确定、涝池深度的确定以及涝池池体防渗的设计。某涝池工程位于渭北高原沟壑区,为平原地貌形态。涝池集流区区域地势北高南低,区内海拔高程468~471mm,工程所在区域属暖温带半湿润季风气候,涝池水源主要为降雨产生的地表径流和灌区引水。集流区总面积4.41hm2,其中住宅及道路硬化面积4.41hm2。
2.1设计标准水文计算
根据地形条件估算该涝池容积在3000~10000m3之间,规模属中型其设计标准为10年一遇6h暴雨。根据某地水文手册查的6h暴雨量均值为42.5mm,根据点雨量可以推算出设计暴雨量,按公式(1)计算:H6p=Kp·H6p(1)式中:H6p———频率为P的6h暴雨量(mm);Kp———频率为P的皮尔逊Ⅲ型曲线模比系数;H6p———多年最大6小时暴雨均值(mm)。根据某地水文手册查的年最大6h点雨量变差系数Cv为0.54,偏差系数Cs与变差系数Cv的比值Cs/Cv为3.5。查皮尔逊III型曲线模比系数KP值表可得,K6P=1.72。则H6p=Kp·H6p=1.72×42.5=72.68mm。设计洪水总量按公式(2)计算,其计算式为:W=10KRF式中:W———洪水总量(m3);F———集水面积,hm2,取4.41hm2;R———设计条件下降雨量,取72.68mm;K———径流系数,由于集水面积全部硬化,这里可取0.85。经计算,该地涝池设计洪水总量为2727m3。
2.2涝池容积设计
涝池容积由调洪容量和蓄水容量两部分组成。按公式(3)计算:V=V死+V蓄+V调(3)式中:V———涝池容积,m3;V死———涝池必须保持一定水面所需要的容积,m3;V蓄———涝池蓄水容积,m3;V调———涝池调洪容积,m3。对于人文景观型长期需保持一定的水深,取1.0m[3],相应V死=1374m3,在设计标准条件下,设计洪水总量为2724m3,即为涝池蓄水容积(V蓄),根据排水情况和要求,该涝池不需调洪,相应调洪库容为零。则该涝池容积为:V=V死+V蓄+V调=1374+2724+0=4098m3。
2.3涝池深度设计
涝池总深度H由固定水深h死、蓄水水深h蓄和安全加高△h三部分组成[4],按公式(4)计算:H=h死+h蓄+△h(m)(4)根据地形条件布置和量算,固定水深h死取1m,当蓄洪水深h蓄=1.3m时,V蓄=2724m3,可满足调蓄一次10年一遇6h降雨径流。即蓄水水深取1.3m。涝池安全加高一般取0.2~0.5cm,根据现场条件,安全加高取0.5m,则涝池深度取2.8m。
2.4涝池防渗设计
根涝池池体形状为不规则形状。设计池深2.8m,设计水深2.3m,边坡1:2.0,池体碾压密度不小于1.6t/m3。由于该涝池需要长期保有水面,因此,池底至池顶2.3m内先原状土夯实30cm,采用3:7灰土密实防渗,厚度30cm,上覆30cm黄土,铺设土工膜(400g/m2),其铺设于3:7灰土防渗层与黄土层之间,选用WCD-1型二布一膜复合土工膜,池底范围先原状土夯实30cm,再采用3:7灰土密实防渗,厚度0.30m,上覆0.30m黄土,见图1。
3结语
涝池设计的关键在于对其池体的设计,涝池对于美化乡村环境,构建美丽乡村,改善乡村小气候起到一定的作用,以近自然措施进行水生态修复,促进农村水系整治,改善民生[5]。基金项目:杨凌职业技术学院科学研究项目“美丽乡村背景下陕西关中地区农村涝池建设优化研究”(A2018001)。
参考文献
[1]马小龙.渭北塬区恢复生态涝池建设初探[J].水利建设与管理,2019,39(7):63-66.
作者:杨川
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