CN114164845A - 一种地下含水坡地截排水系统及其实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地下含水坡地截排水系统及其实施方法，含水坡地包括含水层，在含水坡地上设暗渠截水沟，暗渠截水沟的两端分别连接明渠集中排水沟和明渠导水沟；暗渠截水沟包括暗渠截水沟沟槽，暗渠截水沟沟槽上下截断所述含水层；暗渠截水沟沟槽的槽底铺有底部土工布，底部土工布上方放置有进水处石笼宾格网箱和止水处石笼宾格网箱，进水处石笼宾格网箱与止水处石笼宾格网箱之间构成暗渠截水沟蓄水空间；止水处石笼宾格网箱与含水层之间设有止水处土工布。本申请设计合理，实施方便，能够有效地防止高寒地区地下含水坡度在降雨、降温条件下发生冻胀现象；有利于同时保障高寒地区地下含水坡地截排水系统的适用性、安全性以及有效性。

Description

一种地下含水坡地截排水系统及其实施方法

技术领域

本发明涉及坡地截排水系统技术领域，尤其涉及一种地下含水坡地截排水系统及其实施方法。

背景技术

青海省西宁市大通县地处青藏高原东北部，是黄土高原和青藏高原的过渡带，属典型的高原大陆性气候，气温低而寒冷，昼夜温差大，流域内雨量丰沛，使得地下含水坡地极易发生冻胀破坏，从而导致山体滑坡等自然灾害现象，故需要在坡地泉水出露处的上面设置优化后的暗渠截水沟将含水层中水截掉再通过导排水沟排出来防止坡地冻胀现象的发生。

发明内容

本申请为了解决上述技术问题提供一种地下含水坡地截排水系统及其实施方法。

本申请通过下述技术方案实现：

一种地下含水坡地截排水系统，所述含水坡地包括含水层，在含水坡地上设暗渠截水沟，所述暗渠截水沟包括暗渠截水沟沟槽，所述暗渠截水沟沟槽从上往下截断所述含水层；

暗渠截水沟沟槽的槽底铺有底部土工布，底部土工布上方放置有进水处石笼宾格网箱和止水处石笼宾格网箱，所述进水处石笼宾格网箱迎着所述含水层流向设置，进水处石笼宾格网箱与止水处石笼宾格网箱之间构成暗渠截水沟蓄水空间；止水处石笼宾格网箱与所述含水层之间设有止水处土工布。

特别的，止水处土工布置于止水处石笼宾格网箱与暗渠截水沟沟槽槽壁之间。

可选的，暗渠截水沟沟槽的槽底设有粉质黏土层，所述底部土工布铺于粉质黏土层上方。

特别的，所述进水处石笼宾格网箱和止水处石笼宾格网箱上方设有暗渠截水沟顶部盖板，暗渠截水沟顶部盖板上方覆有耕植土。

可选的，地下含水坡地截排水系统还包括明渠集中排水沟和明渠导水沟，所述暗渠截水沟有双向坡度，暗渠截水沟的两端分别位于其中一个坡度方向上，暗渠截水沟的两端分别与明渠集中排水沟和明渠导水沟连接，明渠导水沟汇入所述明渠集中排水沟。

可选的，所述明渠集中排水沟和明渠导水沟有单向坡度。

可选的，所述暗渠截水沟一端位于明渠集中排水沟一端的上方，明渠集中排水沟一端通过截排水沟连接地与暗渠截水沟的一端连接；

暗渠截水沟另一端位于明渠导水沟一端的上方，明渠导水沟的一端通过截导水沟连接地与暗渠截水沟的另一端连接，明渠导水沟的另一端并入明渠集中排水沟。

特别的，进水处石笼宾格网箱和止水处石笼宾格网箱的底部低于所述水岩层底部，进水处石笼宾格网箱和止水处石笼宾格网箱的顶部高于所述水岩层顶部。

所述的一种地下含水坡地截排水系统的实施方法，包括以下步骤：在坡地上施工所述暗渠截水沟沟槽，所述含水层的流向由坡度的高势向低势处流动；

在暗渠截水沟沟槽中施工粉质黏土、底部土工布、进水处石笼宾格网箱、止水处石笼宾格网箱、止水处土工布、暗渠截水沟顶部盖板；

在暗渠截水沟顶部盖板上方设耕植土。

可选的，所述耕植土土壤ph值在7.3到8.0区间，全氮含量为2.03‰，全磷含量约2.4‰，全钾含量为2.53％，碱解氮含量为0.15‰，有效磷含量为0.05‰，速效钾含量为0.33‰，有机质含量为4.7％，全盐含量为1.3‰。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

本申请设计合理，实施方便，能够有效地防止高寒地区地下含水坡度在降雨、降温条件下发生冻胀现象；有利于同时保障高寒地区地下含水坡地截排水系统的适用性、安全性以及有效性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请实施方式的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施方式的限定。

图1为实施例中截排水系统布置平面图；

图2为实施例中坡地泉水出露处的剖面图；

图3为图1中A-A处的剖面图，图3中未示出暗渠截水沟沟槽的内部布置；

图4为图1中B-B处的剖面图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例以青海省西宁市大通县小煤洞村为例，对本申请的高寒地区地下含水坡地截排水系统进行详细介绍。

如图1、图2所示，地下含水坡地位于小煤洞村8的西侧，该地下含水坡地所处岩层主要分为上部的黄土层12，中部的砂砾含水岩层13以及下部的泥岩层15。上部的黄土层12厚度为1m-3m，中部较薄部分的黄土层厚度约为1m，上部和下部较厚部分的黄土层厚度约为3m，中部的砂砾含水岩层13厚度约为0.5m。

由于在靠近地表不远处存在砂砾含水岩层13，并且由于顺层坡度的岩层坡度和坡面坡度一样较高，砂砾含水岩层13沿着砂砾含水层流向14从坡地高势流向低势，产生巨大势能，因满足水动力条件，在图中黄土层12中部较薄位置出现有泉水出露的现象，由于在高寒地区的降温、降雨条件下坡地极易出现地下含水层的冻胀现象。故本实施例在泉水出露点16位置之前设立截水沟，以将砂砾含水岩层13中的水截断再排出。

如图1所示，截排水系统位于小煤洞村8的西南侧，始于地下含水坡地即暗渠截水沟4的正中位置，终于东侧河流即明渠集中排水沟11的尾端。

本实施例的截排水系统包括暗渠截水沟4、明渠集中排水沟11以及明渠导水沟6。暗渠截水沟4和明渠集中排水沟11之间由截排水沟连接地9连接，暗渠截水沟4和明渠导水沟6之间由截导水沟连接地5连接，明渠导水沟6汇入明渠集中排水沟11。

暗渠截水沟4紧靠坡地泉水出露点16前方，暗渠截水沟4底部位于砂砾含水岩层13的下部。可选的，暗渠截水沟4埋在地下含水坡地的2 m处。所述暗渠截水沟4有双向坡度，暗渠截水沟4的两端分别位于其中一个坡度方向上。可选的，暗渠截水沟4一端位于明渠集中排水沟11上部0.5m处，另一端位于明渠导水沟6的上部0.5m处，暗渠截水沟4用于将砂砾含水岩层13中的水在泉水出露16前截掉排出。因暗渠截水沟4由中间向两侧处由高势坡地向低势平地出伸出，所以本实施例中暗渠截水沟4呈弧状。

明渠集中排水沟11出露于地表，位于小煤洞村8的上部，明渠集中排水沟11一端通过截排水沟连接地9与暗渠截水沟4的一端连接，明渠集中排水沟11用于将截水沟的所有水集中起来排出。

明渠导水沟6出露于地表，位于小煤洞村8的下部，明渠导水沟6的一端通过截导水沟连接地5与暗渠截水沟4的另一端连接，明渠导水沟6的另一端并入明渠集中排水沟11，用于将截水沟一侧的水导排到明渠集中排水沟11中。

如图3、图4所示，暗渠截水沟4包括暗渠截水沟沟槽17，暗渠截水沟沟槽17上下截断砂砾含水岩层13，暗渠截水沟沟槽17的槽底设有粉质黏土层19，粉质黏土层19上铺有底部土工布21，底部土工布21上方放置有进水处石笼宾格网箱20和止水处石笼宾格网箱23，进水处石笼宾格网箱20和止水处石笼宾格网箱23间隔设于砂砾含水岩层13的流向方向。进水处石笼宾格网箱20迎着砂砾含水岩层13流向设置，止水处石笼宾格网箱23与砂砾含水岩层13之间设有止水处土工布24，进水处石笼宾格网箱20与止水处石笼宾格网箱23之间构成暗渠截水沟蓄水空间22。

特别的，止水处土工布24下边缘位于暗渠截水沟沟槽17底部，止水处土工布24上边缘延伸至高于止水处石笼宾格网箱23顶部。

值得一提的是，进水处石笼宾格网箱20和止水处石笼宾格网箱23的底部低于砂砾含水岩层13底部，进水处石笼宾格网箱20和止水处石笼宾格网箱23的顶部高于砂砾含水岩层13顶部。

进水处石笼宾格网箱20和止水处石笼宾格网箱23上方设有暗渠截水沟顶部盖板25。可选的，整个暗渠截水沟顶部盖板25处在黄土层12层，用于暗渠截水沟4的封顶。暗渠截水沟顶部盖板25上方覆有耕植土26，耕植土26用于当地村民种植。耕植土26的上方施有肥料27，用于改善当地耕植土的种植条件。

暗渠截水沟4的截水原理：砂砾含水岩层流向14，由坡度的高势向低势处流动，粉质黏土层19用作暗渠截水沟4的垫层，底部土工布21用于暗渠截水沟4底部隔水。进水处石笼格宾网箱20位于底部土工布21的上方左边，穿插在砂砾含水岩层13中间，迎着砂砾含水层流向14，用于将砂砾含水层13中的水顺着砂砾含水层流向14从暗渠截水沟渗水处18引入暗渠截水沟蓄水空间22内。止水处石笼格宾网箱23位于底部土工布21的右侧，用于缓冲流向暗渠截水沟蓄水空间22的水流。

止水处土工布24位于止水处石笼格宾网箱23的右侧，止水处石笼宾格网箱23与暗渠截水沟沟槽17槽壁将水处土工布24夹在中间。止水处土工布24穿插于砂砾含水岩层14中间，用于抵挡住暗渠截水沟蓄水空间22中的水继续按照砂砾含水层流向14通过止水处石笼格宾网箱23向下部的砂砾含水岩层流动，起到截水的作用。

本实施例在坡地泉水出露点16处设置截排水系统，将砂砾含水岩层13中的水截掉再通过导排水沟排出来从而防止坡地冻胀现象的发生。

暗渠截水沟4按照施工顺序依次为：开挖暗渠截水沟沟槽17、铺设粉质黏土19、底部土工布21、进水处石笼宾格网箱20、止水处土工布24、止水处石笼宾格网箱23、暗渠截水沟顶部盖板25、耕植土26、肥料27。

明渠集中排水沟11、明渠导水沟6和暗渠截水沟4等的尺寸根据需要合理设置即可。

可选的，明渠集中排水沟11底部宽度为1m，竖直高度为1m；明渠导水沟6底部宽度为0.8m，竖直高度为1m。

可选的，截排水沟连接地9为一出露于地表的矩形斜沟，斜沟底面与水平地面的角度为15°，其底部宽度为2m，竖直高度为0.8m。截导水沟连接地5也为一出露于地表的矩形斜沟，斜沟底面与水平地面的角度为15°，其底部宽度为2m，竖直高度为0.8m。

如图3所示，暗渠截水沟沟槽17布置在紧靠在泉水出露点16的前方，根据暗渠截水沟4的设计，暗渠截水沟沟槽17底部开槽宽度设置为2m，竖直开槽深度为3m。

可选的，粉质黏土层19厚度为20cm，底部土工布21厚度为2cm，止水处土工布24厚度为2cm。

可选的，进水处石笼格宾网箱20，其底部宽度为50cm，竖直高度为1m，长度为3m；止水处石笼格宾网箱23，其底部宽度为50cm，竖直高度为1m，长度为3m。暗渠截水沟蓄水空间22底部宽度为1m，竖直高度为1m。

可选的，暗渠截水沟顶部盖板25采用素混凝土制造，暗渠截水沟顶部盖板25竖直高度为10cm，底部宽度为2m，长度为3m。

可选的，耕植土26厚度为50cm，选用优等等级土壤，土壤质量指数在95到100区间，土壤ph值在7.3到8.0区间，全氮含量约为2.03‰，全磷含量约为2.4‰，全钾含量约为2.53％，碱解氮含量约为0.15‰，有效磷含量约为0.05‰，速效钾含量约为0.33‰，有机质含量约4.7％，全盐含量约为1.3‰。

可选的，肥料27采用有机肥，并且由于田面大平大整后难免把生土翻到田面上部，需随即施肥，对当年增产有利，或先施肥后深翻，有灌溉条件的地方，随即再灌水一次更好。

可选的， 暗渠截水沟4的双向坡度 3均为千分之十。

可选的， 明渠集中排水沟11的单向坡度A10为千分之三。

可选的，所述明渠导水沟6的单向坡度B7为千分之三。

可选的，进水处石笼宾格网箱20和止水处石笼宾格网箱23包括外部格宾网箱和放置在外部格宾网箱内的内部石笼。

可选的，进水处石笼宾格网箱20和止水处石笼宾格网箱23的内部石笼的填充卵石中80～85％直径为100～150mm，余量粒径为10～50mm。

可选的，进水处石笼宾格网箱20和止水处石笼宾格网箱23的外部格宾网箱采用4mm的钢筋编制而成，并且在钢筋的外层包有一层厚度1.0mm的PVC层。

本申请能够利用暗渠截水沟将含水层中水截掉再通过导排水沟排出来，可防止坡地冻胀现象的发生，有利于同时保障高寒地区地下含水坡地截排水系统的适用性、安全性以及有效性。

以上的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地下含水坡地截排水系统，所述含水坡地包括含水层，其特征在于：包括暗渠截水沟（4），所述暗渠截水沟（4）包括暗渠截水沟沟槽（17），所述暗渠截水沟沟槽（17）从上往下截断所述含水层；

暗渠截水沟沟槽（17）的槽底铺有底部土工布（21），底部土工布（21）上方放置有进水处石笼宾格网箱（20）和止水处石笼宾格网箱（23），所述进水处石笼宾格网箱（20）迎着所述含水层流向设置，进水处石笼宾格网箱（20）与止水处石笼宾格网箱（23）之间构成暗渠截水沟蓄水空间（22）；止水处石笼宾格网箱（23）与所述含水层之间设有止水处土工布（24）。

2.根据权利要求1所述的一种地下含水坡地截排水系统，其特征在于：止水处土工布（24）置于止水处石笼宾格网箱（23）与暗渠截水沟沟槽（17）槽壁之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种地下含水坡地截排水系统，其特征在于：暗渠截水沟沟槽（17）的槽底设有粉质黏土层（19），所述底部土工布（21）铺于粉质黏土层（19）上方。

4.根据权利要求1所述的一种地下含水坡地截排水系统，其特征在于：所述进水处石笼宾格网箱（20）和止水处石笼宾格网箱（23）上方设有暗渠截水沟顶部盖板（25），暗渠截水沟顶部盖板（25）上方覆有耕植土（26）。

5.根据权利要求1、2或4所述的一种地下含水坡地截排水系统，其特征在于：还包括明渠集中排水沟（11）和明渠导水沟（6），所述暗渠截水沟（4）有双向坡度，暗渠截水沟（4）的两端分别位于其中一个坡度方向上，暗渠截水沟（4）的两端分别与明渠集中排水沟（11）和明渠导水沟（6）连接，明渠导水沟（6）汇入所述明渠集中排水沟（11）。

6.根据权利要求5所述的一种地下含水坡地截排水系统，其特征在于：所述明渠集中排水沟（11）和明渠导水沟（6）有单向坡度。

7.根据权利要求6所述的一种地下含水坡地截排水系统，其特征在于：所述暗渠截水沟（4）一端位于明渠集中排水沟（11）一端的上方，明渠集中排水沟（11）一端通过截排水沟连接地（9）与暗渠截水沟（4）的一端连接；

暗渠截水沟（4）另一端位于明渠导水沟（6）一端的上方，明渠导水沟（6）的一端通过截导水沟连接地（5）与暗渠截水沟（4）的另一端连接，明渠导水沟（6）的另一端并入明渠集中排水沟（11）。

8.根据权利要求1所述的一种地下含水坡地截排水系统，其特征在于：进水处石笼宾格网箱（20）和止水处石笼宾格网箱（23）的底部低于所述水岩层底部，进水处石笼宾格网箱（20）和止水处石笼宾格网箱（23）的顶部高于所述水岩层顶部。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种地下含水坡地截排水系统的实施方法，其特征在于：包括以下步骤：在坡地上施工所述暗渠截水沟沟槽（17），所述含水层的流向由坡度的高势向低势处流动；

在暗渠截水沟沟槽（17）中施工粉质黏土（19）、底部土工布（21）、进水处石笼宾格网箱（20）、止水处石笼宾格网箱（23）、止水处土工布（24）、暗渠截水沟顶部盖板（25）；

在暗渠截水沟顶部盖板（25）上方设耕植土（26）。

10.根据权利要求9所述的实施方法，其特征在于：所述耕植土（26）土壤ph值在7.3到8.0区间，全氮含量为2.03‰，全磷含量约2.4‰，全钾含量为2.53％，碱解氮含量为0.15‰，有效磷含量为0.05‰，速效钾含量为0.33‰，有机质含量为4.7％，全盐含量为1.3‰。

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