《《水土保持工程学》多媒体课件(第1章)_2014》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《水土保持工程学》多媒体课件(第1章)_2014（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章第一章 坡面治理工程坡面治理工程 我国山区面积约占全国国土面积的我国山区面积约占全国国土面积的2/32/3，其中，其中 不少耕地为坡耕地。黄土高原坡耕地占总耕地面不少耕地为坡耕地。黄土高原坡耕地占总耕地面 积的积的7979，水土流失主要来源于此，因此，坡面，水土流失主要来源于此，因此，坡面 治理具有很重要的意义。治理具有很重要的意义。 坡面治理措施与地面坡度、土质等自然条件的坡面治理措施与地面坡度、土质等自然条件的 不同而不同。工作量最大的是农田基本建设，即不同而不同。工作量最大的是农田基本建设，即 梯田的建设梯田的建设。 第一节 坡面工程的类型及适用条件 一、梯田（Terrace） （
2、一）梯田的作用 The function of terrace 拦蓄径流泥沙； 提高土壤肥力； 为耕作机械化、水利化创造了条件。 （二）梯田的分类 从全国范围来讲梯田可分为： 西北黄土区梯田 缓坡梯田 土石山区梯田 水稻梯田 华南热带林梯田。 根据梯田断面形式来分： 水平梯田（bench terrace）； 坡式梯田（sloping terrace）； 隔坡梯田（interval terrace）； 反坡梯田（back-（reverse） slope terrace）； 波浪式梯田。 根据田坎建材来分：土坎梯田; 石坎梯田; 土石坎梯田;植 物坎梯田等 根据使用情况来分：水稻梯田；旱作梯田 ；
3、果园梯田； 茶园梯田。 根据施工方法分: 人工梯田；机修梯田 1-原地面；2-田面；3-地埂 1-1 水平梯田断面示意图 1-原地面；2-田面；3-地埂 图1-2 坡式梯田断面示意图 1-原地面；2-田面；3-所隔坡面；4-地埂 图1-4 隔坡梯田断面示意图 1-原地面；2-田面，反坡角度一般不超过2；3-地埂 图1-3 反坡梯田断面示意图 1-截水沟；2-软埝；3-田面；4-原地面 图1-5 波浪式梯田断面示意图 常见梯田 1. 水平梯田 大部分梯田属于此 2坡式梯田 3隔坡梯田 conservation bench terrace 4石坎梯田 5土石坎梯田 nThe conservatio
4、n bench terrace is designed for semiarid regions where maximum moisture conservation is needed. It consists of an earthen embankment and a very broad flat channel that resembles a level bench. The slopping area above this bench and extending upslope to the next terrace ridge, is the runoff contribut
5、ing area to the benched area. 二、地埂 截水沟 地埂 沿等高线修筑的水平土埂，分软埂和硬埂 。 截水沟增加梯田上部的水分条件和排水。 三、水簸箕，截水坑 在田间凹地或集流槽处修筑的蓄水工程 四、蓄水池、水窖 In arid and semiarid region of Northwest part of China, specially loess plateau Region，and the region in the southern part,在径流集中的地方，为 防止水土流失，就地拦蓄坡面径流的池子叫蓄水池， 窖叫水窖。 五、水平阶、水平沟、鱼鳞坑 1水平
6、阶 2水平沟 3鱼鳞坑 六、山边沟 图图1-7 1-7 水平沟示意图水平沟示意图 鱼 鳞 坑 n山边沟是在坡面上，每隔适当距离，沿等 高线方向所构筑的一系列浅三角形沟，用 来截短坡长，分段拦截径流，控制冲蚀， 防止面蚀和小侵蚀沟的形成，从而达到保 护土地的目的。 n山边沟效用与宽垅梯田相同，唯断面有异 而已。 山边沟 第二节 坡面治理工程措施设计 一、水平梯田 西北黄土高原应用较多的是土坎水平梯田。 先对田面进行布设，然后设计梯田断面。梯田断 面设计任务： 根据地面坡度确定田面宽度； 根据土质好坏及坡度大小决定田坎高度； 根据田坎稳定要求决定田坎侧坡坡角； 计算土方量、用功量。 （一）田面布设
7、 n在陡坡区，田块布设需顺山坡地形，大弯就势， 小弯取直，田块长度尽可能在100 200 m，便于 施工和耕作。对梯田不能全部拦蓄暴雨径流的地 方，应布设排水工程；在山丘上部有地表径流进 入梯田的区域，应布设截水沟等小型蓄排水措施 ，以保证梯田安全。 n在缓坡区，以道路骨架划分梯田，梯田田面长 200 400 m，对少数地形有波状起伏的区域，梯 田应顺地势呈扇形划分，其埂线则随之略有一定 的弧度。 （二）水平梯田断面要素的相互关系 断面要素有： 田面毛宽Bm 田坎占地宽Bn 田面净宽B 田坎高度H 田坎坡度 田面斜宽BL 很显然 Bm=Hctg Bn=Hctg B=Bm-Bn=H（ctg-cg
8、t） 亩土方量：Va=VL V挖方或填方的断面面积 L每亩梯田的长度 亩用功量： Wa=VaS S田面土方平均运距 则 Wa=55.5BH （三）梯田设计标准 梯田防御暴雨标准，一般采用10年一遇3 6 h最大降雨。在干旱、半干旱或其他少雨地区，可 采用20年一遇3 6 h最大降雨，也可根据各地降 雨特点，采用当地最易产生严重水土流失的短历 时、高强度暴雨。 （四）田面宽度B设计 设计原则：便于机耕，利于灌溉，土方量、用功 量小。 缓坡地（坡度在5度以下） 根据机耕和灌溉要求 地面坡度(度）12345 田面宽宽度B (米)506030401520 陡坡地（坡度15度25度） 710米 中坡地（
9、坡度在5度15度）1520米，山坡顶部10 15米 其他情况坡地，可根据地形特点和耕作条件调整。 （五）田坎设计 主要设计坡角及田坎高度H 埂坎高 h拦拦蓄坎高， ； K径流系数； f设计最大暴雨 h安全加高，取0.150.3m。 2田坎坡度 ，不稳 ，田坎占地多，用功多，故应有一个经济、安全 的，根据土坡稳定分析计算定。 黄土区=6090。 一般情况下，蓄水埂高0.3 0.5 m，顶宽0.3 0.5 m，内 外坡比约1: 1。 我国南方多雨地区，梯田内侧应有排水沟。 （四）梯田的修筑标准 （五）石坎梯田设计介绍 断面要素 : 水土保持工程作业题 梯田断面设计 一、已知基本资料 1.土壤为粉质
10、壤土，内聚力c=1.0t/m2，内摩擦角=21,湿 容重r=1.6t/m3，地面坡度4 2.设计设计 暴雨量48mm，径流系数=0.40。 二、设计设计 任务务要求 1.确定梯田类类型； 2.确定田面宽宽度、田坎高度、田坎坡角及田埂埂尺寸； 3.计计算土方量和用功量； 4.按比例绘绘制设计图设计图 ； 5.编编写设计说设计说 明书书。 图图1-10 1-10 石坎梯田断面图石坎梯田断面图 1.田面宽 石坎梯田田面宽度的设计，应考虑坡地土层厚 度。修平后，梯田内土层厚度应大于30 cm。 石坎梯田田面宽度按下式计算： B=2（T - h）ctg 2. 田坎 田坎高度 H=B /(ctg-ctg)
11、 n田坎高加上田埂（蓄水埂）高即为埂坎高。 n石坎梯田坎高一般为l.0 2.5 m，外坡1 : 0.75；内侧 接近垂直，顶宽0.4 0.5 m。 石坎水平梯田断面尺寸参考表(陕西) 坎顶宽d = 0.5 m 地面坡度 （） 田坎高 （m） 坎基宽 （m） 田面宽 （m） 耕作田面宽 （m） 田面斜宽 （m） 田坎占地 （） 5 1.0 0.74 11.43 10.69 11.47 6.47 1.5 0.87 17.14 16.27 17.21 5.07 2.0 0.99 22.86 21.87 22.94 4.30 10 1.0 0.74 5.67 4.93 5.75 13.05 1.5 0
12、.87 8.50 7.63 8.63 10.23 2.0 0.99 11.34 10.35 11.51 8.70 2.5 1.12 14.17 13.05 14.39 7.90 3.0 1.24 17.01 15.77 17.27 7.20 15 1.5 0.87 5.59 4.72 5.79 15.50 2.0 0.99 7.46 6.47 7.72 13.20 2.5 1.12 9.33 8.21 9.65 12.00 3.0 1.24 11.19 9.95 11.59 11.08 20 2.0 0.99 5.49 4.50 5.84 18.03 2.5 1.12 6.86 5.74 7.
13、30 16.32 3.0 1.24 8.24 7.00 8.77 5.04 25 2.5 1.12 5.36 4.42 5.91 20.80 3.0 1.24 6.43 5.19 7.09 19.20 二、隔坡梯田设计 n布设与水平梯田相似，设计主要解决两个问题 ： （一）隔坡梯田坡地部分产流产沙量的估算 （二）隔坡梯田平坡比的确定 黄土高原隔坡梯田的平坡比一般在1:11:5之间。 1平台宽度 地面坡度（1525），水平田面宽度：5 10 m，坡度缓的宽，坡度陡的窄。同时，既能适 应种植要求，又能拦蓄斜坡径流。 2斜坡宽度 平坡比一般为1：1 1 ： 3 （或者更大）。 干旱少雨地区小，雨量较
14、多地区大 一般将斜坡部分在10年一遇暴雨中，产生径 流和泥沙量作为确定斜坡宽度的主要依据。 此外，还需计算斜坡上全年的产流量，如水 量偏小，侧需适当加大斜坡宽度。 平坡比可依下式计算: 1:m= 1:m平坡比 n隔坡梯田的设计年限 s年最大冲刷深度 a蓄水埂有效拦蓄高度 ao安全超高，一般取5cm 陕北黄土丘陵区隔坡梯田断面尺寸参考表 地面 坡度 （） 斜坡种草斜坡为农地 平台宽 度（m ） 斜坡宽 度(m) 平坡比 蓄水埂高 度(m) 平台宽 度(m) 斜坡宽度 (m) 平坡比 蓄水埂高 度(m) 518.0 54.0 1：30.318.0 27.0 1：1.50.3 1012.0 36.0
15、 1：30.312.0 13.5 1：1.50.3 158.5 25.5 1：30.38.5 12.8 1：1.50.3 206.5 16.3 1：2.50.36.5 6.5 1：10.3 255.0 12.5 1：2.50.35.0 5.0 1：10.3 三、坡式梯田设计 设计主要解决的问题： （一）地埂布设 （二）地埂的设计 地埂的断面设计与来水来、来沙量有关，可据此来设计 。在黄土区，地埂修后可逐年加高，一般每三年加高一次。 1地埂内测度高 H=h+h h地埂最大拦蓄高度 h地埂安全加高，h=0. 5m 最大拦蓄高度可根据单位埂长的坡面来水、 来沙量Q来确定 Q=B（h1+h2）Vo B
16、地埂水平间距； h1最大一次暴雨径流深； h2最大冲刷深度， h2=h大+2h平 h大年最大冲刷深 h平多年平均冲刷深； VO三年耕作翻入埂内的土方量。 每米埂长的最大拦蓄容积V可按下式计算 m埂内侧边坡比 L回水长度（最大拦蓄高度时） 田面坡度 地埂最大拦蓄高度h，可根据下式计算 令V=Q 则有 则埂内侧高度： 2地埂铺底宽度B0 B0= 3埂外侧高度 H2=H1+hc=H1B0sin 4. 每亩坡式梯田地埂土方量 G=AL （三）变平年限（T）估算 变平原因 翻土 冲刷 加高地埂 冲刷面积按梯田面积一半计算，则 T= V坡地变为水平梯田的土方量,按达到3算 ; V1第一次培埂坊量 ; g1平均年冲刷量 ; g2平均每年耕作下翻土方量 ;
