7.2 明沟排水

7.2.2  各级排水沟应尽量布置在低洼地带，使之能快速通畅地自流排水，同时也为合理布置田间排水工程和选取良好的排水出路创造条件。排水面积较大的排水区，利用天然河道及原有沟道作为骨干排水沟，可使工程量大大减少。

    1级～3级排水沟之间及其与承泄河道之间最好相互垂直，而在连接处则要求呈30°～60°交角，以利排水和避免出现冲淤情况。    

    1级～3级排水沟线路，宜尽量避免穿过淤泥、流沙及其他地质条件不良地段。难于避免时，必须采取相应的工程措施。

    排水沟出口排水方式有畅排和托排两种。畅排即多数情况下排水出口均可自排，这是最经济的排水方式。托排即排水出口受下一级排水沟或承泄区水位顶托，如果短期内不能自排时，可修建排水涵闸利用排水出口水位高于下一级排水沟或承泄区水位的短暂时期抢排涝水；如果下一级排水沟道或承泄区水位长期高于排水出口水位，而上一级排水沟道蓄涝容积又不能满足调蓄要求时，则必须修建排水泵站进行抽排。当然也可在排水出口两侧修建回水堤，使回水范围以外的涝水能够自排，回水范围以内的涝水通过排水涵闸或排水泵站抽排，但是这种做法只适用于回水长度不大的情况。

    布置排洪沟应按实际情况尽量增建一些塘库工程，以减少排洪沟的工程量。对于载流沟的布置，在地形条件允许的情况下，也可采用适当分散的布置方案，但在选择时应以截流效益大、占地面积少、工程量小为原则。截流沟应尽量沿地形等高线布置，弯道应有足够的曲率半径，沟底比降可适当放缓，同时也应尽量避免高填方、深挖方。排洪沟（截流沟）是重要的排水工程，其排水标准可略大于排水区的排涝标准。广东省环山排洪沟或截流沟的排水标准见表8，可供参考。

7.2.3  末级固定排水沟的深度和间距有一定的优化组合关系。为了满足排涝、排渍或防治土壤次生盐碱化的需要，在一定的时间内要求排除一定量的地面涝水，以及控制地下水在一定的深度以下。排水沟的间距越大，则所需开挖的排水沟深度也越大，排水沟的开挖土方量可能越小；反之间距越小，深度越小，开挖土方量则可能越大。因此，对于末级固定排水沟是采用深沟大间距，还是采用浅沟小间距，需经技术经济比较确定。

    单纯排涝的末级固定排水沟（多数是在地下水位较低的地区，没有降低地下水位的要求），应根据当地农业机耕或其他要求先确定间距，然后再按排涝要求计算确定断面尺寸。排涝、排渍两用的末级固定排水沟（在地下水位较高的地区，且有降低地下水位的要求），则应根据农作物对地下水位的控制要求先初定沟深，然后再按排涝、排渍要求计算确定其断面和间距。但应指出，排涝、排渍两用沟道的深度一般不宜定得太深，否则多数会造成严重的边坡坍塌。根据广东省佛山地区的经验，在控制地下水位0.3m～0.6m时，水稻区排涝、排渍两用排水沟沟深和间距见表9，江苏省一些地区排涝、排渍两用排水沟沟深和间距见表10。

    排渍和防治土壤次生盐碱化的末级固定排水沟沟深和间距，因为对地下水位的控制要求高，而且影响因素复杂，故宜通过试验确定，也可参照计算成果综合分析确定。无试验资料时，可参照临近地区的经验数据确定，也可按本标准表7.2.3确定。

    本标准表7.2.3系根据我国多数地区排水工程实践的成功经验，并考虑防止沟道边坡坍塌的因素提出的。本标准附录G所列末级固定排水沟间距计算公式都是比较实用的理论公式或半经验公式。

7.2.7  排水沟沟底设计比降可取与沟道设计水位线相同的比降，且尽可能与沟道沿线地面坡度相接近，以节省沟道的开挖工程量。当然，取用的沟底设计比降还应满足沟道不冲、不淤的要求。对于连通内湖与排水闸的排水沟道，其沟底比降还应考虑内湖与外河水位的情况；对于连通排水泵站的排水沟道，其沟底设计比降应考虑水泵安装高程的要求。平原地区排水沟沟底设计比降一般可在下列范围内选取：干沟为1/10000～1/30000，支沟为1/5000～1/10000；斗沟为1/2000～1/5000，农沟为1/1000～1/2000。

7.2.8  排水沟内一般常年有水，边坡潮湿，易长杂草，影响行水，故在实用中应选用较大的糙率。

7.2.9  梯形断面广泛适用于各级土质排水沟，施工方便；当土质排水沟开挖深度大于5m时，为满足边坡稳定的需要，常采用复式断面。矩形断面仅适用于石质或人工护砌的排水沟，可节省开挖工作量和减少占地。

7.2.10、7.2.11  土质排水沟边坡系数主要与沟道开挖深度、沟槽土质及地下水情况有关。排水沟道开挖深度越大，沟槽土质越松软，或地下水位越高，取用的边坡系数应越大；反之，则取用的边坡系数应越小。由于沟坡经常受到地下水渗出时的渗透压力作用和地面径流的冲刷作用，加之沟内滞涝时还受到波浪的冲刷作用等，沟道边坡容易坍塌，故排水沟道的边坡系数一般比灌溉渠道的边坡系数大。本标准表7.2.10所列的土质排水沟最小边坡系数根据我国南方和北方平原地区土质排水沟常用的经验值综合而成，可供土质排水沟设计时选用。排水沟开挖深度大于5.0m时，为满足边坡稳定的需要，应从沟底以上每隔3m～5m设宽度不小于0.8m的戗道。位于设计水位以上的边坡，其最小边坡系数可略小于本标准表7.2.10所列数值。位于淤泥、流沙地段的排水沟道，其边坡系数可能需加6～10，但占地会增加较大，设计中是选择加大边坡系数还是采取防护措施，需要通过经济技术比较确定。

7.2.14  为防止因流速过大造成排水沟道冲刷，或因流速过小使沟底产生泥沙淤积，要求排水沟的设计平均流速应小于允许的不冲流速，同时应大于不淤流速。本标准规定的排水沟和排洪沟最小流速不宜小于0.3m/s，这是为了防止沟槽过水时易长杂草而引起阻水，但符合这一规定时，应验算满足排水沟道不淤流速条件的要求。

7.2.15  轻质土地区及淤泥、流沙地段的排水沟边坡极易坍塌，使排水沟堵塞，排水不畅，严重影响排水效果。防治排水沟边坡坍塌，应在分析引起边坡坍塌内外因素的基础上，经技术经济比较，选用经济可行的防治措施。黄河内蒙古河套灌区排水沟普遍存在边坡坍塌问题，边坡坍塌的内因是土质，外部因素主要是地下水渗入排水沟时对边坡产生的渗透压力，其次还包括盐碱化降低边坡土体力学指标、降雨冲刷边坡、冻融破坏土体结构及管理不善等人为因素。针对上述引起边坡坍塌的内外因素，河套灌区采用以下综合措施防治边坡坍塌，取得了较好的效果，可供同类地区参考。

    （1）塑料薄膜截渗减压防塌措施：在排水沟两侧埋设塑模截渗墙，增长地下水的渗径，改变边坡渗流条件，降低排水沟边坡出逸点，减小边坡逸出带的渗透坡降，使边坡的逸出坡降小于允许逸出坡降，达到稳定边坡的目的。

    （2）暗管排水减压防塌措施：在排水沟两侧一定深度埋设与排水沟平行的排水暗管，间隔一定距离设置集水井，垂直于排水沟设出水管，将暗管里的水再排入沟内。排水沟边坡内的地下水排入暗管，降低了边坡内的逸出高度，减小了对边坡的渗透压力，保证排水沟边坡稳定。

    （3）顶托梁式混凝土板护坡防塌措施：坡面防护采用混凝土滤水板或混凝土空心板，板后设砂滤料或反滤无纺布，防止坡面产生渗透破坏；在混凝土板下端，顺排水沟内坡脚设托梁，间隔一定距离在沟底垂直于排水沟走向设顶梁，对顶两面边坡脚的托梁，防止护坡混凝土板下滑或倾覆，形成稳定的护坡结构体，保证排水沟边坡稳定。

    （4）砂桩排水固坡措施：在排水沟两侧埋设垂直砂桩，采用砂桩排水消散土体内的孔隙水压力，保持孔隙水压力小于正应力，增加土的有效应力来稳定边坡，防止土体液化或滑坡。

    （5）褥垫式土工织物加筋排水固坡防塌措施：采用反滤材料在边坡体内铺设排水垫层，控制渗流条件，降低边坡渗透坡降，减小边坡的饱和土体和渗透压力，增加边坡的稳定性。

    （6）块石护脚砂砾料护坡防塌措施：护脚采用干砌块石沿水流方向砌筑条形护脚体，防止护坡砂砾料下滑，护坡采用沿边坡先铺设反滤无纺布，再铺设混合砂砾料，形成稳定的护坡结构体，保证排水沟边坡稳定。

    上述6种防塌措施中，措施6是比较简单、经济、适用的防塌措施。在实践中，视排水沟边坡坍塌情况，6种措施可单独使用，也可组合使用。

7.2.16  天然条件下的承泄区有时难以全部满足本标准所列选定承泄区的三项要求，此时可采取的工程措施主要有：

    1  在条件允许情况下，可在承泄区上游修建水库，以消减排入承泄区的洪峰流量，降低承泄区水位，为干沟排水创造良好的条件。

    2  扩大原有承泄河道或开挖新河，以增加承泄河道的承泄能力或滞涝容积。

    3  疏浚承泄河道的河槽和岸边浅滩，清除河槽和浅滩上的阻水障碍；对过于弯曲的河段，应予裁弯取直，以利通畅排水。

    4  对不稳定的堤防险段必须进行加固，防止溃决造成意外的损失。

7.2.17  当排水区设计暴雨与承泄区（承泄河道）洪水位同时遭遇的可能性较大时，承泄区（承泄河道）的设计水位可采用与排水区设计暴雨重现期相应的洪水位，但应考虑排水时引起的水位壅高；当排水区设计暴雨与承泄区（承泄河道）洪水位同时遭遇的可能性不大时，承泄区（承泄河道）的设计水位应根据各地区的具体情况确定，可采用与设计排水历时相应的多年平均高水位。如从偏于安全出发，也可采用与排水区设计暴雨重现期相应的洪水位。承泄区为外湖时的设计水位一般需经调节计算确定。有时还需根据湖区地形条件和防洪安全要求等分析确定。承泄区为感潮河段时，其设计潮位的确定原则上与一般承泄河道设计水位确定的方法相同，但应考虑潮汐的影响，即一般可取排涝设计标准为5a～10a重现期、排水历时为3d～5d的平均高潮位作为承泄河道的设计水位。