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谈治理水土流失的水土保持工程措施


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评论(0)|2015-04-02|发布:积雪 |收藏

  【摘要】水土保持是防止水土流失的良方,是保护水资源和合理利用水资源的必由之路,做好水土保持工作可以在提高土壤的生产力上具有明显的效益,这必然也会产生巨大的社会效益和经济效益,可以建立一种较为科学的水土保持体系。

  【关键词】水土流失水土保持工程措施
  中图分类号:S157文献标识码: A 文章编号:
  水土流失导致的危害已经成为目前中国生态环境危害主要因素之一,因为水土流失严重的影响了水资源的循环和利用。在一定程度上。我们甚至可以把水土流失看成是中国的头号环境问题。如何更好的遏制水土流失,进行最大限度的水土保持应该是目前我们需要及时解决的问题,也是我们改善水土流失的现状,提高生态环境保护质量的正确选择。我国西南地区的土石山区的地理特征决定着其水土流失的必然性,针对这一水土流失较为严重的地区,水土保持所发挥的作用将会是极其明显的。
  一、水土流失的危害
  1、枯水季节水量减少,容易发生涝灾
  水土流失的首要后果是使枯水季节水量减少,严重的是水源枯竭,河道断流,具体表现在两个方面:第一,使土壤蓄水量减少,土壤颗粒间的空隙占土壤总体积的30%-50%,空隙是水份存在的空间,是涵养水源的关键,由于土壤随水而去,贮水空间就随之丧失,土壤的蓄水量也因此减少,从水文角度讲,是增强了径流的年内变化,使洪水季节水更多,枯水季节水更少;第二,水土流失使得梯田、水塘、水库、湖泊、河道等发生淤积,蓄水容积减小,蓄水量也相应减少,也同样使汛期水更多,枯季水更少。水土流失容易造成涝灾。
  2、增加地表径流,加剧洪水泛滥
  水土流失使枯水季节水量减少,但在洪水季节恰恰相反。水土流失严重的地区,植被大部分遭到了破坏,同时,山区更容易发生水土流失。当暴雨发生时,由于地面坡度大,植被不够,坡面截流能力较差,土壤表层涵水能力低,使得降雨强度远远大于土壤入渗速度,雨水来不及入渗,迅速大量产流,瞬时形成山洪,洪水过程与暴雨过程相似,陡涨陡落,历时短暂,凶猛的洪水夹杂泥沙倾泻而下,使下游人民的生命财产遭受严重损失.
  3、造成河库淤塞,降低水利工程的效益
  由于表层土壤裸露,在水力的侵蚀下,大量泥沙随地表径流流向水库、江河,一方面淤积的泥沙减少了库容,削弱了水库的防洪能力,减少水库的使用寿命,严重时易造成漫坝、垮坝等灾害,另一方面造成沟渠江河河床抬高,严重影响行洪能力,致使洪水宣泄不畅,水位上涨。
  4、容易引发山体滑坡、泥石流等灾害
  由于植被破坏、径流改变,土壤乃至地质结构受到影响,一遇暴雨,极易形成山体滑坡和泥石流,造成山洪灾害。滑坡、泥石流等灾害除了冲毁房屋、道路、电力通讯等设施外,也将破坏农田、水库等水利设施.
  5、水环境质量下降
  由于洪水增大,发生次数增加,表层土壤以泥沙形式进入水体,水体中含沙量增加,增加了水的浊度。同时,流失的土壤中含有大量的有机质及残存的农药、肥料等物质,这些物质随土壤一起进入水体,使水体的面源污染加大.水土流失越严重,进入水体的污染物就越多,水污染越严重。如前所述,水土流失使水库、湖泊、河道等发生淤积,同时,枯水季节水量减少,因此,造成水体的稀释自净能力下降,水环境容量减少,水污染速度加快。
  二、治理水土流失的水土保持工程措施
  1、坡面治理工程
  坡面在山区农业生产中占有重要地位,斜坡又是和径流的策源地,水土保持要坡沟兼治,而坡面治理是基础。坡面治理工程包括斜坡固定工程、山坡截流沟和沟头防护工程等。
  2、斜坡固定工程
  斜坡固定工程是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,包括拦墙、搞滑桩、削坡、反压填土、排水工程、护坡工程、滑动带加固工程和植物固坡措施等。
  3、山坡截流沟
  山坡截流沟是在斜坡上每隔一定距离坡修筑的具有一定坡度的沟道。
  (1)截流沟的作用
  山坡截流沟能截短坡长,阻截径流,减免径流冲刷,将分散的坡面径流集中起来,输送到蓄水工程里或直接输送到农田、草地或林地。山坡截流沟等高耕作、梯田、涝池,沟头防护以及引洪温地等措施相配合,对保护其下部的农田,防止沟头前进,防治滑坡,维护村庄和公路、铁路的安全有重要的作用。
  (2)梯田的作用
  梯田是基本的水土保持工程措施,对于改变地形,减沙、改良土壤,增加农作物产量,改善生产条件和生态环境等都有很大作用。
  4、床固定沟
  为固定沟床,拦蓄泥沙,防止或减轻山洪及泥石流灾害而在山区沟道中修筑的各种工程措施,谷坊、拦沙坝、淤地坝、小型水库、护岸工程等,称为沟道治理工程。沟床固定工程的主要售后服务则在于防止沟道底部下切,固定并抬高侵蚀基准面,减缓沟道纵坡,减小山洪流速。沟床固定工程包括谷坊、防冲槛、沟床铺砌、种草皮、沟底防冲林带等措施。欧洲荒溪治理中的沟床固定工程称为固床坝、潜堰;日本防沙工程中的沟床固定工程有固底坝、防冲坝等。
  谷坊是山区沟道,内为防止沟床冲刷及泥沙灾害而修筑的横向挡拦建筑物,又名冲坝、沙土坝、闸山沟等。谷坊高度一般小于3m,是水土流失地区沟道治理的一种主要工程措施。谷坊的作用:
  (1)固定与抬高侵蚀基准面,防止沟床下切;
  (2)高沟床,稳定山坡脚,防止沟岸扩张及滑坡;
  (3)缓沟道纵坡,减小山洪流速,减轻山洪或泥石流灾害;
  (4)沟道逐渐淤平,形成巩阶地,为发展农林业生产创造条件。
  谷坊的主要作用是防止沟床下切冲刷。因此,在考虑沟段是否应该修建谷坊时首先应当研究该段沟道是否会发生下切冲刷作用。
  拦沙坝(sediment storage dam)是以拦山洪及泥石流(荒溪)中固体物质为主要目的,防治泥沙灾害的挡拦建筑物。它是荒溪治理主要的沟道工程措施,坝高一般为3~15m,在黄土区亦称泥坝。
  在水土流失地区沟道内修筑拦沙坝,具有以下几个方面的功能:
  (1)拦蓄(包括块石)经免除泥沙对下游的危害,便于下游对河道的整治。
  (2)提高坝址处的侵蚀基准,减缓了坝上游淤积段河床比降,加宽了河床,并使流速和径流深减小,从而大大减小了水流的侵蚀能力。
  (3)淤积物淤埋上游两岸坡脚,由于坡面比高降低,坡长减小,使坡面冲刷作用和岸坡崩塌减弱,最终趋于稳定,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,拦沙坝的淤积物掩埋了滑坡体剪出口,对滑坡运动主生阻力,促使滑坡稳定。
  (4)沙坝在减少泥沙来源和拦蓄泥沙方面起重大作用。拦沙坝将泥石流中的固体物质堆积库内,可以使下游免遭泥石流危害。如前苏联阿拉木图麦杰奥地区彩定向大爆破修建了一座高达115m 的拦坝,1973 年7月15日在小阿拉木图河发生了一场特大泥石流,该坝拦蓄了400 万立方米的固体物质,使阿拉木图市避免了一场泥石流灾害。
  5、淤地坝工程
  淤地坝系指在水土流失地区的沟道中兴建的滞洪、拦泥、淤地的坝工建筑物。其作用是调节径流泥沙,控制沟床下切,沟岸扩张,减少沟谷重力侵蚀,防止沟道水土流失,减轻下游河道及水库泥沙淤积,变荒沟为良田,改善生态环境。淤地坝一般不长期蓄水,对下游也无灌溉要求,随着坝内淤积面积的逐年提高,坝体与坝地能较快地连成一个整体,实际上可看作是一个重力式挡泥(土)墙。一般淤地坝由坝体、溢洪道、放水建筑物三个部分组成,溢洪道是排泄洪水建筑物,当淤地坝洪水位超过设计高度时,就由溢洪道排出,以保证坝体的安全和坝地的正常生产。放水建筑物多采用竖井式和卧管式,沟道常流水,库内清水等通过设备排泄到下游。反滤排水设备是为排入坝内地下水,防止坝地盐碱化,增加坝坡稳定性而设置的。淤地坝设计、施工、管理技术与水库有相同的方面,也有不同的方面。淤地坝在构成上也要求大坝、溢洪道和放水涵管“三大件”齐全,但由于它主要用于拦泥而非长期蓄水,因此,淤地坝比水库大坝设计洪水标准低,坝坡比较陡,对地质条件要求低,坝基、岸坡处理和背水坡脚排水设施篇章。淤地坝在设计和运用上一般可不考虑坝基渗漏和放水骤降等问题。
  参考文献:
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