阅读说明：本技术 一种基于水资源高效利用的可储水式空心淤地坝 (Water-storable hollow check dam based on efficient utilization of water resources ) 是由 姚文艺 申震洲 韩玉峰 姚京威 肖培青 李斌斌 张弘 韩德强 张军 张攀 陈诚 于 2021-04-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于水资源高效利用的可储水式空心淤地坝,包括坝体,所述坝体的截面为梯形结构,所述坝体的内部开设有储水腔,所述坝体的一侧开设有若干个进水孔,所述进水孔与储水腔相连通,所述坝体远离储水腔的一侧开设有排水孔,所述排水孔的端与储水腔内壁的底部相连通；通过设置的空心坝拦水,又用储水腔储水,使不能利用或难利用的洪水能够有效利用,空心坝建设,尤如在山坡地旁边建了一个蓄水池,在一定程度上解决山坡地、林果地用水不足的问题,且泥沙含量较高的洪水不会进入储水腔的内部,而上层泥沙含量较低的清水则会流入储水腔的内部,可以方便后续人们的使用。(The invention discloses a water-storable hollow siltation dam based on efficient utilization of water resources, which comprises a dam body, wherein the cross section of the dam body is of a trapezoidal structure, a water storage cavity is formed in the dam body, a plurality of water inlet holes are formed in one side of the dam body, the water inlet holes are communicated with the water storage cavity, a water drainage hole is formed in one side of the dam body, which is far away from the water storage cavity, and the end of the water drainage hole is communicated with the bottom of the inner wall of the water storage cavity; the water is blocked by the hollow dam which is arranged, the water is stored in the water storage cavity, flood which cannot be utilized or is difficult to utilize can be effectively utilized, the hollow dam is built, particularly, a reservoir is built beside a hillside land, the problem that the water is not enough in the hillside land and the forest fruit land is solved to a certain extent, the flood with higher silt content can not enter the inside of the water storage cavity, and the clean water with lower silt content at the upper layer can flow into the inside of the water storage cavity, so that the use of follow-up people can be facilitated.)

一种基于水资源高效利用的可储水式空心淤地坝

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，具体涉及一种基于水资源高效利用的可储水式空心淤地坝。

背景技术

北方干旱山区，年降水量大多在400mm左右甚至更少，其中60％以上的降水以暴雨形式集中在作物或经济林草生长发育需水量最大的七、八、九三个月，而60％以上的暴雨因强度大、历时短形成洪水，携泥裹沙下泄。坡面作物和林草因得不到及时灌溉而减产甚至枯萎；而下泄的洪水上游冲毁农田、道路、村庄，下游则淤积河道、抬高河床，造成极大的损失。为了防治水土流失、增加耕地，各地政府在沟道修建了大量的淤地坝，虽然保土增地、防治水土流失的目的初步达到，但保水、用水功能的开发还是一片空白，仅保土不保水。对地多水少的干旱山区群众而言，多一块少一旱地无足轻重，而多一点水源将会有直接的效益产生，在保土的同时，必须保住水，保住了水就保住了群众的收益，才会为绿水青山的建设创造了必要条件。

干旱山区防治水土流失、洪水资源利用的主要方式是沟道治理工程，目前主要是淤地坝。由于淤地坝位置较高，结构简单，洪水设计标准低，一般不考虑储水功能，也就导致了汛期过后，作物或林果生长发育所需水分跟不上，直接影响淤地坝的经济收益，挫伤了群众建设、养护淤地坝的积极性，要实现干旱山区农业发展是非常艰难的。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于水资源高效利用的可储水式空心淤地坝，解决了传统淤地坝结构简单，洪水设计标准低，一般不考虑储水功能，只保土，不保水的问题。

一种基于水资源高效利用的可储水式空心淤地坝，包括坝体，坝体的截面为梯形结构，坝体的内部开设有储水腔，坝体的迎水面一侧从上到下开设有若干个进水孔，进水孔与储水腔相连通，坝体背水面的另一侧底部开设有排水孔，排水孔与储水腔相连通，坝体的顶部开设有检修井，检修井与储水腔相连通。

进水孔从上到下设置多层，各层之间间隔布置，每一层具有一个或者多个进水孔，每层的进水孔处于同一水平线上。

进水孔为由坝体的外壁至储水腔的内部向下倾斜设置。

坝体靠近进水孔一侧的外壁修建有若干个台阶，每一层进水孔均对应一个台阶，台阶沿坝体迎水面宽度方向铺设。

每个进水孔内均设置阀门，所述排水孔6内设置有阀门。

一种基于水资源高效利用的可储水式空心淤地坝的储水容积计算方法，所述空心淤地坝的储水容积为内部储水腔的容积，所述空心淤地坝的储水容积S＝min(Q,V),其中Q为小流域内年最大集水量，V为平均年份用水量。

Q＝A*μ*α*Pi*COSβ；

式中:Q---集水量(m³)A---有效集水面积(m²)

有效集水面积具体指的是小流域分水岭之内的集水面积，是指沟道+坡面的垂直投影面积，也就是可以收集雨水的面积。

μ---保证系数

保证系数是指气象学上的概率系数，是指50年一遇或者百年一遇暴雨

α---径流系数

Pi--年平均降水量(m)

β---集水面坡度

是指小流域内不同坡度的加权平均坡度，也可以是不同坡度的中位数；

V＝a*Wmax

式中:V---用水量(m³)

a---容积系数，取0.8

Wmax---平均年份的最大用水量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、空心淤地坝坝体可以阻拦洪水，同时空心淤地坝内部储水腔可以储存清水，使不能利用或难利用的洪水能够有效利用。空心淤地坝建设，尤如在山坡地旁边建了一个蓄水池，将在一定程度上有效的解决山坡地、林果地用水不足的问题，为生态文明建设创造有利条件。

2、在每一层进水孔附近修建台阶，使得工作人员可以方便操作进水孔打开或者关闭，使得只有清水流入储水腔内，而浑水和泥沙均被阻挡在坝体外。

3、通过设置的检修井用来检查水质，水量以及在坝体内无水时检修坝体内部，使用非常方便。

4、通过计算空心淤地坝的储水容积，可以根据不同的地势，沟道来选择修建空心淤地坝的储水腔容积，方便修建，充分利用降水资源。

附图说明

图1为本发明的俯视结构示意图；

图2为本发明的使用时的剖视结构示意图；

图3为本发明的图2中A处结构放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，一种基于水资源高效利用的可储水式空心淤地坝，包括坝体1，坝体1的截面为梯形结构，坝体1的内部开设有储水腔3，坝体1的迎水面一侧从上到下开设有若干个进水孔4，进水孔4与储水腔3相连通，坝体1背水面的另一侧底部开设有排水孔6，排水孔6与储水腔3相连通，坝体1的顶部开设有检修井5，检修井5与储水腔3相连通。

本实施方案中，通过设置的空心坝拦水，又用储水腔3储水，使不能利用或难利用的洪水能够有效利用。空心坝建设，尤如在山坡地旁边建了一个蓄水池，将在一定程度上有效的解决山坡地、林果地用水不足的问题，为生态文明建设创造有利条件。

通过设置的检修井5用来检查水质，水量以及在坝体1内无水时检修坝体1内部，使用非常方便。

进水孔4从上到下设置多层，各层之间间隔布置，每一层具有一个或者多个进水孔，每层的进水孔处于同一水平线上。

进水孔4为由坝体1的外壁至储水腔3的内部向下倾斜设置，倾斜的进水孔4方便水沿着进水孔4进入储水腔3的内部。

坝体1靠近进水孔4一侧的外壁修建有若干个台阶12，每一层进水孔均对应一个台阶12，台阶12沿坝体1迎水面宽度方向铺设。台阶12的设置，方便检修人员沿着台阶上下左右移动，到达任何一个进水孔附近，同时便于检修和维护。

每个进水孔4内均设置阀门7，空心淤地坝的工作人员根据肉眼观察水质清澈程度，沿着台阶12上下左右移动，打开清澈水层的进水孔的阀门7，使得清澈的水流入储水腔3内。所述排水孔6内设置有阀门8。

所述阀门7和阀门8为手动控制的阀门，或者简单的塞子即可，只要能满足打开或者关闭进水孔的现有技术均可。

本申请还提供一种基于水资源高效利用的可储水式空心淤地坝的储水容积计算方法，其中，所述空心淤地坝的储水容积为内部储水腔的容积，空心坝储水腔容积的确定，一是需要计算年最大可集水量，二是需要计算平均年份用水量。

集水量可根据下列公式可进行计算:

Q＝A*μ*α*Pi*COSβ

式中:Q---集水量(m³)A---有效集水面积(m²)

有效集水面积具体指的是小流域分水岭之内的集水面积，是指沟道+坡面的垂直投影面积，也就是可以收集雨水的面积。

μ---保证系数

保证系数是指气象学上的概率系数，是指50年一遇或者百年一遇暴雨

α---径流系数

Pi--年平均降水量(m)

β---集水面坡度

是指小流域内不同坡度的加权平均坡度，也可以是不同坡度的中位数。

平均年份用水量可根据下列公式可进行计算:

V＝a*Wmax

式中:V---用水量(m³)

a---容积系数，取0.8

Wmax---平均年份的最大用水量。

储水容积为Q和V两者的最小值，即得到空心坝储水腔容积。

本发明的工作原理及使用流程：空心淤地坝用坝体1拦水，用坝内储水腔3储水，进水通过坝体1上的进水孔4注入储水腔3，用水则利用落差进行自流方式从排水孔6处流出，工作人员沿着台阶12移动，根据洪水中的泥沙含量分布，即肉眼观察水质清澈程度，手动打开清澈水层的进水孔，使得上层泥沙含量较低的清水则会顺着进水孔4流入储水腔3的内部，使泥沙含量较高的洪水不会顺着进水孔4进入储水腔3的内部，从而使得储水腔3内部所储存的水均为清水，可以方便后续人们的使用，检修井5用来检查水质，水量以及在坝体1内无水时检修坝体1内部。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。