水土保持工程设计规范 GB 51018-2014
中华人民共和国国家标准
水土保持工程设计规范
Code for design of soil and water conservation engineering
GB 51018-2014
主编部门:中华人民共和国水利部
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2015年8月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第589号
住房城乡建设部关于发布国家标准《水土保持工程设计规范》的公告
现批准《水土保持工程设计规范》为国家标准,编号为GB 51018-2014,自2015年8月1日起实施。其中,第7.1.5、12.2.2(2)条(款)为强制性条文,必须严格执行。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2014年12月2日
前言
本规范是根据原建设部《关于印发<二〇〇四年工程建设国家标准制订、修订计划>的通知》(建标[2004]67号),由水利部水利水电规划设计总院和黄河勘测规划设计有限公司会同有关单位共同编制完成。
本规范的编制过程中,编制组进行了广泛的调查研究,认真总结我国各地区以及相关行业水土保持工程设计的经验,吸收了国内有关弃渣场防护、坡耕地治理等工程设计的先进成果,并在广泛征求意见的基础上,最后经审查定稿。
本规范共19章和3个附录,主要技术内容包括:总则,术语,基本规定,水土流失综合治理工程总体布置,工程级别划分和设计标准,梯田工程,淤地坝工程,拦沙坝工程,塘坝和滚水坝工程,沟道滩岸防护工程,坡面截排水工程,弃渣场及拦挡工程,土地整治工程,支毛沟治理工程,小型蓄水工程,农业耕作措施,固沙工程,林草工程,封育工程等。
本规范中用黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由水利部国际合作与科技司负责日常管理,水利部水利水电规划设计总院负责具体技术内容的解释。在执行本规范的过程中,请各单位注意总结经验、积累资料,将有关意见和建议反馈给水利部水利水电规划设计总院(地址:北京市西城区六铺炕北小街2-1号,邮政编码:100120,E-mail:jsbz@giwp.org.cn),以供今后修订时参考。
本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
主编单位:水利部水利水电规划设计总院
黄河勘测规划设计有限公司
参编单位:长江流域水土保持监测中心站
内蒙古自治区水利水电勘测设计院
黑龙江农垦勘测设计研究院
陕西省水土保持局
辽宁省水利水电勘测设计研究院
黄河上中游管理局西安规划设计研究院
长江勘测规划设计研究有限责任公司
中水珠江规划勘测设计有限公司
贵州省水利水电勘测设计研究院
河北省水土保持工作总站
浙江省水利水电勘测设计院
主要起草人:王治国 史志平 纪强 杨伟超 韩凤翔 于铁柱 夏广亮 刘利年 王宝全 朱党生 王白春 李晓凌 李世锋 廖建文 袁宏 郭志全 罗代明 王晶 桂慧中 贾立海 陈松滨 朱莉莉 张曦 苏芳莉 姜圣秋 周宗敏 贺康宁 阮正 徐成剑 梁升起 潘宣 任青山 李雪鹏 邓民兴 孟繁斌 颜凡尘 闫俊平 喻斌 张剑 张霞 陈三雄 林晓纯 黄家文 王正杲 张建波 周利军
主要审查人:马毓淦 焦居仁 马会领 王小毛 王忠和 王莹 左长清 刘光振 孙保平 孙胜利 李健 张先明 张芃 林凤友 陈宗伟 姚芝茂 费永法 桑翠江 常丹东 蔡继清 操昌碧
1 总 则
1 总 则
1.0.1 为统一水土保持工程设计要求,保证设计质量和工程安全,发挥水土保持工程综合效益,制定本规范。
1.0.2 本规范主要适用于水土流失综合治理工程中的梯田、淤地坝、拦沙坝、塘坝、滚水坝、沟道滩岸防护、坡面截排水、引洪漫地、引水拦沙造地、支毛沟治理、小型蓄水工程、农业耕作、防风固沙、林草工程、封育工程,以及生产建设项目中的弃渣拦挡、土地整治、截排水、小型蓄水工程、防风固沙、植被恢复与建设工程设计。
1.0.3 水土保持工程设计应具备可靠的基础资料,在收集地质地貌、气象水文、土壤植被、水土流失、水土保持和社会经济等基本资料的基础上,开展相应调查、勘测及试验。应本着因地制宜、综合治理、安全可靠、注重效益的原则,在进行总体布置设计的基础上,进行各项措施设计。
1.0.4 水土保持工程设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术 语
2 术 语
2.0.1 水土流失综合治理工程 comprehensive control pro-ject of soil erosion and water loss
为治理区域水土流失,以小流域或片区为单元,合理配置的单项措施或多项措施的组合。
2.0.2 淤地坝 check dam for farmland forming
在多泥沙沟道修建的以控制侵蚀、拦泥淤地、减少洪水和泥沙灾害为主要目的工程设施,其总库容不大于500万m3,坝高不超过30m。
2.0.3 滚水坝 overflow dam
以抬高沟道上游水位、固定沟床、灌溉为主要目的的一种高度较低的挡水建筑物。
2.0.4 雨水集蓄利用工程 rainwater utilization works
对雨水进行收集、蓄存和调节利用的小型水利水保工程。
2.0.5 林草工程 forest and grass works
以植物措施为主体的水土流失防治工程,主要包括具有生态功能、生产功能的造林种草及经果林营造,生产建设项目所涉及的植被恢复与建设工程,以及农村生活污水处置湿地植物措施。
2.0.6 生态护岸 gully bank protection eco-works
利用植物或者植物与工程相结合,对沟道滩岸进行防护,以达到固岸护地、控制土壤侵蚀和修复水生态的一种护岸形式。
2.0.7 坡面截排水工程 water intercepting and drainage works on hill-slope
为拦截和疏导坡面径流而修建的设施。
2.0.8 支毛沟 branch gully
小流域中汇水面积小于1km2的分支沟。
2.0.9 小流域人工湿地 artificial wetland in small watershed
配置于生态清洁小流域中,以净化污水、改善水质及水体景观为目的,由人工建造和控制运行的湿地。
2.0.10 封育工程 fenced project and affiliated equipments
以封禁为基本手段,利用植物的自然繁殖和生长能力,辅以补植、抚育、以电代柴、沼气池、节柴灶、生态移民等人工促进手段,促进和恢复区域林草植被全部措施的总称。
2.0.11 弃渣场 residues disposal area
工程建设中对不能利用的开挖土石方、拆除混凝土或其混合物所选择的处置或堆放场地的总称。
2.0.12 堆渣最大高度 maximum height of slag-dumping
弃渣场堆渣最高点与最低坡脚的高程差值。
2.0.13 防风固沙带 windbreak and sand-fixation belt
为控制风蚀危害,根据区域风蚀特点布设在工程保护对象周边,由若干植物固沙、沙障固沙、化学固沙和封育措施组合所形成的带状防护措施体系。
3 基本规定
3 基本规定
3.0.1 水土流失综合治理工程设计应重点分析流域土地利用现状、经济社会发展和水土流失防治需求,应以“治理水土流失,保护和合理利用水土资源,提高土地生产力,改善农村生产生活条件及生态环境”为基本出发点进行总体布置,并应据此开展各类措施或单项工程的设计。
3.0.2 生产建设项目水土保持设计应通过主体工程水土保持评价,结合主体工程设计,充分利用与保护水土资源,注重生态,拟定水土流失防治措施总体布局,分区开展水土保持设计,使水土保持工程和设施与项目区生态、地貌、植被、景观相协调。
3.0.3 生产建设项目水土保持措施总体布局及本规范未涉及的其他水土保持措施设计应按现行国家标准《开发建设项目水土保持技术规范》GB 50433的有关规定执行。
3.0.4 水土保持工程设计调查与勘测资料及图件比例尺的基本要求应按水土保持工程调查与勘测的有关规范执行。
3.0.5 水土保持的工程规模、设计标准应按总体布置(局)中确定的各项措施有机组合所发挥的作用和要求,遵循“安全可靠、经济合理”原则确定。
4 水土流失综合治理工程总体布置
5 工程级别划分和设计标准
6 梯田工程
7 淤地坝工程
8 拦沙坝工程
9 塘坝和滚水坝工程
10 沟道滩岸防护工程
11 坡面截排水工程
12 弃渣场及拦挡工程
13 土地整治工程
14 支毛沟治理工程
15 小型蓄水工程
16 农业耕作措施
17 固沙工程
18 林草工程
19 封育工程
附录A 水文计算
附录B 稳定计算
附录B 稳定计算
B.0.1 对于淤地坝、拦沙坝、拦渣堤(坝、堰)以及挡渣墙等水土保持工程,应进行稳定计算。
B.0.2 采用土(土石)等填筑材料的拦挡建筑物,坝坡稳定计算应符合下列规定:
1 应采用水力学方法、流网法或有限元法进行坝体渗流计算,确定坝体浸润线位置,计算渗流流量、平均流速和渗流逸出坡降,作为坝体稳定计算的依据,检验土体的渗流稳定,防止发生管涌和流土。
2 坝坡整体稳定计算应进行运用期下游坝坡稳定计算。对于水坠坝,应进行施工中、后期坝坡整体稳定及边埂自身稳定性计算。
3 坝坡抗滑稳定计算应采用刚体极限平衡法。对于非均质坝体,宜采用不计条块间作用力的圆弧滑动法;对于均质坝体,宜采用计及条块间作用力的简化毕肖普法;当坝基存在软弱夹层时,土坝的稳定分析通常采用改良圆弧法。当滑动面呈非圆弧形时,采用摩根斯顿-普赖斯法(滑动面呈非圆弧形)计算。
圆弧滑动(图B.0.2-1)稳定可按下列公式计算。
图B.0.2-1 圆弧滑动法计算简图
式中:b——条块宽度(m);
W——条块重力(kN);
W1——在边坡外水位以上的条块重力(kN);
W2——在边坡外水位以下的条块重力(kN);
Q、V——水平和垂直地震惯性力(向上为负,向下为正)(kN);
M——作用于土条底面的孔隙压力(kPa);
α——条块的重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角(°);
c′、φ′——土条底面的有效应力抗剪强度指标;
MC——水平地震惯性力对圆心的力矩(kN·m);
R——圆弧半径(m)。
改良圆弧法(图B.0.2-2)计算弃渣边坡稳定可按下列公式计算:
图B.0.2-2 改良圆弧滑动法计算简图
式中:W——土体B′BCC′的有效重量(kN);
C,φ——软弱土层的凝聚力及内摩擦角(°);
Pa——滑动力(kN);
Pn——抗滑力(kN)。
当采用摩根斯顿-普赖斯法(图B.0.2-3)计算抗滑稳定安全系数时,应按下列改进方法计算:
式中:dx——土条宽度;
dW——土条重量;
q——坡顶外部的垂直荷载;
Me——水平地震惯性力对土条底部中点的力矩;
dQ、dV——土条的水平和垂直地震惯性力(向上为负,向下为正);
α——条块底面与水平面的夹角;
β——土条侧面的合力与水平方向的夹角;
he——水平地震惯性力到土条底面中点的垂直距离。
土的抗剪强度指标可用三轴剪力仪测定,亦可用直剪仪测定。采用的试验方法和强度指标按表B.0.2的规定进行,抗滑稳定计算时,可根据各种运用情况选用。
表B.0.2 土的强度指标
运用本规范公式(B.0.2-1)和公式(B.0.2-2)时,应遵守下列原则:
1)静力计算时,地震惯性力应等于零;
2)坝体(或弃渣)无渗流期运用时,条块应为湿容重;
3)稳定渗流期用有效应力法计算,孔隙压力u应由“u-γwZ”代替,条块重W=W1+W2,W1为外水位以上条块实重,浸润线以上为湿重,浸润线和外水位之间为饱和重,W2为外水位以下条块浮重;
4)水位降落期用有效应力法计算时,应按降落后的水位计算,方法同本条第3款。用应力法时,c′、
′应采用ccu、
cu代替;分子应采用水位降落前条块重W=W1+W2,W1为外水位以上条块湿重,W2为外水位以下条块浮容重;分母应采用水位降落后条块重W=W1+W2,W1浸润线以上为湿重,浸润线和外水位之间为饱和重,W2为外水位以下条块浮容重;u采用ui—γwZ代替,ui为水位降落前孔隙压力。
B.0.3 坝体稳定计算,水坠坝应进行施工中、后期坝坡整体稳定及边埂自身稳定性计算,竣工后应进行稳定渗流期下游坝坡稳定计算。碾压式土坝应进行运用期下游坝坡稳定计算。地震区还应进行抗震稳定性验算。砌石坝应进行正常蓄水位和校核洪水位情况下稳定计算。
1 土坝的强度指标应按坝体设计干容重和含水率制样,采用三轴仪测定其总应力或有效应力强度指标,抗剪强度指标的测定和应用方法可按现行行业规范《碾压式土石坝设计规范》SL 274的有关规定选用。试验值可按表B.0.3-1的规定取值进行修正。
表B.0.3-1 强度指标修正系数
注:根据试样在试验过程中的排水程度选用,排水较多时取小值。
2 当进行水坠坝施工期的坝坡整体稳定性计算时,坝体冲填土可按饱和土体采用差分法进行固结计算。采用总应力法计算坝体含水量分布,采用有效应力法计算坝体孔隙水压力分布。坝高15m以下的水坠坝可采用土坡稳定数图解法。具体计算方法应按现行行业规范《水坠坝技术规范》SL 302的有关规定执行。
3 水坠坝施工期边埂自身稳定性计算应采用折线滑动面总应力法(图B.0.3),按下列公式计算:
式中:K——边埂允许抗滑稳定安全系数;
E——泥浆水平推力,取9.8×103N;
β——滑动面与水平面的夹角(°);
W1——滑动面L 1以上边埂土的重量(t);
W2、W3——滑动面L2以上边埂土与冲填土的重量(t);
1、c1——边埂的总强度指标;
2、c2——冲填土的总强度指标;
L1、L2——通过边埂及冲填土的滑动面的长度(m);
ξ——泥浆侧压力系数,可按公式(B.0.3-4)计算,也可采用经验值0.8~1.0;
γT——计算深度范围内的泥浆平均容重(t/m3);
hT——计算深度(m);采用试算确定,对黄土、类黄土按流态区深度计算,也可按经验公式(B.0.3-5)计算;
λ——系数,可按表B.0.3-2的规定确定;
H——计算坝高(m)。
表B.0.3-2 系数λ
注:1 适用于透水地基,对不透水地基,表中数值可提高50%;
2 k为初期渗透系数,即指冲填土在0.1kg/cm2荷重下固结试样的渗透系数。
B.0.4 采用浆砌石(混凝土或钢筋混凝土)等材料的拦挡建筑物应进行抗滑稳定、抗倾覆稳定计算,并应对基底应力进行校核。稳定计算应按现行行业标准《砌石坝设计规范》SL 25的有关规定执行。
附录C 工程扰动土地主要适宜树(草)种表
附录C 工程扰动土地主要适宜树(草)种表
表C 工程扰动土地主要适宜树(草)种表
注:a为攀缘植物。
本规范用词说明
本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
引用标准名录
《堤防工程设计规范》GB 50286
《灌溉与排水工程设计规范》GB 50288
《开发建设项目水土保持技术规范》GB 50433
《主要造林树种苗木质量分级》GB 6000
《造林技术规程》GB/T 15776
《水土保持综合治理 技术规范》GB/T 16453
《生态公益林建设 导则》GB/T 18337.1
《生态公益林建设 技术规程》GB/T 18337.3
《雨水集蓄利用工程技术规范》GB/T 50596
《砌石坝设计规范》SL 25
《水利水电工程设计洪水计算规范》SL 44
《碾压式土石坝设计规范》SL 274
《水坠坝技术规范》SL 302
《水利水电工程施工组织设计规范》SL 303
《岩溶地区水土流失综合治理规范》SL 461
《火力发电厂水工设计规范》DL/T 5339
《林业苗圃工程设计规范》LYJ 128
条文说明
中华人民共和国国家标准
水土保持工程设计规范
GB 51018-2014
条文说明
制订说明
《水土保持工程设计规范》GB 51018-2014,经住房和城乡建设部2014年12月2日以第589号公告批准发布。
本规范在制订过程中,编制组进行了梯田工程、崩岗治理、拦沙坝、淤弃渣场选址与防护等的调查研究,总结了我国水土保持生态建设工程设计以及生产建设项目弃渣场选址、拦挡工程、植被恢复与建设等设计施工的实践经验,并就水土保持工程级别划分和设计标准组织了专题讨论,相关调研成果纳入了本规范。
为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定,《水土保持工程设计规范》编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明,并着重对强制性条文的强制性理由做了解释。但是,本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。
1 总 则
1 总 则
1.0.2 经过60多年水土流失综合治理实践,水土保持工程设计内容和深度已通过水土保持项目建议书、可行研究报告、初步设计报告编制规程和开发建设项目水土保持技术规范等得以明确。水土保持工程类型涉及面广,如泥石流防治、滑坡治理、边坡防护等工程设计标准和规范已经颁布。本条适用范围是根据当前生产需求和其他标准的制定使用情况确定的。
1.0.4 水土保持工程的类别比较繁杂,除了本规范予以规定的有关水土保持工程外,有些工程可参照相关规范执行,故作本条规定。如降水入渗工程设计可按现行国家标准《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB 50400、《雨水集蓄利用工程技术规范》GB/T 50596的有关规定执行,水土保持监测设施设计可按现行行业标准《水土保持监测技术规程》SL 277的有关规定执行,泥石流灾害防治工程设计按现行行业标准《泥石流灾害防治工程设计规范》DZ/T 0239的有关规定执行,滑坡防治工程设计按国家现行标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007、《滑坡防治工程设计与施工技术规范》/DZ/T 0219等的有关规定执行;土地整治工程涉及土地质量标准的,可按国土行业有关标准和规定执行。
3 基本规定
3 基本规定
3.0.1 水土流失综合治理工程设计因我国地域差异大而显得多样繁杂,因此水土保持工程设计需针对所在区域的小流域(或片区)特点,根据自然条件和社会经济需求,在土地利用结构调整的基础上进行总体布置,而后进行各项措施的设计。
即使是同类水土保持措施,不同区域也会有较大差异,需因地制宜进行设计。
水土保持的根本任务是水土资源的保护、合理利用与开发。在山区丘陵区,特别是贫困地区,应把解决农村生产生活问题放在重要位置,单纯地强调生态保护和水土流失治理是难以实施的。
3.0.2 经过近15年的生产建设项目水土保持工程设计与建设的实践,“保护优先、注重生态、强化工程设计与生态的协调与融合”的水土保持设计理念已成共识,故规定此条。
3.0.3 生产建设项目水土保持因涉及行业众多,难以形成统一的设计规定。设计中总体布局应根据现行国家标准《开发建设项目水土保持技术规范》GB 50433的有关规定,再结合具体行业的技术规范确定。
3.0.5 本规范虽规定了水土保持工程的级别划分和设计标准,应用时还应充分考虑各项措施间相互影响和作用。如一个小流域实施沟坡兼治措施,在布设沟道治理工程时,受坡面治理工程的影响,沟道水沙条件就会相应发生变化,从而影响沟道治理工程的规模。因此,水土保持工程的级别划分和设计标准应在确定总体布置(局)后,遵循“安全可靠、经济合理”原则,根据具体情况合理确定。
4 水土流失综合治理工程总体布置
5 工程级别划分和设计标准
5 工程级别划分和设计标准
5.1 梯田工程
5.1.1、5.1.2 工区地面坡度较陡、地面组成物质以土石为主、土层覆盖较薄,Ⅱ区地面坡度相对较缓、地面组成物质以土石为主、土层覆盖相对较厚。分区采用全国区划方案。
级别划分中面积指标是指一个设计单元的面积,选择确定设计单元时,应保证同一设计单元的设计标准基本一致。
当地面坡度一致时,净田面宽和田坎高度均为确定梯田设计标准的主要因素,由于净田面宽受区域环境影响较大,同时净田面宽和田坎高度存在函数关系,因此确定净田面宽为主要设计指标。
5.2 淤地坝工程
5.2.1、5.2.2 在现行国家标准《水土保持综合治理 技术规范》GB/T 16453中对淤地坝工程等级划分未做明确规定,在现行行业标准《水土保持治沟骨干工程技术规范》SL 289中,淤地坝等级划分按现行行业标准《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL 252参照执行,详见表1,虽然五十万方以上的淤地坝工程等级相当于水利水电工程五等、四等工程,但实际设计和施工水平远达不到同等级别水利水电工程的要求。我国的淤地坝历史悠久,经过近几十年的探索、实践,其设计、施工及管理运行已形成一套完整且成熟的体系。经调查,黄土高原淤地坝工程以小流域坝系建设为前提,大、中、小各类淤地坝在干、支、毛沟内合理布设,联合运用,调洪削峰,层层防御,在其特有的淤地坝坝系运行模式下,工程是安全可靠的。为了便于淤地坝工程健康良性发展,方便技术人员进行设计、施工及管理,本规范对水土保持淤地坝工程重新进行了等级划分。考虑历史沿革情况和行业标准,根据淤地坝工程的运用特点,以库容规模作为分等指标。根据库容的大小确定工程等别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三等,建筑物级别为1、2、3、4四级。
表1 骨干坝等级划分及设计标准
淤地坝工程建筑物的级别反映了对建筑物的不同技术要求和安全要求,它根据所属工程的等别及其在工程中的作用和重要性确定。淤地坝工程主要建筑物指失事后将造成下游灾害和严重影响工程效益的建筑物,如坝体、放水建筑物、溢洪道等;次要建筑物指失事后不致造成下游灾害或对工程效益影响不大并易于修复的建筑物,如挡土墙、护岸等。临时性建筑物指工程施工期间使用的建筑物,如导流建筑物、施工围堰等。小型淤地坝无临时性建筑物,不设建筑物级别。
5.2.5 近年来,水土保持工程在坝坡稳定计算中积累了丰富的经验,参照现行行业标准《碾压式土石坝设计规范》SL 274,淤地坝工程沿用简化毕肖普法或瑞典圆弧法计算坝坡稳定。坝坡稳定系数见表5.2.5,经过对现行行业标准《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》DL 5180及《碾压式土石坝设计规范》SL 274中水利工程已较成熟的坝坡稳定计算进行分析,根据库容规模和设计标准,淤地坝工程Ⅰ等工程对应的1级、2级主要建筑物相当于水利水电工程碾压式土石坝的四等、五等工程和4级、5级主要建筑物,取其相同的稳定系数1.25和1.15,Ⅱ等、Ⅲ等淤地坝对应的3级、4级主要建筑物稳定系数分别取1.20和1.10。
根据现行行业标准《水工建筑物抗震设计规范》SL 203,场地地震基本烈度7度以下地区布设淤地坝工程,可不进行抗震计算。
5.3 拦沙坝工程
5.3.3 根据当地条件,拦沙坝多采用土石坝、重力坝(包括混凝土重力坝和浆砌石重力坝)两种坝型,其他型式建筑物可参考挡土墙或同类建筑物型式进行稳定计算。
5.5 沟道滩岸防护工程
5.5.1 沟道滩岸防护工程是为保护防护对象的防洪安全而修建的,其自身并无特殊的防洪要求,沟道滩岸防护工程的防洪标准由防护对象的防洪标准确定。
本规范适用于流域面积在50km2以下的小流域,当流域面积不小于50km2时,按现行国家标准《堤防工程设计规范》GB 50286执行。
5.5.2 护地堤的级别根据防护对象的要求确定。护地堤大部分是土堤,加高、加固相对比较容易,而水闸、涵洞、泵站等建筑物及其他构筑物一般为钢筋混凝土、混凝土或浆砌石结构,加高、改建比较困难;护地堤与建筑物的结合部在洪水通过时易出现险情,引起溃决,因此本条对这些建筑物的设计防洪标准提出了较高的要求。
5.5.3~5.5.5 护地堤在设计中需要对安全留有裕度,所以规定了安全系数。本规范规定的护地堤的安全系数与现行国家标准《堤防工程设计规范》GB 50286中5级堤防一致。
5.6 坡面截排水工程
5.6.1 坡面截排水工程的主要任务是保护山坡坡面和梯田。保护山坡坡面时,按山坡平均坡度来确定工程级别,坡度越大,坡面径流流速越大,对山坡的冲刷也越大,所以工程级别越高。保护梯田时,根据保护梯田的工程等级来确定工程级别,与保护梯田保持一致。
5.6.2 坡面截排水工程的洪水标准取3年一遇~10年一遇,由于山区、丘陵区地形坡度大,降雨后短时间可形成洪峰,平原区地形平坦,形成洪峰的时间较长,因此各地根据具体情况选择短历时暴雨时。永久排水沟岸顶超高0.2m~0.4m,临时排水沟岸顶超高0.1m~0.3m,根据工程级别的高低来确定,级别高的取上限,级别低的取下限。
5.7 弃渣场及拦挡工程
5.7.1 本规范弃渣只针对生产建设项目的工程弃渣。
5.8 土地整治工程
5.8.1 当淤漫面积大于20hm2时,由于面积大,涉及的因素较多,其洪水设计洪水标准应经论证确定。
5.9 支毛沟治理工程
5.9.1 现行国家标准《水土保持综合治理 技术规范》GB/T 16453规定,沟头防护工程的防御标准是10年一遇3h~6h最大降水。根据本规范编制小组讨论和研究,沟头防护工程排水设计标准宜取3年一遇~5年一遇3h~6h最大降水,设计中根据各地情况选取。
5.9.2 现行国家标准《水土保持综合治理 技术规范》GB/T 16453规定,谷坊工程的防御标准为10年一遇~20年一遇3h~6h最大降水。根据本规范编制小组讨论和研究,谷坊工程溢流口设计宜满足3年一遇~5年一遇3h~6h最大降水过流要求,设计中根据各地情况选取。
5.10 固沙工程
5.10.1 风沙危害程度分为严重、中等、轻度三级。
严重危害:土壤侵蚀强度为剧烈,单位断面年输沙量不小于10m3/m。
中等危害:土壤侵蚀强度为极强烈、强烈,单位断面年输沙量5m3/m~10m3/m。
轻度危害:土壤侵蚀强度为中度以下,单位断面年输沙量不大于5m3/m。
以上土壤侵蚀强度划分依据现行行业标准《土壤侵蚀分类分级标准》SL 190的规定。
输水(灌溉)渠道的防风固沙工程级别在现行行业标准《水利水电水土保持技术规范》SL 575中已作出规定。
5.11 林草工程
5.11.2 果园是指水土保持综合治理中,土地平整后在池台田上栽种果树的区域。
经济林栽培园是指水土保持综合治理中,土地平整后在池台田上栽植经济林树种,以经济目标为主的区域,经济林参考退耕还林工程,生态林与经济林认定按现行行业标准《退耕还林工程生态林与经济林认定技术规范》LY/T 1761执行。
刈割草场是指水土保持综合治理中,土地平整后栽植牧草、定期收割的,以经营为目的的区域。
规模化经营是指在具有生产功能的林草工程中,需配备灌溉、施肥、管理等措施,通过生产经营的规模扩大而使单位成本降低、经济效益提高的行为。
规模化集约经营是指在具有生产功能的林草工程中,需配备高科技水平的灌溉、施肥、管理等措施,通过经营要素质量的提高、要素含量的增加、要素投入的集中以及要素组合方式的调整来提高经济效益的经营方式。
6 梯田工程
7 淤地坝工程
8 拦沙坝工程
8 拦沙坝工程
8.1 一般规定
8.1.2 若筑坝拦沙同时兼有蓄水功能,应按水利工程有关规范设计,不属本规范拦沙坝适用范围。
8.2 工程布置
8.2.1 拦沙坝建设应与小流域综合治理及发展特色经济作物等措施相结合,达到综合开发利用目的。
8.3 坝址坝型选择
8.3.4 根据已建工程统计,在南方崩岗地区拦沙坝大多采用土石坝坝型,其他土石山区拦沙坝多采用重力坝坝型。
8.4 规模确定
8.4.1 拦沙坝库容计算可根据实测的1:2000或1:1000库区地形图,分高程量算后进行累加求和。在未进行库区地形测量之前可采用1:10000地形图进行估算。
8.5 坝体设计
8.5.1 拦泥坝高为拦泥高程与坝底高程(坝轴线底部最低点的高程)之差,滞洪坝高为校核(设计)洪水位与拦泥高程之差。如果泄水建筑物的泄流能力足够大,且调洪容积占洪水的总量较小,可不进行洪水调节计算,直接查泄水建筑物泄流能力曲线得到相应的滞洪水位。
9 塘坝和滚水坝工程
9 塘坝和滚水坝工程
9.2 工程布置
9.2.1 本条说明如下:
2 溢洪道出口应采取消能措施,并使消能后的水流不淘刷坝脚。
3 放水建筑物进口应伸出坝体以外,出口水流应避免形成淹没流,还应采取消能设施并与下游水道衔接。
9.3 坝址坝型选择
9.3.1 塘坝坝址选择时应注意以下要求:
(1)坝址不宜选在深厚的强透水砂砾石层、岩溶发育地区、严重风化破碎的岩层、大的断层带以及软弱的地基上,如不能避开应采取处理措施,以确保工程安全可靠。
(2)选择坝址时,应考虑水库蓄水后不会在库区产生大的坍岸、滑坡。在丘陵和平原地区应避免浸没面积过大。
9.4 规模确定
9.4.1 塘坝各种库容和水位关系具体见图5。
图5 塘坝库容和水位示意图
9.5 坝体设计
9.5.1 塘坝坝体断面设计宜采用梯形,对于砌石坝等其他重力坝,上游坝面可为铅直面或斜面,斜面坡比可采用1:0.05~1:0.2,下游坝坡应根据应力和稳定要求确定。对于土石坝,其坝坡应满足抗滑稳定的要求。土石坝常见坝体断面设计要素具体见表2。
表2 土石坝常见坝体断面要素表
9.5.5 塘坝反滤层厚度根据材料的级配、料源、用途等确定。反滤层厚度计算方法见公式(1):
式中:T——反滤层最小允许厚度;
D85——反滤料粒径,小于该粒径的土重占总土重的80%。
式(1)确定的T值一般均较小,在实际工程中,反滤层厚度可结合施工条件予以确定。
9.5.6 坝体排水设计应注意以下要求:
(1)当坝下游有水时,宜选用棱体排水型式,其顶部高程应超出下游最高水位0.5m以上,顶宽不宜小于1.0m,内外坡可根据石料和施工情况确定,内坡可取1:1.0,外坡取1:1.5或更缓。在寒冷地区,还需保证坝体浸润线与坝面的最小距离大于本地区的冻结深度。
(2)当坝下游无水时,宜选用褥垫排水型式,排水体伸入坝体内的长度可为坝底宽度的1/3~1/4,厚度可按排除2.0倍入渗量确定,对易产生不均匀沉降的坝基应增加褥垫排水的厚度,在排水体的坝脚处,应设置与之相连通的纵向排水明沟,沟底面应低于褥垫排水的底面。在寒冷地区,应保证明沟冰层以下仍有足够的排水断面。
9.7 地基及岸坡处理
9.7.1 土石坝防渗体应与基岩面相接触,如基岩裂隙发育,应沿基岩与坝防渗体接触面设混凝土盖板、喷水泥砂浆或喷混凝土,将基岩与防渗体隔开,必要时应对基岩进行灌浆。
10 沟道滩岸防护工程
10 沟道滩岸防护工程
10.1 护地堤布置
10.1.1 护地堤堤线布置的原则与一般堤防布置原则基本一致,鉴于护地堤与田间道路、灌溉排水渠道可有条件结合,所以规定以上工程尽可能结合布置,以减少占地、降低工程造价。
10.2 丁坝、顺坝布置
10.2.1 防护长度指顺水流方向的长度。堤脚、滩岸在水流、风浪冲刷情况下易造成破坏,所以对这类堤岸需进行防护,以控制、调整水流、稳定岸线,保护护地堤和沟道滩岸的安全。
10.2.2 丁坝、顺坝布置应以治导线为依据,切忌根据局部塌岸孤立修建工程、不顾整体影响的做法。
10.2.4 丁坝间距的确定应遵循充分发挥每道丁坝的掩护作用,又使坝间不发生冲刷的原则,使下一道丁坝的壅水刚好达到上一道丁坝。
10.4 护地堤堤身结构型式
10.4.2 护地堤一般对渗流不做控制,除非渗流影响到护地堤的稳定才采取防渗、排水设施。
10.4.3 土堤的填筑标准与现行国家标准《堤防工程设计规范》GB 50286的下限相同。
10.4.4 护地堤一般规模较小且缺乏必要的资料,所以不再计算波浪爬高和风壅增水高度,堤顶超高可根据类似工程经验选取并不得小于0.5m,这是现行国家标准《堤防工程设计规范》GB 50286中5级堤防不允许越浪的安全超高值。
10.4.5、10.4.11 土堤的渗流及渗流稳定计算、抗滑稳定计算,防洪墙的抗倾、抗滑和地基整体稳定计算只考虑正常情况,不考虑非常情况。
10.6 生态护岸型式
10.6.1~10.6.3 生态护岸工程尚处于发展探索阶段,宜本着安全、生态和经济实用的原则,因地制宜选择不同型式,并进行必要的试验。
采用单一种植植被的护岸型式也称为自然原型护岸,主要采用根系发达的固土植物进行护岸。
采用石材、木材等天然材料与种植植被相结合的护岸型式也称为自然型护岸,为提高岸坡抗冲刷能力,水下部分采用抛石、干砌块石或打木桩等护脚措施,岸坡上乔灌草相结合,固堤护岸。
土工网垫固土种植,主要由网垫、种植土和草籽等组成;土工格栅固土种植,是利用土工格栅进行土体加固,并在边坡上植草固土;新型商品化生态护岸构件包括植被型生态混凝土、水泥生态种植基和多孔质结构护岸等。
11 坡面截排水工程
12 弃渣场及拦挡工程
13 土地整治工程
14 支毛沟治理工程
15 小型蓄水工程
16 农业耕作措施
17 固沙工程
18 林草工程
19 封育工程
19 封育工程
19.2 封育设计
19.2.1 封育方式的选择除按本条执行外,在人为破坏严重的区域宜实行全封;在主要树种萌蘖能力强,且当地居民以林草作为主要燃料和饲料的封育区域进行半封;在薪炭林和饲用林(草)的封育区域进行轮封。
全封是指在封育期间,禁止除实施育林措施以外的一切人为活动的封育方式。在边远山区、江河上游、水库集水区、水土流失严重地区、风沙危害特别严重地区,以及恢复植被较困难的封育区宜采用全封。
半封是指在封育期间,林木主要生长季节实施全封,其他季节按作业设计进行樵采、割草等生产活动的封育方式。在有一定目的、树种生长良好、林木覆盖度较大的封育区宜采用半封。
轮封是指封育期间,根据封育区具体情况,将封育区划片分段,轮流实行全封或半封的封育方式。当地群众生产、生活和燃料等有实际困难的非生态脆弱区的封育区宜采用轮封。
19.2.2 设计标准符合乔木郁闭度、灌木覆盖度或每公顷保有林木数三项条件之一视为合格。无林地和疏林地封育中,乔木型应符合乔木郁闭度不小于0.20,或平均有乔木1050株以上,且分布均匀;乔灌型应符合乔木郁闭度不小于0.20、灌木覆盖度不小于30%,或乔灌木1350株/丛以上;灌木型应符合灌木覆盖度不小于30%,或有灌木1050株/丛以上;灌草型符合灌草综合覆盖度不小于50%,其中灌木覆盖度不小于20%,或有灌木900株/丛以上;竹林型有毛竹450株以上,或杂竹覆盖度不小于40%,且分布均匀。有林地封育中,封育小班应同时满足小班郁闭度不小于0.60,林木分布均匀,以及林下有分布较均匀的幼苗3000株/丛以上或幼树500株/丛以上。灌木林地封育中,应满足封育小班的乔木郁闭度不小于0.20,乔灌木总盖度不小于60%,且灌木分布均匀。年均降水量在400mm以下的地区应根据实际情况,适当降低上述标准。
附录A 水文计算
附录A 水文计算
A.1 一般规定
A.1.3 无洪水、泥沙观测资料的,可利用各省、市(区)水行政主管部门批准颁布的最新《暴雨洪水图集》或《中国暴雨统计参数图集》(水文[2005]100号),以及各地编制《水文手册》提供的方法进行多种计算,通过分析论证,选用合理的设计洪水和输沙量成果。