2024年3月28日发(作者：)
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集雨节水灌溉工程技术讲座
（1）我国集雨节水灌溉工程的发展概况
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为了研究和推广集雨节水灌溉工程技术，武汉大学云水工程技术有限公司和湖北
省水利厅对外合作与科技教育处共同编写了“湖北省集雨节水灌溉工程技术培训教
材（征求意见稿）”。今天我们从中摘录了一部分，编成本技术讲座以飨网友。并请
大家对其内容提出宝贵意见，以便改进。
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集雨节水灌溉工程指的在缺水地区利用小蓄水工程（如水窖、旱井、小蓄水池等）将当地降雨收集起来，并采用先进的节水灌溉方法（喷灌、滴灌、微喷灌等）灌溉农作物而建立起来的工程。一般是指蓄水库容不大于10
000m3，灌溉面积小于33.3hm2的微型水利工程。集雨节水灌溉工程一般由集雨系统、输水系统、净化系统、存储系统和田间节水灌溉系统等部分组成。
严格说来，几乎所有的灌溉工程都是集雨灌溉，因为1页
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灌溉用水不论是地面水还是地下水都是降雨由自然的或人工的方法集流而得来的。但这种情况大多数是利用外地的降雨，经过长途汇流而形成的水体。为利用这些水体大多要建设大型蓄水工程（水库等）和引水工程。这些大型水利工程解决了许多地方大面积的灌溉问题。但是仍有很多地方地势较高，地块分散离大水源较远，至今尚未解决灌溉问题，当地群众甚至生活用水都很困难，因此近年来，越来越重视利用小型蓄水工程来集蓄当地径流，这就是我们要讨论的集雨灌溉。这是旱作农业区解决人畜饮用水困难，发展庭院经济，进行农作物补充灌溉，促进农业稳产丰产的有效措施。
世界上有很多地方，自远古时期就开始收集雨水，并修建了蓄水池，迄今还有些被保留下来。[9]雨水利用曾经有力地促进了世界上许多地方古代文明的发展。自80年代以来，国外雨水利用得到迅速发展，不仅少雨国家（如以色列等）发展较快，且在一些多雨国家（如东南亚国家）也得到发展，利用范围也从生活用水向城市用水和农业用水发展，一些工业发达国家（如日本、澳大利亚、加拿大和美国等）都在积极开发利用雨水。[7]
我国是一个水资源很短缺的国家，人均水资源占有量排在世界第109位，仅为世界平均水平的1/4。被联合国2页
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列为世界13个贫水国之一，而农业用水占全国总用水量的70%左右。因此雨水集蓄利用技术在我国也有很久的历史。我国西北干旱半干旱地区通过长期的生产实践，创造了许多雨水集蓄利用技术，建造了如窖、大口井等多种蓄水设施。对当地农业的发展发挥了十分重要的作用。但由于生产力水平和技术条件的限制等原因，这些措施还不能从根本上解决降雨相对集中与作物需水期分散的矛盾。只能是被动抗旱，农业生产仍未摆脱“靠天吃饭”的局面。50年代以后我国修建了大量的大型水利工程，修建了不少水库和灌区，解决了大面积农田的灌溉问题，从而有一段时期忽视了雨水集蓄的工作，进入九十年代以来，由于北方干旱日益严重，水资源日益紧缺、在国际雨水集流事业的推动下，国家又开始了重视了雨水利用和水资源持续发展的研究，一些省区发展较快。
80年代以来，甘肃省水利厅就大力开展了雨水集蓄利用试验研究和示范推广工作。甘肃省委省政府于1995年做出决定，实施“121”雨水集流工程，即在干旱地区每户建立一个100m2左右的雨水集流场，修两眼贮水30~50m3的水窖，发展667m2（一亩）左右的庭院经济。该项工程一半窖水用于人畜饮用水，一半用于发展庭院经济。在实施的一年多就涌现了不少脱贫致富的示范户，在3页
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1991年到1994年仅11个干旱县就建成了混凝土、水泥瓦集流面积238.54万m2，配套新建水窖2.23万个，解决14.6万人、4.3万头大家畜和13.9万头猪、羊的饮水困难，节约了大量的拉水挑水费用，促进了庭院经济的发展[11]。在多年建设与运行的经验基础上，甘肃省水利厅还于1997年编制与发布了甘肃省地方标准——甘肃省雨水集蓄利用工程技术标准。[25]
内蒙古自治区1995年在干旱的准格尔旗和清水河县实施“112”集雨节水灌溉工程，即一户建一眼蓄水30~40m3的旱井或水窖，采用坐水种或滴灌技术发展1334m2（两亩）抗旱保收田，从实施情况看效益也是非常明显的。滴灌设备投资当年可以收回，加上集流工程的投资2~3年也可收回。
宁夏回族自治区水利厅1993年起实施“水窖集雨节水灌技术”并得到了大力的推广。
广西虽然平均降雨量在1500mm左右，但是在岩溶地区因季节性干旱，缺水十分严重。因此，自治区人民政府在1997年11月作出决定，在28个国家贫困县开展以兴建家庭水柜为主的大会战。共建成家庭水柜9.1万个。解决了147万农村人口的饮水困难。在此基础上，1999年4页
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春开展了地头水柜集雨节水灌溉试点工程。建成地头水柜12.6万处，总窖积99.1万m3，新增旱地有效灌溉面积0.197万hm2，至此，全广西共建成地头水柜18万个，总窖积1869万m3，新增旱地节灌面积约3.2万hm2，工程投资12.3亿元。[12]
陕西还实施了“甘露工程”。此外，山西、河南、河北等省也开展了雨水利用技术的研究与应用，也取得了一批成果，生产了明显的经济效益，社会效益与生态效益。根据国内经验，降雨在250~500mm的农业地区为雨水利用高效地带。因此，凡有效降雨在250mm以上的地区都可开发雨水资源。
在干旱半干旱地区每年靠水窑、水窖集蓄雨水首先解决人畜的生活用水，其余部分用以发展庭院经济或给少量耕地补水，这种灌溉既不可实行充分灌溉，也不能采用粗放的地面灌溉方法，一般都要与节水灌溉技术相结合，以最大限度地发挥灌溉水的效益。这就形成了集雨节水灌溉。与集雨相配合的节水灌溉方法主要有两大类，一是采用非充分灌溉，一般只能给作物灌关键水、救命水。二是采用非常节水的灌水技术，诸如：微喷灌、滴灌、渗灌等。
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集雨节水灌溉工程技术讲座
集雨节水灌溉工程是指对降雨进行收集、汇流、存储、以供生活用水或进行节水灌溉的一整套系统。一般由集雨系统，输水系统，蓄水系统和用水系统组成。
一、集雨系统
集雨系统主要是指收集雨水的集雨场地，也称集流场。建立集雨首先应考虑具一定产流面积的地方作为集雨场，没用天然的地方可利用，则要人工修建集雨场。为了提高集流效率，减少渗漏损失，要用不透水物质或防渗材料对集雨场表面进行防渗处理。
二、输水系统
集流专长和蓄水设施不一定在一起，集流场也可以不止一个，但相距有一定距离就需要用输水沟把各个集流场收集到的雨水输集中到一起送到蓄水设施去。其形式和大小要根据各地的地形条件，防渗材料的种类以及经济条件等，因地制宜地进行规划布置。
三、蓄水系统
蓄水系统包括储水设施，净化设施，消力设施等。
（一） 储水设施
其作用就是存储雨水，各地群众在实践中创造出许多不同的形式。西北、华北黄土高塬一带，主要是建水窖（窑）和蓄水池。蓄水容积相对较小，窖（2）集雨节水灌溉工程的组成
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（窑）和蓄水池使用的建筑材料可分为土窖、砖石窖、混凝土薄壳窖和水窖等。土窖施工方便，造价低，但容量相对较小，对土质要求较高。砖石窖较坚固耐用，容量也较大，但造价较高，施工难度较大。混凝土薄壳窖防渗性能好，寿命长，容量大，但造价较高，技术要求高，施工难度较大。水窑为卧式全封闭的结构类型，容量大（80-200m3），长度不受限制，施工较方便，但窖底防渗处理要求高。各地可根据地形地貌特征，经济条件，施工技术水平和当地材料来选型。
（二） 净化设施
在所收集的雨水进入存储系统之前，一般须经过一定的沉淀过滤处理，以除去雨水在汇集与输送过程中混进的泥沙等杂物。常用的净化设施有：沉沙池，栏污栅。
（三） 消力设施
为了减轻进窖（窑）水流对窖底的冲刷，要在进水暗管（渠）的下方窖（窑）底上设置消力设施，根据进窖流 量的大小，选用消力池或消力筐或设石板（混凝土板块）。
四、用水系统
用水系统是实现雨水高效利用的最终设施。集蓄的雨水一般作为人畜用水和田间灌溉之用，因此用水系统可以分为两部分，一是生活用水系统，一是田间灌溉系统。
（一）生活用水系统
包括提水设施，高位水池，输水管道和水处理设施等。
（二） 田间灌溉系统
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包括首部提水设备，输水管道和田间的过滤器、灌水器等节水灌溉设备。由于各地地形条件、雨水资源量、灌溉的作物和经济条件的不同，可选择适宜的节水灌溉方法。常用的方法有滴灌、渗灌、微喷灌、坐水种、注射灌、膜下穴灌与细流沟灌等。
集雨节水灌溉工程技术讲座
(4)集雨节水灌溉工程来用水分析计算
来用水分析计算的任务是根据当地水资源和灌溉及人畜用水的要求，进行和平衡计算，进而确定集雨节水灌溉工程的规模。
（一）来水量的计算
全年单位集水面积上可集水量可按式（2-1）计算。
Wp=EyRp/1000 （2-1）
式中：Wp—保证率等于p的年份单位集水面积全年可集水量，m3/m2；
Ey—某种材料集流面的全年集流效率，以小数表示，由于集雨材料的类型，各地的降水量及其保证率的不同，全年的集流效率也不相同，规划时要选用当地的实测值，若资料缺乏，可参考类似地区选用：
Rp—保证率等于p的全年降雨量，mm，可从水文气象部门查得，对集雨工程来说，p一般取50%（年水年）和75%（中等干旱年），也可按式（2-2）和式（2-3）计算；
Rp=KpPp （2-2）
PP=KP0 （2-3）
Pp—保证率P的年降水量，mm，
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P0—多年平均降水量，mm，由气象资料确定；
KP—根据保证率及Cv（离差系数）值确定的系数，用小数表示，可以水文气象部门查得；
K—全年降雨量与降水量之比值，用小数表示，可根据气象资料确定。
如果在规划区内有其他来水（如泉水、小溪等）可利用，则也要计入水量中。
（一） 用水量的计算
用水量包括人畜用水和灌溉用水。而且灌溉用水又可分为庭院作物灌溉用水和大田灌溉用水。一般是首先满足人畜用水，然后再考虑灌溉用水，但也有在远离村庄的地方建军的蓄水设施则只考虑灌溉用水。
1． 人畜用水量
包括人和牲畜的饮用水和人的日常用水。规划是要考虑未来10年内能达到的人口数及牲畜、家禽数。并按不同保证率年份的用水定额进行计算。供水标准可按表2-1取值。
表2-1 根据生活供水定额[26]
地 区 供水定额（升/人、日）
半干旱区 10~30
半湿润区、湿润区 30~50
中国预防医学中心卫生研究所在组织调查了浙江等省六个县的农村用水后，建设农村生活用水量标准，如表2-2所示[24]变可参照选用。
表2-2 生活用水量标准（建议）
气候分区 最高日生活用水量（升/人、日）
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Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
80~100
90~140
100~180
100~180
90~140
表中气候分区是对全国而言，湖北省的东部属第Ⅲ分区，湖北省的西部属第Ⅴ分区。
农家饲养的牲畜用水量，应通过实际调查和核定，当无资料时可参考表2-3或者2-4数值选用。
表 2-3 畜禽养殖供水定额
畜禽种类
定额[L(d.头只)]
大牲畜
30~50
猪
15~20
羊
5~10
禽
0.2~1.0
表2-4 牲畜家禽平均日用水量标准（升/日、头、只）
牲畜
乳牛
育成牛
马
驴
骡
用水量标准
70~120
50~60
40~50
40~50
40~50
牲畜
母猪
育肥猪
羊
鸡
鸭
用水量标准
60~90
20~30
5~10
0.5
1
2． 庭院作物灌溉用水量
据调查，庭院（田园）用水量一般为当地生活用水量的2~3倍。
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3． 大田灌溉用水量
集雨节水灌溉工程的作物种植要突出“两高一优”的模式，合理确定粮食、林果、瓜类和蔬菜等作物的种植比例，以充分发挥水的效益。在采用节水灌溉方法的前提下，按非充分灌溉（限额灌溉）的原理进行分析计算。计算所需要的作物需水量或灌溉制度资料，要用当地的试验值，降雨量资料由当地气象站或雨量站收集。若当地资料缺乏，可收集类似地区的资料，分析选用或参照表2-5的规定取值。
表2-5 不同作物集雨灌溉次数和定额
不同降水量的灌水次数 灌水定额
作物 灌水方式
250~500mm
＞500mm
（m3/hm2）
坐水种
点灌
玉米等旱田作地膜穴灌
物
注水灌
滴灌地膜沟灌
滴灌
一季蔬菜 微喷灌
点灌
滴灌
小管出流灌
果树
微喷灌
点灌（穴灌）
2~5
2~5
3~6
3~6
150~180
150~180
2~3
1~2
5~8
5~8
5~8
2~5
2~5
1~2
2~3
6~10
6~10
8~12
3~6
3~6
30~60
150~225
120~180
150~180
75~90
120~150
150~225
1~2 1~2 45~90
1
2~3
1
2~3
45~75
75~90
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“薄、浅、湿、晒”和控制一季水稻
灌溉
单位面积年灌溉用水量可按式（2-4）[26]计算
Md=β（N-10ρe-WS）/η （2-4）
式中：Md—非充分灌溉条件下年灌溉定额，m2/hm2；
β—非充分灌溉系数，取0.3-0.6；
N—灌溉作物的全年需水量，m3/hm2；
ρe—作物生育期的有效降雨量，mm可采用周期的降雨量值乘以有效系数而得。该系数对不同地区，不同作物各不相同；复作物取0.7~0.8，秋作物取0.8~0.9；
WS—播种前土壤中的有效储水量，根据实例资料确定，缺乏实测资料时，可按（0.15~0.25）N作粗略估计；
η—水的利用系数，若采用滴灌等节水灌溉方法，可取0.8~0.95；
水田的灌溉定额应按照限额灌溉的原则，根据作物需用水量、气象调查等确定。
4． 小型加工业供水
应按照节约用水提高回收利用率的原则，根据生产实践需要确定或参照CECS 80：96《农村给水设计规范》执行。
（二） 来用水平衡计算及工程规模的确定
根据已求得的用水量和灌溉用水量，进行来用水平衡计算，确定相应的集雨面积，灌溉面积和蓄水工程的规模。工程中各类材料的集雨面应能满足生活用水和灌溉用水的要求，即符合式（2-5）。计算时应对典型保证率年份分别计算相应的集流面积，选用其中最大值进行设计。
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6~9 300~400
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Wρ≤Sρ1Fρ1+ Sρ2Fρ2+ ……SρnFρn （2-5）
式中：Wρ—保证率等于P的年份需用水量，m3；
Sρ1， Sρ2， Sρn—保证率等于的年份，材料1，2，……，n的集流面积m2；
Fρ1， Fρ2， Fρn—保证率等于P的年份，材料1，2，……，n的单位集水面积上可集水量，m3/m2。
蓄水设施的总容积可按下式计算：
V=αWmax
（2-6）
式中：V—蓄水设施总容积，m3；
α—容积系数，一般取0.8；
Wmax—不同保证率年份用水量中的最大值。
在来水平衡计算基础上，就可以进行集流场，蓄水系统，灌溉系统的规划以及投资预算，效益分析和实施措施等规划。
集雨节水灌溉工程技术讲座
(5)集雨系统规划
（一） 一般利用自然坡面，屋面集雨。有条件的地方最好能选择靠近泉水、引水渠、溪沟、道路边坡等便于引蓄天然径流的场所；如无引蓄天然径流条件的，需用开辟新的集流场，修建引洪沟引水。总之，要最大限度地栏蓄地面、屋面、路面和场院径流。尽管引蓄泉水及其他骨干水利工程可供补充的水量。集雨面积的大小应根据当地径流的特点及蓄水系统的容积来确定。
（二） 集流场工程材料的选择应遵循因地制宜，就地取材、提高集流效率、降低工程造价的原则进行。主要采用混凝土面、瓦层面、庭院、沥青公路、砾石路面、土路面、天然坡面等；天然集流场效率低时，要进行人工修补，13页
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确无天然集流场可利用时，需专门修建人工集流场。人工集流场有原土碾压，塑料薄膜及石块衬砌等多种形式。有条件的地方，可结合小流域治理，利用荒山荒坡作为集流面，并按一定间距修建截流沟和输水沟把水引入蓄水池，或修建谷坊塘坝拦蓄雨洪。
（三） 集流场的位置，应尽量布置在高处，以便能自流供水和自压灌溉。
（四） 集流场面积确定应符合下列要求[2][8]
1． 供水保证率按规定取值。
2． 一种用途的集雨利用工程的集流场面积按公式1计算。
（1）
式中：W—一种用途年供水量，m3；
Si—第i种材料的集流场面积，m2；
Pp—保证率为P时的年降雨量，mm；
Ki—第i种材料的年集流效率（小数）；
N—材料种类数。
3．多种用途集雨利用工程集流场总面积按公式2-8计算。
（2）
式中：Si—i种材料集流场总面积，m2；
Sij—j种用途第i种材料的集流场面积，m2；
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当已知供水量后，可按表2-6和表2-7计算需要的集流场面积。计算时，应根据当地的多年平均降雨量和降雨年际变差系Cv，查得每立方米集流量所需某种集流场的面积，再乘以供水量，即得到该种集流场的面积。
表中列出了为生活供水的雨水集蓄工程中几种常用的集流场，当所选的集流场形式不在表中所列时，可参考表中数值并结合地方经验选取。
当工程所在地的降雨量及Cv值不在表中所列时，可采用线性内插法查算。
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（6）蓄水系统规划
（一）蓄水工程形式的选择
蓄水工程的形式有水窖、蓄水池、涝池和塘坝旱井等类型。水窖按形式分为圆柱形、球形、瓶形、烧杯形、窑形等，按防渗材料分为经粘土防渗及混凝土或水泥沙浆防渗。按被覆方式有硬被覆式和软被覆式两种。按所使用的建筑材料可分为砌砖（石），现浇混凝土、水泥砂浆、塑料薄膜和二合泥等。
至于采用哪一种形式，则应根据地形、土质和集流方式及用途决定。当土质为较松的黄土时，可选用水窖，土质含砂较多或土中有较多裂缝时可选用蓄水池；有适当的低洼地形且主要用以栏蓄沟岔或蓄存坡、耕地及土路面等含沙量较大的雨洪时可选用涝池和塘坝。
（二）蓄水系统的布置原则
水窖和蓄水池应根据用途及地形条件进行整体规划布局。以解决人畜饮用水为主的应将窖、池建在靠近庭院的地方，但不要选在粪坑、牲畜圈落附近，以保证饮水清洁卫生。田间地头的水窖宜选在地形陡峭的坡脚平台处，窖、池外壁距崖坎的距离不少于5m。两窖、池外壁之间的间距不得小于4m。公路旁的蓄水池与公路的距离应符合公路部门的有关规定。水窖还应选在离用水位置稍高的山坡或荒地上，尽可能不占耕地。应避开滑坡体、高边坡和泥石流危险地段，基础宜选在坚实土层或完整的岩基上；不能建在地下水出露的地方，以免承压水的扬压力对水池底板造成破坏。
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水窖、蓄水池的进水渠（管）应设闸板，并在适当位置排水道，当水窖（池）蓄满后立即停止进水，防止水窖（池）超蓄破坏。涝池塘坝应选在地基稳定、距集流场较近、用水方便的地方，栏蓄沟岔雨洪的涝池塘坝应按有关规范设蓄水池泄洪工程。利用天然土坡、土路、场院作集流场时，集流的雨水宜先引入滞池、塘坝，待泥沙沉淀2~3日后再引水窖蓄存。
（三） 蓄水系统容积计算
蓄水系统容量应与集流系统的集流能力相一致不得布置集流量不足或没有水流的蓄水系统。可按式（2-9）计算。
（2-9）
式中：V—蓄水容积，m3；
W—全年供水量，m3；
α—蓄水工程蒸发、渗漏损失系数，一般可取0.05~0.1；
K—容积系数，半干旱地区，人蓄饮用水工程取0.8~1.0；灌溉供水工程取0.6~0.9；湿润半湿润地区可取0.25~0.4。
（四）蓄水系统布置的典型形式[2]
1．梁峁地形布窑：
（1）地形特点：梁峁起伏，地处水土侵蚀源头，地面较平整，植被较好，鞍部地形处常是乡村道路交会点。梁峁多修成水平梯田或为天然草地，冲沟较少。
（2）适宜窖点：沿梁顶多为交通道路，路面是收集雨水的理想场地。窖点应根据地形和农田在道路两侧合理布局。利用梁顶公路（沥青路面）鞍部处的集水沟收集路面径流，在半山坡打窖蓄水，自流灌溉坡脚下的农田。
2．山前壕掌地带
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（1）地形特点：后山为山丘地形，地面冲沟较多；多为荒坡草地，坡面大，为扇形汇流；在沟口汇后又随地形扩散，形成山前台地（或为壕掌地）、汇流低洼处多为田间路或牧羊道。路壕两侧为农田。
（2）窖群布局：该地形径流条件好，沟壤汇流量大，一般含沙量较大。窖群应设路壕雨侧布置，分段建引洪渠收集径流入窖，同建好引水入窖前的沉沙设施，水窖蓄满后及时封堵进水口。
3．缓坡地带
（1）地形特点：多为山前坡脚台地，塬地、壕墒地、地势较平坦。黄土丘陵区多被沟壑切割，下切侵蚀严重，沟道宽深。缓坡地为农业耕作区，农草间作。
（2）窖群布置：本地域多为蓄满产流（即降雨强度小于下垫面下渗强度，下垫面入渗土壤饱和后才产流）。田间路面为主要集流场。窖群宜布设在田间路两侧的家田内，水窖数量的多少要根据路面产流、田间蓄满产流的水量多少合理布局，避免布置过密。
4．沿路地带
各地农村均有省、地、县以及分村各级道路经过，沿途有各种地形地貌，如梁、峁、坡、川等，要充分利用路面的集水条件，结合地形情况，因地制宜布设窖群。水窖的位置应选在路界外的农田内，修建好引水渠，沉沙池等配套设施。
5． 庭院附近
山区农户多分散居住，房舍为平台地，旁边建有麦场，房前多有菜地，农地。可充分利用庭院地面、麦场、屋场作为集流场，在院内打窖解决吃水并同时发展庭院经济，也可在庭院外打窖灌溉附近的农田。
集雨节水灌溉工程技术讲座
（7）用水系统规划
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（一）生活用水系统的规划
雨水集蓄供应人畜用水一般是一个水窖供应一家一户，最多两三家。所以供水的系统比较简单。当水窖低于住宅时就要用手压泵提水，在运行初期也可采用吊桶等较简单的汲水方法，如水窖高于住宅就可以利用管道把水引入房内分出几个水龙头，做成简易的自来水。生活供水管道宜采用聚乙烯塑料管或其它无毒管材。
生活用水的水质保护十分重要，当蓄水池在地下时，必须配有专门设备，以防灰尘、泥沙、枯叶、昆虫以及其它各种污染物质进入水池。水池的进出口和通风孔也都应装上筛网。贴水水质的防护措施包括避光、冷贮和定期清洁。把一个装有混凝剂的水袋悬挂在水池里，使水中悬浮性固体凝聚，从水池里取出的水就清亮透彻。也可以在抽水管的周围加过滤砂井以滤去池水的杂质。
（二）灌溉用水系统的规划
集雨节水灌溉的灌溉用水系统规划的任务是确定灌溉地段具体范围，选择节水灌溉方法和类型，系统的首部枢纽和田间管网布置等。
1．
确定灌溉范围：根据水量平衡计算结果规划的集雨场和蓄水设施及当地灌溉的要求确定单个或整个系统控制的范围，并在平面图上标出界线，以便进行管网布置。
2．
节水灌溉技术的选定
利用集蓄雨水灌溉时，应采用节水灌溉技术，节水灌溉技术可分为灌水方法，输水方法，灌溉制度和田间辅助措施等四大类别。[27]对于集蓄雨水的灌溉来说着重在于采用其中最省水的技术。例如，节水灌溉制度首先要采用非充分灌溉技术，节水灌溉方法可采用“薄、浅、湿、晒”和控制灌溉。节水灌溉方法可采用点灌、注水灌、坐水种、膜上穴灌、地膜沟灌、滴灌、微喷灌、小型移动式喷灌等，不得使用非节水灌溉方法，更不得使用漫灌方法。具体采用哪一种灌水方法，要根据当地的灌溉水源、作物、地形和经济条件等来确定。
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3．
灌溉类型的选定：为了节省投资，有条件的地方，应尽量考虑采用自压灌溉方式。滴灌和微灌根据所控制的面积和作物种类选用固定式、半固定式和移动式。就目前经济条件，较多地采用移动式和半固定式。
4．
首部枢纽布置。对于面积较大的集雨节水灌溉系统，其首部枢纽应包括提水设备、动力设备、过滤设备、控制和量测设备等。一般集中布置在水源附近的房屋中，对于面积较小的系统，特别是移动式系统，可不建房。在规定时应布置好首部枢纽的位置并确定实际使用设备的构成。
5．
田间管网布置：对于灌溉面积较大的系统往往要在2~3种管网布置方案进行经济技术比较后确定，并在平面图或地形图上绘出。
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（8）集流工程的设计与施工
一．雨水集流面的集流效率
（一）影响集流效率的因素
1．降雨特性与集流效率的关系
由降水，经流或产流机理分析可知，随着每次降雨量和降雨强度的增加，集流效率也增大，因此当小雨量，小雨强的过程多时，其集流效率也较低，若降水量小于某一值时，可能不产流。而且集流面的吸水性、透水性越强，降雨特性对集流效率影响越明显。
2． 集流面材料的影响
集流面材料的吸水性，透水性越强，其集流效率越低，根据试验结果表明，以混凝土、完整裸露塑料膜和水泥瓦的集流效率较高，可达70%~90%，而土料集流效率一般在30%以下，几中常见集流面材料集流效率大小依次为完整裸露塑料膜、混凝土、水泥瓦、浆砌石、机瓦、塑膜覆砂、塑膜覆土、青瓦、三七灰土夯实、原状土夯实。用化学方法处理土质集流场，可提高集流效率。
3． 集流面特性的影响
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集流面坡度对集水效率的影响。一般较大集流面坡度可减小降雨集流过程中的水层厚度，增加径流速度，缩短汇流时间，因而可提高集流效率，坡度对土质集流面的集流效率影响更大，为提高集流效率，一般建议土质集流场纵坡宜不小于1/10。
集流面面积对集水效率的影响。当其它条件相同时，集水区面积越大，尤其是汇流路径越长，入渗以及滞留的水量就会越多，从而使集流效率越低。而且集流面积对吸水性、透水性强的集流面的集水效率影响会更严重。
集流面前期含水量对集流效率的影响。集流面前期含水量对有吸水性、透水性的集流面的集流效率亦有影响，集流面在降雨前含水量越高、吸水性越弱，降雨集流效率就高。特别对土质集流影响明显，而对混凝土集流面影响较小。
（二）集流效率的计算方法
当能获得每次降水量，平均降水强度和集流面前期含水量时，甘肃省水利科学研究所经过5α的研究，取得研究成果[14]，现仅列出部分计算公式。
1． 已知次降水量，平均降水强度以及集水面前期含水量的集水效率计算公式为：
Eh=1.0-cp-aI-bW-d (3-1)
2． 已知次降水量，次平均降水强度的集水效率公式
Eh=1.0-cp-aI-b （3-2）
式中：Eh—各次降水的集水效率，为小数；
P—各次降水量（mm）；
I—次降水平均强度（mm/mim）；
W—集流面前期含水量，为小数；
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a、b、c、d—待定常数，它们综合反映了集流面材料，坡度、施工质量以及一些随机因素对集水效率的影响，以该种材料集流面的试验观测资料，用最小二乘法拟合即可得到它们的值。
各种材料年集流效率可按在不同降雨情况下的试验资料确定。在降水资料不说或缺乏试验资料的地区，可直接建立降水与径流关系，如降雨与径流关系曲线等，也可参考类似地区选用相应集流效率或按表3-1的规定取值。
表3-1 不同材料集流场在不同降水量及保证率情况下全年集流效率表
多年平均保证率降水量（%）
混凝土
（mm）
400~500
50
75
95
50
75
95
50
75
95
80
79
76
80
78
75
78
75
73
覆砂
46
45
36
46
41
34
41
34
28
土
53
25
41
52
46
40
47
40
33
瓦
75
74
69
75
72
67
71
66
62
50
48
39
49
42
37
41
34
30
40
38
31
40
34
29
34
28
24
塑膜水泥水泥机瓦 青瓦
夯实 路面 土坡
25
23
19
26
21
17
20
17
13
68
67
65
68
66
64
66
64
62
8
7
6
8
7
5
6
5
4
黄土沥青自然集流效率（%）
300~400
200~300
二、集流场位置与集流面材料的选择
集流场是汇集雨水的场所，其位置应充分利用房顶瓦屋面，庭院、场院、荒山坡地、乡村道路和公路路面等，当现有的集流面面积小，满足不了集水量要求时，可考虑修建人工防渗集流场。人工集流场位置要选在靠近住房和需灌溉的农田，并应尽量利用空闲土地，不占或少占耕地，在人均耕地较多的地方，可采用土地轮休的方法，用塑膜覆盖部分耕地作为集流面，第二年该集流面转为耕地，再选另一块耕地作为集流面。而为灌溉供水的集流场，宜使集流面和拟灌溉地之间有一定高差，以便进行自压灌溉。在有条件的地方，可结合小流域治理，利用荒山荒坡作为集流面，并按设计要求修建截水沟和输水沟，把水引入蓄水设施，或修建谷坊塘坝拦蓄雨洪。
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集流面的材料有很多种，如混凝土、水泥土片（块）石衬砌、瓦、塑料薄膜、沥青公路路面、天然土坡面夯实以及化学材料等。选用材料时应遵循因地制宜、就地取材、提高集流效率和降低工程造价的原则进行。
用以发展庭院经济灌溉和生活用水的集流面工程，应优先考虑瓦屋集流面。但当现有屋面为草泥或铅皮时，因其对健康有害，宜忙乱建为瓦屋面，并优先采用水泥瓦，以提高集流效率；原状土夯实的集流面，其集流效率低，一般在30%以下，因而所需集流面积较大，而且随着年降雨水平的不同，其集水效率亦不同，差别较大。若细心夯实土壤，或对于平坦地面改造成小块有坡度的条形地块，可获得提高集水的效果。修建人工防渗集流面时，若当地砂石料丰富，运输距离较近时，可优先采用混凝土集流面，因其渗适系数小，在较小的雨量和雨强下即能产生径流，集流效率高且比较稳定，而且水质卫生，维护费低，使用期长，但在大面积集水区域使用时工程费用较高。用塑料膜覆盖部分耕地的集流面，其集流效率较高，而塑膜寿命短，采用埋藏式塑膜可延长塑膜寿命，但集流效率较低。用化学方法固结土壤的集流面能获得良好效果，如用钠盐可以使粘土粒转化而形成一个不透水层，涂上沥青或焦油可以填塞地面土壤孔隙，还可以定期重复处理，以维持地面集水的水密性等。总之，集流面材料有多种，其集流效率和费用各有差别，各种集流面材料的选择应进行技术，经济比较后确定。
二． 集流面的设计与施工
（一） 瓦集流面
瓦有水泥瓦、机瓦、青瓦等种类，水泥瓦的集流效率高，宜尽量选用。瓦屋集流面的设计施工可按当地建房要求进行，一般水泥瓦屋面坡度比为1/4，瓦与瓦之间应搭接良好。有的斜土坡可模拟屋顶面修建斜土坡铺瓦作为集流面。屋顶集流面可采用接水槽或在屋檐下的地面上修建汇流沟汇流。汇流沟可采用混凝土现浇或预制或块（片）石、砖衬砌的矩形、U形渠，也可采用土渠。汇流沟的纵向坡度应根据地形确定，衬砌渠（沟）一般不宜小于1/300，土渠（沟）不宜小于1/500，断面尺寸应按汇流量确定。瓦屋面集流效率较高，水体较为清洁，并可节约耕地，投资少，易于管理，可长期利用，但其面积较小，一般为100~200m2。
（二） 土质集流面
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利用土质道路作为集流面的，要进行路面平整并设置向路边排水的横向坡度。利用荒山坡地建造原土翻夯、灰土集流面的厚度应不小于30cm。原土翻夯可按最优含水量分两层夯实，每层铺松土应不大于20cm，夯实后干容重应不小于1.5t/m3。灰土中白灰与土的体积比例宜为3：7。土质集流面的纵坡宜不小于1/10。利用道路、自然坡面或新建专用集流面集流时，均应修汇流沟。土质集流面因地制宜，施工简易，费用低，但其集流效率低，而且集水易受污染，含泥土量大易使储水体淤积。
（三） 塑料薄膜流面
可分为裸露式和埋藏式两种，裸露式塑膜集流面可采用农用地膜或棚膜。埋藏式塑膜集流面宜采用0.1~0.2mm厚聚氯乙烯或聚氯乙烯塑料薄膜，覆盖材料可采用厚度5cm左右的草泥或中、粗砂。
塑料薄膜集流面的土基，要求铲除杂草，整平地面进行适当拍实或夯实，以人踩不落陷为准。塑膜铺设接缝可采用焊接和搭接两种，焊接时两幅膜重叠宽度不宜小于10cm；搭接可采取折叠止水，重叠宽度不得小于30cm。裸露式塑膜的四周及表面适当部位宜用砖块，石块或木条压实。埋藏式塑膜的草泥覆盖层应厚度均匀，抹压密实平整，砂覆盖层应摊铺均匀，塑膜铺设宜避开高温及寒冷天气。
塑膜轻便，造价不高，而且易移动，集流效率较高，水质较清洁，但塑膜易老化，而埋藏式塑膜比裸露式塑膜使用年限长，但降低了集流效率。
（四） 混凝土集流面
混凝土集流面宜采用厚度3~4的C15现浇混凝土，集流面横向坡宜采用1/10~1/20，纵向坡度1/50~1/100。混凝土浇筑前应对地基进行洒水翻夯处理，翻夯厚度以30cm为宜，夯实后干容重不小于1.5t/m3，有时也可采用砂砾石作垫层。浇筑分块尺寸为1.5m×1.5m~2.0m×2.0m，两块之间留有伸缩缝宽1.0~1.5cm，缝间填塞浸油沥青、牛皮纸、油毡、水泥砂浆或红胶泥等，若作为生活饮用水集流面时，不宜用沥青作填缝材料。伸缩缝应做到全部混凝土深度。
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混凝土工程选用的砂、石、水泥和水的质量应符合有关规范的质量要求。混凝土浇筑时加强捣固，保证密实。混凝土面初凝后，要覆盖麦草，草袋等物洒水养护7d以上。夏天炎热时每天洒水不得少于4次。
（五） 水泥土集流面
配置水泥土的土料为沙、粉土或粘土以及它们的混合物，水泥土中的泥含量宜8%~12%。水泥土厚度宜为10cm，夯实干容重应不小于1.55t/m3。水泥土施工前土基处理与混凝土集流面相同。水泥土铺设夯实后，再铲刮平整，表面抹一层水泥浆，稍干后即洒水养护14d。
（六） 浆砌片（块）石集流面]
浆砌片（块）石集流面可采用一层石料平铺。应采用砂浆座浆砌筑和勾缝，不得先干砌再灌缝。砌筑应做到石料安砌平整、稳当，砌缝应用砂浆填充密实。石料砌筑前，应先湿润表面。勾缝应采用平缝。座浆水泥砂浆标号不宜低于M7.5，勾缝砂浆不宜低于M10。
（七） 固结剂集流面
用化学方法固结土壤的集流面是用化学材料如用钠盐、粗石蜡、硅有机树脂或防蚀剂、防水剂等处理的集流面，以提高集流效率。例如用钠盐处理集流面，能够促进土壤表面形成壳层，减少降水入渗，增加地表产流，提高集水效率。其处理形式一般有两种：一种是将干盐粒铺在地表或喷洒盐溶液于地表；另一种是在集水面处理的最后阶段，将盐混合（掺合）到土壤中，在国外，80年代以后，集流面偏向用化学方法处理[14]。
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（9）蓄水工程的设计和施工
蓄水工程系统包括蓄水工程及其附属设施。蓄水工程（或称储水体，蓄水设施）形式可分为水窖（窑）、蓄水池、涝池和塘坝等类型，其作用是存储雨水。它和集流面之间应有相关的配套设施，如引水管（渠）、沉沙池、拦污栅、进水管（渠）等。
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一． 蓄水工程的形式选择和容积确定
蓄水工程的形式选择与当地的地形、土质、用途、建筑材料和社会经济等因素有关，而且和当地群众的经验和习惯有很大关系，因而要综合考虑诸因素，经技术、经济比较后确定。在同一雨水集蓄工程中可以有不同的蓄水工程形式。
当地质条件较好，如土质为较粘的黄土地区多选用水窖形式，而单个水窖容积较小，一般不超过60m3；为生活供水修建和蓄水工程宜采用水窖、水罐或在房屋内修建的水池；在一些地质条件较差，如土质含沙较多或土中有较多裂缝，不宜打窖的地方，可采用蓄水池，在有小股泉水出露地表，也可在水源附近选择适宜地点修建蓄水池，起到长蓄短灌的作用，其容积大小就来水量和灌溉面积而定，蓄水池容积可以几十立方，也有达到几百立方；有适宜的低洼地形并且主要用以拦蓄沟岔或蓄存坡、耕地及土路面等含沙量较大的雨洪时，可选用涝池和塘坝。
蓄水工程所需总容积的计算，原则上应与一般水库调节计算的方法相同，但这种计算方法不仅需要试验资料，而且计算也比较繁琐，要在面广量大的雨水集蓄利用工程规划中普通采用是不现实的，因而可采用容积系数法，其计算公式见（2-9）。各单个蓄水工程的结构尺寸和容积确定将在蓄水工程结构设计中阐述。
二．蓄水工程结构设计要求
蓄水工程应满足渗漏小，安全蓄水和具有一定使用年限的要求。因而在结构设计中对防渗、结构形式、结构尺寸和设置辅助设施等均应按设计要求：
1． 蓄水工程必须进行防渗处理。应按不同蓄水工程形式、土质条件采用相应防渗材料和工程措施。
2． 蓄水工程结构形式和尺寸应满足安全稳定、经济合理和使用方便等原则。
3． 为生活用水修建的或半干旱地区蓄水工程宜建顶盖。寒冷地区蓄水池的盖板上应覆土或采取其他保温措施。
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4． 蓄水工程结构设计应考虑相应的辅助设施的设置。例如，蓄水工程进口前应设拦污栅，必要时应进口前修建沉沙池；蓄水工程的进水口应设堵水设施，并设置泄水道；在正常蓄水处应设置泄水管（口）；蓄水工程的底部出水管或倒虹吸管进口应高于底板30cm等。
三．蓄水工程施工要求
（一）建筑材料应符合下列要求：
1．水泥的品质应符合现行的国家标准及有关部颁标准的规定，采用检测合格的产品，水泥标号不宜高于425号。
2．砂料应质地坚硬、清洁、级配良好、宜采用中砂，含泥量应小于3%。
3．粗骨料应质地坚硬，不得采用软弱、风化骨料；粗骨料的最大粒径不应超过钢筋净间距的2/3及构件断面最小边长的1/4；素混凝土板厚的1/2。
4．凡适于饮用的水，均可用以拌制和养护混凝土；未经过处理的工业污水和沼泽水，不得用以拌制和养护混凝土。
5．砌筑水窖（窑、池）使用的石料应坚硬完整，不得使用风化石或软弱岩石；砌筑时应将石料上的泥土、杂物洗刷干净。
6．砖应使用符合国家现行标准行生产厂家生产的合格产品，水泥砖、火砖标号不低于100号，水泥砖必须为实心砖，以提高防渗能力。
(二)混凝土和水泥砂浆施工应符合下列要求：
1．混凝土和砂浆配合比的拟定应符合有关规范规定，可在一县范围内，对混凝土原材料相似的不同地区，假定几个适合不同条件的配合比供工程实施时应用。
2．模板与支撑应保证足够的刚度和稳定性。表面应平整光滑，接缝严密，表面应涂废机油或肥皂水。混凝土浇筑前，必须清除仓内杂物。
3．混凝土及砂浆应按照配合比进行拌和。采用人工拌和时，应干、湿料各拌3次。混凝土拌合料在拌和后至使用完毕的时间：在常温下不应超过3h，气温超过30℃时，不应超过2h。
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4．混凝土浇筑连续进行，每次浇筑高度不应超过20m如因故中途停止浇筑，间歇时间不得超过有关规定，一般不得超过90min(拌合后的混凝土堆放时间也不得超过90min)。否则，应在浇筑停止24h后，将混凝土表面凿毛，清洗表面和排除积水，再用1：1水泥砂浆铺层2~3cm，方可浇筑新的混凝土。
5．混凝土浇筑时应进行振捣密实。有条件的宜采用机械震捣。抹面应平整光滑。
6．折模。封闭式蓄水工程侧墙混凝土浇筑，冬春季施工，至少2d才能折模，夏季1d可以折模；顶拱至少7d才能折模。
7．混凝土及砂浆应在终凝后覆盖麦草、草袋等物，洒水养护时间应不小于7d。夏天天气炎热时每天洒水不得少于4次，地下部位可适当减少养护次数。
8．混凝土伸缩缝的形式、位置、尺寸及填缝材料的规格，均应符合设计规定。施工缝内杂物应清除干净，填充应饱满、密实。
9．浆砌块(片)石应采用座浆砌筑，不得先干砌再灌缝。砌筑做到石料安砌平整、稳当、上下层砌石应错缝，砌缝应用砂浆填充密实。石烊砌筑前，应先湿润表面。
10．施工中应按有关安全规程、规范执行，避免事故发生。
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（10）水窖结构设计与施工
水窖是一种地下埋藏式蓄水工程。在雨水集蓄利用工程，不窖是采用得二分普遍的蓄水工程形式之一，在土质地区和岩石地区都有应用。在土质地区的水窖多为圆形断面，可分为圆柱形、瓶形、烧杯形、坛形等，其防渗材料可采用水泥砂浆抹面、粘土或现浇混凝土；岩石地区水窖一般为矩形宽浅式，多采用浆砌石砌筑。根据形状和防渗材料，水窖形式可分为：粘土水窖、水泥砂浆薄壁水窖、混凝土盖碗水窖、砌砖拱顶薄壁水泥砂浆水窖等。其主要27页
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根据当地土质、建筑材料、用途等条件选择。根据调查资料，表1列出不同水窖形式所适宜的土质条件和结构的主要尺寸。
表1 各类水窖适用条件 尺寸单位：m，容积：m3
水窖形式
粘土水窖
薄壁水泥砂浆水窖
混凝土或砌砖拱顶薄壁水泥砂土质稍差
浆水窖（盖碗窖）1
混凝土或砌砖拱顶薄壁水泥砂土质稍差
浆水窖（盖碗窖）2
（一） 传统土窖
1． 结构设计
土窖形状有瓶式窖和坛式窖。窖体由水窖、旱窖、窖口与窖盖等部分组成。水窖位于窖体下部，是主体部分，也是蓄水位置所在，旱窖位于水窖上部，窖口和窖盖起稳定上部结构的作用。窖口直径约60~80cm，高出地面不宜小于30cm，传统的瓶式窖，其旱窖深水窖深和缸口尺寸（中径）都一样，约m，底径3~3.2m，蓄水量可达40m3，但大部分土窖水窖深和缸口尺寸均较小，蓄水量只有15~25m3，土窖形状若近似截头锥，其容积按下式计算：
（1）
式中：V—容积，m3；
h—最大水深，m；
S1—窖底面积，m2；
6.7 1.5 4.2 3.4 60
6.5 1~1.5 4.2 3.2~3.4 63
适用条件 总深度 旱窖直径 最大直径 底部直径 最大容积
土质较好
0.8 4.0
2.5~3.0
4.0
4.5~4.8
3~3.2
3~3.4
40
55
土质较好
7~7.8
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S—最高水面面积，m2。
土窖的防渗措施为：旱窖部分为原状土体，不能蓄水，亦不作防渗处理；水窖部分采用红胶泥或水泥砂浆防渗。
①
红胶泥防渗。窖壁红胶泥防渗层原应大于3cm，为了使胶泥与窖壁的稳固结合，在窖壁上布设码眼，用拌好红胶泥锤实。码眼为口小里大的台柱形，外口径7cm，内径12cm，深10cm，品字表布鞋设。窖底铺30cm的红胶泥夯实整平，最后用水泥沙沙浆墁一层，作为加固处理。
②水泥砂将抹面防渗。防渗层厚度3cm，应在窖壁上建圈带和码眼，即在水窖壁上粘等高线，每隔1.0m，挖一条宽5cm，深5~8m的圈带，在两圈带中间每隔30cm打混凝柱（码眼），品字形布设，以增加防渗砂浆与窖壁的连续和整体性。
2．施工方法
土窖施工程序分为窖体开挖、窖壁和窖底防渗、窖口砌筑等。
（1）
窖体开挖
采用敞口式，人工或机械开挖窖体，开挖应先中心后四周逐步调整。窖址和窖型尺寸选定后，先开挖旱窖部分，在窖址铲去表土，确定中心点，在地面上画出窖口尺寸，然后从窖口开始，按照各部分设计尺寸垂直间下挖，并在窖口处吊一中心线（人工开挖），或在开挖边缘外侧相对设定位桩（机械开挖），每挖深1m，校核一次，以防挖偏。机械开挖时，在开挖界与成型界之间应留有限线，坯体挖好后，用人工修整至成型设计尺寸。当开挖深度达到旱窖深度（3.5~4.0m），中径要达到设计直径，并用锐垂线从窖口中心向下坠，严格检查尺寸，防止窖体偏斜，水窖部分开挖，同样要先从中心点向四周扩展，并按窖体防渗设计要求设置码眼和圈带。窖体开挖尺寸应包括窖体防渗层厚度。窖体挖成后，要进行检查，直至合格为止。
（2）
窖体防渗
1）
红胶泥防渗。窖体按设计尺寸开挖后，防渗处理前要清除窖壁浮土，并晒水湿润。将红胶泥打碎、过筛、浸泡、翻拌、铡剁成面团状后，制成长29页
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约18cm，直径5~8cm的胶泥钉和直径约20cm，厚5cm的胶泥饼，将胶泥钉钉入码眼，外留3cm，然后将胶泥饼用力摔到胶泥钉上，使之连成一层，红胶泥不够时可另外少量量红胶泥，保证红胶泥厚度达到3cm，再用木锤打密实，使之与窖壁紧密结合。并逐步压成窖体形状，表面坚实光滑为止。窖底防渗是最重要的一环，要严格施工质量。处理窖底前先将窖底原状土轻轻夯实，以防止底部发生不均匀沉陷。窖底红胶泥厚30cm，分二层铺筑，夯实整平，并要使窖底和窖壁胶泥连成一整体，且连接密实。然后窖底用水泥砂浆抹面，厚度3cm。
2）
水泥砂浆防渗。砂浆厚度3cm，分三次（或二次）漫壁，砂浆比例分别为1：3.5、1：3、1：2.5。在抹第一遍水泥砂浆时把水泥砂浆用力压入码眼，经过24h后，再进行下一遍水泥砂浆抹面。工序结束一天后，用425号水泥加水稀释成防渗浆，从上而下刷两遍，完成刷浆防渗。窖底在铺筑30cm胶泥夯平整实后，完成水泥砂浆防渗。全遍工序完成后封闭窖口过24小时，洒水养护14d左右即可蓄水。为了提高防渗效果，可在水泥中加防渗剂（粉），用量为水泥用量的3%~5%，在最后一次墁壁和刷水泥浆时掺入使用，防渗效果显著。
（3）
窖口砌筑
窖口用砖浆砌或块石砌筑，并用水泥砂浆勾好缝，再将盖板安装好。盖板可用上锁木盖板或混凝土预制盖板。为了便于管理，应在水窖盖板上编写编号、窖的主要尺寸（如深度、直径）、蓄水量、窖深、编号、施工年月、乡村名称等。
（二） 水泥砂浆薄壁水窖
1． 结构设计
其形状近似“坛式酒瓶”，窖体组成和前述土窖相同，它比瓶式土窖缩短了旱窖部分深度，加大了水窖中部直径和蓄水深度，旱窖深2.5~3.0m，水窖深4.5~4.8m，水窖总深度不宜大于8m，水窖直径3.8~4.2m，最大直径不宜大于4.5m，窖体由窖口径窖颈向下逐渐呈圆弧形扩展，至中部直径后与水窖部分吻接，这种倒坡结构，受土壤力学结构的制约，其结构尺寸是否合理直接关系到水窖的稳定与安全。窖口尺寸由传统土窖的0.6~0.8m扩大到0.8~1.2m，30页
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便于施工开挖取土。窖底结构呈圆弧形较好，中间低0.2~0.3m，边角亦加固成圆弧形。
窖壁防渗与土窖采用水泥砂浆防渗的设计要求相同，不同之处是旱窖部分亦做水泥砂浆防渗，其水泥砂标号不宜低于M10，厚度不宜小于3cm。窖底用红胶泥或三七灰土铺筑或原土翻夯，厚度30cm，再用水泥砂浆防渗。
窖台用砖浆砌成或用混凝土预制窖圈。
2． 施工方法
水泥砂浆薄壁窖的施工工序和施工方法与采用水泥砂浆防渗的土窖基本相同，只是窖体要全断进行防渗处理。窖盖用混凝土预制时，可以与窑体开挖同时进行，按设计要求预制，用C19混凝土，厚8cm，直径略比窖口大。并按要求布设提水设备预留孔。
传统水窖采用红胶泥在长期运行中证明是十分有效的，其材料费用较低，但施工比较复杂，各个环节要求十分严格，而且费工费时。20世纪80年代以来，在土质较好地区，我国发展了薄壁水泥砂浆水窖，施工程序大大简化，质量比较容易保证，经过实践检验，防渗效果也比较理想。
（三） 混凝土顶拱水泥砂浆薄壁水窖
1． 结构设计
窖体由窖颈、拱形顶盖、水窖窖筒和窖基等部分组成。
窖颈为预制混凝土管或砖砌成，其深度大于50cm，或满足抗冻要求。拱形顶盖为现浇混凝土，标号不宜低于C15，厚度不小于10cm，顶拱的夭跨比不宜小于0.3。水窖总深度不宜大于6.5m。水窖底基土应先进行翻夯，其上宜填筑厚20~30cm厚的三七灰土或采用厚10cm的现浇混凝土。水窖顶拱下的窖筒，为圆柱形最大直径不宜大于6.5m，窖壁采用薄壁水泥砂浆防渗。只要保证施工质量，并对窖壁表土进行夯击密实，薄壁水泥砂浆窖壁是完全可以保持稳定的。此外，可以吸取传统粘土窖的经验，在窖壁上设砂浆短柱以加强砂浆与基土层的结合。采用圈梁和砂浆短柱（砂浆铆钉或码眼）的混凝土顶拱和带砂浆铆钉的水泥砂浆薄壁水窖。
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2． 施工方法
其施工工序分为窖体开挖、窖壁防渗、混凝土顶拱施工和制作窖颈和窖盖等。窖体开挖和窖壁防渗与水泥砂浆薄壁窖相同，窖颈为预制混凝土管或砖砌成并预留安放进水管孔。
混凝土顶拱施工。当采用大开口法施工时，可先开挖水窖部分窖体，布设码眼，进行水泥砂浆防渗，待窖顶下窖筒竣工后，再进行混凝土顶拱施工。即先建好脚手架，在窖壁上缘做内倾式混凝土裙边，安装模板，清除窖顶浮土，洒水湿润，墁一层水泥砂浆后即可浇筑C15混凝土。当拱顶土质较差时，要设置一定数量的拱助，以提高混凝土顶拱强度。
混凝土顶拱水泥砂浆薄壁窖的顶拱下水窖形状为圆柱形或水缸形，没有了水泥砂浆薄壁窖的旱窖部分的倒坡土体部分，窖体稳定性好，避免了窖体内土体塌方和施工不安全因素。
若将混凝土顶拱水泥砂浆薄壁水窖的混凝土顶拱改变为砌砖拱顶，则成为砌砖拱顶水泥砂浆薄壁水窖，这种窖型可以就地取材，减少工程造价，尤其适用当地烧砖地区。水窖顶部采用混凝土或砌砖，可以承受上部填土和活荷载，使水窖结构安全性充分保证。
（四） 砖砌拱顶素混凝土窖
1． 结构设计
窖体由窖口，窖顶和窖筒组成。窖口直径0.6~0.7m，高出地面0.4~0.6m，用砖或块石砌成；窖顶（变可蓄水）为球冠（穹隆）形，上部与窖口相连，深1.0~1.5m，内径由上向下逐渐放大，到窖筒处内径3~4m，一般用砖浆砌成，窖筒（主要蓄水部分）深4.0~6.0直径3~4m。
窖筒的窖底和窖壁采用素混凝土防渗，防渗厚度10~15cm，混凝土浇筑后，再用水泥砂浆抹面，加强窖体的防渗。砖砌窖顶内外两侧亦采用2~3cm厚的水泥砂浆抹面防渗。
2． 施工方法
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素混凝土窖施工工序分为窖体开挖、窖底和窖壁混凝土浇筑、砖砌窖顶、窖体水泥砂浆抹面防渗、窖口和窖台砌筑等，其中除窖体混凝土浇筑和砖砌窖顶施工外，其他工序与窖底为混凝土的水泥砂浆薄壁窖施工方法基本相同。
窖底混凝土浇筑。窖体开挖后，在窖坯体底部洒水湿润，在窖底平铺一层厚度0.01~0.02mm的塑料薄膜，主要起保护混凝土水分和防渗作用，素混凝土平铺厚度10~15cm，捣固后210min进行窖壁浇筑。
窖壁混凝土浇筑。采取分层支架模板、现场连续浇筑施工。窖壁浇筑分最大限高为1.5m，沿窖壁浇筑区分层装订好塑料薄膜（0.01~0.02mm），高度为浇筑分层高加0.1的超高。支架好分层圆柱形钢模板，其外径即设计的窖内径坯体直径。钢模板为2块或4块组装体。模板外缘与窖壁塑料薄膜间距为10~15cm，即进行素混凝土浇筑。捣固结束210min内，即可重复以上工序进行第二层的施工，直到完成整个窖壁的连续浇筑。
砖砌窖顶施工。建好施工脚手架，在已完成施工的素混凝土窖壁上缘做内倾式混凝土裙边，宽不小于25cm，表面内倾角15°左右。其上用粘土泥坐浆砌砖裙，单宽12cm。之后在砖裙上用单层砖砌筑球冠形窖顶。砌体厚度6cm。在距窖顶面约50cm处预埋进水管，砌筑方法是沿砖裙一圈一圈地收口式砌筑，在距窖顶面约50cm处预埋进水管。
若砖砌窖顶改为混凝土窖顶，则为全断面采用混凝土水窖。混凝土也是一种优良的防渗材料，当采用混凝土做窖壁支护时，结构应是安全的，单纯从结构安全出发，采用全断面为混凝土的水窖肯定会更安全。但采用混凝土费用比较高，根据甘肃省调查，全断面采用混凝土水窖和混凝土顶拱及底、砂浆薄壁水窖相比较，两种水窖每立方米蓄水容积的平均造价相差50~100元左右，因此综合考虑造价和结构安全的因素，在安全性有足够保障的条件下，应尽采用水泥砂浆薄壁式水窖。如果由于土质原因，薄壁水窖不能满足安全时，应采用混凝土支护方式。
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（11）水窑结构设计与施工
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水窑是在崖面上水平开挖进去的蓄水工程。在土崖上开挖的形状为窑洞状。在岩石崖面上开挖的形状为隧洞状。若窑和窑结合使用，形成窑窖形蓄水工程，亦称窑窖。水窑断面尺寸，一般在土层内水窑宽度不宜大于4.5m，拱的矢跨比不宜小于0.33，窑顶上土体厚度应大于3m，蓄水深度不值大于3m。水窑可采用水泥砂浆或粘土防渗，其拱顶支护为：当土质较好时，可采用厚度3～4cm的水泥砂浆抹面；土质较差时，应采用混凝土、浆砌石或砖砌体支护，此时，矢跨比可适当减少。窑底部应进行翻夯压实。
下面仅介绍二种型式水窑的结构设计与施工。
（一）水泥砂浆抹面窑窖
1．结构设计
水泥砂浆抹面窑窖由工作窑和蓄水窑（窖）和前墙（窑口封闭墙）三部分组成。工作窑用以取土、进水和取水用、其宽度和高度宜为1.5m，工作窑底应翻夯土厚30cm，用水泥砂浆抹面，并留有进水槽或安装硬塑料管作进水管道，管径5～10cm。蓄水窑宽度和高度宜取为3m，蓄水深2m为宜，单位长度窑深蓄水量约4.7m3，可根据蓄水总量推求窑窖深度L，工作窑和蓄水窑为抛物线状，其轮廓尺寸按表1确定。
2．施工方法
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施工程序为剖理崖面、开挖工作窖、窑顶加固防潮、开挖蓄水窑、蓄水窑防渗、前墙砌筑封闭和进出口布设安装等。
表1 窑窖轮廓尺寸表 单位：m
工作窑
开挖高X1
0.5 0.75 1.0 1.2 1.4 1.5
宽度b1
0.87 1.06 1.22 1.34 1.45 1.5
开挖高X2
蓄水窑
0.5 0.75 1.0 1.2 1.4 1.5 1.7 2.0 2.5 2.7 3.0
宽度b2
1.22 1.5 1.73 1.9 2.05 2.12 2.26 2.45 2.74 2.85 3.0
（1）剖理崖面。根据地形选好窑址后，首先将自然坡面（或崖面）按土质情况从上到下剖理崖面（崖面度一般为75°～80°），崖面高度要大于4.5m，以保证窑顶土体稳定。崖面以上坡面要开挖排水沟，将坡面水引至窑两侧的集水渠内，防止坡面水冲刷崖面。
（2）工作窑施工。首先选好工作窑基准面，确定工作窑基座高程，开辟工作平台。然后在崖面上确定并标出工作窑中心线，按设计尺寸中的矢高、窑宽（跨度）在崖面上作图，画出窑顶圆弧线。再用浆砌砖或用C14混凝土浇筑窑拱窑口。窑口加固处理后，即可从外向里开挖窑体，开挖时要从中心线向两侧扩展，严格掌握尺寸，一次成型。最后检查修理，并视土质情况采用草泥防潮或水泥砂浆进行窑顶防潮处理。工作窑底用水泥砂浆抹面并留进水槽，进水槽的尺寸视来水量而定，或安装硬塑管做进水口，管径5～10cm为宜。当窑顶土质松35页
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散时，在窑拱上每隔1.0～1.5m布设拱肋（宽15cm，深15cm），采用C15混凝土浇筑，肋拱混凝土浇筑时，要设支撑和模板，从窑脚两侧向窑顶依次浇筑。待混凝土凝固后（48h）折模，肋拱施工要从窑脑往窑口依次后退施工。
（3）蓄水窑施工。蓄水窑开挖后，其底部应翻夯土厚30cm，窑壁拍光砸实，干容重不低于15t/m3，窑底和侧壁蓄水部分用水泥砂浆抹面，墁壁防渗施工工艺与水泥砂浆薄壁窖基本相同。
（4）前墙砌筑封闭。前墙采用“24”砖墙，M10号水泥砂浆砌砖。窖池内侧砖墙墁一层水泥砂浆。前墙外侧填土夯实，保持前墙稳定和保温防冻。
（二）隧洞式水窑（窖）
窑址应选择在较完整的砂岩或地质情况较好的地方，窑体断面形式采用下为长方形，上为半圆拱的隧洞式。顶部可视岩石坚固程度采用浆砌石、混凝土支护、砂浆抹面或不支护。蓄水部分应进行防渗处理，洞壁采用直接在新鲜岩石面上喷水泥浆或用M10水泥砂浆抹面3次防渗，喷浆浓度按1: 10、1: 6、1: 3的顺序进行。窑底纵坡1/500，用C15号混凝土护底，厚度10cm，洞门用可M7.5水泥砂浆砌条石封堵，并预留检查口，为避免地表温度及污物对窖内水质的直接影响，平时应密封。在水窑附近建沉砂过滤池，其大小视集水面积而定。利用洪沟拦蓄径流，经沉砂过滤处理后用钢管或暗沟引水入窑储蓄。使用时36页
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可直接用钢管输水到农户或用软管浇灌农作物和果树，节省了大量劳力。隧洞式水窑一般容积较大，抗旱能力强，常年运行费用低，使用管理方便，水质符合饮用标准，效果显著，适宜山区独户或联户修建。 （2003.10.25.）
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（12）蓄水池结构设计与施工
蓄水池是用人工材料修建、具有防渗作用的蓄水设施。根据其地形和土质条件可以
修建在地上或地下，即分为开敝式和封闭式两大类，按形状特点又可分为圆形和矩
形两种，因建筑材料不同可分为：砖池、浆砌石池、混凝土池等。蓄水池布置原则
和水窖基本相同。
表1 蓄水池规格、容积表
表1 蓄水池规格、容积表
矩 形 池
名 称
尺
类 备 注
圆 形 池
池长 池宽 池深 容积 直径 池深 容积 池高
(m) (m) (m3) (m) (m) (m3) (m)
型
(m)
寸
4.0
开
敝
4.0
4.0
5.0
6.0
3.0
3.5
4.0
4.0
4.0
3.0 36
3.5 49
4.0 64
3.0 60
3.0 72
3.0
3.5
4.0
4.0
5.0
3.0
3.5
3.0
3.5
3.0
21
34
38
44
59
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
水量计算蓄37页
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8.0
8.0
6.0
封
闭
式
8.0
8.0
10.0
10.0
15.0
20.0
4.0
4.0
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0 96
3.5 112
3.0 54
3.5 84
4.0 96
3.0 90
3.5 105
3.5 157
3.5 210
5.0
5.0
3.0
3.0
3.0
3.5
4.0
4.0
4.0
3.5
4.0
3.0
3.5
4.0
3.5
3.0
3.5
4.0
69
78
21
24
28
34
38
44
50
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
高部分
式 时，要减去超 普通蓄水池容积一般为50～100m3，特殊情况蓄水量可达200m3，表1列出宁夏省
蓄水池的主要尺寸和容积表，供参考。
（一）蓄水池结构设计要求
蓄水池结构设计除应符合前述蓄水工程设计要求外，尚应考虑下列要求：
1．荷载组合：不考虑地震荷载，只考虑蓄水池自重、水压力和土压力。对开敞式蓄
水池，荷载组合为池内满水，池外无土；对封闭式水池，荷载组合为池内无水，池外
有土。计算时，浆砌石砌体及混凝土的容重取为2.4t/m3。地下式水池，池壁外面回
填土要求夯实，计算土压力时填土容重取为1.8t/m3，内摩擦角取为30°。
2．应按地质条件推求容许地基承载力，如地基的实际承载力达不到设计要求或地基
会产生不均匀沉陷，则必须先采取有效的地基处理措施才可修建蓄水池。蓄水池底板
的基础要求有足够的承载力、平整密实，否则须采用碎石（或粗砂）铺平并夯实。
3．蓄水池应尽量采用标准设计，或按五级建筑物根据有关规范进行设计。水池池底
及边墙可采用浆砌石、素混凝土或钢筋混凝土。最冷月平均温度高于5℃的地区也可
采用砖砌，但应采用水泥砂浆抹面。池底采用浆砌石时，应座浆砌筑，水池砂浆标号
不低于M10，厚度不小于25cm。采用混凝土时，标号不宜低于C15，厚度不小于
10cm。土基应进行翻夯处理，深度不小于40cm。池墙尺寸应按标准设计或按规范要
求计算确定。
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4．蓄水池的基础是非常重要的，尤其是湿陷性黄土地区，如有轻微渗漏，危及工程
安全。因而在湿陷性黄土上修建的蓄水池应优先考虑采用整体式钢筋混凝土或素混凝
土蓄水池。地基土为弱湿陷性黄土时，池底应进行翻夯处理，翻夯深度不小于50cm；
如基土为中、强湿陷性黄土时，应加大翻夯深度，采取浸水预沉等措施处理。
5．蓄水池内宜设置爬梯，池底应设排污管，封闭式水池应设清淤检修孔，开敞式水
池应设护栏，护栏应有足够强度，高度不低于1.1m。
（二）蓄水池结构特点
1．开敞式圆形蓄水池
开敞式蓄水池池体由池底和池墙两部分组成。它多是季节性蓄水池，不具备防冻、
防蒸发功效。圆形池结构受力条件好，在相同蓄水量条件下所用建筑材料较省，
投资较少。开敞式圆形浆砌石水池地基承载力按10 t/m2设计，池底板为C15混凝
土，厚度10cm，池壁为M7.5浆砌石，其厚度根据荷载条件按标准设计或有关规范
确定，表2列出开敞式圆形浆砌石水池主要尺寸、工程量及材料用量表，供参考。
2．开敞式矩形蓄水池
矩形蓄水池的池体组成、附属设施、墙体结构与圆形蓄水池基本相同，不同的只
是根据地形条件将圆形变为矩形罢了。但矩形蓄水池的结构受力条件不如圆形池好，
拐角处是薄弱环节，需采取防范加固措施。当蓄水量在60m3以内时，其形状近似
正方形布设，当蓄水池长宽比超过3时，在中间需布设隔墙，以防侧压力过大使边
墙失去稳定性，这样将一池分二，在隔墙上部留水口，可有效地沉淀泥沙。图3-12
为开敞式矩形蓄水池结构图，其池底为C19混凝土，厚20cm，立柱为C19钢筋混凝
土，池壁为24cm厚砌砖，采用M10水泥砂浆抹面防渗，厚3cm，池体顶盖用混凝
土空心板。
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3.封闭式圆形蓄水池
封闭式蓄水池池体大部分设在地面以下，它增加了防冻保温功效，保温防冻层厚
度设计要根据当地气候情况和最大冻土层深度确定，保证池水不发生结冰和冻胀破坏。
封闭式蓄水池结构较复杂，投资加大，其池顶多采用薄壳型混凝土拱板或肋拱，以减轻
荷载和节省投资。甘肃省封闭式圆柱形混凝土蓄水池池深径比取值范围为1.2～1.8，其
蓄水池底部为反拱，池底铺三七灰土厚30cm，其上再浇筑混凝土厚10cm，池壁为现浇
混凝土，厚10cm，混凝土表面抹一层水泥砂浆加强防渗。盖板为铁丝网预制混凝土，
标号C18。池颈为砌砖水泥砂浆抹面。其技术数据见下表。
表2 甘肃省圆柱形蓄水池技术数据表
容积(m3)
15
20
25
30
2.5
2.5
3.0
3.0
壁厚(cm)
10
10
10
10
池深(m)
3.1
4.1
3.6
4.3
挖方(m3)
24.9
29.8
39.0
44.6
4.22
4.22
6.84
6.84
混凝土(m3)
3.72
4.52
5.16
5.85
砂 石子水泥(T)
(m3) (m3)
0.84
1.03
1.17
1.33
1.99 3.20
2.43 3.90
2.77 4.44
3.14 5.03
水
(m3)
1.0
1.5
1.7
2.0
直径(m) 填方(m3)
4．封闭式矩形蓄水池
矩形蓄水池适应性强，可根地形、蓄水量要求采用不同的规格尺寸和结构形式，蓄水量变化幅度大。封闭式矩形蓄水池池底为M7.5水泥砂浆砌石，厚40cm，其上浇筑C19混凝土，厚15cm，池壁为混凝土，厚15cm，顶盖采用混凝土空心板，上铺炉渣保温层，厚1.0m，覆土层厚度30cm，并设有爬梯及有关附属设施。
（三）蓄水池施工
尽管蓄水池的结构形式有开敞式和封闭式，形状有圆形和矩形之分，但施工程序基本相同，下面只就开敞式圆形（浆砌石）蓄水池和封闭式矩形（砖砌墙）蓄水池施工建造予以介绍。
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1．开敞式圆形蓄水池（浆砌石墙）
施工程序分为：地基处理、池墙砌筑、池底建造、防渗处理、附属设施安装施工等部分。
（1）基础处理。施工前应首先了解地质资料和土壤的承载力，并在现场进行坑探试验。如土基承载力不够时，应根据设计提出对地基的要求，采取加固措施，如扩大基础，换基夯实等措施。
（2）池墙砌筑
1）按图纸设计要求放线，严格掌握垂直度、坡度和高程。
2）池墙砌筑时要沿周边分层整体砌石，不可分段分块单独施工，以保证池墙的整体性。
3）池墙采用的各种材料质量应满足有关规范要求，浆砌石应采用座浆砌筑，不得先干砌再灌缝。砌筑应做到石料安砌平整、稳当，上下层砌石应错缝，砌缝应用砂浆填充密实。石料砌筑前，应先湿润表面。
4）池墙砌筑时，要预埋（预留）进、出水管（孔），出水管处要做好防渗处理。防渗止水环要根据出水管材料或设计要求选用和施工。
5）池墙内壁用M10号水泥砂浆抹面3cm厚，砂浆中加入防渗剂（粉），其用量为水泥用量的3%～5%。
（3）池底建造。池底施工程序分底土处理、浆砌块石、混凝土浇筑等环节。
1）底土处理。凡是土质基础一般都要经过换基土，夯实碾压后才能进行建筑物施工。首先在池旁设高程基准点，根据设计尺寸开挖池底土体，并碾压夯实底部原状土。回填土可按设计施工要求采用3:7灰土，1:10水泥土或原状上，采用分层填土碾压、夯实。原土翻夯应分层夯实，每层铺松土应不大于20cm。夯实深度和密实度应达到设计要求。夯实后表面应整平。回填土含水量宜按表3-7的规定取值。表3列出了野外用手鉴别土41页
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的含水量值。
表3 回填土料适宜含水量范围
土料种类 砂壤土 壤土
12～15
重壤土
16～20
粘土
19～23 含水量范围（%） 9～15
表4 野外用手鉴别土的含水量表
含水量鉴 别 方 法
（%）
含水量鉴 别 方 法
（%）
用手勉强可捏成自来水笔粗，裂缝13～15
多
15～16 搓成铅笔粗，有裂缝
21～22 搓成铅笔心粗，光滑，弯曲易断
23～24 用手指一搓，指上粘泥
脚踏上即陷下，脚去后恢复原状，有17～18 搓成铅笔心粗，有裂缝 25～26
裂缝
注：摘自《小型水利手册》，陕西省水利学校编。
人工夯实，每层铺土厚0.15m，夯打时应重合1/3，打夯时，各处遍数要相同，不能漏打和少打，边墙处更应夯打密实。干容重要求达到1.5～1.6g/cm3。机械碾压时，铺土厚度0.20～0.25m，碾压遍数根据压重和振动力确定。
2）浆砌块石。地基经回填碾压夯实达到设计高度时，即可进行池底砌石，当砌石厚度在30cm以内时，一次砌筑完成，砌石厚度大于30cm时，可根据石料情况分层砌筑。浆砌石同样应采用座浆砌筑，然后进行灌浆，用碎石填充石缝，务必灌浆密实，砌石稳固。
3）混凝土浇筑。在浆砌石基础上浇筑混凝土，标号不低于C15，厚度不小于10cm，依次推进，形成整体，一次灌筑完成，并要及时收面三遍，表面要求密实、平整、光滑。
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4）池墙、池底防渗。池底混凝土浇筑好后，要用清水洗净清除尘土后即可进行防渗处理，防渗措施多种多样。可采用425号水泥加防渗剂用水稀释成糊状刷面，也可喷射防渗乳胶。
5）附属设施安全施工。蓄水池的附属设施包括沉沙池、进水管、溢水管、出水管等。其结构形式和施工工艺相差不大，将在下节中予以介绍。
2．封闭式矩形蓄水池（砖砌墙）
施工程序可分为：池体开挖、池墙砌筑、池底浇筑、防渗处理、顶盖预制安装和附属设施安装施工等。
池体开挖。要根据当地土质条件确定开挖边墙坡度。垂直开挖，即使是特别密实的土体，也只允许挖深2m左右，当池体深度大于2m时，开挖时都要有坡度，以确保土体稳定（表5）。
表5 基坑开挖边坡坡度参考表
土质类别
粘 土
砂质粘土
亚 砂 土
挖深小于3m 挖深为3～5m 土质类别
1:0.25
1:0.33
1:0.50
1:0.33
1:0.50
1:0.75
无粘性砂土
淤 土
岩 石
挖深小于3m 挖深为3～5m
1:0.75
1:3.0
1:0
1:1.0
1:4.0
1:0
在确定池体开挖尺寸时，要根据土质、池深选定边坡坡度，然后根据池底尺寸确定开挖线。开挖过程要施工放线，严格掌握坡度，池深开挖要计算池底回填夯实部分和基础厚度，要求一次按设计要求挖够深度，并进行墙基开挖。
（2）池墙砌筑。按设计要求挖好池体后，首先对墙基和池基进行加固处理，然后砖砌池墙。砖砌矩形池受力条件不如圆形池、要加设钢筋混凝土柱和上下圈梁（圆形蓄水池可不设）。砖砌墙体时，砖要充分吸水。沿四周分层整体砌筑，坐浆要饱满，墙四周空43页
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隙处要及时分层填土夯实。墙角混凝土柱与边墙要做好接茬。先砌墙，后浇筑混凝土柱。圈梁和柱的混凝土要按设计要求施工。
（3）池底浇筑和防渗处理。施工程度同开敞式圆形蓄水池。
（4）池盖混凝土预制安装。池盖混凝土可就地浇筑或预制板安装，矩形蓄水池因宽度较小，一般选用混凝土空心板预制板件安装，施工简便。板上铺保温防冻材料，四周用24砖墙浆砌，池体外露部分和池盖保温层四周填土夯实，以增强上部结构的稳定和提高保温防冻效果。
（5）附属设施安装施工。附属设施包括沉沙池、进水管、检查洞（室）及扒梯、出水管等。扒梯在安装出水管的侧墙上按设计要求布设，砌墙时将弯制好钢筋砌于墙体内。顶盖预留孔口，四周砌墙，比保温层稍高，顶上设混凝土板，在顶盖混凝土板安装后即可进行扒梯施工。
蓄水池是用人工材料修建、具有防渗作用的蓄水设施。根据其地形和土质条件可以修建在地上或地下，即分为开敝式和封闭式两大类，按形状特点又可分为圆形和矩形两种，因建筑材料不同可分为：砖池、浆砌石池、混凝土池等。蓄水池布置原则和水窖基本相同。
表1 蓄水池规格、容积表
名 称
尺
类 型 寸
矩 形 池 圆 形 池
备 注
池长 池宽 池深 容积
(m) (m) (m) (m3)
4.0 3.0 3.0 36
直径 池深 容积 池高
(m) (m) (m3) (m)
3.0 3.0 21
3.5 3.5 34
4.0 3.0 38
4.0 3.5 44
5.0 3.0 59
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
开
敝
4.0 3.5 3.5 49
4.0 4.0 4.0 64
5.0 4.0 3.0 60
6.0 4.0 3.0 72
计算蓄水量时，要减44页
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8.0 4.0 3.0 96
8.0 4.0 3.5 112
6.0 3.0 3.0 54
封
闭
式
8.0 3.0 3.5 84
8.0 3.0 4.0 96
10.0 3.0 3.0 90
10.0 3.0 3.5 105
15.0 3.0 3.5 157
20.0 3.0 3.5 210
5.0 3.5 69
5.0 4.0 78
3.0 3.0 21
3.0 3.5 24
3.0 4.0 28
3.5 3.5 34
4.0 3.0 38
4.0 3.5 44
4.0 4.0 50
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
式 去超高部分
普通蓄水池容积一般为50～100m3，特殊情况蓄水量可达200m3，表1列出宁夏省蓄水池的主要尺寸和容积表，供参考。
（一）蓄水池结构设计要求
蓄水池结构设计除应符合前述蓄水工程设计要求外，尚应考虑下列要求：
1．荷载组合：不考虑地震荷载，只考虑蓄水池自重、水压力和土压力。对开敞式蓄水池，荷载组合为池内满水，池外无土；对封闭式水池，荷载组合为池内无水，池外有土。计算时，浆砌石砌体及混凝土的容重取为2.4t/m3。地下式水池，池壁外面回填土要求夯实，计算土压力时填土容重取为1.8t/m3，内摩擦角取为30°。
2．应按地质条件推求容许地基承载力，如地基的实际承载力达不到设计要求或地基会产生不均匀沉陷，则必须先采取有效的地基处理措施才可修建蓄水池。蓄水池底板的基础要求有足够的承载力、平整密实，否则须采用碎石（或粗砂）铺平并夯实。
3．蓄水池应尽量采用标准设计，或按五级建筑物根据有关规范进行设计。水池池底及边墙可采用浆砌石、素混凝土或钢筋混凝土。最冷月平均温度高于5℃的地区也可采用砖砌，但应采用水泥砂浆抹面。池底采用浆砌石时，应座浆砌筑，水池砂浆标号不低于M10，厚度不小于25cm。采用混凝土时，标号不宜低于C15，45页
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厚度不小于10cm。土基应进行翻夯处理，深度不小于40cm。池墙尺寸应按标准设计或按规范要求计算确定。
4．蓄水池的基础是非常重要的，尤其是湿陷性黄土地区，如有轻微渗漏，危及工程安全。因而在湿陷性黄土上修建的蓄水池应优先考虑采用整体式钢筋混凝土或素混凝土蓄水池。地基土为弱湿陷性黄土时，池底应进行翻夯处理，翻夯深度不小于50cm；如基土为中、强湿陷性黄土时，应加大翻夯深度，采取浸水预沉等措施处理。
5．蓄水池内宜设置爬梯，池底应设排污管，封闭式水池应设清淤检修孔，开敞式水池应设护栏，护栏应有足够强度，高度不低于1.1m。
（二）蓄水池结构特点
1．开敞式圆形蓄水池
开敞式蓄水池池体由池底和池墙两部分组成。它多是季节性蓄水池，不具备防冻、防蒸发功效。圆形池结构受力条件好，在相同蓄水量条件下所用建筑材料较省，投资较少。开敞式圆形浆砌石水池地基承载力按10 t/m2设计，池底板为C15混凝土，厚度10cm，池壁为M7.5浆砌石，其厚度根据荷载条件按标准设计或有关规范确定，表2列出开敞式圆形浆砌石水池主要尺寸、工程量及材料用量表，供参考。
2．开敞式矩形蓄水池
矩形蓄水池的池体组成、附属设施、墙体结构与圆形蓄水池基本相同，不同的只是根据地形条件将圆形变为矩形罢了。但矩形蓄水池的结构受力条件不如圆形池好，拐角处是薄弱环节，需采取防范加固措施。当蓄水量在60m3以内时，其形状近似正方形布设，当蓄水池长宽比超过3时，在中间需布设隔墙，以防侧46页
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压力过大使边墙失去稳定性，这样将一池分二，在隔墙上部留水口，可有效地沉淀泥沙。图3-12为开敞式矩形蓄水池结构图，其池底为C19混凝土，厚20cm，立柱为C19钢筋混凝土，池壁为24cm厚砌砖，采用M10水泥砂浆抹面防渗，厚3cm，池体顶盖用混凝土空心板。
3.封闭式圆形蓄水池
封闭式蓄水池池体大部分设在地面以下，它增加了防冻保温功效，保温防冻层厚度设计要根据当地气候情况和最大冻土层深度确定，保证池水不发生结冰和冻胀破坏。封闭式蓄水池结构较复杂，投资加大，其池顶多采用薄壳型混凝土拱板或肋拱，以减轻荷载和节省投资。甘肃省封闭式圆柱形混凝土蓄水池池深径比取值范围为1.2～1.8，其蓄水池底部为反拱，池底铺三七灰土厚30cm，其上再浇筑混凝土厚10cm，池壁为现浇混凝土，厚10cm，混凝土表面抹一层水泥砂浆加强防渗。盖板为铁丝网预制混凝土，标号C18。池颈为砌砖水泥砂浆抹面。其技术数据见下表。
表2 甘肃省圆柱形蓄水池技术数据表
容(m3)
15
20
25
30
积直径壁(m)
2.5
2.5
3.0
3.0
(cm)
10
10
10
10
厚池深挖(m)
3.1
4.1
3.6
4.3
(m3)
24.9
29.8
39.0
44.6
方填(m3)
4.22
4.22
6.84
6.84
方混凝土水泥砂 石(m3)
3.72
4.52
5.16
5.85
(T) (m3) (m3)
子水
(m3)
1.0
1.5
1.7
2.0
0.84 1.99 3.20
1.03 2.43 3.90
1.17 2.77 4.44
1.33 3.14 5.03
4．封闭式矩形蓄水池
矩形蓄水池适应性强，可根地形、蓄水量要求采用不同的规格尺寸和结构形式，蓄水量变化幅度大。封闭式矩形蓄水池池底为M7.5水泥砂浆砌石，厚40cm，其上浇筑C19混凝土，厚15cm，池壁为混凝土，厚15cm，顶盖采用混凝土空心板，47页
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上铺炉渣保温层，厚1.0m，覆土层厚度30cm，并设有爬梯及有关附属设施。
（三）蓄水池施工
尽管蓄水池的结构形式有开敞式和封闭式，形状有圆形和矩形之分，但施工程序基本相同，下面只就开敞式圆形（浆砌石）蓄水池和封闭式矩形（砖砌墙）蓄水池施工建造予以介绍。
1．开敞式圆形蓄水池（浆砌石墙）
施工程序分为：地基处理、池墙砌筑、池底建造、防渗处理、附属设施安装施工等部分。
（1）基础处理。施工前应首先了解地质资料和土壤的承载力，并在现场进行坑探试验。如土基承载力不够时，应根据设计提出对地基的要求，采取加固措施，如扩大基础，换基夯实等措施。
（2）池墙砌筑
1）按图纸设计要求放线，严格掌握垂直度、坡度和高程。
2）池墙砌筑时要沿周边分层整体砌石，不可分段分块单独施工，以保证池墙的整体性。
3）池墙采用的各种材料质量应满足有关规范要求，浆砌石应采用座浆砌筑，不得先干砌再灌缝。砌筑应做到石料安砌平整、稳当，上下层砌石应错缝，砌缝应用砂浆填充密实。石料砌筑前，应先湿润表面。
4）池墙砌筑时，要预埋（预留）进、出水管（孔），出水管处要做好防渗处理。防渗止水环要根据出水管材料或设计要求选用和施工。
5）池墙内壁用M10号水泥砂浆抹面3cm厚，砂浆中加入防渗剂（粉），其用量为水泥用量的3%～5%。
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（3）池底建造。池底施工程序分底土处理、浆砌块石、混凝土浇筑等环节。
1）底土处理。凡是土质基础一般都要经过换基土，夯实碾压后才能进行建筑物施工。首先在池旁设高程基准点，根据设计尺寸开挖池底土体，并碾压夯实底部原状土。回填土可按设计施工要求采用3:7灰土，1:10水泥土或原状上，采用分层填土碾压、夯实。原土翻夯应分层夯实，每层铺松土应不大于20cm。夯实深度和密实度应达到设计要求。夯实后表面应整平。回填土含水量宜按表3-7的规定取值。表3列出了野外用手鉴别土的含水量值。
表3 回填土料适宜含水量范围
土料种类 砂壤土 壤土
12～15
重壤土
16～20
粘土
19～23 含水量范围（%） 9～15
表4 野外用手鉴别土的含水量表
含水量鉴 别 方 法
（%）
用手勉强可捏成自来水笔粗，13～15
裂缝多
15～16 搓成铅笔粗，有裂缝 23～24 用手指一搓，指上粘泥
脚踏上即陷下，脚去后恢复原状，25～26
有裂缝
21～22 搓成铅笔心粗，光滑，弯曲易断
（%）
含水量鉴 别 方 法
17～18 搓成铅笔心粗，有裂缝
注：摘自《小型水利手册》，陕西省水利学校编。
人工夯实，每层铺土厚0.15m，夯打时应重合1/3，打夯时，各处遍数要相同，不能漏打和少打，边墙处更应夯打密实。干容重要求达到1.5～1.6g/cm3。机械碾压时，铺土厚度0.20～0.25m，碾压遍数根据压重和振动力确定。
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