6.1-2 淤地坝解析

A i A i 1 Vi L i 2
式中：ΔVi—相邻两个横断面之间的部分库容，m3； Ai，Ai+1—同一坝高上，相邻两横断面的面积，m2； ΔLi—相邻两横断面之间的距离，m。

③简易计算法。在没有图件资料的情况下， 可采用该法近似计算。

淤地面积计算：A=2/3∙B∙L
式中：A—淤地面积，m2；

2 淤地坝坝高H与库容V、面积A关系曲线 （ H~A和H~V ）绘制法
淤地面积和库容的大小是淤地坝工程设计与 方案选择的重要依据，而它又是随着坝高而 变化的。确定其值时，一般采用根据H~A和 H~V关系曲线查算。

绘制方法：等高线法和横断面法。
淤地坝坝高(H)、淤地面积(F)、库容(V)关系曲线


表6-2 淤地坝设计洪水标准与淤积年限
淤地坝类型
项目
单位
小型 中型 大（二） 型 大（一）型
库容
104m3
＜10
10～＜50
50～＜100
100～＜500
设计 洪水重现 期（a） 校核
年
10～20
20～30
30～50
30～50
年
30
50
50～100
100～300
设计淤积年限（a）
年
5
5～10
10～20
四、淤地坝的分级标准
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。参考水库分级标准，并考虑群众 习惯叫法，可分为大、中、小型三级。
表6-1为《水土保持综合治理技术规范· 沟壑治理技术》 （GB/T16453.3-1996）所列分级标准，供参考。 表6-1 淤地坝分级标准
分级标准 库容(×104m3) 坝高（m） 单坝淤地面积 （hm2） 控制流域面积 （km2）
大型 中型 小型
50～500 10～50 1～10
>25 15～25 5～15
>7 2～ 7 0.2～2
>3～5 1～ 3 <1


五、淤地坝的设计洪水标准
淤地坝建设中存在的突出问题是容易被洪水冲毁。毁坝原 因，除有些地方淤地坝的质量不合要求外，其主要原因是 淤地坝的设计洪水标准偏低，一般采用10年或20年一遇。 1977年陕西绥德县韭园沟冲毁252座，主要由于溢洪道排 洪能力小，洪水漫顶冲毁的达94%。 但是提高设计洪水标准，必然加大建筑费用，故确定经济 合理的洪水设计标准十分重要。 淤地坝设计洪水标准可参考《水土保持综合治理技术规 范· 沟壑治理技术》（GB/T16453.3-1996）见表6-2；骨干 坝等别划分及设计标准采用《水土保持治沟骨干工程技术 规范》（SL289-2003）见表6-3。
20～30
表6-3 拦洪（骨干）坝等别划分及设计标准
总 库 容 （104m3） 工程等别
100～500 四
50～100 五
主要建筑物
建筑物级别 次要建筑物
4
5
5
5
设计 洪水重现期（a）
校核 设计淤积年限（a）
30～50
300～500 20～30
20～30
200～300 10～20
第二节 淤地坝工程规划


（一）坝系规划原则
1 以小流域为单元，上下游、干支沟全面规划，统筹安排。 坚持沟坡兼治、生物与工程措施相结合，形成完整的水土保 持体系。 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。 4 坝系中必须布设一定数量的控制性的骨干坝，作为安全生 产的中坚工程。 5 坝系规划的同时，提出交通道路规划。 6 对泉水、基流水源，提出保泉、蓄水利用方案，勿使水资 源埋废。并提出坝地盐渍化防治措施。
图6-1 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

三、淤地坝的分类 按筑坝材料可分为土坝、石坝、土石混合 坝等； 按坝的用途可分为缓洪骨干坝、拦泥生产 坝等； 按施工方法可分为夯碾坝、水力冲填坝、 定向爆破坝、堆石坝、干砌石坝、浆砌石 坝等。




<3>坝址地质构造稳定，两岸无疏松的坍土、滑坡体， 断面完整，岸坡小于60°。坝基均匀性好，压缩性 较小。岩层要避免活断层和较大裂隙，尤其要避免 可能造成坝基滑动的软弱层。
<4>应避开沟岔、弯道、泉眼，遇有跌水应选在跌水 上方。坝肩不能有冲沟，以免洪水冲刷坝身。 <5>库区淹没损失要小，应尽量避免村庄、大片耕地、 交通要道和矿井等被淹没。






（二）建坝密度
根据降雨情况、沟道比降、沟壑密度、淤地条件等，
按梯级开发利用原则，因地制宜地规划确定。

据各地经验：在沟壑密度5-7km/km2，沟道比降2%在沟壑密度3-5km/km2，适宜建坝的残垣沟壑区，建 坝2-4座/km2； 沟道比降大的土石山区，建坝5-8座/km2比较适宜。

二、淤地坝的组成及其运用特性
淤地坝由坝体、溢洪道、放水建筑物组成，布置形式如图6-1。 坝体是挡水拦泥建筑物，以拦蓄洪水，淤积泥沙，抬高淤积 面；溢洪道是排泄洪水的建筑物，当坝内洪水位超过设计高 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；放水建筑物排泄沟道常流水和库内清水等，多采用竖井 和卧管。反滤排水设备用来排除坝内地下水，防止坝地盐碱 化，增加坝坡稳定性。 淤地坝设计、施工、管理技术与水库有异同。它的构成 “三 大件”齐全；但由于非长期蓄水，它比水库设计洪水标准低， 坝坡较陡，对地质条件要求低，坝基、岸坡处理和背水坡脚 排水设施简单；设计和运用上可不考虑坝基渗漏和放水骤降 等。
3%，适宜建坝的黄土丘陵沟壑区，可建坝3-5座/km2；




（三）坝系形成顺序
1 先支后干。优点：工程安全，见效快，先易后
难，节节拦蓄。
缺点：控制面积小，淤地少

2 先干后支。优点：控制面积大，淤地多。 3 以干分段，按支分片，片段分治。流域面积大， 乡村多时，可分段划片包干治理。
缺点：设计标准高，投资大。
第六章 淤地坝
本章内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节

淤地坝的作用、组成和分类 淤地坝工程规划 淤地坝调洪演算 土坝设计 溢洪道设计 放水建筑物设计
淤地坝：指在沟道里为了拦泥、
淤地所建的横向建筑物，坝内所
淤成的土地称为坝地。
第一节 淤地坝的作用、组成和分类

4 水文气象资料：包括降水、暴雨、洪水、径流、泥沙情况， 气温变化和冻结深度等。
5 天然建筑材料的调查：包括土、砂、石、砂砾料的分布，结 构、性质和储量等。 6 社会经济调查资料：包括流域内人口、劳力、家畜、土地利 用现状、水土流失情况、治理现状及治理经验。



7 其他条件：包括交通运输、电力、施工机械、居民点、淹没 损失、当地建筑材料的单价等。



③坝址地形图：一般采用1:1000或1:500的实测现状 地形图，等高线间距0.5-1m，测至坝顶以上10m。用 此图规划坝体、溢洪道和泄水洞，估算大坝工程量， 安排施工期土石场、施工导流、交通运输等。 ④溢洪道、泄水洞等建筑物所在位置的纵横断面图： 横断面图用1:100-1:200比例尺；纵断面图可用不同 比例尺。这两种图可用来设计建筑物和估算挖填土石 方量。 上述各图在特殊情况下，可以适当放大和缩小。规划 设计所用图表，一般均应统一采用黄海高程系和国家 颁布的标准图式。


一、坝系规划 一个小流域内修有多种坝，有拦泥淤地的生产坝、 拦蓄洪水的防洪坝、蓄水灌溉的蓄水坝，形成以 生产坝为主，拦泥生产、防洪、灌溉相结合的坝 库工程体系，称为坝系。坝系可分为干系、支系、 系组。干沟上的则为干系；某级支沟中的坝系称 为支系；在一条沟道中，视沟的长短可分为一个 或几个系组。 合理坝系布设方案，应满足投资少、多拦泥、淤 好地，使拦泥、防洪、灌溉三者紧密结合为完整 的体系，达到综合利用水沙资源的目的，尽快实 现沟壑川台化。为此，首先必须做好坝系规划。
四、集水面积测算及库容曲线绘制

1 集水面积计算法
计算集水面积的方法很多，一般淤地坝的控制集 水面积可用求积仪法、几何法、经验公式法。

①求积仪法：采用求积仪时，要注意校核仪器
本身的精度和比例，一般将量出图上的面积乘以 地形图比例尺的平方值，即得集水面积。
几何法

②方格法：用透明的方格纸铺在划好的集水面



<6>坝址还必须结合坝系规划统一考虑。有时单从坝 址本身考虑比较优越，但从整体衔接、梯级开发上 看不一定有利，这种情况需要注意。
三、资料收集和地形测量
工程规划时，一般需收集和实测如下资料： 1 地形、地貌资料 包括：所在流域位置、面积、水系、所属行政、水土保 持类型区、地形和地貌特点。 ①坝系平面布置图：在1:10000地形图标出坝系位置。 ②库区地形图：一般采用1:5000或1:2000的地形图。 等高线间距用2-5m，测至淹没范围10m以上。它可以 用来计算淤地面积、库容和淹没范围，绘制高程与淤 地面积曲线和高程与库容曲线。
B—相应于溢洪道底部的沟道宽度，m； L—回水长度，m。


一、淤地坝的作用
（1）稳定和抬高侵蚀基点，防止沟底下切和沟岸崩塌，控 制沟头前进和沟壁扩张。
（2）蓄洪、拦泥、削峰，减少入河、入库泥沙，减轻下游 洪沙灾害。 （3）拦泥、落淤、造地，使沟道川台化，变荒沟为良田， 为山区农林牧发展创造有利条件。


淤地坝主要目的在于拦泥淤地，一般不长期蓄水，其下游也 无灌溉要求。随着淤积面的逐年提高，坝体与坝地连成一 个整体，故坝体可看作是重力挡泥（土）墙。
Hn—两相邻等高线的高差，m。


②横断面积法：没有库区地形图时，可用横断面法 粗略计算。
首先测出坝轴线处的横断面Bi，然后在坝区内沿沟道的主槽 中心线测出沟道的纵断面Li，再在有代表性的沟槽（或沟槽 形状变化较大）处测出其横断面Bi+1。量得每个横断面在同一 坝高上的横断面顶部宽度,根据相邻两断面的顶部距离，则可 求得两个横断面之间的水面面积，然后把同一坝高时各个横 断面之间的水面面积累加起来，即为该坝高相应的淤地面积。

①等高线法：利用库区地形图，等高距按地 形条件选择，一般为2-5m。首先量出各层等 高线间的面积，→计算各层间库容及累计库 容，→然后绘出H~A和H~V关系曲线。相邻 两等高线间的体积为：
A n A n 1 Vn Hn 2
式中：Vn—相邻两等高线之间的体积，m3； An,An+1—相邻两等高线对应的面积，m2；
Bi Bi 1 A i Li 2
式中：ΔAi—同一坝高两个横断面之间的水面面积，m2； Bi，Bi+1—同一坝高上，相邻两横断面顶部宽度，m； ΔLi—相邻两横断面之间的距离，m。

计算库容时，在各横断面图上以不同高度线为顶线，求出其 相应的横断面面积，由相邻的两横断面面积平均值乘以其间 距，便得出此二横断面不同高程时的容积。最后把部分容积 按不同高程相加，即为各种不同坝高时的库容。最后绘出相 应曲线。
积平面图上，数一下流域内有多少方格，根据每 一个方格代表的实际面积，乘以总的方格数，就
得出集水总面积。

③梯形计算法：将集水面积划分成若干梯形，
然后求各梯形面积之和。
④经验公式法：
F= fL2
式中：F——集水面积，m2；
L——流域长度，m； f——流域形状系数。狭长者0.25,
条叶形0.33，椭圆形0.4，扇形0.50。

2 流域、库区和坝址地质及水文地质资料
①区域或流域地质平面图。
②坝址地质断面图。
③坝址地质构造。包括河床覆盖层厚度及物质 组成，有无形成地下水库条件等。 ④沟道地下水，泉水逸出地段及其分布状况。


3 流域内河、沟水化学测验分析资料及在区域变化的主要特征
包括：总离子含量、矿化度（Hale Waihona Puke Baidul/g）、总硬度、总碱度及pH值的 区域变化规律，为预防坝地盐碱化提供资料。

二、坝址选择



满足拦洪或淤地效益大、工程量小和工程安全三个 基本要求。 <1>在地形上，要求河谷狭窄、坝轴线短，库区宽阔 容量大，沟底比较平缓。坝址附近应有宜于开挖溢 洪道的地形和地质条件。最好有鞍形岩石山凹或红 粘土山坡。还应注意到大坝分期加高时，放、泄水 建筑物的布设位置。 <2>坝址附近应有良好的筑坝材料(土、砂、石料)， 取用容易，施工方便。采用水坠坝时应有足够的水 源，施工期间所能提供的水源应大于坝体土方量； 且坝址尽量向阳，以利延长施工期和蒸发脱水。