水利水电工程浆砌石规范

一、标准条款

1 总则

1.1 路旁、沟底小型蓄引水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。

1.2 在干旱、半干旱水土流失地区，应将路旁、沟底小型蓄引水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。

1.3 在实施规划中，应以小流域为单元，全面调查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。

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

1.5 水窖、涝池和山丘间泉水利用三项措施的布局，应在满足人畜饮水、抗旱点浇和其他需要的同时，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，作为重点任务。

1.6 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。

1.7 有关配套工程应符合下列规定:

1.7.1 作为汇水水源的道路，路面应修成中间高两侧低的鱼背形，地表径流应由路面两侧排水沟引入涝池或水窑，不得在路面中间汇流。

1.7.2 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，加大集雨量。

2 水窖

2.1 水窖规划

2.1.1 水窖位置。一般布设在村旁、路旁以及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。

2.1.2 水窖类型与单窑容量

2.1.2.1 来水量不大的路旁，可修井式水窖，单窖容量为30～50m3。

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

2.1.3 水窖数量

2.1.3.1 应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。

2.1.3.2 在降雨量年际变化很大的地区，适当增加水窖数量。

2.2 水窖设计

2.2.1 井式水窖设计(图5－3)

图5－3 井式水窖断面示意图

2.2.1.1 窖体由窖筒、旱窖和水窖三部分组成，各部尺寸如下:

2.2.1.1.1 窖筒(上接地面窖口，供取水用):直径0.6～0.7m，深1.5～2m。

2.2.1.1.2 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。

2.2.1.1.3 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。

2.2.1.2 地面建筑物由窖口、沉沙池和进水管三部分组成，各部分尺寸如下:

2.2.1.2.1 窖口:直径0.6～0.7m，用砖或石砌成，高出地面0.3～0.5m。

2.2.1.2.2 沉沙地: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。

2.2.1.2.3 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。

2.2.2 窑式水窖设计(图5－4)

图5－4 窑式水窖断面示意图

2.2.2.1 窖体由水窑、窑顶和窑门三部分组成，各部分尺寸如下:

2.2.2.1.1 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。

2.2.2.1.2 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)。

2.2.2.1.3 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)做成。木板中部有可以开关的1.0m×1.5m的小门。

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

2.3 水窖施工

2.3.1 窖体开挖

2.3.1.1 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。

2.3.1.2 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。

2.3.1.3 对需用胶泥防渗的水窖和水窑，在窖体开挖完成后，还应开挖供钉胶泥用的码眼。码眼在窖壁呈“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。

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

2.3.2 窖体防渗

2.3.2.1 胶泥捶壁防渗

2.3.2.1.1 取胶泥与黄土拌和均匀(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。

2.3.2.1.2 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。

2.3.2.1.3 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。

2.3.2.1.4 窖壁胶泥厚度，从上到下依次为2cm、3cm、4cm和5cm。

2.3.2.2 水泥抹面防渗

2.3.2.2.1 调好水泥砂浆与白灰砂浆。水泥砂浆中水泥、沙子、水的体积比为1.0∶2.0∶2.5白灰砂浆中白灰、沙子、水的体积比为1.0∶1.5∶2.0。

2.3.2.2.2 先在窖壁上抹一层白灰砂浆“打底”，再用水泥砂浆抹面，抹面厚度不小于2～3cm。

2.3.2.2.3 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。

2.3.2.3 其他防渗措施

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

2.3.2.3.2 窖底、窖壁可用1∶1∶6水泥、石灰、砂浆砌砖，1∶3水泥砂浆抹面。

2.3.2.3.3 有条件的可采用混凝土或钢筋混凝土防渗。

2.3.3 地面部分施工

2.3.3.1 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水泵。

2.3.3.2 沉沙地与进水管连接处设置铅丝网拦污栅，防止杂物流入。

2.3.3.3 进水管应伸进窖内，离窖壁管口出水处设铅丝蓬头，防止水流冲坏窖壁。

2.4 水窖管理

2.4.1 水窑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。

2.4.2 在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蓄水位(水窖、水窑部分)，防止旱窖与窑顶部蓄水泡塌。

2.4.3 窖口盖板应经常盖好锁牢，防止杂物掉入或人畜跌进。

3 涝池

3.1 涝池规划

3.1.1 涝池蓄水总量

3.1.1.1 满足牲畜饮用水量。

3.1.1.2 满足居民非饮用水量。

3.1.1.3 减轻道路与沟壑的水土流失。

3.1.1.4 对来水量与需水量进行水量供需平衡分析。

3.1.2 涝池类型与单池容量

3.1.2.1 一般涝池。一个道路系统，沿途多处分散布设，单池容量100～500m3。

3.1.2.2 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。

3.1.2.3 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，做成路壕蓄水堰，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。

3.1.3 涝池位置

3.1.3.1 涝池应选在路旁低于路面、土质较好、暴雨中有足够地表径流流入的地方，距沟头、沟边10m以上。

3.1.3.2 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。

3.2 涝池设计

3.2.1 一般涝池

多为土质，深1.0～1.5m，形状依地形而异。圆形涝池，直径10～15m，方形、矩形边长10～20m。四周边坡1∶1。

3.2.2 大型涝池

深2～3m，圆形直径20～30m，方形、矩形边长30～50m，特大型的可达70～100m。土质的周边坡比1∶1，料石(或砖、混凝土板)衬砌的周边边坡1∶0.3。涝池位置不在路旁的应修改引水渠，将道路径流引入池中。为防止过量洪水入池，在池的进水口前应设置退水设施。

3.2.3 路壕蓄水堰

小土坝一般高1～2m，或3～5m，顶宽1.5～2.0m，上游坡1∶1.5，下游坡1∶1。应准确计算每座路壕蓄水堰的集水面积、来水量和蓄水容量，保证路壕中一系列蓄水堰能全部容蓄设计频率下一次暴雨径流。

3.3 涝池施工

3.3.1 一般土质涝池，应按设计尺寸开挖，挖出的土料，可在池周做成土埂(留下进水口)，增加蓄水容量。池底应用粘土防渗。如发现细小裂缝，应及时灌浆处理。

3.3.2 大型涝池需用石料衬砌的，应按照4.2的要求进行。

3.3.3 路壕蓄水堰的小土坝，应分层夯实，干密度不应低于1.4t/m3。

3.4 涝池管理

每2～3年应清淤一次，暴雨期应有专人现场巡视，发现问题，及时处理。

4 山丘间泉水利用

4.1 规划

4.1.1 供人畜饮用

在泉水露头附近修建水井或水池蓄水。

4.1.2 供浇灌小片水地用

4.1.2.1 利用坡面露头泉水。在泉水露头处修引水渠(断面0.1～0.2m2)，或埋设瓦管、陶管，将泉水引至小片水地，进行小畦浇灌或修蓄水池，平时蓄，用时灌。

4.1.2.2 利用沟中泉水。需在沟中修3～5m高的小型砌石滚水坝，抬高水位，在坝的一端或两端修引水渠浇灌岸边小片水地。

4.1.2.3 如在沟中修塘坝或蓄水池存储泉水供浇地或其他使用，则应在紧靠塘坝或蓄水池上游修淤地坝或拦沙坝，减轻泥沙淤积。这些措施应纳入沟壑治理的坝系规划。

4.2 设计

4.2.1 小片水地设计

4.2.1.1 小片水地一般应将坡耕地或沟岸缓坡地修成水平梯田，梯田宽度随地面坡度而异，可参照GB/T16453.1第二篇水平梯田断面设计执行。

4.2.1.2 小畦尺寸一般宽1.5～2.0m，长5～10m(与梯田宽度一致)。最后一级灌水小渠应在梯田内侧(上一台田坎根部)与小畦正交。

4.2.2 砌石滚水坝设计

4.2.2.1 一般采用重力式滚水坝，坝高2～3m，梯形断面顶宽1.0～1.5m。上游坡1∶0.1左右，下游坡1∶0.7左右。如地形、地质条件许可，可采用浆砌石拱坝，节省工、料和投资。

4.2.2.2 个别5m以上的砌石坝，有一定库容，应作稳定分析，可参考各地小型水利技术手册中浆砌石坝设计要求设计。

4.3 施工

4.3.1 小片水地施工，可参照水平梯田和小型灌溉工程要求施工，做到田面水平，田坎坚固。

4.3.2 砌石滚水坝施工

4.3.2.1 清基:按坝底宽度向上下游各延伸1.0m，按坝体两端高度向两岸边坡上延1.0m，清除沟底与岸坡淤泥、乱石等杂物，直到原状土基或基岩。

4.3.2.2 砌石:坝体全用料石逐层向上浆砌而成。料石长0.5m左右，宽、厚各约0.3m，料石尺寸应一致。

4.4 管理

4.4.1 人畜饮用水井，应砌井台，修井房，保持清洁，防止暴雨时地表径流进入。

4.4.2 暴雨后应对小片水地和滚水坝、引水渠等进行全面检查，如有水毁情况应及时修补。

二、理解与实施

我国黄土高原地区水土流失严重，干旱缺水，地下水资源匮乏，一些地区人畜饮水十分困难，更谈不上土地灌溉。为了改善人们的生活条件，在我国北方干旱、半干旱地区，南方局部干旱、半干旱地区修建水窖和涝池，将降雨时路面、沟底产生的径流拦蓄利用，是我国干旱、半干旱地区解决人畜饮水和土地灌溉问题的有效途径之一。本部分内容主要规定了水窖(旱井)、涝池及山间泉水利用等小型水利工程的规划、设计、施工和管理的技术要求，建设这些小型水利工程的目的，一方面是为了治理水土流失，另一方面，更是为了将有限的水资源加以利用。

与原标准相比，新标准还作了以下的修改:

(1)将原标准第9条名称“基本规定”改为“总则”，意在与前面章节相同。

(2)删除原标准9.6中“根据各地不同降雨情况，分别采用不同频率和历史的设计暴雨”。因为在9.6的前半部分已经说明了设计标准为10～20年一遇3～6h最大降雨，已经是一个区间的概念，所以不必赘述删除部分了。

(3)删除原标准中赘述的语言文字。如:9.7.1中“以防止冲刷”一句，10.1.3.2中“以备多雨年蓄水供少雨年使用”，10.4.3中“以保证安全与卫生”。

(4)更改9.7.2中最后一句“加大降雨流量”为“加大集雨量”。因为本段前面所述为铺设混凝土或三合板集流场，目的为加大集雨量，而非降雨流量。

(5)删除原标准10.1.2中“水窖分井式水窖和窑式水窖两类”一句。因为在下面的叙述中分别介绍了这两种水窖。

(6)原标准10.1.2.2中“在路旁有土质坚实的崖坎，且要求蓄水量较大的地方，可修窖式水窖，单窖容量100～200m3以上”。最后一句改为“单窖容量100m3以上”。去掉水窖容量的上限，给水窖容量建设留下空间。

(7)删除原标准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”中“离窖壁30～50cm”一句。

(8)删除原标准11中介绍涝池的文字，即“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”。标准的语言讲求精练，并不用来作名词解释。

(9)删除原标准11.2.1中“方形、矩形边长各10～20m至20～30m”中的“至20～30m”部分。

(10)删除原标准12.1中“根据山丘间泉水露头位置与用途，采取不同的利用措施”。

三、示例

水窖在小流域治理中的作用是显著的，不失为一项施工简易、效果显著的小型水利工程，适用范围很大，值得推广。水窖旱井在小流域治理中的作用体现在以下的几个方面①拦蓄洪水，减少水土流失。②提供水源。开展小流域治理，如栽树、种药材、播种、养殖、喷药等，都需要大量的水源，而水窖恰恰就可以解决这个问题。③解决人畜饮水困难。水窖旱井水的水质好，人畜完全可以饮用。有条件的地方，还可以利用山区自然落差，安装管道，与水窖连接，将水引入农户家中，形成“水窖旱井自来水”。

示例一:我国黄土地区水窖的研究

我国黄土地区降雨集中，多暴雨，雨水供应与农作物生长发育期严重错位。如山西省临汾市丘陵山区占70%以上，以农业生产为主，山区多年平均降雨量550mm，降雨年内分配不均，6～9月降雨量占到70%，年际变化大，最大、最小年降雨量比值为2.93∶1。加之剧烈的水土流失引起的土质条件差、蓄水保水能力变弱，导致了黄土地区雨养农业生产长期处于不稳定状态。但黄土地区土质深厚，蓄水能力强，有丰富的土地及光热资源，自然生产潜力大等特点，这充分说明只要解决水资源问题，黄土地区的雨养农业发展潜力将很大。黄土地区常用的蓄水设施有水窖、水窑、水池和涝池四大类，其中以水窖最为普及。用于人畜饮水的水窖容积为15～30m3，用于集雨节灌或集雨补灌的水窖容积一般为50～100m3。

1.窑式水窖的设计和施工

窑式水窖在窖址处先从下坡角处向下开挖出一条巷道，或利用天然陡崖，以挖窑的方式，修成深长数米的土窑，窑拱矢跨比1∶3，跨度视土质而定，窑拱高度1.5m左右，拱顶距地面深度一般＞3m。窑拱分为刚性材料和土拱两种。如用混凝土，先用混凝土或砖制作窑拱底座，按1～1.5m等距制作截面尺寸为15cm×15cm的混凝土拱肋，用草泥抹面1cm后，用100号水泥砂浆抹面3cm。如用砖，先制作20cm×30cm的底座，用75号水泥砂浆砌筑砖拱，采用水泥砂浆或灰土草泥抹面。自然土拱采用灰土草泥或水泥砂浆抹面，以防止土层剥落。窑拱的处理视土质和农户经济能力而定。窑拱修好后再向下开挖窖池。窖池上边缘应距窑拱底部5cm。窑池呈梯形，上口宽约4m，深约3m，底宽3m左右，长6～10m为宜。防渗处理完工后，将巷道内窑拱部取土口用砖封闭。取水口宜选在开挖的巷道内，这样取水高度最小，并有效地保护了窑拱。如从顶部取水时，做好封闭式窑口井台，窑口壁用100号水泥砂浆抹面，并与窑拱顶部密实联结。

2.窖体防渗

不同结构形式的水窖防渗的处理方法不同，瓶形、球形等薄壁衬砌水窖防渗方法可采用胶泥防渗和水泥砂浆防渗两种方法盖碗式、茶杯式、圆柱形、窑式水窖可采用浇注混凝土和砌筑浆砌石防渗。

(1)胶泥防渗。在窖壁上开挖口小里大的码眼(圆孔)，码眼口稍微向上，具一定倾斜角。码眼直径7cm，深10～12cm，间距20～25cm，品字形分布。将砸碎过筛经水软化后的胶泥充分拌和，制作直径7cm、长约30cm的棒状锭子钉入码眼并塞实，将码眼口外的胶泥锭压平，使各码眼的胶泥相连成片，用木槌锤钉、压实，逐步压平成型，整平抹光后用胡麻水或黑矾水刷面。窖底用20～30cm厚胶泥铺平压实，与窖壁胶泥密实联结，铺上防冲石板。胶泥防渗具造价低，饮水口感好的特点，但胶泥易干裂脱落，水窖存水容积小(拱窖颈部分不存水)。

(2)水泥砂浆防渗。在窖壁上开挖直径10cm、深10cm、间距30cm品字形分布的码眼(盖碗式水窖可在窖体上沿水平方向按1～1.5m等距开挖10cm×10cm的圈带槽，也可同时沿竖直方向再均匀开挖6条10cm×10cm的圈槽，以增加防渗砂浆的附着点和提高成窖质量)，拍实窖壁，扫去浮土，用150号混凝土将码眼、圈带和肋槽填实。填实步骤:①在窖壁上抹1cm厚的草泥，用水泥浆刷面②用75、100号水泥砂浆分2次各抹面1.5cm(砂浆与码眼、圈带及肋槽的联结密实)③用水泥浆刷面1～2次。窖底用充分拌和的胶泥20cm厚压实整平后，抹100号水泥砂浆(3cm厚)的或浇筑150号混凝土(10～20cm厚)窖壁与窖底结合的拐角处，以15cm×15cm抹角抗渗剂用量按砂浆中水泥重量的5%掺入。水泥砂浆防渗水窖性能好，质量高，不易损坏，管理方便。

(3)浇注混凝土防渗。水窖采用轻型混凝土墙时，水窖的侧墙混凝土和底部混凝土应浇注成一整体，其接合面的处理方法:①浇注混凝土24h后用钢丝刷混凝土面，或凿毛孔(100个/m2)②清除碎渣，铺2～3cm厚的砂浆。如采用重力式窖墙，侧墙与底板之间应设沉陷，沉陷缝用4层油毛毡两边涂沥青而成采用砌筑预制混凝土块时，土块要做成外圈比内圈稍大的梯形以便能围成圆形。

(4)砌筑浆砌石防渗。采用浆砌石防渗时，浆砌石的施工要采取座浆砌筑的方法。在砌筑时应做到“平、稳、紧、满”:平———每一层要求水平上升稳———石块要安放踏实平稳紧———石块和石块之间要靠得紧，缝隙尽量小满———砂浆要塞满缝隙，防止干缝、虚缝。浆砌石时需注意:①砂浆初凝后不能在砌石体上敲打石块以防出现裂缝②厚度较大的石块应先从外围的边行开始筑砌，行列定位的镶面石应选用坚硬平整的石块③砌体每层厚度大约30cm左右，每砌筑3层应水平测试1次，砌体的上下缝避免通缝。

高位泉水梯级窖群灌溉是干旱山区在发展集雨节灌的基础上，对当地水资源的合理开发与灵活应用，具有投资少、见效快、季节变化影响小和运行管理稳定等特点，一次性投资，长期受益，是群众的脱贫致富工程。

示例二:利用高位泉水发展山台地梯级窖群蓄水灌溉

1.自然条件

清水县金集乡潘山村地处清水县西南部浅山干旱区，海拔1200～1600m，平均气温7～8℃，年平均降水量542mm。全村795人，耕地面积3220亩，粮田面积2440亩，人均年收入860元，群众生活困难。经现场踏勘，村旁西房沟上游距大片耕作区112km，海拔1390m处有一泉水，实测出水量为44m3/d，年可供水量1160万m3。集中连片灌溉面积达480亩，依据同类地区实施节水灌溉的试验，采用最关键性的冬灌、春灌和夏灌3次灌水，灌溉定额按每亩次10m3计算，全灌区需水量为1144万m3，供水量满足灌溉需求。由此提出引西房沟泉水，按灌区山台地分布面积，分级分块管理，修建梯级蓄水窖群，发展节水灌溉，保障集中连片的480亩农田灌溉。其余分散地块逐年修建山坡集雨场，发展集雨灌溉，增加灌溉面积，提高经济效益。

2.工程实施方案

埋设＜25mm硬塑料管输送泉水至规划连片灌溉区，按山台地分布面积修建5级蓄水窖群，每眼水窖蓄水量按30m3设计，每眼窖年循环蓄水3次，每次灌地3亩。一级窖群30眼，灌溉面积为90亩二级窖群26眼，灌溉面积为78亩三级窖群20眼，灌溉面积为60亩四级窖群49眼，灌溉面积为147亩五级窖群35眼，灌溉面积为105亩。委派专人放水，及时办理窖群关水和放水手续。为保证长年昼夜蓄水，主管道设一级叉管入窖群，再由二级叉管入分窖，分窖之间在最高限制水位采用＜50mm硬塑料管串联，控制各分窖最高水位。