农田排水工程技术规范(SL T4-1999)(6)

2019-03-16 20:50

西南 华中 黄土高原 12.0 14.0 6.0 14.0 17.0 7.5 16.0 19.5 8.5 0.75 0.75 0.80

附录F 地下水临界深度

地下水临界深度应根据土壤质地、地下水矿化度、降雨、灌溉、蒸发和农业措施等因素,通过综合试验确定;也可根据不同自然条件和农业生产条件,通过实地调查确定。当缺少上述资料时,可按表F-1选用,或按下式近似估算:

hk=hp+△z

(F-1)

式中

——地下水临界深度,m; hk

——土壤毛管水强烈上升高度,m; hp △z ——安全超高,m。在地下水矿化度低的地区可采用耕作层厚度,在地下水矿化度高的地区宜采用作物根系主要活动层厚度。

表F-1 地下水临界深度(m)

地下水矿化度(g/L) 土壤质地 <2 砂壤、轻壤 中壤 重壤、粘土 注

1.8~2.1 1.5~1.7 1.0~1.2 2~5 2.1~2.3 1.7~1.9 1.1~1.3 5~10 2.3~2.6 1.8~2.0 1.2~1.4 >10 2.6~2.8 2.0~2.2 1.3~1.5 蒸发强烈地区宜取较大值,反之宜取较小值。

附录G 调控地下水位的末级固定沟和吸水管间距计算公式

1 稻田淹灌稳定流条件下的平行系列沟(管)间距公式

B=KH/qΦ0

式中

——排水沟(管)间距,m; B

(G-1)

——排水含水层的平均渗透系数,m/d; K

——作用水头,m,一般指田面水位与沟中水位差值或至暗管中心的距离,可近似H

用排水沟(管)的深度替代。若暗管为压力流时,应取田面水位与承压水位的差值; ——稻田淹灌时的设计渗漏率,m/d; q Φ0 ——淹灌条件下排水地段的渗流阻抗系数。

渗流阻抗系数Φ0。按以下情况近似计算。

1)排水沟边坡陡直和沟中水深很小可忽略不计时,明沟排水地段的渗流阻抗系数

Φ0≈0.5+0.175(hq/T)

(G-2)

式中

——排水沟深度,m; hq

——田面至不透水层的距离,m,通常当T>5hq时,可视含水层为无限深,此时T

Φ0≈0.5。

2)暗管排水地段的渗流阻抗系数

(G-3)

式中 hq ——吸水管理深,m;

——吸水管内径,m; d

——用弧度表示的正切。

当T>5hq时

(G-4)

2 不考虑地下水蒸发影响非稳定流条件下平行系列沟(管)间距公式

1)当起始地下水面线较乎缓,接近4次方抛物曲线时

(G-5)

Dd=D/[1+(8D/πB)ln(D/X0)]

式中t ——排水时间,d;

(G-6)

μ ——地下水位降落范围内的平均给水度;

Ho、——分别为t时段始、末排水地段中部地下水位至沟中水位或吸水管中心的距离,即作用水头,m; Ht ——等效深度,m; Dd

——沟中水位或吸水管中心至不适水层的距离,m; D

Xo— —明沟为过水断面的湿周,吸水管宜取管内周长,m。

2)当起始地下水面线较弯曲,接近2次方椭圆曲线时

B=Kt/[μΩΦln(H0/Ht)] (G-7) ——排水地段内的地下水面线形状校正系数,对于明沟Ω=0.7~0.8,暗管Ω=式中Ω

0.8~0.9; Φ ——排水地段的渗流阻抗系数,视下列条件选用计算方法:

对于B≤2D的条件

明沟

(G-8) (G-9)

暗管

对于B≤2D的条件

明沟 暗管

Φ=(1/π)ln(2B/πb) (G-10) (G-11)

式中

——沟中水面宽度,m; b

——吸水管直径,m; d

——非稳定流情况下的平均作用水头,m。

3 考虑地下水蒸发影响平行系列沟(管)间距公式

1)不考虑因蒸发产生积盐作用时的非稳定流简化计算法

B=(Kt)/(μΩΦCn)

(G-12)

(G-13) (G-14)

适用条件当t/tε<0.55±0.05时,简化计算的相对误差在±0.5%以内;

当t/tε<0.75±0.05时,简化计算的相对误差在±10%以内。

式中tε ——设计降深条件下的纯蒸发作用时间,d;

hε ——地下水停止蒸发或微弱蒸发深度,m;

——排水沟(管)的有效深度,m,指地面至沟中水面或暗管中心的距离; hd εo ——地下水埋深为0时的蒸发强度,m/d,一般可用水面蒸发强度替代; ——地下水埋深与蒸发关系指数,一般为1~3。 n

2)考虑因蒸发产生积盐作用时的经验计算法

B=(aKhd)/(ηε0μΦ)

当hd≤hε的条件时

a=[(n+1)/2](hd/ht)/[1-(1-hd/hε)n+1]

当hd≥hε的条件时

a=[(n+1)/2](2-ht/hd)

(G-15)

(G-16)

(G-17)

(G-18)

式中

——排水和蒸发双重作用时的地下水降落速度修正系数; a η ——排水地段中部的地下水位从地面开始降落至hd(对于hd≤hε的条件)或hε(对于hd≥hε的条件)全过程中的重力水被排水沟(管)排出与被蒸发消耗的水量比,简称排蒸比,按土壤剖面内的盐量平衡关系可用下式计算:

η=[G(1+R)+2R]/[2(1-R)] (G-19)

式中

——降雨、灌溉或冲洗的人渗水与含水层中原有地下水的矿化度比值; R

——要求的有效脱盐量与蒸发积盐量的比值,根据盐渍土的改良速度要求确定,G

对于预防土壤盐碱化地区可取G=0,对于一般改良盐碱土地区可取G=l,较高要求的改良区宜取G=2左右。

附录H 排水沟道平均流速的计算和断面设计参数的选用

排水沟的过流断面一般应用设计流量按均匀流计算确定,其平均流速和梯形过流断面的水力半径可按下列公式计算:

V=Q/F=(1/n)R2/3i1/2

(H-1) (H-2)

0.3m/s; V

——设计流量,m3/s; Q

——过流断面积,m2; F

——糙率,土质沟道可按表H-2选用; n

式中——平均流速,m/s,应满足表H-1中允许不冲流速的要求,并宜保持不淤流速≥

——沟底比降,通常应与沟道所经的地面坡降相接近。平原地区一般可采用于沟i

1/6000~1/20000,支沟1/4000~1/10000,斗沟和农沟1/2000~1/5000;

——水力半径,m,用过流断面积除以湿周求得; R

——排水沟的底宽,m,干沟不宜小于5m,支沟2~4m,斗、农沟不应小于0.5m; b

——过流水深,m; h

——边坡系数,土质沟道内水深不超过3m时的最小边坡系数可按表H-3选用。 m

表H-1 排水沟的允许不冲流速

土质 不冲流速(m/s) 土质 不冲流速(m/s) 注

轻壤土 0.6~0.8 淤泥 0.15~0.25 中壤土 0.65~0.85 细砂 0.2~0.4 重壤土 0.7~0.95 中砂 0.3~0.7 粘土 0.75~1.0 粗砂 0.5~0.8 表中不冲流速为水力半径R=1m的情况,当R≠1m时,应乘以及Ra。对于疏松的粘、壤土可取a=l/3~1/4,而中等密实或密实的枯、壤土可取a=1/4~1/5;对于淤泥和砂土可取a=1/3~1/5。

表H-2 土质沟道的糙率值

流量(m/s) 排水沟道 糙率 排洪沟道 注

3>25 0.0225 0.025 25~5 0.025 0.0275 5~1 0.027 0.03 <1 0.03 0.035 有杂草的沟道糙率值宜加大0.005左右。


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