陕西某农村涝池进水工程设计分析

杨 川 杨凌职业技术学院

1 涝池简介

涝池是我国西北地区黄土高塬上的一种常见蓄水设施，一般多开挖在路边村旁，主要用来拦蓄地面雨水径流，保持土壤不受冲刷流失。涝池中的储存的水可以供畜用、洗涤，多余的水量可用用来灌溉农田、果园等。长期以来，人们利用涝池改造自然，满足需求自身生活需求。在当前农村，涝池又兼顾改善农村居环境，提高农村人民生活水平的功能[1]。

2 进水工程布设

某农村涝池位于陕西省咸阳市北部地区，该涝池位于该村村内，充分利用现状地形修建涝池，拦蓄降雨径流，合理配套了道路、绿化、广场等设施，改善村容村貌和当地人民居住环境，成为群众农闲时娱乐休闲的去处。

该涝池由池体工程、进水工程、补水工程、排水工程以及绿化工程组成[2]，进水工程作为涝池工程的主要组成部分，其设计的合理性至关重要。根据涝池所在位置及汇水情况，涝池进水工程主要由进水渠、拦污栅、闸门、沉砂池、矩形渠、矩形陡坡渠道、消力池组成。组成部分如图1所示。雨水径流进入涝池前先通过拦污栅、控制闸门，再通过沉砂池、矩形渠道等，进入涝池后再接陡坡段及消力池措施，将水流引入池底。

图1 涝池进水工程布设图

3 进水工程结构尺寸设计

3.1 水文计算

根据地形图量取汇流面积，估算出涝池容积小于3000m3，根据《陕西省涝池建设技术导则》划分规模，属于小型涝池，其设计洪水标准按5年一遇6小时暴雨量进行。根据1：10000地形图和采用GPS实际量测，通过绘图软件，勾画出该村村涝池汇流面积F<20km2，可直接将点雨量当作面雨量进行计算。通过水文手册查得年最大1h、6h 点雨量分别为25mm 和40mm，即为面雨量，再计算设计暴雨量，根据1小时、6小时点雨量变差系数Cv分别为0.6 和0.6，偏差系数Cs与变差系数Cv的比值Cs/Cv为3.5。查皮尔逊III 型曲线模比系数KP 值表可得，K1P=20%=K6P=20%=1.35。则1 小时暴雨量6 小时暴雨量分别为33.8mm/h和54.0mm。

设计洪峰流量作为涝池进水渠的设计流量，其设计洪峰流量按下式计算。

式中：

Q——设计洪峰流量（m3/s）；

I——设计条件下最大降雨强度（mm/h）；

K——径流系数；

F——汇水面积（km2）。

经现场量测该村涝池汇流面积及设计洪峰流量如表1所示。

3.2 进水渠尺寸结构确定

该村涝池进水渠采用矩形混凝土渠道和混凝土盖板相结合的形式，断面形式采用矩形断面，按照明渠均匀流公式计算其断面尺寸，其水力要素按下式计算。

式中：

Q——设计洪峰流量（m3/s）；

A——过水断面面积（m2/s）；

C——谢才系数（m1/2/s）；

R——水力半径（m）；

J——水力坡度；

表1 某村涝池设计洪峰流量计算表

进水渠初步设计拟定断面厚度采用0.10m 厚的C20 混凝土浇筑，混凝土糙率采用0.017，渠道坡降采用0.01，设计渠宽0.5m，水深为0.35m，安全加高取0.15m，其设计渠深0.5m，具体计算参数如表2所示。

通过计算，其设计流量为0.285m3/s 大于设计洪峰流量0.266m3/s，其符合设计要求。

表2 渠道设计参数

4 结语

农村涝池建设是乡村振兴，建设美丽家园的重要举措，形成一村一池一景的文化特色[3]，进水渠合理的设计，能有效避免设计流量不足而引起径流量不能有效汇入涝池或设计尺寸偏大而造成材料的浪费。