沟道治理工程水土保持北京林大.pptx

第二部分 山沟治理工程 山沟治理工程的作用在于防止沟头前进、沟床下切、沟岸扩张，减缓沟床纵坡、调节山洪洪峰流量，减少山洪或泥石流的固体物质含量，使山洪安全地排泄，对沟口冲积堆不造成灾害。 属于山沟治理工作的措施有：沟头防护工程、谷坊工程，以拦蓄调节泥沙为主要目的的各种拦沙坝，以拦泥淤地、建设基本农田为目的淤地坝及沟道护岸工程等。山沟治理工程一、谷坊、拦砂坝二、拱坝三、淤地坝四、小型水库1.1谷坊 谷坊又名防冲坝，沙土坝，闸山沟等，是水土流失地区沟道治理的一种主要工程措施，谷坊一般布置在小支沟，冲沟或切沟上，稳定沟床，防止因沟床下切造成的岸坡崩塌和溯源侵蚀，坝高3-5m，拦沙量小于1000m3，以节流固床护坡为主。1.1.1谷坊的作用1.固定与抬高侵蚀基准面，防止沟床下切；2.抬高沟床，稳定山坡坡脚，防止沟岸扩张及滑坡；3.减缓沟道纵坡，减小山洪流速，减轻山洪或泥石流灾害；4.使沟道逐渐淤平，形成坝阶地，为发展农林业生产创造条件。1.1.2谷坊的种类1、根据谷坊所用的建筑材料的不同，大致可分为以下几类：土谷坊；干砌石谷坊；枝梢（梢柴）谷坊；插柳谷坊（柳桩编篱）；浆砌石谷坊；竹笼装石谷坊；木料谷坊；混凝土谷坊；钢筋混凝土谷坊；钢料谷坊；2、根据使用年限不同，可分为永久性谷坊和临时性谷坊。3、按谷坊的逶水性质，又可分为透水性谷坊与不透水性谷坊。 1.1.3谷坊位置的选择谷坊修建的主要目的是固定沟床，防止下切冲刷。因此，在选择谷坊坝时，应考虑以下几方面的条件。1．谷口狭窄；2．沟床基岩外露；3．上游有宽阔平坦的贮砂地方；4．在有支流汇合的情形下，应在汇合点的下游修建谷坊；5．谷坊不应设置在天然跌水附近的上下游，但可设在有崩塌危险的山脚下。1.1.4谷坊设计1.谷坊间距的确定 谷坊间距与谷坊高度及淤积泥沙表面的临界不冲坡度有关。当连续修建谷坊时，上一座谷坊脚与下一座谷坊顶大致水平，或略有坡度。2.谷坊的断面规格谷坊的高度，应依建筑材料而定，一般情况下，土谷坊不超过5m，浆砌石谷坊不超过4m，干砌石谷坊不超过2m，柴草、柳梢谷坊不超过1m。3.溢流口设计为避免暴雨造成洪水漫顶冲毁谷坊，石谷坊可在谷坊顶部中央留溢水口，土谷坊要在谷坊一端留溢水口。1.2 拦砂坝 拦砂坝是以拦蓄山洪泥石流沟道中固体物质为主要目的的挡拦建筑物。拦沙坝多建在主沟或较大的支沟内，通常坝高大于5m，拦沙量在103—1003m3之间，甚至更大。1.2.1拦沙坝的作用1．拦蓄泥沙（包括块石）调节沟道内水沙，以免除对下游的危害，便于下游河道整治。2．提高坝址的侵蚀基准，减缓坝上游淤积段河床比降，加宽河床，减小流速，从而减小了水流侵蚀能力。3．稳定沟岸崩塌及滑坡，减小泥石流的冲刷及冲击力，防止溯源侵蚀，抑制泥石流发育规模。1.2.2坝型选择1.按结构分： 重力坝：依自重在地基上产生的摩擦力来抵抗坝后泥石流产生的推力和冲击力，其优点是：结构简单、施工方便，就地取材，耐久性强。 切口坝：又称缝隙坝，是重力坝的变形。即在坝体上开一个或数个泄流缺口，主要用于稀性泥石流沟，有拦截大砾石，滞洪，调节水位关系等特点。拱坝钢索坝格栅坝错体坝 铁丝石笼坝混合坝2.按建筑材料分：砌石坝、混合坝、铁丝石笼坝1.2.3坝高与拦沙量的确定 （一）拦沙坝坝高的确定 拦沙坝的高度由下列条件决定： （1）坝址处地基及岸坡的地质条件 （2）坝址处地形条件 （3）拦沙坝的设计目标，实现最好的防护效益 （4）合理的经济技术指标，主要是坝高与拦淤库容的关系。一般拦沙坝分为： 小型拦沙坝 坝高：5-10m 中型拦沙坝 坝高：10-15m 大型拦沙坝 坝高：15m（二）拦沙量计算 拦沙量的设计可按下法推求：对坝高已定的拦沙坝库容的计算可按下列步骤进行：（1）在方格纸上给出坝址以上沟道纵断面图，并按山洪或 泥石流固体物质的回淤特点，画出回淤线。（2）在库区回淤范围内，每隔一定间距测绘横断面图。（3）根据横断面图的位置及回淤线，求算出每个横断面的淤积面积。（4）求出相邻两断面之间的体积， 计算公式为：式中：V—相邻两横断面之间的体积（m3）；W1，W2—相邻横断面面积（m2）；L—相邻横断面之间的水平距离（m）（5）将各部分体积相加，即为拦沙坝的拦沙量。 推求拦沙量还可根据下式计算：式中： V—拦沙量（m3）；b,h—拦沙坝堆沙段平均宽度，高（m）；1/n —原沟床纵坡比降；1/m—堆沙区表面比降。当堆沙表面比降采用原沟床比降1/2时，m=2n，1.2.4拦沙坝的断面设计 拦沙坝的断面设计任务是，确定既符合经济要求又保证安全的断面尺寸，其内容包括：断面轮廓的初步设计拟定，坝的稳定设计和应力计算，溢流口计算，坝下冲涮深度估算，坝下消能，本节主要介绍最常用的浆砌石重力坝的断面设计。（一）断面轮廓尺寸的初步拟定