- 水土保持與水生態保護實務
- 鄒林主編
- 8463字
- 2021-10-22 17:59:41
第二節 溝道工程
溝道的水土流失主要表現為切溝侵蝕、崩塌、滑坡、瀉溜、崩崗和泥石流等形式。它們是由于面蝕狀態未能及時控制,水土流失不斷發展和惡化而形成的嚴重流失狀態。其結果除使流失地區的地面切割破碎和影響當地農、林、牧業生產外,大量泥沙流至下游,使下游河道淤積,從而加劇洪水災害。
溝道治理須從上游著手通過截、蓄、攔、導和排等工程措施,采取坡、溝兼治的辦法減少坡面徑流,避免溝道沖寬與下切。并結合植物措施來加速治理過程和鞏固治理效果。
利用工程措施來治理侵蝕溝谷的具體做法是:首先合理安排坡面工程攔蓄徑流;對于不能攔蓄的徑流,通過截流溝導引至坑塘、水庫或經不易沖刷的溝道下泄。采用治坡工程仍可能有部分徑流不能完全控制,流入溝道還會產生沖刷,于是須對溝道進行治理。治溝時,通常在溝上游修筑溝頭防護工程,防止溝頭繼續向上游發展。在侵蝕溝內分段修建谷坊,逐級蓄水攔沙,固定溝床和坡腳,抬高侵蝕基準面。在支溝匯集和水土流失地區的總出口,可合理安排興建攔沙壩或淤地壩,控制水土不流出流域范圍,減輕下游的泥沙和洪水災害。
溝道工程的內容包括溝頭防護工程、谷坊、攔沙壩或淤地壩以及泥石流防治工程和溝壑防沖林等。
一、溝頭防護工程
溝頭位于侵蝕溝的最上端,是坡面徑流容易集中的地方。一般侵蝕溝有一個以上的溝頭,其中,距溝口最遠的溝頭稱為主溝頭。
溝頭前進(溯源侵蝕)是溝道侵蝕的表現形式之一。它對于農業生產危害很大,主要表現為蠶食耕地,切斷交通,使地形更加支離破碎,造成大量的土壤流失。溝頭溯源侵蝕的速度很快,據山西省五寨縣的實測資料表明,毛溝年平均溯源侵蝕5~10m,有些甚至高達數十米,一次暴雨可使溝頭前進1~2m。
溝頭防護工程的主要任務,就是制止坡面暴雨徑流由溝頭進入溝道或使之有控制地進入溝道,從而制止溝頭前進,保護地面不被溝壑割切破壞。建設溝頭防護工程與營造溝頭防護林要緊密結合,以達到共同控制徑流、固定溝頭、制防溝頭前進的效果。溝頭防護工程的防御標準,取10年一遇3~6h最大暴雨。
另外,溝頭的上部邊沿也是溝沿的一部分,當坡面來水不僅集中于溝頭,同時在溝邊另有多處徑流分散進入溝道的,應在修建溝頭防護工程的同時,圍繞溝邊,修建溝邊埂,防止坡面徑流進入溝道。
溝頭防護工程分蓄水型和排水型兩類。
(一)蓄水型溝頭防護工程
當溝頭上部坡面來水量較少。溝頭防護工程可以全部攔蓄的采取蓄水型溝頭防護工程。蓄水型溝頭防護工程又分為溝埂式和圍埂蓄水池式兩種。
1.溝埂式溝頭防護工程
溝埂式溝頭防護工程,是在溝頭上部坡面沿等高線開溝取土筑埂,即圍繞溝頭開挖與溝邊大致平行的一道或數道蓄水溝,同時在每道蓄水溝的下側1~1.5m處修筑與蓄水溝大致平行的土埂,溝與埂共同攔蓄坡面匯集而來的地表徑流,切斷溝壑賴以溯源侵蝕的水源,如圖2-2-1所示。若溝埂附近地形條件允許時,可將溝埂內蓄水引入耕地進行灌溉。

圖2-2-1 溝埂式溝頭防護工程
1—等高線;2—溝頭;3、4—溝埂;5—蓄水溝
(1)溝埂的布置。溝埂的布置是依據溝頭上部坡面的地形和匯集的徑流多少而定的。當溝頭上部坡面地形較完整時,可做成連續式的溝埂;當溝頭上部坡面較破碎時,可做成斷續式溝埂。當第一道溝埂的蓄水容積不能全部攔蓄坡上徑流時,應在其上側布設第二道、第三道溝埂,直至達到能全部攔蓄溝頭以上坡面徑流為止。第一道土埂距溝沿應保持一定距離,以蓄水滲透不致造成溝岸崩塌或陷穴為原則,一般第一道溝埂距離溝頭邊緣3~5m為宜。當遇到超設計標準暴雨或上方溝埂蓄滿水之后,水將溢出,為防止暴雨徑流漫溢沖毀土埂,沿埂每隔10~20m設置一個深20~30cm、寬1~2m的溢水口,并用草皮鋪蓋或石塊砌護。為了保護土埂不受破壞,可于土埂上栽植灌木或種草;在溝與埂的間距內,可結合魚鱗坑栽植適地樹種。連續式溝埂還應在每道埂上側相距10~15m處設一擋墻,擋墻高0.4~0.6m,頂寬0.3~0.5m,以免徑流集中造成土埂漫決沖毀。
(2)溝埂設計。溝埂式溝頭防護工程設計主要是確定土埂和蓄水溝的斷面尺寸、溝埂的長度、條數及間距。
1)溝埂斷面尺寸的確定。溝埂斷面尺寸確定的原則是:溝埂的全部蓄水容積(V)應能滿足攔蓄溝頭以上坡面設計標準的來水量(W),即

溝埂是沿等高線水平布設的,它的蓄水容積(V)可按棱體公式計算。從圖2-2-1(c)可知,溝埂最大蓄水橫斷面積為

A0、A1分別按下式計算:

溝埂的蓄水容積為

以上式中 A——溝埂最大蓄水橫斷面積,m2;
A0——蓄水溝橫斷面積,m2;
A1——土埂與坡面組成的蓄水橫斷面積,m2;
L——溝埂總長度,m;
h——土埂蓄水深度,m;
h′——蓄水溝深度,m;
b′——蓄水溝底寬,m;
m——土埂、蓄水池邊坡比;
α——坡面坡度,(°)。
從式(2-2-5)看出,在一定來水量下,溝埂長度與溝埂斷面尺寸大小相互消長,設計時,依溝頭上部坡面的地形條件合理確定溝埂長度和溝埂斷面尺寸,使其滿足式(2-2-1)的要求。
土埂一般為梯形斷面,埂高0.8~1.0m,頂寬0.4~0.5m,內外邊坡比1∶1。蓄水溝底寬0.4~0.8m,深度0.5~1.0m,邊坡比1∶1。
2)溝埂間距的確定。布設多道溝埂時,應使前一道埂的頂端與后一道埂的底面在同一高程上,使各溝埂能充分發揮蓄水作用,其埂間距用式(2-2-6)計算:

式中 L——相鄰兩埂水平距離,m;
H——土埂高度,m;
α——坡面坡度,(°)。
2.圍埂蓄水池式溝頭防護工程
當溝頭以上坡面有較平緩低洼地段時,可在平緩低洼處修建蓄水池,同時圍繞溝頭前沿呈弧形修筑圍埂切斷坡面徑流下溝去路,圍埂與蓄水池相連將徑流引入蓄水池中,這樣組成一個攔蓄結合的溝頭防護系統,如圖2-2-2所示,同時蓄水池內存蓄的水也可得以利用。

圖2-2-2 圍埂蓄水池式溝頭防護工程
1—等高線;2—溝壑;3—嗣梗;4—蓄水池
當溝頭以上坡面來水較大或地形破碎時,可修建多個蓄水池,蓄水池相互連通組成連環蓄水池。蓄水池位置應距溝頭前緣一定距離,以防滲水引起溝岸崩塌。
一般要求距溝頭10m以上,蓄水池要設溢水口,并與排水設施相連,使超設計暴雨徑流通過溢水口和排水設施安全地送至下游。
蓄水池容積與數量應能容納設計標準時上部坡面的全部徑流泥沙。其設計與前面章節中蓄水池設計方法相同。圍埂為土質梯形斷面,埂高0.5~1.0m,頂寬0.4~0.5m,內外坡比各約1∶1。
(二)排水型溝頭防護工程
溝頭防護,在一般情況下應采取以蓄水為主的方式,把水土盡可能攔蓄起來加以利用。而當溝頭以上坡面來水量較大,蓄水型溝頭防護工程不能完全攔蓄,或由于地形、土質限制,不能采用蓄水型時,應采用排水型溝頭防護工程。例如受侵蝕的溝頭臨近交通要道,若修筑蓄水式溝頭防護工程,將會切斷交通,此時可采取排水型溝頭防護工程把徑流導至集中地點,通過泄水建筑物有控制地把徑流排泄入溝。
跌水是水利工程中常用的消能建筑物,在排水型溝頭防護工程中用作坡面水流進入溝道的銜接防沖設施。依據跌水的結構型式不同,排水型溝頭防護工程一般可分為臺階式和懸臂式兩種。
1.臺階式溝頭防護工程
臺階式溝頭防護工程又可分為單級式和多級式。單級式適宜于落差小于2.5m、地形降落比較集中的地方,由于落差小,水流跌落過程產生的能量不大,采用單級式可基本消除其能量,如圖2-2-3所示。當落差較大而地形降落距離較長的地方,宜采用多級躍水,使水流在逐級跌落過程中逐漸消能,在這種情況下如采用單級式,因落差過大,下游流速大,必須做很堅固的消力池,建筑物的造價高。

圖2-2-3 跌水
1—上游渠道;2—進口連接漸變段;3—跌水口;4—跌水墻;5—側墻;6—消力池;7—底板;8—出口連接漸變段;9—下游渠道
(1)跌水的組成與構造。跌水通常由進口連接漸變段、跌水口、跌水墻、消力池和出口連接漸變段等幾部分組成。
1)進口連接漸變段:進口連接漸變段的上游端連接上游渠道,承接溝頭以上匯集而來的地表徑流,下游端連接跌水口。連接漸變段由翼墻和護底組成。翼墻的作用使水流較平順地引入跌水口,它的形式常采用八字式或扭曲面式,如圖2-2-3所示。冀墻進口端以齒墻伸入岸坡0.3~0.5m,以防止進口處的坡岸沖刷。翼墻頂部應高出最高水位0.2~0.3m。
護底的作用是防止水流沖刷。護底厚度,用片石砌護時為0.25m,用混凝土砌護時為0.1~0.12m。護底進口處應以齒墻伸入底部0.3~0.5m。
進口連接漸變段長度可取2~3倍上游渠中水深。
2)跌水口:跌水口的過流形式是一個自由泄流的堰,泄流能力要比渠道大得多。如果跌水口和渠道斷面大小一樣,在通過同樣流量時,跌水口前的水深要比渠道中的原有水深小。產生水位降落,使跌水前的一段渠道里流速加大,可能造成沖刷,如圖2-2-4中的“3”線所示,所以一般要將跌水口縮窄。但若縮窄過多,在通過同樣流量時將產生水位壅高,又可能造成淤積或增加渠堤工程量,如圖2-2-4中的“2”線所示。因此,為了避免使上游渠道沖刷或淤積,跌水口的尺寸應滿足使跌水口處的水深和渠道內的水深相接近。跌水口通常采用矩形和梯形兩種斷面型式,如圖2-2-5所示。矩形跌水口寬度是按設計流量確定的,因此在通過其他流量時,則不能滿足跌水口處的水深和渠道內的水深相接近這一要求,梯形跌水口上大下小,它具有適應流量變化的優點。但對抗沖刷能力較強,或壅水后增加渠堤工程不大時,為施工方便也常做成矩形斷面。跌水口的長度(順水流方向)應不小于2.5倍的上游渠中水深。跌水口由邊墻和底板組成,其構造要求同上游連接段。

圖2-2-4 跌水口過流型式
1—原水面線;2—壅水;3—跌水

圖2-2-5 跌水口型式
3)跌水墻:跌水口和消力池之間用跌水墻連接。跌水墻采用擋土墻型式,頂寬為0.4m,臨水面做成垂直面,填土面做成斜坡,斜坡面的坡度在墻高1~2m時取1∶0.25,2~3m時取1∶0.3。對跌差較小的跌水,也可將跌水墻做成1∶1的襯砌混凝土。
跌水墻兩端應插入兩岸,墻基要求較深,以防水流對兩岸和墻基的沖刷,威脅建筑物的安全。
4)消力池:由側墻和護底組成。它的作用是消除下泄水流動能,防止沖刷下游渠道。消力池的側墻構造和跌水墻構造相同,護底砌筑厚度可取0.35~0.4m。
由于側墻與跌水墻較重,傳遞到地基上的應力較大,與護底應利用分縫分開。在沉陷性小的土基上,跌水墻與側墻可做在一起,不設分縫。
5)出口連接漸變段:出口連接漸變段與進口連接漸變段形狀相同,但由于出口處水流非常紊亂、為了使它逐漸平順地過渡到下游渠道,出口連接漸變段較長,其長度可取與消力池相等。
出口連接漸變段的襯砌應做成透水的,可用干砌石砌筑。
(2)跌水的水力計算。
1)設計流量計算。排水型溝頭防護工程的設計流量可按式(2-2-7)計算:

式中 Q——設計流量,m3/s;
I——10年一遇1h最大降雨強度,m/s;
F——溝頭以上集水面積,m2;
ψ——徑流系數。
2)跌水口水力計算。跌水口按自由式不隆起寬頂堰計算,矩形跌水口寬度為

式中 Q——設計流量,m3/s;
H0——包括行進流速在內的堰頂水頭,m;
H——上游渠中水深,m;
v0——行進流速,m/s;
M——流量系數,一般取M=1.62;
ε——側收縮系數,一般取ε=0.85~0.95。
3)消力池水力計算。消力池水力計算的任務是確定消力池的深度和長度,如圖2-2-6所示。

圖2-2-6 矩形消力池計算示意圖
收縮斷面水深(h1)用式(2-2-9)試算確定:

跌后水深(h2)用式(2-2-10)計算:

以上式中 P——跌差,m;
d——消力池深度,m;
H——上游水深,m;
v0——行進流速,m/s;
h1——收縮斷面水深,m;
q——單寬流量,m2/s;
h2——跌后水深,m;
E——總水頭,m。
消力池深度d采用式(2-2-11)計算:

消力池長度L用式(2-2-12)計算:

以上式中 L1——水流自由跌落時的水平射程;
Ln——壅高水躍長度,Ln=3h2;
σ——系數,一般采用0.5~1.0;
h——下游水深,m。
2.懸臂式溝頭防護工程
當溝頭為落差較大的懸崖時,宜選用懸臂式溝頭防護工程。
懸臂式溝頭防護工程由進口連接漸變段和懸臂渡槽組成,如圖2-2-7所示。進口連接漸變段與單級跌水的進口連接漸變段相同。懸臂渡槽一端嵌入進口連接漸變段,另一端伸出崖壁,使水流通過渡槽排泄下溝。在溝底受水流沖擊的部位,可鋪設碎石墊層以消能防沖。
懸臂渡槽可用木板、石板、混凝土板或鋼板制成。為了增加渡槽的穩定性,應在其外伸部分設支撐或用拉鏈固定。懸臂渡槽一般采用矩形斷面,其斷面尺寸可按式(2-2-13)估算:
α——流速不均勻系數,一般可取α=1;
φ——流速系數,一般為φ=0.9~1.0;

圖2-2-7 懸臂式跌水
1—進口連接漸變段;2—懸臂渡槽;3—支撐;4—碎石

式中 b——槽底寬度,m;
h——槽中水深,m;
Q——設計流量,m3/s,可用式(2-2-7)計算。
二、谷坊
谷坊是橫攔在溝道中的小型擋攔建筑物,其壩高小于3~5m,適于溝底比降較大(5%~10%或更大)的支毛溝。谷坊的主要作用是防止溝床下切,穩定山坡坡腳,防止溝岸擴張,減緩溝道縱坡,減小山洪流速,減輕山洪或泥石流災害。谷坊型式如圖2-2-8所示。
(一)谷坊的種類和選擇
(1)谷坊的種類。根據谷坊所用建筑材料的不同,大致可分為土谷坊、石谷坊、柳谷坊、漿砌石谷坊和混凝土谷坊等多種。

圖2-2-8 谷坊型式
(2)谷坊類型的選擇。應根據地形、地質、建筑材料、技術、經濟和防護目的等確定。一般情況下,以就地取材為原則,選擇工程類型;對于項目本身有特殊防護要求的,如鐵路、公路、廠礦和居民點等,則需選用堅固的永久性谷坊,如混凝土谷坊等。
(二)谷坊高度與間距的確定
(1)谷坊高度。一般與建筑材料有直接的關系。谷坊高度以主要承受水壓力和土壓力而不被破壞為原則,根據現有資料和經驗,提供幾種常用谷坊的斷面尺寸(表2-2-1)。
表2-2-1 常用谷坊的斷面尺寸表

續表

(2)谷坊間距。與谷坊高度及淤積泥沙表面的臨界不沖坡度有關,實際調查資料證明,在谷坊淤滿之后,其淤積泥沙的表面不可能絕對水平,而是具有一定的坡度,稱穩定坡度。目前常用以下幾種方法來計算谷坊上下游表面的穩定坡度ic的數值。
1)根據壩前淤積土的土質來決定淤積物表面的穩定坡度。砂土為0.005,黏壤土為0.008,黏土為0.01,粗砂兼有卵石子為0.02。
2)按照瓦蘭亭(Valentine)公式來計算穩定坡度:

式中 d——砂礫的平均粒徑,m;
H——平均水深,m。
瓦蘭亭公式適用于粒徑較大的非黏性土壤。
3)認為穩定坡度為溝底原有坡度的一半。例如,在未修谷坊之前,溝底天然坡度為0.01,則認為谷坊淤土表面的穩定坡度為0.005。
4)修筑實驗性谷坊,在實驗性谷坊淤滿之后,實測穩定坡度。根據谷坊高度H,溝床天然坡度i以及谷坊坎前淤積面穩定坡度ic,可按下式計算谷坊間距L:

(三)谷坊位置的確定
在選擇谷坊壩址時,應考慮以下幾方面的條件:①谷口狹窄;②溝床基巖外露;③上游有寬闊平坦的儲砂地方;④有支流匯合的情形在匯合點的下游;⑤谷坊不應設置在天然跌水附近的上下游。
谷坊的具體技術要求可參照國家標準《水土保持綜合治理技術規范溝壑治理技術》(GB/T 16453.3—2008)中的第二篇《谷坊》執行。
三、淤地壩
在我國西北黃土高原區及華北、東北等地區,溝壑治理中采取筑壩淤地的措施,既緩洪攔沙,鞏固溝床,又淤地增產。淤地壩是指在水土流失地區各級溝道中,以攔泥淤地為目的而修建的壩工建筑物,其攔泥淤成的地稱為壩地。在流域溝道中,用于淤地生產的壩稱為淤地壩或生產壩,如圖2-2-9所示。筑壩攔泥淤地,對于抬高溝道侵蝕基準面、防治水土流失、滯洪、攔泥、淤地,減少入黃泥沙、改善當地生產生活條件、建設高產穩產的基本農田、促進當地群眾脫貧致富等方面有著十分重要的意義,是小流域綜合治理的一項重要措施。在水土流失嚴重的地區,由于淤地壩投資少見效快、壩地利用時間長、效益高,深受群眾歡迎。

圖2-2-9 淤地壩的型式
在黃土高原丘陵溝壑區各級溝道中興建緩洪攔泥淤地工程,用以攔蓄徑流泥沙、控制溝蝕,充分利用水沙資源,改變農業生產基本條件,改善當地生態環境,促進區域經濟發展,效果十分明顯,是該地區人民群眾首創的一項獨特的水土保持工程措施;它不同于國外的留淤壩和攔沙壩,而是一種淤地種植的壩工工程,淤地壩的型式在我國山西、陜西、內蒙古、甘肅等省(自治區)分布最多。
黃河中游地區,有著悠久的治溝打壩歷史,勞動人民在與自然災害的斗爭中,創造了攔泥淤地、抗旱、增產的淤地壩。據歷史記載,最早的淤地壩是自然形成的,即所謂天然聚湫,距今已有400多年的歷史。人工修筑淤地壩,始于400年前的明代萬歷年間山西汾西一帶。到了清代,晉西和陜北地區也開始筑壩。民國時期,我國近代水利先驅李儀祉先生,將淤地壩作為治理黃河的方略設想的組成部分。新中國成立以來,淤地壩逐漸發展成為改善當地農業生產條件的一項重要措施。20世紀70年代初,水墜法筑壩的試驗成功,使工效成倍提高、成本大幅度降低(提高工效3~6倍,降低成本60%以上),從而使淤地壩建設得到了迅速發展,形成了“溝溝打壩、壩壩水墜”的局面。水墜壩(也稱沖填壩)即為利用水槍、挖泥船等水力機械挖掘土料,和水混合一起,用泥漿泵通過輸泥管送到壩面由土圍成的地塊中,水經由排水管排到壩外,土粒沉淀下來,在自重及排水產生的滲透壓力作用下得到壓實。一般意義的水墜壩是一種半水力機械化筑壩方法。它以自流或提水的方式把水引向山坡土場,利用水流使土料濕化、崩解,攪拌成為濃度很大的泥漿,靠自重經輸泥溝輸送到壩面,經脫水固結形成密實的壩體。把土料的開挖、運輸和填筑壓實等多道繁重的工序借助于水力來完成,從而大幅度提高了勞動功效,降低工程造價。水墜法筑壩工效高、速度快、成本低、方法簡單,在淤地壩工程施工中應用較多。水墜壩適用于透水性較強的砂性土,可連續作業,工效高,不用運輸及碾壓機具。這種壩施工期間填土完全被水飽和,干容重和強度均低,壓縮性高,并在壩體上部形成“流態區”,對上下游壩坡施加泥水推力,易招致滑坡和裂縫,需放緩壩坡,設壩內排水,并限制大壩上升速度。中國建造了很多水墜壩,其中以廣東省68m的高坪壩為最高。
(一)淤地壩的分類
按建筑材料可分為土壩、石壩和土石混合壩等,按建筑材料和施工方法可分為夯碾壩、水力沖填壩、水中填土壩、走向爆破壩、堆石壩、干砌石壩、漿砌石壩和混凝土壩等。
(二)淤地壩分級標準
淤地壩一般根據庫容、壩高、淤地面積和控制流域面積等因素分級。表2-2-2為《黃河中游水土保持治溝骨干工程技術規范》(SD 175—86)所列分級標準,供參考。
表2-2-2 淤地壩分級標準

(三)淤地壩設計洪水標準
淤地壩設計洪水標準見表2-2-3。
表2-2-3 淤地壩設計洪水標準

(四)壩系總體布局
1.壩系布局的原則
壩系布局的原則為:①壩系布局應全面考慮上下游,干支溝,統籌安排;②最大限度地發揮壩系調洪攔沙,淤地增產的作用,充分利用流域內的自然優勢和水沙資源,滿足生產上的需要;③各級壩系,自成體系,相互配合,聯合運用,調節蓄泄,確保壩系安全;④壩系中必須布設一定數量的控制性的骨干壩,作為防洪保壩、安全生產的中堅工程;⑤在流域內進行壩系布局的同時,要提出交通道路布局。對泉水、基流水源,應提出保泉、蓄水利用方案,勿使水資源浪費。壩地鹽堿化影響產量,設計中應包括防治措施,以防后患。
2.壩系布局
壩系布局是由溝道地形、利用形式以及經濟技術的合理性與可能性等因素來確定,一般常見的有:①上淤下種,淤種結合;②上壩生產,下壩攔淤;③輪蓄輪種,蓄種結合;④支溝滯洪,干溝生產;⑤以排為主,漫淤灘地;⑥高線排洪,保庫灌田;⑦隔山鑿洞,鄰溝分洪;⑧壩庫相間,清洪分治。建設項目區泥石流溝道的淤地壩布局應把攔沙和保障安全放在首位,然后才能考慮利用的問題。
3.壩系形成和建壩順序
(1)壩系形成的順序。壩系形成的順序應根據其控制流域面積的大小和人力、物力等條件合理安排,一般有3種:①先支后干,符合先易后難、工程安全和見效快的原則;②先干后支,干溝寬闊成地多,群支匯干淤地快,但工程設計標準高,需投入較多的人力和物力;③以干分段,按支分片,段片分治。當流域面積較大時,必須與地方綜合治理相結合。
(2)壩系中建壩的順序。
1)自下而上,即從下游向上游逐座修建,形成壩系,這種順序可集中全部泥沙于一壩,淤地快、收益早;淤成一壩,再打一壩,上游始終有一個一定庫容的攔洪壩,確保下游壩安全生產,并能供水灌溉。
2)自上而下,即從上游向下游逐座修建,上壩修成時,再修下壩,依次形成壩系。按這種順序,單壩控制流域面積小,來洪少,可節節攔蓄,工程安全可靠,且規模不大,易于實施。但壩系形成時間長,淤地較慢,上游無壩攔蓄洪水,壩地防洪保收不可靠,初期防洪水能力較差。
(3)壩系密度。應根據降雨情況、溝道比降、溝壑密度、淤地條件等,按梯級開發利用原則,因地制宜地確定,據各地經驗,在溝壑密度5~7km/km2,溝道比降2%~3%,適宜建壩的黃土丘陵溝壑區,可建壩3~5座/km2;在溝壑密度3~5km/km2,適宜建壩的殘垣溝壑區,可建壩2~4座/km2;溝道比較大的土石山區,建壩5~8座/km2比較適宜。
4.淤地壩工程設計
淤地壩工程設計與攔渣壩工程設計相似,具體技術要求可參照國家標準《水土保持綜合治理技術規范溝壑治理技術》(GB/T 16453.3—2008)中的第三篇《淤地壩》執行。
四、溝壑防沖林
(1)在縱坡比較小的支溝溝底,進行成片造林,以鞏固溝底,緩流落淤。
(2)在縱坡較大,下切較為嚴重的支溝或溝段,應在修建各類谷坊的基礎上,在谷坊淤泥面上成片造林,以喬灌混交最好;北方溝底以楊、柳為主,南方可考慮柳杉、水杉。
(3)在溝頭跌水下部,溝底下切到紅膠土層的溝段,可采用連環坑造林,順溝底從上到下每隔5~15m挖一個半月形坑,形成連環坑,在坑內造林;溝道徑流大時,可在溝床一側挖排水溝。