第三章水土保持工程措施(3)

2019/8/111第三章水土保持工程措施综合治理措施工程措施农业措施林草措施2019/8/112沟道工程3概述1坡面治理工程2小型蓄排引水工程5主要内容工程治沙措施6护岸与治滩工程42019/8/113第四节护岸与治滩工程各种类型的河段，由于水流和河床的相互作用，常常造成河岸崩塌而改变河势，危及农田及城镇村庄的安全，破坏水利工程的正常运行。护岸治滩工程的目的：就是为了抵抗水流冲刷，变水害为水利，为农业生产服务。2019/8/114第四节护岸与治滩工程护岸工程二河道侵蚀与变形一治滩造田工程三2019/8/115一河道侵蚀与变形河道演变的形式，可分为两种：一是河道沿流程纵深方向上发生变形，称为纵向变形；二是河道与流向垂直的两侧方向上的变形，称为横向变形。河道演变的原因极其复杂，千差万别，但其根本原因是输沙的不平衡。2019/8/116二护岸工程1护岸工程的目的防治山洪的护岸工程与一般平原、河流的护岸工程并不完全相同，主要区别在于横向侵蚀使沟岸崩坏以后，由于山区较陡，还可能因下部沟岸崩坍而引起山崩。因此，护岸工程还必须起到防止山崩的作用。2019/8/117沟道中设置护岸工程，主要用于下列情况由于山洪、泥石流冲击使山脚遭受冲刷后而有山坡崩坍危险的地方。在有滑坡的山脚下，设置护岸工程兼起挡土墙的作用，以防止滑坡及横向侵蚀。用于保护谷坊、拦沙坝等建筑物。沟道纵坡陡急，两岸土质不佳的地段，除修谷坊防止下切外，还应修护岸工程。2019/8/1182.护岸工程的设计原则•分析在修建护岸工程之后，下游或对岸是否会发生新的冲刷，确保沟道安全。•为减少水流冲毁基础，护岸工程应大致按地形设置。力求弯曲度小。•护岸工程的设计高度，一方面要保证山洪不致漫过护岸工程，另一方面应考虑护坡工程的背后有无崩塌之可能。•在弯道段凹岸水位较凸岸水位高，因此，凹岸护岸工程的高度应更高一些。2019/8/1193.护岸工程的种类根据其所用材料的不同，又可分为干砌片石、浆砌片石、混凝土板、铁丝石笼、木桩排、木框架和生物护岸等。一般可分为护坡与护基（或护脚）两种工程。枯水位以下称为护基工程枯水位以上称为护坡工程2019/8/11103.护岸工程的种类特点：常潜没于水中，时刻都受到水流的冲击和侵蚀作用。因此，在建筑材料和结构上要求具有抗御水流冲击和推移质磨损的能力；富有弹性，易于恢复和补充，以适应河床变形，耐水流侵蚀的性能好，以及便于水下施工等。（1）护基（脚）工程2019/8/1111石笼护脚工程多用于流速大，边坡陡的地区。石笼系用铅丝、铁丝、荆条等材料作成各种网格的笼状物体，内填块石、砾石或卵石。优点是具有较好的强度和柔性，而不需要较大的石料。在高含沙山洪的作用下，石笼中的空隙将很快被泥沙淤满而形成坚固的整体护层，增强了抗冲能力。缺点是笼网日久会腐朽，导致石笼解体。石笼护脚工程2019/8/1112石笼护脚工程2019/8/1113设计抛石护脚工程应考虑块石规格、稳定坡度、抛石范围和厚度等几个方面的问题。抛石护脚工程2019/8/1114（2）护坡工程1.单层干砌块石（山洪流向比较平顺，不受主流冲刷的防护地点，当流速为2～3m/s时，可采用单层干砌块石）2.双层干砌块石（当流速为3～4m/s时）3.浆砌块石（受到主流冲刷，山洪流速大4～5m/s，挟带物多，冲击力面猛的防护地点）护坡工程又称护岸堤。其作用除了防止山洪的横向侵蚀外，还可发挥挡土墙的作用，稳固坡脚。护岸堤可采用砌石结构，也可采用生物护坡。砌石护岸堤又可分为三种：2019/8/1115干砌块石护坡断面图脚槽主要是阻止砌石坡面下滑，起到稳定坡面之作用，脚槽尺寸视边坡大小而定。封顶的作用在于阻止雨水入浸，防止工程遭受破坏。封顶多用平整块石安砌，宽度为50～100cm，与滩地接合处，可用碎石，粗砂回填，宽度小于10cm，最后沿滩地植草皮一条，宽20cm左右。2019/8/1116浆砌块石护坡断面图较长的护岸堤，应设置伸缩缝，以消除或减少温度应力，一般沿纵方向每隔9---15m设置一道，缝宽2cm，用沥青板填塞。为了减少护岸背面的压力及排泄积水，可在下部设置交错排列的泄水口。泄水孔口局部范围内设反滤层，以防淤塞泄水孔。2019/8/1117护岸堤修筑时，需注意的几个问题•A基础要挖深，慎重处理，防止掏空，一般情况下，当冲刷深度4m以内时，可将基础直接埋在冲刷深度以下0.5--1.0m处，并且基础底面要低于沟床最深点以下1m左右。•B沟岸必须事先平整，达到规定坡度后再进行砌石。•C护岸片石必须全部丁砌，并垂直于坡面。•D片石下面要设置适当厚度的垫层，随岸坡土质而不同，垫层一般采用沙砾卵石或粗中沙卵石混合垫层组成，若岩坡土质与垫层材料相类似，则可不设垫层。2019/8/1118三治滩造田工程治滩造田就是通过工程措施，将河床缩窄、改道、裁弯取直，在治好的河滩上，用引洪放淤的方法，淤垫出能耕种的土地，以防止河道的冲刷，变滩地为良田。1.束河造田2.改河造田3.裁弯造田4.堵叉造田5.箍洞造田2019/8/11191.束河造田：沿河道方向新建河堤，束窄原河床，将河堤之外的河滩改造成耕地，适用于宽度较大的河道。2.改河造田：对于过分弯曲的河道，在条件适宜的地方开挖新河道，将原河改道，在老河床上造田。2019/8/11202.裁弯造田：过分弯曲的河道往往形成河环，在河环狭窄处开挖新河道，将河道裁弯取直，在老河弯内造田。3.堵叉造田：在河道分叉处，选取一叉，堵塞某条支叉并将其改造为农田。2019/8/11215.箍洞造田：在小流域的支沟内顺沟道方向砌筑涵洞，宣泄地面来水，在涵洞上填土造田。2019/8/1122沟道工程3概述1坡面治理工程2小型蓄排引水工程5主要内容工程治沙措施6护岸与治滩工程42019/8/1123第四节小型蓄排引水工程路庭小型引水工程二坡面蓄排工程一引洪漫地工程三2019/8/1124一坡面蓄排工程1.截水沟蓄水型截水沟（水平沟、竹节沟）排水型截水沟类型2019/8/1125一坡面蓄排工程1.截水沟规划坡面下部是梯田，或林草上部是坡耕地、荒坡时，在交界处布设截水沟当无措施坡面的坡长太大时，应在此坡面设置多道截水沟排水型截水沟的排水一端应与坡面排水沟相连接，并在连接处做好防冲措施2019/8/1126一坡面蓄排工程1.截水沟设计蓄水型截水沟排水型截水沟V=Vw+VsV为截水沟容量；Vw为设计次暴雨径流量；Vs为截水沟控制区域内1-3年的土壤侵蚀量Q=F（It-Ip）/6Q为设计最大流量；It为设计频率10min最大降雨强度；Ip为相应时段土壤平均入渗强度，F为汇水面积2019/8/1127一坡面蓄排工程2.排水沟排除截水沟不能容纳的地表径流，并将其导入蓄水设施的沟道排水沟在坡面的比降：取决于排水出口的位置2019/8/1128一坡面蓄排工程3.涝池在地面挖坑或在洼地筑埂，用以拦蓄地表径流和泉水2019/8/1129（1）涝池位置的选择•有足够的来水量。•涝池池底稍高于被灌溉的农田地面，以便自流灌溉。•不能离沟头、沟边太近，以防渗水引起坍塌。（2）涝池的布置形式•平地涝池：修在平地的低凹处，一般是把凹处再挖深些，将挖出的土培在周围。•结合沟头防护：在沟头附近适当距离处挖涝池，拦蓄坡面汇集的地表径流，防止沟头前进。•开挖小渠将地下水引入涝池。•结合山地灌溉修涝池。•连环涝池。一坡面蓄排工程2019/8/1130一坡面蓄排工程4.鱼鳞坑2019/8/1131一路庭小型蓄引工程水窖修建于地面以下并具有一定容积的蓄水建筑物叫水窖。2019/8/1132二路庭小型蓄引工程水窖井窖在黄河中游地区分布较广。主要由窖筒、旱窖、散盘、水窖、窖底等部分组成。2019/8/1133沉沙池二路庭小型蓄引工程2019/8/1134（1）水窖总容积的确定水窖容积是水窖群容积的总和，应与其控制面积相适应。如果来水量不大，可设1—2个水窖；如果来水量过大，则应修水窖群拦蓄来水，水窖群的布置形式有梅花形和排子形两种。（2）窖址的选择•有足够的水源。•有深厚而坚硬的土层；水窖一般应设在质地均匀的土层上，以粘性土壤最好，黄土次之。•在石质山区，多利用现有地形条件，在无泥石流的沟道两侧的不透水基岩上，加以修补，做成水窖。•窖址应便于人蓄用水和灌溉农田。二路庭小型蓄引工程2019/8/1135三引洪漫地工程坡洪漫地沟洪漫地路洪漫地河洪漫地2019/8/1136沟道工程3概述1坡面治理工程2小型蓄排引水工程5主要内容工程治沙措施6护岸与治滩工程42019/8/1137第五节工程治沙措施化学固沙工程二机械沙障固沙工程一2019/8/1138一、机械沙障固沙机械沙障是采用柴、草、树枝、卵石、板条等材料，在沙面上设置各种形式的障碍物，以此控制风沙流动的方向、速度、结构，改变侵蚀面积状况，达到防风、阻沙、固沙，改变风的作用力及地貌状况等目的，这类做法统称机械沙障固沙（mechanicaldunestabilization）。它是工程治沙的主要措施之一。2019/8/1139设置类型沙障名称沙障性能设置类型设置形式及结构平铺型全面铺设式土埋沙丘、卵石铺压、全面铺草、固沙型全面化学固沙、泥漫沙丘带状铺设式带状铺草压卵石和泥土、带状化学制剂喷洒直立型不透风结构粘土沙障固沙型防沙土墙积沙型紧密结构隐蔽式柴草沙障、低立式柴草沙障固沙型立杆串草把沙障、立杆编枝条沙障积沙型透风结构高立式柴草沙障、防沙栅栏积沙型表机械沙障类型2019/8/1140•以防风蚀为主，选用半隐蔽式沙障；以截持风沙流为主时，选用透风结构的高立式沙障为宜；改变地形应选用紧密结构的高立式沙障。•选材主要应考虑取材容易，价钱低廉，效果良好，副作用小。多采用麦草、板条、秸秆、芦苇、砾石和粘土。2019/8/11412019/8/11422019/8/11432019/8/11442019/8/11452019/8/11462019/8/11472019/8/11482019/8/1149化学固沙（chemicalsandstabilization）主要是采用石油化学工业的副产品如沥青乳剂等，在流动沙地上喷洒化学胶结物质，使其在沙地表面形成一层有一定强度的防护壳，避免气流对沙表面的直接冲击，达到固定流沙的目的。化学固沙收效快，但成本高，一般多用于风沙危害能造成重大经济损失的地区，如机场、国防设施和重要工矿区，并常和植物固沙相配合，作为植物固沙的辅助性措施。二、化学固沙2019/8/1150化学固沙材料的选择标准：•保护壳有一定强度和耐久性；•成本低；•使用简便，不需要特殊设备；•对植物发芽和生长没有影响；•不污染环境目前，国内外用作固沙的胶结材料主要是石油化学工业的副产品。一般常用的有沥青乳液、高树脂石油、橡胶乳液和油—橡胶乳液的混合物等。其中以沥青乳液使用最广。原因是：它在常温下具有流动性，便于使用；价格也较低。2019/8/11512019/8/11522019/8/11532019/8/11542019/8/1155