第五章水土保持工程措施水土保持學(xué)

1、第五章第五章 水土保持工程措施水土保持工程措施第一節(jié)第一節(jié) 概述概述v一、概念一、概念v 指為達(dá)到保持水土，合理利用山區(qū)水土資源，防治水土指為達(dá)到保持水土，合理利用山區(qū)水土資源，防治水土流失而修筑的各種建筑物。流失而修筑的各種建筑物。v二、類(lèi)型二、類(lèi)型v 根據(jù)修建目的及其應(yīng)用條件，分為：根據(jù)修建目的及其應(yīng)用條件，分為：v 山坡防護(hù)工程；山坡防護(hù)工程；v 山溝治理工程；山溝治理工程；v 山洪導(dǎo)排工程；山洪導(dǎo)排工程；v 小型水利工程。小型水利工程。 v1 1、山坡防護(hù)工程、山坡防護(hù)工程v 指為防止山坡水土流失而修筑的一些工程措施。指為防止山坡水土流失而修筑的一些工程措施。v 如梯田、山邊溝、邊柵護(hù)

2、坡、攔水溝埂、水平溝、水如梯田、山邊溝、邊柵護(hù)坡、攔水溝埂、水平溝、水平階、魚(yú)鱗坑、蓄水池等。平階、魚(yú)鱗坑、蓄水池等。v2 2、山溝治理工程、山溝治理工程v 指為固定溝床、攔蓄泥沙、防止或減輕山洪及泥石流指為固定溝床、攔蓄泥沙、防止或減輕山洪及泥石流災(zāi)害而在山區(qū)溝道中修筑的各種工程措施。災(zāi)害而在山區(qū)溝道中修筑的各種工程措施。v 如溝頭防護(hù)工程、谷坊工程、各種攔沙壩等。如溝頭防護(hù)工程、谷坊工程、各種攔沙壩等。v3 3、山洪導(dǎo)排工程、山洪導(dǎo)排工程v 指為了防止山洪、泥石流的危害，保護(hù)村莊、道路、指為了防止山洪、泥石流的危害，保護(hù)村莊、道路、工礦企業(yè)及生產(chǎn)安全的各種工程。工礦企業(yè)及生產(chǎn)安全的各種工程

3、。v 如排洪溝、泄水建筑物等。如排洪溝、泄水建筑物等。v4 4、小型水利工程、小型水利工程v 如小水庫(kù)、塘壩等。如小水庫(kù)、塘壩等。梯田梯田山邊溝山邊溝編柵護(hù)坡編柵護(hù)坡攔沙壩攔沙壩198萬(wàn)元萬(wàn)元v二、水土保持工程的作用二、水土保持工程的作用v 1 1、改變小地形，防止土壤侵蝕、改變小地形，防止土壤侵蝕v 這是山坡防護(hù)工程的作用。這是山坡防護(hù)工程的作用。v 2 2、防止溝頭前進(jìn)，溝床下切、防止溝頭前進(jìn)，溝床下切v 山溝治理工程的作用。山溝治理工程的作用。v 3 3、防止山洪和泥石流危害、防止山洪和泥石流危害v 山洪導(dǎo)排工程的作用。山洪導(dǎo)排工程的作用。v 4 4、攔蓄坡地徑流，減輕水土流失、攔蓄坡地

4、徑流，減輕水土流失v 小型水利工程的作用。小型水利工程的作用。第二節(jié)第二節(jié) 坡面治理工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)坡面治理工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)v一、規(guī)劃一、規(guī)劃v 1 1、原則、原則v 工程、生物和農(nóng)業(yè)措施合理配置的原則；工程、生物和農(nóng)業(yè)措施合理配置的原則；v 溝道、山坡兼治，上、下游治理結(jié)合的原則；溝道、山坡兼治，上、下游治理結(jié)合的原則；v 堅(jiān)持預(yù)防為主、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、加強(qiáng)堅(jiān)持預(yù)防為主、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、加強(qiáng)管理、注重效益的原則。管理、注重效益的原則。v2 2、目標(biāo)、目標(biāo)v 減少水土流失，恢復(fù)地表植被，合理利用土地資減少水土流失，恢復(fù)地表植被，合理利用土地資源，合理利用水資源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)

5、、社會(huì)和生態(tài)效益的源，合理利用水資源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。協(xié)調(diào)發(fā)展。v3 3、內(nèi)容、內(nèi)容v 土地利用規(guī)劃；土地利用規(guī)劃；v 灌溉工程規(guī)劃；灌溉工程規(guī)劃；v 排水工程規(guī)劃；排水工程規(guī)劃；v 小型水利工程規(guī)劃；小型水利工程規(guī)劃；v 田間道路工程規(guī)劃；田間道路工程規(guī)劃；v 支擋工程規(guī)劃。支擋工程規(guī)劃。v二、坡面治理工程設(shè)計(jì)二、坡面治理工程設(shè)計(jì)v 包括斜坡固定工程、山坡截流和溝頭防護(hù)工程。包括斜坡固定工程、山坡截流和溝頭防護(hù)工程。v 1 1、斜坡固定工程、斜坡固定工程v 為防止斜坡巖土體的運(yùn)動(dòng)，保證斜坡穩(wěn)定而布置的為防止斜坡巖土體的運(yùn)動(dòng)，保證斜坡穩(wěn)定而布置的工程措施。工程措施。v 如擋

6、土墻、護(hù)坡工程、削坡、排水工程等。如擋土墻、護(hù)坡工程、削坡、排水工程等。v2 2、山坡截流溝、山坡截流溝v 在斜坡上每隔一定距離，在平行等高線(xiàn)或近平行在斜坡上每隔一定距離，在平行等高線(xiàn)或近平行等高線(xiàn)修筑的水溝。等高線(xiàn)修筑的水溝。v 作用：截短坡長(zhǎng)，減免徑流沖刷。作用：截短坡長(zhǎng)，減免徑流沖刷。v 布置：與縱向布置的排水溝相連。布置：與縱向布置的排水溝相連。v3 3、溝頭防護(hù)工程、溝頭防護(hù)工程v 根據(jù)防護(hù)工程的作用，將其分為：蓄水式和泄水根據(jù)防護(hù)工程的作用，將其分為：蓄水式和泄水式溝頭防護(hù)工程（式溝頭防護(hù)工程（P74-76P74-76）：）：v 蓄水式用于溝上部來(lái)水較少時(shí)；蓄水式用于溝上部來(lái)水較少

7、時(shí)；v 泄水式用于：溝頭來(lái)水量大；溝頭近村莊或交通。泄水式用于：溝頭來(lái)水量大；溝頭近村莊或交通。v4 4、編柵護(hù)坡工程、編柵護(hù)坡工程v 編柵護(hù)坡：用于表土較松，坡度較大的裸露坡面上。做編柵護(hù)坡：用于表土較松，坡度較大的裸露坡面上。做法是：在坡面上每隔法是：在坡面上每隔7070厘米設(shè)置一個(gè)厘米設(shè)置一個(gè)2020厘米高的柵欄，用于厘米高的柵欄，用于上坡徑流泥沙，柵欄分兩層，里層為無(wú)紡布，外層為塑料網(wǎng)上坡徑流泥沙，柵欄分兩層，里層為無(wú)紡布，外層為塑料網(wǎng)格，柵欄用鋼筋固定于坡面上。柵欄上方設(shè)一溝底寬格，柵欄用鋼筋固定于坡面上。柵欄上方設(shè)一溝底寬2020厘米厘米的排水溝，將徑流排入排水總溝。在坡面上種植美

8、化環(huán)境的的排水溝，將徑流排入排水總溝。在坡面上種植美化環(huán)境的植物。植物。鋼筋無(wú)紡布塑料網(wǎng)排水溝種草v5 5、梯田工程、梯田工程v 在丘陵山坡地上沿等高線(xiàn)方向修筑的條狀在丘陵山坡地上沿等高線(xiàn)方向修筑的條狀階臺(tái)式或波浪式斷面的田地。階臺(tái)式或波浪式斷面的田地。v 分類(lèi)：按斷面形式分：分類(lèi)：按斷面形式分：v 水平梯田水平梯田：田面水平。：田面水平。v v v 坡式梯田坡式梯田：每隔一定距離，沿等高方向堆土或挖：每隔一定距離，沿等高方向堆土或挖溝筑埂，把原坡面分割成若干等高帶狀的斜坡段。溝筑埂，把原坡面分割成若干等高帶狀的斜坡段。v 用于勞動(dòng)力缺乏，降雨少的地區(qū)。用于勞動(dòng)力缺乏，降雨少的地區(qū)。v 隔坡水

9、平梯田隔坡水平梯田：由兩個(gè)一次性修平的水平梯田之：由兩個(gè)一次性修平的水平梯田之間隔著一段原狀坡面的斜坡段組合而成的。間隔著一段原狀坡面的斜坡段組合而成的。v 反坡梯田反坡梯田：田面由外向內(nèi)傾斜的臺(tái)階形田塊。：田面由外向內(nèi)傾斜的臺(tái)階形田塊。v v梯田的斷面設(shè)計(jì)：梯田的斷面設(shè)計(jì)：v梯田斷面設(shè)計(jì)的基本任務(wù)：梯田斷面設(shè)計(jì)的基本任務(wù)：v 確定在不同條件下的最優(yōu)斷面。確定在不同條件下的最優(yōu)斷面。v最優(yōu)斷面的要求：最優(yōu)斷面的要求：v 適應(yīng)機(jī)耕和灌溉的要求；適應(yīng)機(jī)耕和灌溉的要求；v 保證安全與穩(wěn)定；保證安全與穩(wěn)定；v 挖填土方平衡。挖填土方平衡。v計(jì)算方法：計(jì)算方法：v 之一：之一：根據(jù)土質(zhì)和地面坡度選定田坎

10、高和田坎根據(jù)土質(zhì)和地面坡度選定田坎高和田坎坡度，然后計(jì)算田面寬度。坡度，然后計(jì)算田面寬度。地面坡度（）田坎高度（m）田坎坡度質(zhì)地（）51.0粘性土70砂性土651.5粘性土65性土60101.0粘性土70砂性土651.5粘性土65砂性土60151.0粘性土70砂性土651.5粘性土65砂性土60201.5粘性土65砂性土602.0粘性土60砂性土55251.5粘性土65砂性土602.0粘性土60砂性土55v計(jì)算方法：計(jì)算方法：v 之二之二：或根據(jù)地面坡度、機(jī)耕和灌溉需要先確：或根據(jù)地面坡度、機(jī)耕和灌溉需要先確定田面寬，然后計(jì)算田坎高度等。定田面寬，然后計(jì)算田坎高度等。v各要素之間具體計(jì)算方法：

11、各要素之間具體計(jì)算方法：v 田面毛寬：田面毛寬：Bm=Hcotv 田埂占地田埂占地：Bn=Hcotv 田面凈寬田面凈寬：B=Bm-Bn=H（cot-cot）v 田埂高度田埂高度：H=B/ （cot-cot）v在丘陵陡坡地區(qū)：在丘陵陡坡地區(qū)：v 8-108-10米寬的田面，米寬的田面，1 1米的田坎高度是合米的田坎高度是合適的。適的。v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：v 費(fèi)工，成本高：在費(fèi)工，成本高：在15-2015-20度坡修梯田每公度坡修梯田每公頃頃420-900420-900工日，約工日，約8250-150008250-15000元；元；v 土地利用率低：約土地利用率低：約64.8%64.8%；v 田間作業(yè)不

12、便。田間作業(yè)不便。v6 6、山邊溝、山邊溝v 定義：在坡面上，每隔適當(dāng)距離，沿等高方向所構(gòu)筑定義：在坡面上，每隔適當(dāng)距離，沿等高方向所構(gòu)筑的淺三角形溝。的淺三角形溝。v 目的：截短坡長(zhǎng)，分段排水，以防止沖刷；目的：截短坡長(zhǎng)，分段排水，以防止沖刷；v 提供田間作業(yè)道路，建立坡地省工經(jīng)營(yíng)基礎(chǔ)。提供田間作業(yè)道路，建立坡地省工經(jīng)營(yíng)基礎(chǔ)。v v v 優(yōu)點(diǎn)：省工經(jīng)營(yíng)，降低成本；優(yōu)點(diǎn)：省工經(jīng)營(yíng)，降低成本；v 每公頃每公頃31503150元，僅為梯田的元，僅為梯田的35%35%；v 提高土地利用率提高土地利用率, ,比梯田高比梯田高26%26%；v 交通方便，便于機(jī)械化作業(yè)。交通方便，便于機(jī)械化作業(yè)。v v

13、類(lèi)型：寬型和窄型山邊溝。類(lèi)型：寬型和窄型山邊溝。v 寬型適用于寬型適用于1515以下的緩坡地；以下的緩坡地；v 窄型適用于窄型適用于1515以上的坡地。以上的坡地。寬型寬型窄型窄型山邊溝的斷面要素：山邊溝的斷面要素：表表 山邊溝的坡度與溝距對(duì)照表山邊溝的坡度與溝距對(duì)照表坡度溝距（m）%度水平距離斜面距離74.019.019.084.618.018.09105.15.716.516.611156.38.515.015.116209.111.313.313.5212511.914.012.612.9263014.516.712.112.5314017.121.811.712.4415522.328

14、.811.012.0設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)：第三節(jié)第三節(jié) 溝壑治理工程設(shè)計(jì)溝壑治理工程設(shè)計(jì)v一、谷坊工程設(shè)計(jì)一、谷坊工程設(shè)計(jì)v 1 1、谷坊定義、谷坊定義v 山區(qū)溝道內(nèi)為防止溝床沖刷及泥沙災(zāi)害而修筑的橫向攔山區(qū)溝道內(nèi)為防止溝床沖刷及泥沙災(zāi)害而修筑的橫向攔擋建筑物。擋建筑物。v 是溝道治理的主要工程措施。是溝道治理的主要工程措施。v 高度一般高度一般1313米，最高米，最高5 5米。米。v2 2、類(lèi)型、類(lèi)型v 根據(jù)建筑材料不同，分為：根據(jù)建筑材料不同，分為：v 土谷坊；土谷坊；v 干砌石谷坊；干砌石谷坊；v 漿砌石谷坊；漿砌石谷坊；v 混凝土谷坊；混凝土谷坊；v 柳谷坊。柳谷坊。v3 3、谷坊規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要

15、內(nèi)容、谷坊規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容v 壩高；間距；斷面尺寸。壩高；間距；斷面尺寸。v 壩高：根據(jù)建筑材料、溝道地質(zhì)、地形壩高：根據(jù)建筑材料、溝道地質(zhì)、地形條件確定。條件確定。以能承受水壓力和土壓力而不被破以能承受水壓力和土壓力而不被破壞為原則。壞為原則。v間距：與谷坊高度及淤積泥沙表面的臨界不沖間距：與谷坊高度及淤積泥沙表面的臨界不沖v 坡度有關(guān)。坡度有關(guān)。v 穩(wěn)定坡度（穩(wěn)定坡度（I I0 0）：谷坊淤滿(mǎn)后，淤積泥：谷坊淤滿(mǎn)后，淤積泥v 沙表面的坡度。沙表面的坡度。v v計(jì)算：計(jì)算：v L=Ho/L=Ho/（I-IoI-Io）v L L為谷坊的間距（為谷坊的間距（m m）；）；v HoHo為谷坊的有

16、效高度，為谷坊的有效高度， m m；v I I為溝底原來(lái)的縱坡；為溝底原來(lái)的縱坡；v IoIo為穩(wěn)定坡度，決定于壩后淤積土的土為穩(wěn)定坡度，決定于壩后淤積土的土質(zhì)：粘土質(zhì)：粘土IoIo取取1%1%；沙土；沙土IoIo取取0. 5%0. 5%；粘壤土；粘壤土0.8%0.8%。v斷面尺寸：與建筑材料有關(guān)。斷面尺寸：與建筑材料有關(guān)。v 干砌石谷坊斷面尺寸干砌石谷坊斷面尺寸壩高（m）頂寬（m）迎水坡背水坡底寬（m）11.01:0.51:12.5021.51:0.51:14.2532.01:0.51:16.5042.01:0.51:18.0052.01:0.51:19.50v土谷坊斷面尺寸土谷坊斷面尺寸壩

17、高（m）頂寬（m）迎水坡背水坡底寬（m）11.01:11:13.021.51:1.51:1.57.532.01:1.51:1.511.042.01:1.51:1.514.052.01:1.51:1.517.0v二、淤地壩工程設(shè)計(jì)二、淤地壩工程設(shè)計(jì)v 在溝道里為了攔泥、淤地所建的壩，壩內(nèi)所淤成在溝道里為了攔泥、淤地所建的壩，壩內(nèi)所淤成的土地稱(chēng)壩地。的土地稱(chēng)壩地。v三、小型水庫(kù)工程三、小型水庫(kù)工程v 水庫(kù)由擋水壩、溢洪道和放水建筑物組成。水庫(kù)由擋水壩、溢洪道和放水建筑物組成。v 擋水壩擋水壩：攔蓄水量，臺(tái)高水位；：攔蓄水量，臺(tái)高水位；v 溢洪道溢洪道：排泄洪水的建筑物；：排泄洪水的建筑物；v 放水

18、建筑物放水建筑物：放水用于下游灌溉。：放水用于下游灌溉。v我們研究小型水庫(kù)：我們研究小型水庫(kù)：v ?。ㄒ唬┬退畮?kù)庫(kù)容?。ㄒ唬┬退畮?kù)庫(kù)容100100萬(wàn)萬(wàn)-1000-1000萬(wàn)萬(wàn)m m2 2；v ?。ǘ┬退畮?kù)庫(kù)容?。ǘ┬退畮?kù)庫(kù)容1010萬(wàn)萬(wàn)-100-100萬(wàn)萬(wàn)m m2 2。v1 1、庫(kù)址的選擇、庫(kù)址的選擇v 從安全、經(jīng)濟(jì)、合理等方面考慮。從安全、經(jīng)濟(jì)、合理等方面考慮。v2 2、地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)調(diào)查v 水庫(kù)地質(zhì)是決定性因素，主要調(diào)查庫(kù)底是否漏水，壩基水庫(kù)地質(zhì)是決定性因素，主要調(diào)查庫(kù)底是否漏水，壩基是否堅(jiān)固。是否堅(jiān)固。v適宜修壩的巖石：適宜修壩的巖石：v 花崗巖、花崗片麻巖、石英巖、石英砂巖等?；◢弾r、花崗片麻巖、石英巖、石英砂巖等。v宜修小型水庫(kù)的巖石：宜修小型水庫(kù)的巖石：v 頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖等。頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖等。v有斷層、節(jié)理發(fā)育不能修水庫(kù)。有斷