技術(shù)特征：

1.一種濕陷性黃土地區(qū)雨洪集蓄梯級人工湖系統(tǒng)，其特征在于，包括：進口調(diào)節(jié)沉沙池，所述進口調(diào)節(jié)沉沙池與至少兩個以上具有防濕陷層和防滲層的人工湖泊連接，所述各人工湖泊依次按豎向高度排列形成階梯并連接，最低水位的湖泊還設(shè)有退水子系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工湖系統(tǒng)，其特征在于，進口調(diào)節(jié)沉沙池上游設(shè)有分流控制子系統(tǒng)，所述的分流控制子系統(tǒng)包括：控制涵閘和涵閘自動控制分系統(tǒng)，所述的控制涵閘上游與城市雨水集水管網(wǎng)連接，所述的控制涵閘下游分岔為與退水系統(tǒng)連接和與進口調(diào)節(jié)沉沙池連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工湖系統(tǒng)，其特征在于，所述的人工湖包括：深水區(qū)、淺水區(qū)、緩坡區(qū)、灘地區(qū)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工湖系統(tǒng)，其特征在于，所述防濕陷層包括：人工翻夯層和10%水泥土層或三七灰土層，壓實系數(shù)大于等于0.95，地基處理深度大于等于80cm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的人工湖系統(tǒng)，其特征在于，所述的防滲層包括：復合土工膜和上墊層，所述的上墊層為30~50cm厚的壓實素土。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的人工湖系統(tǒng)，其特征在于，所述的復合土工膜為：大于等于700g/m²兩布一膜復合土工膜，膜材厚度大于0.3mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工湖系統(tǒng)，其特征在于，所述的人工湖系統(tǒng)還設(shè)有循環(huán)子系統(tǒng)，所述的循環(huán)子系統(tǒng)是：最高水位的上游湖泊與最低水位的下游湖泊之間通過管道連接循環(huán)泵站。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的人工湖系統(tǒng)，其特征在于，所述的退水子系統(tǒng)包括：溢流堰、泄洪閘和消力池。

9.一種設(shè)計上述權(quán)利要求所述人工湖系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于，所述的設(shè)計方法步驟如下：

一、人工湖體系統(tǒng)規(guī)模確定：

（1）集雨效率和集雨徑流量：

根據(jù)上游集雨場區(qū)地勢分布以及雨水管網(wǎng)分區(qū)布置條件、不同材料集流面在不同年降雨量地區(qū)的年集流效率，采用各集雨分區(qū)集雨面積加權(quán)平均法確定整個集雨場的集流效率；

設(shè)計年頻率條件下的各集雨分區(qū)可集蓄徑流量計算如下：

W= F×φ×P_p

式中：W——集雨面年可集蓄徑流量，單位m³；F——集雨面積，單位m²；j——集流效率；P_p——降雨頻率為p的年降雨量，單位m；

（2）設(shè)計洪峰流量及洪量：

在濕陷性黃土地區(qū)用于雨洪集蓄的梯級人工湖體系統(tǒng)各集雨分區(qū)均屬小流域，分別采用地區(qū)經(jīng)驗公式法、推理公式法和地區(qū)暴雨強度公式法計算設(shè)計洪水，再通過綜合比較分析論證，確定設(shè)計洪水計算方法和計算成果；

（3）集蓄雨水資源利用方案：

集蓄水資源配置原則：在滿足生活用水、生態(tài)需水的前提下安排生產(chǎn)用水；生產(chǎn)用水中，優(yōu)先考慮農(nóng)業(yè)用水，保證糧食安全；多余水量可進行工業(yè)用水與商業(yè)用水配置；

人工湖體系統(tǒng)興利計算原則：

雨水集蓄利用、水土保持是人工湖系統(tǒng)建設(shè)的兩大主要目標；

人工湖體系統(tǒng)防洪調(diào)蓄原則：

人工湖系統(tǒng)雨洪水集蓄為年調(diào)節(jié)，興利調(diào)節(jié)計算選取中等枯水年；

集蓄雨水資源利用方案每年提供一定數(shù)量的灌溉水資源；

興利調(diào)節(jié)計算：根據(jù)工程區(qū)域水文氣象條件，以及水資源利用條件，興利調(diào)節(jié)計算選取中等枯水年工況進行年內(nèi)調(diào)節(jié)計算；人工湖面蒸發(fā)損失按當月水面積乘以水面蒸發(fā)水深計算；滲漏損失按月末湖體水量的0.5%~10%計算；

二、梯級數(shù)量的選擇：

梯級數(shù)量的確定取決于進水系統(tǒng)設(shè)計洪峰流量、梯級人工湖水系調(diào)洪庫容和退水系統(tǒng)設(shè)計下泄流量，計算方法如下：

…….

式中，Q_p為設(shè)計頻率p所對應(yīng)的入庫洪峰流量；

W_p為設(shè)計頻率p所對應(yīng)的入庫洪量；

V_n為第n梯級人工湖調(diào)洪庫容；

q_n,p為設(shè)計頻率p所對應(yīng)的第n梯級人工湖下泄流量；

通過上述計算過程，結(jié)合各級人工湖庫容曲線和最高洪水位的設(shè)計，以進水系統(tǒng)設(shè)計洪峰流量Q_p通過反復迭代計算推求滿足退水系統(tǒng)設(shè)計下泄流量的最優(yōu)梯級數(shù)量及各梯級庫容，下泄流量的設(shè)定需滿足下游河道及建筑物的設(shè)計要求；

三、人工湖體結(jié)構(gòu)布置：

按照濕陷性黃土地區(qū)人工湖水深和功能的不同，分為深水區(qū)、淺水區(qū)、緩坡區(qū)和灘地區(qū)四大類型，各區(qū)均需進行防濕陷性處理和防滲處理，所述各區(qū)具體分布如下：

深水區(qū)：主要功能是形成蓄水庫容，構(gòu)造人工湖區(qū)主要湖體，除滿足護坡護砌結(jié)構(gòu)要求條件外，還應(yīng)考慮湖體防滲層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定布置，布置在人工湖底深水平底區(qū)域；

淺水區(qū)：淺水區(qū)除滿足護坡護砌結(jié)構(gòu)要求條件外，更多地應(yīng)考慮充分利用淺水植物、濕生植物、淺水型大緩坡構(gòu)造生態(tài)型水景觀空間，布置在人工湖區(qū)正常蓄水位以下的淺水區(qū)域，設(shè)計正常水深0.1~0.7m；

緩坡區(qū)：設(shè)計開挖邊坡盡量緩，但需要考慮占地面積問題，布置在淺水區(qū)以上的緩坡區(qū)，坡度取為1:3.0~1:5.0；

灘地區(qū)：底坡皆設(shè)計砂礫石濾層，設(shè)計坡度為1:5.0~1:10.0。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)計方法，其特征在于，所述防濕陷性處理和防滲處理為：

防濕陷性處理：

在巖土工程勘察的地基濕陷等級基礎(chǔ)上對人工湖各區(qū)基礎(chǔ)應(yīng)進行消除地基土濕陷性處理；地基處理深度不小于80cm，采用整片深挖碾壓夯填的地基處理方案，先行對湖底基礎(chǔ)向下進行翻夯處理，再鋪設(shè)不小于30cm厚的10%水泥土或三七灰土，壓實系數(shù)不小于0.95；

防滲處理：

防濕陷性地基處理后鋪設(shè)復合土工膜，以上鋪設(shè)30~50cm厚的壓實素土作為上墊層，用以保護復合土工膜；濕陷性黃土地區(qū)人工湖湖底防滲材料設(shè)計選用不小于700g/m²兩布一膜復合土工膜，膜材厚度大于0.3mm。