浅谈水土保持工程措施



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在复杂多变的自然条件及人类生产活动尤其是水力,风力,重力,冰融等外部力量作用下,水土资源会受到不同程度的损失和破坏。为防治水土流失,保护、改良与合理利用水土资源并进一步加强水土资源的保护和开发,人们通常会采取一定的保护措施,尤其是在小水系、小流域,水土保持综合治理就更加繁琐细致。采取的主措施有工程措施、生物措施、科技措施等,其中工程措施与生物措施及其他措施同等重,是互补作用但功能各不相同无法相互替代。下面我主对水土保持工程措施浅谈一下自己的见解。

一水土保持工程措施的类型及主作用

按照保护和开发利用的侧重点不同,以及建成后发挥作用不同,水土保持工程可以分为以下四种类型山坡防护工程;沟壑治理工程;山洪排导工程;小型水库水坝工程。
山坡防护工程主目的是治理坡地水土流失,通常采取的措施是改变地表径流比较集中的区域的原地貌,修建小型挡水墙,防止雨水及冰雪融水自由下泄,对坡底农田、草地或林地造成冲刷破坏。同时,修建小型蓄水工程,将多余的水量引入其中,在干旱少雨季节用于农田、草地或林地灌溉,改变坡地灌溉水源紧张的局面。坡度较大或坡脚支撑较弱的坡地,由于长时间雨水侵蚀或重压,容易造成滑坡灾害,其主防治措施为修筑排水工程或挡土墙,增强坡地的整体稳定性。目前,山坡防护工程的措施有梯田、拦水埂、水平沟、水簸箕、钱鳞坑、坡顶截流槽、旱井以及稳定坡脚的挡土墙等。
沟壑治理工程主是根据流体力学定律和伯努里方程“z1P1/pgU1*U1/2g=z2P2/pgU2*U2/2g”(P代表压力,U代表流速)所提供的能量守恒定律,修建各种沟头防护工程、谷坊工程,减缓沟床纵坡、控制洪峰流量,防止沟床在激流作用下冲刷面下切、沟岸在回流作用下进一步扩张,防止泥石流形成,从而达到山洪安全排泄的目的,保护沟口冲积锥。目前,山沟治理工程的措施有拦沙坝,用于调沙治沙;淤地坝,用于拦泥淤地,增加基本农田;沟道防道防岸工程等。
山洪排导工程主通过修建排洪沟、导流堤等改变山洪下泄路径,使山洪沿着人们预定的方向方式下泄,从而躲开建设在下游的工厂企业、居民区、道路、农田、城市及政治经济文化活动中心等具有重大经济意义及政治意义的防护对象。
小型水库水坝工程主是修建小型水库、蓄水塘坝、淤滩造田、引洪温地、引水上山等将坡地径流及地下潜流拦蓄起来,使雨季多余水量存蓄起来,在旱季少雨季节得到充分利用,即减少了水土流失,又灌溉了农林农田,为山区农业生产增产增收提供水源保障。

二山区坡面治理工程

山区农业生产不同于平原地区,大部分农田都在坡面,旱季缺水,雨季又容易造成地表径流集中,给水土保持工作带来很大困难。因此山区坡面治理是山区农业生产能否增产增收的关键。目前,坡面治理工程分为三部分斜坡固定工程、山坡截流沟和沟头防护工程。
斜坡固定工程主通过修建挡土墙、削坡、反压填土、排水工程、砌石护坡、花砖护坡、植物固坡等工程措施,防止滑坡,从而达到保证斜坡稳定的目的。
山坡截流沟主通过在山坡上每隔一定距离修筑的具有一定坡度的沟道,缩短坡面长度,使整个坡面的雨水和冰雪融水分散开,并沿着特定的路线集中起来,从而避免了较大径流的形成,有效阻止了地表冲刷破坏,并增加了水库蓄水或直接灌溉用水,防止了沟头前进,滑坡等问题的发生,对保护基本农田、居住区和公路、铁路运输、学校的安全有重的作用。

三固床定沟

沟道治理工程主是在山区沟道中修建谷坊、拦沙坝、淤地坝、小型水库水坝、护岸工程等,以达到固定沟床,拦蓄泥沙,有效防止或减轻山洪及泥石流灾害的目的。
谷坊又名冲坝、沙土坝、闸山沟等,是为防止山区沟道内泄洪过程中造成沟床冲刷及泥石流灾害,在沟道内适当位置修筑的横向挡拦建筑物。谷坊高度一般不大于3m,目前谷坊作为一种工程措施已经在水土流失严重地区被推广使用。
谷坊作为水土流失治理主的沟道工程措施,主功能有
(1)减缓水流,防止沟床下切;
(2)固定并抬高沟床,稳定岸坡坡脚,防止沟岸扩张及滑坡;
(3)缩短沟道长度,延缓沟道纵坡,控制山洪流速;
(4)淤地成田,增产增收。
拦沙坝主用来拦截山洪及泥石流从上游冲刷下来的山石和泥沙,坝高在3-15m之间,在黄土高原亦称泥坝。
拦沙坝作为水土流失治理主的沟道工程措施,主功能有
(1)拦蓄洪流从上游冲刷下来的泥沙石块,为下游河道整治创造良好条件。
(2)抬高坝址处的侵蚀基准线,延缓上游纵坡,提高水位加宽河床,增加了单位泄洪能力,使水流放缓,流速减小,从而大大减小了水流的侵蚀能力。
(3)经过长时间反复淤积,沟床沉积物增加,掩埋了冲刷点造成的剪出口,坡脚压力增加,坡脚稳定性增强,坡面比高降低,坡宽增加,有效减缓了坡面冲刷作用和防止了坡岸崩塌和滑坡,起到了稳定整个地形结构的作用。

四淤地坝工程

淤地坝是指在水土流失严重的沟道里,以拦泥、淤地为目的修建的坝体建筑物,坝内所淤成的土地称为坝地。淤地坝主目的在于汛期行洪过程中拦泥淤地,蓄水和农田灌溉都不是它的主功能。淤地坝建成后,每次洪水经过都会留下大量淤泥,周而复始,淤积面积逐渐加大,形成一座重力式挡土墙。一般淤地坝由坝体、溢洪道、放水建筑物等组成,其中溢洪道的主作用是当洪水发生时,高于淤地坝设计水位的多余洪水就由溢洪道排出,防止水压过大造成坝体破坏,保障了安全生产。放水建筑物多采用竖井式和卧管式,淤地内洪水经过沉淀,最后形成的清水通过竖井式和卧管排至下游。反滤排水设备的主作用是排泄坝内地下水,防止坝地盐碱化,增加坝坡稳定性。淤地坝从设计到施工、管理技术与水库各有异同。淤地坝虽然主由大坝、溢洪道和放水涵管组成,但由于它主用于拦泥而非长期蓄水与农业灌溉,因此,在建设标准上,淤地坝比水库大坝低,对坝坡坡度、地质地形条件、坝基、岸坡处理和背水坡脚排水设施求、坝基渗漏和放水骤降等问题,淤地坝的建设标准求也不是太严格。
以上所述为几项主的工程措施,严格的调查研究,熟练掌握并运用更多相关知识,才能更好的为水利建设服务。