水土保持工程实习指导书

《水土保持工程学》实习指导书环境科学与工程系2003年10月说明《水土保持工程学》讲述了水土保持工程的设计原理、计算方法和施工管理等，它是建立在多门专业基础课之上的一门综合性很强的专业课。同时，水土保持工程是小流域和开发建设项目水土保持措施体系中重要的组成部分，它与植物措施、耕作措施同等重要，不可替代。本课程涉及学科很广，它与很多基础自然科学、应用科学和环境科学均有密切的联系，如：水力学、水文学、气象学、工程力学、岩土力学、工程制图、测量学等，因此，课堂理论学习任务是繁重的。而且，由于它是一门实践性很强的应用型科学，工程类型很多、特点迥异，要牢固地掌握所学知识，提高分析问题和工作实践能力，需要通过野外实习来加以保证。云南省是水土流失较为严重的山区省份，水土保持工作开展得也比较早，在很多小流域治理和开发建设项目水土保持工作实践中修建了大量水土保持工程，发挥了显著的蓄水保土功能，为我们的课程实习提供了理想的场地。按照就近和多看的原则，场地选择了工程种类多、防护效果显著的东川和大春河流域两个点进行为期一周的课程实习。东川所属的小江流域是长江上游金沙江段的一条支流，因自然条件差，加之受人类活动的影响，成了泥石流多发区和水土流失非常严重的地区，经过近30年的综合治理，取得了一定的成绩，其中水土保持工程发挥了巨大的作用。大春河小流域于1995年被列为“长治”项目第三期治理工程，目前正朝着“云南省水土保持生态环境建设科技示范园”的目标迈进，园区内的水土保持工作也能够我们实习者带来很大的启示。一．实习目的1．巩固课堂所学理论知识，增强动手操作能力，并进一步扩大知识面。2．增强对水土保持工程的感性认识。3．提高在实际工作中分析问题、解决问题的能力。二．实习地点1．晋宁县大春河小流域水土保持生态环境建设科技示范园。2．东川大桥河、蒋家沟、深沟、石羊沟。三．实习时间一周，按照课程进程表，在课堂理论学习结束后，临近期末前往上述两个实习地点进行为期一周的现场实习。四．实习内容(一)大春河小流域:1．观看实习地点的水土保持工程措施，对工程名称、布局、规模等进行调查统计。大春河小流域目前已修建如下水土保持工程：坡改梯、蓄水池、沉沙池、水平沟、截水沟、拦砂坝、节水灌溉等。另外，对其它治理措施也一并作观察记录，如自动控制温室、水土保持林、水土保持经济林。2．对各项工程措施的布局原理进行分析，并对其发挥的效益进行定性评价。3．对目前仍处在治理与建设过程中的“水土保持科技示范园”提出自己的见解和建议。（二）东川：1．观看图片展和沙盘，总体认识东川的地形地貌、气候、植物、土壤特征，了解当地水土流失概况和丰富的水土保持工程措施。2．听取当地工作人员的讲述，了解东川的地质简史、多年来东川在水土保持方面取得的重大成绩，及其在国内外产生的积极影响。3．去蒋家沟观看大型泥石流爆发过程录像，加深对泥石流的感性认识。并对蒋家沟泥石流痕迹及治理措施作现场调查，体验工程治理的必要性与艰巨性。4．观察大桥河的泥石流排导工程。认识该排导工程的平面形式、断面特征、拦排效益等。5．了解“深沟”的演变史，调查水土保持措施种类、布置方法、拦蓄效益等，着重观察沟道治理工程。思考：通过综合治理（尤其是工程措施）使深沟发生演变的意义。6．认识石羊沟泥石流防治的重大意义（东川城区就坐落在该沟的冲积扇上）。主沟道内设有3座拦砂坝,支沟有8座拦砂坝，31谷坊。观察沟口处一重力式拱形拦砂坝及其下游的消力坎、排导槽、上游谷坊、坡面水平沟等，对这些措施的综合配置的防护特点及其效益加以分析。五．实习工具罗盘、钢尺、皮尺、坡度计、经纬仪、塔尺、绘图板、铅笔、方格纸。六．实习报告现场实习结束后，将观察和记录的内容进行内业整理，然后编写实习报告书。实习报告书的内容大致包括如下几部分：（一）实习地点简介；（二）水土保持工程名称、位置、建筑材料、大小、作用、目前使用情况；（三）综合分析工程措施在水土保持中的地位。七．成绩考核：实习成绩按百分制形式计分。包括实习期间工作表现（20%）和实习报告书（80%）两部分。1．工作表现：良好的纪律是实习取得成功的保证。实习期间必须严格遵守实习纪律，讲究时间观念，不迟到早退。听从老师的安排，不擅自单独行动，不去做有影响人身安全的活动。要勤学好问，虚心听取现场讲解，及时主动地做好笔记。凡有违反上述规定者，将影响其实习成绩；造成严重后果的责任自负。2．实习报告书：实习期间应细心观察、勤于动手，认真做好笔记，努力将课堂所学过的理论知识与实践结合起来，加以巩固和消化，积累工作经验，在此基础上将实习内容用书面报告表达出来。实习报告书要求图文并茂、字迹工整，内容充实有序，结构合理。报告书完成质量的好坏是一个同学课堂理论学习和实习锻炼收获的综合体现，每个同学应相对独立地认真完成。附：材料一：大春河小流域背景材料1概况1.1流域概况1.1.1地理位置大春河小流域位于云南省晋宁县宝峰乡境内，距县城15km，东与上蒜乡接壤，南与酸水塘接壤，西与清水河接壤，北与中和铺接壤，地理坐标为东经102°33′～102°38′，北纬24°33′～24°37′。流域内有昆玉高速公路、昆洛公路、昆玉铁路通过，交通便捷，与现代新昆明规划的南城区毗邻，生态旅游资源较为丰富。大春河为长江流域金沙江水系普渡河的二级支流，流域面积31.39km2，海拔在1930m～2404m之间。1.1.2自然概况·气候大春河小流域属亚热带气候，其主要特点是：气候终年温和，四季如春，冬无严寒、夏无酷暑。冬、春季节受印度大陆干暖气流控制，干旱少雨；夏、秋季受孟加拉湾和北部海洋暖湿气流影响，雨量充沛。多年平均气温14.8℃，年最高气温29.3℃，年最低气温-3.1℃。1月最冷，平均气温为8.1℃，7月最热，平均气温为19.5℃。多年平均日照时数为1928～2411h。多年平均无霜期为230天。多年平均降雨量905mm，5～10月降雨量占全年降雨量的85％以上，多年平均蒸发量1955mm，相对湿度80％。主导风向为西南风。·地形地貌大春河小流域海拔在1930～2404m之间，流域平均海拔在2000m左右，相对高差100～500m，整个流域为构造剥蚀和溶蚀地貌，呈波状起伏浅切割低山丘陵和低丘洼地。整个流域地形错综复杂，大部分地区地势南高北低，呈波峰谷形向滇池倾斜，属东湖盆地高原区。境内出露地层较为齐全，最古老的地层系元古界昆阳群的黄草岭组、黑山头组、大龙口组、美党组及柳坝塘组。岩性以板岩、石英砂岩、砾岩和石灰岩为主。在古生代地层中，出露面积最大的是寒武系下统筇竹寺的页岩、粉砂岩、富含磷矿。中生代地层主要出露三叠系上统一平浪群，侏罗系下统冯家河组、中统张河组、上统蛇店组及白垩系石门群，岩性以泥岩及砂岩为主。新生界第三系及第四系地层为冲积、湖泊为主的淤泥、砂质粘土、钙质粘土、砂、砾石等。·土壤资源大春河小流域内地层较为复杂，岩石矿物种类繁多，岩石主要是砂岩、粉砂岩、页岩。土壤主要类型有红壤、紫色土、冲击土、岩土和水稻土五大类。红壤分布于海拔1930～2400m之间的广大地区，土壤肥力较差，石砾含量高，紫色土分布于海拔1900～2100m的沟谷，多与红壤交错分布，土层不厚，水稻土主要分布在平坝区，包括冲击物、沉积物和坡积物。土壤pH一般在5.0～5.5之间，底土酸性较大，阳离子代换为20毫克当量/100克左右。土壤质量一般。·植被资源大春河小流域地带性森林植被为亚热带半湿润常绿阔叶林，主要类型有滇青冈、炮仗花杜鹃、铁子群丛、黄毛青冈、铁子、地盘松群丛、窄叶青冈、元江栲群丛；落叶阔叶林有栓皮林、云南松、老鸦泡群丛；旱冬瓜林；温暖性针叶林有云南松、华山松、云南油杉林；灌草丛主要有绣叶杜鹃、米饭花、杜鹃灌丛；清香木、地石榴灌丛、火把果（火棘）、川梨灌丛，有大白花杜鹃、马缨花、杨梅等灌木分布。人工造林形成了较大面积的蓝桉、圣诞树（银荆）、云南松林，藏柏也有小块栽培。果树主要有板栗、核桃、桃、梨、山楂、柿、杏等种类。草本植物主要有四脉含茅、云南蕨、野姜、沿阰草、菅草、紫茎泽兰、云南裂稃草、白健杆等。·土地资源大春河小流域土地总面积为31.39km2。耕地面积为6.594km2，占土地总面积的20.35％，其中水田2.669km2，梯坪地1.808km2，坡耕地2.117km2，分布在地势平坦、人口密集的坝区和中低山丘区、半山区；果木林地总面积为0.635km2，占土地总面积的1.96％，其中果园0.239km2，以梨、李、桃为主；林地总面积为20.344km2，占土地总面积的63.07％，其中有林地4.157km2，疏幼林12.878km2，灌木林2.675km2；荒山荒坡总面积为4.3493km2，占土地总面积的13.42％；非生产用地总面积为0.4547km2，占土地总面积的1.40％；水域面积0.24km2，占土地总面积的0.75％；难利用土地总面积为0.426km2，占土地总面积的1.31％，包括沙地、裸岩石砾等。·水资源大春河小流域属长江流域金沙江水系普渡河的二级支流，流域内主要河流有大春河和大沙河，均为东大河的支流。全流域多年平均径流量为785万m3，径流年内分配较为不均，雨季（5～10月）占全年径流量的76.5%，枯季（11月～次年4月）占全年径流量的23.5%。1.1.3社会经济大春河小流域内有4个村委会，6个自然村，共有318户，1270人，其中农业人口1262人，农业人口密度39/km2，人口自然增长率为7.4‰。2002年农民人均年收入2064元，农民收入主要来自种植业。1.1.4水土流失情况大春河小流域水土流失主要为水力侵蚀类型，以面蚀和沟蚀为主。流域内水土流失主要分布在坡耕地、荒山荒坡和疏幼林地上，尤其在坡耕地区域的侵蚀沟壑，水土流失较为严重。根据外业调查资料，大春河小流域内水土流失面积为18.96km2，占流域土地面积的60.40％，其中轻度流失面积13.71km2，占流失面积的72.31％；中度流失面积3.04km2，占流失面积的16.03％；强度流失面积2.21km2，占流失面积的11.66％。流域平均侵蚀模数为2475t/km2·a。11.66%16.03%72.31%轻度流失中度流失强度流失1.2园区发展简史·1995年，大春河小流域被列为“长治”项目第三期治理工程。·1996年，晋宁县水保办在各级领导和专家的支持和帮助下，确定了该流域布局以调整农业产业结构、合理利用土地资源为基础，工程措施、生物措施和农耕措施三大措施并举，从根本上改变农业生产条件，促进当地农村经济的发展，走水土保持可持续发展道路的基本思想。·1998年，根据云南省水利水电厅文件（云水水保[1999]42号）《关于下达云南省长江上中游水土保持试验示范区建设1998年度实施任务与经费的通知》要求，晋宁县大春河小流域水土保持试验示范区项目下达计划任务12km2，由晋宁县水土保持管理站具体负责，对大春河小流域水土保持试验示范开展了各项水保科技研究工作。·1998年，晋宁县水务局水保办抽调管理人员4人，成立了“晋宁县大春河小流域管理所”实行所长负责制，正式迈开了建设水保产业的步伐。·从1998年至今，在大春河小流域水土保持试验示范区内举办过有越南、伊朗、日本等国内外专家参加的各类水保培训班数次，参观人次达1000人次，使大春河小流域水土保持综合治理区成为了水土保持的一个“活”课堂。·2000年被列为全国“十百千”示范工程。·2000年12月4日，云南省晋宁县大春河小流域被中华人民共和国财政部命名为“全国水土保持生态环境建设示范小流域”。·2001年以来，区域内生态环境优美，随着经果林项目的初见效益，由于经果林种植的新、特、优、稀等特点，在每年果实成熟的季节，慕名前来品尝、观光及游玩的人群日益增多，据不完全统计，2003年8月底人数达2000多人。·2003年晋宁县大春河小流域水土保持试验示范项目申请云南省科学技术奖。2水土保持综合治理现状分析2.1水土流失成因分析1、成土母岩易风化、土壤抗侵蚀性差小流域内山势较陡，成土母岩多为砂岩、粉砂岩、页岩，易风化，土壤多为