水土保持工程學(xué)

1、水土保持工程學(xué)1. 梯田的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 梯田建設(shè)是山區(qū)水土保持和改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的一項(xiàng)重要措施。因此，梯田規(guī)劃必須在山、水、田、林、路全面規(guī)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行。規(guī)劃中要因地制宜地研究和確定一個(gè)經(jīng)濟(jì)單位(鄉(xiāng)或鎮(zhèn))的農(nóng)、林、牧用地比例，確定耕作范圍，制定建設(shè)基本農(nóng)田規(guī)劃。（一）梯田的規(guī)劃 1. 耕作區(qū)的規(guī)劃 耕作區(qū)的規(guī)劃，必須以一個(gè)經(jīng)濟(jì)單位(一個(gè)鎮(zhèn)或一個(gè)鄉(xiāng))農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水土保持全面規(guī)劃為基礎(chǔ)。根據(jù)農(nóng)林牧各業(yè)的發(fā)展需要，選出其中坡度較緩，土質(zhì)較好，距村較近，水源和交通條件較好，有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和水利化的地方，建設(shè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)基本農(nóng)田，然后根據(jù)地形條件劃分耕作區(qū)。 (1)在塬川緩坡地區(qū)，一般以道路、渠道為骨干劃分

2、耕作區(qū); (2)在丘陵陡坡地區(qū)，一般按自然地形，以一面坡或峁、墚為單位劃分耕作區(qū)，每個(gè)耕作區(qū)面積，一般以50100畝為宜。 如果耕作區(qū)規(guī)劃在坡地的下部，其上部是林地，牧地或荒坡，有暴雨徑流下泄時(shí)，應(yīng)在耕作區(qū)上緣開(kāi)挖截水溝，攔截上部來(lái)水，并引入蓄水池或在適當(dāng)?shù)胤脚湃霚羡?，保證耕作區(qū)的安全。2.田塊規(guī)劃:最重要是確定田面寬度和田坎高度。還要滿足以下幾點(diǎn)要求：（1）田塊的平面形狀，應(yīng)基本上順等高線呈長(zhǎng)條形、帶狀布設(shè)。一般情況下，應(yīng)避免梯田施工時(shí)遠(yuǎn)距離運(yùn)送土方。（2）當(dāng)坡面有淺溝等復(fù)雜地形時(shí)，地塊布設(shè)必須注意“大彎就勢(shì)，小彎取直”。（3）如果梯田有自流灌溉條件，則應(yīng)使田面縱向保留1/3001/500的

3、比降，以利行水，在某些特殊情況下，比降可適當(dāng)加大，但不應(yīng)大于1/200。（4）田塊長(zhǎng)度,有條件的地方可采用300400m，一般150200m，如有地形限制，地塊長(zhǎng)度最好不要小于100m。（5）在耕作區(qū)和地塊規(guī)劃中，如有不同鎮(zhèn)、鄉(xiāng)的插花地，必須進(jìn)行協(xié)商和調(diào)整，便于施工和耕作。 3.梯田附屬建筑物規(guī)劃（1）坡面蓄水?dāng)r沙設(shè)施的規(guī)劃 梯田區(qū)的坡面蓄水?dāng)r沙設(shè)施的規(guī)劃內(nèi)容，包括“引、蓄、灌、排”的坑、凼、池、塘、埝等緩流攔沙附屬工程。規(guī)劃程序上可按“蓄引結(jié)合，蓄水為灌，灌余后排”的原則，根據(jù)各臺(tái)梯田的布置情況，由高臺(tái)到低臺(tái)逐臺(tái)規(guī)劃，作到地(田)地有溝，溝溝有函，分臺(tái)攔沉，就地利用。（2）梯田區(qū)的道路規(guī)劃

4、山區(qū)道路規(guī)劃總的要求，一是要保證今后機(jī)械化耕作的機(jī)具能順利地進(jìn)入每一個(gè)耕作區(qū)和每一地塊。二是必須有一定的防沖設(shè)施，以保證路面完整與暢通，保證不因路面徑流而沖毀農(nóng)田。(3)灌溉排水設(shè)施的規(guī)劃 梯田區(qū)灌溉排水設(shè)施的規(guī)劃原則: 一方面要根據(jù)整個(gè)水利建設(shè)的情況，把一個(gè)完整的灌溉系統(tǒng)所包括的：水源和引水建筑、輸水配水系統(tǒng)、田間渠道系統(tǒng)、排水泄水系統(tǒng)等工程全面規(guī)劃布置。另一方面，就是要充分體現(xiàn)攔蓄和利用當(dāng)?shù)赜晁脑瓌t，圍繞梯田建設(shè)，合理布設(shè)蓄水灌溉和排洪防沖以及冬水梯田的改良工程。 2. 梯田的斷面設(shè)計(jì) 梯田斷面設(shè)計(jì)的基本任務(wù)，是確定在不同條件下梯田的最優(yōu)斷面。所謂“最優(yōu)”斷面，就是同時(shí)達(dá)到下述三點(diǎn)要求:

5、1、是要適應(yīng)機(jī)耕和灌溉要求；2、是要保證安全與穩(wěn)定；3、是要最大限度地省工。最優(yōu)斷面的關(guān)鍵是確定適當(dāng)?shù)奶锩鎸挾群凸】财露?，由于各地的具體條件不同，最優(yōu)的田面寬度和埂坎坡度也不相同，但是考慮“最優(yōu)”的原則和原理，是相同的。 1水平梯田的斷面要素（1）.梯田的斷面要素 （2）.各要素之間的關(guān)系2.梯田田面寬度的設(shè)計(jì)梯田最優(yōu)斷面的關(guān)鍵是最優(yōu)的田面寬度，田面寬度設(shè)計(jì)，既要有原則性，又要有靈活性。原則性就是必須在適應(yīng)機(jī)耕和灌溉的同時(shí)，最大限度的省工。靈活性就是在保證這一原則的前提下，根據(jù)不同地形和坡度條件，在不同地區(qū)分別采用不同的田面寬度，不能只根據(jù)某一具體寬度，一成不變。3. 梯田土方量的計(jì)算(1)梯

6、田土方量的計(jì)算在挖填方相等時(shí)，梯田挖(填)方的斷面面積可由下式計(jì)算：(2)每畝土方量 每畝田面長(zhǎng)度 每畝土方量4. 坎埂外坡的設(shè)計(jì)：梯田埂坎外坡的基本要求是，在一定的土質(zhì)和坎高條件下，要保證埂坎的安全穩(wěn)定，并盡可能地少占農(nóng)地，少用工。（1） 穩(wěn)定性分析（2） 不同田坎高度下的田坎坡度（3） 田坎寬度的計(jì)算（4） 坎埂占地的計(jì)算5. 梯田需功量的計(jì)算3. 田坎外坡的穩(wěn)定因素：（1） 梯田田坎坡度（2） 田坎高度（3） 土壤的內(nèi)聚力（4） 土壤的內(nèi)摩擦角（5） 土壤的濕容重（6） 田面的外部荷載4. 最危險(xiǎn)滑裂面圓弧位置的確定方法（1）如圖，將距壩頂2H，壩腳4.5H的點(diǎn)定為M1點(diǎn)；（2）作Aa和

7、Bb兩直線，其交點(diǎn)為M2，此兩線的方向按角1和2來(lái)確定，兩腳的值隨坡度而變。（3）連M1M2且延長(zhǎng)至M，M2M即為所尋找最危險(xiǎn)滑裂圓心的大致范圍。（4）在壩坡中點(diǎn)作一鉛垂線，并且在該點(diǎn)作另一直線與坡面成85度角。（5）以壩坡中點(diǎn)為圓心，以R1、R2為半徑，分別作弧，交以上兩直線成扇形。R1 、 R2值隨坡度而變。（6）在cd線上取O1、O2、O3，以這些點(diǎn)作為圓心，O1B、O2B、O3B為半徑做圓弧。（7）求得各圓弧的穩(wěn)定安全系數(shù)K，標(biāo)于O1、O2、O3上方，并連成K的變化曲線，其中最小的K值對(duì)應(yīng)的圓心點(diǎn)可能即為通過(guò)坡腳B點(diǎn)的最危險(xiǎn)滑弧面的圓心點(diǎn)；（8）若不是，通過(guò)K值最小的一點(diǎn)做NN 線垂直

8、于cd線。在此線上定幾點(diǎn)O1、O2 、O3 ，并以此幾點(diǎn)為圓心，亦通過(guò)B點(diǎn)作滑弧，求得各滑弧的K 值，并將其標(biāo)于O1、O2 、O3 的上方，做K 曲線，找出最小的一點(diǎn)。在多數(shù)情況下，這個(gè)最小點(diǎn)的K 值即為通過(guò)B點(diǎn)滑弧的最小穩(wěn)定安全系數(shù)。（9）對(duì)于B1、B2、B3點(diǎn)按以上方法求得各點(diǎn)的最小K值，比較這些K值，其中最小的K值相應(yīng)的滑動(dòng)圓弧即為所尋找的最危險(xiǎn)滑裂面圓弧。5. 土方量的計(jì)算A求田塊的平均高程B計(jì)算各樁點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程Hij=H0+Lxix+LyiyHij該點(diǎn)設(shè)計(jì)高程，H0為田塊的平均高程，C計(jì)算各樁點(diǎn)的挖填深度：設(shè)計(jì)高程-實(shí)測(cè)高程D計(jì)算零點(diǎn)位置方格邊線一端施工高程為“+”,若另一端為“-”

9、,則沿其邊線必然有一不挖不填的點(diǎn)，即“零點(diǎn)” 。將這些零點(diǎn)連接起來(lái)就為零線。零點(diǎn)位置按下式計(jì)算：式中：x1、x2 角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離,m； h1、h2 相鄰兩角點(diǎn)的挖填高度(均用絕對(duì)值),m； a 方格網(wǎng)的邊長(zhǎng)，m. E計(jì)算挖、填土方量填方總量方格面積×各角點(diǎn)填高之和/42(各邊點(diǎn)填高之和)/44(各中間點(diǎn)高之和)/4 方格面積×各角點(diǎn)填高之和/4各邊點(diǎn)填高之和/2各中間點(diǎn)填高之和同理可得：挖方總量=方格面積×各角點(diǎn)挖深之和/4各邊點(diǎn)挖深之和/2各中間點(diǎn)挖深之和。上述兩個(gè)公式的填高及挖深數(shù)，以米為單位，每一小方格面積以平方米為單位。 6. 土方量計(jì)算實(shí)例 某地塊局部

10、高程如圖1所示，其中方格網(wǎng)邊長(zhǎng)a=20m，各方格角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高、設(shè)計(jì)高程、各角點(diǎn)的挖填深度標(biāo)于圖上，設(shè)計(jì)規(guī)定地塊中心標(biāo)高70.29m，設(shè)計(jì)坡度ix=0.2%,iy=0.3%，不考慮土壤可松性的影響，試計(jì)算修建該梯田土方量。（3）確定零線運(yùn)用零點(diǎn)位置計(jì)算公式，得到： X1=17.04 X2=2.96角點(diǎn)1和角點(diǎn)2之間的零點(diǎn)位置為： h1=70.09-70.32=0.23 h2=70.40-70.36=0.04 同理計(jì)算出6號(hào)角點(diǎn)與7號(hào)角點(diǎn)、 10號(hào)角點(diǎn)與11號(hào)角點(diǎn)、 15號(hào)角點(diǎn)與16號(hào)角點(diǎn)之間的零點(diǎn)位置，（由同學(xué)們自己計(jì)算）連接這些零點(diǎn)位置為一直線，即為圖中的虛線。(4)計(jì)算土方量圖中方格1

11、-3,2-3的4個(gè)角點(diǎn)全部為挖方，方格2-1,3-1的4個(gè)角點(diǎn)全部為填方，其土方量分別為：V1-3挖=20×20×（0.55+0.99+0.36+0.84）/4=274（m3）V2-3挖=20×20×（0.36+0.84+0.10+0.63）/4=193（m3）V2-1填=20×20×（0.56+0.13+0.83+0.43）/4=194（m3）V3-1填=20×20×（0.83+0.43+1.04+0.56）/4=286（m3）方格2-2的4個(gè)角點(diǎn)兩挖兩填。即V2-2挖=20×（14.69+3.77）（

12、0.36+0.10）/8=21.23（m3）V2-2填=20×（5.31+16.23）（0.13+0.43）/8=30.16（m3）方格1-1，3-2的4個(gè)角點(diǎn)為三填一挖，方格1-2,3-3的4個(gè)角點(diǎn)為三挖一填，公式計(jì)算為：V1-1挖 =0.09（m3）；V1-1填 =72.32（m3）V1-2挖 =68.30（m3）；V1-2填 =1.76（m3）V3-2挖 =1.05（m3）；V3-2填 =74.45（m3）V3-3挖 =93.26（m3）；V3-3填 =0.01（m3）最后計(jì)算總填方量V填總 =658.7（m3）總挖方量V挖總 =655.55（m3）挖填方基本平衡。7. 斜坡固

13、定工程（1） 擋墻：重力式、半重力式、倒T型、扶壁式、支垛式、棚架扶壁式等。（2） 抗滑樁（3） 削坡和反壓填土（4） 排水工程（5） 護(hù)坡工程（6） 滑動(dòng)帶加固工程（7） 植物固坡措施（8） 落石防護(hù)工程等。8. 排水工程（一）排出地表水工程一是攔截病害斜坡以外的地表水，二是防止病害斜坡內(nèi)的地表水大量滲入，并盡快匯集排走。1. 防滲工程：（1） 整平夯實(shí)：斜坡上有松散的土體分布時(shí)，應(yīng)填平坑洼和裂縫并整平夯實(shí)。（2） 鋪蓋阻水：鋪蓋阻水是一種大面積防止地表水滲入坡體的措施，鋪蓋材料有粘土、混凝土和水泥砂漿，粘土一般用于較緩的坡。 2. 水溝工程：（1） 排水溝:布設(shè)在病害斜坡體上，一般呈樹(shù)枝狀

14、分布。（2） 截水溝：截水溝是布置在病害斜坡范圍外，攔截旁引地表徑流。（2） 排出地下水工程其作用是排除和截?cái)酀B透水。（1） 暗溝（2） 明暗溝（3） 滲溝（4） 排水孔（5） 排水洞（6） 截水墻9. 溝頭防護(hù)工程1.蓄水式溝頭防護(hù)工程: 適宜于溝頭上部來(lái)水較少，且有適宜的地方修建溝埂或蓄水池。（1）溝埂式溝頭防護(hù)工程是在溝頭上部的山坡上修筑與溝邊大致平行的若干道封溝埂，同時(shí)在距離封溝埂上方1-1.5m處開(kāi)挖與封溝埂大致平行的蓄水溝，用以攔蓄坡面徑流。溝頭坡地地形較完整，坡面較平緩，做成連續(xù)式圍梗；溝頭坡地地形較破碎，地面坡度變化較大，坡度15°左右，可做成斷續(xù)式圍梗。（2）圍梗蓄

15、水池式溝頭防護(hù)工程溝頭以上有低洼地段或較平緩時(shí)，可在該低洼或者平緩處修建蓄水池，蓄水池與圍?；ネ?。2. 泄水式溝頭防護(hù)工程適用于坡面來(lái)水量較大，坡面地形、地質(zhì)受到限制不能采用蓄水式時(shí)，可采用泄水式溝頭防護(hù)工程，將坡面徑流匯至集中地點(diǎn)，導(dǎo)入排水溝泄走。依據(jù)跌水的結(jié)構(gòu)形式不同，可分為：懸臂跌水式臺(tái)階跌水式陡坡跌水式豎井跌水式10. 澇池（蓄水池）容積設(shè)計(jì)及計(jì)算1.運(yùn)用調(diào)節(jié)水量計(jì)算法設(shè)計(jì)（1）按日調(diào)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)： A.當(dāng)來(lái)水流量用水流量 B.而晝夜來(lái)水量可以滿足日用水量時(shí)，按日調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)蓄水池容積。實(shí)例：灌溉面積為50畝，設(shè)計(jì)灌水定額20m3/畝，穩(wěn)定流量7m3/h，每天灌水10h，一次灌水時(shí)間為7天，

16、輸水系統(tǒng)的水分利用系數(shù)為0.95，確定蓄水池的容積。解答：計(jì)算如下： 日來(lái)水量：W來(lái)=7×24=168 m3 日用水流量：Q用=（50×20）/（7×10×0.95）=15 m3 日用水量：W用=15×10=150 m3 W來(lái)W用，需要進(jìn)行日調(diào)節(jié)蓄水。 日灌溉10小時(shí)來(lái)水量W1=10×7=70 m3 日用水量W2=15×10=150 m3 缺水量：150-70=80 m3，需要由蓄水池提供。 故蓄水池容積為至少為80 m3（2）多日調(diào)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì) A.來(lái)水流量用水流量（Q來(lái)Q用） B.晝夜來(lái)水量不能滿足日用水量時(shí)（W日來(lái) W日

17、用） C.但在一定周期內(nèi)，W總來(lái)能夠滿足 W總用，可以考慮多日調(diào)節(jié)。實(shí)例：上例中，灌溉面積為增加到120畝，設(shè)計(jì)灌水定額20m3/畝，穩(wěn)定流量7m3/h，每天灌水10h，一次灌水時(shí)間為7天，兩次灌水間可允許有不超過(guò)10天的間隙時(shí)間，若取輸水系統(tǒng)水的水分利用系數(shù)為0.95，確定蓄水池的容積。解答： 日來(lái)水量：W來(lái)=7×24=168 m3， 日用水流量：Q用=（120×20）/（7×10×0.95）=36m3， 日用水量：W用=36×10=360 m3 W用 W來(lái)，需要考慮多日調(diào)節(jié)蓄水， 輪灌周期為t=10+7=17d，期間來(lái)水量W1=17

18、5;24×7=2856 m3 一次灌水總量W2=20×120/0.95=2526 m3 W1W2，故可以一個(gè)輪灌周期（17d）為調(diào)節(jié)周期。 灌水的7d來(lái)水量為7×24×7=1176 m3 ， 缺水量：2526-1176=1350 m3，需要由蓄水池提供。故蓄水池容積為1350 m311. 截水溝設(shè)計(jì)（1）蓄水型截水溝工程設(shè)計(jì)：A. 暴雨徑流的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)水土保持國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范。坡面徑流量、洪峰流量與土壤侵蝕量的確定：查閱當(dāng)?shù)厮氖謨?cè)。B.蓄水型截水溝的容積尺寸每道截水溝的容量（V）：VV+Vs 式中：V截水溝容量，m3； V=M

19、× F； Vs=3M×F；F截水溝的集水面積，km3；M一次暴雨徑流模數(shù) 截水溝的斷面面積A1=V/L （L為截水溝的長(zhǎng)度） 斷面面積計(jì)算出來(lái)后，設(shè)計(jì)坡度、底寬、溝深等。C.截水溝斷面設(shè)計(jì)步驟：過(guò)水深h計(jì)算：一般斷面形式設(shè)計(jì)公式；寬深比計(jì)算確定底寬b：用求得的h、b和已知的n、m、i計(jì)算A1、x、R、C等水力要素：按明渠均勻流公式計(jì)算截水溝輸水能力，并校核流量和流速。截水溝輸水能力應(yīng)等于大于設(shè)計(jì)頻率洪峰流量，流速應(yīng)滿足不沖不淤流速（即：QQ設(shè) ，V不淤VV不沖），否則應(yīng)適當(dāng)調(diào)整h、b值及其溝底比降i值，重新計(jì)算再校核，直到滿足輸水能力和流速條件為止。 (2)排水型截水溝工程

20、設(shè)計(jì) 多蓄少排型：參照蓄水型截水溝設(shè)計(jì)，溝底取1%左后的比降。 少蓄多排型：參照排水溝設(shè)計(jì)，溝底取2%左右的比降。12. 排水溝設(shè)計(jì)（1）排水溝斷面設(shè)計(jì)公式：排水溝斷面積A2，根據(jù)設(shè)計(jì)頻率暴雨坡面匯流洪峰流量，按明渠均勻流公式計(jì)算。 式中：A2排水溝過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，m2； Q設(shè)計(jì)坡面匯流洪峰流量，m3s； C謝才系數(shù)； R水力半徑，m； i排水溝溝底比降。Q值的計(jì)算：坡面匯水面積的設(shè)計(jì)洪峰流量的計(jì)算，計(jì)算公式為： Ir-設(shè)計(jì)頻率10mm最大雨強(qiáng)（mm/min） Ip-相應(yīng)時(shí)段土壤平均入滲強(qiáng)度（mm/min） F-匯水面積(hm2)R值的計(jì)算：R=A2 /x式中：x排水溝斷面濕周，系指過(guò)水?dāng)嗝嫠?/p>

21、與溝槽接觸的 邊界總長(zhǎng)度。矩形斷面： X=b+2h梯形斷面： X=b+2h 式中：b溝槽底寬，m； h過(guò)水深，m； m溝槽內(nèi)邊坡系數(shù)。C值的計(jì)算：一般采用滿寧公式。式中：n溝槽糙率。與土壤、地質(zhì)條件及施工質(zhì)量等有關(guān)，一般土質(zhì)排水溝取0.025左右。 i值的選擇：排水溝溝底i值與斷面設(shè)計(jì)是互為依據(jù)、相互聯(lián)系的，不能把它們截然分開(kāi)確定，而應(yīng)交替進(jìn)行，反復(fù)比較，最后確定合理的方案。m值的確定；截水溝內(nèi)邊坡系數(shù)m值的確定，主要取決于溝深和土質(zhì)。土壤松散、溝槽較深，應(yīng)采用較大的值；反之，土質(zhì)堅(jiān)硬，淘槽較棧，m值可小。由于坡面暴雨徑流的沖刷和截水溝洪水易漲易落及其滲透壓等原因，土質(zhì)截水溝邊坡容易壩垮塌，因

22、此，截水溝的m值一般應(yīng)比灌溉渠的m值大。13. 谷坊間距的確定 谷坊間距與谷坊高度及淤積泥沙表面的臨界不沖坡度有關(guān)。當(dāng)連續(xù)修建谷坊時(shí)，上一座谷坊腳與下一座谷坊頂大致水平，或略有坡度（穩(wěn)定坡度）。按下式計(jì)算： L谷坊間距（m） H-谷坊溢水口底到谷坊底高度（m） i-原溝床比降，% i-谷坊淤滿后的穩(wěn)定坡降，%14. 谷坊的施工（1）土谷坊施工 A.定線：在谷坊位置，按設(shè)計(jì)的尺寸，在上面劃出壩基輪廓線。 B.清基：將輪廓線內(nèi)的浮土、草皮、亂石、樹(shù)根全部清除。 C.挖結(jié)合槽：沿壩軸線中心，從溝底至兩岸溝坡開(kāi)挖結(jié)合槽，寬深各0.5-1.0m。 D.填土夯實(shí)：填土前先將堅(jiān)實(shí)的土層深松3-5cm，每層填

23、土厚0.25-0.3m，夯實(shí)一次；將夯實(shí)土表面刨松3-5cm，再上新土夯實(shí)，要求土的干密度1.4-1.5t/m3。如此分層填筑，直到設(shè)計(jì)壩高。（2）石谷坊施工 A.定線：同土谷坊 B.巖基溝床清基：清除表面的強(qiáng)風(fēng)化層，基巖面應(yīng)鑿成向上游傾斜的鋸齒狀，兩岸溝壁鑿成豎向結(jié)合槽。 C.砌石：根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，從下向上分層壘砌，逐層向內(nèi)收坡，塊石應(yīng)首尾相接，錯(cuò)縫砌筑，大石壓頂。石料厚度不小于30cm，接縫寬度不大于2.5cm，同時(shí)應(yīng)做到“平、穩(wěn)、緊、滿”（砌石頂部要平，每層鋪砌要穩(wěn)，相鄰石料要緊靠，縫間沙漿要灌滿）。（3）柳谷坊施工A.樁料選擇：選擇生長(zhǎng)能力強(qiáng)的活立木B.埋樁：按設(shè)計(jì)深度打入土內(nèi)，樁身與地

24、面垂直，勿傷柳樁外皮，芽眼向上，各排樁位呈品字形錯(cuò)開(kāi)。C.編籬與填石：以柳樁為經(jīng)，從地表以下0.2cm開(kāi)始，進(jìn)行橫向編籬，到與地面齊平時(shí)，在背水面最后一排樁間鋪柳枝厚0.1-0.2m，樁外露枝梢約1.5m，作為海漫。各排編籬中填入卵石（塊石），靠籬處填大塊，中間填小塊，編籬頂部做成下凹弧形溢水口。編籬與填石完成后，在迎水面填土，高與厚各約0.5m。 15. 攔沙壩壩高的確定 攔沙壩的高度由下列條件決定： A.壩址處地基及岸坡的地質(zhì)條件 B.壩址處地形條件 C.攔沙壩的設(shè)計(jì)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)最好的防護(hù)效益 D.合理的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，主要是壩高與攔淤庫(kù)容的關(guān)系。（1）用于攔擋溝谷泥石流的攔砂壩：壩高與庫(kù)容主

25、要由壩址上游溝道泥石流固體物質(zhì)的多少和地形特點(diǎn)決定。先繪制好壩高與庫(kù)容的關(guān)系曲線。再根據(jù)歷次泥石流流量估算出一次最大泥石流的總量，可確定壩高與庫(kù)容。結(jié)合地形條件，確定合理的壩高與庫(kù)容。(2)用于穩(wěn)定滑坡的攔砂壩：防止滑坡造成更大規(guī)模泥石流。依據(jù)泥石流堆積物所形成的高度和重量來(lái)穩(wěn)定滑坡體，用所需淤積物的高度來(lái)確定攔砂壩的壩高和庫(kù)容。A.當(dāng)滑坡軸線與攔砂壩軸線近乎正交時(shí)，要穩(wěn)定滑坡體必須滿足兩個(gè)條件：第一個(gè)條件：壩內(nèi)淤積物所產(chǎn)生的抗滑力應(yīng)大于或等于滑坡體下滑時(shí)的力（即滑坡體下滑力的水平分力），即： W-滑坡剪出口高程以上淤積物的單寬質(zhì)量（t/m） f - 淤積物內(nèi)摩擦系數(shù) P -滑坡體單寬剩余下滑

26、力（滑坡體下滑力的水平分力） （t/m）第二個(gè)條件：壩內(nèi)淤積物不被滑坡推力所剪破，即被動(dòng)土壓力要大于或等于剩余下滑力，即： c-泥石流淤積物容重（t/m3） h-滑動(dòng)面剪出口以上淤積物厚度（m） -淤積物內(nèi)摩擦角 P-滑坡體單寬剩余下滑力（滑坡體下滑力的水平分力） （t/m） 當(dāng)滿足以上兩個(gè)條件時(shí)，由兩式可以求出h，在剪出口高度已知的條件下，即可求出壩高H=hc+h，hc為滑坡剪出口距壩底高度。壩高已知后，便可查出相應(yīng)庫(kù)容（查壩高與庫(kù)容關(guān)系曲線）。hc通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查確定。B.當(dāng)滑坡軸線與攔砂壩軸線平行時(shí)，此時(shí)壩高因滑坡的剩余下滑力通過(guò)淤積物垂直傳于對(duì)岸山體，第一個(gè)條件自然滿足，因此壩高按第二個(gè)條

27、件確定即可。 上述兩種情況，在考慮淤積比降特征后，可按下式計(jì)算總壩高H總。 H總=H+L（i-ic）=h+hc+L(i-ic)。 L-壩距滑坡體的平均距離。其它同上。16. 實(shí)例計(jì)算：某攔砂壩壩高5m，基礎(chǔ)埋深2m,初步擬定上游坡1:0.8，下游坡1:0.6，壩頂寬2m。（圖2）采用漿砌石砌筑，砌體容重為2.3t/m3，壩體與基礎(chǔ)之間的摩擦系數(shù)f=0.5，泥石流容重和壩前淤積物的容重均為2.22.3t/m3，淤積物的內(nèi)摩擦角為21°，宣泄設(shè)計(jì)流量時(shí)壩頂泥深3m，不考慮地震影響和泥石流的沖擊力，試求壩的抗滑穩(wěn)定系數(shù)和壩基應(yīng)力？（tan55.5°=1.45, tan34.5&#

28、176;=0.69） 解答如下：計(jì)算各種受力和應(yīng)力：（1）壩的作用力：G1=10*2*2.3=46t；G2=1/2*3.0*5*2.3=17.25t；G3=2*5*2.3=23；G4=1/2*4*5*2.3=23t壩上淤積物重：G5=1/2*4*5*2.2=22t；G6=0.5*5*2.2=5.5t泥沙壓力：P泥=1/2*2.2*102*tg2（45°-21°/2）=51.7t壩基土壓力：E=1/2*2.2*22*tg2（45°+21°/2）=9.3t壩基滲透壓力： W=1/2*1*7*10*1=35t（2）壩體抗滑穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算：Ks=0.5*（46+1

29、7.25+23+23+22+5.5-35）/（51.7-9.3）=1.19（3）壩基應(yīng)力分析：作用在壩上的各力對(duì)壩基斷面中心點(diǎn)O的力矩歸為下表： 17. 格柵壩的特點(diǎn)是攔、排兼?zhèn)?，變?shí)體重力壩的全部攔擋為部分?jǐn)r擋。格柵壩攔蓄泥石流中的大部分較大固體物質(zhì)，排走泥沙、細(xì)礫和流體中的自由水，使進(jìn)入壩庫(kù)的泥石流很快被疏干，達(dá)到水土分離?？梢詼p少下泄泥石流的密度、流量和規(guī)模，降低下游遭受泥石流危害的程度。確保一定庫(kù)容，以延長(zhǎng)格柵壩的使用年限。與實(shí)體重力壩相比，格柵壩具有良好的攔石排水效果，受力條件好且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工周期短、工程費(fèi)用低、利于庫(kù)壩維護(hù)管理，在國(guó)內(nèi)外泥石流防治工程中各種材料的格柵壩逐漸得到應(yīng)用和迅速發(fā)展。格柵壩最適合于攔蓄含巨石、大漂礫的水石流、稀性泥石流和挾帶大量推移質(zhì)的高含沙洪水，也可布置在粘性泥石流與洪水相間出現(xiàn)的溝道；而不適用于攔蓄崩滑體和間發(fā)性粘性泥石流以及細(xì)顆粒的泥流、水沙流等泥石流河溝。18. 淤地壩的組成、分類與作用一般淤地壩由壩