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1、第第三三章章 水土保持工程措施水土保持工程措施 沟道沟道工程工程3 3 概述概述 1 1 坡面治理工程坡面治理工程2 2 小型小型蓄排引水蓄排引水工程工程5 5主要内容主要内容 工程治沙措施工程治沙措施6 6 护岸与治滩工程护岸与治滩工程4 4第三节第三节 沟道沟道工程工程 谷坊谷坊二 沟头防护工程沟头防护工程一一 淤地坝淤地坝三三 拦沙坝拦沙坝二一、沟头防护工程u蓄水式沟头防护工程蓄水式沟头防护工程 当沟上部来水较少时，可采用蓄水式沟头防护当沟上部来水较少时，可采用蓄水式沟头防护工程，即沿沟边修筑一道或数道水平半圆形沟工程，即沿沟边修筑一道或数道水平半圆形沟埂，拦蓄上游坡面径流，防止径流排入
2、沟道。埂，拦蓄上游坡面径流，防止径流排入沟道。沟埂的长度、高度和蓄水容量按设计来水量而沟埂的长度、高度和蓄水容量按设计来水量而定。定。蓄水式沟头防护工程又可分为蓄水式沟头防护工程又可分为:沟埂式防护沟埂式防护和和池埂结合式防护池埂结合式防护在沟头以上的山坡上修筑与沟边大致平行的若干道在沟头以上的山坡上修筑与沟边大致平行的若干道封沟埂，同时在距封沟埂上方封沟埂，同时在距封沟埂上方1.0-1.5m 处开挖与封沟处开挖与封沟埂大致平行的蓄水沟，拦截和蓄存从山坡汇集而来的埂大致平行的蓄水沟，拦截和蓄存从山坡汇集而来的地表径流。地表径流。沟埂式沟头防护，在沟头地形较完整时，可作成沟埂式沟头防护，在沟头地
3、形较完整时，可作成连续式沟埂；在地形破碎时，可作成断续式沟埂。连续式沟埂；在地形破碎时，可作成断续式沟埂。（1）沟埂式沟头防护 （a）平面布设图）平面布设图 （b）断面示意图）断面示意图 连续式围堰沟头防护示意图连续式围堰沟头防护示意图 （a）平面布设图）平面布设图 （b）断面示意图）断面示意图 断续式围堰沟头防护示意图断续式围堰沟头防护示意图第一道围堰第一道围堰第二道围堰第二道围堰设计中，主要注意的问题:即封沟埂位置的确定、封沟埂的即封沟埂位置的确定、封沟埂的高度、蓄水沟的深度、沟埂的长高度、蓄水沟的深度、沟埂的长度及道数。度及道数。第一道封沟埂与沟顶的距离，一般等于第一道封沟埂与沟顶的距离
4、，一般等于2 23 3倍沟深，至少相距倍沟深，至少相距5 510m10m，以免引起，以免引起沟壁崩塌。沟壁崩塌。沟埂的蓄水容积可按沟埂的蓄水容积可按101020a20a一遇的暴雨一遇的暴雨计算。计算。当沟头以上当沟头以上汇水面积较大汇水面积较大，并有，并有较平缓的地段较平缓的地段时，时，则可开挖涝池群。各个涝池应互相连通，组成连环涝池，则可开挖涝池群。各个涝池应互相连通，组成连环涝池，以最大限度地拦蓄地表径流，防止和控制沟头侵蚀作用。以最大限度地拦蓄地表径流，防止和控制沟头侵蚀作用。同时，涝池之内蓄存的水也可得以利用。同时，涝池之内蓄存的水也可得以利用。（2）池埂结合式沟头防护池埂结合式沟边埂
5、布设示意图（2）池埂结合式沟头防护一、沟头防护工程u泄水式沟头防护工程泄水式沟头防护工程 （1）当沟头来水面积大且来水量多时，沟埂已不能有效地拦蓄径流（2）受侵蚀的沟头临近村镇，威胁交通，而又无条件或不允许采取蓄水式沟头防护时，必须把径流导至集中地点通过泄水建筑物排泄入沟。一般泄水式沟头防护工程有一般泄水式沟头防护工程有悬臂跌水、悬臂跌水、和台阶式跌水和台阶式跌水两种类型。两种类型。悬臂跌水断面图沟底应有消能措施，可沟底应有消能措施，可用浆砌石作成消力池，用浆砌石作成消力池，或碎石堆于跌水基部，或碎石堆于跌水基部，以防冲刷。以防冲刷。台阶式沟头防护，按其形式不同可分为两台阶式沟头防护，按其形式
6、不同可分为两种：种：单级式和多级式。单级式和多级式。单级台阶式单级台阶式跌水：多用于跌差不大（跌水：多用于跌差不大（1.51.52.5m2.5m），而地形降落比较集中的地方。），而地形降落比较集中的地方。多级台阶式多级台阶式跌水：多用于跌差较大，而地形降跌水：多用于跌差较大，而地形降落距离较长的地方。在这种情况下如采用单级落距离较长的地方。在这种情况下如采用单级台阶式跌水，因落差过大，下游流速大，必须台阶式跌水，因落差过大，下游流速大，必须做很坚固的消力池，建筑物的造价高。做很坚固的消力池，建筑物的造价高。台阶式跌水沟头防护台阶式跌水沟头防护多级台阶式跌水沟头防护多级台阶式跌水沟头防护 台阶式
7、跌水沟头防护工程的断面可按下台阶式跌水沟头防护工程的断面可按下列公式计算，以保证工程的安全性与经济性列公式计算，以保证工程的安全性与经济性。h泄水槽水深，泄水槽水深，m，b泄水槽底宽，泄水槽底宽，m；Q设计洪水流量，设计洪水流量，m3s。第三节第三节 沟道沟道工程工程 谷坊谷坊二 沟头防护工程沟头防护工程一一 淤地坝淤地坝三三 拦沙坝拦沙坝二二、谷坊（check dam,gully control dam）在易受侵蚀的沟道内，为了固定沟床而修筑的横向在易受侵蚀的沟道内，为了固定沟床而修筑的横向挡拦建筑物。又名防冲坝、沙土坝、闸山沟等。挡拦建筑物。又名防冲坝、沙土坝、闸山沟等。谷坊高度一般小于谷
8、坊高度一般小于3m，是水土流失地区沟道治理的一，是水土流失地区沟道治理的一种主要工程措施。种主要工程措施。1.谷坊的种类谷坊的种类2.谷坊的作用谷坊的作用3.谷坊位置的选择谷坊位置的选择4.谷坊设计谷坊设计按所使用的按所使用的建筑材料建筑材料，分为：土谷坊、浆砌石谷坊、干，分为：土谷坊、浆砌石谷坊、干砌石谷坊、混凝土谷坊、钢筋混凝土谷坊、插柳谷坊等。砌石谷坊、混凝土谷坊、钢筋混凝土谷坊、插柳谷坊等。按按使用年限使用年限，分为：，分为：永久性谷坊永久性谷坊和和临时性谷坊临时性谷坊。浆砌石。浆砌石谷坊、混凝土谷坊和钢筋混凝土谷坊为永久性谷坊，其谷坊、混凝土谷坊和钢筋混凝土谷坊为永久性谷坊，其余基本
9、上属于临时性谷坊。余基本上属于临时性谷坊。按按透水性透水性，分为：，分为：不透水性谷坊不透水性谷坊和和透水性谷坊透水性谷坊。不透水。不透水性谷坊，如土谷坊、浆砌石谷坊、混凝土谷坊、钢筋混性谷坊，如土谷坊、浆砌石谷坊、混凝土谷坊、钢筋混凝土谷坊等。透水性谷坊，只起拦沙挂淤作用，如插柳凝土谷坊等。透水性谷坊，只起拦沙挂淤作用，如插柳谷坊、干砌石谷坊等。谷坊、干砌石谷坊等。1、谷坊的种类、谷坊的种类干砌石谷坊干砌石谷坊干砌石谷坊浆砌石谷坊混凝土谷坊柳谷坊柳谷坊 在柳树多的地区，在柳树多的地区，在较小的支毛沟上在较小的支毛沟上部的土质沟床上，部的土质沟床上，可修筑柳桩编篱谷可修筑柳桩编篱谷坊。坊。柳桩
10、块石谷坊柳桩块石谷坊 在块石或卵石较多的沟谷中，可采用这种谷在块石或卵石较多的沟谷中，可采用这种谷坊。它能缓流拦沙，有一定抗御山洪冲刷的能坊。它能缓流拦沙，有一定抗御山洪冲刷的能力。力。柳桩块石谷坊断面示意图柳桩块石谷坊断面示意图 木料谷坊枝条谷坊枝条谷坊 固定与抬高侵蚀基准面，防止沟床下切；固定与抬高侵蚀基准面，防止沟床下切；抬高沟床，稳定山坡坡脚，防止沟岸扩张及滑坡；抬高沟床，稳定山坡坡脚，防止沟岸扩张及滑坡；减缓沟道纵坡，减小山洪流速，减轻山洪或泥石减缓沟道纵坡，减小山洪流速，减轻山洪或泥石流灾害；流灾害；使沟道逐渐淤平，形成坝阶地，为发展农林业生使沟道逐渐淤平，形成坝阶地，为发展农林业
11、生产创造条件。产创造条件。2、谷坊的作用、谷坊的作用2、谷坊的作用、谷坊的作用谷坊的主要作用是谷坊的主要作用是防止沟床下切防止沟床下切。因此，在考。因此，在考虑沟道是否应该修建谷坊时，首先应当研究该虑沟道是否应该修建谷坊时，首先应当研究该段沟道是否会发生冲刷下切。段沟道是否会发生冲刷下切。判别某沟段是否发生下切冲刷的因素有沟床的土壤、地质条件、植物生长情况、沟底坡度、流速、流量等。如果估算的沟床允许流速大于洪水时的天然流速，则不会发生冲刷。即无修建谷坊的必要。3.谷坊位置的选择谷坊位置的选择 谷口狭窄谷口狭窄；沟床基岩外露沟床基岩外露；上游有宽阔平坦的贮砂空间上游有宽阔平坦的贮砂空间；在有支流
12、汇合的情形下，应在在有支流汇合的情形下，应在汇合点的下游汇合点的下游建造谷坊；建造谷坊；避开天然跌水避开天然跌水，谷坊不应设置在天然跌水附近的上下游，谷坊不应设置在天然跌水附近的上下游，但可设在有崩塌危险的山脚下。但可设在有崩塌危险的山脚下。谷坊高度（谷坊高度（H）：，一般应依据所采用的：，一般应依据所采用的建筑材料建筑材料来确来确定，但主要以能定，但主要以能承受水压力和土压力而不被破坏承受水压力和土压力而不被破坏为原则。为原则。谷坊稳定坡度（谷坊稳定坡度（I0）：淤满后淤积泥沙的表面坡度称为：淤满后淤积泥沙的表面坡度称为稳定坡度。稳定坡度。稳定坡度的估算：稳定坡度的估算：根据坝后淤积土的土质
13、决定淤积物表面的稳定坡度。根据坝后淤积土的土质决定淤积物表面的稳定坡度。沙土沙土0.005粘壤土粘壤土0.008粘土粘土0.01粗沙粗沙0.02根据瓦兰亭公式计算稳定坡度根据瓦兰亭公式计算稳定坡度I00.093d/H d砂砾的平均砾径砂砾的平均砾径H平均水深平均水深4.谷坊设计谷坊设计谷坊稳定坡度谷坊稳定坡度 （3）日本学者认为稳定坡度是原有坡度的一半；）日本学者认为稳定坡度是原有坡度的一半；（4）修建实验谷坊，淤满后实测稳定坡度。修建实验谷坊，淤满后实测稳定坡度。谷坊水平间距谷坊水平间距L：根据谷坊高度根据谷坊高度H、沟底天然坡度、沟底天然坡度I，以，以及谷坊坝后淤土表面稳定坡度及谷坊坝后淤
14、土表面稳定坡度I0进行计算。进行计算。4.谷坊设计谷坊设计L LH/H/（I I I I0 0 ）L L谷坊间距；谷坊间距；H H谷坊高度；谷坊高度；I I天然坡度；天然坡度；I I0 0稳定坡度。稳定坡度。L L（1.5-2.01.5-2.0）n n在日本在日本n=1/In=1/IL L（1.5-2.01.5-2.0）b bb b沟宽沟宽谷坊贮砂量谷坊贮砂量4.谷坊设计谷坊设计bBVtgtgEh)()(1212V V贮砂量贮砂量h h谷坊溢流口顶缘距地面的高度谷坊溢流口顶缘距地面的高度B B1 1堆积地的平均宽度堆积地的平均宽度E E旧沟床的倾斜角旧沟床的倾斜角堆积倾斜角堆积倾斜角b b贮留
15、泥沙和旧沟床的相交点至谷坊的水平距离贮留泥沙和旧沟床的相交点至谷坊的水平距离第三节第三节 沟道沟道工程工程 谷坊谷坊二 沟头防护工程沟头防护工程一一 淤地坝淤地坝三三 拦沙坝拦沙坝二三、淤地坝（check dam，silt-trap dam，soil saving dam）系指在沟道里为了拦泥、淤地所建的坝。系指在沟道里为了拦泥、淤地所建的坝。坝内所淤成的土地称为坝地。坝内所淤成的土地称为坝地。1、淤地坝的作用、淤地坝的作用稳定和抬高侵蚀基面，防止沟底下切和沟岸坍塌，控稳定和抬高侵蚀基面，防止沟底下切和沟岸坍塌，控制沟头前进和沟壁扩张；制沟头前进和沟壁扩张；蓄洪、拦泥、削峰，减轻下游洪沙灾害；
16、蓄洪、拦泥、削峰，减轻下游洪沙灾害；落淤、造地，变荒沟为良田，可为山区农林牧业发展落淤、造地，变荒沟为良田，可为山区农林牧业发展创造有利条件。创造有利条件。随着坝内淤积面的逐年提高，坝体与坝地较快地连成随着坝内淤积面的逐年提高，坝体与坝地较快地连成一个整体，实际上坝体可以看作是一个重力式挡土墙。一个整体，实际上坝体可以看作是一个重力式挡土墙。溢洪道（溢洪道（spillway）是泄水建筑物，当淤地坝洪水位超过设计高度时，就是泄水建筑物，当淤地坝洪水位超过设计高度时，就由溢洪道排出，以保证坝体的安全和坝地的正常生产。由溢洪道排出，以保证坝体的安全和坝地的正常生产。放水建筑物（放水建筑物（water release works）多采用竖井式和卧管式，库内清水等通过放水设备排多采用竖井式和卧管式，库内清水等通过放水设备排泄到下游。泄到下游。2、淤地坝的组成、淤地坝的组成坝体（坝体（dam）是挡水挡泥建筑物，是挡水挡泥建筑物，用以挡蓄洪水，淤积用以挡蓄洪水，淤积泥沙，抬高淤积面。泥沙，抬高淤积面。放水建筑物竖井溢洪道淤地坝设计、施工，管理技术与水库有相同的方面，也淤地坝设计、施工，管理技术与水库
