第十章水土保持工程措施

水土保持工程措施第十章基本內(nèi)容:水土保持工程措施的基本類型、特點(diǎn)及其作用；坡面治理工程規(guī)劃設(shè)計(jì)；溝壑治理工程規(guī)劃設(shè)計(jì)；治沙工程措施教學(xué)重點(diǎn)：斜坡固定工程；山坡截留工程；溝頭防治工程；梯田工程；淤地壩工程;工程治沙措施教學(xué)目的:熟悉水土保持工程措施的基本類型及其特點(diǎn);初步掌握水土保持基本工程措施的規(guī)劃設(shè)計(jì)一、水土保持工程措施的類型和特點(diǎn)

水土保持工程措施(projectmeasuresofwaterandsoilconservation)是指為達(dá)到保持水土，合理利用山區(qū)水土資源，防治水土流失危害而修筑的各種建筑物。它是流域水土保持綜合治理措施體系的主要組成部分，是改善流域環(huán)境的措施之一，它與水土保持生物措施及其他措施同等重要。第一節(jié)

水土保持工程措施概述水土保持工程措施根據(jù)興修目的及其應(yīng)用條件，可以分為以下四種類型：（一）山坡防護(hù)工程簡(jiǎn)單地講，山坡防護(hù)工程是指為防治山坡水土流失而修筑的一些工程措施。這類工程主要有：梯田、攔水溝埂、水平溝、水平階、水簸箕、魚鱗坑、山坡截流溝、水窖（旱井）、蓄水池以及穩(wěn)定斜坡下部的擋土墻等。特點(diǎn):實(shí)施簡(jiǎn)單;投資少;效果好;易于被群眾接受梯田（二）山溝治理工程山溝治理工程是指為固定溝床，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。這類工程主要有：溝頭防護(hù)工程、谷坊工程，以攔蓄調(diào)節(jié)泥沙為主要目的的各種攔沙壩，以攔泥淤地、建設(shè)基本農(nóng)田為目的的淤地壩及溝道護(hù)岸工程等。特點(diǎn):技術(shù)要求高;投資大（三）山洪導(dǎo)排工程山洪導(dǎo)排工程主要是防止山洪、泥石流的危害，保護(hù)村莊、道路、工礦企業(yè)及生產(chǎn)安全。這類工程主要有：排洪溝、導(dǎo)流堤、泄水建筑物等。特點(diǎn):在流域水土流失治理中，實(shí)施技術(shù)要求較高，投資較大。（四）小型水利工程這類工程主要有：小水庫、塘壩、淤灘造田、引洪漫地、引水上山等。特點(diǎn):在流域水土流失治理中，實(shí)施技術(shù)要求較高，投資較大，在實(shí)際應(yīng)用中往往可以兼有山坡防護(hù)工程、山溝治理工程、山洪導(dǎo)排工程的作用，不但能防止和減輕水土流失，而且可有效利用水沙資源。二、水土保持工程的作用（一）山坡防護(hù)工程的作用在于用改變小地形的方法防止和減輕坡地土壤流失，將雨水及融雪水就地?cái)r蓄，使其滲入農(nóng)地、草地或林地，減少或防止形成坡面徑流，增加農(nóng)作物、牧草以及林木可以利用的土壤水分。同時(shí)，將未能就地?cái)r蓄的坡地徑流引入小型蓄水工程。在有發(fā)生重力侵蝕危險(xiǎn)的坡地上，可以修筑排水工程或支擋建筑物防止滑坡。（二）山溝治理工程的作用在于防止溝頭前進(jìn)、溝床下切，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(duì)溝口沖積錐不造成災(zāi)害。（三）山洪導(dǎo)排工程的作用在于防止山洪或泥石流危害溝口沖積錐上的房屋、工礦企業(yè)、道路、農(nóng)田及具有重大意義的防護(hù)對(duì)象等。（四）小型水利工程的作用在于將坡地徑流及地下潛流攔蓄起來，在減少水土流失危害的同時(shí)，灌溉農(nóng)田，提高作物產(chǎn)量。第二節(jié)坡面治理工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)一、坡面治理工程規(guī)劃（一）規(guī)劃原則區(qū)域性的水土保持規(guī)劃應(yīng)從小流域開始，在規(guī)劃小流域綜合治理時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮水土保持工程措施與生物措施、農(nóng)業(yè)耕作措施之間的合理配置的原則。應(yīng)全面分析坡面工程、溝道工程、山洪導(dǎo)排工程及小型水利工程之間的相互聯(lián)系，工程與生物相結(jié)合，實(shí)行溝道、山坡兼治，上、下游治理相配合的原則。應(yīng)作到“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。（二）規(guī)劃目標(biāo)根據(jù)指導(dǎo)思想和規(guī)劃原則，按照小流域的實(shí)際情況，因地制宜地采取各種有效治理措施，最終應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)為：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)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益的協(xié)調(diào)發(fā)展的目標(biāo)。（三）規(guī)劃內(nèi)容坡面治理工程規(guī)劃主要內(nèi)容為：土地利用規(guī)劃、灌溉工程規(guī)劃、排水工程規(guī)劃、小型水利工程、支擋工程規(guī)劃、田間道路工程規(guī)劃等。土地利用規(guī)劃（landuseplan）是根據(jù)小流域的自然條件，按當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境條件對(duì)土地進(jìn)行合理的分配，即對(duì)耕地、林地、城鎮(zhèn)、交通、水面等占地進(jìn)行規(guī)劃，其中耕地、城鎮(zhèn)、交通、人工水面面積在滿足社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的條件下，應(yīng)盡可能小，而林地應(yīng)盡可能的大。灌溉工程規(guī)劃（irrigationengineeringplan）是根據(jù)耕地灌溉要求來配置的基礎(chǔ)設(shè)施，規(guī)劃中應(yīng)采用節(jié)約水資源、節(jié)約土地資源、壽命長、管理方便的方法

小型水利工程（smallwaterconservancyprojects）是根據(jù)小流域的自然條件和耕地灌溉要求進(jìn)行規(guī)劃，即以蓄水、引水為主的五小水利工程規(guī)劃。支擋工程規(guī)劃是根據(jù)小流域內(nèi)的工程地質(zhì)問題，采取相應(yīng)的工程措施，防止水土流失和土壤侵蝕進(jìn)一步擴(kuò)大，即擋墻、護(hù)坡等工程規(guī)劃。田間道路工程規(guī)劃是根據(jù)小流域的自然條件和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求進(jìn)行規(guī)劃，一般是小型機(jī)耕道和生產(chǎn)道的規(guī)劃。二、坡面治理工程設(shè)計(jì)坡面治理工程包括斜坡固定工程，山坡截流和溝頭防護(hù)工程等。（一）斜坡固定工程斜坡穩(wěn)定性直接關(guān)系到斜坡上和斜坡附近的工礦、交通設(shè)施和房屋建筑等安全。因此實(shí)施必要的工程措施是十分重要的。

斜坡固定工程是指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，包括擋墻、抗滑樁、削皮、反壓填土、排水工程、護(hù)坡工程、滑動(dòng)帶加固工程和植物固坡措施等。（1）擋墻擋墻（retainingwall）又稱擋土墻，可防止崩塌、小規(guī)模滑坡及大規(guī)?；虑熬壍脑俅位瑒?dòng)。檔墻的構(gòu)造有以下幾類：重力式、半重力式、倒T型或L型、扶壁式、支垛式、棚架扶壁式和框架式等（圖3－1）。（1）重力式（2）半重力式（3）倒T型（4）支垛式（5）框架扶碧式圖3—1擋墻橫斷面圖重力式擋墻可以防止滑波和崩塌，適用于坡腳較堅(jiān)固，允許承載力較大，抗滑穩(wěn)定較好的情況。根據(jù)建筑材料和形式，重力式擋墻又分為片石垛、漿砌石擋墻、混凝土或鋼筋混凝土擋墻和空心擋墻（明洞）等。片石垛可就地取材，施工簡(jiǎn)單，透水性好，適用于滑動(dòng)面在坡腳以下不深的中小型滑坡，不適用于地震區(qū)的滑坡。淺層中小型滑坡的重力式擋墻宜建在滑坡前，若滑動(dòng)面有幾個(gè)且滑坡體較薄，可分級(jí)支擋。其他幾種類型的擋墻多用于防止斜坡崩塌，一般用鋼筋混凝土修建。倒T型因自重輕，需利用坡體的重量，適用于4－6m的高度；扶壁式和支垛式因有支擋，適用于5m以上的高度；棚架扶壁式只用于特殊情況?？蚣苁揭卜Q垛式，是重力式的一個(gè)特例，由木材、混凝土構(gòu)件、鋼筋混凝土構(gòu)件或中空管裝配成框架，框架內(nèi)填片石，它又分疊合式、單傾斜式和雙傾斜式。框架式結(jié)構(gòu)較柔韌，排水性好，滑坡地區(qū)采用較多。加筋土擋墻是由土工合成材料與填土構(gòu)成的一種新型擋土墻，該種擋土墻不用砂石料和混凝土，對(duì)環(huán)境有利，施工方便，透水性好，對(duì)邊坡穩(wěn)定有利。（2）抗滑樁抗滑樁（frictionpile）是穿過滑坡體將其固定在滑床的樁柱。使用抗滑樁，土方量小，施工需有配套機(jī)械設(shè)備，工期短，是廣泛采用的一種抗滑措施。根據(jù)滑坡體厚度、推力大小、防水要求和施工條件等，選用木樁、鋼樁、混凝土樁或鋼筋（鋼軌）混凝土樁等。木樁可用于淺層小型土質(zhì)滑坡或?qū)ν馏w臨時(shí)攔擋，但強(qiáng)度低，抗水性差，所以滑坡防止中常用鋼樁和鋼筋混凝土樁。（3）削坡（scaling）和反壓填土削坡主要用于防止中小規(guī)模的土質(zhì)滑坡和巖質(zhì)斜坡崩塌。削坡可減緩坡度，減小滑坡體體積，減少下滑力?；驴煞譃榛瑒?dòng)部分和抗滑部分，滑動(dòng)部分一般是滑坡體的后部，它產(chǎn)生下滑力；抗滑部分即滑坡前端的支撐部分，它產(chǎn)生抗滑阻力。所以削坡的對(duì)象是滑動(dòng)部分，當(dāng)高而陡的巖質(zhì)斜坡受節(jié)理縫隙切割，比較破碎，有可能崩塌墜石時(shí)，可剝除危巖，削緩坡頂部。當(dāng)斜坡高度較大時(shí)，削坡常分級(jí)留出平臺(tái)。反壓填土是在滑坡體前面的抗滑部分堆土加載，以增加抗滑力。填土可筑成抗滑土堤，土要分層夯實(shí)，外露坡面應(yīng)干砌片石或種植草皮，堤內(nèi)側(cè)要修滲溝，土堤和老土間修隔滲層，填土?xí)r不能堵住原來的地下水出口，要先做好地下水引排工程。（4）排水工程排水工程（drainageworks）可減免地表水和地下水對(duì)坡體穩(wěn)定的不利影響，一方面能提高現(xiàn)有條件下坡體的穩(wěn)定性，另一方面允許坡度增加而不降低坡體穩(wěn)定性。排水工程包括排除地表水工程和排除地下水工程。①地表水排除工程地表水排出工程（surfacedrainageworks）的作用：一是攔截地表水，二是防止地表水大量滲入，并盡快匯集排走。它包括防滲工程和排水溝工程。防滲工程包括整平夯實(shí)和鋪蓋阻水，可以防止雨水、泉水和池水的滲透。當(dāng)斜坡上有松散土體分布時(shí)，應(yīng)填平坑洼和裂縫并整平夯實(shí)。鋪蓋阻水是一種大面積防止地表水滲入坡體的措施，鋪蓋材料有粘土、混凝土和水泥砂漿，粘土一般用于較緩的坡。排水溝布置在斜坡上，一般呈樹枝狀，充分利用自然溝谷。當(dāng)坡面較平整，或治理標(biāo)準(zhǔn)較高時(shí)，需要開集水溝和排水溝，構(gòu)成排水系統(tǒng)。排水溝工程可采用砌石、瀝青鋪面、半圓形鋼筋混凝土槽、半圓形波紋管等形式，有時(shí)采用不鋪砌的溝渠，其滲透和沖刷較強(qiáng)，效果差。②地下水排出工程地下水排除工程（undergrounddrainageworks）的作用是排除和截?cái)酀B透水。它包括滲溝、明暗溝、排水孔、排水洞和截水墻等。滲溝的作用是排除土壤水和支撐局部土體，比如可在滑坡體全前布置滲溝。有泉眼的斜坡上，滲溝應(yīng)布置在泉眼附近和潮濕的地方。滲溝深度一般大于2m，以便充分疏干土壤水。溝底應(yīng)置于潮濕帶以下較穩(wěn)定的土層內(nèi)，并應(yīng)鋪砌防滲。排除淺層（約3m以上）的地下水可用暗溝和明暗溝。暗溝分為集水暗溝和排水暗溝。集水暗溝用來匯集淺層地下水，排水暗溝連接集水暗溝，把匯集的地下水作為地表水排走。其底部布置有孔的鋼筋混凝土管或石籠，底部可鋪設(shè)不透水的杉皮、聚已烯布或?yàn)r青板，面和上部設(shè)置樹枝及砂礫組成的過濾層，以防淤塞。明暗溝即在暗溝上同時(shí)修明溝，可以排除滑坡區(qū)的淺層地下水和地表水。

排水洞的作用是攔截儲(chǔ)備疏導(dǎo)深層地下水。排水洞分截水隧洞和排水隧洞。截水隧洞修筑在病害斜坡外圍，用來攔截旁引補(bǔ)給水；排水隧洞布置在病害斜坡內(nèi)，用于排泄地下水?；碌慕厮矶炊吹讘?yīng)低于隔水層頂板，或在滑坡后部滑動(dòng)面之下，開挖頂線必須切穿含水層，其襯砌拱頂又必須低于滑動(dòng)面，截水隧洞的軸線應(yīng)大致垂直于水流方向。排水隧洞洞底應(yīng)布置在含水層以下，在滑坡區(qū)應(yīng)位于滑動(dòng)面以下，平行于滑動(dòng)方向布置在滑坡前部，根據(jù)實(shí)際情況選擇滲井、滲管、分支隧洞和仰斜排水孔等措施進(jìn)行配合。排水隧洞邊墻及拱圈應(yīng)留泄水孔和填反濾層。（5）護(hù)坡工程作用:防止崩塌，特點(diǎn):這比削坡節(jié)省投工，速度快。類型:常見的有,干砌片石和混凝土砌塊護(hù)坡、漿砌片石和混凝土護(hù)坡、格狀框條護(hù)坡、噴漿和混凝土護(hù)坡、錨固法護(hù)坡等。干砌片石和混凝土砌塊護(hù)坡用于坡面有涌水，邊坡小于1：1，高度小于3的情況，涌水較大時(shí)應(yīng)設(shè)反濾層，涌水很大時(shí)最好采用盲溝。防止沒有涌水的軟質(zhì)巖石和密實(shí)土斜坡的巖石風(fēng)化，可用漿砌片石和混凝土護(hù)坡。邊坡小于1：1的用混凝土，邊坡1：0.5－1：1的用鋼筋混凝土。上文已提到，漿砌片石護(hù)坡可以防止巖石風(fēng)化和水流沖刷，適用于較緩的坡。格狀條護(hù)坡是用預(yù)制構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)直接澆制混凝土和鋼筋混凝土，修成格式建筑物，格內(nèi)可進(jìn)行植被防護(hù)。有涌水的地方干砌片石。為防止滑動(dòng)，應(yīng)固定框格交叉點(diǎn)或深埋橫向框條。在基巖裂隙小，沒有大崩塌發(fā)生的地方，為防止基巖風(fēng)化剝落，進(jìn)行噴漿或混凝土護(hù)坡。若能就地取材，用可塑膠泥噴涂則較為經(jīng)濟(jì)，可塑膠泥也可作噴漿的墊層。注意不要在有涌水和凍脹嚴(yán)重的坡面噴漿或噴混凝土。

在有裂隙的堅(jiān)硬的巖質(zhì)斜坡上，為了增大抗滑力或固定危巖，可用錨固法，所用材料為錨栓或頂應(yīng)力鋼筋。在危巖土鉆孔直達(dá)基巖一定深度，將鋼筋末端固定后要施加頂應(yīng)力，為了不把滑面以下的穩(wěn)定巖體拉裂，事先要進(jìn)行抗拉試驗(yàn)，使錨固末端達(dá)滑面以下一定深度，并且相鄰錨固孔的深度不同。根據(jù)坡體穩(wěn)定計(jì)算求得的所需克服的剩余下滑力來確定預(yù)應(yīng)力大小和錨孔數(shù)量。

（6）滑動(dòng)帶加固措施防治沿軟弱夾層的滑坡，加固滑動(dòng)帶是一項(xiàng)有效措施。即采用機(jī)械的或物理化學(xué)的方法，提高滑動(dòng)帶強(qiáng)度，防止軟弱加層進(jìn)一步惡化，加固方法有普通灌漿法、化學(xué)灌漿法和石灰加固法等。普通灌漿法采用由水泥、粘土等普通材料制成的漿液，用機(jī)械方法灌漿。為較好地充填固結(jié)滑動(dòng)帶，對(duì)出露的軟弱滑動(dòng)帶，可以撬挖掏空，并用高壓氣水沖洗清除，也可鉆孔至滑動(dòng)面，在孔內(nèi)用炸藥爆破，以增大滑動(dòng)帶和滑床巖土體的裂隙度，然后填入混凝土，或借助一定的壓力把漿液灌入裂縫。這種方法可以增大坡體的抗滑能力，又可防滲阻水。由于普通灌漿法需要爆破或開清除軟弱滑動(dòng)帶，所以化學(xué)灌漿法比較省工?；瘜W(xué)灌漿法采用由各種高分子化學(xué)材料配制的漿液，借助一定的壓力把漿液灌入鉆孔。漿液充滿裂隙后不僅可增加滑動(dòng)帶強(qiáng)度，還可以防滲阻水。我國常采用的化學(xué)灌漿材料有水玻璃、鉻木素、丙凝、尿醛樹脂、丙強(qiáng)等、石灰加固法是根據(jù)陽離子的擴(kuò)散效應(yīng)，由溶液中的陽離子交換出土體中陰離子而使土體穩(wěn)定。具體方法是在滑坡地區(qū)均勻布置一些鉆孔，鉆孔要達(dá)到滑動(dòng)面下一定深度，將孔內(nèi)水抽干，加入生石灰小塊達(dá)滑動(dòng)帶以上，填實(shí)后加水，然后用土填滿鉆孔。（7）土工網(wǎng)植物固坡工程坡面鋪土工網(wǎng)后，種植植物能防止徑流對(duì)坡面的沖刷，減小徑流速度，增加入滲，在坡度不大于50°的坡上，能在一定程度上防止崩塌和小規(guī)模滑坡。植物根系有利于控制坡面面蝕、細(xì)溝狀侵蝕、淺層塊體運(yùn)動(dòng)及增強(qiáng)土體抗剪強(qiáng)度，增加斜坡穩(wěn)定性，減緩地表徑流，減輕地表侵蝕，保護(hù)坡腳。坡面生物－工程綜合措施，即在布置的攔擋工程的坡面或工程措施間隙種植植被，例如，在擋土石墻、石籠墻、鐵絲鏈墻、格柵和格式護(hù)墻上加上植物措施，可以增加這些擋墻的強(qiáng)度。（8）落石防護(hù)工程作用:懸崖和陡坡上的危石對(duì)坡下的交通設(shè)施、房屋建筑及人身安全生產(chǎn)會(huì)有很大威脅，而落石預(yù)測(cè)很困難，所以要及早進(jìn)行防護(hù)。常用的落石防治工程有：防落石棚、擋墻加攔石柵、囊式柵、利用樹木設(shè)置的鐵絲網(wǎng)和金屬網(wǎng)覆蓋等。建落石棚，將鐵路和公路遮蓋起來是最可靠的辦法之一，防落石棚可用混凝土和鋼材制成。在擋墻上設(shè)置攔石柵是經(jīng)常采用的一種方法。囊式柵欄即防止落石墜入線路的金屬網(wǎng)。在距落石發(fā)生源不遠(yuǎn)處，如果落石能量不大，可利用樹木設(shè)置鐵絲網(wǎng)，其效果很好。在特殊需要的地方，可將坡面覆蓋上金屬網(wǎng)或全成纖維網(wǎng)，以防石塊崩落。

(二)、山坡截流溝山坡截流溝（catchdrain，cut-offdrain）是在斜坡上每隔一定距離，在平行等高線或近平行等高線修筑的水溝。1.截流溝的作用山坡截流溝能截?cái)嗥麻L，阻截徑流，減免徑流沖刷，將分散的坡面徑流集中起來，輸送到蓄水工程里或直接輸送到農(nóng)田、草地或林地。山坡截流溝與等高耕作、梯田、澇池、溝頭防護(hù)以及引洪漫地等措施相配合，對(duì)保護(hù)其下部的農(nóng)田、防止溝頭前進(jìn)，防治滑坡，維護(hù)村莊和公路、鐵路的安全有重要作用。

2.截流溝的布置一般情況下坡地均可修截流溝。截流溝與縱向布置的排水溝相連，把徑流排走。截流溝在坡面上均勻布置，間距隨坡度增大而減小（表3－1）。實(shí)地勘查定線時(shí)，要查明蓄水工程的位置和容積、坡面地形、植被等特點(diǎn)，收集降雨資料，先大致確定截流溝的線路，要能將集水區(qū)的最大暴雨徑流全部輸導(dǎo)至蓄水工程。

表3－1山坡截流溝間距為防止滑坡，在滑坡可能發(fā)生的邊界以外5m處可設(shè)置一條截流溝，若坡面面積大，徑流量大，則設(shè)置多條。如果有公路或多級(jí)削坡平臺(tái)馬道，則應(yīng)充分利用其內(nèi)側(cè)設(shè)置截水溝。溝道、道路或凹地，雨季常發(fā)生集中的暴雨徑流，可在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)修土石壩或柳樁壩等水建筑物，再挖截流溝截引山洪。截流溝各段的斷面尺寸不同，應(yīng)分段設(shè)計(jì)，但若集水面積不大、溝道不長，可只設(shè)計(jì)一個(gè)斷面。(四)、溝頭防護(hù)工程溝頭（gullyhead）侵蝕的防治，應(yīng)按流量的大小和地形條件采取不同的溝頭防護(hù)工程。根據(jù)溝頭防護(hù)工程的作用，可將其分為蓄水式溝頭防護(hù)工程和排水式溝頭防護(hù)工程兩類。1.蓄水式溝頭防護(hù)工程當(dāng)溝上部來水較少時(shí)，可采用蓄水式溝頭防護(hù)工程，即沿溝邊修筑一道或數(shù)道水平半圓環(huán)形溝埂，攔蓄上游坡面徑流，防止徑流排入溝道。溝的長度、高度和蓄水容量按設(shè)計(jì)來水量而定。蓄水式溝頭防護(hù)工程又分為溝埂式與埂墻澇池式兩種類型。

溝埂長度、埂高和溝深等尺寸，視溝頭地形坡度、所能獲得的蓄水容積、設(shè)計(jì)來水量、土質(zhì)等條件決定(圖3—2)。圖3—2封溝埂與蓄水溝斷面圖

計(jì)算步驟如下：先初步擬定溝埂的尺寸及長度，算出溝埂的蓄水容積y接近設(shè)計(jì)宋水量1V(可按10—20年一遇的暴雨計(jì)算)，則設(shè)計(jì)的溝埂斷面滿足要求；若LV比y小得多，可縮小溝埂的尺寸及長度；若W>V，則需增設(shè)第二道溝埂。在上方封溝埂蓄滿水之后，水將溢出。為了確保封溝埂的安全，可在埂頂每隔10-15m的距離挖一個(gè)深20一30cm，寬1—2m的溢流口，并以草皮鋪蓋或石塊鋪砌，使多余的水通過溢流口流入下方蓄水溝埂內(nèi)。埂墻澇池式溝頭防護(hù)：當(dāng)溝頭以上匯水面積較大，并有較平緩的地段時(shí)，則可開挖澇池群。各個(gè)澇池應(yīng)互相連通，組成連環(huán)澇池，以最大限度地?cái)r蓄地表徑流，防止和控制溝頭侵蝕。同時(shí)澇池之內(nèi)存蓄的水也可得以利用。澇池的尺寸與數(shù)量等應(yīng)該與設(shè)計(jì)來水量相適應(yīng)，以避免水少池干或水多澇池容納不下的現(xiàn)象。一般可按10一20年一遇的暴雨來設(shè)計(jì)。

2.泄水式溝頭防護(hù)工程溝頭防護(hù)以蓄為主，作好坡面與溝頭的蓄水工程，變害為利。但在下列情況下可考慮修建泄水式溝頭防護(hù)工程：一種情況當(dāng)溝頭集水面積大且來水量多時(shí)，溝埂已不能有效地?cái)r蓄徑流；另一種情況受侵蝕的溝頭臨近村鎮(zhèn)，威脅交通，而又無條件或不允許采取蓄水式溝頭防護(hù)時(shí)，必須把徑流導(dǎo)至集中地點(diǎn)通過泄水建筑物排泄入溝，溝底還要有消能設(shè)施以免沖刷溝底。一般泄水式溝頭防護(hù)工程有支撐式懸臂跌水、圬工式陡坡跌水和臺(tái)階式跌水三種類型。支撐式懸臂跌水頭防護(hù)：在溝頭上方水流集中的跌水邊緣，用木板、石板、混凝土或鋼板等做成槽狀(圖3一3)，使水流通過水槽直接下泄到溝底，不讓水流沖刷跌水壁，溝底應(yīng)有消能措施，可用漿砌石作成消力池，或碎石堆于跌水基部以防沖刷。圬工式陡坡跌水溝頭防護(hù)：陡坡是用石料、混凝土或鋼材等制成的急流槽，因槽的底坡大于水流臨界坡度，所以—般發(fā)生急流。陡坡式溝頭防護(hù)一般用于落差較小，地形降落線較長的地點(diǎn)。為了減少急流的沖刷作用，有時(shí)采用人工方法增加急流槽的粗糙程度。圖3—3懸臂式水?dāng)嗝鎴D

臺(tái)階式跌水溝頭防護(hù)：此種泄水工程可用石塊或磚加砂漿砌筑而成，施工技術(shù)主要是清基砌石，不太困難，但需石料較多，要求質(zhì)量較高。臺(tái)階式溝頭防護(hù)，按其形式不同可分為兩種：?jiǎn)渭?jí)式和多級(jí)式。單級(jí)臺(tái)階式跌水多用于跌差不大(<1．5—2．5m)，而地形降落比較集中的地方。多級(jí)臺(tái)階式跌水多用于跌差較大而地形降落距離較長的地方。在這種情況下如采用單級(jí)臺(tái)階式跌水，因落差過大，下游流速大，必須做很堅(jiān)固的消力池，建筑物的造價(jià)高。

(五)、梯田工程梯田（terrace）的修筑不僅歷史悠久，而且普遍分布于世界各地，尤其是在地少人多的第三世界國家的山丘地區(qū)。中國是世界上最早修筑梯田的國家之一，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國共修梯田667萬多公頃，其中黃土高原新建和改造舊梯田約267萬ha(內(nèi)條田約100萬公頃)，成為發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施。作用:梯田可以改變地形坡度，攔蓄雨水，增加土壤水分，防治土壤流失，達(dá)到保水、保土、保肥目的，同改進(jìn)農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)結(jié)合，能大幅度地提高產(chǎn)量從而為貧困山區(qū)退耕陡坡、種草種樹、促進(jìn)農(nóng)林牧副業(yè)全面發(fā)展創(chuàng)造了前提條件。所以，梯田是改造坡地，保持水土全面發(fā)展山區(qū)、丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施。法律規(guī)定25°以下的坡地一般可修成梯田種植農(nóng)作物；25°以上的則應(yīng)退耕植樹種草。1.梯田的分類梯田按斷面形式可分為水平梯田（benchterrace）、坡式梯田、反坡梯田（adverseslopeterrace）、隔坡梯田和波浪式梯田等幾種類型。按田坎建筑材料可分為土坎梯田、石坎梯田、植物田坎梯田。按利用方式分，有農(nóng)用梯田、果園梯田和林木梯田等

按施工方法分，有人工梯田和機(jī)修梯田。一般以道路、渠道為骨干劃分耕作區(qū)，每個(gè)耕作區(qū)面積以3一6公頃為宜。在每個(gè)耕作區(qū)內(nèi)，根據(jù)地面坡度、坡向等因素，進(jìn)行具體的地塊規(guī)劃。一般應(yīng)掌握以下幾點(diǎn)要求：地塊的平面形狀，應(yīng)基本上順等高線呈長條形、帶狀布置；黃土高原坡改梯工程地塊布置必須注意“大彎取勢(shì)，小彎取直”，不強(qiáng)求一律順等高線，以免把田面的縱向修成連續(xù)的“s”形，不利于機(jī)械耕作；田面應(yīng)保留1／300—1／500的比降，以利自流灌溉；田塊長度一般是150—200m，如地形限制，地畛長度最好不要小于l00m。

2.梯田的斷面設(shè)計(jì)梯田斷面設(shè)計(jì)的基本任務(wù)，是確定在不同條件下梯田的最優(yōu)斷面。其要求：一是要適應(yīng)機(jī)耕和灌溉要求；二是要保證安全與穩(wěn)定；三是要挖填土方平衡。商洛地區(qū)梯田總之，田面寬度設(shè)計(jì)，既要有原則性，又要有靈活性。原則性就是要必須在適應(yīng)機(jī)耕和灌溉的同時(shí)，最大限度的省工。靈活性就是在保證這一原則的前提下，根據(jù)具體條件，確定適當(dāng)?shù)膶挾?，不能根?jù)某一具體寬度，一成不變。

常見的溝壑治理工程有谷坊、淤地壩、小型水庫、攔沙壩等。一、谷坊工程設(shè)計(jì)谷坊（checkdam，gullycontroldam）是山區(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。第三節(jié)溝壑治理工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)（一）谷坊的作用谷坊的作用有：①固定與抬高侵蝕基準(zhǔn)面，防止溝床下切；②抬高溝床，穩(wěn)定山坡坡腳，防止溝岸擴(kuò)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(zāi)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。但谷坊的主要作用是防止溝床下切。因此，在考慮溝道是否應(yīng)該修建谷坊時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)研究該段溝道是否會(huì)發(fā)生沖刷下切。（二）谷坊的分類谷坊分類往往按所使用的建筑材料不同、使用年限不同和透水性不同進(jìn)行分類。根據(jù)使用年限不同，可分為永久性谷坊和臨時(shí)性谷坊。漿砌石谷坊、混凝土谷坊和鋼筋混凝土谷坊為永久性谷坊，其余基本上屬于臨時(shí)性谷坊。按谷坊的透水性質(zhì)，可分為不透水性谷坊，如土谷坊、漿砌石谷坊、混凝土谷坊、鋼筋混凝土谷坊等。透水性谷坊，只起攔沙掛淤作用，如插柳谷坊、干砌石谷坊等。

谷坊類型選擇取決于地形、地質(zhì)、建筑材料、勞力、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、防護(hù)目標(biāo)和對(duì)溝道利用的遠(yuǎn)景規(guī)劃等多種因素,并且由于在一條溝道內(nèi)往往需連續(xù)修筑多座谷坊，形成谷坊群，才能達(dá)到預(yù)期效果，因此谷坊所需的建筑材料也較多。所以選擇類型應(yīng)就地取材為好。（三）谷坊高度與間距谷坊高度的確定，一般應(yīng)依據(jù)所采用的建筑材料來確定谷坊的高度，但主要以能承受水壓力和土壓力而不被破壞為原則。谷坊間距與谷坊高度及淤積泥沙表面的臨界不沖坡度有關(guān)。在谷坊淤滿之后，其淤積泥沙的表面不可能絕對(duì)水平，而具有一定坡度，稱穩(wěn)定坡度。（四）谷坊位置的選擇如前所述，谷坊修建的主要目的是固定溝床，防止沖刷下切。因此，在選擇谷坊壩址時(shí)，應(yīng)考慮以下幾方面的條件：①谷口狹窄；②溝床基巖外露；③上游有寬闊平坦的貯砂空間；④在有支流匯合的情形下，應(yīng)在匯合點(diǎn)的下游建造谷坊；谷坊不應(yīng)設(shè)置在天然跌水附近的上下游，但可設(shè)在有崩塌危險(xiǎn)的山腳下

二、淤地壩工程設(shè)計(jì)淤地壩（checkdam，silt-trapdam，soilsavingdam）系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。淤地壩可以有效控制泥沙的運(yùn)移，是水土流失地區(qū)溝道治理的一項(xiàng)行之有效的水土保持工程措施，多分布于黃土高原地區(qū)。建壩的方法有：夯碾壩、水中填土法筑壩、定向爆破的水力沖填壩等。（一）淤地壩的組成、分類和作用1、淤地壩的組成淤地壩建造主要目的在于攔泥淤地，一般不長期蓄水，其下游也無灌溉要求。隨著壩內(nèi)淤積面的逐年提高，壩體與壩地能較快地連成一個(gè)整體，實(shí)際上壩體可以看作是一個(gè)重力式擋土墻。一般淤地壩由壩體（dam）、溢洪道（spillway）、放水建筑物（waterreleaseworks）三個(gè)部分組成，其布置形式如圖3—5所示。圖3—5淤地壩示意圖

壩體是擋水擋泥建筑物，用以擋蓄洪水，淤積泥沙，抬高淤積面。溢洪道是泄水建筑物，當(dāng)淤地壩洪水位超過設(shè)計(jì)高度時(shí)，就由溢洪道排出，以保證壩體的安全和壩地的正常生產(chǎn)。放水建筑物多采用豎井式和臥管式，庫內(nèi)清水等通過放水設(shè)備排泄到下游。淤地壩設(shè)計(jì)、施工，管理技術(shù)與水庫有相同的方面，也有不同的方面。淤地壩在構(gòu)成上亦有大壩、溢洪道和放水涵管，但由于它主要用于攔泥而非長期蓄水，因此，淤地壩比水庫大壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)低，壩坡比較陡，對(duì)地質(zhì)條件要求低，壩基、岸坡處理和背水坡腳排水設(shè)施簡(jiǎn)單。淤地壩在設(shè)計(jì)和運(yùn)用上一般可不考慮壩基滲漏和放水驟降等問題。

2、淤地壩的分類和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（1）淤地壩的分類按筑壩材料可分為土壩、石壩、土石混合壩等；按壩的用途可分為緩洪骨干壩、攔泥生產(chǎn)壩等；按建筑材料和施工方法可分為夯碾壩、水力沖填壩、定向爆破壩、堆石壩、干砌石壩、漿砌石壩等。（2）淤地壩分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3）淤地壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)（designingfloodstandard）淤地壩建設(shè)洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一般采用10年一遇或20年一遇。按《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案技術(shù)規(guī)范》SL204-98確定，表3—3和表3—4為黃河中游水土保持治溝骨干工程技術(shù)規(guī)范提出的淤地壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)。供參考。

4）淤地壩的作用淤地壩是小流域綜合治理中一項(xiàng)重要的工程措施，也是最后一道防線，它在控制土壤流失，發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面具有極大的優(yōu)越性。通過各地建造的淤地壩調(diào)查分析后，淤地壩的作用可歸納如下：穩(wěn)定和抬高侵蝕基面，防止溝底下切和溝岸坍塌，控制溝頭前進(jìn)和溝壁擴(kuò)張；蓄洪、攔泥、削峰，減輕下游洪沙災(zāi)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。

（5）淤地壩布置形式淤地壩布置形式由溝道地形、地質(zhì)條件、泥沙情況、鄰溝分洪布置、利用形式以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的合理性與可能性等多種因素來確定。流域建壩密度應(yīng)根據(jù)降雨情況，溝道比降，溝壑密度，建壩淤地條件，按梯級(jí)開發(fā)利用原則，因地制宜的規(guī)劃確定。一般在溝壑密度5—7km/km2，溝道比降2％—3％，適宜建壩的丘陵溝壑區(qū)，每km2可建壩3—5座；在溝壑密度3—5km/km2，適宜建壩的殘塬溝壑區(qū)，每km2建壩2—4座；溝道比較大的土石山區(qū)，每km2建壩5—8座比較適宜。（6）壩址選擇壩址（damsite）的選擇在很大程度上取定于地形和地質(zhì)條件，除此之外還必須結(jié)合工程樞紐布置、整體規(guī)劃、淹沒情況和經(jīng)濟(jì)條件等綜合考慮，一個(gè)好的壩址必須滿足攔洪或淤地效益大、工程量小和工程安全三個(gè)基本要求。在選擇壩址時(shí)，要提出壩型建議。壩址選擇一般應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：①壩址在地形上要求河谷狹窄、壩軸線短，庫區(qū)寬闊容量大，溝底比較平緩。壩址附近應(yīng)有宜于開挖溢洪道的地形和地質(zhì)條件。最好有鞍形巖石山凹。還應(yīng)注意到壩體分期加高時(shí)，放、泄水建筑物的布置位置。②壩址附近應(yīng)有良好的筑壩材料（土、砂、石料），取用容易，施工方便，因?yàn)榻ㄖ牧系姆N類、儲(chǔ)量、質(zhì)量和分布情況，影響到壩的類型和造價(jià)。③壩址地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，兩岸無疏松的坍土、滑坡體，斷面完整，岸坡不大于60°。壩基應(yīng)有較好的均勻性，其壓縮性不宜過大。巖層要避免活段斷層和較大裂隙，尤其要避免有可能造成壩基滑動(dòng)的軟弱層。④壩址應(yīng)避開溝岔、彎道、泉眼，遇有跌水，應(yīng)選在跌水上方。壩身不能有沖溝，以免洪水沖刷壩身。⑤庫區(qū)淹沒損失要小，應(yīng)盡量避免村莊、大片耕地、交通要道和礦井等被淹沒。有些地形和地質(zhì)條件都很好的壩址，就是因?yàn)檠蜎]損失過大而被放棄，或者降低壩高，改變資源利用方式。⑥壩址還必須結(jié)合樞紐規(guī)劃統(tǒng)一考慮。有時(shí)單從壩址本身考慮比較優(yōu)越，但從整體銜接、梯級(jí)開發(fā)上看不一定有利。

（7）資料收集和地形測(cè)量進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，一般需要收集和實(shí)測(cè)如下資料：地形、地貌資料：地形、地貌資料包括所在流域位置、面積、水系、所屬行政、水土保持類型區(qū)、地形和地貌特點(diǎn)。①樞紐平面布置圖，在1：10000地形圖標(biāo)出。②庫區(qū)地形圖，一般采用1：5000或1：2000的地形圖。等高線間距用2—5m，測(cè)圖淹沒范圍10m以上。可以用來計(jì)算淤地面積、庫容和淹沒范圍，繪制高程與淤地面積曲線和高程與庫容曲線。③壩址地形圖，一般采取1：1000或1：500的實(shí)測(cè)現(xiàn)狀地形圖，等高線間距0.5—1m，可用此圖布置壩體、溢洪道和泄水洞，估算大壩工程量，安排施工期土石場(chǎng)、施工導(dǎo)流、交通運(yùn)輸?shù)取＂芤绾榈?、涵洞等建筑物所在位置的縱、橫斷面圖：橫斷面圖用1：100—1：200比例尺；縱橫面圖可用不同比例尺，縱、橫比例尺倍數(shù)應(yīng)不大于5。兩種圖可用來設(shè)計(jì)建筑物計(jì)算挖填土石方量。⑤地質(zhì)和水文地質(zhì)資料：區(qū)域或流域地質(zhì)平面圖；壩址地質(zhì)斷面圖；壩址地質(zhì)構(gòu)造，河床覆蓋層厚度及物質(zhì)組成，有無形成地下水庫條件等；溝道地下水、泉逸出地段及其分布狀況。⑥水質(zhì)：內(nèi)容包括總離子含量、礦化度（mL/g）、總硬度、總堿度及pH值在區(qū)域變化規(guī)律，為預(yù)防壩地鹽堿化提供資料。⑦水文氣象資料：包括孤水、暴雨、洪水、徑流、泥沙情況，氣溫變化和凍結(jié)深度等。⑧天然建筑材料：包括土、砂、石、砂礫料的分布，結(jié)構(gòu)性質(zhì)和儲(chǔ)量等。⑨社會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查資料：包括流域內(nèi)人口、勞力、家畜、土地利用現(xiàn)狀、土壤流失情況、交通運(yùn)輸、電力，施工機(jī)械、居民點(diǎn)、淹沒損失、當(dāng)?shù)亟ㄖ牧系膯蝺r(jià)、治理現(xiàn)狀及治理經(jīng)驗(yàn)。三、小型水庫工程水庫（reservoir）由擋水壩（dam）、溢洪道（spillway）、放水建筑物（waterreleaseworks）三部分組成（圖3—7）。擋水壩是橫攔河道的擋水建筑物，用以攔蓄水量，抬高水位。溢洪道是排泄洪水的建筑物，當(dāng)水庫水位超過計(jì)劃高度時(shí)，洪水就由溢洪道排出，保證大壩的安全。放水建筑物包括放水洞和放水設(shè)備兩部分，庫內(nèi)蓄水通過放水洞送至下游灌溉渠道，由放水閘門或放水臥管控制放出的水量。圖3—7小型水庫示意圖

水庫是綜合利用水利資源的有效措施，除灌溉農(nóng)田外還可防洪、發(fā)電、養(yǎng)魚、改變自然風(fēng)貌。在我國干旱、半干旱的土壤流失地區(qū)，小型水庫以灌溉為主，同時(shí)考慮綜合利用。壩高在30m以下的小型水庫是我們研究的主要對(duì)象。按國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，?。ㄒ唬┬退畮?，庫容在100—1000萬m3，小（二）型水庫，庫容在10—100萬m3。（一）庫址選擇庫址選擇是水庫工程中有關(guān)全局的問題，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)、安全、合理幾方面考慮。1、地形要肚大口小肚大是指庫址內(nèi)地形寬廣，河流或溝道縱坡平緩，能多蓄水，效益大；口小是指壩短，工程經(jīng)濟(jì)，同時(shí)應(yīng)便于布置溢洪道和放水洞。2、有適宜的集水面積集水面積過小，則水源不足；過大則洪峰高，洪量大，需要開挖很大的溢洪道。因此集水面積必須和蓄水庫容相適應(yīng)。3、壩址和壩址地質(zhì)良好，基礎(chǔ)穩(wěn)固，無下陷情況。庫底和山坡不漏水，如有裂縫，要能夠修補(bǔ)。4、壩址靠近灌區(qū)且比灌區(qū)高。這樣可以自流灌溉。5、壩址附近要有足夠的和適用的建筑材料。6、壩址附近要有適宜開挖溢洪道的山埡。最理想的是距壩不遠(yuǎn)處有馬鞍形巖石山埡，溢洪道也可以選在比較平緩的山坡上。7、淹沒損失要小。除上述各點(diǎn)外，選擇壩址還要考慮施工、交通運(yùn)輸?shù)葪l件。

（二）地質(zhì)調(diào)查水庫地質(zhì)是決定性因素，主要調(diào)查庫底是否漏水，壩基是否堅(jiān)固。主要調(diào)查下列幾個(gè)問題。調(diào)查庫區(qū)、壩址區(qū)的巖石種類、性質(zhì)、分布規(guī)律及巖石的透水條件。堅(jiān)硬的巖石（如花崗巖、花崗片麻巖、石英巖、石英砂巖）一般堅(jiān)固、致密、強(qiáng)度大，只要沒有構(gòu)造現(xiàn)象就不會(huì)漏水，宜于修建各種類型的壩。半堅(jiān)硬的巖石（如頁巖、膠結(jié)疏松的砂巖、泥炭巖、砂質(zhì)頁巖）修建小型水庫，一般問題不大，但對(duì)其軟弱夾層必須認(rèn)真處理，使壩能直接置于比較完整、新鮮的巖石上。粘土和黃土層一般漏水很小或不漏水，可以筑壩。砂卵石滲漏較大，壩址最好不要選在砂卵石層很厚的地方。調(diào)查庫區(qū)、壩址區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造（斷層、巖層產(chǎn)狀、節(jié)理裂縫發(fā)育程度及規(guī)律、溶洞的分布范圍及規(guī)律）。斷層是興建水工建筑物的不利地質(zhì)因素，地質(zhì)調(diào)查時(shí)必須將庫內(nèi)、壩址附近的斷層構(gòu)造搞清楚。巖石的節(jié)理裂隙發(fā)育程度與水庫的滲漏和水工建筑物的穩(wěn)固有密切關(guān)系。一般節(jié)理發(fā)育、巖石破碎強(qiáng)烈的地段，往往是滲漏的主要通道，而大量的滲漏又會(huì)改變基礎(chǔ)地質(zhì)條件，引起后患。對(duì)表面堅(jiān)固而易溶于水成為溶洞的石灰?guī)r、大理巖，要調(diào)查清溶洞的發(fā)育范圍及其規(guī)律，并做好處理，以免漏水。查庫區(qū)、壩址區(qū)的水文地質(zhì)特征（含水層巖性、水位深度、水的化學(xué)性質(zhì)、地下水的成因類型）。在壩基最好沒有承壓水或高承壓水。為了查明壩址和庫內(nèi)的地質(zhì)情況，需要進(jìn)行勘測(cè)，特別是對(duì)主要的樞紐建筑物要詳細(xì)勘察，進(jìn)行比較，給選擇水庫工程的地址提供可靠的依據(jù)。地形測(cè)量及所需資料的搜集調(diào)查參見本章第四節(jié)。

（三）水庫的特征曲線和特征水位水庫的特征曲線用以描述水庫區(qū)地形特征，一般包括水庫面積曲線和水庫容積曲線，它是水庫規(guī)劃的基本資料之一。一般表示水庫工作狀況的水位有4個(gè)（圖3—7）。1、最低水位（死水位）保證放水建筑物泄放渠道設(shè)計(jì)流量的最低水位，同時(shí)應(yīng)滿足水庫泥沙淤積、發(fā)電、養(yǎng)魚、等多方面的要求。設(shè)計(jì)最低水位以下的庫容稱為死庫容。

2、興利水位在設(shè)計(jì)情況下，蓄水至滿庫時(shí)的水位稱為興利水位（normalpoollevel）（也稱設(shè)計(jì)蓄水位）。如果采用自由溢洪道。則溢洪道底檻高程

就是水庫的興利水位（圖3—8）。如水庫溢洪道上裝有閘門或其他控制設(shè)備，水庫的興利水位略低于閘門頂高程。設(shè)計(jì)最低水位以上、設(shè)計(jì)蓄水位以下所包圍的庫容稱為水庫興利庫容（V興）。圖3—8水庫的特征水位示意圖3、防洪限制水位防洪限制水位介于最低水位與興利水位之間，具體位置與庫容大小、溢洪道泄流量、輸水涵洞泄流量、洪水量的利用率等有關(guān)，防洪限制水位越高，調(diào)洪庫容就越小，溢洪道泄流量就越大，反之，調(diào)洪庫容就越大，溢洪道泄流量就越小。4、設(shè)計(jì)洪水位在設(shè)計(jì)情況下，當(dāng)水庫遇到設(shè)計(jì)洪水溢洪時(shí)，水庫所達(dá)到的最高水位稱為設(shè)計(jì)洪水位（designfloodlevel）。它是設(shè)計(jì)壩頂高的依據(jù)。防洪限制水位至設(shè)計(jì)洪水位之間的庫容稱為防洪庫容（V防）。

5、校核洪水位在校核情況下，當(dāng)水庫遇到比設(shè)計(jì)洪水位更大的校核洪水溢洪時(shí)，水庫所達(dá)到的最高水位稱為校核洪水位。此時(shí)，不允許洪水漫過壩頂。興利水位到校核洪水位之間的庫容稱為超高庫容（V超）。防洪庫容等于興利庫容的部分或全部加設(shè)計(jì)洪水位與興利水位之間的庫容，它們是可以重疊的，因此，水庫的總庫容為：V總=V死+V興+V超

四）死庫容和死水位的確定以灌溉為主要的小型水庫，死庫容（deadstorage）需滿足兩個(gè)要求：1、死水位應(yīng)保證水庫自流灌溉死水位即設(shè)計(jì)最低水位，主要是由灌區(qū)高程控制條件所決定。由灌區(qū)規(guī)劃可推算出渠首設(shè)計(jì)引水高程，也就是放水建筑物的下游水位。然后加上泄放渠道設(shè)計(jì)流量時(shí)，放水建筑物所必須的最小水頭Hmin，即可得到設(shè)計(jì)最低水位。在規(guī)劃階段。Hmin可依經(jīng)濟(jì)指標(biāo)估計(jì)；在技術(shù)設(shè)計(jì)階段，則應(yīng)根據(jù)渠道設(shè)計(jì)流量及放水建筑物的型式、尺寸進(jìn)行詳細(xì)的水力計(jì)算推出。在特枯年份的抗旱季節(jié)，往往不能按正常流量放水，只要水庫有水就應(yīng)該盡量泄放，故設(shè)計(jì)最低水位以下到放水建筑物進(jìn)口低檻高程之間的水庫庫容也是可以利用的。2、庫容應(yīng)滿足泥沙淤積的要求以灌溉為主的水庫，除滿足上述條件。對(duì)多沙河流，必須校核死庫容能否滿足泥沙淤積的要求。進(jìn)口低檻高程以下的庫容為淤積庫容，淤積量的計(jì)算以年來沙量和水庫使用年限有關(guān)。（五）防洪庫容（floodcontrolstorage）的確定確定水庫的興利庫容，是根據(jù)灌溉設(shè)計(jì)保證率通過興利調(diào)節(jié)計(jì)算實(shí)現(xiàn)的，相當(dāng)于設(shè)計(jì)枯水年或設(shè)計(jì)枯水年組的情況。當(dāng)水庫遇到較大洪水是年份時(shí)，必須在規(guī)劃設(shè)計(jì)專門為攔蓄洪水準(zhǔn)備一定的庫容，如果所考慮的是設(shè)計(jì)洪水，則所準(zhǔn)備的庫容稱為設(shè)計(jì)防洪庫容，簡(jiǎn)稱防洪容（V防）其相應(yīng)的水庫水位稱為設(shè)計(jì)洪水位。但是，當(dāng)來了較大的洪水時(shí)，水庫也不可能把全部洪水?dāng)r蓄起來，若要都攔蓄起來，勢(shì)必把水庫修得很大，不符合經(jīng)濟(jì)原則，因此每一水庫都必需設(shè)置泄洪建筑物，如泄洪道、泄洪底孔等，以減少水庫為防洪所預(yù)備的庫容，并確保大壩的安全。

設(shè)計(jì)水庫的防洪庫容，首先應(yīng)該選定洪水的設(shè)標(biāo)準(zhǔn)；其次通過對(duì)洪水規(guī)律的分析和研究，計(jì)算出符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水，即設(shè)計(jì)洪水；然后通過水庫的調(diào)洪計(jì)算和方案論證，選定防洪庫容和泄水建筑物的尺寸，最后定出水庫的壩頂高程。在進(jìn)行水庫防洪規(guī)劃時(shí)，要注意全面規(guī)劃，綜合治理、因地制宜，既照顧到水庫本身的經(jīng)濟(jì)性與安全性，又要照顧到水庫下游的防洪任務(wù)，還要考慮到水庫上游的淹沒損失。第四節(jié)工程治沙措施工程治沙措施一般分為兩類：機(jī)械沙障固沙（mechanicalmeans）、化學(xué)固沙（chemicalmeans），二者的目的相同，做法不同，工程上采用何種方法，應(yīng)從當(dāng)?shù)乜色@取的治沙材料，因地制宜地選擇。1、作用機(jī)械沙障是采用柴、草、樹枝、卵石、板條等材料，在沙面上設(shè)置各種形式的障礙物，以此控制風(fēng)沙流動(dòng)的方向、速度、結(jié)構(gòu)，改變侵蝕面積狀況，達(dá)到防風(fēng)、阻沙、固沙，改變風(fēng)的作用力及地貌狀況等目的，這類做法統(tǒng)稱機(jī)械沙障固沙（mechanicaldunestabilization）。它是工程治沙的主要措施之一。2、類型機(jī)械沙障按照所用的材料、設(shè)置方法、配置形式以及沙障的高低、結(jié)構(gòu)、性能等不同，名稱很多，根據(jù)防沙原理和設(shè)置方法的不同，可分為平鋪式和直立式兩大類。機(jī)械沙障的類型如表3—6所示。表3—7機(jī)械沙障類型（二）機(jī)械沙障的作用原理1、平鋪式沙障屬固沙型沙障，利用柴、草、卵石、粘土鋪蓋在沙面上，以此隔絕風(fēng)與松散沙面的接觸，達(dá)到風(fēng)雖過而沙不起，起到就地固定流沙的作用。但對(duì)過境風(fēng)流中的沙粒截阻作用不大。采用土埋、泥漫沙丘等平鋪式沙障，降魚不易滲入沙層，使沙丘水分條件變差，不利于植物生長。其他如柴、草、卵石鋪蓋沙面對(duì)水分的下滲影響不大，對(duì)固沙植物生長無影響。至于帶狀平鋪沙障即使平鋪帶上有影響，造林種草可在平鋪帶間進(jìn)行。2、直立式沙障大多屬積沙型沙障。防沙原理主要表現(xiàn)為：風(fēng)沙流所通過的路線上，無論碰到任何障礙物的阻擋，風(fēng)速降低，挾帶沙子的一部分就會(huì)沉積在障礙物的周圍，以此來減少風(fēng)沙的輸沙量，從而起到防治風(fēng)沙危害的作用。風(fēng)沙流中的沙子，有80%—90%是懸浮于地表30cm的氣流以內(nèi)，且大半又集中在貼近地表10cm的高度內(nèi)流動(dòng)。因此，不需設(shè)置很高的沙障，就可以使流沙得到控制。3、透風(fēng)結(jié)構(gòu)的沙障當(dāng)風(fēng)沙流經(jīng)過沙障時(shí)，摩擦阻力加大，產(chǎn)生許多渦旋互相碰撞，消耗了動(dòng)能，使風(fēng)速消弱，載沙能力減低，在沙障前后就形成積沙。障前積沙少，沙障不易被沙埋，障后的積沙沙堆平緩地向縱向伸展。積沙范圍較遠(yuǎn)，攔蓄沙粒的時(shí)間長，積沙量大。

4、不透風(fēng)或緊密結(jié)構(gòu)的沙障當(dāng)風(fēng)沙流經(jīng)過沙障時(shí)，在沙障前被迫抬升，越過沙障后又急劇下降，在沙障前后產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦動(dòng)，消耗功能，減少了載沙能力，在沙障前后形成沙粒堆積。5、隱蔽式沙障它是埋在沙層中的立式沙障，起控制風(fēng)蝕基準(zhǔn)面的作用，設(shè)置沙障后沙粒仍在動(dòng)，但總的地形并不發(fā)生變化，雖有一定的風(fēng)蝕，到一定程度后即不再往下風(fēng)蝕。

三）沙障類型的技術(shù)要求1、沙障空隙度通常把沙障空隙面積與沙障總面積之比，稱為沙障空隙度。它是衡量沙障透風(fēng)性能的指標(biāo)。空隙度越小，沙障越緊密，積沙范圍越窄，即延伸距離越短。緊密結(jié)構(gòu)的沙障的沙障障前、障后的積沙范圍約為障高的2.5倍，積沙的最高點(diǎn)恰在沙障的位置上，沙障很快就被積沙所埋沒，失去繼續(xù)欄沙的作用?？障抖却蟮纳痴希e沙范圍延伸得很遠(yuǎn)，積沙作用也大，防護(hù)的時(shí)間也長。一般多采用25%—50%的透風(fēng)空隙。空隙度與積沙范圍的關(guān)系見圖3—9。圖3—9沙障空隙度與積沙范圍的關(guān)系

2、沙障高度一般情況下，積沙量與沙障高度的平方成正比。由于沙粒主要是在近地面層內(nèi)運(yùn)動(dòng)，沙障的高度在15—20cm就夠用了，但沙障高度過低易受沙埋，達(dá)到30—40cm即可收到顯著效果。設(shè)置高立式沙障，沙障高度100cm也就足夠用了。3、沙障方向沙障的設(shè)置應(yīng)與主風(fēng)方向垂直。4、沙障的配置形式沙障的配置形式，歸納起來主要是行列式和格狀式兩種。行列式多用于單向起風(fēng)沙為主的地區(qū)；格狀式設(shè)置用于多風(fēng)向地區(qū)。5、沙障間距障間距離與地形坡度及沙障高低關(guān)系極大，除此之外，還要考慮風(fēng)力強(qiáng)弱。沙障高度大，障間距就大，低矮則間距就??；坡度平緩的間距大，坡度陡處間距?。伙L(fēng)力弱處間距可大，風(fēng)力強(qiáng)處間距就要縮小。在4°以下的平緩沙地上設(shè)置沙障時(shí)，障間距離為障高15—20倍；在沙丘迎風(fēng)坡設(shè)置時(shí)，要求下一列沙障的頂端與上一列沙障的基部等高或稍高出上一列沙障的基部。6、沙障選用以防風(fēng)蝕為主，選用半隱蔽式沙障；以截持風(fēng)沙流為主時(shí)，選用透風(fēng)結(jié)構(gòu)的高立式沙障為宜；改變地形應(yīng)選用緊密結(jié)構(gòu)的高立式沙障。選材主要應(yīng)考慮取材容易，價(jià)錢低廉，效果良好，副作用小。多采用麥草、板條、秸稈、蘆葦、礫石和粘土。（四）沙障設(shè)置方法1、高立式沙障地上高度在50—100cm.，材料：芨芨草、蘆葦、板條和高稈作物。設(shè)置方法：把稈高質(zhì)韌的草類截成70—130cm的長度，在沙丘上規(guī)劃好的線道上，隨挖溝隨把這些材料均勻地插放溝中，溝深20—30cm，梢端朝上，基部插入溝底，使之密接排緊，下部適當(dāng)加些較短的梢頭，使密度稍大些，兩側(cè)培沙，扶正踏實(shí)，培沙要稍高出沙面10cm左右，使沙障穩(wěn)固（圖3—10）。插設(shè)季節(jié)以秋末冬初為好。圖3—10高立