水土保持工程学复习

1、 水土保持工程绪论1、水土流失 在水力、风力、重力及冻融等走人呢营力和人类活动作用下，水土资源和土地生产能力的破坏和损失，包括土地表层侵蚀及水的损失。土壤侵蚀 在水力、风力、冻融、重力等自然营力和人类活动作用下，土壤或其他地面组成物质被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。 地质侵蚀（正常侵蚀或自然侵蚀）：指不受人为影响土壤侵蚀 加速侵蚀：指人为影响的侵蚀过程2、水土保持 是防治水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，维护和提高土地生产力，减轻洪水、干旱和风沙灾害，以利于充分发挥水、土资源的生态效益、经济效益和社会效益，建立良好生态环境的综合性科学技术。3、水土保持工程: 水土保持工程是防治水土流失的

2、一项措施。是应用工程学原理，防治山区、丘陵区、风沙区水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，并充分发挥水土资源的经济效益和社会效益；建立良好生态环境的一项措施。4、水土保持工程学保护与合理开发利用水土资源而兴建的治坡、治沟、治沙、治滩等工程措施的规划和设计等的一门学科。5、水土保持措施 是为防治水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，改善生态环境所采取的工程、植物和耕作等技术措施和管理措施的总称。 在水土流失综合防治中，水土保持措施主要有三大类：水土保持工程措施、水土保持林草措施、水土保持耕作措施 水土保持工程措施包括：坡面治理工程（坡改梯工程、蓄水工程、坡面截流和排水工程、坡面道路工程）；沟

3、道治理工程（沟头防护工程、谷坊工程、淤地坝工程、拦砂坝工程、山塘水库工程、引洪漫地工程、山洪与泥石流排导工程）；河流护岸工程；水力综合治沙工程；边坡防护工程 第一章 流域坡面治理工程流域坡面治理工程？第一节 坡面治理工程措施的类型及其适用条件一、梯田梯田是在坡地上沿等高线修筑的水平台阶或坡式断面的田地。1、梯田的作用 （1）减缓坡面坡度，缩短坡长，拦截径流和泥沙； （2）增加水分入渗，提高土壤含水量，蓄水保墒，保肥，提高地力，增加粮食产量； （3）有利于实现机械化和水利化。2、梯田的分类 （1）按断面形式分类 水平梯田：耕作方便，蓄水保土能力强，适于种植小麦、水稻、旱作物和果树等。 坡式梯田：

4、蓄水保土能力较差，但修筑省工，适宜于坡度较缓、水土流失较轻、劳力较少的地区。 反坡梯田（倾斜反坡一般为2）：增加田面蓄水量，多为窄带梯田，适宜种植果木及旱作作物。 隔坡梯田：适用于地多人少，坡度较窄、降水较少的地区。 波浪式梯田（软埝或宽埂梯田）：一般在小于7的缓坡地上。软埝有水平和倾斜两种。水平软埝能拦蓄较多径流，适用于较干旱的地区；倾斜软埝能将径流由截水沟安全排走，适用于较湿润的地区。 （2）按建筑材料分类 土坎梯田、石坎梯田、植物坎梯田 （3）按土地利用方向分类 农用梯田、果园梯田、造林梯田、牧草梯田； 旱作梯田、灌溉梯田 （4）按施工方法分类 人工梯田、机修梯田二、地埂、截水沟三、水簸

5、箕、截水坑四、蓄水池、水窖五、水平阶、水平沟、鱼鳞坑六、山边沟 第二节 坡面治理工程措施设计 水平梯田的断面设计第二章 边坡防护工程自然边坡或人工建设形成的人工边坡，常因坡度较大或地下水活动等因素的影响发生崩塌，滑坡等灾害，既危害工程自身安全，也常引起事故发生，同时产生水土流失，破坏生态环境。为防止这些灾害的发生，需采取一定的防护措施，这些措施就属于边坡防护工程。第一节 坡面防护工程坡面防护工程常采取的措施？植物防护（种草、平铺草皮、植树造林）； 坡面夯实 ； 干砌石防护 ； 浆砌石护坡 ； 浆砌石骨架护坡 ； 浆砌石护墙 第二节 削坡开级人工和天然边坡坡度较陡、高度较大时，可采取削坡开级措施

6、，以降低下滑力，增加边坡的稳定性。削坡开级又称为刷坡，是一种控制边坡高度和坡度而无需对边坡进行整体加固就能使边坡达到稳定的措施，施工方便，且较为经济，故在边坡防护中常被采用。该方法适应于岩层、塑性粘土和良好的砂性土边坡，并要求地下水位较低，有足够的施工场地。一、土质坡面 1、直线形（适用于高度小于20m、结构紧密的均质土坡，或高度小于12m的非均质土坡，对有松散夹层的土坡，其松散部分应采取加固措施） 2、折线形（重点是削缓坡面上部，削坡后保持上部较缓，下部较陡的形状。适用于高1220m、结构比较松散的土坡，尤其是上部结构较松散、下部结构较紧密的土坡。削坡时，坡面上下部的高度和坡比应根据土坡高度

7、与土质情况具体分析确定，以削坡后能保证稳定安全为原则） 3、阶梯形（适用于高12m以上、结构较松散，或高20m以上、结构较紧密的均质土坡） 4、大平台形（一般开在土坡中部，宽4m以上。适用于高度大于30m，或在8度以上高烈度地震区的土坡）二、石质坡面（削坡后的坡面应留出齿槽）第三节 挡土墙挡土墙是一种防治土坡滑坍的构筑物，种类较多。挡土墙按材料划分可分为石砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙；按结构形式划分可分为重力式挡土墙、半重力式挡土墙、衡重式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、桩板式挡土墙等。水土流失综合防治措施中，最常用的是重力式挡土墙。重力式挡土墙按墙背的倾斜方向划分可分为俯斜时

8、挡土墙、仰斜式挡土墙和直立式挡土墙。仰斜式：墙背主动土压力最小，边坡为挖方，墙前地形平坦；俯斜式：墙背主动土压力最大，边坡填方；直立式：边坡填方，墙前地形较陡。挡土墙以仰斜式最好，垂直式次之，俯斜式最差，应优先采用仰斜式挡土墙。挡土墙的设计原则（P33）可能考判断题作用在挡土墙上的力由三部分组成，即主要力、附加力和特殊力。作用在挡土墙上的土压力，根据挡土墙是否发生位移和移动方向分为主动土压力、被动土压力和静止土压力。第四节 滑坡及其防治一、滑坡勘探工作中常使用的方法有钻探、物探和挖探三种，其中又以钻探为主，后两者则起配合和辅助作用。二、滑坡预防：加强工程地质勘察工作（预防滑坡，应做好排水工作，

9、包括地表水和地水）在工作建设过程中，应尽量避免造成触发滑坡的外因；加强边坡的维护和养护。三、滑坡整治(一) 排水 排水主要是排除滑坡范围内外的地表水和地下水。 1、滑坡范围外 （1）地表水 应采取拦截和旁引的原则，修筑一条或多条环形的截水沟。 （2）地下水 常采用截水盲沟 2、滑坡范围内 （1）地表水 应采取防渗和尽快汇集并引出滑坡体范围外围原则。排除地表水常采用截水明沟。 （2）地下水 应以疏干和引出为原则，一般采用支撑盲沟。（二）支挡 支挡结构均应埋设在滑动面下的稳定地层中。1、抗滑挡土墙2、抗滑桩3、锚杆（索）（三）减重和反压减重的目的在于减少滑体上部的重量，以减少滑坡体的下滑力。滑坡体

10、前缘有弃土条件时，可把不很陡的边坡稍加削平，把它推在坡前成为御土用，起反压作用，以增加其稳定性。第三章 流域沟道治理工程为固定沟床，防治沟蚀，减轻山洪及泥沙危害，合理开发利用水沙资源而在沟道中修筑的工程设施，就称之为沟道治理工程。第一节 沟头防护工程一、沟头防护工程的形式及其使用条件（一）沟埂式 在沟头上方沿等高线布设的一种等高截水沟埂。沟埂视沟头上方坡面完整与否，可做成连续围堰式或断续围堰式。连续围堰式适用于沟头上方坡面平缓（4以下）的沟头；断续围堰式适用于沟头上方地面破碎、地面坡度变化较大、平均坡度在15左右的丘陵地带的沟头。（二）池埂结合式 池埂结合式沟头防护工程是在构图附近布设蓄水池，

11、并与在沟头沿等高线布设的沟头围堰（沟埂式）相结合的一种沟头防护工程。 池埂结合式沟头防护工程适用于沟头集水面积较大、来水量较大的村头道路交叉的沟头地带。以上两种沟头防护形式主要以拦蓄为主，尽可能将沟头上部径流泥沙拦蓄利用，阻止其进入沟道。（三）排水式1、悬臂式 悬臂式沟头防护工程一般适用于沟头流量较小、沟头下方落差相对较大（数米至数十米）、沟底土质较好和沟头坡度较陡的地方。2、台阶式 台阶式沟头防护工程适用于沟头坡度较缓、落差较小、流量较大的地方。 根据沟头地面坡度变化特点及落差大小可分为： （1）单级跌水式 一般适用于沟头坡度较陡、落差较小（35m）、土质坚固的沟头。 （2）多级跌水式 一般

12、适用于沟头落差大、地面坡度较缓、土质不良的沟头。3、陡坡式 一般适用于沟头落差较大（35m以上）、地形降落距离较长、土质良好的沟头。（四）分段蓄水式 分段蓄水式是一种在沟头沟道长而浅的沟段内，分别筑堤拦蓄径流泥沙的一种防护措施。二、工程设计（了解）第二节 谷坊工程谷坊是修筑在流域支、毛沟中固定沟床的坝体建筑物，特备是在发育旺盛的“V”形沟道。一、类型及其适用条件（一）土谷坊 土谷坊是由土料筑成的高度小于5m的小型土坝，不透水，顶宽1.03.0m，内坡1:1，外坡1:11:1.5,坝体与地基以结合槽紧密连接，由于谷坊坝面一般不过水，故需在坝顶或坝端一侧设溢水口，溢水口应用石料砌筑。（二）石谷坊

13、1、干砌石谷坊 高度一般不大于3m，底部设有结合槽，顶部设梯形或簸箕形断面溢水口，下游沟床铺设海漫防冲。 2、浆砌石谷坊 3、石笼谷坊（三）植物谷坊（四）混凝土谷坊二、谷坊设计（了解）课程设计的内容包括本章的第三节至第六节，掌握并熟记。（淤地坝工程：坝体、坝面的排水；边坡、坝宽、坝高的计算、稳定性计算了解。溢洪道的水力计算陡坡式溢流堰。卧管的水力计算。）1、淤地坝的概念： 淤地坝是指在沟道中为了拦泥、淤地所建的坝，坝内淤成的土地成为坝地。2、淤地坝一般由坝体、溢洪道、放水建筑物三部分组成。 坝体是横拦沟道的挡水拦泥建筑物，用以拦蓄洪水，淤积泥沙。 溢洪道是排洪建筑物，当淤地坝内洪水位超过设计高

14、度时，洪水就由溢洪道排出，以保证坝体的安全和坝地的正常生产。 放水建筑物用以排泄沟道常流水、库内清水等到坝的下游。3、淤地坝的分级 分为大（一）型、大（二）型、中型、小型4、土坝的分类 （1）按施工方法分：碾压坝和水坠坝 （2）按土坝构筑结构、组成材料分：均质坝、心墙坝、斜墙坝、铺盖坝 （3）根据筑坝材料情况，建造土、石混合坝 （4）按用途分：拦泥生产坝、缓洪骨干坝第四章 泥石流防治工程 第一节 泥石流流速和流量的计算一、泥石流的分类 1、按泥石流流体物质组成分：泥石流、泥流、水石流 2、按泥石流形成进程动力特征分类：土力类泥石流、水力类泥石流 3、按泥石流流体性质：稀性泥石流、粘性泥石流、过

15、渡性泥石流二、泥石流产生的必要条件 1、松散碎屑物质条件 在自然条件下，岩性、地质构造、新构造运动、地震及火山活动等内营力与风化、重力、水流等外营力的相互作用以及人类工程建设活动，均决定着参与泥石流活动的松散碎屑数量的多少。 2、地形条件 地形条件主要反映在相对高度、坡度与坡向、流域面积和沟谷形态方面。 3、水源条件 泥石流的形成还需要充足的水体，其主要来源于降水。水体既是泥石流物质组成的一部分，其汇流又为泥石流运动提供动力。泥石流的形成，必须同时具备三个基本条件： 第二节 泥石流拦砂坝设计一、拦砂坝的分类及其适用条件 1、根据受力特点可分为 刚性坝 和 柔性坝 2、根据结构构造特点可分为 实

16、体坝 和 格构坝（格栅坝） 3、根据材料可分为 石坝、土坝、钢筋混凝土坝 和 金属材料坝 4、根据坝高，拦砂坝一般可分为 小型拦砂坝（510m）、中型拦砂坝（1015m） 和 大型拦砂坝（ 15m） 浆砌石重力坝 浆砌石重力坝能适应拦蓄各种泥石流，在沟谷狭窄，沟床、沟岸坚实的土质或石质沟通，石料易于采集时，均可用，一般多用于泥石流冲击力大的沟道。 土坝 堆石坝和干砌石坝 格构坝（格栅坝）二、泥石流淤积特点 1、有翘尾巴的现象 2、淤积地质地不一，固结时间不同，对坎体侧压力不一。三、拦砂坝的稳定性计算（了解） 第三节 拦砂坝坝下消能防冲工设计一、泥石流对拦砂坝的作用特点 1、冲刷作用 沟道建坝后

17、，落差集中，单宽过流增大，从而使冲刷力增大，可能引起局部冲刷深度与坝高相同的情况。一般来说，当泥石流作用于沟床堆积物上的剪应力大于沟床堆积物的抗剪强度时，即会造成冲刷坑。 2、冲击作用 大容重的粘性、阵性泥石流，会使坝体及消能防冲工受到猛烈冲击，这是因为高速运动的泥石流惯性力很大，远远超过一般水深。 3、撞击和砸击作用 泥石流中的巨石在流动时，对局部坝体会产生撞击作用，过坝后，还会对坝下游及消能防冲工产生猛烈的砸击作用，使其破坏。 4、磨蚀与振动作用 泥石流还会产生磨蚀和脉动振动作用，造成局部破坏。二、消能防冲工的形式及其原理1、消力池 消力池是利用池中的水垫缓冲、消除下泄石块等动能的一种设施

18、。水垫有缓冲作用，使石块不至于直接冲击池底而消能。2、砂石垫层消能 该消能池用浆砌石或混凝土做成，内填砂石构成垫层，形成散粒体以消缓动能。砂石垫层消能适用于河床抗冲性能不良、拦砂坝较高的情况。3、暗槛 在主坝下游沟床适当位置布设暗槛，可稳定沟床基准面，控制主坝下游冲刷坑的发展。暗槛结构简单、经济，适用于小型泥石流和坝高在10cm以内的拦砂坝消能。4、副坝消能 副坝消能是在主坝下游修筑坝（低坝），使两坝之间蓄一定深度的水，构成水垫的缓冲消能形式，适用于大中型泥石流沟道，高坝，泥石流洪量较大的情况。5、抛石消能 抛石消能是在紧靠坝的下游河床抛堆大石块，用以抵抗冲刷和消能。抛石消能较为简单，适用于泥

19、石流流量较小沟道的小型拦砂坝。第二章 边坡防护工程第一节 边坡坡面防护工程一、植物防护 植物防护措施主要有种草、平铺草皮和植树等。 （一）种草 种草适用于适宜草类生长的土质边坡，其坡度一般小于1: 1.25，且高度不大。（二）平铺草皮 平铺草皮适用于各种土质边坡、风化极严重的岩石边坡和风化严重的软质岩石边坡，一般坡度较小。（三）植树 植树适于各种土质边坡、风化极严重的岩石边坡，边坡坡度一般小于1: 1.5。二、坡面夯实（捶面） 坡面夯实一般有灰土夯实和素土夯实两种。适用于易受冲刷的土坡，边坡坡度一般不大于1: 0.5，无地下水影响。三、干砌石防护 干砌石防护适用于易受地表水冲刷或常有地下水渗出

20、而产生小型溜坍的土质边坡，边坡坡度不大于1: 1.25。四、浆砌石护坡 浆砌石护坡适用于各种易风化的岩石、土质边坡，边坡坡度不大于1:1。五、浆砌石骨架护坡 浆砌石骨架护坡适用于坡面冲刷严重或边坡潮湿的土质边坡和风化极严重的岩石边坡。六、浆砌石护墙 浆砌石护墙适用于各类土质边坡和易风化剥落的岩石边坡，边坡坡度不宜大于1: 0.5。浆砌石护墙常用者为实体护墙。实体护墙可分为等截面护墙和变截面护墙。 一、挡土墙布置原则 （1）对于滑坡和变形体，挡土墙宜设置在其下部或抗滑段； （2）当滑动面出口位于坡脚且有平缓地形时，挡土墙宜设置在距滑坡前缘一定距离外，墙后填筑土、石料加载，以增强抗滑力，减小挡土墙

21、承受的下滑力； （3）当滑动面出口在斜坡上时，可根据滑床地质情况确定挡土墙位置； （4）对于多级滑坡，可根据具体情况设置多级挡土墙支撑； （5）根据地质条件、地形情况、滑坡推力、土压力的变化情况，可沿挡土墙走向分段（一般不宜小于10 15 m）设计不同截面的挡土墙和确定沉降缝和伸缩缝的位置； （6）河沟地段的挡土墙，应注意挡土墙前后的水流平顺，以免形成漩涡，产生局部冲刷，也不可挤压河道。二、挡土墙设计 挡土墙是用来防止边坡坍塌的支挡构筑物，因此，必须充分保证它对滑动和倾覆的稳定性以及墙体本身的强度；此外，还应保证它的基底压应力小于地基的容许承载力。挡土墙的设计，先依据经验选定墙型和拟定墙身的截面尺寸，然后通过墙和地基的强度和稳定性验算确定。三、设计、施工注意事项（1）挡土墙基础如设置在基岩上时应注意清除基岩表面层分化部分；基础如置于土层上，则不应将基础放于软土、松土及未经处理的回填土上；（2）受侵蚀性环境水作用的挡土墙，应采用抗侵蚀的水泥浆砌筑或抗侵蚀的混凝土灌注，否则应采用其他的防护措施；（3）砌筑挡土墙时，不得做成水平通缝，墙趾台阶转折处，不得做成