水土保持學課件第五章水土保持工程措施-2

1、1,第二節(jié) 溝道治理工程,為固定溝床，攔蓄泥沙，防止或減輕山洪及泥石流災害而在山區(qū)溝道中修筑的各種工程措施，包括谷坊、攔沙壩、淤地壩、護岸工程等，稱為溝道治理工程,作用：防止溝道底部下切、溝岸擴張，固定并抬高侵蝕基準面，減緩溝床縱坡、調(diào)節(jié)山洪洪峰流量，減少山洪或泥石流的固體物質(zhì)含量，使山洪安全排泄，對溝口沖積錐不造成災害。,2,3,4,5,名稱？ 作用？,6,谷坊是山區(qū)溝道內(nèi)為防止溝床沖刷及泥沙災害而修筑的橫向擋攔建筑物，又名防沖壩、沙土壩、閘山溝等。谷坊高度一般小于3m，是水土流失地區(qū)溝道治理的一種主要工程措施。,一、谷 坊,7,8,（1）固定與抬高侵蝕基準面，防止溝床下切； （2）抬高溝床

2、，穩(wěn)定山坡腳，防止溝岸擴張及滑坡； （3）減緩溝道縱坡，減小山洪流速，減輕山洪或泥石流災害； （4）使溝道逐漸淤平，形成壩階地，為發(fā)展農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造條件。,（一）谷坊的作用,9,土谷坊； 石谷坊(干砌石)； 枝梢谷坊； 插柳谷坊(柳樁編籬)； 漿砌石谷坊；,（二）谷坊的種類,竹籠裝石谷坊； 木料谷坊； 混凝土谷坊； 鋼筋混凝土谷坊； 鋼料谷坊。,10,常用谷坊規(guī)格表,(三)谷坊高度的確定,11,在選擇谷坊壩址時，應(yīng)考慮以下幾方面的條件： 谷口狹窄； 溝床基巖外露； 上游有寬闊平坦的貯砂地方； 在有支流匯合的情形下，應(yīng)在匯合點的下游修建谷坊； 谷坊不應(yīng)設(shè)置在天然跌水附近的上游。但可設(shè)在有崩塌危險

3、的山腳下。,（四）谷坊的位置選擇,12,谷坊斷面圖,13,漿砌石谷坊,14,15,砼樁夾碎石谷坊,16,干砌石谷坊,單式編籬谷坊,復式編籬谷坊,18,19,一、谷 坊,20,21,攔沙壩是以攔蓄山洪及泥石流流道中固體物質(zhì)為主要目的的防治泥沙災害的擋攔建筑物，是主要的溝道治理工程措施，壩高一般為315m。,三、攔沙壩,22,23,攔蓄泥沙(包括塊石)，調(diào)節(jié)溝道內(nèi)泥沙，以免除泥沙對下游的危害，便于下游河道 的整治。 提高壩址處的侵蝕基準，減緩了壩上游淤積段河床比降，加寬了河床，并使流速和徑流深，從而大大減小了水流的侵蝕能力。 穩(wěn)定溝岸崩塌及滑坡，減小泥石流的沖刷及沖擊力，防止溯源侵蝕，抑制泥石流發(fā)

4、育規(guī)模。,（一）攔沙壩的作用,24,(二)壩址選擇,在泥石流溝道上，攔砂壩壩址的選擇可參考以下原則： (1)地質(zhì)條件：壩址附近應(yīng)無大斷裂通過，壩址處無滑坡、崩塌，岸坡穩(wěn)定性好，溝床有基巖出露，或基巖埋深較淺，壩基為硬性巖或密實的老沉積物。 (2)地形條件：壩址處溝谷狹窄，壩上游溝谷開闊，溝床縱坡較緩，建壩后能形成較大的攔淤庫容。 (3)建筑材料：壩址附近有充足的或比較充足的石料、沙等當?shù)亟ㄖ牧稀?(4)施工條件：壩址離公路較近，從公路到壩址的施工便道易修筑，附近有布設(shè)施工場地的地形，有可供施工使用的水源等。,25,(二)壩型選擇,攔砂壩的壩型主要根據(jù)山洪或泥石流的規(guī)模及當?shù)氐牟牧蟻頉Q定。,1

5、.重力壩 依自重在地基上產(chǎn)生的摩擦力來抵抗壩后泥石流產(chǎn)生的推力和沖擊力。 其優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，就地取材，耐久性強。,26,27,大寶山礦區(qū) 攔沙壩,2切口壩 又稱縫隙壩，是重力壩的變形，即在壩體上開一個或數(shù)個泄流缺門。主要用于稀性泥石流溝，有攔截大礫石，滯洪，調(diào)節(jié)水位關(guān)系等持點。,29,3錯體壩 錯體壩將重力壩從中間分成兩部分，并在平面上錯開布置，主要用于壩肩處有活動性滑坡又無法避開的情況。壩體受滑坡的推力后可允許有少量的橫向位移，不致造成攔砂壩破壞。,4拱壩 拱壩可建在溝谷狹窄，兩岸基巖堅固的壩址處。拱壩在平面上呈凸向上游的弓形，拱圈受壓應(yīng)力作用，可充分利用石料和混凝土很高的抗壓強

6、度，具有省工、省料等特點。但拱壩對壩址地質(zhì)條件要求很高，設(shè)計和施工較為復雜，溢流口布置較為困難。因此在泥石流防治工程中應(yīng)用較少。,32,5格柵壩 格柵壩是泥石流攔砂壩又一種重要的壩型。格柵壩具有良好的透水性，可有選擇性地攔截泥沙，還具有壩下沖刷小壩后易于清淤等優(yōu)點。格柵壩主體可以在現(xiàn)場拼裝施工速度快。格柵壩的缺點是壩體的強度和剛度較重力壩小，格柵易被高速流動的泥石流龍頭和大礫石擊壞，需要的鋼材較多。,34,35,格柵壩,36,37,漿砌石攔沙壩,38,原木攔沙壩,39,四、淤地壩,淤地壩是指在溝道里為了攔泥、淤地所建的壩，壩內(nèi)所淤成的土地稱為壩地 。,一般淤地壩由壩體、溢洪道、放水建筑物三個部

7、分組成。,40,41,建筑中的淤地壩,42,43,新建壩,44,韭園溝壩地,45,慶陽南小河溝壩地稻田,46,黃家川淤地壩3667.5畝淤地,47,黃河流域淤地壩,48,49,淤地壩系,淤地壩示意圖 1-壩體；2-排水體；3-溢洪道； 4-豎井；5-排洪渠；6-防洪堤,51,1. 淤地壩的分類 按筑壩材料:土壩、石壩、土石混合壩等； 按壩的用途:緩洪骨干壩、攔泥生產(chǎn)壩等； 按建筑材料和施工方法：夯碾壩、水力沖填壩、水中填土壩、定向爆破壩、堆石壩、干砌石壩、漿砌石壩等。,()淤地壩的分類和分級標準,52,2. 淤地壩分級標準 淤地壩一般根據(jù)庫容、壩高、淤地面積、控制流域面積等因素分級，參考水庫分

8、級標準，并考慮群眾習慣叫法，可分大、中、小三級。 黃河中游淤地壩分級標準表,53,(二) 淤地壩的作用,穩(wěn)定和抬高侵蝕基點，防止溝底下切和溝岸坍塌，控制溝頭前進和溝壁擴張； 蓄洪、攔泥、削峰、減少入河、入庫泥沙，減輕下游洪沙災害； 落淤、造地，變荒溝為良田，可為山區(qū)農(nóng)林牧業(yè)發(fā)展創(chuàng)造有利條件。,54,(三)淤地壩設(shè)計洪水標準,淤地壩設(shè)計洪水標準 -黃河中游水土保持治溝骨干工程技術(shù)規(guī)范,55,攔洪壩設(shè)計洪水標準,(三) 淤地壩設(shè)計洪水標準,56,(四) 壩系規(guī)劃,在一個小流域內(nèi)修有多種壩，有淤地種植的生產(chǎn)壩，有攔蓄洪水、泥沙的防洪壩，有蓄水灌溉的蓄水壩，各就其位，能蓄能排，形成以生產(chǎn)壩為主，攔泥、

9、生產(chǎn)、防洪、灌溉相結(jié)合的壩庫工程體系，稱為壩系。,57,(1)壩系規(guī)劃必須在流域綜合治理規(guī)劃的基礎(chǔ)上，上下游、干支溝全面規(guī)劃，統(tǒng)籌安排。 (2)最大限度地發(fā)揮壩系調(diào)洪攔沙、淤地增產(chǎn)的作用，充分利用流域內(nèi)的自然優(yōu)勢和水沙資源，滿足生產(chǎn)上的需要。 (3)各級壩系，自成體系，相互配合，聯(lián)合運用，調(diào)節(jié)蓄泄，確保壩系安全。,1.壩系規(guī)劃的原則,58,(4)壩系中必須布設(shè)一定數(shù)量的控制性的骨干壩、安全生產(chǎn)的中堅壩。 (5)以流域內(nèi)進行壩系規(guī)劃的同時，要提出交通道路規(guī)劃。對泉水、基流水源，應(yīng)提出保泉、蓄水利用方案，勿使水資源埋廢。壩地堿化會影響產(chǎn)量，規(guī)劃中擬就防治措施，以防后患。,1.壩系規(guī)劃的原則,59,

10、2.壩系布設(shè)形式,上淤下種 淤種結(jié)合,上壩生產(chǎn) 下壩攔淤,以排為主 漫淤灘地,多漫少排 漫排兼顧,高線排洪 保庫灌田,支溝滯洪 干溝生產(chǎn),輪蓄輪種 蓄種結(jié)合,隔山鑿洞 鄰溝分洪,壩庫相間 清洪分治,上淤下種 淤種結(jié)合,輪蓄輪種蓄種結(jié)合,多漫少排、漫排兼顧,67,(五) 工程規(guī)劃、設(shè)計、施工,有興趣請參閱有關(guān)書籍,68,四、護岸與治灘造田工程,發(fā)生橫向侵蝕的原因：,一是河（溝）床縱向侵蝕之影響，由于河床下切而使河床失去穩(wěn)定； 二是山洪、泥石流流動時水流彎起引起橫向沖刷所造成。,（一）橫向侵蝕及其防治,69,橫向侵蝕的防治,將溝槽部分裁彎取直，控制凹岸發(fā)展。但在溝道裁彎取直后，由于比降增大，可能使

11、山洪的流速增大，使縱向侵蝕加劇，因而必須考慮溝（河）床的穩(wěn)定性問題，并設(shè)置恰當?shù)姆乐箿系紫虑械慕ㄖ铩?70,除去溝床上的凸出巖石、沉積泥沙堆。山洪流經(jīng)障礙物時，必然要改變方向，從而發(fā)生彎曲導致橫向侵蝕，清除障礙物后并輔以適當?shù)膶Я鞴こ?，使水流按一定方向流去，則可防止橫向沖刷的作用。,橫向侵蝕的防治,71,橫向侵蝕的防治,設(shè)置護岸工程與整治建筑物，以控制河岸發(fā)展和改善彎道，這是防止橫向侵蝕的主要辦法。,72,（二）護岸工程,護岸工程的目的 （1）由于山洪、泥石流沖擊使山腳遭受沖刷而有山坡崩塌危險的地方，在滑坡的山腳下，設(shè)置護岸工程兼起擋土墻的作用，以防止滑坡及橫向侵蝕； （2）用于保護谷坊、攔

12、沙壩等建筑物； （3）溝道縱坡陡急，兩岸土質(zhì)不佳的地段，除谷坊防止下切外，還應(yīng)修護岸工程。,73,護岸工程的種類,護岸工程一般分為護坡與護基（或護腳）兩種工程。枯水位以下稱為護基工程，枯水位以上稱為護坡工程。 根據(jù)其所用材料的不同，又可分為：干片砌石、漿砌片石、混凝土板、鐵絲石籠、木樁排、木框架與生物護岸等幾類，此外，還有混合型護岸工程，如木樁植樹加拋石，拋石植樹加梢捆護岸工程等。,74,護腳（基）工程示意圖,76,護腳工程的特點是：常潛沒于水中，時刻都受到水流的沖擊和侵蝕作用。因此，在建筑材料和結(jié)構(gòu)上要求具有：抗御水流沖擊和推移質(zhì)磨損的能力；富有彈性，易于恢復和補充，以適應(yīng)河床變形；耐水流侵

13、蝕的性能好，以及便于水下施工等。 常用的護腳工程有拋石、沉枕、石籠等。,（1）護腳工程,77,78,石籠結(jié)構(gòu)圖（單位：mm) 1-箱形鉛絲石籠；2-圓形鉛絲石籠； 3-竹石籠； 4-荊條石籠,79,80,81,（三）整治建筑物,1.丁壩 丁壩是由壩頭、壩身和壩根三部分組成的一種橫向建筑物，其壩根與河岸相連，壩頭伸向河槽，在平面上與河岸連接起來丁字形，壩頭與壩根之間的主體部分為壩身，其特點是不與對岸連接。,82,83,84,85,(1)改變山洪流向，防止橫向侵蝕 (2)緩和山洪流勢，使泥沙沉積，并能將水流挑向?qū)Π?，保護下游的護岸工程和提岸不受水流沖擊 (3)調(diào)整溝寬，迎托水流，防止山洪亂流和偏流

14、，阻止溝道橫向發(fā)展,丁壩的作用,86,丁壩的結(jié)構(gòu) 1.石丁壩； 2.土心丁壩； 3.石柳壩或柳盤頭,87,88,順壩是由壩頭、壩身和壩根三部分組成的一種橫向建筑物，壩身一般較長，與水流方向接近平行或略有微小交角，直接布置在整治線上，具有引導水流、調(diào)整河岸等作用。,2.順壩,89,90,91,（四）治灘造田工程,治灘造田工程:就是通過工程措施，將河床縮窄、改道、裁彎取直，在治好的河灘上，用引洪放淤的辦法，淤墊出能耕種的土地，以防止河道沖刷，變?yōu)┑貫榱继铩?92,治灘造田工程的類型,1束河造田 2改河造田 3裁彎造田 4堵叉造田 5箍洞造田,93,94,96,97,堵叉造田示意圖 1-順河堤；2-

15、老叉道；3-江心洲,98,99,吉林省白山庫倉溝泥石流治理工程導流槽,第三節(jié) 山洪排導工程,100,第三節(jié) 山洪排導工程,山洪排導工程就是在荒溪(流域面積在20-50km2以下的小流域)沖積扇上，為防止山洪及泥石流沖刷與淤積災害而修筑的排洪溝或?qū)Ш榈痰冉ㄖ?，其目的在于保護沖積扇上的房舍、農(nóng)田、道路、工礦設(shè)施等建筑物免受山洪及泥石流災害，保證當?shù)厝嗣裆柏敭a(chǎn)安全。,河南省欒川縣城大南溝的泥石流排導槽,103,1.山洪及泥石流排導溝,2.沉沙場,104,1.山洪及泥石流排導溝,平面布置形式,105,110,沉沙場的作用主要是攔蓄沙石。在嚴重風化地區(qū)、嚴重地震地區(qū)以及坡面重力侵蝕發(fā)展嚴重的地區(qū)，

16、 當山洪中可能挾帶沙石很多而又沒有其他方法可用時，可在坡度較緩的沖積扇上修筑沉沙場，減少排導溝的淤積。,2.沉沙場,111,第四節(jié) 小型蓄水用水工程,小型蓄水用水工程的作用在于將坡地徑流及地下潛流攔蓄起來，減少水土流失危害，灌溉農(nóng)田，提高作物產(chǎn)量。其中包括小水庫、蓄水塘壩、蓄水池、水窖等。,112,第四節(jié) 小型蓄水用水工程,蓄水池應(yīng)盡量選在高于農(nóng)田的天然局部低地上，以便匯集徑流，便于自流灌溉。常見的布置形式有以下三種： 1.路邊蓄水池； 2.溝頭蓄水池；3.田間蓄水池。,一、蓄水池,113,第四節(jié) 小型蓄水用水工程,二、水窖,114,活動集雨場,水窖,滴灌玉米,坡地活動集雨利用系統(tǒng),115,第

17、四節(jié) 小型蓄水用水工程,二、水窖,116,第四節(jié) 小型蓄水用水工程,二、水窖,小孩子們承擔起了馱水的重任,終于洗上了臉，在以前是一件奢侈的事,117,第四節(jié) 小型蓄水用水工程,二、水窖,排隊打水,118,119,第四節(jié) 小型蓄水用水工程,三、窯窖,120,第四節(jié) 小型蓄水用水工程,四、小水庫,水庫由擋水壩、溢洪道、放水建筑物三部分組成。 按國家規(guī)定標準，庫容100萬31000萬3為“小型水庫”，庫容10萬3100萬3為“小型水庫”。,121,122,（一）水庫的特征曲線和特征水位,1.水庫的特征曲線 （1）水庫面積曲線：水庫水位（高程）不同，水庫的水面面積也不同，將水位與水面面積之間的關(guān)系曲線稱為水庫面積曲線。 （2）水庫容積曲線：是水庫水位與庫容之間的關(guān)系曲線。,124,（一）水庫的特征曲線和特征水位,2.水庫的特征水位