SL T 4-1999(条文说明) 农田排水工程技术规范.pdf
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1、中华人民共和国行业标准农田排水工程技术规范SL/T 4-1999 条文说明1999 北京目次1 总则. 2 规划. . . 53 3 设计.60 4 施工. . . . . 75 5 管理. . . .叭. 78 50 1总则1. 0.1 本规范巳将SL15-90 (农田排水技术规程(南方农田暗管排水部分)纳入,并根据GB/T50288-1999 (灌溉与排水工程设计规范及已试行20多年的SDJ217-84 (灌溉排水渠系设计规范中的有关内容,参考日本和原苏联的有关标准以及国内外有关资料,紧密结合本规范之目的编制而戚。1. O. 2 由于我国幅原辽阔,自然条件的差异性较大,在农田排水工程新建、
2、扩建、改建及配套工程的规划、设计、施工中,以及工程建成后的管理工作中,若执行本规范某些条款确有困难,或者本规范未作明确规定的特殊技术问题,应进行专门论证,并在有关文件中予以阐述。1. O. 3 全面搜集分析所需资料和进行必要的勘测、试验等工作,因属常规要求,且涉及内容较多,各地可根据建设阶段、工程规模及当地具体情况,按有关规定和要求执行。农田排水是治理涝、溃、盐碱的有效措施,是直接为发展农业生产服务的。因此,农田排水工程的建设应与当地农业、水利区划相适应,全面安排,综合治理,并结合先进的灌溉和农业技术措施进行工程的管理运用,应作到建管并重、排灌兼施,才能获取减灾增产的持久效果,这与当今世界发展
3、持续农业的精神是一致的。1. O. 5 本规范的引用标准除在本规范条文中已经标明的标准外,主要的还有DL5020- 93 (水利水电工程可行性研究报告编制规程、DL5021-93 1500 0.058 0.92 -0.33 3 黑龙港地区t 200-1500 0.032 0.92 一0.253 省平原区30-1000 0.040 0.92 -0.33 3 山西省太原平原区0.031 0.82 一0.25辽宁省中部平原区50 。.01270.93 一0.1763 10-100 0.0256 1. 00 一0.183 江苏省苏北平原100-600 0.0335 1.00 一0.243 600-60
4、00 0.0490 1.00 -0.35 3 运5000.0135 1.00 一0.2013 湖北省平原湖区500 0.0170 1.00 一0.2383 允许的耐淹历时内排出进行计算见式CE-2)J.稻田则排至耐淹水深即可见式CE-3)J。南方好(挠)区排涝模数计算公式见式CE-5)应用时需注意,可自流排水的好区应取开闸排水的小时数r=24h/d;抽水排水的T值应取水泵的日平均工作小时数,所得结果则为抽排的排涝模数。若吁区内无湖泊洼地可用作调蓄时,应取Az=O进行计算。因而可求得符合吁区具体情况的排涝模数。3.2.3 防止农作物产生渍害的最小地下水埋深称耐渍探度。在作物生长期间,允许地下水有
5、短期升至耐渍深度以上,其持续时间以不危害作物正常生长为限度,该持续时间称耐渍时间。由于各63 种作物在不同生育期的耐渍能力不同,如表4所列几种主要农作物的耐溃深度那样,治溃标准应该是一个动态指标。在治渍设计中,通常以主要作物生长期内的最大耐渍深度为设计排渍深度指标,并应满足渍害敏感期或作物生长关键期的最小耐渍深度的控制要求。一般早作物的渍害敏感期多为苗期,生长关键期则视横害对产量影响较大而定,稻田宜采用控制无效分冀的晒田期。国外治渍标准中有动态指亵4几种主要农作物不罔标的介绍,例如以作物生长期生育期的酣溃深度内地下水在埋深30cm以上的水位差值与时间总和来表示的SEW30 (cm-d),通过与
6、作物产量建立关系后确定其指标。还有SDI和模扭预测等方法均值得借鉴(参见美国农业排水),水利出版社,1982年1月)。我国湖北等地曾进行过SEW30的初步分析研究,但缺乏生产应用与检验。1 稻田适宜渗漏率的测作物小麦棉花玉米水稻生育期耐滔深度(m) 播种出苗返青分襄0.5-0.8 拔节成熟1. 0-1. 2 I 幼苗。.6-0.8现蕾1. 2-1. 5 花铃吐絮1.5 幼苗0.5-0.6 拔节成熟1.0-1.3 晒回0.4-0.6 试方法有筒试法、坑试法和田测法三种,以田测法为佳,详见附录C。无排水工程时的渗漏率也可用田测法确定。2 地下水位过高和土壤过湿将使土壤承载力降低,直接影响农业机械适
7、时、高效地进行田间作业。据河北、黑龙江等地农场的实践资料,机耕和机收时的最小地下水埋深为O.70. 8 m,若采用重型拖拉机带动联合收割机作业时则为0.9,._,1.0m。另据国外资料介绍,满足拖拉机下田作业的最小地下水埋深一般是:履带式拖拉机为O.40. 5 m,轮式拖拉机为O.50. 6 m。因此,根据我国目前广泛使用的为中、小型拖拉机的情况,排横深度一般为O.60. 8 m,排渍时间可按照各地雨后的耕作要求确定。3 调控地下水位的排水流量,从降雨或灌溉开始,有一个变64 化过程和流量峰值,因而排溃模数也是一个变化值。在排水设计中,一般均采用雨后或灌后地下水从高水位降至设计排渍深度的平均排
8、渍模数。需要特别指出的是,在排溃过程中存在着定的地下水蒸发量,将使排渍模数有所减小,但考虑到雨后或灌后的土壤水分含量较大,对地下水蒸发有抑制作用,且要求排溃的时间一般较短,因而治溃排水模数计算式(3.2.3-1)中不考虑蒸发影响,有利工程安全。3.2.4 防止土壤发生盐碱化的最小地下水埋深称临界深度。在土壤、地下水矿化度和耕作措施等因素一定的条件下,地表的积盐速度和积盐总量取决于地下水的蒸发量。所以在附录E中,根据各地资料汇总的地下水临界深度表内,在蒸发强烈地区宜取较大值,反之宜取较小值。1 降雨或灌溉会引起地下水位升高,却能使土壤盐分得到淋洗z而蒸发虽能使地下水位下降,却会造成土壤返盐。所以
9、盐碱地区的土壤,一般在汛期处于淋洗脱盐状态,在春、秋干旱季节则处于蒸发积盐状态。因此,为防止土壤返盐而危害作物生长,我国通常将临界深度作为盐碱地区排水工程的设计标准。由于土壤盐分和地下水位是经常变动的,所以有些国家不用临界深度作设计标准,而利用灌溉淋盐和排水排盐的功能进行排水设计。故本规范指出z当采取小于地下水临界深度设计时,应通过水盐平衡论证确定。2 在地下水由高水位降至临界深度的过程中,困地下水的蒸发积盐,可能使根层的土壤含盐量超过作物的耐盐能力,为防止此情况的发生,必须确定适宜的排水时间。根据我国一些盐碱地区的排水试验成果,采用815d将灌溉或降雨引起升高的地下水位降至临界深度,一般可取
10、得较好的防治效果。本规范给曲了确定排水时间的两项要求,可用下述方法近似确定。1)在预防盐碱化地区,为保证蒸发积盐后耕作层的土壤含盐量不起过作物的耐盐能力,排水时间。)可按耕作层的盐量平衡关系计算得到65 Y(Sc - So)Z (1) 100hMd 式中Y一一耕作层土壤的容重,kg/旷;Sc 耕作层土壤的允许含盐量(占干土重%),通常采用作物苗期的耐盐能力(见表)有利安全FSo -灌概或降雨淋洗后的耕作层土壤含盐量,在改良后的正常耕作期一般S。运0.05%;llZ-耕作层厚度,m; Md一一灌后或雨后的战层地下水矿化度,g/L即kg/m3;L一一排水过程中的地下水平均蒸发强度,m/d。2)在改
11、良盐碱土地区,冲洗脱盐的设计土层深度一般为1. 0 m;若为盐碱荒地,为避免冲洗定额过大、减轻排水工程负担和缩短冲洗改良时间,宜分期改良逐步达到治理要求,因而也可采用0.6m。设计土层深度内的冲洗脱盐量可根据襄5不同作物菌期耐盐能力参考值棉花0.3 首稽。.4冲洗前的土壤含盐量、盐分组成、土壤质地等因素按冲洗改良要求确定。冲洗后设计土层内应达到的脱盐标准,一般可取全盐量为:氯化物盐土0.25%左右,硫酸盐氯化物盐土接近0.3%,氯化物硫酸盐盐土0.4%,硫酸盐盐土0.45%左右。以后在改良与利用结合的条件下,通过灌溉排水作用,使设计土层继续脱盐和防止盐分向表土集聚,并逐渐使脱盐深度增加和地下水
12、淡化。因而保证冲洗效果的必要条件是通过排水工程将过多的盐量排出土体。考虑到盐碱地区一般地下水矿化度较高和蒸发量较大,排水工程的排盐能力通常应大于冲洗脱盐量。在冲洗过程中的排水时间,一般可采用两次冲洗的间隔时间减去为溶解盐分的浸泡时间,并应考虑尽量减少蒸发积盐的影响J因此宜结合不同排水规格的现场试验确定。66 3 防治土壤盐碱化排水的控制时期多为蒸发较强烈季节,冲洗排水时其盐分溶解也快,因而在计算排水模数时应考虑地下水的蒸发作用。本规范公式(3.2.4-1)实为非稳定渗流条件下的平均排水强度的近似计算式。3.3阴沟排水3.3.2 除涝排水的末级固定沟,其间距和沟深应满足控制面积内设计排涝流量的要
13、求,其布置形式应根据本款规定,因地制宜地采用排灌相同或排灌相邻。调控地下水位的末级固定沟间距虽有三种确定方法,但各有其实用意义。1 排水试验法。通过田间排水沟深度和间距的不同处理试验及其工程投资与效益的经济分析,可以确定适合当地情况的合理的沟探和间距,因而是基本方法。但是,试验需要一定的工程投资和周期,而且选择的试区虽要求有较大的代表性,但不可能对治理区内各种类型地区都同时开展试验。在缺乏实践经验的地方,尤其是采用某项新技术(如暗管排水)时,通过排水试验可增强理性认识,积累建设和管理经验,并达到示范的目的。同时,也可验证公式计算法和经验数值法对当地的适用程度。2 公式计算法。这是利用渗流理论在
14、概化自然条件下得到的确定间距的方法。常为设计者采用的原因是:使用方便,花费较少,而且能紧密结合排水设计标准,一定程度上反映了不同的自然条件。但因有关参数不易测准和自然条件概化较多等原因,而与实际情况有一定差异,影响了计算结果的准确性。尤其是每个公式都有其特定的初始条件和边界条件,若不注意结合当地条件选用公式,计算结果将不符合实际使用要求。因此,本规范附录A-附录C均采用现场测定法确定有关参数,而附录G中的每个公式都简要给出了其适用条件。3 经验数值法。这是一种根据经验确定的方法。我国地域辽阔,各地自然条件差异较大,因此,应按当地或类似地区实践经67 验确定的经验值选用。表6综合一些地区的经验值
15、给出了调控地下水位的末级固定沟间距参考值,其中沟深和间距均有一定的变化幅度,这是因为同类土质在不同地区的水文地质参数和排水模数等可能有一定差异,因此参考选用时仍需要根据经验进行判断和选择。表6调控地下水位的末级固定沟阁距经验参考值(m)沟深粘土、重壤土中壤土轻攘土、砂壤土(m) 0.6-1.0 10-20 20-30 30-60 1.0-1.5 20-30 30-60 60-100 1. 5-2. 0 30-60 60-100 100-150 2.0-2.5 60-100 100-150 当坠普轻砂攘土地区较深的明沟极易发生边坡婉塌,而末级固定沟面广量大,不宜采用放缓边坡而过多增大断丽的办法,
16、可以选用其他排水措施,如暗管排水等。3.3.4 在大面积的治理区内,不可能对全部农田的田间排水工程都进行设计,通常应根据排水分区和不同排水措施,选择在有代表性的斗沟范围内进行斗、农沟和田间沟、渠、田、路、林的全面布设和土地平整等项内容的典型设计,做为田间工程建设和工程量估算的基本依据。由于这部分设计直接关系到农田涝渍和盐碱的治理与农作物的正常生长,因此至为重要,必须认真做好。3.3.5 排水系统中各级询道的设计水位可根据排水任务分为排涝设计水位和排地下水设计水位。按排涝流量设计时即第1款规定的排涝设计水位;按排地下水流量(排渍或排咸)设计时即第2款规定的排地下水设计水位;按其他校核流量求得的校
17、核水位,应与同类设计水位进行比较,并分别执行第3款和第4款的有关规定,以保证排水掏道满足综合排水功能要求。治理区内有代表性的地面点,系指距排水出口较远处的地面点、地势低洼点和一般地面点等,应通过比较分析确定。按式(3.3.4-1)计算,可求得除涝设计中各级沟道出口处对其衔接向道68 的要求水位,再据衔接沟道的纵比降和其他水头损失值确定其排涝设计水位线。同理按式(3.3.4-2)可确定排地下水设计的水位线。排水系统的承泄区多为江、河、湖、海,其防洪设计暴雨频率及由此得到的设计水位都将高于治理区排水出口的设计水位。所以本规范规定,承泄区的设计水位应根据各地具体条件,通过技术经济分析确定,一般可采用
18、与排水治理区设计暴雨的同期、同频水位,这是符合同步要求的。但是,若承泄区为河流,且接受不同暴雨区的来水时,将出现治理区与承泄区不属同一暴雨区的情况,则应通过两者的遭遇分析确定承泄区的设计水位,才能达到同步的要求,从而与治理区排水出口设计水位进行比较,确定采用何种处理设计。3.3.6 不稳定沟段的边坡处理设计,应主要以地下水作用于不同土质坡面的稳定分析为依据,因而需进行掏道的工程地质和水文地质勘测,但实际上很难达到这种要求,故未写入条文。根据部分地区进行的防塌试验,虽取得了不同程度的治理效果,尚有待其他地区进一步验证和提高后才能形成共识。由于在明沟设计中不能缺少此部分内容,因此,本条仅做了原则性
19、规定,按照沙性土坡面易发生渗透变形、上粘下抄坡面易发生整体滑塌和边坡土层复杂造成沟坡不稳三种情况,分款提出了相应的些处理技术,供设计者根据当地情况酌情选取进行典型设计或试验处理设计。关于各种排水体的设置要求和渗流、稳定计算等,可参考SD218-84 (碾压式土石坝设计规范的有关规定;土工布的使用可按GB55209一98(土工合成材料应用技术规范执行。3.4暗管排水3.4.1 我国农田暗管排水的大面积生产实践尚很少,加之一些地方通过排水试验取得的吸水管间距经验值差异较大,现经初步分析综合成表7供参考。表中暗管埋深与间距均有一定的变化幅度,选用时仍需要结合当地实际情况,根据经验判断选择。69 表7
20、吸水管间距经验参考值(m)暗管埋深(m)粘土、重壤土中壤土轻壤土、砂壤土O. 61. 0 10左右1020 2040 1. 01. 5 1020 2040 4070 1. 52. 0 2040 4070 70110 2. 02. 5 70110 110-160 一-铃这类土质地区的吸水管理深一般不需很大,故未列出相应的问距值3而临界深度可能达2.0m以上的轻、砂壤土地区,则需要较大的吸水管理深和间距值。3.4.2 管材和外包滤料是暗管排水工程的主要材料,应根据本条中的各项规定认真选用。1 排水暗管埋设于不同深度和宽度的管沟中,其回填材料作用于管上的荷载可用马斯墩公式确定。Wc = CdWm (
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