水土保持工程学复习材料

第一章绪论1．水土流失：在水力重力等外营力作用下，水土资源和土地生产力破坏和损失。包括土地表层侵蚀和水的流失，亦称水土损失2，土壤侵蚀的形式：雨滴溅蚀，片蚀，细沟侵蚀，浅沟侵蚀，切沟侵蚀，山洪侵蚀，泥石流侵蚀，滑坡侵蚀3，水的损失:植物截留损失，地面及水面蒸发损失，植物蒸腾损失，深层渗透损失。坡地径流损失4水土流失的危害：A破坏土地资源，蚕食农田，威胁群众生存B削弱地力，加剧干旱发展C泥沙淤积沟床，加剧洪涝灾害D泥沙淤积水库湖泊，降低其综合利用功能E影响航运，破坏交通安全F水土流失与贫困恶性循环同步发展5，水土保持：防止水土流失对山丘区，风沙区，水土资源的保护，改良与合理利用6,水土保持的作用：江河上游水土保持，即以小流域为单位的水土保持综合治理。包括调整土地利用结构，林草措施，工程措施，农业措施，以及监督管理措施，山区水土保持小流域综合治理的作用。A增加蓄水能力，提高水资源的有效利用B削洪补枯，提高水资源的有效利用C降低干旱，半干旱地区沟川径流总量D控制土壤侵蚀，减少河流泥沙E改善水文环境，保护水质F促进区域社会经济可持续发展7，水土保持的基本原则：A把防治和调节地表径流放在首位B提高土壤的抗蚀能力C重视植被的环境保护作用D在已遭受侵蚀的土地上防止水土流失E采用综合措施防止水土流失F因地制宜G生态—经济效益兼优的原则H以“可持续发展”的理论知道区域的综合整治和经营8，水土保持工程学的研究对象：山丘区及风沙区保护，改良与合理利用水土资源，防治水土流失的工程措施9，水土保持工程学内容：侵蚀的控制，排水，灌溉，防洪，土壤水土保持，水资源开发10，水土保持类型:山坡防护工程，山沟治理工程，山洪排导工程，小型蓄水用水工程11，水土保持工程学：应用工程的原理，防治山区，丘陵区，风沙区水土流失，保护与合理利用水土资源，以利于充分发挥水土资源的经济效益和社会效益，建立良好生态环境的科学12.水土保持工程学与其他学科的关系A与气象学，水文学，各种气候因素和不同类型对水土流失都有直接或间接的影响，并形成不同的水文特征B地貌学：地形条件是影响水土流失的重要因素之一，而水蚀及风蚀等水土流失过程又对塑造地形起重要作用C地质学：水土流失与地质构造，岩石特性又很大的关系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、坡面、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。（根据建筑材料和形式，浆砌石、混凝土或钢筋混凝土、片石垛、明洞)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.抗滑桩主要适用浅层滑坡。抗滑桩断面及布设密度，根据作用于桩上土体特性、下滑力大小，以及施工条件等因素确定。抗滑桩的埋深与下滑推力及滑床土体物理学性质有关，通过桩结构应力分析确定.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。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。削头减载:将上部陡坡挖缓，削头取土，减轻上部荷载，将其反压在下部缓坡上，控制上部向下滑动。适用于上陡下缓的移动式滑坡。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。包括：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：排除和截断渗透水削坡开级:通过开挖坡体坡体成阶梯，达到截短坡长，改变坡型、坡度，降低荷载重心，维持边坡稳定护坡工程：以边坡稳定为前提，以防止坡面侵蚀、风化和局部崩塌为目的。（1）干砌片石或混凝土块护坡没有胶结材料，柔性护坡；透水性；反滤层；均一坡度；坡度小于1:1、高度小于3m。（2）浆砌片石和混凝土护坡水泥砂浆，刚性护坡；适用于软质岩石或密实的土边坡，但有涌水的边坡或容易探险的边坡不宜采用。（3）浆砌石骨架护坡（格妆框条护坡）预制构件或现场浇制；适用于适用于防止表层滑动、冲刷严重或边坡潮湿的土质边坡和风化严重的岩石边坡；与坡面齐平；骨架内措施。（4）喷浆或喷混凝土护坡防治基岩风化剥落；基岩裂隙小，注意在大崩塌、涌水、冻胀严重的坡面不能用。（5）锚固护坡(书上）滑动带加固工程采用机械或物理化学方法提高滑动带强度，防治沿软弱夹层的滑坡。（1）灌浆法普通灌浆法：水泥、黏土、膨润土、煤灰粉等普通材料制成的浆液；化学灌浆法:各种高分子化学材料配制的浆液。（2）石灰加固法一般适用于膨胀土地区。（3）焙烧利用导洞焙烧滑动带的黏土，使之形成地下“挡墙”；焙烧法的基本原理：高温引起土中一系列水分的消失和矿物分解、凝结等作用。植物固坡工程在一定程度上防止坍塌和小规模滑坡，适用于塑性滑坡或浅层滑坡。固坡措施：坡面防护林、坡面种草（播种法、覆盖草垫法、植饼法、坑植法)、坡面生物-工程综合措施。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。储水体形式：水窖、蓄水池、集流坝，其主要附属设施：输排水设施、沉沙地、拦污栅。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。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2.水窖的类型：井窖、窑窖、竖井式圆弧形混凝土水窖、隧洞形（或马鞍形）浆砌石水窖。可根据实际情况采用修建单窖、多窖串联或并联运行使用，以发挥其调节用水的功能。3.井窖在黄河中游地区分布较广。主要由窖筒、旱窖、散盘、水窖、窖底等部分组成。窑窖与西北地区群众居住的窑洞相似，其特点是容积大，占地少，施工安全，取土方便，省工省料。根据其修筑方法不同又可分为挖窑式和屋顶式两种。4.水窖规划：水窖的位置、水窖类型与单窑容量、水窖数量位置：a村旁、路旁以及有足够地表径流来源的地方。b窑址应有深厚坚实的土层，距沟头、沟边20m以上，距大树根10m以上。石质山区的水窖，应修在不透水的基岩上。5.窖体由窖筒、旱窖和水窖组成，地面建筑物由窖口、沉沙池和进水管组成6.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。水窖的配套设施主要包括沉沙地、过滤地、拦污栅。渗漏的检查：a窑内观察b蓄水观察渗漏主要出现在窑底、窑壁、出水管。一般是以下方式：洞穴渗漏、裂缝渗漏、整体慢性渗漏。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应尽量选在比较低的地方，以利于控制较大的集水面积，注重排水及来水区的水土保持情况3.池底高于被灌溉的农田地面，以便自流灌溉4离沟头的距离为沟深的2~3倍，以防渗水引起坍塌5注意利用有坡度的低凹点，以减少开挖工程量6.配置沉沙池等附属设施，以减少杂志进入池塘。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.沟渠工程的类型：截水沟；排水沟；蓄水沟（水平竹节沟）；引水渠（堰沟）；灌溉渠。4.沟渠工程规划原则：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。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。6)截水沟和排水沟、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。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、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。小型蓄排引水工程中的规定：防御暴雨标准取10年一遇24h最大降雨量；坡面净流量与土壤侵蚀量可根据水土保持试验站的小区径流观测资料5.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4.51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.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，每排坑均沿等高线挖，上下两个坑应交叉而又互相搭接，成品字型排列。注意：①等高放线；②坑口与坡面垂直；③坑埂中间高两边低的弧状；④挖坑时一定要先挖好内部，最后整理外部。4.建鱼鳞坑的两种状态：a降雨强度小，历时短时，不可能漫溢。起到了坡面切断和拦截坡面径流的作用b降雨强度大，历时长时，要发生漫溢，因为鱼鳞坑的埂中间高两边