期 末 论 文
《 水 土 保 持 学 》
——水土保持工程措施的再认知
专业班级：10水文1班 姓名：万玉辉 学号：100620135 指导老师：田晓丹
2013年11月30日
水土保持工程措施的再认知
摘 要
学习了《水土保持学》课程后，认识到水土保持工程措施是小流域水土保持综合治理措施体系的主要组成部分，它与水土保持生物措施及其他措施同等重要，不能互相代替。作为水文水资源工程专业的学生，为了更深入地认识各种水保工程措施，特对部分水保工程进行了较为仔细、深入的探究和认知。 关键字：水土保持 工程措施 认知
ABSTRACT
Learning the Key words: Water and soil conservation ; Engineering measures ; Cognition 水土保持工程措施的再认知 目 录 1. 概述.............................................................................................................................................. 2 1.1 我国水土流失现状 ............................................................................................................ 1 1.2 国外水土保持的发展状况与趋势 .................................................................................... 1 1.2.1 欧洲 ......................................................................................................................... 1 1.2.2 美国 ......................................................................................................................... 1 1.2.3 日本 ......................................................................................................................... 2 2. 对水土保持工程措施的再认知 .................................................................................................. 2 2.1.1 坡面固定工程 ......................................................................................................... 2 2.1.2 梯田 ......................................................................................................................... 6 2.2 沟道工程 ............................................................................................................................ 8 2.2.1 沟头防护工程 ......................................................................................................... 8 2.2.2 谷坊 ......................................................................................................................... 9 2.2.3 淤地坝 ................................................................................................................... 10 2.2.4 拦沙坝 ................................................................................................................... 10 2.3 护岸与治滩工程 .............................................................................................................. 11 2.3.1 护岸 ....................................................................................................................... 11 2.3.2 治滩工程 ............................................................................................................... 12 2.4 小型蓄排引水工程 .......................................................................................................... 12 2.4.1 坡面蓄排工程 ....................................................................................................... 12 2.4.2 引洪漫地工程 ....................................................................................................... 14 2.5 工程治沙措施 .................................................................................................................. 15 2.5.1 机械沙障 ............................................................................................................... 15 2.5.2 化学治沙措施 ....................................................................................................... 15 2.5.3 风力治沙 ............................................................................................................... 16 2.5.4 水力治沙 ............................................................................................................... 17 3.总结 ............................................................................................................................................. 18 参考文献......................................................................................................................................... 18 水土保持工程措施的再认知 1. 概述 水土保持工程措施是小流域水土保持综合治理措施体系的主要组成部分，它与水土保持生物措施及其他措施同等重要，不能互相代替。水土保持工程研究的对象是斜坡及沟道中的水土流失机理，即在水力，风力，重力等外营力作用下，水土资源损失和破坏过程及工程防治措施。 1.1 我国水土流失现状 我国是世界上水土流失最严重的国家之一，土壤侵蚀遍布全国，而且成因复杂，强度高，尤其以西北的黄土、南方的红壤和东北的黑土水土流失最为强烈。据水利部遥感中心2000年调查统计，全国土壤侵蚀面积达356.95万km2,占国土面积的37.6%，其中水蚀面积161.22万km2,风蚀面积195.70万km2。 1.2 国外水土保持的发展状况与趋势 1.2.1 欧洲 由于欧洲阿尔睥斯山区各国山地森林覆盖率大，植被好，农业利用主要是牧业，土壤面蚀作用较轻微，而山洪、泥石流、滑坡侵蚀作用强烈，危害作用大。在欧洲，水土保持工作与防治山洪、泥石流、滑坡等自然灾害联系在一起，称为荒溪治理。欧洲文艺复兴以后，围绕因滥砍乱伐而引起的山地荒废，欧洲阿尔睥斯山区各国开展了以恢复森林为中心的森林恢复工程。奥地利在15世纪就出现了以防治山洪为目的的拦沙坝。欧洲各国的山区水土保持工作与山区流域综合治理是紧密结合的。各国政府农林部林业司下设荒溪治理处或山区流域治理处主管全国山区水土保持工作。政府每年拨款资助各州具有山洪、泥石流发生危险的流域开展综合工作。 1.2.2 美国 美国从中央到地方有一套完整实施水土保持的机构，而且有专门的经费渠道。美国农业部中设有土壤保持局，它有三个方面的任务：水土保持；自然资源 1 水土保持工程措施的再认知 调查；乡镇资源普查的保护与开发。由于美国国家掌握了相当数额的水土保持经费，所以国家可以通过国会每隔几年列一专项，进行一些小流域的治理。美国的水土保持措施分为坡面治理与沟壑治理措施两大类，其中坡面治理措施主要有：水土保持农业耕作措施、田间工程措施、造林草措施；沟壑治理措施主要有：草皮排水道、封沟育林草、沟头防护、削坡填沟、坝库工程等。美国水土保持十分重视技术推广工作，包括：提供设备、技术标准、技术资料、信息；帮助水土保持规划与实施；组织参观先进治理样板或技术；出版技术手册、规范；举办培训班或讲座。 1.2.3 日本 日本的水土保护事业主要是作为社会公益事业而实施的，农林部和建设部负责主持水土保持工作。在日本，水土保持的目的是控制山地侵蚀、搬运，并防治山区流域荒废，发生泥沙灾害，水土保持措施包括山腹工程、溪流工程、滑坡防止工程等。 2. 对水土保持工程措施的再认知 2.1 坡面治理工程 2.1.1 坡面固定工程 2.1.1.1 挡墙 挡墙也就是俗称的护坡。传统的护坡主要有浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡等。挡墙又称挡土墙，可防止崩塌、小规模及大规模滑坡前缘的再次滑动。用于防止滑坡的又称抗滑挡墙。 2 水土保持工程措施的再认知 挡墙实物图 2.1.1.2 抗滑桩 抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱，用以支挡滑体的滑动力，起稳定边坡的作用，适用于浅层和中厚层的滑坡，是一种抗滑处理的主要措施。但对正在活动的滑坡打桩阻滑需要慎重，以免因震动而引起滑动。 抗滑桩实物图 2.1.1.3 削坡 水土保持上一种通过降低坡度防止不稳定坡面发生滑坡等重力侵蚀的沟 坡防护工程。 削坡主要用于防止中小规模的土质滑坡和岩质斜坡崩塌。削坡可减缓坡度，减小滑坡体体积，减少下滑力。削坡的对象是滑动部分，当高而陡的岩质斜坡受节理缝隙切割，比较破碎，有可能崩塌坠石时，可剥除危岩，削缓坡顶部。 3 水土保持工程措施的再认知 削坡实物图 2.1.1.4 反压填土 水土保持上一种通过在坡面中下方压土来增加坡体稳定性、防止不稳定坡面发生重力侵蚀的沟坡防护工程。 反压填土是在滑坡体前面的抗滑部分堆土加载，以增加抗滑力。填土可筑成抗滑土堤，土要分层夯实，外露坡面应干砌片石或种植草皮，堤内侧要修渗沟，土堤和老土间修隔渗层，填土时不能堵住原来的地下水出口，要先做好地下水引排工程。 反压填土实物图 2.1.1.5 排水工程 坡面固定工程中的排水工程，主要是降低地表水和地下水对坡体稳定性的不 4 水土保持工程措施的再认知 利影响，一方面能提高现有条件下坡体的稳定性；另一方面允许坡度增加而不降低坡体稳定性。这与防止坡面侵蚀而采取的的坡面排水工程有所不同。排水工程包括排除地表水工程和排除地下水工程。 1.地表水排除工程 地表水排除工程实物图 2.排除地下水工程 排除地下水工程实物图 2.1.1.6 护坡工程 防止堤岸坡面遭受冲刷侵蚀而铺筑的设施。 为了防止崩塌，直接在坡面修筑护坡工程进行加固，这比削坡节省投工，速 5 水土保持工程措施的再认知 度快。常见的护坡工程有：干砌片石和混凝土砌块护坡、浆砌片石和混凝土护坡、格状框条护坡、喷浆和混凝土护坡、铺固法护坡等。 护坡工程实物图 2.1.2 梯田 梯田是在坡地上分段沿等高线建造的阶梯式农田。是治理坡耕地水土流失的有效措施，蓄水、保土、增产作用十分显著。梯田的通风透光条件较好，有利于作物生长和营养物质的积累。按田面坡度不同而有水平梯田、坡式梯田、复式梯田等。 水平梯田实物图 6 水土保持工程措施的再认知 斜坡梯田实物图 隔坡梯田 7 水土保持工程措施的再认知 2.2 沟道工程 2.2.1 沟头防护工程 2.2.1.1 蓄水式沟头防护工程 利用沟埂拦蓄上游来水，防止地面径流进入侵蚀沟，一般用于汇水面积不大的沟头防护。 沟埂式防护 池埂结合式防护 2.2.1.2 排水式防护 水土保持上的一种防治沟头溯源侵蚀的沟头防护工程。 8 水土保持工程措施的再认知 在下列情况下可考虑修建排水式沟头防护工程：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；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。 排水式防护断面图 2.2.2 谷坊 山区沟道内拦截泥沙的小坝。水土流失地区的崩岗、沟壑、山沟治理工程之一。 9 水土保持工程措施的再认知 谷坊实物图 2.2.3 淤地坝 淤地坝是指在水土流失地区各级沟道中，以拦泥淤地为目的而修建的坝工建筑物，其拦泥淤成的地叫坝地。在流域沟道中，用于淤地生产的坝叫淤地坝或生产坝。 淤地坝实物图 2.2.4 拦沙坝 在沟道中以拦蓄山洪及泥石流中固体物质为主要目的的拦挡建筑物。它是山沟治理工程的主要形式之一。坝高一般为3～15m。 拦沙坝实物图 10 水土保持工程措施的再认知 2.3 护岸与治滩工程 2.3.1 护岸 护岸工程是用以控制水流流向，防护河岸或沟岸、水库坝坡免受冲 刷而沿沟道或河道修筑的工程。 护岸实物图 11 水土保持工程措施的再认知 2.3.2 治滩工程 治滩工程现场 2.4 小型蓄排引水工程 2.4.1 坡面蓄排工程 2.4.1.1 截水沟 截水沟 2.4.1.2 排水沟 12 水土保持工程措施的再认知 排水沟 2.4.1.3 蓄水池 蓄水池 2.4.1.4 鱼鳞坑 13 水土保持工程措施的再认知 鱼鳞坑 2.4.2 引洪漫地工程 当坡地的中下部是水平梯田、上部与中部是荒坡坡耕地或林草地时，暴雨产生大量地表径流形成坡洪，可引入水平梯田进行漫灌。 引洪漫地工程施工现场 14 水土保持工程措施的再认知 2.5 工程治沙措施 2.5.1 机械沙障 是用柴草、秸秆、粘土、树枝、板条、卵石等物料在沙面上做成的障蔽物，是消减风速、固定沙表的有效的工程固沙措施。主要作用是固定流动沙丘和半流动沙丘。 机械沙障实物图 2.5.2 化学治沙措施 国际上对化学固沙做了大量的研究开发工作，已开发了60余种用于荒漠化防治的化学产品，通常采用的有乳化沥青或乳化原油、合成树脂或有机胶乳、无机胶乳、高分子聚合物等，并在伊朗、沙特阿拉伯等国大面积使用。化学治沙方法在国内也经多次试验，固沙效果普遍良好，但存在成本高、原料短缺、难生物降解，特别是难以与生物固沙措施相结合等问题，未能大面积推广。我国科学工作者长年与沙漠化作斗争，已积累了丰富的沙漠化治理经验，比较成熟的是“草方格”治沙。这种方法多结合“工程治沙’实施，如宁夏沙坡头的工程，新疆的沙漠公路沿线的治沙工程等。这种方法工程投资巨大，实验周期长，一般要4－5年才能形成有效“沙结皮”。 15 水土保持工程措施的再认知 2.5.3 风力治沙 风是形成沙化的祸首,但是风既有有害的一面,又有有利的一面,它是宝贵的能源之一。象风力发电和风力提水一样,利用风力也可以治沙。风力治沙通常要以工程措施作为辅助措施,按照人们的需要创造条件变害为利。 2.5.3.1 渠道防沙 防沙堤 顾名思义就是预防风沙、沙尘暴的堤坝，就像防水用的堤坝一样，多用于沙尘暴多发地区，功能有防沙固沙等功能，对于解决沙尘暴等环境污染来说是治标不治本。 防沙堤实物图 2.5.3.2 拉沙改土 利用风力拉平沙丘，使沙粒在丘间低地沉积。 16 水土保持工程措施的再认知 拉沙改土施工现场 2.5.4 水力治沙 水力治沙是以水为动力，按照需要使沙子进行输移，消除沙害，改造利用沙地、沙漠的一种方法。分为引水拉沙修渠、引水拉沙造田、引水拉沙筑坝等主要形式。 引水拉沙筑坝示意图 17 水土保持工程措施的再认知 3.总结 根据对国内外水土流失现状的分析探讨和对部分水保工程措施的再认知，得出以下结论： 1.国内外水土流失现状十分严峻，如不加紧治理，将会对人类的生产生活带来极大的威胁； 2.国外有许多先进的治理水土流失的思路和经验值得我国借鉴、模仿，但要结合我国的实际情况； 3.随着科技的进步和人类对大自然的进一步了解，水土保持的工程措施经历了一系列的发展，并衍生出了针对某种状况的具体应对措施； 4.虽然工程措施很多，但是每一种措施都有其特殊的适用环境，每一种工程措施也都有其不利因素，在治理时要抓住这些条件，发挥工程的最大效应，将负面影响减少至最低。 参考文献 [1] 任鹏宇. 治沙办法比困难多. 北京：经济参考报. 2003. [2] 张琳. 水土保持施工企业资质标准制订研究. 合肥. 现代农业科技. 2012 [3] 方天纵. 国内外水土保持研究现状. 福建：亚热带水土保持. 2009 [4] 王其武. 水土保持坡改梯工程施工的质量控制. 北京：中国新技术新产品杂志. 2010 [5] 李安娜. 浅谈水土保持工程措施及质量控制. 河南： 河南水利与南水北调. 2012 [6] 外文科普. Discussion on Construction of Monitoring System of Water and Soil Conservation. 2007 [7] 外文期刊. What is soil erosion. 1999 [8] 泉水. 风力治沙. 内蒙古. 内蒙古农业. 1984 [9] 焦居仁. 水土保持综合治理风蚀的一项创举——水力治沙造田. 北京. 中国水土保持. 1996 [10] 蒋定生，郭胜利. 水力治沙造田与沙区农业可持续发展. 北京：水利水电出版社. 1998 18 水土保持工程措施的再认知 19 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容