7.3 暗管排水
7.3.1 暗管的分级与管道类型及规格应根据所承担的排水任务、规模,地形及土质等因素综合分析确定。
7.3.2 暗管布置应符合下列规定:
1 吸水管应有足够的吸聚地下水能力,其管线平面布置宜相互平行,与地下水流动方向的夹角不宜小于40°。
2 集水管宜顺地面坡向布置,与吸水暗管夹角不应小于30°且应集排通畅。
3 各级排水暗管的首端与相应上一级灌溉渠道的距离不宜小于3m。
4 吸水管长度超过200m 或集水管长度超过300m 时宜设检查井。集水管穿越道路或渠、沟的两侧应设置检查井。集水管纵坡变化处或集水管与吸水管连接处也应设置检查井。检查井间距不宜小于50m,井径不宜小于800mm,井的上一级管底应高于下一级管顶100mm,井内应预留300mm~500mm 的沉沙深度。明式检查井顶部应加盖保护,暗式检查井顶部覆土厚度不宜小于500mm。
5 水稻区和水旱轮作区的吸水管或集水管出口处宜设置排水控制口门。吸水管出口可逐条设置,也可按田块多条集中设置。
6 暗管排水进入明沟处应采取防冲措施。
7 暗管排水出口的布置方式应符合本标准第7.2.2条第5款的规定。
8 暗管可与浅密明沟或其他形式的排水设施组合布置。
7.3.3 排水暗管埋深与间距的确定应符合下列规定:
1 吸水管埋深应依据允许最小埋深和设计排水标准,结合灌排渠沟布置形式,与吸水管间距一并确定。季节性冻土地区尚应满足防止管道冻裂的要求。
2 吸水管的允许最小埋深应采用地下水位设计控制深度与剩余水头之和确定。剩余水头值可取0.2m。
3 吸水管间距宜通过田间试验确定,也可按本标准附录G所列公式进行计算,经综合分析确定。无试验资料时,可按表7.3.3确定。
表7.3.3 吸水管埋深和间距(m)
4 集水管埋深应低于集水管与吸水管连接处的吸水管埋深100mm~200mm,间距应根据灌溉与排水系统平面布置的要求确定。
7.3.4 排水暗管的设计流量可按下式计算确定:
式中:Qp——暗管设计排水流量(m3/d);
kq——排水流量折减系数,可从表7.3.4查得;
q1——地下水排水强度(m/d),可按本标准附录H 取值;
A——暗管控制排水面积(m2)。
表7.3.4 排水流量折减系数
7.3.5 排水暗管或其他断面形式的地下排水暗沟宜采用无压流,宜取充盈度为0.6~0.8的非满流输水,水力计算可按下列公式:
式中:Qp——设计排水流量(m3/s);
K——特性流量(m3/s);
R——水力半径(m);
ωx——暗管有效过水断面积(m2);
C——谢才系数(/s);
i——管道水力比降(‰),可采用管线的设计比降;
n——管内壁糙率,可从本标准表7.3.5查得。
表7.3.5 排水管内壁糙率n值表
7.3.6 圆形吸水管和集水管的内径可分别按下列公式计算:
式中:d1——吸水管内径(m);
d2——集水管内径(m);
n——管内壁糙率,可从本标准表7.3.5查得;
α——与管内水的充盈度a 有关的系数,可从表7.3.6 查得。
表7.3.6 系数α 和β
注:管内水的充盈度a为管内水深与管的内径之比值。管道设计时,可根据管的内径d 值选取充盈度a 值:当d<100mm 时,取a=0.6;当d=100mm~200mm 时,取a=0.65~0.75;当d>200mm,时取a=0.8。
7.3.7 圆形吸水管或集水管平均流速可按下式计算:
式中:V——圆形吸水管或集水管平均流速(m/s);
β——与管内水的充盈度a有关的系数,可从本标准表7.3.6查得。
7.3.8 排水管道的设计比降应满足管内最小流速不小于0.3m/s的要求。管内径d≤100mm 时,i可取1/300~1/600;d>100mm 时,i可取1/1000~1/1500。地形平坦地区吸水管首末端高差不宜大于0.4m,比降不符合本条规定时,可缩短吸水管长度。
7.3.9 吸水管实际选用的内径不得小于50mm,集水管实际选用的内径不得小于80mm。吸水管宜采用同一内径,集水管可根据汇流情况分段采用不同内径。
7.3.10 非圆形吸水管或集水管可按其断面积折算成圆形,实际采用的非圆形断面积应分别为折算断面积的1.5倍和1.3倍,并应据此进行水力计算。
7.3.11 吸水管周围应设置外包滤料,其设计应符合下列规定:
1 外包滤料的渗透系数应大于周围土壤10倍。
2 外包滤料宜就地取材,宜选用耐酸、耐碱、不易腐烂、对农作物无害、不污染环境、方便施工的透水材料。
3 外包滤料的厚度可根据当地实践经验选取。散铺外包滤料的压实厚度,在土壤淤积倾向较重的地区,不宜小于80mm;在土壤淤积倾向较轻的地区,宜为40mm~60mm;在土壤无淤积倾向的地区,可小于40mm。
4 散铺外包滤料的粒径级配可根据土壤有效粒径d60按表7.3.11规定确定。
表7.3.11 土壤有效粒径与外包滤料粒径级配关系
注:土壤有效粒径为土壤粒径级配曲线上相应于过筛累计百分数为60%土壤粒径,外包滤料粒径dn为外包滤料级配曲线上相应于过筛累计百分数为n%的滤料粒径。
5 各种化纤外包滤料的厚度和滤水防沙性能应通过试验确定。作为排水暗管外包滤料的土工织物,可先按下式进行初步选择,再通过试验确定:
式中:O90——土工织物的有效孔径(mm),即在土工织物孔径分布曲线上小于该孔径累计百分数为90%的土工织物孔径;
d85——在土壤粒径级配曲线上相应于过筛累计百分数为85%的土壤粒径(mm)。