农田防护和水土保持工程讲义.ppt

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1、l一一 山边沟渠工程山边沟渠工程l二二 鱼鳞坑鱼鳞坑l三三 谷坊谷坊l四四 梯田梯田l五五 防洪护岸工程防洪护岸工程l六六 农田防护林农田防护林l概念：为防治坡面水土流失而修建的截l 排水设施，通称坡面沟区工程。l作用：1、拦截坡面径流引水灌溉；l 2、排除多余来水防止冲刷；l 3、减少泥沙下泄保护坡脚农田；l 4、巩固和保护治坡成果。l类型：l1、截水沟 水平沟、沿山沟、拦山沟、l 环山沟、山圳、梯田内的边沟及背沟；l2、排水沟 撇水沟、天沟、排洪沟；l3、蓄水沟 水平竹节沟；l4、引水渠 堰沟；l5、灌溉渠 l规划原则：l1、应与梯田、耕作道路、沉沙蓄水工程同时规划，并以沟区道路l 为骨架

2、，形成完整的防御、利用体系；l2、根据不同防治对象，因地制宜确定沟渠类型，高水高排或高用、l 中水中排或中用、低水低排或低用；l3、在坡面上一般应综合考虑布设截、排、引、灌溉渠工程，截水l 沟、排水沟可间作引水渠、灌溉渠；l4、截水沟一般应与排水沟相接，并在连接处前后做好沉沙、防冲 l 设施；l5、梯田区域内承接背沟两段的排水沟，一般垂直等高线布设，并l 与梯田两端的道路同向，土质排水沟应分段设置跌水，一般以l 每台梯面宽为水平段，每台梯坎高为一级跌水，在跌水处作好l 铺草皮或石方衬砌防冲消能措施；l规划原则：l6、截水沟和排水沟、引水渠、灌溉渠在坡面上的比降，应视其截、l 排、用水去处的位置

3、而定。当截、排用水去处的位置在坡面时，l 截水沟和排水沟可基本沿等高线布设，沟底比降应满足不冲不l 淤流速，沟底比降过大或与等高线垂直布设时，必须做好防冲 l 措施；l7、一个坡面积较小的沟渠工程系统，可视为一个排、引、灌水块。l 当坡面面积较大，可划分为几个排、引、灌水块或单元；l8、应尽量避开滑坡体、危岩等地带，注意节约用地，使交叉建筑l 物最少，投资最省。l设计：l暴雨径流的设计暴雨径流的设计l设计标准：设计标准：l根据GBT16453.1164536水土保持综合治理技术规范1996，小型蓄排引水工程中规定，防御暴雨标准，按10年一遇24h最大降雨量设计。l坡面径流量、洪峰流量与土壤侵蚀

4、量的确定：坡面径流量、洪峰流量与土壤侵蚀量的确定：l当地水文手册l设计：l截水沟的容积尺寸截水沟的容积尺寸l式中：V截水沟容量，m3l Vw一次暴雨径流量，m3l Vs13年土壤侵蚀量，m3l式中：F截水沟的集水面积，km3l Mw一次暴雨径流模数，m3km2l Ms年平均土壤侵蚀模数，tkm2FMVwwswVVVl设计：l截水沟断面设计截水沟断面设计l式中：A截水沟过水断面面积，m2l Q设计坡面汇流洪峰流量，m3sl C谢才系数l R水力半径，ml i截水沟沟底比降RiCQA l灌水农渠断面结构示意图灌水农渠断面结构示意图 450300 3002504504003003001:11:130

5、01504007001:17005007001:1l排水干沟断面示意排水干沟断面示意图图 l水平沟断面示意图水平沟断面示意图 l截水沟断面示意图截水沟断面示意图 l鱼鳞坑是陡坡地（45）植树造林的整地工程，多挖在石山区较陡的坡面上，或支离破碎的沟坡上。由于这些地区不便于修筑水平沟，因而采取挖坑的办法分散拦截坡面径流。l鱼鳞坑设计标准从暴雨频率和造林成活保证滤两方面考虑。l鱼鳞坑在水平方向沿等高线布设，上下两个坑应交叉而又相互搭接，呈品字形排列。l水平方向鱼鳞坑间距一般1.5-3.5m；月牙坑半径为0.4-0.5m；坑深为0.4-0.6m。l挖坑取出的土培在外沿筑成半圆埂，以增加蓄水量。l埂中间

6、高两边低，使水从两边流入下一个鱼鳞坑。l表土填入坑内，坑内种树，每坑一树。l一般每公顷挖22503000个坑。鱼鳞坑布置图（单位：鱼鳞坑布置图（单位：mm）1 0 0 015001 0 0 015001500l概念：概念：l 又名防冲坝、沙土坝、闸山沟等，是水土流失地区沟道治理山洪与泥石流的一种主要工程措施。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35m，拦沙量小于1000m3，以截流固床护坡为主。l作用：l1、固定与抬高侵蚀基准面，防止沟床下切；l2、抬高沟床，稳定山坡坡脚，防止沟岸扩张及滑坡；l3、减缓沟道纵坡，减小山洪流速，减轻山洪或泥石流灾

7、害；l4、使沟道逐渐淤平，形成坝阶地，为发展农林业生产创造条件。l种类：l1、土谷坊；l2、干砌石谷坊；l3、枝梢（梢柴）谷坊；l4、插柳谷坊（柳桩编篱）；l5、浆砌石谷坊；l6、竹笼装石谷坊；l7、木料谷坊；l8、混凝土谷坊；l9、钢筋混凝土谷坊；l10、钢料谷坊。l位置的选择：l1、谷口狭窄；l2、沟床基岩外露；l3、上游有宽阔平坦的贮砂地方；l4、在有支流汇合的情形下，应在汇合点的下游修建谷坊；l5、不应设在天然跌水附近的上下游，但可设在有崩塌危险的山脚l 下。l设计：l谷坊间距的确定谷坊间距的确定l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。实际调查资料证明，在谷坊淤满后，其表

8、面不可能水平，而具有一定坡度，叫做稳定坡度。l稳定坡度（I0）确定：l1、根据坝后淤积土土质，沙土为0.005；黏壤土为0.008；黏土为l 0.01；粗沙兼有卵石子为0.02；l2、按照瓦兰亭公式计算 l 式中：d砂粒的平均粒径，m；H平均水深，m；l3、认为稳定坡度为原有坡度的一半；l4、修建实验谷坊。HdI/093.00l设计：l谷坊间距的确定谷坊间距的确定l式中：L谷坊间距，ml H谷坊高度，ml I沟底天然坡度l I0稳定坡度0IIHLl设计：1:1H1:1L1:11:1l设计：l谷坊断面规格谷坊断面规格l确定合适的谷坊断面，必须因地制宜，要考虑既稳固又省工，还能让坝体充分发挥作用。

9、谷坊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。A1:0.51000500A-A1:11:1500A1000l谷坊结构尺寸参考数值表谷坊结构尺寸参考数值表 高h（m）上游边坡（m上）下游边坡（m下）顶宽b（m）顶宽B（m）平均宽Bo（m）每延米石方量（m3）11：0.21：0.51.01.71.41.421：0.21：0.51.52.92.24.431：0.51：0.81.85.73.811.441：0.51：1.01.86.34.0512.2A直径为5-7cm柳桩地面线A-A剖面图 1100典型谷坊平面图 1100

10、l设计：l溢流口设计溢流口设计l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。l概念：概念：梯田是山区、丘陵区常见的一种基本农田，它是由于地块顺坡按等高线排列呈阶梯状而得名。l作用：作用：梯田可以改变地形坡度，拦蓄雨水；增加土壤水分，防治水土流失，达到报水、保土、保肥的目的，同改进农业耕地作技术结合，能大幅度地提高产量。l我国规定，25度以下的坡耕地一般可修成梯田，种植农作物，25度以上的则应退耕植树种草。l类型：l1、按断面形式可分为阶台式梯田和波浪式梯田两类。阶台式梯田l 又可分为水平梯田、坡式梯田、反坡梯田、隔坡梯田；l2、按田坎建筑材料分类

11、可分为土坎梯田、石坎梯田、植物田坎梯l 田；l3、按土地利用方向分类可分为农田梯田、水稻梯田、果树梯田、l 林木梯田等。以灌溉与否分为旱地梯田、灌溉梯田；l4、按施工方法分类可分为人工梯田、机修梯田。l梯田的规划l耕作区规划耕作区规划l 以一个经济单位（一个镇或一个乡）农业生产和水土保持全面规划为基础。选择坡度较缓、土质较好、据村较近，水源及交通条件比较好，有利于实现机械化和水利化的地方，建设高产稳产基本农田，然后根据地形条件，划分耕作区，每个耕作区面积一般以50100亩为宜。l缓坡区梯田的规划原则 l1)以道路为骨架划分耕作区，在耕作区内布置宽面（2030m或l 更宽）、低坎（1m左右）地埂

12、的梯田，田面长200400m，便l 利大型机械耕作和自流灌溉。l2)一般情况下耕作区为矩形或正方形，四面或三面通路，路面宽l 3m左右，路旁与渠道、农田防护林网结合；耕作区道路两端与l 村、乡、县公路相连。l梯田的规划l耕作区规划耕作区规划l3)对少数地形有波状起伏的，耕作区应顺总的地势呈扇形，区内l 梯田埂线亦随之略有弧度，不要求一律成直线。l如果耕作区规划在坡底下部，其上是林地、牧场或荒坡，有暴雨径流下泄时，应在耕作区上缘开挖截水沟，拦截上部来水，并引入蓄水池或在适当地方排入沟壑，保证耕作区不受冲刷。l梯田的规划l地块规划地块规划l1、地块的平面形状，应基本上顺等高线呈长条形、带状布设。一

13、l 般情况下，应避免梯田施工时远距离运送土方。l2、当坡面有浅沟等复杂地形时，地块布设必须注意“大弯就势，l 小弯取直”，不强求一律顺等高线，以免把田面的纵向修成连 l 续的“S”形，不利于机械耕作。l3、如果梯田有自流灌溉条件，则应使田面纵向保留13001l 500的比降，以利行水，在某些特殊情况下，比降可适当加大，l 但不应大于1200。l梯田的规划l地块规划地块规划l4、地块长度规划，有条件的地方可采用300400m，一般是150200m，在此范围内，地块越长，机耕时转弯掉头次数越少，功效越高，如有地形限制，地块长度最好不要小于100m。l5、在耕作区和地块规划中，如有不同镇、乡的插花地

14、，必须进行协商调整，便于施工和耕作。l梯田的规划l梯田附属建筑物规划梯田附属建筑物规划l1、蓄水拦沙设施的规划l 规划内容包括“引、蓄、灌、排”的坑、凼、池、塘、埝等缓流拦沙附属工程。规划时既要做到各设施之间的紧密结合，又要做到与梯田建设的紧密结合。规划程序上可按“蓄引结合，蓄水为灌，灌余后排”的原则，根据各台梯田的布设情况，由高台到低台逐台规划，作到地（田）地有沟，沟沟有凼，分台拦沉，就地利用。其拦蓄量，可按拦蓄区内510年一遇的一次最大降雨量的全部径流量加全年土壤可蚀总量为设计依据。l梯田的规划l梯田附属建筑物规划梯田附属建筑物规划l2、梯田区的道路规划l 山区道路规划总的要求，一是保证今

15、后机械化耕作的机具能顺利地进入每一个耕作区和每一块地；二是必须有一定的防冲设施，以保证路面完整与畅通，保证不因路面径流而冲毁农田。l 丘陵陡坡地区的道路规划，着重点在于解决机械上山问题。坡下部一般顺沟布设，道路比降大体接近或稍大于沟底比降；上部道路一般应在坡面上呈“S”形盘旋而上。l 道路宽度，主干线路基宽度不能小于4.5m，转弯半径不小于15m，路面坡度不要大于11（即水平距离100m，高差下降或上升11m）。l 山地道路还要做好防冲措施，必须搞好路面的排水、分段引水进地或进旱井、蓄水池。l梯田的规划l梯田附属建筑物规划梯田附属建筑物规划l3、灌溉排水设施的规划l 规划的原则一方面要根据整个

16、水利建设的情况，把一个完整的灌溉系统所包括的：水源和引水建筑、输水配水系统、田间渠道系统、排水系统等工程全面规划布置；另一方面，要充分体现拦蓄和利用当地雨水的原则，围绕梯田建设，合理布设蓄水灌溉和排洪防冲工程。l l梯田的规划l梯田附属建筑物规划梯田附属建筑物规划l3、灌溉排水设施的规划l 灌排设施的重点：坡地梯田区以突出蓄水灌溉为主，结合坡面蓄水拦沙工程规划，根据坡地梯田面积和水源情况，布设池、塘、埝、库等蓄水和渠系工程；冲沟梯田区，不仅要考虑灌溉用水，而且排洪和排涝设施也十分重要。冲沟梯田区的排洪渠系布设可与灌溉渠道相结合，平日输水灌溉，雨日排涝防冲。l梯田的断面设计l 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“最优断面”，就是同时达到下述3点要求：一是要适应机耕和灌溉要求；二是要保证安全与稳定；三是要最大限度的省工。l 最优断面的关键是确定适当的田面宽度和埂坎坡度，由于各种的具体条件不同，最优的田面宽度和埂坎坡度也不同，但是考虑“最优”的原则和原理是相同的。l梯田的断面设计l水平梯田各要素之间的关系水平梯田各要素之间的关系l 一般土质和地面坡度选定田坎和侧坡，