第5章：水土保持工程措施_2017

（一）谷坊的作用：
✓ 固定与抬高侵蚀基面，防止沟床下切
✓ 抬高沟床，稳定山坡山脚 ✓ 减缓沟道纵坡，减小山洪流速 ✓ 使沟道逐渐淤平，形成坝阶地
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（二）谷坊分类
✓按使用年限：分永久性和临时性谷坊，浆砌石谷坊、混 凝土谷坊、钢筋混凝土谷坊为永久性。 ✓按透水性：透水性谷坊和不透水性谷坊 ✓按建筑材料：土谷坊、石谷坊、柳谷坊
1.梯田的作用
改变地形，拦蓄雨水，减少径流，增加入渗，减少土壤侵 蚀量，改良土壤，达到保水、保土、保肥的目的
梯田是改造坡地，促进山区、丘陵区农业生产的一项重要 措施。
法律规定25°以下的坡地一般可修成梯田种植农作物； 25°以上的则应退耕植树种草。
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2.梯田的分类
（1）按断面分
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a. 水平梯田：田面水平，适宜于种植水稻和其他旱作、 果树。
例： 云南红河州哈尼梯田
CCTV美丽中国湿地行 2013中国十大魅力湿地
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4.3 沟道工程
定义：是固定沟床，拦蓄泥沙，防止和减轻山洪和
泥石流灾害采用的工程措施：如沟头防护工程、谷坊、拦沙 坝、淤地坝、小型水库、护岸工程等。
作用：防止沟道底部下切，固定并抬高侵蚀基面，
减缓沟道纵坡，减小山洪流速。
普通灌浆法：采用由水泥、粘土 等普通材料制成的浆液，用机械 方法灌浆。
化学灌浆法：采用由各种高分子 化学材料配制的浆液，借助一定 的压力把浆液灌入钻孔。
石灰加固法：是根据阳离子的扩 散效应，由溶液中的阳离子交换 出土体中阴离子而使土体稳定。
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7 植物固坡工程
坡面生物—工程综合措施，即在布置的拦挡工程的坡面或 工程措施间隙种植植被。例如，在挡土石墙、石笼墙、铁 丝链墙、格栅和格式护墙上加上植物措施，可以增加这些 挡墙的强度。
就地入渗与拦蓄，保持水土，改善坡耕地生产条件，为作物的 稳产、高产与生态环境建设创造条件。
包括： 4.2.1 斜坡固定工程 4.2.2 梯田工程
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4.2.1 斜坡固定工程
护坡 工程
挡墙
排水 工程
抗滑 桩
斜坡固 定工程
削坡和反 压填土
滑动带 加固
植物
……
固坡
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1. 挡墙
是用来侧向支撑土体的构筑物。又称挡土墙。
特点:
实施简单；投资少；效果好；易于被群众接受。
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2.沟道工程
主要措施：
沟头防护工程、谷坊工程、拦沙坝、淤地坝、沟道护岸工程。
谷坊
拦沙坝
淤地坝
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2.沟道工程
作用：
固定沟床，防止沟头前进、沟床下切，减缓沟床纵坡，调节山洪洪 峰流量；
拦蓄泥沙，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。
地面坡度(°) 5 10 15 20 25
田坎高度(m) 1
田坎坡度
质地
(°)
粘性土
70
沙性土
65
1.5
粘性土
65
沙性土
60
1
粘性土
70
沙性土
65
1.5
粘性土
65
沙性土
60
1
粘性土
70
沙性土
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1.5
粘性土
65
沙性土
60
1
粘性土
65
沙性土
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1.5
粘性土
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沙性土
55
1
粘性土
65
沙性土
60
1.5
粘性土
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4.2.2 梯田工程
中国是世界上最早修筑梯田的国家之一，据不完全统计，目 前全国共修梯田667万多公顷，其中黄土高原新建和改造旧 梯田约267万ha(内条田约100万公顷)，成为发展农业生产 的一项重要措施。
梯田的作用 梯田的分类 梯田的规划 梯田的断面设计
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梯田——在坡地上沿等高线修成台阶式或坡式断面的田 地
实施坡改梯、坡面水系工 程和田间道路相结合的坡面水 土综合整治。在小流域综合治 理规划的基础上，选择坡度较 缓又相对集中的坡耕地修建石 坎或土坎梯田；在梯田的上部 修筑拦水沟，在梯田间布设蓄 水池和沉沙池，通过小型渠系 将拦水沟、梯田、沉沙池和蓄 水池连通，同时与渠系结合建 设农田道路。坡面水系工程可 以起到拦、导、蓄、排、灌的 作用，降雨时将上游坡面的来 水和梯田里多余的水量通过渠 系引入蓄水池，蓄水池蓄满后 则从下游排出，干旱时则将蓄 水池里的水放出，用于灌溉。
60
37
沙性土
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计算方法之二：
➢ 根据地面坡度、机耕和灌溉需要先确定田面宽度， 然后计算田坎高度等。
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各要素之间具体计算方法：
田面宽：B=H（ctgα-ctgβ） 田面毛宽：Bm=H ctgα 埂坎占地宽：Bn=H ctgβ 耕作田面宽：b=B-D 田面斜宽：L=H/sinα 田坎高：H=L sinα
排水洞和截水墙等。
暗沟 明沟
5 护坡工程
为防止崩塌，可在坡面上修筑护坡工程进行加固。 常见的有干砌片石和混凝土砌块护坡、浆砌石和混凝土护坡、 格状框条护坡、喷浆和混凝土护坡、锚固法护坡等。
干砌石护坡 喷浆护坡
浆砌护坡
格状护坡
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6 滑动带加固措施
采用机械的或物理化学的方法，提高滑 动带强度，防止软弱夹层进一步恶化。
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（六）谷坊的施工
土谷坊：坝体结构与淤地坝、小
水库相似，主要区别在于山洪携带 泥石多，谷坊易淤满，坝体内一般 不设泄水管。
石谷坊：用石料筑成，石
料来源充足、水流冲刷力大 的地方，宜修筑石谷坊。
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4.3.3 拦砂坝工程
是以拦蓄山洪及泥石流沟道中固体物 质为主要目的，防治泥沙灾害的挡拦建 筑物，是荒溪治理主要的沟道工程措施， 坝高一般为3-15米。
（一）作用
✓拦蓄泥沙，避免对下游的危害，便于下游河道整治 ✓提高侵蚀基准面，减缓坝上游淤积段河床比降，加宽河床，减小流速 和径流深，从而大大减小水流的侵蚀能力 ✓淤积物淤满上游两岸坡脚，由于坡面比降降低，坡长减小，坡面冲刷 作用和岸坡崩塌作用减弱，最终趋于稳定； ✓在减少泥沙来源和拦蓄泥沙方面能起很大作用。
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b. 隔坡梯田：相邻两水平阶台之间隔一斜坡段的梯田。
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c. 坡式梯田：顺坡向每隔一定间距沿等高线修筑地埂而成的 梯田。依靠逐年耕翻、径流冲淤并加高地埂，使得田面坡 度逐年变缓，终至水平梯田，是一种过渡形式。
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d. 反坡梯田：田面微向内测倾斜，反坡一般可达2°。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。 适于栽植旱作与果树。
α -地面坡度，°
h -地埂高，m
β -田块坡度
Bn -田坎占地宽
H -田坎高度
b -耕作田面宽
B -田块宽
Bm -田面毛宽
D -地埂底宽
L -田面斜宽 d -地埂顶宽
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计算方法之一：
➢ 根据土质和地面坡度选定田坎高度和田坎坡度， 然后计算田面宽度。
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根据土质和地面坡度选定田坎高度和田坎坡度
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➢ 梯田的缺点：
• 费工，成本高：在15-20度坡修梯田每公顷（15 亩）420-900工日，按每工日100元计算，约 42000-90000元；
• 土地利用率低：约64.8%； • 田间作用不方便。
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例：长江上游坡耕地整治经验
科学考察简报2006年第14期
长江上游坡耕地水土综合整治模式
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包括：
4.3.1 沟头防护工程
4.3.2 谷坊工程
4.3.3 拦砂坝工程
4.3.4 淤地坝工程
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4.3.1 沟头防护工程
防止沟头前进，保护坡面不被切割而修建在沟头的水土 保持工程。根据沟头防护工程的作用，可分为蓄水式沟头防护 工程和排水式沟头防护工程。
（一）蓄水式沟头防护工程
适用于沟头上部来水较少时。沿沟边修筑一道或数道水 平半圆形沟埂，拦蓄坡面径流，防止径流入沟道。如：沟埂式 沟头防护
作用：控制水流流向，防护河岸或沟岸、水库坝坡免受冲刷。
特点：技术要求高；投资大。
4.2 坡面治理工程
坡面在山区农业中占有重要地位，斜坡是泥沙和径流的 策源地，坡面治理是基础。
定义：为防治坡面水土流失而修筑的一些工程措施，如
斜坡固定、梯田、山边沟、鱼鳞坑等。
目的：消除或减缓地面坡度，截短径流流线，强化降水
小弯取直、比降不应大于1/200、长度不要小于100m、根据 “自愿互利”和“等价交换”的原则征地。
(3) 附属建筑物规划：
坡面蓄水拦沙设施的规划 梯田区的道路规划 灌溉排水设施的规划
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4.梯田的断面设计
最优的断面，应满足三点要求：
一，适应机耕和灌溉要求； 二，保证安全与稳定， 三，最大限度地省工。 最优断面的关键是确定适当的田面宽度和埂坎坡度。
采用人工方法增加急流槽的粗糙程度，以减小急流的冲刷作用。
台阶式跌水沟头防护：分为单级式和多级式，单级台阶式适用于落
差1.5-2.5m，地形降落比较集中的地方。多级台阶式适用于落差较大， 地形降落距离较长的地方。
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4.3.2 谷坊工程
山区沟道内防止沟床冲刷及泥沙灾害而修建的横向挡拦建 筑物，又称防冲坝、沙土坝、闸山坝。高度一般小于3m。
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沟埂式沟头防护
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（二）泄水式沟头防护工程
沟头集水面积较大，沟埂不能有效拦蓄径流；侵蚀的沟 头邻近村镇，威胁交通，不允许采用蓄水式防护。泄水式沟头 防护工程有：悬臂跌水式、陡坡式沟头防护和台阶式跌水。
水流通过水槽直 接下泄到沟底， 不让水流冲刷跌 水壁，沟底应有 消能措施，防止 冲刷。
陡坡式沟头防护：适用于落差较小、地形降落线较长的地点。通常
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(2) 按建筑材料分
石坎梯田
土坎梯田
植物田坎梯田
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(3) 按利用方向分
农用梯田
果园梯田
3.梯田的规划
(1) 耕作区的规划：以一个经济单位（乡、镇）的农业生产
和水土保持规划为基础。选择坡度较缓、土质较好、水源和交 通条件较好，有利于实现机械化和水利化的地方。
(2) 地块规划：考虑的原则：地块的平面形状、大弯随势，
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4.1 概述
一、概念
水土保持工程措施是指为了防治水土流失危害，保 护和合理利用水土资源而修筑的各项工程设施。
二、类型
根据修建目的及其应用条件，分为：
① 坡面治理工程； ② 沟道工程； ③ 小型蓄排引水工程； ④ 护岸和治滩工程。
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1.坡面治理工程
主要措施：梯田Βιβλιοθήκη Baidu拦水沟埂、水平沟、水平阶、鱼鳞坑、山坡截流沟
挡土墙等。
梯田
水平阶
鱼鳞坑
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1.坡面治理工程
作用：
改变微地形，将雨水及融雪水就地拦蓄，使其渗入农地、草地或 林地，减少或防止形成坡面径流，增加农作物、牧草以及林木可 利用的土壤水分；
将未能就地拦蓄的坡地径流引入小型蓄水工程； 在有发生重力侵蚀的坡地上，可以修筑排水工程或支挡建筑物防
止滑坡。
特点：
技术要求高；投资大。
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3.小型蓄排引水工程
主要措施：小水库、蓄水塘坝、引水工程等。
水塘
水窖
作用：将坡地径流及地下潜流拦蓄起来，在减少水土流失危害的同
时，灌溉农田，提高作物产量。
特点：技术要求高；投资大。 12
4.护岸与治滩工程
主要措施：护基工程、护坡工程、治滩工程等。
护基工程
治滩工程
（三）谷坊类型的选择：
取决于地形、地质、建筑材料、劳力、技术、经济防护目 标等。往往一条沟道需要修建谷坊群，才能达到预期效果。
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（四）谷坊位置的选择：
① 谷口狭窄；② 河床基岩外露；③ 上游有宽阔平坦的 储沙区；④ 在汇合点的下游；⑤ 避开天然跌水
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（五）谷坊的设计
✓高度：承受水压力和土压力不被破坏 ✓间距：与淤积泥沙的临界不冲坡度有关
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3 削坡和反压填土
——削去主滑部分，填在 阻滑部分。
1—削土减重部位 2—卸土修堤反压 3—渗沟 4—滑坡体 5—不透水层
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4 排水工程
排除地表水 包括防渗工程和
水沟工程。
拦截病害斜坡以 外的地表水
防止病害斜坡 内的地表水大 量渗入，并尽
快汇集排走
排出地下水工程 包括渗沟、明暗沟、排水孔、
主要用于防止崩塌、小规模滑坡、大规模滑坡前缘的再次滑动。 16
3/2/2020
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2 抗滑桩
——是穿过滑体深入 滑床以下稳定部分 以固定滑体的一种 桩柱。
抗滑桩 不透水层
由多根抗滑桩组成的桩群共同支撑滑体的下滑力。 省工省料，施工方便，工期短，广泛采用。 材料：木桩、钢桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩等。 适用于滑体不太厚，滑床比较稳固的情况。
《水土保持原理与技术》
第五章 水土保持工程措施
水文水资源学院
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水土保持措施
是指为了防治水土流失危害，保护、改良和合理利用水土资 源，在流域水土保持规划基础上所采取的工程措施、林草措施和 农业措施的总称。
沟道治理
林业措施
等高耕作
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水土保持措施分类
根据治理 对象分类
荒地治理 措施
风沙治理 措施
坡耕地 治理措施
综合 措施
沟壑治理 措施
小型水利 工程
崩岗治理 措施
3
水土保持措施分类
工程 措施
根据措施 特性分类
综合 措施
林草 措施
农业 措施
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水土保持措施规划布设原则
1. 采用综合措施进行治理； 2. 沟坡兼治、上下游相结合；
综合措施
上下游 结合治
理
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本章主要内容
4.1 概述 4.2 坡面治理工程 4.3 沟道工程 4.4 小型蓄排引水工程 4.5 护岸和治滩工程