谷坊工程的设计

谷坊工程的设计、计算（图）文章来源：蓝白蓝网2010-05-2509:06一、土谷坊设计1、土谷坊坝体断面尺寸，应根据谷坊所在位置的地形条件，参照下表进行。坝高，m顶宽，m底宽，m迎水坡比背水坡比21.55.91:1.21:1.031.59.01:1.31:1.242.013.21:1.51:1.352.018.51:1.81:1.5注：1、坝面作为交通道路时，接交通要求确定坝顶宽度。2、在谷坊能迅速淤满的地方，迎水坡比可采取与背水坡比一致。2、溢洪口设计2.1图谷坊的溢洪口设在土坝一侧的坚实土层或岩基上，上下两座谷坊的溢洪口尽可能左右交错布设。2.2对沟道两岸是平地、沟深小于3.0m的沟道，坝端没有适宜开挖溢洪口的位置，可将土坝高度修到超出沟床0.5-1.0m，坝体在沟道两岸平地上各延伸2-3m，并用草皮或块石护砌，使洪水从坝的两端漫至坝下农、林、牧地，或安全转入沟谷，不允许水流直接回流到坝脚处。2.3设计洪峰流量计算，按下式计算Q=278KIF10-6式中：Q——设计流量，m3/s；I——10年一遇1h最大降雨强度，mm/h；F——沟头以上集水面积，hm2；K——径流系数。2.4土质溢洪口断面尺寸计算：土质溢洪口其下紧接排洪渠，按明渠流计算。A=Q/VA=(b+ph)h式中：A——溢洪口断面面积，m2；Q——设计洪峰流量，m3/s；V——相应的流速，m/s；b——溢洪口底宽，m；h——溢洪口水深，m；p——溢洪口边坡系数。2.5明渠式溢洪断面示意图，见下图。明渠式溢洪口断面示意图2.6流速按下式进行计算：式中：V——流速，m/s；R——水力半径，m；i——渠底比降，%；C——谢才系数。2.7水力半径按下式进行计算：R=A/x式中：R——水力半径，m；A——溢洪口断面面积，m2；x——溢洪口断面湿周，m。2.8溢洪口断面湿周按下式进行计算：2.9谢才系数按下式进行计算：式中：C——谢才系数；n——糙率，土质渠一般取0.025左右。上述计算过程中，A与R为不定式关系，需通过试算求解，实际工作中应根据各地具体条件，先求得Q等值，再假定不同的溢洪口断面尺寸，分别算得相应的A、R、C等值，结合已定的i值，最后求得适合的A值。二、石谷坊设计1、坝体断面尺寸有两种情况，见下图。a）干砌阶梯式石谷坊断面示意图b）浆砌石谷坊断面示意图石谷坊断面示意图1.1阶梯式石谷坊。一般坝高2-4m，顶宽1.0-1.3m，迎水坡1:0.2，背水坡1:0.8，坝顶过水深0.5-1.0m。一般不蓄水，坝后2-3年淤满。1.2重力式石谷坊。一般坝高3-5m，顶宽为坝高0.5-0.6倍（为便利交通），迎水坡1:0.1，背水坡1:0.5-1:1。此类谷坊在巩固沟床的同时，还可蓄水利用，质量要求较高，需作坝体稳定分析，有关技术参照各地小型水利工程手册或规范执行。2、溢洪口尺寸，石谷坊的溢洪口一般设在坝顶，采用矩形宽顶堰公式计算：Q=Mbh3/2式中：Q——设计流量，m3/s；b——溢洪口底宽，m；h——溢洪口水深，m；M——流量系数，一般采用1.55。三、植物（柳、杨）谷坊设计1、多排密植型1.1在沟中已定谷坊位置，垂直于水流方向，挖沟密植柳杆（或杨杆）。沟深0.5-1.0m，杆长1.5-2.0m，埋深0.5-1.0m，露出地面1.0-1.5m。1.2每处（谷坊）栽植柳（或杨杆）5排以上，行距1.0m，株距0.3-0.5m。埋杆直径5-7cm。2、柳桩编篱型2.1在沟中已定谷坊位置，打2-3排柳桩。桩长1.5-2.0m，打入地中0.5-1.0m。排距1.0m，桩距0.3m。2.2用柳梢将柳桩编制成篱。在每排篱中填入卵石（或块石），再用捆扎柳梢盖顶。2.3用铅丝将前后2-3排柳桩联系绑牢，使之成为整体，加强抗冲能力。