水土保持学课件第五章水土保持工程措施-2

1、1,第二节 沟道治理工程,为固定沟床，拦蓄泥沙，防止或减轻山洪及泥石流灾害而在山区沟道中修筑的各种工程措施，包括谷坊、拦沙坝、淤地坝、护岸工程等，称为沟道治理工程,作用：防止沟道底部下切、沟岸扩张，固定并抬高侵蚀基准面，减缓沟床纵坡、调节山洪洪峰流量，减少山洪或泥石流的固体物质含量，使山洪安全排泄，对沟口冲积锥不造成灾害。,2,3,4,5,名称？ 作用？,6,谷坊是山区沟道内为防止沟床冲刷及泥沙灾害而修筑的横向挡拦建筑物，又名防冲坝、沙土坝、闸山沟等。谷坊高度一般小于3m，是水土流失地区沟道治理的一种主要工程措施。,一、谷 坊,7,8,（1）固定与抬高侵蚀基准面，防止沟床下切； （2）抬高沟床

2、，稳定山坡脚，防止沟岸扩张及滑坡； （3）减缓沟道纵坡，减小山洪流速，减轻山洪或泥石流灾害； （4）使沟道逐渐淤平，形成坝阶地，为发展农林业生产创造条件。,（一）谷坊的作用,9,土谷坊； 石谷坊(干砌石)； 枝梢谷坊； 插柳谷坊(柳桩编篱)； 浆砌石谷坊；,（二）谷坊的种类,竹笼装石谷坊； 木料谷坊； 混凝土谷坊； 钢筋混凝土谷坊； 钢料谷坊。,10,常用谷坊规格表,(三)谷坊高度的确定,11,在选择谷坊坝址时，应考虑以下几方面的条件： 谷口狭窄； 沟床基岩外露； 上游有宽阔平坦的贮砂地方； 在有支流汇合的情形下，应在汇合点的下游修建谷坊； 谷坊不应设置在天然跌水附近的上游。但可设在有崩塌危险

3、的山脚下。,（四）谷坊的位置选择,12,谷坊断面图,13,浆砌石谷坊,14,15,砼桩夹碎石谷坊,16,干砌石谷坊,单式编篱谷坊,复式编篱谷坊,18,19,一、谷 坊,20,21,拦沙坝是以拦蓄山洪及泥石流流道中固体物质为主要目的的防治泥沙灾害的挡拦建筑物，是主要的沟道治理工程措施，坝高一般为315m。,三、拦沙坝,22,23,拦蓄泥沙(包括块石)，调节沟道内泥沙，以免除泥沙对下游的危害，便于下游河道 的整治。 提高坝址处的侵蚀基准，减缓了坝上游淤积段河床比降，加宽了河床，并使流速和径流深，从而大大减小了水流的侵蚀能力。 稳定沟岸崩塌及滑坡，减小泥石流的冲刷及冲击力，防止溯源侵蚀，抑制泥石流发

4、育规模。,（一）拦沙坝的作用,24,(二)坝址选择,在泥石流沟道上，拦砂坝坝址的选择可参考以下原则： (1)地质条件：坝址附近应无大断裂通过，坝址处无滑坡、崩塌，岸坡稳定性好，沟床有基岩出露，或基岩埋深较浅，坝基为硬性岩或密实的老沉积物。 (2)地形条件：坝址处沟谷狭窄，坝上游沟谷开阔，沟床纵坡较缓，建坝后能形成较大的拦淤库容。 (3)建筑材料：坝址附近有充足的或比较充足的石料、沙等当地建筑材料。 (4)施工条件：坝址离公路较近，从公路到坝址的施工便道易修筑，附近有布设施工场地的地形，有可供施工使用的水源等。,25,(二)坝型选择,拦砂坝的坝型主要根据山洪或泥石流的规模及当地的材料来决定。,1

5、.重力坝 依自重在地基上产生的摩擦力来抵抗坝后泥石流产生的推力和冲击力。 其优点是：结构简单，施工方便，就地取材，耐久性强。,26,27,大宝山矿区 拦沙坝,2切口坝 又称缝隙坝，是重力坝的变形，即在坝体上开一个或数个泄流缺门。主要用于稀性泥石流沟，有拦截大砾石，滞洪，调节水位关系等持点。,29,3错体坝 错体坝将重力坝从中间分成两部分，并在平面上错开布置，主要用于坝肩处有活动性滑坡又无法避开的情况。坝体受滑坡的推力后可允许有少量的横向位移，不致造成拦砂坝破坏。,4拱坝 拱坝可建在沟谷狭窄，两岸基岩坚固的坝址处。拱坝在平面上呈凸向上游的弓形，拱圈受压应力作用，可充分利用石料和混凝土很高的抗压强

6、度，具有省工、省料等特点。但拱坝对坝址地质条件要求很高，设计和施工较为复杂，溢流口布置较为困难。因此在泥石流防治工程中应用较少。,32,5格栅坝 格栅坝是泥石流拦砂坝又一种重要的坝型。格栅坝具有良好的透水性，可有选择性地拦截泥沙，还具有坝下冲刷小坝后易于清淤等优点。格栅坝主体可以在现场拼装施工速度快。格栅坝的缺点是坝体的强度和刚度较重力坝小，格栅易被高速流动的泥石流龙头和大砾石击坏，需要的钢材较多。,34,35,格栅坝,36,37,浆砌石拦沙坝,38,原木拦沙坝,39,四、淤地坝,淤地坝是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 。,一般淤地坝由坝体、溢洪道、放水建筑物三个部

7、分组成。,40,41,建筑中的淤地坝,42,43,新建坝,44,韭园沟坝地,45,庆阳南小河沟坝地稻田,46,黄家川淤地坝3667.5亩淤地,47,黄河流域淤地坝,48,49,淤地坝系,淤地坝示意图 1-坝体；2-排水体；3-溢洪道； 4-竖井；5-排洪渠；6-防洪堤,51,1. 淤地坝的分类 按筑坝材料:土坝、石坝、土石混合坝等； 按坝的用途:缓洪骨干坝、拦泥生产坝等； 按建筑材料和施工方法：夯碾坝、水力冲填坝、水中填土坝、定向爆破坝、堆石坝、干砌石坝、浆砌石坝等。,()淤地坝的分类和分级标准,52,2. 淤地坝分级标准 淤地坝一般根据库容、坝高、淤地面积、控制流域面积等因素分级，参考水库分

8、级标准，并考虑群众习惯叫法，可分大、中、小三级。 黄河中游淤地坝分级标准表,53,(二) 淤地坝的作用,稳定和抬高侵蚀基点，防止沟底下切和沟岸坍塌，控制沟头前进和沟壁扩张； 蓄洪、拦泥、削峰、减少入河、入库泥沙，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创造有利条件。,54,(三)淤地坝设计洪水标准,淤地坝设计洪水标准 -黄河中游水土保持治沟骨干工程技术规范,55,拦洪坝设计洪水标准,(三) 淤地坝设计洪水标准,56,(四) 坝系规划,在一个小流域内修有多种坝，有淤地种植的生产坝，有拦蓄洪水、泥沙的防洪坝，有蓄水灌溉的蓄水坝，各就其位，能蓄能排，形成以生产坝为主，拦泥、

9、生产、防洪、灌溉相结合的坝库工程体系，称为坝系。,57,(1)坝系规划必须在流域综合治理规划的基础上，上下游、干支沟全面规划，统筹安排。 (2)最大限度地发挥坝系调洪拦沙、淤地增产的作用，充分利用流域内的自然优势和水沙资源，满足生产上的需要。 (3)各级坝系，自成体系，相互配合，联合运用，调节蓄泄，确保坝系安全。,1.坝系规划的原则,58,(4)坝系中必须布设一定数量的控制性的骨干坝、安全生产的中坚坝。 (5)以流域内进行坝系规划的同时，要提出交通道路规划。对泉水、基流水源，应提出保泉、蓄水利用方案，勿使水资源埋废。坝地碱化会影响产量，规划中拟就防治措施，以防后患。,1.坝系规划的原则,59,

10、2.坝系布设形式,上淤下种 淤种结合,上坝生产 下坝拦淤,以排为主 漫淤滩地,多漫少排 漫排兼顾,高线排洪 保库灌田,支沟滞洪 干沟生产,轮蓄轮种 蓄种结合,隔山凿洞 邻沟分洪,坝库相间 清洪分治,上淤下种 淤种结合,轮蓄轮种蓄种结合,多漫少排、漫排兼顾,67,(五) 工程规划、设计、施工,有兴趣请参阅有关书籍,68,四、护岸与治滩造田工程,发生横向侵蚀的原因：,一是河（沟）床纵向侵蚀之影响，由于河床下切而使河床失去稳定； 二是山洪、泥石流流动时水流弯起引起横向冲刷所造成。,（一）横向侵蚀及其防治,69,横向侵蚀的防治,将沟槽部分裁弯取直，控制凹岸发展。但在沟道裁弯取直后，由于比降增大，可能使

11、山洪的流速增大，使纵向侵蚀加剧，因而必须考虑沟（河）床的稳定性问题，并设置恰当的防止沟底下切的建筑物。,70,除去沟床上的凸出岩石、沉积泥沙堆。山洪流经障碍物时，必然要改变方向，从而发生弯曲导致横向侵蚀，清除障碍物后并辅以适当的导流工程，使水流按一定方向流去，则可防止横向冲刷的作用。,横向侵蚀的防治,71,横向侵蚀的防治,设置护岸工程与整治建筑物，以控制河岸发展和改善弯道，这是防止横向侵蚀的主要办法。,72,（二）护岸工程,护岸工程的目的 （1）由于山洪、泥石流冲击使山脚遭受冲刷而有山坡崩塌危险的地方，在滑坡的山脚下，设置护岸工程兼起挡土墙的作用，以防止滑坡及横向侵蚀； （2）用于保护谷坊、拦

12、沙坝等建筑物； （3）沟道纵坡陡急，两岸土质不佳的地段，除谷坊防止下切外，还应修护岸工程。,73,护岸工程的种类,护岸工程一般分为护坡与护基（或护脚）两种工程。枯水位以下称为护基工程，枯水位以上称为护坡工程。 根据其所用材料的不同，又可分为：干片砌石、浆砌片石、混凝土板、铁丝石笼、木桩排、木框架与生物护岸等几类，此外，还有混合型护岸工程，如木桩植树加抛石，抛石植树加梢捆护岸工程等。,74,护脚（基）工程示意图,76,护脚工程的特点是：常潜没于水中，时刻都受到水流的冲击和侵蚀作用。因此，在建筑材料和结构上要求具有：抗御水流冲击和推移质磨损的能力；富有弹性，易于恢复和补充，以适应河床变形；耐水流侵

13、蚀的性能好，以及便于水下施工等。 常用的护脚工程有抛石、沉枕、石笼等。,（1）护脚工程,77,78,石笼结构图（单位：mm) 1-箱形铅丝石笼；2-圆形铅丝石笼； 3-竹石笼； 4-荆条石笼,79,80,81,（三）整治建筑物,1.丁坝 丁坝是由坝头、坝身和坝根三部分组成的一种横向建筑物，其坝根与河岸相连，坝头伸向河槽，在平面上与河岸连接起来丁字形，坝头与坝根之间的主体部分为坝身，其特点是不与对岸连接。,82,83,84,85,(1)改变山洪流向，防止横向侵蚀 (2)缓和山洪流势，使泥沙沉积，并能将水流挑向对岸，保护下游的护岸工程和提岸不受水流冲击 (3)调整沟宽，迎托水流，防止山洪乱流和偏流

14、，阻止沟道横向发展,丁坝的作用,86,丁坝的结构 1.石丁坝； 2.土心丁坝； 3.石柳坝或柳盘头,87,88,顺坝是由坝头、坝身和坝根三部分组成的一种横向建筑物，坝身一般较长，与水流方向接近平行或略有微小交角，直接布置在整治线上，具有引导水流、调整河岸等作用。,2.顺坝,89,90,91,（四）治滩造田工程,治滩造田工程:就是通过工程措施，将河床缩窄、改道、裁弯取直，在治好的河滩上，用引洪放淤的办法，淤垫出能耕种的土地，以防止河道冲刷，变滩地为良田。,92,治滩造田工程的类型,1束河造田 2改河造田 3裁弯造田 4堵叉造田 5箍洞造田,93,94,96,97,堵叉造田示意图 1-顺河堤；2-

15、老叉道；3-江心洲,98,99,吉林省白山库仓沟泥石流治理工程导流槽,第三节 山洪排导工程,100,第三节 山洪排导工程,山洪排导工程就是在荒溪(流域面积在20-50km2以下的小流域)冲积扇上，为防止山洪及泥石流冲刷与淤积灾害而修筑的排洪沟或导洪堤等建筑物，其目的在于保护冲积扇上的房舍、农田、道路、工矿设施等建筑物免受山洪及泥石流灾害，保证当地人民生命及财产安全。,河南省栾川县城大南沟的泥石流排导槽,103,1.山洪及泥石流排导沟,2.沉沙场,104,1.山洪及泥石流排导沟,平面布置形式,105,110,沉沙场的作用主要是拦蓄沙石。在严重风化地区、严重地震地区以及坡面重力侵蚀发展严重的地区，

16、 当山洪中可能挟带沙石很多而又没有其他方法可用时，可在坡度较缓的冲积扇上修筑沉沙场，减少排导沟的淤积。,2.沉沙场,111,第四节 小型蓄水用水工程,小型蓄水用水工程的作用在于将坡地径流及地下潜流拦蓄起来，减少水土流失危害，灌溉农田，提高作物产量。其中包括小水库、蓄水塘坝、蓄水池、水窖等。,112,第四节 小型蓄水用水工程,蓄水池应尽量选在高于农田的天然局部低地上，以便汇集径流，便于自流灌溉。常见的布置形式有以下三种： 1.路边蓄水池； 2.沟头蓄水池；3.田间蓄水池。,一、蓄水池,113,第四节 小型蓄水用水工程,二、水窖,114,活动集雨场,水窖,滴灌玉米,坡地活动集雨利用系统,115,第

17、四节 小型蓄水用水工程,二、水窖,116,第四节 小型蓄水用水工程,二、水窖,小孩子们承担起了驮水的重任,终于洗上了脸，在以前是一件奢侈的事,117,第四节 小型蓄水用水工程,二、水窖,排队打水,118,119,第四节 小型蓄水用水工程,三、窑窖,120,第四节 小型蓄水用水工程,四、小水库,水库由挡水坝、溢洪道、放水建筑物三部分组成。 按国家规定标准，库容100万31000万3为“小型水库”，库容10万3100万3为“小型水库”。,121,122,（一）水库的特征曲线和特征水位,1.水库的特征曲线 （1）水库面积曲线：水库水位（高程）不同，水库的水面面积也不同，将水位与水面面积之间的关系曲线称为水库面积曲线。 （2）水库容积曲线：是水库水位与库容之间的关系曲线。,124,（一）水库的特征曲线和特征水位,2.水库的特征水位