1、8/28/2019,1,第三章 水土保持工程措施,水土保持学,8/28/2019,2,主要内容,8/28/2019,3,第一节 概述,8/28/2019,4,一、水土保持治理措施的分类,根据治理对象分类,8/28/2019,5,根据措施特性分类,8/28/2019,6,第一节 概述,8/28/2019,7,二、水土保持工程措施的概念和地位,水土保持工程措施 (engineering measures) 为防治水土流失，应用工程原理修筑的各种建筑物。, 是小流域水土保持综合治理措施体系的主要组成部分。 与水土保持其他措施同等重要，不能互相代替。,8/28/2019,8,第一节 概述,8/28/2
2、019,9,三、水土保持工程措施的种类和作用, 坡面治理工程 沟道工程 护岸与治滩工程 小型蓄排引水工程 工程治沙措施,8/28/2019,10,1.坡面治理工程,梯田,水平阶,鱼鳞坑,主要措施：梯田、拦水沟埂、水平沟、水平阶、鱼鳞坑、 山坡截流沟、水窖（旱井）、蓄水池、挡土墙等。,8/28/2019,11,特点: 实施简单;投资少;效果好;易于被群众接受.,作用： 改变小地形，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
3、止滑坡。,1.坡面治理工程,8/28/2019,12,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。,2.沟道工程,谷坊,挡沙坝,锯齿坝,8/28/2019,13,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。,特点: 技术要求高;投资大。,2.沟道工程,8/28/2019,14,主要措施：护基工程、护坡工程、引洪漫地等。,3.护岸与治滩工程,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。,护基工程,8/28/2019,15,
4、主要措施：小水库、蓄水塘坝、引水工程等。,4.小型蓄排引水工程,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。,水塘,8/28/2019,16,主要措施：机械沙障、化学治沙、风力治沙、水力治沙等。,5.工程治沙措施,作用：对风沙流进行干预，以固定、阻挡或疏导流沙，改变风沙运动规律，减轻风沙危害。,特点:技术要求低;投资小。,机械沙障,8/28/2019,17,主要内容,8/28/2019,18,第二节 坡面治理工程,8/28/2019,19,一、坡面固定工程,8/28/2019,20,1. 挡墙（retaining wall）
5、,是用来侧向支撑土体的构筑物。又称挡土墙。,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。,8/28/2019,21,重力式,锚定式,挡墙的构造：,悬臂式,扶壁式,桩墙式,8/28/2019,22,重力式挡墙,根据建筑材料和形式，分为片石垛、浆砌石挡墙、混凝土或钢筋混凝土挡墙、空心挡墙。,8/28/2019,23,重力式挡土墙适用于坡脚较坚固，地基允许承载力较大，抗滑稳定性较好的滑坡与崩塌体。常用于墙高5m的低挡土墙。 当滑动面出露在斜坡上较高位置，坡角基底较坚固时，一般采用空心挡墙（明洞）。 滑动面有几个且滑坡体较薄时，可分级支挡。,8/28/2019,24,8/28/2019,2
6、5,悬臂式挡墙：多用于地基土质差且墙高h5m的重要工程。 扶壁式挡墙：多用于地质条件差且墙高h10m的重要工程。 锚定式挡墙：多用于地基承载力较低的重要工程，墙高可达25m。,悬臂式挡墙,锚定式挡墙,8/28/2019,26,重庆市巫山57m超高加筋土挡墙,加筋土挡墙由填土和填土中布置一定的筋带（或筋网）以及墙面板三部分组成。它是法国工程师亨利维达尔在1963年发明的。,8/28/2019,27,自嵌式植生挡土墙,加筋植生挡土墙,8/28/2019,28,2. 护坡工程（works for protecting slopes）,作用：加固不稳定边坡，防止崩塌。 形式：砌石、格状框条、喷浆、混凝
7、土、锚固等。,8/28/2019,29,（1）砌石护坡,分干砌和浆砌。 干砌用于易受冲刷、有地下水渗流的土质边坡。 浆砌用于没有涌水的软质岩石和密实土斜坡，防止岩石风化和水流冲刷。,浆砌护坡,干砌石护坡,8/28/2019,30,（2）混凝土护坡,用于边坡极不稳定，坡脚可能遭受强烈洪水冲淘的较陡坡段，必要时需加锚固定。 坡度小于1:1，高度小于3m的坡面，采用混凝土砌块护坡；坡度在1.0:0.51.0:1.1的，采用钢筋混凝土砌块护坡。混凝土砌块多采用预制件。 坡面涌水较大时，应设反滤层。涌水很大时，最好修筑盲沟排水。,浆砌混凝土砌块护坡,8/28/2019,31,在基岩有细小裂隙，无大崩塌的
8、防护坡段，采用喷浆机进行喷浆或喷混凝土护坡，以防止基岩风化剥落。 不要在有涌水和冻胀严重的坡面喷浆或喷混凝土。 岩石风化、崩塌严重的地段，加筋锚固后再喷浆。,喷浆护坡,喷浆护坡,（3）喷浆护坡,8/28/2019,32,（4）格状框条护坡,用浆砌石或混凝土、钢筋混凝预制构件（或现场直接浇制），修成格式建筑物。 为防止格式建筑物向下滑动，应固定框格交叉点或在坡面深埋横向框条，在网格内种植草皮。,8/28/2019,33,格状护坡,8/28/2019,34,3. 排水工程（drainage works）,（1）地表水排除工程（surface drainage works） 作用：（a）拦截外部地表
9、水进入（b）防止坡面内的地表水大量渗入，并尽快汇集排除。 类型：（a）水沟工程：包括截水沟和排水沟（b）防渗工程：包括整平夯实和铺盖阻水,8/28/2019,35,3. 排水工程（drainage works）,（1）地表水排除工程（surface drainage works）水沟工程布设原则截水沟布置在病害斜坡范围外，拦截旁引地表径流，防止地表水向病害斜坡汇集； 排水沟布置在病害斜坡上，一般呈树枝状，充分利用自然沟谷。 在湿地和泉水出露处，可设置明沟或渗沟等引水工程。,8/28/2019,36,排水沟工程,8/28/2019,37,（2）地下水排除工程 (underground drain
10、age works),作用：排除和截断渗透水。,作用是排除土壤水和支撑局部土体。 有泉眼的斜坡上，渗沟应布置在泉眼附近和潮湿的地方。 渗沟深度一般大于2m。 沟底应置于潮湿带以下较稳定的土层内，并应铺砌防渗。,渗沟,8/28/2019,38,作用是排除浅层（约3m以上）地下水。,暗沟,暗沟分为集水暗沟和排水暗沟。集水暗沟用来汇集浅层地下水；排水暗沟连接集水暗沟，把汇集的地下水作为地表水排走。 明暗沟即在暗沟上同时修明沟，可以排除滑坡区的浅层地下水和地表水。,8/28/2019,39,是利用钻孔排除地下水或降低地下水位。 分为：垂直孔、仰斜孔、反射孔。,排水孔,用于含水层透水性差的土质斜坡,8/
11、28/2019,40,作用是拦截、储备、疏导深层地下水。 截水隧洞修筑在病害斜坡外围，用来拦截旁引补给水。 排水隧洞布置在病害斜坡内，用于排泄地下水。,排水洞,地下水向含水层滑坡区大量流入，可在滑坡区外布设截水墙，将地下水截断，再用仰斜孔排出。注意不要将截水墙修筑在滑坡体上。,截水墙,截水墙布置图,8/28/2019,41,4 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坡崩塌。 削坡的对象是滑动部分，可减缓坡度，减少滑坡体体积，从而减少下滑力。 反压镇土是在滑坡体前面的阻滑部分堆土加载，以增加抗滑力，填土可筑成抗滑土堤。,削土 减重,卸土反压修堤,渗沟,阻滑部分,8/28/20
12、19,42,5 抗滑桩（friction pile）,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。,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。,抗滑桩,滑坡体,不透水层,8/28/2019,43,6 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。 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
13、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。,8/28/2019,44,6 滑动带加固措施,某公路滑动带加固措施,8/28/2019,45,7 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。,8/28/2019,46,7 落石防护工程,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生产会有很大威胁，而落石预测很困难、所以要及早进行防护。 常用的落石防治工程：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等。,8/28/2019,47,
14、7 落石防护工程,公路边坡落石防护工程,8/28/2019,48,第二节 坡面治理工程,8/28/2019,49,梯田工程,中国是世界上最早修筑梯田（terrace）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,8/28/2019,50,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。,梯田在坡地上沿等高线修成台阶式或坡式断面的田
15、地,1.梯田的作用,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。,8/28/2019,51,2.梯田的分类,按断面分水平梯田坡式梯田反坡梯田隔坡梯田波浪式梯田,8/28/2019,52,a. 水平梯田：田面水平，适宜于种植水稻和其他旱作、果树。,8/28/2019,53,b. 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。,8/28/2019,54,c. 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
16、作与果树。,8/28/2019,55,d. 隔坡梯田：相邻两水平阶台之间隔一斜坡段的梯田。,8/28/2019,56,e. 波浪式梯田：在缓坡地上修筑的断面呈波浪式的梯田。又名软埝或宽埂梯田。,8/28/2019,57,(2)按建筑材料分：石坎梯田、土坎梯田、植物田坎梯田。,石坎梯田,土坎梯田,植物田坎梯田,8/28/2019,58,(3)按利用方向分：农用梯田、果园梯田、林木梯田。,果园梯田,农林复合梯田,农用梯田,8/28/2019,59,(4)按施工的方法分：人工梯田和机修梯田。,人工梯田,机修梯田,8/28/2019,60,3.梯田的规划,耕作区的规划： 一般以道路、渠道为骨干划分耕作
17、区， 每个耕作区面积以36公顷为宜。在每 个耕作区内，进行具体的地块规划。,地块的规划： 地块的平面形状，应基本上顺等高线呈长条形、带状布置； 地块布置注意“大弯取势，小弯取直”，不强求一律顺等高线，以免把田面的纵向修成连续的“s”形，不利于机械耕作； 田面应保留1/3001/500的比降，以利自流灌溉； 地块长度有条件可采用300400米，一般150200米，最好不要小于l00m。,附属建筑物的规划： 蓄水拦沙设施规划； 道路规划； 灌溉排水设施规划,8/28/2019,61,4 梯田的断面设计,梯田断面设计的基本任务，是确定在不同条件下梯田的最优断面。 所谓最优的断面，应满足三点要求： 适
18、应机耕和灌溉要求； 保证安全与稳定； 挖填土方平衡，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。在黄土丘陵区一般田面宽以30m左右为宜，缓坡上宽些，陡坡上窄些；田坎高以1.53m为宜，缓坡上低些，陡坡上高些，最高不要超过4m。,8/28/2019,62,一般根据土质和地面坡度先选定田坎高和侧坡(指田坎边坡)，然后计算田面宽度；也可根据地面坡度、机耕和灌溉需要先定田面宽，然后计算田埂高。,田埂占地,田面毛宽,田埂高度,田面净宽,田面斜宽,地面坡度,田坎坡度,8/28/2019,63, 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，应分别采用不同的田面宽度。 残垣、缓
19、坡地区：农耕地一般坡度在5以下，在实现梯田化以后，可以采用较大型拖拉机及其配套农具耕作，一般把2530m宽的田面作为一个耕作小区。 丘陵陡坡地区：坡度在1030，一般采用小型农机进行耕作，810m宽的田面是合适的，田埂高度在1m左右为宜，这一宽度无论对于畦灌或喷灌都可以满足。 田面宽度设计，既要有原则性，又要有灵活性。原则性就是要必须在适应机耕和灌溉的同时，最大限度的省工。灵活性就是在保证这一原则的前提下，根据具体条件，确定适当的宽度，不能根据某一具体宽度，一成不变。,8/28/2019,64, 梯田埂坎外坡的设计,梯田埂坎外坡的基本要求是，在一定的土质和坎高条件下，要保证埂坎的安全稳定，并尽可能地少占农地，少用工。 在一定的土质和坎高条件下，埂坎外坡缓稳定性好，但占地大。反之，埂坎外坡陡，则占地少，稳定性较差。合理的外坡必须进行埂坎稳定坡度的土力学分析。,8/28/2019,65,
