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2016年2月26日 /Haseeb贾马尔-

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2016年2月26日 /Haseeb贾马尔-

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如何建造小型水坝-设计与施工

用户Haseeb Jamal的头像
由:Haseeb贾马尔/日期:2017年1月21日/小型水坝,如何,设计
如何建造小型水坝

通过压实连续的土层,使用最不透水的材料形成核心,并在上游和下游侧放置更多的透水物质,小规模建造水坝。碎石面层可防止风或雨的侵蚀,适当的溢洪道(通常为混凝土)可防止大坝发生灾难性溢流。

小型土坝

简单的土坝可以建在有一个不透水的基础,如未裂缝的岩石,或粘土底土。上游的河道最好有一个平缓的坡度,以给水库一个给定高度的大坝。一个理想的坝址是在山谷变窄的地方,以减少大坝的宽度。

土坝横截面

小型水坝设计

下面的设计适用于高达3米的大坝。它是一种由无机粘土壤土(如砂质粘土壤土、粘土壤土、粉质粘土壤土或粘土含量较高的土壤(砂质粘土、粘土或粉质粘土)组成的均匀路基。只要不形成裂缝,这些都可以使用。大坝必须有一个“截流”,将其锁在底土基础上,确保大坝稳定。

一个3米高的大坝通常在满水时的最大水深为2米,在洪水条件下增加到2.5米,溢洪道的流量深度为0.5米。顶部0.5米(最小值)需要提供一个安全裕度(自由板),允许水在风浪和坝顶的磨损和撕裂。大坝的设计高度必须增加至少10%,以考虑到沉降。

计算大坝的高度

大坝的高度将取决于水库所需的蓄水量。计算:

  • 确定每天的需水量(R升/天);
  • 估算水库面积(m2.),每天蒸发和渗漏的损失(E毫米/天),因此,每天的损失量(A × E升/天);
  • 估算临界期(T天)的长度,在此期间,水流小于需水量和损失,此时可以使用水库中的蓄水来满足要求;
  • 估计关键时期的平均流量(Q升/天);
  • 所需有效蓄水量(升)=(每天需水量加上每天蒸发和渗漏损失减去每天平均流入量)乘以临界期长度:

S=(R+轴-Q)x T

水坝必须足够高,以储存这么多的水。水库的库容(公升)最好通过山谷的横断面调查确定,但可以通过水库面积(Am)进行估算2.)及满水时大坝的最大水深(D m):

C=330安x直径

然后对该地点进行调查,以估计水库的面积(A)为不同的D值,然后采用试错法得出水库容量(C)满足所需的存储(S)并提供安全裕度。然后将A的结果值用于S的计算,以获得一致的结果。

大坝高度= D + 1米。

修建小型水坝

材料最好取自水库区域;应该检查山谷一侧的不同部分,以便找到最合适的土壤(土壤质地将根据山谷中的位置而变化)。应避免使用以下材料:有机材料(包括表土)、高云母含量的材料、方解石粘土、细粉砂、片岩和页岩、龟裂粘土和碱土。避免使用有根或石头的材料。

其他施工要点:

  1. 在旱季施工。
  2. 把流;用一个临时的低坝挡住它,或通过一个涵洞把它引开(这可能成为泄洪工程或泄洪道的一部分)。
  3. 剥离表土,因为表土中含有有机物(如根系),这会阻碍适当压实,一旦有机物腐烂,可能会提供渗透路径(管道)。
  4. 注意人身安全——避免危险操作和危险设备。
  5. 在大坝中放置材料:
    • 每层100至200mm深;
    • 在最佳含水量-当材料可以卷成铅笔厚度而不断裂,并尽可能潮湿而不堵塞辊;然后
    • 用重型压路机压实,或在车辆或动物上行驶。
  6. 用表土覆盖整个大坝:
    • 种植强壮的草(如基库尤草,星草或百慕大草)以防止侵蚀;
    • 保养草坪(如有必要,在旱季浇水),但要防止树木生根,并防止老鼠和白蚁等动物进入。
  7. 保护上游坡:
    • 在斜坡上放一块石头或刷垫(例如长25至50毫米的小树苗),然后用固定在柱子上的铁丝把它绑起来;
    • 在离大坝2米的地方固定一根浮动木梁,大约每10年更换一次。

解决大坝

即使进行了压实,土坝也会沉降,因为重量迫使空气和水从空隙中排出(固结)-设计中考虑了这种沉降。对于小型水坝,压实良好的沉降应在水坝高度的5%至10%之间。

渗流/过滤器

即使水坝是用好材料建造的,而且压实得很好,也会有一些水渗过大坝。这种渗漏降低了大坝的强度。Nelson建议采用如图2所示的波峰宽度和坡度,以提供一个稳定的、3米高的路堤,无需额外的防渗保护。一个更安全,但技术上困难的解决方案是包括一个岩趾排水(如图所示),以收集渗透水。这应该延伸到大坝三分之一的高度,一个分级砂砾过滤器必须放置在大坝填筑材料和排水沟之间,以防止细粘土颗粒被冲走。过滤器必须根据坝料和排水沟的颗粒大小进行设计。

溢洪道

需要溢洪道来保护大坝不被过度倾倒,例如在高流量期间。它将多余的水安全地输送到下游,既防止了大坝的垮塌,也防止了下游的破坏。

多余的水流过最高水位处的溢洪道顶部,流入围绕大坝侧面的明渠,安全地排入大坝下方的河流。它可能由钢筋混凝土制成,但更便宜的解决方案是植草溢洪道,带有:

  1. 植被土槽
  2. 库顶水位保护顶
  3. 最大速度2.5米/秒
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