水土保持工程措施

水土保持工程措施是水土保持綜合治理措施的重要組成部分，是指通過改變一定範圍內(有限尺度) 小地形（如坡改梯等平整土地）的措施， 攔蓄地表徑流，增加土壤降雨入滲，改善農業生產條件，充分利用光、温、水土資源，建立良性生態環境，減少或防止土壤侵蝕，合理開發、利用水土資源而採取 ^[1]  的措施。

我國根據興修目的及其應用條件，水土保持工程可以分為以下四種類型：

①山坡防護工程；

②山溝治理工程；

③山洪排導工程；

④小型蓄水用水工程。

山坡防護工程的作用在於用改變小地形的方法防止坡地水土流失，將雨水及融雪水就地攔蓄，使其滲入農地、草地或林地，減少或防止形成面徑流，增加農作物、牧草以及林木可利用的土壤水分。同時，將未能就地攔蓄的坡地徑流引入小型蓄水工程。在有發生重力侵蝕危險的坡地上，可以修築排水工程或支撐建築物防止滑坡作用。

屬於山坡防護工程的措施有：梯田、攔水溝埂、水平溝、水平階、水簸箕、錢鱗坑、山坡截流溝、水窖（旱井）、以及穩定斜坡下部的擋土牆等 ^[2]  。

山溝治理工程的在於防止溝頭前進、溝牀下切、溝岸擴張，減緩溝牀縱坡、調節山洪洪峯流量，減少山洪或泥石流的固體物質含量，使山洪安全排泄，對溝口沖積錐不造成災害。

屬於山溝治理工程的措施有：溝頭防護工程、谷坊工程，以攔調節泥沙為主要目的的各種攔沙壩，以攔泥淤地，建設基本農田為目的的淤地壩及溝道防道防岸工程等 ^[1]  。

山洪排導工程的作用在於防止山洪或泥石流危害溝口沖積錐上的房屋、工礦企業、道路及農田等具有重大經濟意義及意義的防護對象。屬於山洪氣壓層的有排洪溝、導流堤等。

小型蓄水用水工程的作用在於將坡地徑流及地下潛流攔蓄起來，減少水土流失危害，灌溉農田，提高作物產量。其工程包括小水庫、蓄水塘壩、淤灘造田、引洪漫地、引水上山等 ^[2]  。

坡面在山區農業生產中佔有重要地位，斜坡又是和徑流的策源地，水土保持要坡溝兼治，而坡面治理是基礎。坡面治理工程包括斜坡固定工程、山坡截流溝和溝頭防護工程等。

斜坡固定工程是指為防止斜坡岩土體的運動，保證斜坡穩定而佈設的工程措施，包括擋牆、搞滑樁、削坡、反壓填土、排水工程、護坡工程、滑動帶加固工程和植物固坡措施等。

山坡截流溝是在斜坡上每隔一定距離坡修築的具有一定坡度的溝道。

截流溝的作用是山坡截流溝能截短坡長，阻截徑流，減免徑流沖刷，將分散的坡面徑流集中起來，輸送到蓄水工程裏或直接輸送到農田、草地或林地。山坡截流溝等高耕作、梯田、澇池，溝頭防護以及引洪温地等措施相配合，對保護其下部的農田，防止溝頭前進，防治滑坡，維護村莊和公路、鐵路的安全有重要的作用。

梯田的基本的水土保持工程措施，對於改變地形，減沙、改良土壤，增加話題，改善生產條件和生態環境等都有很大作用 ^[1]  。

為固定溝牀，攔蓄泥沙，防止或減輕山洪及泥石流災害而在山區溝道中修築的各種工程措施，谷坊、攔沙壩、淤地壩、小型水庫、護岸工程等，稱為溝道治理工程。溝牀固定工程的主要售後服務則在於防止溝道底部下切，固定並抬高侵蝕基準面，減緩溝道縱坡，減小山洪流速。溝牀的固定對於溝坡及山坡的穩定也具有重意義。溝牀固定工程包括谷坊、防衝檻、溝牀鋪砌、種草皮、溝底防衝林帶等措施。歐洲荒溪治理中的溝牀固定工程稱為固牀壩、潛堰；日本防沙工程中的溝牀固定工程有固底壩、防衝壩等。

谷坊是山區溝道，內為防止溝牀沖刷及泥沙災害而修築的橫向擋攔建築物，又名衝壩、沙土壩、閘山溝等。谷坊高度一般小於3m，是水土流失地區溝道治理的一種主要工程措施。

1.谷坊的作用

（1）固定與抬高侵蝕基準面，防止溝牀下切；

（2）高溝牀，穩定山坡腳，防止溝岸擴張及滑坡；

（3）緩溝道縱坡，減小山洪流速，減輕山洪或泥石流災害；

（4）溝道逐漸淤平，形成礬階地，為發展農林業生產創造條件。

谷坊的主要作用是防止溝牀下切沖刷。因此，在考慮溝段是否應該修建谷坊時首先應當研究該段溝道是否會發生下切沖刷作用。

2.攔沙壩（sediment storage dam ）是以攔山洪及泥石流（荒溪）中固體物質為主要目的，防治泥沙災害的擋攔建築物。它是荒溪治理主要的溝道工程措施，壩高一般為3-15m，在黃土區亦稱泥壩。

在水土流失地區溝道內修築攔沙壩，具有以下幾個方面的功能；

（1）攔蓄（包括塊石）經免除泥沙對下游的危害，便於下游對河道的整治。

（2）提高壩址處的侵蝕基準，減緩了壩上游淤積段河牀比降，加寬了河牀，並使流速和徑流深減小，從而大大減小　了水流的侵蝕能力。

（3）淤積物淤埋上游兩岸坡腳，由於坡面比高降低，坡長減小，使坡面沖刷作用和岸坡崩塌減弱，最終趨於穩定，因溝道流水侵蝕作用而引起的溝岸滑坡，其剪出口往往位於坡腳附近。攔沙壩的淤積物掩埋了滑坡體剪出口，對滑坡運動主生阻力，促使滑坡穩定。

（4）沙壩在減少泥沙來源和攔蓄泥沙方面能起重大作用。攔沙壩將泥石流中的固體物質堆積庫內，可以使下游免遭泥石流危害。如前蘇聯阿拉木圖麥傑奧地區彩定向大爆破修建了一座高達115m的攔壩，1973年7月15日在小阿拉木圖河發生了一場特大泥石流，該壩攔蓄了400萬m³的固體物質，使阿拉木圖市除了一場泥石流災禍 ^[2]  。

淤地壩係指在溝道里為了攔泥、淤地所建的壩，壩內所淤成的土地稱為壩地。淤地壩主要目的在於攔泥淤地，一般不長期蓄水，其下游也無灌溉要求。隨着壩內淤積面的逐年提高，壩體與壩地能較快地連成一個整體，實際上可看作是一個重力式擋泥（土）牆。一般淤地壩由壩體、溢洪道、放水建築物三個部分組成，其形式：溢洪道是排泄洪水建築物，當淤地壩洪水位超過設計高度時，就由溢洪道排出，以保證壩體的安全和壩地的正常生產。放水建築物多采用豎井式和卧管式，溝道常流水，庫內清水等通過放水設備排泄到下游。

反濾排水設備是為排出壩內地下水，防止壩地鹽鹼化，增加壩坡穩定性而設置的。淤地壩設計、施工、管理技術與水庫有相同的方面，也有不同的方面。淤地壩在構成上也要求大壩、溢洪道和放水涵管“三大件”齊全，但由於它主要用於攔泥而非長期蓄水，因此，淤地壩比水庫大壩設計洪水標準低，壩坡比較陡，對地質條件要求低，壩基、岸坡處理和背水坡腳排水設施篇章。淤地壩在設計和運用上一般可不考慮壩基滲漏和放水驟降等問題 ^[1]  。