水土保持学第五章：水土保持工程措施

1、水土保持学水土保持学 第五章：水土保持工程措施第五章：水土保持工程措施 n概述概述 坡面治理工程坡面治理工程 沟床固定工程沟床固定工程 淤地坝工程淤地坝工程 小型水库工程小型水库工程 护岸与治滩造田工程护岸与治滩造田工程 水土保持措施水土保持措施 三大类：三大类： u工程措施工程措施坡面治理工程、沟床固定工坡面治理工程、沟床固定工 程、淤地坝工程、小型水库工程、护岸程、淤地坝工程、小型水库工程、护岸 与治滩造田工程；与治滩造田工程； u植物措施植物措施（生物措施）（生物措施）种植乔木、灌种植乔木、灌 木、牧草等；木、牧草等； u耕作措施耕作措施坡耕地保土耕作和其它农业坡耕地保土耕作和其它农业

2、改良措施。改良措施。 三大措施综合优化配置，以期达到水三大措施综合优化配置，以期达到水 保效果。而水土保持方案中的防治措保效果。而水土保持方案中的防治措 施，以恢复和改善生态环境为根本，施，以恢复和改善生态环境为根本， 主要以工程措施为主。主要以工程措施为主。 水土保持工程措施及其主要内容水土保持工程措施及其主要内容 n水土保持工程措施是应用工程原理，为防治水土流水土保持工程措施是应用工程原理，为防治水土流 失，保护、改良与合理利用山区、丘陵区和风沙区失，保护、改良与合理利用山区、丘陵区和风沙区 水土资源而修筑的各项设施。水土保持工程措施是水土资源而修筑的各项设施。水土保持工程措施是 小流域综

3、合治理措施体系的组成部分，它与水土保小流域综合治理措施体系的组成部分，它与水土保 持农业耕作措施及水土保持林草措施同等重要，不持农业耕作措施及水土保持林草措施同等重要，不 能互相代替。能互相代替。 水土保持工程主要内容水土保持工程主要内容 n水土保持工程研究的对象是斜坡及沟道中的水水土保持工程研究的对象是斜坡及沟道中的水 土流失机理，即在水力，风力、重力等外营力土流失机理，即在水力，风力、重力等外营力 的作用下，水土资源损失和破坏过程及工程防的作用下，水土资源损失和破坏过程及工程防 治措施。治措施。 水土保持工程类型 n根据兴修目的及其应用条件，将水土保持分为根据兴修目的及其应用条件，将水土保

4、持分为 以下五种类型：以下五种类型： 坡面治理工程坡面治理工程 沟床固定工程沟床固定工程 淤地坝工程淤地坝工程 小型水库工程小型水库工程 护岸与治滩造田工程护岸与治滩造田工程 5.1 坡面治理工程坡面治理工程 主要目的：主要目的： 消除或减缓地面坡度消除或减缓地面坡度 截断径流流线截断径流流线 削减径流冲刷动力削减径流冲刷动力 强化降水就地入渗与拦蓄强化降水就地入渗与拦蓄 保持水土保持水土 改善坡耕地生产条件改善坡耕地生产条件 5.1 坡面治理工程坡面治理工程 分类：分类： 斜坡固定工程斜坡固定工程 山坡截流沟山坡截流沟 梯田工程梯田工程 沟头防护工程沟头防护工程 5.1.15.1.1斜坡固定

5、工程斜坡固定工程 n斜坡固定工程是指为防止斜坡岩、土体斜坡固定工程是指为防止斜坡岩、土体 的运动，保证斜坡稳定而布设的工程措的运动，保证斜坡稳定而布设的工程措 施。施。 一、斜坡固定工程一、斜坡固定工程 u 挡墙挡墙 挡墙可防止崩塌、小规模滑坡及大规模滑挡墙可防止崩塌、小规模滑坡及大规模滑 坡前缘的再次滑动。挡墙的构造有下列几类：坡前缘的再次滑动。挡墙的构造有下列几类：重重 力式、半重力式、倒力式、半重力式、倒T型、扶壁式、支垛式、棚架型、扶壁式、支垛式、棚架 扶壁式挡墙。扶壁式挡墙。 一、斜坡固定工程一、斜坡固定工程 u抗滑桩抗滑桩 抗滑桩是穿过滑坡体将其固定抗滑桩是穿过滑坡体将其固定 在滑

6、床的桩柱。它的优点是土方量小，在滑床的桩柱。它的优点是土方量小， 省工省料，施工方便，工期短。省工省料，施工方便，工期短。 分类：分类： 木桩、钢桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩等木桩、钢桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩等 一、斜坡固定工程一、斜坡固定工程 u削坡和反压填土削坡和反压填土 削坡主要用于防止中小规模的土质滑坡和岩质斜削坡主要用于防止中小规模的土质滑坡和岩质斜 坡崩塌，削坡可减缓坡度，减小滑坡体体积，从坡崩塌，削坡可减缓坡度，减小滑坡体体积，从 而减小下滑力；反压填土是在滑坡体前面的阻滑而减小下滑力；反压填土是在滑坡体前面的阻滑 部分堆土加载，以增加抗滑力。部分堆土加载，以增加抗滑力。 一、斜

7、坡固定工程一、斜坡固定工程 u排水工程排水工程 排水工程可减免地表水和地下水对坡体稳排水工程可减免地表水和地下水对坡体稳 定性的不利影响，一方面能提高现有条件定性的不利影响，一方面能提高现有条件 下坡体的稳定性，另一方面允许坡度增加下坡体的稳定性，另一方面允许坡度增加 而不降低坡体稳定性。排水工程包括排除而不降低坡体稳定性。排水工程包括排除 地表水工程和排除地下水工程。地表水工程和排除地下水工程。 一、斜坡固定工程一、斜坡固定工程 u护坡工程护坡工程 为防崩塌，可在坡面修筑护坡工为防崩塌，可在坡面修筑护坡工 程加固。程加固。 特点：特点：省工，省时省工，省时 类型：类型：干砌片石和混凝土砌块护

8、坡、浆砌片石干砌片石和混凝土砌块护坡、浆砌片石 和混凝土护坡、格状框条护坡、喷浆和混凝和混凝土护坡、格状框条护坡、喷浆和混凝 土护坡、锚固法护坡等土护坡、锚固法护坡等 块石护坡块石护坡 公路护坡公路护坡 一、斜坡固定工程一、斜坡固定工程 u植物固坡措施植物固坡措施 植物可以防止径流对坡面的冲刷，植物可以防止径流对坡面的冲刷， 在坡度小于在坡度小于50 度的坡上，能在一定程度上防止度的坡上，能在一定程度上防止 崩塌和小规模滑坡，而且植树造林种草可以减缓崩塌和小规模滑坡，而且植树造林种草可以减缓 地表径流，从而减轻地表侵蚀，保护坡脚地表径流，从而减轻地表侵蚀，保护坡脚 类型：类型： 坡面防护林坡面

9、防护林乔灌木混交林乔灌木混交林 坡面种草坡面种草选择生长快的矮草种选择生长快的矮草种 坡面生物（工程综合措施）坡面生物（工程综合措施）工程措施和植物措施工程措施和植物措施 结合结合 生态护坡 种草护坡 一、斜坡固定工程一、斜坡固定工程 u滑动带加固工程滑动带加固工程 防治沿软弱夹层的滑坡，加防治沿软弱夹层的滑坡，加 固滑动带是一项有效措施。即采用机械的或物固滑动带是一项有效措施。即采用机械的或物 理化学的方法，提高滑动带强度，防止软弱夹理化学的方法，提高滑动带强度，防止软弱夹 层进一步恶化，加固方法有层进一步恶化，加固方法有普通灌浆法、化学普通灌浆法、化学 灌浆法和石灰加固法灌浆法和石灰加固法

10、等。等。 采用水泥、黏土制成浆液，用机械方采用水泥、黏土制成浆液，用机械方 法灌浆，通过爆破、开挖软弱滑动带，法灌浆，通过爆破、开挖软弱滑动带， 增加滑床岩土体的裂隙，然后填入混增加滑床岩土体的裂隙，然后填入混 凝土，或借助一定压力灌浆，增加坡凝土，或借助一定压力灌浆，增加坡 体抗滑能力，防渗阻水。体抗滑能力，防渗阻水。 化学灌浆比较省工，采用各种化学灌浆比较省工，采用各种 高分子化学材料配制浆液，借高分子化学材料配制浆液，借 助压力钻孔灌浆，提高滑动带助压力钻孔灌浆，提高滑动带 强度。强度。 根据阳离子的扩散效应，根据阳离子的扩散效应， 由溶液中的阳离子交换出由溶液中的阳离子交换出 土体中的

11、阴离子而使土体土体中的阴离子而使土体 稳定。稳定。 一、斜坡固定工程一、斜坡固定工程 u落石防护工程落石防护工程 悬崖和陡坡上的危石对坡下的悬崖和陡坡上的危石对坡下的 交通设施、房屋建筑及人身安全都会有很大的交通设施、房屋建筑及人身安全都会有很大的 威胁，而落石预测很难，所以要及早进行防护，威胁，而落石预测很难，所以要及早进行防护， 类型：类型：防落石棚、挡墙加拦石栅、囊式栅栏、利防落石棚、挡墙加拦石栅、囊式栅栏、利 用树木的落石网和金属网覆盖。用树木的落石网和金属网覆盖。 5.1.2 山坡截流沟山坡截流沟 u截流沟的作用截流沟的作用 截短坡长截短坡长 阻截径流，减免径流冲刷阻截径流，减免径流

12、冲刷 农田灌溉作用（将分散的坡面径流集农田灌溉作用（将分散的坡面径流集 中起来，输送至蓄水工程或农田、草中起来，输送至蓄水工程或农田、草 地或林地）地或林地） 5.1.2 山坡截流沟山坡截流沟 u截流沟布置截流沟布置 坡度在坡度在40%以下的坡地，与以下的坡地，与 纵向排水沟相连，排走径流，在坡面上均纵向排水沟相连，排走径流，在坡面上均 匀布置，如有公路或多级削坡马道，应充匀布置，如有公路或多级削坡马道，应充 分利用其内侧设置的截水沟。分利用其内侧设置的截水沟。 5.1.2 山坡截流沟山坡截流沟 截水沟布置 5.1.2 山坡截流沟山坡截流沟 u截水沟断面设计截水沟断面设计 （1）沟道纵坡）沟道

13、纵坡 1/10001/300i s/m10. 003. 0 3 设 Q 1/15001/800i s/m3 . 01 . 0 设 Q 5.1.2 山坡截流沟山坡截流沟 u截水沟断面设计截水沟断面设计 （2）设计洪峰流量）设计洪峰流量 AiCQ i最大暴雨强度 A集雨面积 C流量系数 5.1.2 山坡截流沟山坡截流沟 u截水沟断面设计截水沟断面设计 （3）沟道横断面）沟道横断面 RiCV 5.1.3 梯田工程梯田工程 梯田是山区、丘陵区常见的一种基本农田，它是梯田是山区、丘陵区常见的一种基本农田，它是 由于地块顺坡按等高线排列呈阶梯状而得名。在坡地由于地块顺坡按等高线排列呈阶梯状而得名。在坡地

14、上沿等高线修成台阶式或坡式断面的田地。上沿等高线修成台阶式或坡式断面的田地。 5.1.3 梯田工程梯田工程 1 梯田作用梯田作用 改变地形，减沙、改善土壤水分和肥力改变地形，减沙、改善土壤水分和肥力 拦截天然降水拦截天然降水 修建梯田，对培肥土壤，提高产量修建梯田，对培肥土壤，提高产量 5.1.3 梯田工程梯田工程 2 梯田分类梯田分类 u按修筑的断面形式分类：按修筑的断面形式分类： 水平梯田：水平梯田：田面呈水平，田面呈水平，适于种植水稻、适于种植水稻、 旱作物和果树等。旱作物和果树等。 坡式梯田：坡式梯田：顺坡每隔一定间距沿等高线修顺坡每隔一定间距沿等高线修 筑地埂，依靠逐年耕翻、径流冲淤

15、并加高筑地埂，依靠逐年耕翻、径流冲淤并加高 地埂，使田面坡度逐年变缓，终至成水平地埂，使田面坡度逐年变缓，终至成水平 梯田的一种过渡形式。梯田的一种过渡形式。 按修筑的断面形式分类：按修筑的断面形式分类： 反坡梯田：反坡梯田：适于栽植林、果木及旱作。适于栽植林、果木及旱作。 田面微向内侧倾斜，反坡田面微向内侧倾斜，反坡一般可达一般可达20， 能增加田面蓄水量，并使暴雨时过多的能增加田面蓄水量，并使暴雨时过多的 径流由梯田内侧安全排走。径流由梯田内侧安全排走。 波浪式梯田：波浪式梯田：一般是在小于一般是在小于7 70 0的缓坡地的缓坡地 上，每隔一定距离沿等高线方向修软埝上，每隔一定距离沿等高线

16、方向修软埝 和截水沟，两埝之间保持原来坡面。和截水沟，两埝之间保持原来坡面。 u按田坎建筑材料分类按田坎建筑材料分类 土坎梯田土坎梯田 石坎梯田石坎梯田 植物梯田植物梯田 5.1.3 梯田工程梯田工程 5.1.3 梯田工程梯田工程 （3）按梯田利用方向分类按梯田利用方向分类 农用梯田农用梯田 果园梯田果园梯田 林木梯田林木梯田 5.1.3 梯田工程梯田工程 （4）按施工方法分类按施工方法分类 人工梯田人工梯田 机修梯田机修梯田 梯田（旅游用途） 农作物梯田农作物梯田 水稻梯田 小麦梯田 u耕作区的规划，必须以一个经济单位耕作区的规划，必须以一个经济单位( (一个镇一个镇 或一个乡或一个乡) )

17、农业生产和水土保持全面规划为基础。农业生产和水土保持全面规划为基础。 根据农林牧全面发展，合理利用土地的要求，根据农林牧全面发展，合理利用土地的要求， 研究确定农林牧业生产的用地比例和具体位置，研究确定农林牧业生产的用地比例和具体位置， 选出其中坡度较缓、土质较好、距村较近，水选出其中坡度较缓、土质较好、距村较近，水 源及交通条件比较好，有利于实现机械化和水源及交通条件比较好，有利于实现机械化和水 利化的地方，建设高产稳产基本农田，然后根利化的地方，建设高产稳产基本农田，然后根 据地形条件，划分耕作区。据地形条件，划分耕作区。每个耕作区面积，每个耕作区面积， 一般以一般以50100亩为宜。亩为

18、宜。 耕作区的规划耕作区的规划 在每个耕作区内，根据地面坡度、坡向等因素，进行具体在每个耕作区内，根据地面坡度、坡向等因素，进行具体 的地块规划。原则：的地块规划。原则： 顺等高线呈长条形、带状布设，尽量避免远距离运送土方。顺等高线呈长条形、带状布设，尽量避免远距离运送土方。 地形复杂段，地块布设必须注意地形复杂段，地块布设必须注意“大弯势，小弯取直大弯势，小弯取直”。 田面比降以利于行水。田面比降以利于行水。 规划时根据情况确定地畛长度以利于耕作，地畛长不宜小规划时根据情况确定地畛长度以利于耕作，地畛长不宜小 于于100m。 如遇插花地时，根据如遇插花地时，根据“自愿互利自愿互利”和和“等价

19、交换等价交换”的原则，的原则， 进行协商和调整，便于施工和耕作。进行协商和调整，便于施工和耕作。 5.1.3 5.1.3 地块规划地块规划 附属建筑物规划的合理与否，直接影附属建筑物规划的合理与否，直接影 响到梯田建设的速度、质量、安全和生产效响到梯田建设的速度、质量、安全和生产效 益。益。 坡面蓄水拦沙设施的规划坡面蓄水拦沙设施的规划 包括包括“引、蓄、灌、引、蓄、灌、 排排”等缓流拦沙附属工程。规划时，既要做到各设等缓流拦沙附属工程。规划时，既要做到各设 施之间的紧密结合，又要做到与梯田建设的紧密结施之间的紧密结合，又要做到与梯田建设的紧密结 合。规划程序上可按合。规划程序上可按“蓄引结合

20、，蓄水为灌，灌余蓄引结合，蓄水为灌，灌余 后排后排”的原则进行。的原则进行。 梯田附属建筑物规划梯田附属建筑物规划 梯田附属建筑物规划梯田附属建筑物规划 梯田区的道路规划梯田区的道路规划 三个三个“保证保证”原则。原则。 保证机械化耕作顺利进行；保证路面完保证机械化耕作顺利进行；保证路面完 整和畅通；保证不因路面径流而冲毁农整和畅通；保证不因路面径流而冲毁农 田。田。 灌溉排水设施的规划灌溉排水设施的规划 规划布置完整的规划布置完整的 灌溉系统；围绕梯田建设，合理布设蓄灌溉系统；围绕梯田建设，合理布设蓄 水灌溉和排洪防冲工程。水灌溉和排洪防冲工程。 梯田断面设计的基本任务，是确定在不同梯田断面

21、设计的基本任务，是确定在不同 条件下梯田的最优断面。所谓条件下梯田的最优断面。所谓“最优最优”断面，断面， 就是同时达到下述三点要求：就是同时达到下述三点要求： 要适应机耕和灌溉要求；要适应机耕和灌溉要求； 要保证安全与稳定；要保证安全与稳定； 要最大限度地省工。要最大限度地省工。 4 梯田断面设计梯田断面设计 u梯田的断面要素梯田的断面要素 5.1.3 梯田工程梯田工程 sin ctgctg ctgctg( ctg ctg 1 H B B H HBBB HB HB nm n m ） u梯田田面宽度的设计梯田田面宽度的设计 根据不同地形和坡度条件，在不同地区，应分根据不同地形和坡度条件，在不同

22、地区，应分 别采用不同的田面宽度。别采用不同的田面宽度。 残塬、缓坡地区：残塬、缓坡地区：农耕地一般坡度在农耕地一般坡度在5度以下，度以下， 田面宽度一般以田面宽度一般以30m左右为宜。左右为宜。 丘陵陡坡地区：丘陵陡坡地区：一般坡度一般坡度1030度，田面宽度度，田面宽度 不小于不小于8m。 5.1.3 梯田工程梯田工程 设计梯田时必须在适应机耕和灌溉的同时，最大限设计梯田时必须在适应机耕和灌溉的同时，最大限 度的省工，而且在保证这一条件下，根据当地具体度的省工，而且在保证这一条件下，根据当地具体 条件，确定适当的宽度。条件，确定适当的宽度。 注注 意意 梯田埂坎外坡的基本要求：梯田埂坎外坡的基本要求：在一在一 定的土质和坎高条件下，要保证埂坎定的土质和坎高条件下，要保证埂坎 的的安全稳定安全稳定，并尽可能地，并尽可能地少占农地，少占农地， 少用工少用工。 埂坎外坡的设计埂坎外坡的设计 埂坎外坡的设计埂坎外坡的设计 n在一定的土质和坎高条件下，埂坎外坡越缓则安全在一定的土质和坎高条件下，埂坎外