陜西某農(nóng)村澇池進(jìn)水工程設(shè)計(jì)分析

楊 川 楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院

1 澇池簡介

澇池是我國西北地區(qū)黃土高塬上的一種常見蓄水設(shè)施，一般多開挖在路邊村旁，主要用來攔蓄地面雨水徑流，保持土壤不受沖刷流失。澇池中的儲(chǔ)存的水可以供畜用、洗滌，多余的水量可用用來灌溉農(nóng)田、果園等。長期以來，人們利用澇池改造自然，滿足需求自身生活需求。在當(dāng)前農(nóng)村，澇池又兼顧改善農(nóng)村居環(huán)境，提高農(nóng)村人民生活水平的功能[1]。

2 進(jìn)水工程布設(shè)

某農(nóng)村澇池位于陜西省咸陽市北部地區(qū)，該澇池位于該村村內(nèi)，充分利用現(xiàn)狀地形修建澇池，攔蓄降雨徑流，合理配套了道路、綠化、廣場等設(shè)施，改善村容村貌和當(dāng)?shù)厝嗣窬幼…h(huán)境，成為群眾農(nóng)閑時(shí)娛樂休閑的去處。

該澇池由池體工程、進(jìn)水工程、補(bǔ)水工程、排水工程以及綠化工程組成[2]，進(jìn)水工程作為澇池工程的主要組成部分，其設(shè)計(jì)的合理性至關(guān)重要。根據(jù)澇池所在位置及匯水情況，澇池進(jìn)水工程主要由進(jìn)水渠、攔污柵、閘門、沉砂池、矩形渠、矩形陡坡渠道、消力池組成。組成部分如圖1所示。雨水徑流進(jìn)入澇池前先通過攔污柵、控制閘門，再通過沉砂池、矩形渠道等，進(jìn)入澇池后再接陡坡段及消力池措施，將水流引入池底。

圖1 澇池進(jìn)水工程布設(shè)圖

3 進(jìn)水工程結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)

3.1 水文計(jì)算

根據(jù)地形圖量取匯流面積，估算出澇池容積小于3000m3，根據(jù)《陜西省澇池建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》劃分規(guī)模，屬于小型澇池，其設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)按5年一遇6小時(shí)暴雨量進(jìn)行。根據(jù)1：10000地形圖和采用GPS實(shí)際量測，通過繪圖軟件，勾畫出該村村澇池匯流面積F<20km2，可直接將點(diǎn)雨量當(dāng)作面雨量進(jìn)行計(jì)算。通過水文手冊(cè)查得年最大1h、6h 點(diǎn)雨量分別為25mm 和40mm，即為面雨量，再計(jì)算設(shè)計(jì)暴雨量，根據(jù)1小時(shí)、6小時(shí)點(diǎn)雨量變差系數(shù)Cv分別為0.6 和0.6，偏差系數(shù)Cs與變差系數(shù)Cv的比值Cs/Cv為3.5。查皮爾遜III 型曲線模比系數(shù)KP 值表可得，K1P=20%=K6P=20%=1.35。則1 小時(shí)暴雨量6 小時(shí)暴雨量分別為33.8mm/h和54.0mm。

設(shè)計(jì)洪峰流量作為澇池進(jìn)水渠的設(shè)計(jì)流量，其設(shè)計(jì)洪峰流量按下式計(jì)算。

式中：

Q——設(shè)計(jì)洪峰流量（m3/s）；

I——設(shè)計(jì)條件下最大降雨強(qiáng)度（mm/h）；

K——徑流系數(shù)；

F——匯水面積（km2）。

經(jīng)現(xiàn)場量測該村澇池匯流面積及設(shè)計(jì)洪峰流量如表1所示。

3.2 進(jìn)水渠尺寸結(jié)構(gòu)確定

該村澇池進(jìn)水渠采用矩形混凝土渠道和混凝土蓋板相結(jié)合的形式，斷面形式采用矩形斷面，按照明渠均勻流公式計(jì)算其斷面尺寸，其水力要素按下式計(jì)算。

式中：

Q——設(shè)計(jì)洪峰流量（m3/s）；

A——過水?dāng)嗝婷娣e（m2/s）；

C——謝才系數(shù)（m1/2/s）；

R——水力半徑（m）；

J——水力坡度；

表1 某村澇池設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算表

進(jìn)水渠初步設(shè)計(jì)擬定斷面厚度采用0.10m 厚的C20 混凝土澆筑，混凝土糙率采用0.017，渠道坡降采用0.01，設(shè)計(jì)渠寬0.5m，水深為0.35m，安全加高取0.15m，其設(shè)計(jì)渠深0.5m，具體計(jì)算參數(shù)如表2所示。

通過計(jì)算，其設(shè)計(jì)流量為0.285m3/s 大于設(shè)計(jì)洪峰流量0.266m3/s，其符合設(shè)計(jì)要求。

表2 渠道設(shè)計(jì)參數(shù)

4 結(jié)語

農(nóng)村澇池建設(shè)是鄉(xiāng)村振興，建設(shè)美麗家園的重要舉措，形成一村一池一景的文化特色[3]，進(jìn)水渠合理的設(shè)計(jì)，能有效避免設(shè)計(jì)流量不足而引起徑流量不能有效匯入澇池或設(shè)計(jì)尺寸偏大而造成材料的浪費(fèi)。