沟道治理工程水土保持北京林大

北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义第二部分第二部分 山沟治理工程山沟治理工程 山山山山沟沟沟沟治治治治理理理理工工工工程程程程的的的的作作作作用用用用在在在在于于于于防防防防止止止止沟沟沟沟头头头头前前前前进进进进、沟沟沟沟床床床床下下下下切切切切、沟沟沟沟岸岸岸岸扩扩扩扩张张张张，减减减减缓缓缓缓沟沟沟沟床床床床纵纵纵纵坡坡坡坡、调调调调节节节节山山山山洪洪洪洪洪洪洪洪峰峰峰峰流流流流量量量量，减减减减少少少少山山山山洪洪洪洪或或或或泥泥泥泥石石石石流流流流的的的的固固固固体体体体物物物物质质质质含含含含量量量量，使使使使山山山山洪洪洪洪安安安安全全全全地地地地排排排排泄泄泄泄，对沟口冲积堆不造成灾害。对沟口冲积堆不造成灾害。对沟口冲积堆不造成灾害。对沟口冲积堆不造成灾害。属属属属于于于于山山山山沟沟沟沟治治治治理理理理工工工工作作作作的的的的措措措措施施施施有有有有：沟沟沟沟头头头头防防防防护护护护工工工工程程程程、谷谷谷谷坊坊坊坊工工工工程程程程，以以以以拦拦拦拦蓄蓄蓄蓄调调调调节节节节泥泥泥泥沙沙沙沙为为为为主主主主要要要要目目目目的的的的的的的的各各各各种种种种拦拦拦拦沙沙沙沙坝坝坝坝，以以以以拦拦拦拦泥淤地、建设基本农田为目的泥淤地、建设基本农田为目的泥淤地、建设基本农田为目的泥淤地、建设基本农田为目的淤地坝淤地坝淤地坝淤地坝及及及及沟道护岸工程沟道护岸工程沟道护岸工程沟道护岸工程等。等。等。等。7/24/20247/24/20241 1北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义一、谷坊、拦砂坝一、谷坊、拦砂坝二、拱坝二、拱坝三、淤地坝三、淤地坝山山沟沟治治理理工工程程四、小型水库四、小型水库7/24/20247/24/20242 2北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义1.11.1谷坊谷坊 谷坊又名防冲坝，沙土坝，闸山沟等，是水土流失地区谷坊又名防冲坝，沙土坝，闸山沟等，是水土流失地区谷坊又名防冲坝，沙土坝，闸山沟等，是水土流失地区谷坊又名防冲坝，沙土坝，闸山沟等，是水土流失地区沟道治理的一种主要工程措施，谷坊一般布置在小支沟，冲沟道治理的一种主要工程措施，谷坊一般布置在小支沟，冲沟道治理的一种主要工程措施，谷坊一般布置在小支沟，冲沟道治理的一种主要工程措施，谷坊一般布置在小支沟，冲沟或切沟上，稳定沟床，防止因沟床下切造成的岸坡崩塌和沟或切沟上，稳定沟床，防止因沟床下切造成的岸坡崩塌和沟或切沟上，稳定沟床，防止因沟床下切造成的岸坡崩塌和沟或切沟上，稳定沟床，防止因沟床下切造成的岸坡崩塌和溯源侵蚀，坝高溯源侵蚀，坝高溯源侵蚀，坝高溯源侵蚀，坝高3-5m3-5m3-5m3-5m，拦沙量小于，拦沙量小于，拦沙量小于，拦沙量小于1000m1000m1000m1000m3 3 3 3，以节流固床护坡，以节流固床护坡，以节流固床护坡，以节流固床护坡为主。为主。为主。为主。7/24/20247/24/20243 3北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义1.1.11.1.11.1.11.1.1谷坊的作用谷坊的作用谷坊的作用谷坊的作用1.1.1.1.固定与抬高侵蚀基准面，防止沟床下切；固定与抬高侵蚀基准面，防止沟床下切；固定与抬高侵蚀基准面，防止沟床下切；固定与抬高侵蚀基准面，防止沟床下切；2.2.2.2.抬高沟床，稳定山坡坡脚，防止沟岸扩张及滑坡；抬高沟床，稳定山坡坡脚，防止沟岸扩张及滑坡；抬高沟床，稳定山坡坡脚，防止沟岸扩张及滑坡；抬高沟床，稳定山坡坡脚，防止沟岸扩张及滑坡；3.3.3.3.减缓沟道纵坡，减小山洪流速，减轻山洪或泥石流灾害；减缓沟道纵坡，减小山洪流速，减轻山洪或泥石流灾害；减缓沟道纵坡，减小山洪流速，减轻山洪或泥石流灾害；减缓沟道纵坡，减小山洪流速，减轻山洪或泥石流灾害；4.4.4.4.使沟道逐渐淤平，形成坝阶地，为发展农林业生产创造条件。使沟道逐渐淤平，形成坝阶地，为发展农林业生产创造条件。使沟道逐渐淤平，形成坝阶地，为发展农林业生产创造条件。使沟道逐渐淤平，形成坝阶地，为发展农林业生产创造条件。1.1.21.1.21.1.21.1.2谷坊的种类谷坊的种类谷坊的种类谷坊的种类1 1 1 1、根据谷坊所用的建筑材料的不同，大致可分为以下几类：、根据谷坊所用的建筑材料的不同，大致可分为以下几类：、根据谷坊所用的建筑材料的不同，大致可分为以下几类：、根据谷坊所用的建筑材料的不同，大致可分为以下几类：土谷坊土谷坊土谷坊土谷坊；干干干干砌石谷坊砌石谷坊砌石谷坊砌石谷坊；枝梢（梢柴）谷坊枝梢（梢柴）谷坊枝梢（梢柴）谷坊枝梢（梢柴）谷坊；插柳谷坊（柳桩编篱）插柳谷坊（柳桩编篱）插柳谷坊（柳桩编篱）插柳谷坊（柳桩编篱）；浆砌石谷坊浆砌石谷坊浆砌石谷坊浆砌石谷坊；竹笼装石谷坊竹笼装石谷坊竹笼装石谷坊竹笼装石谷坊；木料谷坊木料谷坊木料谷坊木料谷坊；混凝土谷坊混凝土谷坊混凝土谷坊混凝土谷坊；钢筋混凝土谷坊钢筋混凝土谷坊钢筋混凝土谷坊钢筋混凝土谷坊；钢料谷坊钢料谷坊钢料谷坊钢料谷坊；2 2 2 2、根据使用年限不同，可分为、根据使用年限不同，可分为、根据使用年限不同，可分为、根据使用年限不同，可分为永久性谷坊永久性谷坊永久性谷坊永久性谷坊和和和和临时性谷坊临时性谷坊临时性谷坊临时性谷坊。3 3 3 3、按谷坊的逶水性质，又可分为、按谷坊的逶水性质，又可分为、按谷坊的逶水性质，又可分为、按谷坊的逶水性质，又可分为透水性谷坊透水性谷坊透水性谷坊透水性谷坊与与与与不透水性谷坊不透水性谷坊不透水性谷坊不透水性谷坊。7/24/20247/24/20244 4北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义1.1.31.1.31.1.31.1.3谷坊位置的选择谷坊位置的选择谷坊位置的选择谷坊位置的选择谷坊修建的主要目的是固定沟床，防止下切冲刷。因此，在选择谷坊坝谷坊修建的主要目的是固定沟床，防止下切冲刷。因此，在选择谷坊坝谷坊修建的主要目的是固定沟床，防止下切冲刷。因此，在选择谷坊坝谷坊修建的主要目的是固定沟床，防止下切冲刷。因此，在选择谷坊坝时，应考虑以下几方面的条件。时，应考虑以下几方面的条件。时，应考虑以下几方面的条件。时，应考虑以下几方面的条件。1 1 1 1谷口狭窄；谷口狭窄；谷口狭窄；谷口狭窄；2 2 2 2沟床基岩外露；沟床基岩外露；沟床基岩外露；沟床基岩外露；3 3 3 3上游有宽阔平坦的贮砂地方；上游有宽阔平坦的贮砂地方；上游有宽阔平坦的贮砂地方；上游有宽阔平坦的贮砂地方；4 4 4 4在有支流汇合的情形下，应在汇合点的下游修建谷坊；在有支流汇合的情形下，应在汇合点的下游修建谷坊；在有支流汇合的情形下，应在汇合点的下游修建谷坊；在有支流汇合的情形下，应在汇合点的下游修建谷坊；5 5 5 5谷坊不应设置在天然跌水附近的上下游，但可设在有崩塌危险的山脚谷坊不应设置在天然跌水附近的上下游，但可设在有崩塌危险的山脚谷坊不应设置在天然跌水附近的上下游，但可设在有崩塌危险的山脚谷坊不应设置在天然跌水附近的上下游，但可设在有崩塌危险的山脚下。下。下。下。1.1.41.1.41.1.41.1.4谷坊设计谷坊设计谷坊设计谷坊设计1.1.1.1.谷坊间距的确定谷坊间距的确定谷坊间距的确定谷坊间距的确定 谷坊间距与谷坊高度及淤积泥沙表面的临界不冲坡度有关。当连续谷坊间距与谷坊高度及淤积泥沙表面的临界不冲坡度有关。当连续谷坊间距与谷坊高度及淤积泥沙表面的临界不冲坡度有关。当连续谷坊间距与谷坊高度及淤积泥沙表面的临界不冲坡度有关。当连续修建谷坊时，上一座谷坊脚与下一座谷坊顶大致水平，或略有坡度。修建谷坊时，上一座谷坊脚与下一座谷坊顶大致水平，或略有坡度。修建谷坊时，上一座谷坊脚与下一座谷坊顶大致水平，或略有坡度。修建谷坊时，上一座谷坊脚与下一座谷坊顶大致水平，或略有坡度。7/24/20247/24/20245 5北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义2.2.2.2.谷坊的断面规格谷坊的断面规格谷坊的断面规格谷坊的断面规格谷坊的高度，应依建筑材料而定，谷坊的高度，应依建筑材料而定，谷坊的高度，应依建筑材料而定，谷坊的高度，应依建筑材料而定，一般情况下，土谷坊不超过一般情况下，土谷坊不超过一般情况下，土谷坊不超过一般情况下，土谷坊不超过5m5m5m5m，浆砌石谷坊不超过浆砌石谷坊不超过浆砌石谷坊不超过浆砌石谷坊不超过4m4m4m4m，干砌石谷，干砌石谷，干砌石谷，干砌石谷坊不超过坊不超过坊不超过坊不超过2m2m2m2m，柴草、柳梢谷坊不，柴草、柳梢谷坊不，柴草、柳梢谷坊不，柴草、柳梢谷坊不超过超过超过超过1m1m1m1m。3.3.3.3.溢流口设计溢流口设计溢流口设计溢流口设计为避免暴雨造成洪水漫顶冲毁为避免暴雨造成洪水漫顶冲毁为避免暴雨造成洪水漫顶冲毁为避免暴雨造成洪水漫顶冲毁谷坊，石谷坊可在谷坊顶部中谷坊，石谷坊可在谷坊顶部中谷坊，石谷坊可在谷坊顶部中谷坊，石谷坊可在谷坊顶部中央留溢水口，土谷坊要在谷坊央留溢水口，土谷坊要在谷坊央留溢水口，土谷坊要在谷坊央留溢水口，土谷坊要在谷坊一端留溢水口。一端留溢水口。一端留溢水口。一端留溢水口。7/24/20247/24/20246 6北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义1.2 1.2 拦砂坝拦砂坝 拦砂坝是以拦蓄山洪泥石流沟道中固体物质为主要目的拦砂坝是以拦蓄山洪泥石流沟道中固体物质为主要目的拦砂坝是以拦蓄山洪泥石流沟道中固体物质为主要目的拦砂坝是以拦蓄山洪泥石流沟道中固体物质为主要目的的挡拦建筑物。拦沙坝多建在主沟或较大的支沟内，通常坝的挡拦建筑物。拦沙坝多建在主沟或较大的支沟内，通常坝的挡拦建筑物。拦沙坝多建在主沟或较大的支沟内，通常坝的挡拦建筑物。拦沙坝多建在主沟或较大的支沟内，通常坝高大于高大于高大于高大于5m5m5m5m，拦沙量在，拦沙量在，拦沙量在，拦沙量在101010103 3 3 31001001001003 3 3 3m m m m3 3 3 3之间，甚至更大。之间，甚至更大。之间，甚至更大。之间，甚至更大。7/24/20247/24/20247 7北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义1.2.11.2.11.2.11.2.1拦沙坝的作用拦沙坝的作用拦沙坝的作用拦沙坝的作用1 1 1 1拦蓄泥沙（包括块石）调节沟道内水沙，以免除对下游的危害，便于拦蓄泥沙（包括块石）调节沟道内水沙，以免除对下游的危害，便于拦蓄泥沙（包括块石）调节沟道内水沙，以免除对下游的危害，便于拦蓄泥沙（包括块石）调节沟道内水沙，以免除对下游的危害，便于下游河道整治。下游河道整治。下游河道整治。下游河道整治。2 2 2 2提高坝址的侵蚀基准，减缓坝上游淤积段河床比降，加宽河床，减小提高坝址的侵蚀基准，减缓坝上游淤积段河床比降，加宽河床，减小提高坝址的侵蚀基准，减缓坝上游淤积段河床比降，加宽河床，减小提高坝址的侵蚀基准，减缓坝上游淤积段河床比降，加宽河床，减小流速，从而减小了水流侵蚀能力。流速，从而减小了水流侵蚀能力。流速，从而减小了水流侵蚀能力。流速，从而减小了水流侵蚀能力。3 3 3 3稳定沟岸崩塌及滑坡，减小泥石流的冲刷及冲击力，防止溯源侵蚀，稳定沟岸崩塌及滑坡，减小泥石流的冲刷及冲击力，防止溯源侵蚀，稳定沟岸崩塌及滑坡，减小泥石流的冲刷及冲击力，防止溯源侵蚀，稳定沟岸崩塌及滑坡，减小泥石流的冲刷及冲击力，防止溯源侵蚀，抑制泥石流发育规模。抑制泥石流发育规模。抑制泥石流发育规模。抑制泥石流发育规模。1.2.21.2.21.2.21.2.2坝型选择坝型选择坝型选择坝型选择1.1.1.1.按结构分：按结构分：按结构分：按结构分：重力坝重力坝重力坝重力坝：依自重在地基上产生的摩擦力来抵抗坝后泥石流产生的推：依自重在地基上产生的摩擦力来抵抗坝后泥石流产生的推：依自重在地基上产生的摩擦力来抵抗坝后泥石流产生的推：依自重在地基上产生的摩擦力来抵抗坝后泥石流产生的推力和冲击力，其优点是：结构简单、施工方便，就地取材，耐久性强。力和冲击力，其优点是：结构简单、施工方便，就地取材，耐久性强。力和冲击力，其优点是：结构简单、施工方便，就地取材，耐久性强。力和冲击力，其优点是：结构简单、施工方便，就地取材，耐久性强。切口坝切口坝切口坝切口坝：又称缝隙坝，是重力坝的变形。即在坝体上开一个或数个：又称缝隙坝，是重力坝的变形。即在坝体上开一个或数个：又称缝隙坝，是重力坝的变形。即在坝体上开一个或数个：又称缝隙坝，是重力坝的变形。即在坝体上开一个或数个泄流缺口，主要用于稀性泥石流沟，有拦截大砾石，滞洪，调节水位关泄流缺口，主要用于稀性泥石流沟，有拦截大砾石，滞洪，调节水位关泄流缺口，主要用于稀性泥石流沟，有拦截大砾石，滞洪，调节水位关泄流缺口，主要用于稀性泥石流沟，有拦截大砾石，滞洪，调节水位关系等特点。系等特点。系等特点。系等特点。7/24/20247/24/20248 8北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义7/24/20247/24/20249 9北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义错体坝错体坝错体坝错体坝 拱坝拱坝拱坝拱坝钢索坝钢索坝钢索坝钢索坝格格格格栅栅栅栅坝坝坝坝7/24/20247/24/20241010北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义2.2.2.2.按建筑材料分：按建筑材料分：按建筑材料分：按建筑材料分：砌石坝、混合坝、铁丝石笼坝砌石坝、混合坝、铁丝石笼坝砌石坝、混合坝、铁丝石笼坝砌石坝、混合坝、铁丝石笼坝混合坝混合坝混合坝混合坝铁丝石笼坝铁丝石笼坝铁丝石笼坝铁丝石笼坝7/24/20247/24/20241111北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义1.2.31.2.31.2.31.2.3坝高与拦沙量的确定坝高与拦沙量的确定坝高与拦沙量的确定坝高与拦沙量的确定 （一）拦沙坝坝高的确定（一）拦沙坝坝高的确定（一）拦沙坝坝高的确定（一）拦沙坝坝高的确定 拦沙坝的高度由下列条件决定：拦沙坝的高度由下列条件决定：拦沙坝的高度由下列条件决定：拦沙坝的高度由下列条件决定：（1 1）坝址处地基及岸坡的地质条件）坝址处地基及岸坡的地质条件）坝址处地基及岸坡的地质条件）坝址处地基及岸坡的地质条件 （2 2）坝址处地形条件）坝址处地形条件）坝址处地形条件）坝址处地形条件 （3 3）拦沙坝的设计目标，实现最好的防护效益）拦沙坝的设计目标，实现最好的防护效益）拦沙坝的设计目标，实现最好的防护效益）拦沙坝的设计目标，实现最好的防护效益 （4 4）合理的经济技术指标，主要是坝高与拦淤库容的关系。）合理的经济技术指标，主要是坝高与拦淤库容的关系。）合理的经济技术指标，主要是坝高与拦淤库容的关系。）合理的经济技术指标，主要是坝高与拦淤库容的关系。一般拦沙坝分为：一般拦沙坝分为：一般拦沙坝分为：一般拦沙坝分为：小型拦沙坝小型拦沙坝小型拦沙坝小型拦沙坝 坝高：坝高：坝高：坝高：5-10m5-10m 中型拦沙坝中型拦沙坝中型拦沙坝中型拦沙坝 坝高：坝高：坝高：坝高：10-15m10-15m 大型拦沙坝大型拦沙坝大型拦沙坝大型拦沙坝 坝高：坝高：坝高：坝高：15m15m（二）拦沙量计算（二）拦沙量计算（二）拦沙量计算（二）拦沙量计算 拦沙量的设计可按下法推求：对坝高已定的拦沙坝库容的计算可按下列拦沙量的设计可按下法推求：对坝高已定的拦沙坝库容的计算可按下列拦沙量的设计可按下法推求：对坝高已定的拦沙坝库容的计算可按下列拦沙量的设计可按下法推求：对坝高已定的拦沙坝库容的计算可按下列步骤进行：步骤进行：步骤进行：步骤进行：7/24/20247/24/20241212北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义（1 1 1 1）在方格纸上给出坝址以上沟道纵断面图，并按山洪或）在方格纸上给出坝址以上沟道纵断面图，并按山洪或）在方格纸上给出坝址以上沟道纵断面图，并按山洪或）在方格纸上给出坝址以上沟道纵断面图，并按山洪或 泥石流固体泥石流固体泥石流固体泥石流固体物质的回淤特点，画出回淤线。物质的回淤特点，画出回淤线。物质的回淤特点，画出回淤线。物质的回淤特点，画出回淤线。（2 2 2 2）在库区回淤范围内，每隔一定间距测绘横断面图。）在库区回淤范围内，每隔一定间距测绘横断面图。）在库区回淤范围内，每隔一定间距测绘横断面图。）在库区回淤范围内，每隔一定间距测绘横断面图。（3 3 3 3）根据横断面图的位置及回淤线，求算出每个横断面的淤积面积。）根据横断面图的位置及回淤线，求算出每个横断面的淤积面积。）根据横断面图的位置及回淤线，求算出每个横断面的淤积面积。）根据横断面图的位置及回淤线，求算出每个横断面的淤积面积。（4 4 4 4）求出相邻两断面之间的体积，）求出相邻两断面之间的体积，）求出相邻两断面之间的体积，）求出相邻两断面之间的体积，计算公式为：计算公式为：计算公式为：计算公式为：式中：式中：式中：式中：V V V V相邻两横断面之间的体积（相邻两横断面之间的体积（相邻两横断面之间的体积（相邻两横断面之间的体积（m m m m3 3 3 3）；）；）；）；W W W W1 1 1 1，W W W W2 2 2 2相邻横断面面积相邻横断面面积相邻横断面面积相邻横断面面积（m m m m2 2 2 2）；）；）；）；L L L L相邻横断面之间的水平距离（相邻横断面之间的水平距离（相邻横断面之间的水平距离（相邻横断面之间的水平距离（m m m m）（5 5 5 5）将各部分体积相加，即为拦沙坝的拦沙量。）将各部分体积相加，即为拦沙坝的拦沙量。）将各部分体积相加，即为拦沙坝的拦沙量。）将各部分体积相加，即为拦沙坝的拦沙量。推求拦沙量还可根据下式计算：推求拦沙量还可根据下式计算：推求拦沙量还可根据下式计算：推求拦沙量还可根据下式计算：式中：式中：式中：式中：V V V V拦沙量（拦沙量（拦沙量（拦沙量（m m m m3 3 3 3）；）；）；）；b,hb,hb,hb,h拦沙坝堆沙段平均宽度，高（拦沙坝堆沙段平均宽度，高（拦沙坝堆沙段平均宽度，高（拦沙坝堆沙段平均宽度，高（m m m m）；）；）；）；1/n 1/n 1/n 1/n 原沟床纵坡比降；原沟床纵坡比降；原沟床纵坡比降；原沟床纵坡比降；1/m1/m1/m1/m堆沙区表面比降。堆沙区表面比降。堆沙区表面比降。堆沙区表面比降。当堆沙表面比降采用原沟床比降当堆沙表面比降采用原沟床比降当堆沙表面比降采用原沟床比降当堆沙表面比降采用原沟床比降1/21/21/21/2时，时，时，时，m=2nm=2nm=2nm=2n，7/24/20247/24/20241313北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义1.2.41.2.41.2.41.2.4拦沙坝的断面设计拦沙坝的断面设计拦沙坝的断面设计拦沙坝的断面设计 拦沙坝的断面设计任务是，确定既符合经济要求又保证安全的断面尺寸，拦沙坝的断面设计任务是，确定既符合经济要求又保证安全的断面尺寸，拦沙坝的断面设计任务是，确定既符合经济要求又保证安全的断面尺寸，拦沙坝的断面设计任务是，确定既符合经济要求又保证安全的断面尺寸，其内容包括：断面轮廓的初步设计拟定，坝的稳定设计和应力计算，溢流其内容包括：断面轮廓的初步设计拟定，坝的稳定设计和应力计算，溢流其内容包括：断面轮廓的初步设计拟定，坝的稳定设计和应力计算，溢流其内容包括：断面轮廓的初步设计拟定，坝的稳定设计和应力计算，溢流口计算，坝下冲涮深度估算，坝下消能，本节主要介绍最常用的口计算，坝下冲涮深度估算，坝下消能，本节主要介绍最常用的口计算，坝下冲涮深度估算，坝下消能，本节主要介绍最常用的口计算，坝下冲涮深度估算，坝下消能，本节主要介绍最常用的浆砌石重浆砌石重浆砌石重浆砌石重力坝的断面设计力坝的断面设计力坝的断面设计力坝的断面设计。（一）断面轮廓尺寸的初步拟定（一）断面轮廓尺寸的初步拟定（一）断面轮廓尺寸的初步拟定（一）断面轮廓尺寸的初步拟定 坝的断面轮廓尺寸是指坝的断面轮廓尺寸是指坝的断面轮廓尺寸是指坝的断面轮廓尺寸是指坝高坝高坝高坝高、坝顶宽度坝顶宽度坝顶宽度坝顶宽度、坝底宽度以及上下游边坡坝底宽度以及上下游边坡坝底宽度以及上下游边坡坝底宽度以及上下游边坡等。等。等。等。日本防沙工程设计拦沙坝断面时，根据坝顶溢流水深日本防沙工程设计拦沙坝断面时，根据坝顶溢流水深日本防沙工程设计拦沙坝断面时，根据坝顶溢流水深日本防沙工程设计拦沙坝断面时，根据坝顶溢流水深h h h h1 1 1 1及上游坝坡系数及上游坝坡系数及上游坝坡系数及上游坝坡系数m m m m用经验公式推求坝顶宽度用经验公式推求坝顶宽度用经验公式推求坝顶宽度用经验公式推求坝顶宽度b b b b：b(0.8b(0.8b(0.8b(0.80.6m0.6m)h)h)h)h1 1 1 1 一般也可根据坝高一般也可根据坝高一般也可根据坝高一般也可根据坝高h h h h确定坝顶宽度确定坝顶宽度确定坝顶宽度确定坝顶宽度b:b:b:b:h=3 h=3 h=3 h=3 5m5m5m5m时时时时,b=1.5m,b=1.5m,b=1.5m,b=1.5m，h=6 h=6 h=6 h=6 8m8m8m8m时时时时,b=1.8m,b=1.8m,b=1.8m,b=1.8m，h=9 h=9 h=9 h=9 15m15m15m15m时时时时,b=2.0m,b=2.0m,b=2.0m,b=2.0m7/24/20247/24/20241414北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义拦沙坝拦沙坝拦沙坝拦沙坝下游坝坡系数下游坝坡系数下游坝坡系数下游坝坡系数n n n n可用下列公式估算：可用下列公式估算：可用下列公式估算：可用下列公式估算：式中：式中：式中：式中：n n n n下游坝坡系数；下游坝坡系数；下游坝坡系数；下游坝坡系数；V V V V下游最小石砾的始动流速下游最小石砾的始动流速下游最小石砾的始动流速下游最小石砾的始动流速(m/sm/sm/sm/s)；h h h h坝高坝高坝高坝高(m)(m)(m)(m)上游坝坡上游坝坡上游坝坡上游坝坡与坝体稳定性关系密切，与坝体稳定性关系密切，与坝体稳定性关系密切，与坝体稳定性关系密切，m m m m值愈大，坝体抗滑稳定安全系数愈大，值愈大，坝体抗滑稳定安全系数愈大，值愈大，坝体抗滑稳定安全系数愈大，值愈大，坝体抗滑稳定安全系数愈大，但筑坝成本愈高，因此，但筑坝成本愈高，因此，但筑坝成本愈高，因此，但筑坝成本愈高，因此，m m m m值应根据稳定计算结果确定。值应根据稳定计算结果确定。值应根据稳定计算结果确定。值应根据稳定计算结果确定。（二）坝的稳定与应力计算（二）坝的稳定与应力计算（二）坝的稳定与应力计算（二）坝的稳定与应力计算 一座拦沙坝在外力作用下遭破坏，有以下几种情况：一座拦沙坝在外力作用下遭破坏，有以下几种情况：一座拦沙坝在外力作用下遭破坏，有以下几种情况：一座拦沙坝在外力作用下遭破坏，有以下几种情况：（1 1 1 1）坝基摩）坝基摩）坝基摩）坝基摩擦力不足以抵抗水平推力，因而发生滑动破坏；（擦力不足以抵抗水平推力，因而发生滑动破坏；（擦力不足以抵抗水平推力，因而发生滑动破坏；（擦力不足以抵抗水平推力，因而发生滑动破坏；（2 2 2 2）在水平推力和坝下）在水平推力和坝下）在水平推力和坝下）在水平推力和坝下渗透压力的作用下，坝体绕下游坝址的倾覆破坏；（渗透压力的作用下，坝体绕下游坝址的倾覆破坏；（渗透压力的作用下，坝体绕下游坝址的倾覆破坏；（渗透压力的作用下，坝体绕下游坝址的倾覆破坏；（3 3 3 3）坝体强度不足以）坝体强度不足以）坝体强度不足以）坝体强度不足以抵抗相应的应力，发生拉裂或压碎。在设计时，由于不允许坝内产生拉抵抗相应的应力，发生拉裂或压碎。在设计时，由于不允许坝内产生拉抵抗相应的应力，发生拉裂或压碎。在设计时，由于不允许坝内产生拉抵抗相应的应力，发生拉裂或压碎。在设计时，由于不允许坝内产生拉应力，或者只允许产生极小的拉应力，因此对于坝体的倾覆稳定，通常应力，或者只允许产生极小的拉应力，因此对于坝体的倾覆稳定，通常应力，或者只允许产生极小的拉应力，因此对于坝体的倾覆稳定，通常应力，或者只允许产生极小的拉应力，因此对于坝体的倾覆稳定，通常不必进行核算，一般所谓的坝体稳定计算，均指抗滑稳定而言。不必进行核算，一般所谓的坝体稳定计算，均指抗滑稳定而言。不必进行核算，一般所谓的坝体稳定计算，均指抗滑稳定而言。不必进行核算，一般所谓的坝体稳定计算，均指抗滑稳定而言。计算时，首先根据初步拟定的断面尺寸，进行计算时，首先根据初步拟定的断面尺寸，进行计算时，首先根据初步拟定的断面尺寸，进行计算时，首先根据初步拟定的断面尺寸，进行作用力计算作用力计算作用力计算作用力计算，然后进，然后进，然后进，然后进行行行行稳定计算稳定计算稳定计算稳定计算和和和和应力计算应力计算应力计算应力计算，以保证坝体在外力作用下不致于遭到破坏。，以保证坝体在外力作用下不致于遭到破坏。，以保证坝体在外力作用下不致于遭到破坏。，以保证坝体在外力作用下不致于遭到破坏。7/24/20247/24/20241515北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义1.1.1.1.作用力计算作用力计算作用力计算作用力计算 作用在单位坝上的力，按其性质不同可分为坝体自重、坝上下游面作用在单位坝上的力，按其性质不同可分为坝体自重、坝上下游面作用在单位坝上的力，按其性质不同可分为坝体自重、坝上下游面作用在单位坝上的力，按其性质不同可分为坝体自重、坝上下游面的淤积物重，坝前水沙压力、泥石流冲击力以及坝基扬压力等。见右图的淤积物重，坝前水沙压力、泥石流冲击力以及坝基扬压力等。见右图的淤积物重，坝前水沙压力、泥石流冲击力以及坝基扬压力等。见右图的淤积物重，坝前水沙压力、泥石流冲击力以及坝基扬压力等。见右图 坝体重力坝体重力坝体重力坝体重力G G G G：G=G=G=G=V V V V d d d d b b b b 式中：式中：式中：式中：G G G G坝体重力坝体重力坝体重力坝体重力(t)(t)(t)(t)；V V V V坝体横断面积坝体横断面积坝体横断面积坝体横断面积(m(m(m(m2 2 2 2););););d d d d坝体容重坝体容重坝体容重坝体容重(t/m(t/m(t/m(t/m3 3 3 3)；b b b b单宽单宽单宽单宽(b=1m)(b=1m)(b=1m)(b=1m)淤积物重量：作用在坝体上游面上的淤积物重量等于淤积体积乘以淤积物重量：作用在坝体上游面上的淤积物重量等于淤积体积乘以淤积物重量：作用在坝体上游面上的淤积物重量等于淤积体积乘以淤积物重量：作用在坝体上游面上的淤积物重量等于淤积体积乘以淤积物容重。淤积物容重。淤积物容重。淤积物容重。水压力：水压力：水压力：水压力：式中：式中：式中：式中：PPPP静水压力静水压力静水压力静水压力(t)(t)(t)(t)水的容重水的容重水的容重水的容重(t/m3)(t/m3)(t/m3)(t/m3)，取，取，取，取1 1 1 1；hhhh坝前水深坝前水深坝前水深坝前水深(m)(m)(m)(m)；7/24/20247/24/20241616北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义泥沙压力：泥沙压力：泥沙压力：泥沙压力：式中：式中：式中：式中：P P P P泥泥泥泥坝前泥沙压力坝前泥沙压力坝前泥沙压力坝前泥沙压力(t);b(t);b(t);b(t);b单位宽度单位宽度单位宽度单位宽度(b=1m)(b=1m)(b=1m)(b=1m)；c c c c堆沙容重堆沙容重堆沙容重堆沙容重(t/m(t/m(t/m(t/m3 3 3 3);H);H);H);H坝前淤积物的高度坝前淤积物的高度坝前淤积物的高度坝前淤积物的高度(m)(m)(m)(m)；淤积物的内摩擦角，用公式表示为：淤积物的内摩擦角，用公式表示为：淤积物的内摩擦角，用公式表示为：淤积物的内摩擦角，用公式表示为：作用在下游坝基上的泥沙压力为被动土压力：作用在下游坝基上的泥沙压力为被动土压力：作用在下游坝基上的泥沙压力为被动土压力：作用在下游坝基上的泥沙压力为被动土压力：式中：式中：式中：式中：E E E E被动土压力被动土压力被动土压力被动土压力(t)(t)(t)(t)；H H H H1 1 1 1坝基础深度坝基础深度坝基础深度坝基础深度(m)(m)(m)(m)；c c c c,同前式；同前式；同前式；同前式；b b b b单位宽度单位宽度单位宽度单位宽度(b=1m)(b=1m)(b=1m)(b=1m)。坝基扬压力：主要为渗透压力。当坝体是实体坝，而又无排水的条件坝基扬压力：主要为渗透压力。当坝体是实体坝，而又无排水的条件坝基扬压力：主要为渗透压力。当坝体是实体坝，而又无排水的条件坝基扬压力：主要为渗透压力。当坝体是实体坝，而又无排水的条件下，下游边缘的渗透压力为零，上游边缘的渗透压力为：下，下游边缘的渗透压力为零，上游边缘的渗透压力为：下，下游边缘的渗透压力为零，上游边缘的渗透压力为：下，下游边缘的渗透压力为零，上游边缘的渗透压力为：式中：式中：式中：式中：W W W W渗透压力渗透压力渗透压力渗透压力(t)(t)(t)(t)；B B B B坝底宽度坝底宽度坝底宽度坝底宽度(m)(m)(m)(m)；水的容重水的容重水的容重水的容重(t/m(t/m(t/m(t/m3 3 3 3)；b b b b单宽单宽单宽单宽(b=1m)(b=1m)(b=1m)(b=1m)；H H H H坝高坝高坝高坝高(m)(m)(m)(m)；a a a a1 1 1 1基础接触面积系数，取基础接触面积系数，取基础接触面积系数，取基础接触面积系数，取a a a a1 1 1 1=1=1=1=1。7/24/20247/24/20241717北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义泥石流冲击力：即泥石流的动压力，计算公式如下：泥石流冲击力：即泥石流的动压力，计算公式如下：泥石流冲击力：即泥石流的动压力，计算公式如下：泥石流冲击力：即泥石流的动压力，计算公式如下：式中：式中：式中：式中：p p p p冲冲冲冲泥石流冲击力泥石流冲击力泥石流冲击力泥石流冲击力(t/m(t/m(t/m(t/m2 2 2 2)；K K K K泥石流动压力系数，决定于龙头特性，一般取泥石流动压力系数，决定于龙头特性，一般取泥石流动压力系数，决定于龙头特性，一般取泥石流动压力系数，决定于龙头特性，一般取1.31.31.31.3。根据云。根据云。根据云。根据云南省东川蒋家沟实测资料分析，南省东川蒋家沟实测资料分析，南省东川蒋家沟实测资料分析，南省东川蒋家沟实测资料分析，K=2.5K=2.5K=2.5K=2.54.04.04.04.0。c c c c泥石流容重泥石流容重泥石流容重泥石流容重(t/m(t/m(t/m(t/m3 3 3 3)；g g g g重力加速度重力加速度重力加速度重力加速度(为为为为9.81m/s9.81m/s9.81m/s9.81m/s2 2 2 2)；V V V Vc c c c泥石流流速泥石流流速泥石流流速泥石流流速(m/sm/sm/sm/s)；a a a a泥石流流向与坝轴线的交角泥石流流向与坝轴线的交角泥石流流向与坝轴线的交角泥石流流向与坝轴线的交角()地震力：在地震区大型拦沙坝的设计应考虑地震力的作用。地震作用地震力：在地震区大型拦沙坝的设计应考虑地震力的作用。地震作用地震力：在地震区大型拦沙坝的设计应考虑地震力的作用。地震作用地震力：在地震区大型拦沙坝的设计应考虑地震力的作用。地震作用通常有两种力通常有两种力通常有两种力通常有两种力,即地震惯性力及地震泥沙压力。即地震惯性力及地震泥沙压力。即地震惯性力及地震泥沙压力。即地震惯性力及地震泥沙压力。地震惯性力地震惯性力地震惯性力地震惯性力地震泥沙压力地震泥沙压力地震泥沙压力地震泥沙压力式中：式中：式中：式中：S S S S水平地震惯性力水平地震惯性力水平地震惯性力水平地震惯性力(t)(t)(t)(t)；QcQcQcQc地震作用下的泥沙压力地震作用下的泥沙压力地震作用下的泥沙压力地震作用下的泥沙压力(t)(t)(t)(t)；淤积物的内摩擦角；淤积物的内摩擦角；淤积物的内摩擦角；淤积物的内摩擦角；K K K Ke e e e地震系数；地震系数；地震系数；地震系数；a a a a建筑物的惯性分布指数建筑物的惯性分布指数建筑物的惯性分布指数建筑物的惯性分布指数7/24/20247/24/20241818北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义2.2.2.2.坝体抗滑稳定计算坝体抗滑稳定计算坝体抗滑稳定计算坝体抗滑稳定计算 坝体是否滑动，主要取决于坝体本身重量压在地面上所产生的摩擦力大坝体是否滑动，主要取决于坝体本身重量压在地面上所产生的摩擦力大坝体是否滑动，主要取决于坝体本身重量压在地面上所产生的摩擦力大坝体是否滑动，主要取决于坝体本身重量压在地面上所产生的摩擦力大小。当坝体属平面滑动时小。当坝体属平面滑动时小。当坝体属平面滑动时小。当坝体属平面滑动时(图图图图5-175-175-175-17，1)1)1)1)，坝的抗滑稳定计算，公式如下：，坝的抗滑稳定计算，公式如下：，坝的抗滑稳定计算，公式如下：，坝的抗滑稳定计算，公式如下：式中：式中：式中：式中：KsKsKsKs抗滑稳定安全系数，要求抗滑稳定安全系数，要求抗滑稳定安全系数，要求抗滑稳定安全系数，要求Ks=1.0-1.05;Ks=1.0-1.05;Ks=1.0-1.05;Ks=1.0-1.05;N N N N坝体垂直力的总和，向下为正，向上为负；坝体垂直力的总和，向下为正，向上为负；坝体垂直力的总和，向下为正，向上为负；坝体垂直力的总和，向下为正，向上为负；P P P P坝体水平作用力的总和，向下游为正，向上游为负；坝体水平作用力的总和，向下游为正，向上游为负；坝体水平作用力的总和，向下游为正，向上游为负；坝体水平作用力的总和，向下游为正，向上游为负；f f f f坝体与基础的摩擦系数；坝体与基础的摩擦系数；坝体与基础的摩擦系数；坝体与基础的摩擦系数；如果坝的基础设有齿墙，且齿墙的深度相同（图如果坝的基础设有齿墙，且齿墙的深度相同（图如果坝的基础设有齿墙，且齿墙的深度相同（图如果坝的基础设有齿墙，且齿墙的深度相同（图5-175-175-175-17，2 2 2 2），则坝体抗），则坝体抗），则坝体抗），则坝体抗滑稳定计算公式为：滑稳定计算公式为：滑稳定计算公式为：滑稳定计算公式为：式中：式中：式中：式中：f f f f0 0 0 0摩擦系数，当齿墙较薄，摩擦系数，当齿墙较薄，摩擦系数，当齿墙较薄，摩擦系数，当齿墙较薄，b b b b 较大时，较大时，较大时，较大时，f f f f0 0 0 0=tgtgtgtg;b b b b两齿墙间距离，两齿墙间距离，两齿墙间距离，两齿墙间距离，m m m m；K K K Ks s s s、N N N N、P P P P同上式；同上式；同上式；同上式；C C C C坝基土的黏结力。坝基土的黏结力。坝基土的黏结力。坝基土的黏结力。7/24/20247/24/20241919北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义3.3.3.3.坝基应力计算坝基应力计算坝基应力计算坝基应力计算 浆砌石坝设计时，不容许使坝体上游面出现拉应力。如果坝脚上下游垂浆砌石坝设计时，不容许使坝体上游面出现拉应力。如果坝脚上下游垂浆砌石坝设计时，不容许使坝体上游面出现拉应力。如果坝脚上下游垂浆砌石坝设计时，不容许使坝体上游面出现拉应力。如果坝脚上下游垂直应力不超过允许值就认为满足强度要求。计算公式如下：直应力不超过允许值就认为满足强度要求。计算公式如下：直应力不超过允许值就认为满足强度要求。计算公式如下：直应力不超过允许值就认为满足强度要求。计算公式如下：上游面应力上游面应力上游面应力上游面应力 ：下游面应力下游面应力下游面应力下游面应力 ：式中：式中：式中：式中：上上上上上游面坝基应力，当上游面坝基应力，当上游面坝基应力，当上游面坝基应力，当上上上上0 0 0 0时，不产生拉应力时，不产生拉应力时，不产生拉应力时，不产生拉应力(kg/cm(kg/cm(kg/cm(kg/cm2 2 2 2)；下下下下下游面的坝基应力下游面的坝基应力下游面的坝基应力下游面的坝基应力(kg/cm(kg/cm(kg/cm(kg/cm2 2 2 2););););b b b b坝底宽坝底宽坝底宽坝底宽(m);e(m);e(m);e(m);e合力作用点至坝底中心点的距离合力作用点至坝底中心点的距离合力作用点至坝底中心点的距离合力作用点至坝底中心点的距离(m);(m);(m);(m);M M M M所有作用在坝上的各力对坝底中心点力矩的代数和所有作用在坝上的各力对坝底中心点力矩的代数和所有作用在坝上的各力对坝底中心点力矩的代数和所有作用在坝上的各力对坝底中心点力矩的代数和(t-mt-mt-mt-m)，顺时针为负，逆时针为正；顺时针为负，逆时针为正；顺时针为负，逆时针为正；顺时针为负，逆时针为正；N N N N同上式。同上式。同上式。同上式。7/24/20247/24/20242020北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义(三三三三)溢流口设计溢流口设计溢流口设计溢流口设计1 1 1 1确定溢流口形状和两侧边坡确定溢流口形状和两侧边坡确定溢流口形状和两侧边坡确定溢流口形状和两侧边坡一般溢流口的形状为梯形，边坡坡度为一般溢流口的形状为梯形，边坡坡度为一般溢流口的形状为梯形，边坡坡度为一般溢流口的形状为梯形，边坡坡度为1 1 1 1：0.750.750.750.751 1 1 1：1 1 1 1。对于含固体物很多的泥石流沟。对于含固体物很多的泥石流沟。对于含固体物很多的泥石流沟。对于含固体物很多的泥石流沟道，可为弧形。道，可为弧形。道，可为弧形。道，可为弧形。2 2 2 2计算坝址处设计洪峰流量计算。计算坝址处设计洪峰流量计算。计算坝址处设计洪峰流量计算。计算坝址处设计洪峰流量计算。山洪泥石流的设计洪峰流量可参考第三节进行计算，如果缺乏观测资料，山洪泥石流的设计洪峰流量可参考第三节进行计算，如果缺乏观测资料，山洪泥石流的设计洪峰流量可参考第三节进行计算，如果缺乏观测资料，山洪泥石流的设计洪峰流量可参考第三节进行计算，如果缺乏观测资料，泥石流的洪峰流量，可用泥痕调查法进行计算。泥石流的洪峰流量，可用泥痕调查法进行计算。泥石流的洪峰流量，可用泥痕调查法进行计算。泥石流的洪峰流量，可用泥痕调查法进行计算。3 3 3 3选定单宽溢流流量选定单宽溢流流量选定单宽溢流流量选定单宽溢流流量q q q q（m m m m3 3 3 3/s/s/s/s），估算溢流口宽度），估算溢流口宽度），估算溢流口宽度），估算溢流口宽度B B B B7/24/20247/24/20242121北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义4 4 4 4根据选择的溢流口形状，流速及洪峰流量，用计划处法求出过坝溢根据选择的溢流口形状，流速及洪峰流量，用计划处法求出过坝溢根据选择的溢流口形状，流速及洪峰流量，用计划处法求出过坝溢根据选择的溢流口形状，流速及洪峰流量，用计划处法求出过坝溢流深度流深度流深度流深度h h h h0 0 0 0，高含沙山洪的流速，高含沙山洪的流速，高含沙山洪的流速，高含沙山洪的流速v v v vc c c c可采用下列公式计算：可采用下列公式计算：可采用下列公式计算：可采用下列公式计算：v v v vc c c c=R=R=R=R2/32/32/32/3I I I I3/83/83/83/8 式中：式中：式中：式中：R R R R、I I I I水力半径及水面纵坡（水力半径及水面纵坡（水力半径及水面纵坡（水力半径及水面纵坡（%）；）；）；）；a a a a阻力系数；阻力系数；阻力系数；阻力系数；a=/a=/a=/a=/H H H H+1+1+1+11/21/21/21/2 式中：式中：式中：式中：改正系数；改正系数；改正系数；改正系数；H H H H山洪中固体物质比重，一般为山洪中固体物质比重，一般为山洪中固体物质比重，一般为山洪中固体物质比重，一般为2.4-2.4-2.4-2.4-2.7t/m2.7t/m2.7t/m2.7t/m3 3 3 3，c c c c山洪容重。山洪容重。山洪容重。山洪容重。5 5 5 5计算溢流口高度计算溢流口高度计算溢流口高度计算溢流口高度h=hh=hh=hh=h0 0 0 0+h+h+h+h，hhhh为超高，一般采用为超高，一般采用为超高，一般采用为超高，一般采用0.5-1.0m0.5-1.0m0.5-1.0m0.5-1.0m。7/24/20247/24/20242222北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义（四）坝下消能与冲刷深度计算（四）坝下消能与冲刷深度计算（四）坝下消能与冲刷深度计算（四）坝下消能与冲刷深度计算 1 1 1 1坝下消能坝下消能坝下消能坝下消能 拦沙坝坝下消能措施常见的有如下几种：拦沙坝坝下消能措施常见的有如下几种：拦沙坝坝下消能措施常见的有如下几种：拦沙坝坝下消能措施常见的有如下几种：（1 1 1 1）子坝（副坝）消能）子坝（副坝）消能）子坝（副坝）消能）子坝（副坝）消能 它适用于大中型山洪或泥石流荒溪。这种消能设施的构造是，在主坝它适用于大中型山洪或泥石流荒溪。这种消能设施的构造是，在主坝它适用于大中型山洪或泥石流荒溪。这种消能设施的构造是，在主坝它适用于大中型山洪或泥石流荒溪。这种消能设施的构造是，在主坝的下游设置一座子坝，形成消力池，以消煞过坝山洪或泥石流的能量的下游设置一座子坝，形成消力池，以消煞过坝山洪或泥石流的能量的下游设置一座子坝，形成消力池，以消煞过坝山洪或泥石流的能量的下游设置一座子坝，形成消力池，以消煞过坝山洪或泥石流的能量（见下页图（见下页图（见下页图（见下页图5-205-205-205-20）。子坝的坝顶应高出原沟床）。子坝的坝顶应高出原沟床）。子坝的坝顶应高出原沟床）。子坝的坝顶应高出原沟床0.5-1.0m0.5-1.0m0.5-1.0m0.5-1.0m，以保证子坝回，以保证子坝回，以保证子坝回，以保证子坝回淤线高于主坝基础顶面。子坝与主坝间的距离，可取淤线高于主坝基础顶面。子坝与主坝间的距离，可取淤线高于主坝基础顶面。子坝与主坝间的距离，可取淤线高于主坝基础顶面。子坝与主坝间的距离，可取2-32-32-32-3倍主坝坝高。在倍主坝坝高。在倍主坝坝高。在倍主坝坝高。在沟内修成坝系的情况下，只要保证下一座坝的回淤线高于上一座坝的基沟内修成坝系的情况下，只要保证下一座坝的回淤线高于上一座坝的基沟内修成坝系的情况下，只要保证下一座坝的回淤线高于上一座坝的基沟内修成坝系的情况下，只要保证下一座坝的回淤线高于上一座坝的基础顶面，便可达到防冲要求。础顶面，便可达到防冲要求。础顶面，便可达到防冲要求。础顶面，便可达到防冲要求。7/24/20247/24/20242323北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义（2 2 2 2）护坦消能）护坦消能）护坦消能）护坦消能 这种消能措施仅适用于小型沟道。这种消能措施仅适用于小型沟道。这种消能措施仅适用于小型沟道。这种消能措施仅适用于小型沟道。护坦多用浆砌块石砌筑，其长度为护坦多用浆砌块石砌筑，其长度为护坦多用浆砌块石砌筑，其长度为护坦多用浆砌块石砌筑，其长度为2 2 2 23 3 3 3倍主坝高。护坦厚度可用下列倍主坝高。护坦厚度可用下列倍主坝高。护坦厚度可用下列倍主坝高。护坦厚度可用下列经验公式估算：经验公式估算：经验公式估算：经验公式估算：式中：式中：式中：式中：b b b b护坦厚度护坦厚度护坦厚度护坦厚度(m)(m)(m)(m)；q q q q单宽流量单宽流量单宽流量单宽流量(m(m(m(m3 3 3 3/s/m)/s/m)/s/m)/s/m)z z z z上下游水位差上下游水位差上下游水位差上下游水位差(m)(m)(m)(m)经验系数，在经验系数，在经验系数，在经验系数，在0.175-0.20.175-0.20.175-0.20.175-0.2之间。之间。之间。之间。7/24/20247/24/20242424北京林业大学北京林业大学北京林业大学北京林业大学精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义精品课程讲义2 2 2 2坝下冲刷深度计算坝下冲刷深度计算坝下冲刷深度计算坝下冲刷深度计算 坝下冲刷深度估算的目的在于合理确定坝基的埋设深度。坝下冲刷深度估算的目的在于合理确定坝基的埋设深度。坝下冲刷深度估算的目的在于合理确定坝基的埋设深度。坝下冲刷深度估算的目的在于合理确定坝基的埋设深度。决定冲刷深度需要考虑建筑物的形式、泄流状态以及河床的地形、地决定冲刷深度需要考虑建筑物的形式、泄流状态以及河床的地形、地决定冲刷深度需要考虑建筑物的形式、泄流状态以及河床的地形、地决定冲刷深度需要考虑建筑物的形式、泄流状态以及河床的地形、地质等条件，是一个相当复杂的问题。通常只有采用模型试验以及对比实质等条件，是一个相当复杂的问题。通常只有采用模型试验以及对比实质等条件，是一个相当复杂的问题。通常只有采用模型试验以及对比实质等条件，是一个相当复杂的问题。通常只有采用模型试验以及对比实际工程资料，才能得到较为可靠的结果。除此之外，在初步设计时也可际工程资料，才能得到较为可靠的结果。除此之外，在初步设计时也可际工程资料，才能得到较为可靠的结果。除此之外，在初步设计时也可际工程资料，才能得到较为可靠的结果。除此之外，在初步设计时也可参照过坝水流的公式进行粗略的估算：参照过坝水流的公式进行粗略的估算：参照过坝水流的公式进行粗略的估算：参照过坝水流的公式进行粗略的估算：式中：式中：式中：式中：T T T T从坝下原沟床面起算的最大冲刷深度从坝下原沟床面起算的最大冲刷深度从坝下原沟床面起算的最大冲刷深度从坝下原沟床面起算的最大冲刷深度(m)(m)(m)(m)；q q q q单宽流量单宽流量单宽流量单宽流量(m(m(m(m3 3 3 3/s/m)/s/m)/s/m)/s/m)；h h h ht t t t坝下沟床水深（坝下沟床水深（坝下沟床水深（坝下沟床水深（m m m m）d d d dm m m m坝下沟床的标准粒径（坝下沟床的标准粒径（坝下沟床的标准粒径（坝下沟床的标准粒径（mmmmmmmm），一般可用泥石流固体物质的），一般可用泥石流固体物质的），一般可用泥石流固体物质的），一般可用泥石流固体物质的d d d d90909090代代代代替。以重量计，有替。以重量计，有替。以重量计，有替。以重量计，有90%90%90%90%的颗粒粒径比的颗粒粒径比的颗粒粒径比的颗粒粒径比d d d d90909090小；小；小；小；