水土保持工程措施的分析与应用

曾进徽

深圳市青源生态环境技术有限公司

摘要：水土保持工程措施作为与植物措施、耕作措施并重的三大防护措施，有着其特有的重要地位。本文阐述水土保持工程措施的含义及作用，分析了一些常见的水土保持工程措施的适用情形，以供同仁交流及探讨。

关键词：水土保持工程措施

水土保持是山区发展的生命线，是国土整治、江河治理的根本，是国民经济和社会发展的基础，是我国必须长期坚持的一项基本国策。

一、水土保持的含义

水土保持是指对自然因素和人为活动造成水土流失所采取的预防和治理措施。水土保持措施为防治水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，改善生态环境所采取的工程、植物和耕作等技术措施与管理措施的总称。工程措施、植物措施和耕作措施是水土保持的主要措施。

二、工程措施的内容

水土保持工程措施是指防治水土流失危害，保护和合理利用水土资源而修筑的各项工程设施，包括梯田、水平沟、鱼鳞坑、淤地坝、拦沙坝、谷坊、水池、排水系统等。

三、工程措施作用及适用性分析

1、山坡防护工程措施分析

山坡防护工程措施主要作用是快速有效地改变不良地形条件以达到防治水土流失，防止发生滑坡等严重地质灾害。有效措施主要有水平沟、梯田、鱼鳞坑等。

1.1、梯田

梯田是治理坡耕地水土流失的有效措施，蓄水、保土、增产效果十分显著。主要在丘陵山坡地上沿等高线方向修筑，适用于25度以下坡度。梯田主要分布于江南山岭地区，尤其是广西及云南居多。因为这些地方雨水较多，又多山，梯田依山而建，梯田是农民长期的劳动成果，是智慧的结晶。

1.2、鱼鳞坑

鱼鳞坑是一种水土保持造林整地方法，在较陡的梁峁坡面和支离破碎的沟坡上沿等高线自上而下的挖半月型坑，呈品字形排列，形如鱼鳞。鱼鳞坑具有一定蓄水能力，在坑内栽树，可保土保水保肥。

鱼鳞坑的布设及规格应根据当地的降雨量、地形、土质和植树造林要求而定。一般鱼鳞坑的水平距离为1.5m~3m，排距为3m~5m。坑深度约0.4m，土埂中间部位填高约0.2m~0.3m，内坡1：0.5，外坡1：1，坑埂半圆内径约1m~1.5m，埂顶中间应高于两头。每坑栽植1株树。鱼鳞坑的水土保持作用实际上是工程措施与植物措施相结合的应用。

2、山沟治理工程措施分析

山沟治理工程措施主要作用是加固沟道河床，拦截泥沙，防止及减少泥石流灾害影响。在一定程度上降流速，削洪峰；以及减少山洪或泥沙流的固体物质含量。固定或抬高沟道侵蚀基准面，防止沟底下切，减小沟道的纵坡，减小冲刷力，防止泥沙灾害。最常见的山沟治理工程措施为谷坊、沟头防护、淤地坝等措施。

2.1、谷坊

谷坊是在易受侵蚀的沟道中，为了固定沟床而修筑的土、石建筑物。谷坊横卧在沟道中，高度一般为1〜3米，最高5米。主要作用为抬高侵蚀基准，防止沟底下切；抬高沟床，稳定山坡坡脚，防止沟岸扩张；减缓沟道纵坡，减小山洪流速，减轻山洪或泥石流危害；拦蓄泥沙，使沟底逐渐台阶化，为利用沟道土地发展生产创造条件。常见的建筑型式有：土谷坊、石谷坊、混凝土谷坊及木料谷坊等。

一般布设谷坊的位置宜选择在谷口狭窄而上游开阔、基础良好、沟段顺直、不受天然跌水影响的部位。根据现有资料和经验，常用谷坊的规格高度为0.4～5.0m，顶宽1.0～1.5m，迎水坡1：0.5～1：1.5，背水坡1：0.3～1：1.0。谷坊的间距L=H/（I-Ic），式中H为谷坊高度；I为原沟底坡降；Ic为两谷坊间淤积面上的坡降。

2.2、淤地坝

淤地坝是指在水土流失地区各级沟道中，以拦泥淤地为目的而修建的坝工建筑物。

通常控制流域面积较大的大型淤地坝，由坝体、泄水洞和溢洪道等3部分组成；流域面积较小的中小型淤地坝，则由坝体和溢洪道或泄水洞2部分组成。库容在50万m3以上的淤地坝设计洪水标准按《水土保持治沟骨干工程技术规范》（SL289-2003）的有关规定执行。修筑淤地坝的工程村料一般就地取材。有砂石料的沟逍，用水泥砂浆砌石筑坝。石料缺乏时可用预制钢筋混凝土块。

淤地坝常见于黄土高原地区，是黄土高原区人民群众在长期同水土流失斗争实践中创造的一种行之有效的既能拦截泥沙、保持水土，又能淤地造田、增产粮食的水土保持工程措施，已有几百年的发展历史。黄土高原地区土层深厚，黄土广布，具有质地均匀、结构疏松、透水性强、易崩解、脱水固结快等特点，是良好的筑坝材料，可以就地取材。

在水土流失严重的黄土高原地区，淤地坝具有投资少见效快、坝地利用时间长、效益高等特点，对防治水土流失、滞洪、拦泥、淤地，减少黄泥沙、改善当地生产生活条件、建设高产稳产的基本农田、促进当地群众脱贫致富等方面有着十分重要的意义，是小流域综合治理的一项重要工程措施。

3、坡面治理工程措施分析

坡面是径流的策源地，水土保持要坡沟兼治，而坡面治理是基础。常见工程措施有削坡、挡墙、骨架护坡、截水沟等。

3.1、削坡

削坡主要用于防止中小规模的土质滑坡和岩质斜坡崩塌。削坡可减缓坡度，减小滑坡体体积，减少下滑力。削坡是一种通过降低坡度防止不稳定坡面发生滑坡等重力侵蚀的水土保持工程措施。

通常单一的削坡造成土体裸露面，特别是土质边坡，不能完全满足水土保持要求。因此，一般削坡施工后配套坡面防护措施，常见的有菱形骨架、植物护坡等。

3.2、截水沟

截水沟主要起到拦截坡面汇水，防止汇水冲刷坡面而造成水力侵蚀的作用。布设位置视土质而定，以不影响边坡稳定为原则。一般土质边坡布设截水沟应在坡顶5m外。长度不宜超过500m，若超过500m，应在适当位置设置出水口。转角处应采用曲线连接，纵坡大时应设置跌水。截水沟通常采用梯形断面，常见的结构型式有浆砌石沟、钢筋混凝土沟。

4、山洪排导工程措施分析

山洪排导工程措施指在荒溪冲积扇上，为防止山洪及泥石流冲刷与淤积灾害而修筑的排洪沟或导洪堤等建筑物。建设山洪排导工程措施的作用是防止或减少山洪对周边居民建筑、工业园区、道路、重要设施、农田等造成不利影响。

4.1、排洪沟

山区地形坡度大，集水时间短，洪水历时也不长，所以水流急，流势猛，且水流中还挟带着砂石等杂质，冲刷力大，容易使山坡下的工厂和城镇受到破坏而造成严重损失。因此，必须在工厂和城镇受山洪威胁的外围开沟以拦截山洪，并通过排洪沟将洪水引出保护区排入附近水体。

设计排洪沟要科学计算洪峰流量，参照防洪规划确定设计标准。排洪沟的走向应沿大部分地面水流的垂直方向，因此，应充分利用地形坡度，使截流的山洪能以最短距离重力流排入受纳水体。排洪沟的坡度应根据地形、地质、护砌、原有排洪沟坡度以及冲淤情况等条件确定，一般不小于1%。设计坡度时，要使沟内水流速度均匀增加，以防止沟内产生淤积。当纵坡很大时，应考虑设置跌水，但不得设在转弯处。在山区，应充分利用山塘、洼地对洪峰的调蓄作用。

一般常见排洪沟类型有土质沟、浆砌片石沟及钢筋混凝土沟。土质沟造价低，且施工极为简单，在要求不高且地形平缓的地段可以应用。在重要设施、建筑物周边布设的排洪沟则应考虑采用浆砌片石或钢筋混凝土结构；这两种结构型式在边坡的稳定性及水土保持方面有很好的效果，但总体施工成本高，且施工工艺较为复杂，不能与周围的自然环境形成和谐景观。在结构的选择上，考虑场地坡度以及设施的重要性等，主要还是以安全的角度衡量。

四、总结

水土保持工程措施是防治水土流失的重要措施。工程措施具有速效性，能在短时间内起到防治水土流失的作用，使区域内水土流失得到有效控制。总之，做好水土保持工作，防治水土流失，对于防止坍塌、泥石流等自然灾害的发生，改善区域气候环境，提高农业效益、社会效益有着极其重要的意义。

参考文献：

袁希平，雷廷武.水土保持措施及减水减沙效益分析[J].农业工程学报，2004，20（2）：296-300.

徐红兵，水土保持工程的技术措施，科技资讯，2009，10：147