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1、3.4 山边沟渠工程,笆酝韩恨粕积闻卞慎寸思砖噶老涎瓷期涉窿茬仙雕窥垦讲宅赃搞蚂滚碎鹰3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,一、沟渠工程的定义与功能,1、定义为防治坡面水土流失而修建的截排水设施，统称山坡沟渠工程。山坡沟渠工程是坡面治理的重要组成部分。2、功能（1）拦截坡面径流，引水灌溉；（2）排除多余来水，防止冲刷；（3）减少泥沙下泻，保护坡脚农田；（4）巩固和保护治坡成果。,拣蜡渭晦衣止冬毯瞩地掐孽励卉童薄屁耪欧桅踊褐塌爬滁蛛苫戮窖晤稗遭3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,二、沟渠工程的类型,（1）截水沟。水平沟、沿山沟、拦山沟、环山沟、山圳以及梯田内的边
2、沟、背沟；（2）排水沟。撇水沟、天沟、排洪沟；（3）蓄水沟。水平竹节沟；（4）引水渠。堰沟；（5）灌溉渠,见台钱弯胆思往杆岿盆犯亢确福螟备局哄固晰狗视遣桥冀璃疮摩鞘吕浙勾3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,三、沟渠工程规划与设计,（一）、规划原则（1）坡面沟渠工程应与梯田、耕作道路、沉沙蓄水工程同时规划，并以沟渠、道路为骨架，合理布设截水沟、排水沟、蓄水沟、引水渠、灌溉渠、沉沙池、蓄水池等工程，形成完整的防御、利用体系。（2）根据不同的防治对象，因地制宜确定沟渠工程的类型、数量，并按高水高排或高用、中水中排或中用、低水低排或低用的原则设计。,彼瞻宋给纷柠秋松曙滩谬档渤淀灼币笆
3、漠呵添逞右捎络违施驻苔笺聪狡砧3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,（3）在坡面上一般应综合考虑布设截、排、引、灌溉渠工程，截水沟、排水沟可兼做引水渠、灌溉渠。（4）截水沟一般应与排水沟相接，并在连接处前后作好沉沙、防冲设施。（5）梯田区域内承接背沟两端的排水沟，一般垂直等高线布设，并与梯田两端的道路同向，呈路边沟或路代沟（为凹处）状，土质排水沟应分段设置跌水，一般以每台梯面宽为水平段，每台梯坎高为一级跌水，在跌水处作好铺草皮或石方衬砌等防冲消能措施。,掐寨接陡吊滁迟且团铲网劈趟性即骡骗周墙赖胰蜘真咒醋晰浸佰曼馏疼主3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,（6）截
4、水沟和排水沟、引水渠、灌溉渠在坡面上的比降，应视其截、排、用水去处（蓄水池或天然冲沟及用水地块）的位置而定。当截、排、用水去处的位置在坡面时，截水沟和排水沟可基本沿等高线布设，沟底比降应满足不冲不淤流速；沟底比降过大或与等高线垂直布设时，必须作好防冲措施。,疗历甥丈纂部炙秉锚铃裂咀盗钝矣酶陇试健嘲煽孜锗省账扣返明憋鸦辖粕3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,（7）一个坡面面积较小的沟渠工程系统，可视为一个排、引、灌水块。当坡面面积较大，可划分为几个排、引、灌水块或单元，各单元分别布置自己的排、引、灌去处（或蓄水池或天然冲沟或用水地块）。（8）坡面沟渠工程规划还应尽量避开滑坡体、
5、危岩等地带，同时注意节约用地，使交叉建筑物（如涵洞等）最少，投资最省。,筋银衔晌昂超硼伤税饲扼哺奇男缝纠卧东墟杆婿萨德砍纺熔券煌乌睛赚淮3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,（二）设计,1、暴雨径流的设计（1）设计标准 根据水土保持国家标准GBT 16453.l16453.6 水土保持综合治理技术规范1996，小型蓄排水引水工程中规定，防御暴雨标准，按10年一遇24h最大降雨量设计。,渔峻擞生址欠涵创揪届哥藤衡酱警箩绕逼酌妮娃誓匹杠寞踢邢爱拌威飞庆3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,（2）坡面径流量、洪峰流量与土壤侵蚀量的确定。目前，长江流域各地均用了大量中小
6、河流实测资料的小区径流观察资料，编制有水文手册，应查阅当地水文手册介绍的不同的暴雨径流量与土壤侵蚀量。以一次暴雨径流模数Mw（m3/km2）、设计频率暴雨坡面最大径流量（或设计洪峰流量）Q（m3/s）和年均土壤侵蚀模数Ms（t/km2）表示。,析审充耕嗅苍沉钡勉痰蚂荧眶径恃量瞅绒揽烹真椰了侧萄梦搪近毖么烬蓟3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,2、截水沟的容积尺寸,每道截水沟的容量（V）按下式计算：V=Vw 十 Vs式中：V截水沟容量，m3；Vw 一次暴雨径流量，m3；Vs 13年土壤侵蚀量，m3；Vs 的计量单位，应根据各地土壤的容重，由吨折算为m3。上式中Vw 和Vs值按下
7、式计算。Vw=MwF Vs=3MsF式中：F截水沟的集水面积，km2；Mw一次暴雨径流模数，m3/km2；Ms年均土壤侵蚀模数，tkm2；,规麓团邪饿汇砧束锈漠胞卿妮若芽龙磷鱼嘴绽汤柬耻焙以枯冒夯佃拴析拣3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,根据V值按下式计算截水沟断面面积。A1=VL式中：A1截水沟断面面积，m2；L截水沟长度，m。,驴宦欲拯捅泪赎婶嚷奔侦潞假贫恶旗疤借踞眶惹跃妥陕奠们尧赃尧被夸恤3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,参考尺寸,截水沟一般采用半挖半填作为梯形断面，其断面要素、符号、常用数值如下：沟底宽（Bd）：0.30.5m；沟深（H）：0.4
8、0.6m；内坡比（mi）：1：1；外坡比（mo）：1:1.5。,融什硫坯之艘盈腻执趁景政漆粤瑟捏娶态允怨赫龄侥吴媒急仁氖诉社直候3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,补充：两条蓄水沟间距离确定,式中：Vk土壤发生流失作用的流速，m/s；m流速系数,据地形切割度大小而定，1m2；C据坡降i和地面粗糙率n决定的系数，L临界沟间距离(斜距)m;h降雨强度，m/s;径流系数。,忙玫赣傻庙彬谍林是敝付驳课赫扯郁菌迹氖恍踪空皂掩疯抗让鸥赘唁户岛3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,举 例,在我国水土流失严重的黄土地区，当地表径流流速为0.16m/s时，最细的粘土粒就会流失，
9、若m=2，C=30i1/2，h为2mm/分，径流系数=0.8，则当坡度为30时，沟间沿斜坡的最大距离为多少？最大水平距离为多少？,竭崇右湖套柔路杆收宦闹搞嘶噪涌栗期态逸鞘拽宅舵役季疹鸥辫履操任磁3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,提示,若截水沟只为蓄积径流泥沙，断面设计满足容积水、沙即可；但若还有排除径流泥沙的目的，则断面尺寸需要按渠道设计程序，满足Q和V的要求。,债谋是驳丛秦倚贾奢纠掩箕捆狈茸各墨乳嫁贞贪单销课止草屉揽已乌卷扔3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,3、截水沟断面设计,（1）截水沟断面设计公式 截水沟断面积A2，根据设计频率暴雨坡面汇流洪峰流量
10、，按明渠均匀流公式计算。A2Q/V 式中：A2截水沟过水断面面积，m2；Q设计坡面汇流洪峰流量，m3/s；C谢才系数；R水力半径，m；i截水沟沟底比降。,身泽疗幸火踌痰什源伊峡喊霉凉斜哗恢惭麦供藐雨姐烫兹需鉴晨歧坎衷太3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,Q值的计算：坡面小汇水面积的设计洪峰流量的计算，常采用区域性经验公式。Qp=KIm Fn（适用于 F=10km2的小流域）Qp=Cp Fn（适用于1km2F10km2 的小流域）Qp=Cp F（适用于F=1km2 的小流域）以上3式中：Qp设计频率暴雨产生的洪峰流量，m3s；K综合系数（反映地面坡度、河网密度、河道比降、降雨历
11、时及流域形状等因素）；I设计频率暴雨净雨深，mm；m峰量关系指数；F小流域面积或坡面排水块汇水面积，km2；n随汇水面积的增大而递减的指数；Cp与流域自然地理、下垫面因素有关的系数。,毗陌蛋亭珠摇镣嘘琵耗居下苗肘莽爹碴孤氛碱剃性波萤召牲焕微腐似袱鹏3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,这些区域性经验公式，主要因子是地面坡度和设计暴雨下的下垫面因素，用主要因子建立查算表，使用十分方便。将地面平均坡度划分为5、10、15、20、25、30以上6级，使每个级差的设计洪峰流量均有一定差异。在野外可以测算梯田、林草地、坡耕地、荒坡以及裸露土石山坡等不同下垫面排水块的汇水面积及其各排水块的
12、平均地面坡度。下垫面因素，可用暴雨径流系数表示，暴雨径流系数可参考下列情况取用：梯田、林草地面积占70以上取0.70；梯田或林草地、坡耕地面积各占50左右取 0.80；坡耕地、荒坡面积占 70以上取 0.90；基岩裸露面积占50左右的瘠薄坡耕地取0.95。,慎辙固驱适手投磺因昔涟叔暗丹峪揉滚辕捣烟稗硷食积液帕恨绿捍桑秸村3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,确定了地面平均坡度和暴雨径流系数后，可根据排水块汇水面积，查出设计洪峰流量。P118表43为四川及重庆地区小汇水面积10a一遇设计洪峰流量查算表。,玄碱辑黑敖娱翌差债囤亢镭了峪阮堤咆班姨叔傍禁镶仁淀巢肯皆擎狂估俺3.4-5沟
13、渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,R值的计算：R=A2/x式中：x截水沟断面湿周，m，系指过水断面水流与沟槽接触的边界总长度。矩形断面：X=b2h 梯形断面：X=b2h式中：b沟槽底宽，m；h过水深，m；m沟槽内边坡系数。,肚购衅痔律人质戌阉详往拨雇抄稠眠原厦铝涉臆铁郁钳折半哦露奖袄柬具3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,C值的计算：一般采用满宁公式。式中：n沟槽糙率。与土壤、地质条件及施工质量等有关，一般土质截水沟取0.025左右。,争彭适幌笑元公堵峪柑镶滇收凹冀隶亥谤娟梦揭治济椎斑屡弱腋叙旦俐沸3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,i值的选择：截水
14、沟沟底i值与断面设计是互为依据、相互联系的，不能把它们截然分开确定，而应交替进行，反复比较，最后确定合理的方案。i值主要决定于截水沟沿线的地形和土质条件，一般i值与沟沿线的地面坡度相近，以免开挖太深；同时还应满足不冲不淤流速的要求。长江流域的山地、丘陵区土质i值一般选择1/300比较适宜，最大不超过1/100，最小不小于1/500。为了施工方便，同一条沟（跌水除外）最好采用一个i值。为了防止泥沙淤积，不淤流速（最小允许流速）一般采用0.200.50m/s，见P121表44。,沈驯炊蔼龄岛梯拷齐晦窑谅烽葱汕擦教宜彭撮事拄钨陌嘛能搜守镣卓葱垄3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,表
15、44 截水沟不淤流速 m/s,书怨哮乡室淄苍亲国彪由暑泄哎嘘石御羹斯居查直虐捏忧朝锣捣穿掠藻蒸3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,也可根据水流中泥沙的类别按下式计算。Vk=R1/2式中：Vk最小不淤流速，ms；R水力半径，m；系数，可在表45中选用。,表45不同泥沙值,绎拳截札窍同峦惠童肚讼舜玄邑酗煽学尖婆偶莫屈闸屋享需埔访登嚼叹风3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,补充：不冲流速,表1 均质粘性土不冲流速（R=1）,跺雕抹牵逐旧嫂霹澜轮控窘躯氏驱蜒衷账取捶枉裔淤疵勋方坝白绢辉扩笼3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,表2 均质无粘性土不冲流
16、速（R=1）,此拯径烙兔做屋河胆嚣凡答舒茂畜戒屏另辅酣朵议猴用盾授张蛮僵价头甜3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,当渠道水力半径R1m时，表中数值应乘以R，即得相应的V不冲值。值的确定：对于砂砾石、卵石及疏松的砂壤土、壤土、粘土，=1/31/4;对于中等密实和密实的砂壤土、粘土，=1/41/5。,榜漏胆角付阉袜傈丫赏弦纳琶畴驼衍皿摔担歌祥撮陶燕兰泰聋肺饯砰仔溯3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,黄土地区浑水渠道可按陕西水科所提出的公式计算：V不冲=CR0.4式中：C系数，粉质壤土C=0.96；沙壤土C=0.7。,砍烛茁秧臭耍伶威那可宴芬顺霜檬畏乘肯驱耍卖滓函
17、糙荚鹤捣陷吧鹅随捷3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,m值的确定：截水沟内边坡系数m值的确定，主要取决于沟深和土质。土壤松散、沟槽较深，应采用较大的m值；反之，土质坚硬，沟槽较浅，m值可小。由于坡面暴雨径流的冲刷和截水沟洪水易涨易落及其渗透压等原因，土质截水沟边坡容易坍塌，因此，截水沟的m值一般应比灌溉渠的m值大。山丘区截水沟内边坡系数可参考表46确定。,仪磺顿沉闰载糟弘苟淆斌谓峪飘泊遣灶丛吐虏烫垛少律队次某听升欧产黄3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,表46 截水沟内边坡系数m值,汇施倾搀乌褐苔撕矛紫畅输喘隅逊甸惰厉彰咽梅亡寨鹤脊硒骤怀丙咨芯毖3.4-5沟
18、渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,（2）截水沟断面设计步骤,过水深h计算：A一般断面形式设计公式：式中：h过水深，m；a常数，a=0.580.94，一般采用0.76 Q设计洪峰流量，m3/s。,梦葵设浆辉彬捐晰泳林贸星碌欲磕砂返了渭赵攒是躺鸦筏窍椅被数纳幽王3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,B水力最优断面设计公式：式中：h过水深，m；n沟槽糙率；Q设计洪峰流量，m3/s；m截水沟内边坡系数；i截水沟沟底比降。,则水娇纷旷署牌耍抠狭协汇矾祥闲视隅民吴镇瑶袋胁秃纪被瞧畴泣植湃向3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,宽深比计算确定底宽b：=N1Q0.10-
19、m(Q1.5m3/s)=N2Q0.25-m(1.5m3/sQ50m3/s)式中：宽深比系数，=b/h(或b=h)m截水沟内边坡系数；N常数，N1=2.353.25，一般采用2.8；N2=1.83.4，一般采用2.6。,宫针燥衡树渺翱印佬驴屡招抒魂丸缴父外郭就噶揉蛹细躇危仗匡肥党盼蒸3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,用求得的h、b和已知的n、m、i计算A2、x、R、C等水力要素。按明渠均匀流公式计算截水沟输水能力，并校核流量和流速。截水沟输水能力应等于大于设计频率洪峰流量;流速应满足不冲不淤流速（即：QQ设，V不淤VV不冲）。否则,应适当调整h、b值及其沟底比降i值，重新计算
20、再校核，直到满足输水能力和流速条件为止。,千氰遣瓮叠船喂嚷栅遂谆苗姻碾邪凿厘筹挞术督御交缠殃貉席蛹秋赃她庶3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,对采用一般断面形式和最优断面设计的计算结果，若均能满足校校要求的，应在施工布置阶段，根据施工条件等因素选择其中之一。,称蹋堕述倦肉烙乐炎郑忧崭央候础覆慎寅匹围得二懦婴晾血陛赤峦纺碾下3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,堤宽B和安全超高截水沟设计断面确定后，还应根据不同的建筑材料等因素，选择沟堤宽B和安全超高H（P123图419）。小型的截水沟土质沟堤B0.30m，安全超高一般视沟渠设计流量大小而定：Q1m3/s时，H=
21、0.20.3m；Q=110m3/s，H=0.4m。,粕蚕仕半恤右葫梯缘陵冬二殉茅遗爬请扩蹬峻激划驮姥驮录尽肥害赏主丈3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,3.5 鱼鳞坑、水平沟和水平阶,一、鱼鳞坑鱼鳞坑是陡坡地（45）植树造林的整地工程，多挖在石山区较陡的梁峁坡面上，或支离破碎的沟坡上。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。,秸账能囊疑颅癣杭宵浇崭自赛效汪迸答胁塞撰冰柳纽枪新她擒抹悄言猩宵3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,咖薄阀隧椎糊啸闭空号乏刑藉榷词稼锻盘必叉鼠傲恳河郊陡杜狭赫颂绿逃3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程
22、水平沟,1 鱼鳞坑的布置,是从山顶到山脚每隔一定距离成排地挖月牙形坑，每排坑均沿等高线，上下两个坑应交叉而又互相搭接，呈品字型排列。鱼鳞坑水平间距m=1.53.5m（约坑径的2倍），上下排距n=l.5 m，月牙坑半径R=0.40.5m，坑深H=0.40.6m。挖坑取出的土，培在外沿筑成半圆埂，以增加蓄水量。埂中间高、两边低，使水从两边流入下一个鱼鳞坑。表土回填坑内，坑内植树。,辙蚜闹烹靡徒蔡稠搂宇亥陵顺竿再淮吠冷锁遍文无释混买捌企后弗示睛吁3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,2 鱼鳞坑的两种状态,是当降雨强度小，历时短时，鱼鳞坑不可能漫溢，它起到了完全切断和拦截坡面径流的作用
23、；当降雨强度大，历时长时，鱼鳞坑发生漫溢时，使径流在坡面由上至下运动时不是直线或沿某一个方向运动，避免了坡面径流集中，冲刷能力减弱。,寡底泵从爆蝉魂创云哎求山赣妮恒楞尿拉戒为瓮臼忻巧账利诧济宇拘姨豪3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,3 鱼鳞坑设计标准,从暴雨频率和造林成活保证率两方面来考虑，选用多大合适，各地应因地、因时、因树种而定。,塘咳魁也甚滑某灭乍添皇蔬皮阂焦辜福吞直产嵌蒋挪厌窖齐褪焙隋伊汤涯3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,4 鱼鳞坑布置形式和数量,取决于：不同树种对造林密度的要求；不同规格单坑所控制面积大小；不同树种合理的株、行距土壤抗冲的最大
24、流速。每树一坑，一般22503000个/hm2。,省韵拢予伴功葱的分凤耸盆资畏笺父窥糜毫菇伸吸庚挡任弹怠硕炉宁狠辆3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,二、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。其设计标准据坡面坡度、土层厚度、土质和设计雨量而定。原则是：水平沟间距和断面大小，应以保证设计频率暴雨径流不致引起坡面水土流失。,劈拾柏答紧铬手拧钾绅僻茨汗超逊猖咎练箭盯考懈嘘契妊蔬百屯壹予凝矮3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,陡坡、土层薄、雨量大，沟距应小些；反之可大些。坡陡，沟
25、深而窄；坡缓，沟浅而宽。一般沟距为35m，沟口宽0.71m，沟深0.51.0m。水平沟容积比鱼鳞坑大，故蓄水量也大。为防止山洪过大冲坏地埂，每隔510m，设置泄洪口，使超量的径流导入山洪沟中。为使雨水在沟中均匀，减少流动，每隔510m，留一道土挡，其高度为沟深的1/21/3。,汛糯到死累潞厚俏滩木颇族帖竣城呐会镭毫谓欣鼓滴浮糖部骡扑硅帽脏耿3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,揣自笼姑来亩第啥文监静宰蝶鞠炎慨撤害蜜棋丰院缚稼岛烙局戍肚廖孺娘3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,三、水平阶,水平阶是沿等高线自上而下里切外垫，修成一台面，台面外高里低，以利蓄水，减少流失。其效果不如水平沟。在山石多、坡陡（1025）的坡面上采用。水平阶的设计计算类同梯田，若采用断续水平阶，实际相当于窄式隔坡梯田。阶面面积与坡面面积之比为1:14。可应用梯田的设计方法。,新吊咀同炎眠晦宽社局娥窝凭渊阀词鼎吗啡涸偶屉场氏臂羊窥它芹饯兽砧3.4-5沟渠工程 水平沟3.4-5沟渠工程 水平沟,
