排水沟设计规范.docx

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排水沟设计规范

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GB/T16453.4─1996

前　　　言

　　本标准系列共分四项：

第一项《水土保持综合治理规划通则》，第二项《水土保持综合治理技术规范》，第三项《水土保持综合治理验收规范》，第四项《水土保持综合治理效益计算方法》。

本标准是上述系列中的第二项。

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　　本项标准包括6个标准：

　　GB/T16453.1─1996水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术

　　GB/T16453.2─1996水土保持综合治理技术规范荒地治理技术

　　GB/T16453.3─1996水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术

　　GB/T16453.4─1996水土保持综合治理技术规范小型蓄排引水工程

　　GB/T16453.5─1996水土保持综合治理技术规范风沙治理技术

　　GB/T16453.6─1996水土保持综合治理技术规范崩岗治理技术

　　本标准是GB/T16453.4，包括坡面小型蓄排工程、路旁、沟底小型蓄引工程和引洪漫地工程三篇内容。

　　本标准系列的四项出版后，将全部代替1988年出版的中华人民共和国水利电力部部颁标准SD238─87《水土保持技术规范》。

　　本标准由中华人民共和国水利部提出并归口。

　　本标准负责起草单位：

水利部水土保持司。

参加起草单位：

黄河水利委员会黄河上中游管理局、黄河水利委员会农村水利水土保持局、长江水利委员会水土保持局、松辽水利委员会农田水利处、珠江水利委员会农田水利处、海河水利委员会农田水利处淮河水利委员会农田水利处。

　　本标准主要起草人：

郭廷辅、刘万铨、廖纯艳、胡玉法、苏仲仁、宁堆虎、徐传早、佟伟力、鲁胜力。

第一篇　坡面小型蓄排工程

1范围

　　本篇规定了防治坡面水土流失的截水沟、排水沟、沉沙池、蓄水池等坡面小型蓄排工程的规划、设计、施工、管理的技术要求。

　　本篇适用于南方多雨地区。

北方部分雨量较多、坡面径流较大的土石山区和丘陵区，也可参照使用。

2基本规定

2.1坡面小型蓄水工程，应与坡耕地治理中的梯田、保水保土耕作等措施、荒地治理中造林育林、种草育草等措施紧密结合，配套实施。

2.2在坡耕地治理的规划中，应将坡面小型蓄排工程与梯田、保水保土耕作法等措施统一规划，同步施工，达到出现设计暴雨时能保护梯田区和保土耕作区的安全。

同时，小型蓄排工程的暴雨径流和建筑物设计，也应考虑梯田和保水保土耕作减少径流泥沙的作用。

2.3在荒地治理的规划中，应将坡面小型蓄排工程与造林育林、种草育草统一规划，同步施工，达到出现设计暴雨中保护林草措施的安全。

同时，小型蓄排工程的暴雨径流和建筑物设计，也应考虑造林育林和种草育草减少径流泥沙的作用。

2.4坡面小型蓄排工程还应考虑蓄水利用。

3规划

3.1总体布局

　　在进行坡耕地或荒地治理规划的基础上，坡面小型蓄排工程应进行专项总体布局，合理地布设截水沟、排水沟、沉沙池、蓄水池等四项主要建筑物，构成完整的防御体系。

3.2截水沟的布设原则

3.2.1当坡面下部是梯田或林草，上部是坡耕地或荒坡时，应在其交界处布设截水沟。

3.2.2当无措施坡面的坡长太大时，应在此坡面增设几道截水沟。

增设截水沟的间距一般20～30m，应根据地面坡度、土质和暴雨径流情况，通过设计计算具体确定。

3.2.3蓄水型截水沟基本上沿等高线布设，排水型截水沟应与等高线取1％～2％的比降。

3.2.4当截水沟不水平时，应在沟中每5～10m修一高20～30cm的小土，防止冲刷。

3.2.5排水型截水沟的排水一端应与坡面排水沟相接，并在连接外作好防冲措施。

3.3排水沟的布设原则

3.3.1排水沟一般布设在坡面截水沟的两端或较低一端，用以排除截水沟不能容纳的地表径流。

排水沟的终端连接蓄水池或天然排水道。

3.3.2排水沟在坡面上的比降，根据其排水去处（蓄水池或天然排水道）的位置而定，当排水出口的位置在坡脚时，排水沟大致与坡面等高线正交布设；当排水去处的位置在坡面时，排水沟可基本沿等高线或与等高线斜交布设。

各种布设都必须作好防冲措施（铺草皮或石方衬砌）。

3.3.3梯田区两端的排水沟，一般与坡面等高线正交布设，大致与梯田两端的道路同向。

一般土质排水沟应分段设置跌水。

排水沟纵断面可采取与梯田区大断面一致，以每台田面宽为一水平段，以每台田坎高为一跌水，在跌水处做好防冲措施（铺草皮或石方衬砌）。

3.4蓄水池与沉沙池的布设原则

3.4.1蓄水池一般布设在坡脚或坡面局部低凹处，与排水沟（或排水型截水沟）的终端相连，以容蓄坡面排水。

3.4.2蓄水池的分布与容量，根据坡面径流总量、蓄排关系和修建省工、使用方便等原则，因地制宜具体确定。

一个坡面的蓄排工程系统可集中布设一个蓄水池，也可分散布设若干蓄水池。

单池容量从数百立方米到数万立方米不等。

3.4.3蓄水池的位置，应根据地形有利、岩性良好（无裂缝暗穴、砂砾层等）、蓄水容量大、工程量小，施工方便等条件具体确定。

3.4.4沉沙池一般布设在蓄水池进水口的上游附近。

排水沟（或排水型截水沟）排出的水量，先进入沉沙池，泥沙沉淀后，再将清水排入池中。

3.4.5沉沙池的具体位置，根据当地地形和工程条件确定，可以紧靠蓄水池，也可以与蓄水池保持一定距离。

4设计

4.1截水沟设计

4.1.1暴雨径流设计

4.1.1.1防御暴雨标准，按10年一遇24h最大降雨量。

4.1.1.2坡面径流量与土壤侵蚀量的确定。

根据水土保持试验站的小区径流观测资料，或查阅当地水文手册。

在上述设计频率暴雨下，不同坡度、不同土质、不同植被的坡面，应采用不同的暴雨径流量与土壤侵蚀量。

以一次暴雨径流模数Wm（m3/hm2）和年均土壤侵蚀模数Ms（t/hm2）表示。

4.1.2截水沟断面设计

4.1.2.1蓄水型截水沟断面设计。

4.1.2.1.1每道截水沟的容量（V）按式

（1）计算：

V=Vw+Vs

………………………………………………

（1）

式中：

V──

截水沟容量，m3；

       Vw──

一次暴雨径流量，m3；

       Vs──

1～3年土壤侵蚀量，m3。

　　Vs的计量单位，根据各地土壤的容重，由吨折算为立方米（下同）。

4.1.2.1.2Vw和Vs值按式

（2）计算：

Vw=Mw×F

…………………………………………

（2）

Vs=3Ms×F

…………………………………………（3）

式中：

F──

截水沟的集水面积，hm2；

       Mw──

一次暴雨径流模数，m3/hm2；

       ms──

一年土壤侵蚀模数，m3/hm2。

4.1.2.1.3根据V值计算截水沟断面面积（A1）：

A1=V/L

………………………………………………（4）

式中：

A1──

截水沟断面面积，m2；

       L──

截水沟长度，m。

4.1.2.1.4截水沟断面要素的确定：

　　截水沟由半挖半填作成梯形断面，其断面要素、符号、常用数值，如表1所示。

表1　截水沟断面要素常用数值

沟底宽Bd

m

沟深H

m

内坡比m1

外坡比m0

0.3～0.5

0.4～0.6

1∶1

1∶1.5

4.1.2.2排水型截水沟断面设计有两种情况，分别采取不同断面。

4.1.2.2.1多蓄少排型。

暴雨产生的坡面径流大部蓄于沟中，只排除不能容蓄的小部。

断面尺寸基本上参照蓄水型截水沟，沟底应取1％左右的比降。

4.1.2.2.2少蓄多排型。

暴雨产生的坡面径流小部蓄于沟中，大部排入蓄水池。

断面尺寸基本上参照排水沟的断面设计（见4.1.3），同时应取2％左右的比降。

4.1.3排水沟断面设计

4.1.3.1排水沟断面A2。

根据设计频率暴雨坡面最大径流量，按明渠均匀流公式计算：

………………………………………（5）

式中：

A2──

排水沟断面面积，m2；

       Q──

设计坡面最大径流量，m3/s；

       C──

谢才系数；

       R──

水力半径，m；

       i──

排水沟比降。

4.1.3.2Q值的计算：

Q=F/6（Lr-Lp）

……………………………………………（6）

式中：

Q──

设计最大流量，m3/s；

       Ir──

设计频率10min最大降雨强度，mm/min；

       Ip──

相应时段土壤平均入渗强度，mm/min；

       F──

坡面汇水面积，hm2。

4.1.3.3R值的计算：

R=A2/x

……………………………………………（7）

式中：

R──

水力半径，m；

       A2──

排水沟断面面积，m2；

       x──

排水沟断面湿周，m。

4.1.3.4C值的计算：

……………………………………………（8）

式中：

n──糙度，土质排水沟一般取0.025左右。

4.1.3.5上述设计中应考虑排水沟的不冲不淤流速，尽量减少沟道冲淤（参见17.3.1与17.3.2）。

4.1.4蓄水池设计

4.1.4.1蓄水池容量设计

4.1.4.1.1蓄水池总容量按式（9）计算：

V=K（Vw+Vs）

……………………………………………（9）

式中：

V──

蓄水池容量，m3；

       Vw──

设计频率暴雨径流量，m3；

       Vs──

设计清淤年（n年）累计泥沙淤积量，m3；

       K──

安全系数，取1.2～1.3。

4.1.4.1.2Vw值与Vs值的计算分两种情况：

　　a）蓄水池在坡面小型蓄排工程系统之中，与坡面排水沟终端相连，并以沟中排水为其主要水源时，

其Vw值与Vs值根据排水沟的设计排水量和淤积量计算。

　　b）蓄水池不在坡面小型蓄排工程系统中，需独立计算暴雨径流量时，采用式（10）、式（11）计

算Vw与Vs值。

Vw=MwF

…………………………………………（10）

Vs=3MsF

…………………………………………（11）

式中：

Mw──

设计频率一次暴雨径流模数，m3/hm2；

       Ms──

一年的侵蚀模数，m3/hm2；

       F──

蓄水池的集水面积，hm2。

4.1.4.2蓄水池主要建筑物设计

4.1.4.2.1池体设计。

根据当地地形和总容量V，因地制宜地分别确定池的形状、面积、深度和周边角度。

4.1.4.2.2进水口和溢洪口设计。

石料衬砌的蓄水池，衬砌中应专设进水口与溢洪口；土质蓄水池的进水口和溢洪口，应进行石料衬砌。

一般口宽40～60cm，深30～40cm。

并用矩形宽顶堰流量公式校核过水断面。

……………………………………（12）

式中：

Q──

进水（或溢洪）最大流量，m3/s；

           M──

流量系数，采用0.35；

       g──

重力加速度，9.81，m/s2；

       b──

堰顶宽（口宽），m；

       h──

堰顶水深，m。

4.1.4.2.3引水渠设计。

当蓄水池进口不是直接与坡面排水渠终端相连时，应布设引水渠，其断面与比降设计，可参照坡面排水沟的要求执行。

4.1.5沉沙池设计

4.1.5.1池体尺寸设计。

沉沙池为矩形，宽1～2m，长2～4m，深1.5～2.0m。

要求其宽度为排水沟宽度的2倍，长度为池体宽度的2倍，并有适当深度，以利于水流入池后能缓流沉沙。

4.1.5.2沉沙池的进水口和出水口，参照蓄水池进水口尺寸设计，并应作好石料（或沙浆砌砖或混凝土板）衬砌。

5施工

5.1截水沟与排水沟的施工

5.1.1根据规划截水沟与排水沟的布置路线进行施工放样，定好施工线。

5.1.2根据截水沟与排水沟的设计断面尺寸，沿施工线进行挖沟和筑埂。

筑埂填方部分应将地面清理耙毛后均匀铺土，每层厚约20cm，用杵夯实后厚约15cm，沟底或沟埂薄弱环节处应加固处理。

5.1.3在截水沟和排水沟的出口衔接处，铺草皮或作石料衬砌防冲。

在每一道跌水处，应按设计要求进行专项施工。

石料衬砌的跌水其施工要求参照5.2执行。

5.1.4竣工后，及时检查断面尺寸与沟底比降，是否符合规划设计要求。

5.2蓄水池与沉沙池的施工

5.2.1根据规划的位置和设计的尺寸进行开挖，及时检查开挖尺寸是否符合设计要求。

对于需作石料衬砌部位，开挖尺寸应预留石方衬砌位置。

5.2.2池底如有裂缝或其他漏水隐患等问题，应及时处理，并作好清基夯实，然后进行石方衬砌。

5.2.3石方衬砌要求料石（或较平整块石）厚度不小于30cm，接缝宽度不大于2.5cm，同时应做到砌石顶部要平，每层铺砌要稳，相邻石料要靠得紧，缝间沙浆要灌饱满；上层石块必须压住其下一层石块的接缝。

6管理

6.1每年汛后和每次较大暴雨后，对坡面小型蓄排工程应进行全面检查，如有冲毁现象，应及时进行衬修。

6.2根据设计要求和坡面侵蚀量大小，每1～3年应对各类蓄排工程进行一次清淤，遇到淤积严重的大沙年，应及时清除。

6.3截水沟和排水沟的填方土埂外坡，可种植经济价值较高的浅根性植物护埂。

6.4蓄水池四周可种植经济价值较高的树木，减少水面蒸发。

但应选好树种和种植位置，防止树根破坏衬砌体和引起池底漏水。

第二篇　路旁、沟底小型蓄引工程

7范围

　　本篇规定了水土流失地区的水窖（旱井）、涝池以及山丘间泉水利用等路旁、沟底小型蓄引工程的规划、设计、施工和管理的技术要求。

　　本篇适用于我国北方干旱、半干旱地区。

我国南方局部有干旱、半干旱现象的地区，也可以参照使用。

8引用标准

　　下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

本标准出版时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

　　GB/T16453.1─1996水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术

9基本规定

9.1路旁、沟底小型蓄引工程的规划布局应纳入小流域综合治理规划，与流域内坡耕地治理、荒地治理，沟壑治理结合进行。

9.2在干旱、半干旱的水土流失地区，应将路旁、沟底小型蓄引工程作为解决人畜饮水和抗旱点浇的主要水源，将水窖、涝池、泉水利用三者统一规划，协调实施。

9.3在实施规划中，以小流域为单元，全面调查了解流域内的道路网及其汇集地表径流的运行规律。

根据水土保持试验站的观测资料，分别确定各类道路的径流模数与土壤侵蚀模数（包括多年平均数值和设计频率下一次暴雨中的数值），作为水窖、涝池规划设计的基础数据。

9.4以小流域为单元，全面调查流域内居民点的分布情况和山丘间泉水的分布情况（包括坡面泉水与沟中泉水的分布位置和数量），作为山丘间泉水利用规划、设计的依据。

9.5水窖、涝池和山丘间泉水利用三项措施的布局，在满足人畜饮水、抗旱点浇和其他需要的同时，应最大限度地发挥其减轻水土流失的作用。

特别是通过涝池蓄水，控制水不下沟，减轻沟蚀，更应作为重点任务。

9.6路旁、沟底各项小型蓄引工程的设计标准为10～20年一遇3～6h最大降雨量；根据各地不同降雨情况，分别采用不同频率和历时的设计暴雨。

9.7有关配套工程

9.7.1作为汇水水源的道路，路面应修成中间高、两侧低的鱼背形，地表径流由路面两侧排水沟引入涝池或水窖，不能在路面中间汇流，以防止冲刷。

9.7.2在干旱、半干旱地区，可在房顶、窑顶、场院和汇流路面等地方，铺设混凝土或三合土集流场，加大降雨流量。

10水窖

10.1水窖的规划

10.1.1水窖的位置。

一般布设在村旁、路旁、有足够地表径流来源的地方。

窖址应有深厚坚实的土层，距沟头、沟边20m以上，距大树根10m以上。

石质山区的水窖，应修在不透水的基岩上。

10.1.2水窖类型与单窖容量

　　水窖分井式水窖和窑式水窖两类。

10.1.2.1一般来水量不大的路旁，修井式水窖，单窖容量30～50m3。

10.1.2.2在路旁有土质坚实的崖坎、且要求蓄水量较大的地方，修窑式水窖，单窖容量100～200m3以上。

10.1.3水窖数量

10.1.3.1根据规划区人口数量、每年人均需水量、总需水量，扣除其他水源（如山丘间泉水利用等）可供水量，取当地有代表性的单窖容量，算出规划区需修水窖数量。

10.1.3.2在降雨量年际变化很大的地区，适当增加水窖数量，以备多雨年蓄水供少雨年使用。

10.2水窖的设计

10.2.1井式水窖设计（见图1）

图1　井式水窖断面示意图

10.2.1.1窖体由窖筒、旱窖、水窖三部分组成，各部尺寸如下：

10.2.1.1.1窖筒（上接地面窖口，供取水用）：

直径0.6～0.7m，深1.5～2m。

10.2.1.1.2旱窖（不蓄水部分）：

上部与窖筒相连，深2～3m。

直径向下逐步放大，到散盘处直径3～4m。

10.2.1.1.3水窖（蓄水部分）：

深3～5m，从散盘处向下，直径逐步缩小，到底部直径2～3m。

10.2.1.2地面建筑物由窖口、沉沙池、进水管三部分组成，各部尺寸如下：

10.2.1.2.1窖口：

直径0.6～0.7m，用砖或石砌成，高出地面0.3～0.5m。

10.2.1.2.2沉沙池：

位于来水方向路旁，距窖口4～6m。

池体成矩形，长2～3m，宽1～2m，深1.0～1.5m。

四周坡比1∶1。

10.2.1.2.3进水管：

圆形，直径0.2～0.3m，在沉沙池从地表向下深约2/3处，以1∶1坡度向下与旱窖相连。

10.2.2窑式水窖设计（见图2）

图2 窑式水窑断面示意图

10.2.2.1窖体由水窑、窑顶、窑门三部分组成，各部尺寸如下：

10.2.2.1.1水窑（蓄水部分）：

深3～4m，长8～10m，断面为上宽下窄的梯形，上部宽3～4m，两侧坡比为8∶1。

10.2.2.1.2窑顶（不蓄水部分）：

长度与水窑一致，半圆拱形断面，直径3～4m，与水窑上部宽度一致（有的窑式水窖在窑顶中部留圆形取水井筒，直径0.6～0.7m，深度随崖坎高度而异，从窑顶上通地面取水口）。

10.2.2.1.3窑门：

下部梯形断面，尺寸与水窑部分一致，由浆砌料石制成，厚0.6～0.8m，密封不漏水。

在离地面约0.5m处埋一水管，外装龙头，可自由放水。

上部半圆形断面，尺寸与窑顶部分一致，由木板（或其他材料）作成。

木板中部有可以开关的1.0m×1.5m的小门。

10.2.2.2地面部分由取水口、沉沙池、进水管三部组成，可参照井式水窖的设计，沉沙池的尺寸应根据来水量适当放大。

10.3水窖的施工

10.3.1窖体开挖

10.3.1.1井式水窖开挖。

从窖口开始，按照各部设计尺寸垂直向下挖，在窖口处吊一中心线，每向下挖深1m，校核一次直径。

10.3.1.2窑式水窖开挖。

从窑门开始，先刷齐窑面，根据设计尺寸挖好标准断面，并逐层向里挖进，挖至设计的长度为止。

在窑门顶部吊一中心线，并做一个半圆形标准尺寸木架，每向里挖进1m，校核一次断面尺寸。

10.3.1.3对需用胶泥防渗的水窖和水窑，在窖体开挖完成后，还需开挖供钉胶泥用的码眼。

码眼在窖壁呈现“品”字形分布，上下左右眼距各约20cm，口径5～8cm，深10～15cm，眼深略向下方倾斜。

10.3.1.4地面部分的沉沙池、取水管、取水井筒都按设计要求开挖，及时校核断面尺寸。

10.3.2窖体防渗

10.3.2.1胶泥捶壁防渗

10.3.2.1.1取胶泥与黄土拌合均匀（沙粒∶粉粒∶粘粒的体积比为1∶2∶1），制成长约18cm，直径约5～8cm的胶泥钉和直径约20cm、厚2～5cm的胶泥饼。

10.3.2.1.2将胶泥钉用力塞入码眼，外留3cm，将胶泥饼用力摔到胶泥钉上，使之连成整体。

10.3.2.1.3用木棒连续捶打胶泥饼，使之与窖壁紧密结合，直到窖壁上全部胶泥坚实光滑为止。

10.3.2.1.4窖壁胶泥厚度，从上到下依次为2，3，4和5cm。

10.3.2.2水泥抹面防渗

10.3.2.2.1调好水泥沙浆与白灰沙浆。

水泥沙浆中水泥∶沙子∶水的体积比为1.0∶2.0∶2.5；白灰沙浆中白灰∶沙子∶水的体积比为1.0∶1.5∶2.0。

10.3.2.2.2先在窖壁上抹一层白灰沙浆“打底”，再用水泥沙浆抹面，抹面厚度不小于2～3cm。

10.3.2.2.3有条件的地方，可先用铆钉将铅丝网铆固在窖壁上；或先在窖壁上均匀地打入钢钎，再用铅丝连接成网，然后用水泥沙浆抹面；随着水泥的固结，进行抹实，直到牢固光滑为止。

10.3.2.3其他防渗措施

10.3.2.3.1在石料方便地方，窖底、窖壁可用1∶3水泥沙浆砌粗料石，并用1∶3水泥沙浆勾缝。

10.3.2.3.2窖底、窖壁用1∶1∶6水泥、石灰、沙浆砌砖，1∶3水泥沙浆抹面。

10.3.2.3.3有条件的可采用混凝土或钢筋混凝土防渗。

10.3.3地面部分的施工

10.3.3.1窖口处用砖或块石砌台，高出地面30～50cm，并设置能上锁的木板盖；有条件的可在窖口设手压式抽水泵。

10.3.3.2沉沙池与进水管连接处设置铅丝网拦污栅，防止杂物流入。

10.3.3.3进水管应伸进窖内，离窖壁30～50cm，管口出水处设铅丝蓬头，防止水流冲坏窖壁。

10.4水窖的管理

10.4.1水窖修成后应及时放入适当水量；正式蓄水取水时，不能将水取尽，防止窖壁窑底干涸裂缝。

10.4.2暴雨中收集地表径流时，应有专人现场看管，窖中水位不能超过设计的蓄水高度（水窖、水窑部分），防止旱窖与窑顶部蓄水泡塌。

10.4.3窖口盖板应经常盖好锁牢，防止杂物掉入或人畜跌进，以保证安全与卫生。

11涝池

　　主要修于路旁（或道路附近，或改建的道路胡同之中），用于拦蓄道路径流，防止道路冲刷与沟头前进；同时可供饮牲口和洗涤之用。

11.1涝池的规划

11.1.1涝池蓄水总量

11.1.1.1满足牲畜饮用水量。

11.1.1.2满足居民非饮用水量。

11.1.1.3减轻道路与沟壑的水土流失。

11.1.1.4对来水量与需水量进行水量供需平衡分析。

11.1.2涝池类型与单池容量

11.1.2.1一般涝池。

一个道路系统，沿途多处分散布设，单池容量100～500m3。

11.1.2.2大型涝池。

容蓄城镇、村庄大量来水，单池容量数千到数万立方米。

11.1.2.3路壕蓄水堰。

在路面低于两侧地面，形成深1～2m的路壕处，应将道路改在一侧地面上，而在路壕中分段修筑小土坝，作成路壕蓄水堰，拦蓄暴雨径流。

单堰容量随路壕的宽度、深度和土坝的高度与道路的坡度而定，一般500～1000m3。

11.1.3涝池的位置

11.1.3.1涝池应选在路旁低于路面、土质较好（无裂缝），暴雨中有足够地表径流的地方，距沟头、沟边10m以上。

11.1.3.2大型涝池池址应着重考虑能修建足够容量的池体和足够的径流来源。

11.2涝池的设计

11.2.1一般涝池

　　多为土质，深1.0～1.5m，形状依地形而异，圆形直径一般10～15m。

方形、矩形边长各10～20m至20～30