512沟头谷坊工程.pptxVIP

第五章 沟道治理工程 沟道治理工程是指为了固定沟床，拦蓄泥沙，防止或减轻山洪及泥石流灾害而在山区沟道中修筑的各种工程措施。沟头防护、谷坊、拦沙坝、拱坝、淤地坝工程等，都属于沟道治理工程。沟道治理工程的主要作用在于防止沟道底部下切，固定并抬高侵蚀基准面，减缓沟道纵坡，减小山洪流速。沟床的固定对于沟坡及山坡的稳定也具有重要意义。沟床固定工程还包括沟床铺砌、种草皮、沟底防冲林带等措施。 第一节 沟头防护工程 沟头防护是沟壑治理的起点，其主要作用是防止坡面径流进入沟道而产生的沟头前进、沟底下切和沟岸扩张，此外，还可起到拦截坡面径流、泥沙的作用。沟头防治工程根据其形式，分为蓄水式和排水式沟头防护工程两类。 一、蓄水式沟头防护工程当沟头上部集水区来水较少，地质条件较好时，可采用蓄水式沟头防护工程，即沿沟边修筑一道或数道水平半圆环形沟埂，拦蓄上游坡面径流，防止径流排入沟道。沟埂的长度、高度和蓄水容量按设计来水量而定。蓄水式沟头防护工程又分为沟埂式与埂墙涝池式两种类型。 1、沟埂式沟头防护是在沟头以上的山坡修筑与沟边大致平行的若干道封沟埂，同时在距封沟埂上方1.0～1.5m处开挖与封沟埂大致平行的蓄水沟，拦截与蓄存从山坡汇集而来的地表径流。①在沟头坡地地形较完整时，可做成连续式沟埂；②若沟头坡地地形较破碎时，可做成断续式沟埂。连续式断续式设计内容包括：封沟埂位置、高度，蓄水沟深度，沟埂长度及道数。第一道封沟埂与沟顶的距离，一般为2～3H沟深，沟头深10m 以内的，至少相距3～5m，以免引起沟壁崩塌。各沟间距可用下式计算： L=H/i式中：L——封沟埂间距，m； H——埂高，m； i——最大地面坡度，%。沟埂长度、埂高和沟深等尺寸，视沟头坡度、设计来水量、土质等条件决定。 2、埂墙涝池式沟头防护当沟头以上汇水面积较大，并有较平缓的地段时，则可开挖涝池群。各个涝池应互相连通，组成连环涝池，以最大限度地拦蓄地表径流，防止和控制沟头侵蚀作用。同时涝池之内存蓄的水也可得以利用。涝池的尺寸与数量等应该与设计来水量相适应，以避免水少池干或水多涝池容纳不下的现象。 3 蓄水式沟头防护工程的设计（1）洪水设计标准：10～20年一遇的暴雨。（2）设计步骤①来水量计算式中：W——来水量，m3； K——径流系数； R——10年一遇3～6h最大降雨量，mm； F——沟头以上集水面积，hm2。②蓄水量计算A：当在围埂以上开挖蓄水沟和涝池时，可根据来水量计算蓄水沟断面尺寸和涝池数量和尺寸。沟埂一般为土质梯形断面，埂高0.8～1.0m（据来水量具体确定），顶宽0.4～0.5m，内外坡比各约1：1。B：当围埂以上不挖蓄水沟，只利用围埂蓄水时（下图），蓄水量可按下式计算：式中：V——围埂蓄水量，m3； L——围埂长度，m； B——回水长度，m； H——埂内蓄水深，m； i——地面比降，%。沟头围埂蓄水量示意图 ③溢流口另外，当上方封沟埂蓄满水后，水将溢出。可在埂顶每隔10～15m的距离挖深20～30cm，宽1～2m的溢流口，并以草皮铺盖或以石块铺砌，使多余的水通过溢流口流入下方蓄水沟埂内，确保封沟埂的安全。 二、泄水式沟头防护工程沟头防护以蓄为主，作好坡面与沟头的蓄水工程，变害为利。但在下列情况下可考虑修建泄水式沟头防护工程：①是当沟头集水面积大且来水量多时，沟埂已不能有效地拦蓄径流；②是受侵蚀的沟头临近村镇，威胁交通，而又无条件或不允许采取蓄水式沟头防护时，必须把径流导至集中地点通过泄水建筑物排泄入沟，沟底还要有消能设施以免冲刷沟底。 （一）设计洪水标准泄水式沟头防护工程属永久性建筑物，应有较高的设计标准，一般可按20～30年一遇暴雨洪水设计。 （二）设计排水量设计排水量的计算必须根据沟头水文、地形条件精确计算，以选定泄水结构形式和工程设计。沟头集水面积一般小于0.1km2，形状近似于圆形和半圆形，应按全面汇流计算。可按下述2种公式计算：采用《水土保持综合治理技术规范·沟壑治理技术》(GB/T16453.3—1996)推荐的公式：①式中：Q——设计流量，m3/s； I——10年一遇1h最大降雨强度，mm/h； F——沟头以上集水面积，hm2； K——径流系数。 ②式中：Qm——设计暴雨的最大径流量，m3/s； α——洪峰径流系数（不同于径流系数），汇流历时愈短，值愈大，对于沟头集水取=0.75～1.0； h——设计暴雨量，mm/s。由设计历时的平均暴雨强度（查各地水文手册降雨强度公式）和设计暴雨历时计算，可按30min暴雨强度设计； F——沟头以上集水面积，hm2。 （三）类型一般有悬臂跌水式、陡坡式和台阶式3种。1、悬臂跌水式沟头防护在沟头上方水流集中的跌水边缘，用木板、石板、混凝土或钢板等作成槽状(图5-3)，使水流通过水槽直接下泄到沟底，不让水流冲刷跌水壁，沟底可用