蓄水設(shè)施工程技術(shù)儲(chǔ)水設(shè)施的容積計(jì)算窖址的選擇課件

2015.03蓄水設(shè)施工程技術(shù)

主講人：雷

成霞山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院2015.03蓄水設(shè)施工程技術(shù)主蓄水設(shè)施工程技術(shù)一、儲(chǔ)水設(shè)施的類型蓄水系統(tǒng)包括儲(chǔ)水設(shè)施及其附屬設(shè)施，其作用是存儲(chǔ)雨水。各地群眾在實(shí)踐中創(chuàng)造出不同的存儲(chǔ)形式，北方地區(qū)最常見(jiàn)的是建水窖和蓄水池。各地應(yīng)根據(jù)地形地貌特征、經(jīng)濟(jì)條件、施工技術(shù)和當(dāng)?shù)夭牧蟻?lái)選型。蓄水設(shè)施工程技術(shù)一、儲(chǔ)水設(shè)施的類型蓄水系統(tǒng)包括蓄水設(shè)施工程技術(shù)一、儲(chǔ)水設(shè)施的類型1.窖水窖按其修建的結(jié)構(gòu)不同可分為傳統(tǒng)型土窖、改進(jìn)型水泥薄壁窖、蓋碗窖、窯窖、鋼筋混凝土窖等；按采用的防滲材料不同又可分為膠泥窖、水泥砂漿抹面窖、混凝土和鋼筋混凝土窖、人工膜防滲窖等。

由于各地的土質(zhì)條件、建筑材料及經(jīng)濟(jì)條件不同，可因地制宜選用不同結(jié)構(gòu)的窖形。蓄水設(shè)施工程技術(shù)一、儲(chǔ)水設(shè)施的類型1.窖水窖按蓄水設(shè)施工程技術(shù)一、儲(chǔ)水設(shè)施的類型1.窖在建窖中，對(duì)用于農(nóng)田灌溉水窖與人畜飲水窖在結(jié)構(gòu)要求上有所不同。根據(jù)黃土高原群眾多年的經(jīng)驗(yàn)，人飲窖要求窖水溫度盡可能不受地表和氣溫的影響，窖深一般要達(dá)到6~8m，保持窖水不會(huì)變質(zhì)，能夠長(zhǎng)期使用，而灌溉水窖則不受深度的限制。適合當(dāng)前農(nóng)村生產(chǎn)的幾種窖形結(jié)構(gòu)如下：（1）水泥砂漿薄壁窖（2）混凝土蓋碗窖（3）素混凝土肋拱蓋碗窖（4）混凝土拱底頂蓋圓柱形水窖（5）混凝土球形窖（6）磚拱窖（7）窯窖（8）土窖。蓄水設(shè)施工程技術(shù)一、儲(chǔ)水設(shè)施的類型1.窖在建蓄水設(shè)施工程技術(shù)一、儲(chǔ)水設(shè)施的類型2.蓄水池蓄水池按其結(jié)構(gòu)形式和作用可分為澇池、普通池和調(diào)壓蓄水池等。（1）澇池在黃土丘陵區(qū)，群眾利用地形條件在土質(zhì)較好、有一定集流面積的低洼地修建的季節(jié)性簡(jiǎn)易蓄水設(shè)施。澇池形狀多樣，隨地形條件而異，有矩形池、平底圓池、鍋底圓池等。澇池的容積一般為100~200m3，最小不小于50m3。蓄水設(shè)施工程技術(shù)一、儲(chǔ)水設(shè)施的類型2.蓄水池蓄水蓄水設(shè)施工程技術(shù)一、儲(chǔ)水設(shè)施的類型2.蓄水池（2）普通蓄水池普通蓄水池一般是用人工材料修建的具有防滲作用，用于調(diào)節(jié)和蓄存途徑的蓄水設(shè)施，主要用于小型農(nóng)業(yè)灌溉或兼作人畜飲水用。按其結(jié)構(gòu)、作用不同，一般可分為兩大類型，即開(kāi)敞式和封閉式。開(kāi)敞式蓄水池是季節(jié)性蓄水池；封閉式蓄水池池頂增加了封閉設(shè)施，具有防凍、防蒸發(fā)功效?？沙Ｄ晷钏?，也可季節(jié)性蓄水,但工程造價(jià)相對(duì)較大。蓄水設(shè)施工程技術(shù)一、儲(chǔ)水設(shè)施的類型2.蓄水池（2）普蓄水設(shè)施工程技術(shù)一、儲(chǔ)水設(shè)施的類型2.蓄水池（3）調(diào)壓蓄水池調(diào)壓蓄水池是指在降雨量多的地方，為了滿足低壓管道輸水灌溉、噴、微灌等所需要的水頭而修建的蓄水池。調(diào)壓蓄水池的選址應(yīng)盡量利用地形高差的特點(diǎn)，設(shè)在較高的位置以實(shí)現(xiàn)自壓灌溉。蓄水設(shè)施工程技術(shù)一、儲(chǔ)水設(shè)施的類型2.蓄水池（3）調(diào)蓄水設(shè)施工程技術(shù)一、儲(chǔ)水設(shè)施的類型3.土井

土井一般指簡(jiǎn)易人工井，包括土圓井、大口井等。它是開(kāi)采利用淺層地下水，解決干旱地區(qū)人畜飲水和抗旱灌溉的小型水源工程。適宜打井的位置，一般在地下水埋藏較淺的山前洪積扇、河漫灘及一級(jí)階地，干枯河床和古河道地段，山區(qū)基巖裂隙水、溶洞水及鐵、錳和侵蝕性二氧化碳高含量的地區(qū)。蓄水設(shè)施工程技術(shù)一、儲(chǔ)水設(shè)施的類型3.土井土井一蓄水設(shè)施工程技術(shù)二、儲(chǔ)水設(shè)施的容積計(jì)算(以水窖為例)1.各類水窖的適用條件水窖是采用較普遍的蓄水工程形式之一，在土質(zhì)地區(qū)和巖石地區(qū)都有應(yīng)用。在土質(zhì)地區(qū)的水窖多為圓形斷面，可分為圓柱形、瓶形、燒杯形、壇形等；巖石地區(qū)水窖一般為矩形寬淺式，多采用漿砌石砌筑。根據(jù)調(diào)查資料，右表列出不同水窖形式所適宜的土質(zhì)條件和結(jié)構(gòu)的主要尺寸。水窖形式適用條件總深度旱窖直徑最大直徑底部直徑最大容積粘土水窖土質(zhì)較好0.84.04.03~3.240薄壁水泥砂漿水窖土質(zhì)較好7~7.82.5~3.04.5~4.83~3.455混凝土或砌磚拱頂薄壁水泥砂漿水窖（蓋碗窖）1土質(zhì)稍差6.51~1.54.23.2~3.463混凝土或砌磚拱頂薄壁水泥砂漿水窖（蓋碗窖）2土質(zhì)稍差6.71.54.23.460蓄水設(shè)施工程技術(shù)二、儲(chǔ)水設(shè)施的容積計(jì)算(以水窖為例)1.各蓄水設(shè)施工程技術(shù)二、儲(chǔ)水設(shè)施的容積計(jì)算2.窖址的選擇選擇窖址要保證有一定的集水場(chǎng)面積，如山坡、路旁、場(chǎng)院、開(kāi)闊地等，以便蓄水時(shí)有充足的水源。窖址要求土質(zhì)堅(jiān)硬，遠(yuǎn)離溝邊，避開(kāi)大樹(shù)、陷穴、砂礫層等土質(zhì)不良的地方。生產(chǎn)窖（用于農(nóng)田補(bǔ)充灌溉）靠近農(nóng)田，便于灌溉。生產(chǎn)窖應(yīng)考慮輸水方式的要求，有條件的地方盡要能將水窖修建在高于農(nóng)田10m左右的坡臺(tái)上，以便進(jìn)行自壓輸水灌溉。蓄水設(shè)施工程技術(shù)二、儲(chǔ)水設(shè)施的容積計(jì)算2.窖址的選擇蓄水設(shè)施工程技術(shù)二、儲(chǔ)水設(shè)施的容積計(jì)算3.集雨場(chǎng)設(shè)計(jì)（1）集雨場(chǎng)的選擇首先選擇雨后易產(chǎn)生徑流的道路、茺坡、場(chǎng)院等自然集水場(chǎng)。在人口居住集中，無(wú)上述條件的地方，可將坡度較大的旱坡地除去雜草夯實(shí)，亦可在地表鋪防滲物，建成人工集水場(chǎng)。（2）集雨場(chǎng)面積的確定依據(jù)當(dāng)?shù)亟邓?、降水?qiáng)度、集水場(chǎng)地面徑流數(shù)來(lái)確定集水場(chǎng)的面積。蓄水設(shè)施工程技術(shù)二、儲(chǔ)水設(shè)施的容積計(jì)算3.集雨場(chǎng)設(shè)計(jì)（蓄水設(shè)施工程技術(shù)二、儲(chǔ)水設(shè)施的容積計(jì)算4.水窖容積的確定合理計(jì)劃修建水窖容積是水窖工程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，主要依據(jù)天然來(lái)水量的多少確定水窖容積。水窖容積要與天然來(lái)水量相一致，即：

式中V——水窖容積，m3；——天然來(lái)水量，m3

式中——代表頻率為p的最大24h降水量，mm——水平投影集水面積，m2；——集水場(chǎng)地面徑流系數(shù)；據(jù)試驗(yàn)取茺坡0.3，土質(zhì)路面、場(chǎng)院、人工集水場(chǎng)0.45，瀝青路面、水泥場(chǎng)院0.85～0.9。蓄水設(shè)施工程技術(shù)二、儲(chǔ)水設(shè)施的容積計(jì)算4.水窖容積的確定蓄水設(shè)施工程技術(shù)二、儲(chǔ)水設(shè)施的容積計(jì)算5.水窖窖體幾何尺寸的確定根據(jù)力學(xué)原理，水窖窖體在保證蓄水和空窖時(shí)都能保持相對(duì)穩(wěn)定，水窖的斷面采用窖蓋為拱形，窖體為圓柱形的幾何形狀（如圖所示）。實(shí)踐證明，這種構(gòu)型的水窖穩(wěn)定狀況良好。水窖容積可計(jì)算：式中—水窖容積，m3

——窖體上口直徑，m；——窖體下口直徑，m；——窖體深度，m。圓形直立水窖示意圖蓄水設(shè)施工程技術(shù)二、儲(chǔ)水設(shè)施的容積計(jì)算5.水窖窖體幾何尺寸蓄水設(shè)施工程技術(shù)二、儲(chǔ)水設(shè)施的容積計(jì)算5.水窖窖體幾何尺寸的確定水窖的容積是由窖體的上口直徑、下口直徑及窖體深度三者而定。其三者的大小依土質(zhì)狀況、因地制宜的原則來(lái)確定；對(duì)滲透性小的黏土上下口徑一般為4～4.5m；黃土、黑壤土等最大寬度在3.5～4.0m；窖深要根據(jù)地形、土質(zhì)、施工的難易程度靈活掌握，一般窖深以5.0～6.0m為宜。圓形直立水窖示意圖蓄水設(shè)施工程技術(shù)二、儲(chǔ)水設(shè)施的容積計(jì)算5.水窖窖體幾何尺寸儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)集雨灌溉過(guò)程中最重要的設(shè)施應(yīng)該是集水面與蓄水設(shè)施，蓄水設(shè)施的結(jié)構(gòu)、大小、形狀，防滲層的施工質(zhì)量等決定了蓄水裝置的使用壽命、蓄水量的大小，它是整個(gè)集雨灌溉系統(tǒng)中使用效率最高的設(shè)備。常用的蓄水設(shè)施主要有旱井，水窖和蓄水池，下面重點(diǎn)將水窖的制作技術(shù)做比較詳細(xì)的介紹。儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)圓形瓶狀水窖的窖頂、窖底均為圓拱形混凝土結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同地質(zhì)條件有混凝土和草泥，水泥砂漿抹面兩種結(jié)構(gòu)形式，受力部位（頂蓋）無(wú)需配置鋼筋，相應(yīng)的有開(kāi)敞式和封閉式兩種施工方式。規(guī)劃時(shí)按照因地制宜、因水施策的原則，有水源的地方可用管道引蓄溝溪小水，施行“兩畝一窖（池）”；無(wú)水源的地方修建集流場(chǎng)、沉砂池蓄雨水。圓形瓶狀水窖的制窖技術(shù)主要有施工放線，土模制作，頂蓋混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)，窖壁處理和窖底及窖口處理五個(gè)步驟。儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)窖址選好后，按設(shè)計(jì)要求用皮尺（或線繩）、白灰放線，界定工作面，通過(guò)圓心拉兩條相互垂直的直線，標(biāo)明尺寸界線，大致定位以備開(kāi)挖時(shí)隨時(shí)檢測(cè)，控制校正。1.施工放線儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)土模是用來(lái)原地制作水窖頂蓋的，在放好線的地方，挖去表層熟土（約0.3m）后，以窖半徑在坑內(nèi)進(jìn)行二次放線制作土模。為方便施工可摟設(shè)計(jì)要求，制作一把坡度尺，配合水平尺控制土模坡度，土模成形后表面需大致修整光潔，周邊齒槽一次成形。2.土模制作制作土模的示意（單位：mm）儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)土模制作好后即可澆筑混凝土，澆筑之前先在土模表面噴灑少許水使其濕潤(rùn)，以減少土壤對(duì)混凝土中水分的吸收，之后鋪上編織袋（或牛皮紙、塑料紙）襯護(hù)以利脫模，同時(shí)在土臺(tái)根據(jù)部及齒槽四周作標(biāo)記控制厚度（一般10cm），待準(zhǔn)備工作完成后即可開(kāi)始澆筑頂蓋混凝土。3.頂蓋混凝土澆筑準(zhǔn)備工作儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)澆筑時(shí)混凝土水灰比控制在0.65，配合比按水泥：砂：石子=1：3.2:4.4（體積比）控制，水泥與天然級(jí)配混合料的質(zhì)量比為1：7。澆筑時(shí)6人一組，2人在坑內(nèi)鋪料，同時(shí)用鋼釬、手錘和鐵锨等工具振搗，4人在坑外拌料，沿圓周方向依次進(jìn)料，澆筑時(shí)選澆齒槽，分兩次澆滿，然后呈螺旋式方向分批澆筑頂蓋混凝土，連續(xù)拌和澆筑，2～3人在坑內(nèi)沿圓周逆（或順）時(shí)針?lè)较蜻B續(xù)碎步踏行，并配合工具拍打混凝土表面，人工振搗密實(shí)，直至澆至設(shè)計(jì)厚度，最后用鐵锨、抹子修坡整形后拌制75＃水泥砂漿抹面處理。3.頂蓋混凝土澆筑儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)待混凝土初凝后用麥草切向覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)，一周內(nèi)每天灑水不少于4次，3d后可在窖口局部取土通風(fēng)，1周后養(yǎng)護(hù)減為每天2次，取土范圍逐漸擴(kuò)大，每3周每天養(yǎng)護(hù)1次即可，然后全面開(kāi)始在頂蓋齒槽范圍內(nèi)人工取土，同時(shí)放線控制圓周開(kāi)挖精度誤差。3.頂蓋混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)水窖開(kāi)挖成形后，可在窖中取土拌和長(zhǎng)草泥（留窖底部分余土拌和），用木抹子抹面處理窖壁，泥墊層厚3cm，一次完成；待稍干后拌制1：3水泥砂漿抹第一道面，厚2cm，然后拌制1：2不泥砂漿抹第二道面，厚1cm，按從上到下順序一次完成，構(gòu)成防滲層，最后用純水泥漿均勻涂刷兩遍窖壁，為提高防滲效果，可在砂漿中添加防水劑或防水粉。4.窖壁處理窖壁處理（單位：mm）儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)窖底先用3：7灰土夯筑，表面用1：2水泥砂漿抹面處理，澆筑時(shí)最好從窖口用鐵桶或溜槽進(jìn)料，以防混凝土拌和物離漿，影響澆筑質(zhì)量。開(kāi)始時(shí)由2～3人邊鋪料邊用雙腳沿圓周方向連續(xù)碎步踏行，并配合鐵锨、折板人工振搗，最后與頂蓋混凝土一樣修坡整形抹面處理，窖底混凝土可不灑水養(yǎng)護(hù)，捂信窖口即可。5.窖底及窖口處理儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)儲(chǔ)水設(shè)施的施工防滲技術(shù)三、蓄水設(shè)施制作技術(shù)(以水窖為例)一周后可少量蓄水，同時(shí)安裝窖臺(tái)、窖蓋