水土保持工程学复习材料Word文件下载.docx

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D土壤学：

土壤是水蚀和风蚀的主要对象，不同的土壤具有不同的渗水，蓄水抗蚀能力

E应用力学：

为了查明水土流失原因，确定防治对策需要水力学，土力学，工程力学，岩石力学方面的知识。

第二章梯田

1.梯田：

把具有不同坡度的地面修成具有不同宽度和高度的水平台阶。

2.梯田的功能：

在坡地上沿等高线修成阶台状或坡式断面田地，梯田可以改变地形坡度，拦蓄雨水，增加土壤水分，防止水土流失，达到保水，保土，保肥的目的，同时改进农业耕作技术，能大幅度提高产量，从而为贫困地区退耕陡坡种草种树，促进农林牧副业全面发展创造前提条件。

3．梯田的分类：

按断面形式分类：

A阶台式梯田B波浪式梯田

4.阶台式梯田又分为：

a水平梯田：

应用条件：

土层较深的地方，劳力充足的情况下

b坡式梯田：

适用条件：

坡缓，劳力少，土薄

c反坡梯田：

水土冲刷严重干旱，土层深厚，劳力充足。

d隔坡梯田：

干旱，地多人少

5梯田的规划：

A耕作区的规划

B田块规划

a田块的平面形状，应基本顺等高线呈长条形，带状布设.

b当坡面有浅沟等复杂地形时，田块布设必须注意大弯就势，小弯取直，不强求一律顺等高线

c如果田块的地形有自流灌溉条件，则应在田面纵向保留1/500~1/300的比降，以利行水

d田块长度规划，有条件的地方可采用300~400m一般是150~200m。

e在耕作区和田块规划中，如有不同镇乡的插花地，必须进行协商和调整，便于施工和耕作。

C梯田附属建筑物规划

6水平梯田的断面要素：

各要素之间具体计算方法如下：

Bm=Hcot&

Bk=Hcota,

B=Bm-Bk=H（cot&

-cota）,

H=B/（cot&

Bl=H/sin&

Bo=B-Bk,

对一个具体地块来说：

&

是个常数，因此，田面宽度B,田坎坡度a，是地面要素中起决定作用的因素。

7，梯田土方量的计算：

每亩土方量的计算：

断面面积S=1/2H/2B/2=HB/8（m^2）

每亩田面长度为：

L＝666.7/B（m）

每亩土方量为：

V＝SL＝HB/8*666.7/B=83.3H（m^3）

8梯田的需功量：

计算：

每亩梯田需功量为：

Wa=VSo,

So=2/3B,

V=83.3H,

Wa=83.3H2/3B=55.5BH,

H=B/（cot&

-cota）

Wa=55.5BB/（cot&

9,土方量计算基本方法：

A方格网法a打桩b整桩c测量d计算（具体方法在书上50~55页）

B散点法C纵断面法D不规则三角形法

第三章山坡固定工程

3.1斜坡固定工程

1斜坡：

通常向一个方向倾斜的地段。

由坡顶、坡肩、坡面、坡脚、坡体组成。

2斜坡固定工程：

指为防止斜坡岩土体的运动，保证斜坡稳定而布设的工程措施。

包括：

挡墙、抗滑桩、削坡、反压填土、排水工程、护坡工程、滑动带加固、植物固坡、落石防护工程等。

作用：

防治滑坡，崩塌和滑塌等块体运动方面

3.1.1挡墙：

又称挡土墙，可防止崩塌，小规模滑坡及大规模滑坡前缘的再次滑动。

按挡墙构造可分为：

重力式，半重力式，悬臂式，扶壁式，支垛式，棚架扶壁式，框架式，锚杆挡墙。

1重力式挡墙：

适用于坡脚较坚固，允许承载力较大，抗滑温定性较好的情况。

特点是：

靠自身重来抵挡滑坡体的推力；

墙身断面比较大。

优点是：

结构简单，施工方便，可就地取材

2悬臂式挡墙：

用钢筋混凝土建造。

由立壁，墙趾板，墙踵板组合而成

3扶臂式挡墙：

当墙后土层较高或推力较大时，为增强悬臂式挡墙中立壁的抗弯性能，而沿墙的纵向每隔一段距离设一道扶壁，从而组成扶壁式挡墙。

2和3的特点：

墙身断面小；

墙的稳定性依靠墙踵底版上的土重来维持的；

墙体结构轻巧，污工省，但需要一定数量的钢筋，适用于挡墙较高的情况

4锚杆挡墙：

由锚杆，肋柱，挡板组成。

两个特点：

一是依靠所施加的预应力使得滑动面的垂直应力增大，从而增大抗滑力；

二是用钢筋混凝土的抗拉强度来削弱滑坡的滑动力。

3.1.2抗滑桩：

穿过滑坡体插入稳定地基内的桩、柱

3.1.3削坡：

清除或避开滑坡体，主要防止中小规模的土质滑坡和岩质斜坡崩塌，可减缓坡度，减小滑坡体体积，从而减小下滑力。

3.1.3.2反压填土：

在滑坡体前面的阻滑部分堆土加载，以增加抗滑力，填土可筑成抗滑土堤。

主要分层务实，外露坡面应干砌片石或种植草皮。

堤内侧要修渗沟，土堤和老土之间修隔渗层。

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。

3.14排水工程：

可减免地表水和地下水对坡体稳定性的不利影响。

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。

A排除地表水工程a防渗工程b水沟工程

B排除地下水工程a明沟和暗沟b渗沟c排水孔d泄水隧洞e截水墙

A的作用有两点：

一是拦截病害斜坡以外的地表水，二是防止病害斜坡内的地表水大量渗入，并尽快汇集排走

B的作用：

排除和截断渗透水

3.2沟头防护工程：

在沟头兴建的拦蓄或排除坡面暴雨径流，保护村庄，道路和沟头上部土地资源的一种工程措施。

防止坡面径流由沟头进入沟道或使之有控制进入沟道，从而制止沟头前进，沟底下切和沟岸扩张，并拦蓄坡面径流泥沙，提供生产和人畜用水。

根据对沟头上部来水处理方式的不同分为：

A蓄水式沟头防护工程a沟埂式b围埂蓄水池

B泄水式沟头防护工程a悬臂跌水b台阶跌水c陡坡跌水d竖井跌水

第四章坡面集水蓄水工程

4.1概述

1集水技术：

在干旱地区充分利用降水资源为农业生产和人畜生活用水服务的一种技术措施。

2.集水工程由集水，输水，蓄水三个部分构成。

3.径流农业或聚流农业：

就是充分利用现有的降水资源和径流资源把集水技术与农业生产相结合的农业生产技术的总称。

4.2水窖

1.水窖定义：

修建与地面以下并具有一定容积的蓄水建筑物。

由水源，管道，沉沙，过滤，窖体等部分组成。

2.功能：

A拦蓄雨水和地表径流B提供人畜饮水和旱地灌溉的水源C减轻水土流失

3.水窖的构造结构图

4.窖址的选择：

A有足够的水源

B有深厚而坚硬的土层，水窖一般应设在质地均匀的土层上以黏性土壤最好，黄土次之

C在石质山区，多利用现有地形条件，在无泥石流危害的沟道两侧的不透水基岩上，加以修补，做成水窖

D窖址应便于人畜用水和灌溉农田。

4.3蓄水池（涝池，塘堰）

1蓄水池定义：

在地面挖坑成以拦蓄地表径流为主而修修的，蓄水量在50~1000m^3的蓄水工程

2，功能：

A拦蓄地表径流

B充分和合理利用自然降雨或泉水

C就近供耕地经济林果灌溉和人畜饮水需要

D减轻水土流失

3位置选择

A．1乡村附近，路边，梁峁坡和沟头上部2池址土质应坚实，最好是黏土或黏壤土

B应该注意以下1有足够的水源来水量2池底高于被灌溉的农田地面，以便自流灌溉3离沟头的距离为沟深的2~3倍，以防渗水引起坍塌

4.4山边沟渠工程

1定义：

为防治坡面水土流失而修修的截排水设施

2功能：

A拦蓄坡面径流，引水灌溉B排除多余来水，防止冲刷C减少泥沙下泻，保护坡脚农田D巩固和保护沿坡成果

3截流沟：

在斜坡上每隔一定距离，与等高线平行或斜交开挖的排水沟，沟底具有一定坡度，将径流引至天然河道的一种措施

4.5

1鱼鳞坑：

是陡坡地植树造林的整地工程，多挖在石山区陡峭的梁峁坡面上或是支离破碎的沟坡上。

由于这些地区不便于修筑水平沟，因而采取挖坑的办法分散拦截坡面径流。

2水平沟：

在坡面不平，覆盖层较厚，坡度较大的丘陵坡地，采用水平沟，即沿等高线修筑，沟底用来拦截坡地上游降雨径流，使其变为土壤水

3水平沟的特点：

A环山等高B底沟水平

4水平沟应用在：

坡面比较完整的

5.水平阶：

在坡面山石比较多的情况下，沿等高线自上而下，里切外垫，修成一台面，台面外高里低，以尽量蓄水，减少流失。

第五章拦砂工程

1谷坊:

又称防冲坝，砂土坝，闸山沟等

一般布设在小支沟，冲沟或切沟上，稳定沟床，防止因沟床下切造成的岸坡崩塌和溯源侵蚀。

坝高3~5M拦砂量小于1000M^3。

以节流固床护坡为主。

2谷坊的作用：

①固定与抬高侵蚀基准面防止沟床下切

②抬高沟床，稳定山坡坡脚，防止沟岸扩张及滑坡

③减缓沟道纵坡，减小山洪流速，减轻山洪或泥石流灾害

④使沟道逐渐淤平形成坝阶地，为农林业生产创造条件 

3谷坊的种类:

1建筑材料：

土谷坊 

石谷坊插柳谷坊

2使用年限:

永久性谷坊临时性谷坊

3是否透水性：

透水性谷坊 

不透水性谷坊

4谷坊的位置选择:

①口小，肚大，底坡缓

②沟床基岩外露且完整

③取用建筑材料比较方便

④在有支流回合的情形下，应在汇合点的下游修建谷坊

⑤谷坊不应设在天然跌水附近的上下游，但可设在有崩塌危险的山脚下，靠沟床淤 

积来加固不稳定坡脚。

判断基岩埋深是选择谷坊坝址的重要依据

5谷坊的设计：

1完全水平的川台 

间距 

L=h/i

数量n=H/h

（h谷坊高度 

i 

河床比降 

H 

河床加护段起点和终点的高程差）

2.台地有一定坡度 

L=h/（i-i。

）

n=H/（h+L×

i。

（i沟底天然坡度 

i。

回淤面稳定坡度h 

谷坊有效高度）

6拦砂坝:

是以拦蓄山洪泥石流沟道中的固体物质为主要目的，防治泥沙灾害的挡拦建筑物，它是荒溪治理的主要沟道工程措施。

7拦砂坝多建在主沟或较大的支沟内的泥石流形成区或形成区-流通区。

通常坝高大于5M。

拦沙量在10^3-10^6M^3,甚至更大

8拦砂坝的作用：

A拦蓄泥沙调节沟道内水砂，以免除泥沙对下游的危害

B提高坝址处得侵蚀基准，减缓坝上游淤积段河床比降，加宽了河床并使流速和流深减小，从而大大减小水流的侵蚀能力

C因沟道流水侵蚀作用而引起的沟岸滑坡，其剪出口往往位于坡脚附近，拦砂坝的淤积物掩埋了滑体剪出口，对滑坡运动产生阻力，促进使滑坡稳定，减小泥石流的冲刷及冲击力，防止溯源侵蚀，抑制泥石流发育规模

9拦砂坝的坝址选择：

A地质条件坝址附近无大的断裂通过，坝址处无滑坡崩塌，岸坡稳定性好，沟床有出露或基岩埋深较浅，坝基为硬性基岩密实的老沉积物

B地形条件:

坝址处沟谷狭窄，坝上游沟谷开阔，沟床纵坡较缓，建坝后能形成较大的拦淤库容

C建筑材料 

坝址附近有充足的或比较充足的石料，砂等当地建筑材料

D施工条件 

坝址离公路较近，从公路到坝址的施工便道易修筑，附近有布设施工场地的地形，有可供施工的水源

9按结构分。

拦砂坝的坝形种类几各自特点

A重力坝 

特点结构简单，施工方便，就地取材耐久性强

B切口坝 

特点有拦截大砾石滞洪调节水位关系等特点

C错体坝 

特点坝体受滑坡的推力后可允许有少量的横向位移

D拱坝 

特点 

抗压性能强，对坝址地质条件要求很高，设计和施工复杂，溢流口布置较为困难

E格栅坝 

特点 

节省建筑材料，坝型简单，使用期长，透水性良好，可有选择性地拦截泥沙，坝下冲刷小，坝后易于清淤，施工快。

坝体强度和刚度较重力坝小，格栅易受破坏，需钢材多，施工条件和技工能要求较高

F钢索坝 

特点具有良好的柔性，结构简单，施工方便，耐久性差

10 

拦砂坝坝高的影响因素

A坝址处地基及岸坡的地质条件

B坝址处地形条件

C拦砂坝的设计目标

D工程量和工期

E合理的经济技术指标

F坝下消能设施

11 

拦砂坝坝下消能措施 

A副坝消能 

应用条件 

适用于大中型山洪或泥石流荒溪

B护坦消能 

应用条件 

适用于小型沟道

12 

坝的稳定与应力计算

一座拦砂坝在外力作用下遭破坏，有以下几种情况

A坝基摩擦力不足以抵抗水平推力，因而发生滑动破坏

B在水平推力和坝下渗透压力的作用下，坝体绕下游坝址的倾覆破坏

C坝体强度不足以抵抗相应的应力，发生拉裂或压碎

1作用力计算

①坝体重力G 

G=Vrdb 

（V坝体横断面积 

rd 

坝体容重 

b单位宽度=1）

②淤积物质量=淤积体积*淤积物容重

③水压力PP=1/2rh^2b（ 

r水的密度=1 

h坝前水深 

b 

单位宽度=1）

④泥沙压力P泥=1/2rcHHtan^2（45-﹠/2）b

（rc 

堆沙容重 

H坝前淤积物高度 

﹠淤积物的内摩擦角）

⑤坝基扬压力W=1/2 

r×

H×

B×

a1×

b

（W渗透压力 

B坝底宽度 

H坝高r水的密度=1 

a1基础接触面积系数）

⑥泥石流冲击力 

P=K×

p×

vc×

vc×

sina

（K泥石流动压力系数 

p泥石流的密度 

vc 

泥石流流速 

g9.81a 

泥石流流向与坝轴线的交角）

2坝体抗滑稳定计算 

Ks=（f×

N）/P

（ 

Ks抗稳定安全系数 

P坝体作用力的总和，向上游为负，向下游为正 

N坝体垂直力的总和 

，向下为正，向上为正 

f坝体与基础的摩擦系数）

第六章 

淤地坝

1淤地坝:

在水土流失地区，用于拦蓄泥沙，淤地而横向布置在沟道中的坝称为淤地坝

2淤地坝坝系：

以小流域为单位，通过科学规划，在沟道中合理布设淤地坝的沟道工程，以提高流域整体防御能力，为实现沟道水资源的全面开发和合理利用而建立的沟道防治体系

3淤地坝：

由坝体，溢洪道，放水建筑物3部分组成

作用 

坝体：

横拦于沟道的挡水建筑物，用于拦蓄洪水，淤积泥沙，抬高淤积面，一般不用于长期蓄水

溢洪道；

排泄洪水的建筑物，当淤地坝洪水位超过设计坝高时，就由溢洪道排出，以保证坝体的安全和坝地的正常生产

放水建筑物：

又称放水洞或是清水洞，主要作用是排除坝地中的积水，在蓄水期间为下游供水，或是为常流水沟道经常性供水，有的可兼顾部分排泄任务

4淤地坝枢纽工程

1三大件:

土坝，溢洪道，放水洞

方案特点:

防洪安全处理洪水以排为主，适用较安全。

上游淹没损失较少，唯溢洪道工程量大，工程投资维修费高

适用于：

筑坝土料含黏粒量大，施工困难，土方造价高，流域面积大，洪流模数大，以排为主的情况

2两大件 

:

土坝，放水洞

方案特点：

防洪安全处理洪水是以滞蓄为主，坝高库容大，土坝工程量大，上游淹没损失比较多，但无溢洪 

道石方工程量小，工程总投资可能小

筑坝土料透水性大，土坝施工用水坠法造价低，流域面积小，洪量模数小，以滞蓄为主的情况

3一大件：

土坝

处理洪水全拦全蓄，安全性差，仅适用于小型荒沟或微型集水面积且无常流水的狗头防护上

具体的组成方案选择从：

1拦泥2工程投资3施工4综合分析

5淤地坝的作用

1抬高侵蚀基点，稳定沟坡，减少水土流失

2拦泥沙淤地，发展生产

3实现高产稳产，促进退耕还林还草，促进农村产业结构调整

4拦洪蓄水，合理利用水资源

5以坝代路，便利交通

6治沟骨干工程，防洪保收

6坝系规划的原则

1坝系规划必须在流域综合治理规划的基础上，上下游，干支沟全面规划，统筹安排

2最大限度的发挥坝系调洪拦砂，淤地增产的作用，充分利用流域内的自然优势和水砂资源，满足生产上的需要

3各级坝系自成体系，相互配合，联合运用，调节蓄泄，确保坝系安全

4坝系中必须布设一定数量的控制性骨干坝，它是安全生产的中坚工程

5在流域内进行坝系规划的同时要提出交通道路规划

6对分期施工加高的坝，规划时应当考虑到溢洪道，放水建筑物在当坝高达到最縂设计高程时，能合理重新布设

7坝址选择考虑以下几点

1坝址在地形上要求河谷狭窄，坝轴线短，库区宽阔容量大，沟底比较平缓（口小肚大的葫芦型地形）

2坝址附近应有宜于开挖溢洪道的地形和地质条件

3坝址附近应有良好的筑坝材料，取用容易，施工方便，坝址应尽量向阳，以利延长施工期和蒸发脱水

4坝址地质构造稳定，两岸无疏松的坍塌土，滑坡题体，断面完整，岸坡不大于60度，坝基应有较好的均匀性，其压缩性不宜过大，岩层要避免活断层和较大裂隙

5坝址应避开沟岔弯道泉眼遇有跌水应选在跌水上方

6库区淹没损要小，应尽量避免村庄，大片耕地，交通要道和矿井等被淹没

7坝址还应必须结合坝系规划统一考虑

8集水面积计算方法1求积仪法2方格法3横断面法4经验公式法

9淤地坝坝高与库容面积关系曲线绘制方法

1等高线法（坝高-淤地面积曲线 

坝高-库容曲线）

2横断面法

3简易计算法

10淤地坝坝高的确定包括 

H=h拦+h滞+△h

1拦泥坝高h拦

2滞洪坝高h滞

3安全超高△h

11淤地坝调洪：

当设计洪水进入淤地坝后，洪峰流量减少，洪水历时延长，这个过程称为淤地坝调节洪水过程，简称淤地坝调洪

1淤地坝调洪演算的基本原理：

逐时段地联立求解淤地坝库的水量平衡方程和蓄泄方程

水量平衡方程213页

2淤地坝调洪演算的方法215页

12土坝的坝型：

均匀土坝 

心墙土坝 

斜墙坝 

多种土质坝

13土坝的排水设施式样：

堆石排水体 

贴坡斜卧式排水体 

平垫式排水体

14土坝的渗透分析目的

A确定坝体浸润线和下游渗流出逸点的位置

B确定坝体与坝基的渗流量，以便估计水库的渗漏损失和确定坝体排水设备的尺寸

C确定坝坡出逸段和下游地基表面的出逸坡降，以判断该处的渗透稳定性

D确定库水位降落时上游坝壳内自由水面的位置，估算由此产生的孔隙水压力，供上游坝坡稳定分析之用

15土坝渗透分析的方法：

手绘流网法，解析法

16溢洪道位置的选择

A工程量小：

要尽量利用天然的有利地形，常将溢洪道选择在坝端附近，马鞍形地形的凹地处，或地形较平缓的山坡处，可以节省开挖土石方量，减少工程投资，缩短工期

B地质良好：

溢洪道应选在土质坚硬，无滑坡塌方或非破碎岩基上

C溢洪道泄洪安全：

将溢洪道进口布设在距坝端至少10m以外，出口设在距坝坡脚线20m以外，溢洪道尽可能不和放水建筑物放在同一侧，以免互相造成水流干扰和影响放水建筑物的安全

D水流条件良好：

溢洪道轴线布设为直线状，若因地形地质条件不允许布置成曲线时转弯半径应不小于渠道水面宽度的五倍，并应在凹岸做好砌护工程

17溢洪道按地形条件和泄洪量大小分为：

明渠式~.堰流式～

18放水建筑物由

A进口取水工程：

卧管，竖井，放水塔

B输水工程：

坝下涵洞，管道，隧洞

C出口消能：

渐变段，陡坡，消力池

19放水建筑物的作用：

A对于未淤满的淤地坝，能排泄小型洪水，放空库容，拦蓄径流泥沙，调节洪水径流保证坝堤安全

B对于已淤满的淤地坝，能及时排泄沟道常流水和坝内积水，防止坝地盐碱化，及早利用坝地发展生产

C对于暂作蓄水防洪坝使用的淤地坝，可用于下游放水灌溉

20竖井是布设于土坝上游坝面坡脚上的一种竖向取水工程由井体，井壁进水孔和井底消力井组成，竖井沿竖向每隔0.5m对称设进水孔一对

第七章山洪及泥石流防治工程

1山洪及泥石流防治工程：

在山区沟道内及荒溪冲积扇上，为防止山洪及泥石流冲刷与淤积灾害而修筑的沟道治理工程及排导工程等建筑物。

2荒溪的类型：

A上游或集水区B中游或流通区C下游或沉积区

3排导沟的平面布置形式：

A向中部排

B向下游排

C向上游排

D横向排（具体内容在227页）

4排导沟的类型：

A挖填排导沟B三合土排导沟C浆砌块石排导沟

5排导沟的防淤措施：

A修建沉沙池B选择合适的纵坡C合理选择沟底宽度D排导沟的出口衔接

6沉沙场的设计方案一（图7-9课本284页）

第八章护岸与治河工程

1横向侵蚀：

一般指河道与流向垂直的两侧方向的侵蚀，如河案崩塌河道被冲刷而变宽等现象。

2发生横向侵蚀的原因：

a、一是河（沟）