《“四位一体”集雨补灌技术规程 第6部分：拦水工程》

ICS 65.020.99CCSB11FORMTEXT     DB61DB61/TFORMTEXTXXXXX—2024FORMTEXT     “四位一体”集雨补灌技术规程第6部分：拦水工程“Fourinone”RainwaterHarvestingandSupplementaryIrrigationTechnologySection6:WaterholdingprojectFORMTEXT征求意见稿2023-12-FORMTEXTXX发布2024-01-FORMTEXTXX实施陕西省市场监督管理局   发布DB61/TXXXXX—2024“四位一体”集雨补灌技术规程第6部分：拦水工程范围本文件规定了“四位一体”集雨补灌技术中拦水工程的布设、水文计算、工程施工、运行管理等要求。本文件适用于“四位一体”集雨补灌技术拦水工程中沟道拦水坝工程的设计施工和管理。其他类似工程可参照使用。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB50204混凝土结构工程施工质量验收规范GB51018-2014水土保持工程设计规范GB50201防洪标准SL540光伏提水工程技术规范SL/T804—2020淤地坝技术规范SL462-2012小型农田水利工程规划设计导则SL25砌石坝设计规范SL189小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范SL252水利水电工程等级划分及洪水标准SL253溢洪道设计规范SL274碾压式土石坝设计规范SL319混凝土重力坝设计规范SL4农田排水工程技术规范SL482灌溉与排水渠系建筑物设计规范SL537水工建筑物与堰槽测流规范SL56农村水利技术术语术语和定义下列术语和定义适用于本文件。小型农田水利工程防治旱涝、渍等对农业生产的危害，对农田实施灌溉、排水等小型水利工程措施的总称。有坝引水通过在河流上筑坝，雍水入渠，引水灌溉的一种工程形式。坝顶溢流水流越过溢流坝坝顶的泄水方式。碾压土石坝将土石料分层填筑并碾压而成的挡水建筑物。溢洪道为宣泄超过拦水坝调蓄能力的洪水或者降低库容水位，进而保证坝体安全的泄水建筑物。护坡利用植被涵养水源、固沙保土的原理稳定坡面的工程。工程布设总体要求总体要求拦水坝应根据其作用、地质、水文等因素确定工程规模，同时应满足提水需求。拦水坝设计应具备下列基本资料：4.2.1区域气候、降水、蒸发等水文气象资料。4.2.2区域地质资料及坝区地质情况。4.2.3灌溉面积、养殖等社会经济情况。4.2.4工程所在河流河道纵横断面图等。坝址选择应符合下列要求：4.3.1坝址选择应综合考虑地形、地质、建筑材料、枢纽布置及上、下游情况等，经方案比较后确定。4.3.2坝址宜选择在地质构造简单的岩基、厚度不大的砂砾石地基或密实的土基上。坝址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、活动性断层带以及软基上，如不能避开，应采取处理措施。4.3.3。4.3.4选择坝址时，应考虑蓄水后，不会在坝上游产生大规模坍塌、滑坡，应避免浸没面积过大。泄水和引水建筑物： 4.4.1泄水和引水建筑物进、出口附近的坝坡和岸坡，应有可靠的防护措施。出口应采取妥善的消能措施，并使消能后的水流离开坝脚一定距离。4.4.2泄水建筑物宜布置在岸边岩基上，采用软基上埋管时必须进行技术论证。水文计算死库容和死水位的确定应符合下列规定：5.1.1来沙量很小时，应按自流灌溉需求确定死水位。5.1.2来沙量较大时，应按公式下列公式确定死库容：式中，V死——死库容(m3)；V淤——年淤积量(m3)；△V——年均排沙量(m3)；N——淤积年限(a)；γd——淤积泥沙干容重，可取1.2t／m3～1.4t／m3；W——多年平均侵蚀模数[t／(km2·a)]；η——输移比，指在某一时段内通过沟道或河流某一断面的输沙总量与该断面以上流域产沙量的比值。可根据经验确定；F——流域集水面积(hm2)。5.1.3死库容确定后，应由拦水坝水位库容曲线查算死水位。确定兴利库容和正常蓄水位应符合下列规定：5.2.1应根据多年平均来水量确定兴利库容，兴利库容应按下式计算：式中：V兴——兴利库容(m3)；h0——流域多年平均径流深(mm)；n——经验系数，根据实际情况确定，宜取1.5～2.0；F——流域集水面积(hm2)。5.2.2拦水坝多年平均来水量较大时，可按计算总用水量确定拦水坝的兴利库容，兴利库容可视具体情况按计算总用水量的40％～50％选定。5.2.3兴利库容确定后，应由拦水坝水位库容曲线查算正常蓄水位。确定滞洪库容和校核洪水位应符合下列规定：5.3.1拦水坝的调洪演算可用简化方法计算，假定来水过程线为三角形，滞洪库容可按下式计算：式中：q泄——溢洪道及泄水洞最大下泄流量(m3/s)；Q——洪峰流量(m3/s)；V滞——滞洪库容(m3)；W——校核洪水总量(m3)。

5.3.2调洪库容确定后，应由拦水坝库容曲线查算校核洪水位。工程设计拦水坝断面设计应符合下列要求：6.1.1坝顶高程应为校核洪水位加坝顶安全超高，坝顶安全超高值应采用0.5m～1.0m。6.1.2坝顶宽度应满足施工和运行检修要求。6.1.3坝体断面宜采用梯形。坝体断面设计应根据坝高、建筑材料、坝址的地形和地基条件，以及当地的水文、气象、施工等因素合理确定。结构设计应符合下列要求：6.2.1采用砌石坝或混凝土坝时，结构设计应包括应力计算和抗滑稳定计算，坝高低于5m的，应力计算和抗滑稳定计算可适当简化。6.2.2基本荷载应包括：坝体自重，正常蓄水位或设计洪水位时坝上游面、下游面的静水压力，扬压力，淤沙压力，正常蓄水位时的浪压力，冰压力，土压力，其他出现机会较多的荷载。6.2.3特殊荷载应包括下列内容：校核洪水位时坝上游面、下游面的静水压力，校核洪水位时的扬压力、浪压力，地震荷载，其他出现机会很少的荷载。防渗设计应符合下列要求：6.3.16.3.2土工膜防渗体应在其上铺设保护层，其下设置垫层。防渗土工膜应与坝基、岸坡或其他建筑物形成封闭的防渗系统，应做好周边缝的处理。6.3.3防渗体顶部高程应高出正常蓄水位0.3m以上。坝体排水设计应符合下列要求：6.4.1坝型为均质土坝时，应设置坝体排水设施。6.4.2坝体排水应按反滤要求设计，排水设施可采用棱式排水、斜卧式排水等型式。坝体护坡设计应符合下列要求：6.5.1坝体表面为土、砂、砾石等材料的拦水坝，应设专门的坝体护坡。6.5.2拦水坝迎水坡应采用护坡措施，护坡范围为坝顶至死水位以下，护坡型式可采用堆石、干砌块石、浆砌石。6.5.3堆石干砌石护坡与被保护料之间不满足反滤要求时，护坡下应按反滤要求设置垫层。坝面排水设计应符合下列要求：6.6.1除干砌石或堆石护坡外，坝高5m以上拦水坝坝坡应设置坝面排水设施。6.6.2排水沟可采用浆砌石或混凝土块砌筑。6.6.3坝体与岸坡连接处应设置排水沟，其集水面积应包括岸坡的有效集水面积。坝体与其他建筑物的连接设计应符合下列要求：6.7.1坝体与溢洪道、涵管等建筑物的连接，必须防止接触面的集中渗流，因不均匀沉降而产生的裂缝以及水流对上、下游坝坡和坡脚的冲刷等因素的有害影响。6.7.2土质防渗体与混凝土建筑物的连接面应有足够的渗径长度。6.7.3坝体与混凝土建筑物采用侧墙式连接时，土质防渗体与混凝土面结合的坡度不宜陡于1:0.25，下游侧接触面与土石坝轴线的水平夹角宜在85°-90°之间，连接段的防渗体宜适当加大断面，或选用高塑性粘土填筑并充分压实，且在接合面附近加强防渗体下游反滤层等。工程施工施工过程技术要点7.1.1坝基处理。在坝基处理过程中，必须严格按设计和有关规范要求，认真进行质量控制，并在事先明确检查项目和方法。7.1.2料场质量控制。必须加强料场的质量控制，并在料场设置质控站。设计应对各种坝料提出一些易于现场鉴别的控制指标与项目。反滤料铺筑前应取样检查，规定每200-400m3应取样一组检查颗粒级配、含泥量。如不符合设计要求和规范规定时,应重新加工,经检验合格后方可使用。7.1.3坝体填筑。施工前应检查碾压机具的规格、重量。施工期间对碾重应每半年检查一次，气胎碾的气胎压力每周检查1-2次。应对碾压、平土操作人员进行培训，统一施工操作方法，经考试合格后，方可操作。防渗体压实控制指标采用干容重、含水量，反滤层、过渡层、砂砾料、堆石等的压实控制指标应用干容重，必要时应进行相对密度校核。7.1.4砌石护坡检查。石料的质量及块体的重量、尺寸、形状是否符合设计要求。砌筑方法和砌筑质量，抛石护坡石料是否有分离，块石是否稳定等。垫层的级配、厚度、压实质量及护坡块石的厚度。施工后的维护措施拦水坝施工完成后，需要定期维护，以确保良好的使用效果。定期检查坝体是否出现裂缝、渗漏等问题，定期清理拦水坝周围的杂物和堆积物，确保不影响拦水坝的排水功能，定期进行水文监测，了解水位、水流情况。工程验收8.1拦水工程的验收工作包括施工期间分部工程验收、阶段性的截流和蓄水验收以及竣工验收。分部工程的验收应按各分部工程竣工的先后依次进行，阶段性验收和竣工验收应分别在阶段工程和全部工程完成后进行。8.2检查已完工程在设计、施工、设备制造安装等方面的质量及相关资料的收集整理和归档情况。8.3检查工程是否具备运行或进行下一阶段建设的条件。8.4检查工程投资控制和资金使用情况。8.1.5对验收遗留问题提出处理意见。8.1.6对工程建设作出评价和结论。_________________________________陕西省地方标准《“四位一体”集雨补灌技术规程第6部分：拦水工程》（征求意见稿）编制说明一、工作简况：包括任务来源、协作单位、主要工作过程、起草组组成成员及其所做的主要工作等；1.任务来源标准制定任务来源于陕西省市场监督管理局2024年第二批地方标准制修订项目《“四位一体”集雨补灌技术规程第6部分：拦水工程》（SDBXM213-2024）。《“四位一体”集雨补灌技术规程第6部分：拦水工程》是在国家“十五”节水农业重大科技专项（“863”计划）、国家“十一五”863计划课题、“十二五”科技支撑计划课题和“863”计划课题、“十三五”国家重点研发计划课题、“十四五”国家重点研发计划课题、陕西省重点研发计划、陕西省重点产业创新链、陕西省农业关键核心技术攻关等项目支持下完成制定的。项目组历时25年，共发表论文160余篇，申请专利20余件，软件著作权9件，示范应用面积超过63万亩。2.标准制定和协作单位本标准制定单位：西北农林科技大学、陕西崇仁水利工程有限公司。3.主要工作过程（1）开展标准制定内容试验，按专业开展标准制定的理论技术参数和技术集成研究探索，从2001年10月份开始进行工程布设总体设计，开展的与标准制定相关试验包括：“四位一体”集雨补灌拦水工程在旱作农业中应用效果的数据收集与分析和推广应用等主要工作。（2）成立规程制定小组，项目承担单位西北农林科技大学、陕西崇仁水利工程有限公司等起草单位及时成立标准制定小组，明确任务分工，制定编写要求，统一思想，规划工作思路，为标准制定建立了组织保障。2024年制定组对收集到的试验数据和技术应用进行了讨论，起草了地方标准（征求意见稿）。本规范制定小组成员见表1：表1地方标准《“四位一体”集雨补灌技术规程第6部分：拦水工程》制定小组成员序号姓名职称工作单位备注1高学睿研究员西北农林科技大学负责人2赵西宁研究员西北农林科技大学编写人3任利宇高级工程师陕西崇仁水利工程有限公司编写人（3）数据收集整理和标准起草2024年1月至8月数据收集整理阶段；2024年9月至11月制定阶段。二、标准编制原则和确定标准主要内容：包括技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等的依据（包括试验、统计数据）；地方标准修订项目还应当列出和原标准主要差异情况；1.编制原则本地方标准《“四位一体”集雨补灌技术规程第6部分：拦水工程》编制按照GB/T1.1—2020《文件化工作导则第一部分标准化文件结构和起草规则》的规定起草。技术内容针对黄土高原旱作农业水利设施老旧，灌溉条件差，灌溉水利用效率低下等问题，有针对性的制定新的技术标准，技术标准制定紧密结合黄土高原旱作农业用水需求，通过规范普及应用能有效减少施工成本，提高雨水资源化利用，为承担雨洪资源拦蓄的关键作用。2.确定地方标准主要内容（1）范围本文件规定了黄土高原“四位一体”集雨补灌技术中拦水工程的布设、水文计算、工程施工、运行管理等要求。本文件适用于黄土高原地区光伏提水集雨补灌工程中沟道拦水坝工程的设计施工和管理。其他类似工程可参照使用。（2）规范性引用文件本标准规范性引用文件包括：GB50204《混凝土结构工程施工质量验收规范》；GB51018-2014《水土保持工程设计规范》；GB50201《防洪标准》；SL540《光伏提水工程技术规范》；SL/T804—2020《淤地坝技术规范》；SL462-2012《小型农田水利工程规划设计导则》；SL25《砌石坝设计规范》；SL189《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》；SL252《水利水电工程等级划分及洪水标准》；SL253《溢洪道设计规范》；SL274《碾压式土石坝设计规范》；SL319《混凝土重力坝设计规范》；SL4《农田排水工程技术规范》；SL482《灌溉与排水渠系建筑物设计规范》；SL537《水工建筑物与堰槽测流规范》；SL56《农村水利技术术语》。（3）术语和定义本标准规定了以下6个术语和定义：小型农田水利工程、有坝引水、坝顶溢流、碾压土石坝、溢洪道、护坡。（4）基本要求主要包括：工程布设、水文计算、工程设计、工程施工、工程验收。（5）总体设计主要包括：拦水坝设计、坝址选择、泄水建筑物和引水建筑物。（6）工程施工主要包括：坝基处理、料场质量控制、坝体填筑、砌石护坡检查、后期维护设施。（7）工程验收主要包括：施工期间分部工程验收、阶段性的截流和蓄水验收以及竣工验收。三、试验验证：包括试验（或验证）准确度、可靠性、稳定性的分析和说明，实验结果综述等；黄土高原是我国重要的生态屏障，也是重要的粮食和特色农产品生产基地，玉米、马铃薯、小杂粮、苹果等在全国均占有重要地位。然而，干旱缺水、水资源短缺严重制约该区农业生产发展。充分利用雨水资源成为缓解水分供求矛盾，保障该区农业可持续发展的有效途径。为此，针对黄土高原降雨时空分配不均、农田水分供应不足和降水利用效率不高等难题，研发“沟道坝拦水（拦）+光伏发电提水（提）+水窖高位蓄水（蓄）+节水灌溉补水（补）”的“四位一体”集雨补灌技术，并先后在榆林国家农业科技园区、杨凌国家农业科技园区、榆林国家现代农业科技示范园（子洲旱作农业示范园）等进行示范应用。其中，按照标准设计《“四位一体”集雨补灌技术规程第6部分：拦水工程》，通过长期定位定点试验示范，并结合水文模型和工程力学模拟软件进行模拟验证。结果表明，拦水工程的拦水效率显著提高，单位时间内拦蓄雨洪资源的能力较传统工程提升了30%以上，有效缓解了旱作农业区的水资源短缺问题。同时，坝体在极端天气条件下表现出优异的抗冲刷、抗渗漏和抗变形能力，结构稳定性满足设计要求。通过长期监测，拦水工程的运行可靠性得到验证，故障率低于5%，维护成本较传统工程降低了20%，充分体现了其技术优势和经济性。试验进一步分析了拦水工程在节水增产、降低灌溉成本以及改善生态环境等方面的综合效益。数据显示，拦水工程的应用使试点区域的农业灌溉用水量减少了40%，作物产量平均提高了15%，为农民增收提供了有力支撑。此外，拦水工程在减少水土流失、改善区域生态环境方面发挥了重要作用，试点区域土壤侵蚀模数降低了50%以上，植被覆盖率显著提高。与传统拦水工程相比，“四位一体”拦水工程不仅技术性能更优，而且在生态效益和经济效益方面表现出显著优势，为旱作农业区的可持续发展提供了有效保障。“四位一体”集雨补灌技术先后荣获2019年大北农科技奖环境工程奖、2021年中国水土保持学会科学技术奖一等奖、2019-2022年度全国农牧渔业丰收奖农业技术推广成果奖一等奖，近3年在陕西、内蒙古、甘肃等地累计推广应用63.14万亩。2022年该技术被列入《陕西省“十四五”农业节水行动方案》和《榆林市发展高效旱作节水农业五年行动方案》，并制定形成了国家标准《旱区农业术语与分区》、行业标准《旱作农业术语与分区》和陕西省地方标准《黄土高原苹果园光伏提水集雨微灌技术规范》。四、知识产权说明：标准涉及的相关知识产权说明；无。五、采标情况：采