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淤地坝设计说明书2013年春

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淤地坝工程设计学院：资源环境学院班级：水保101：洪敏学号：2010011498前言水土流失是我国最严重的生态环境问题之一，近年来，随着经济发展，工程建设导致的水土流失无疑使得这一问题更加严峻。

为应对这一变化，我们采取了更完善的水土保持治理方案。

淤地坝工程是沟道治理工程的一种，是我国黄河中游水土保持地区沟道治理的一项行之有效的水土保持工程措施。

本次淤地坝设计，由于知识水平和实践经验的限制，加之时间有限，疏漏之处在所难免，希望读者批评指正，以便今后进一步修改，完善，本人不胜感激。

在设计过程中，参考了有关书籍，并得到胜利老师的指导与各位同学的帮助，在此表示衷心的感谢！编者 2013年5月目录前言第一章淤地坝设计基本资料 (5)第二章淤地坝总体概况 (6)第一节淤地坝的概念 (6)第二节枢纽工程的组成 (6)第三节淤地坝分级及设计洪水标准 (6)第四节淤地坝类型选择 (6)第五节坝址选择 (7)第三章土坝坝体设计 (7)第一节坝高及库容确定 (7)（一）、拦泥库容及拦泥坝高的确定 (7)（二）、滞洪库容及滞洪坝高的确定 (8)（三）、安全加高△h确定 (10)第二节土坝断面结构构造及尺寸 (10)（一）、坝顶宽度 (10)（二）、坝坡马道 (10)（三）、坝边坡 (10)（四）、坝坡保护 (11)（五）、坝体排水 (11)（六）、坝基和岸坡处理 (12)第三节土坝稳定分析计算 (12)第四章土坝溢洪道设计 (13)第一节位置选择 (13)第二节布置形式 (14)第三节水力计算 (14)（一）、溢流堰尺寸计算 (14)（二）、陡坡段尺寸计算 (14)（三）、出口段尺寸计算 (19)第四节溢洪道结构设计 (22)（一）、进口段设计 (22)二、陡坡段设计 (22)三、出口段设计 (23)第五章土坝放水建筑物设计 (24)第一节放水工程组成及作用 (24)（一）、放水工程组成 (24)（二）、放水工程作用 (24)第二节工程布设 (24)第三节水力计算 (24)（一）、卧管水力计算 (24)1、进水孔尺寸计算 (26)2、卧管涵洞断面尺寸计算............................................................................. (26)3、卧管台阶尺寸计算........................................................................... . (26)4、卧管消力池水力计算........................................................................... . (26)(二) 、输水涵洞水力计算 (28)(三) 涵洞出口消能段水力计算 (28)第四节工程结构设计 (29)（一）、卧管结构设计 (29)（二）、输水涵洞结构设计 (30)（三）、输水涵洞出口设计 (30)第一章淤地坝设计基本资料1. 流域沟道坝址地形图一（1/1000）；2. 坝址以上集水面积5km2;3. 经勘测计算，求得坝高H与库容V、淤地面积A的关系见图；4. 流域年侵蚀模数K=10000t/km2, 20年一遇设计洪水流量Q20=105m3/s，洪水总量W洪＝10万m3，200年一遇设计洪水流量Q200=180m3/s，洪水总量W洪＝17万m3；5. 沟道无常流水；6. 坝址附近有充足的筑坝土料，土壤摩擦角φ＝20°，聚力c=0.8t/m2;7. 放水洞设计流量Q=0.5m3/s第二章淤地坝总体概况第一节淤地坝的概念淤地坝是指在沟道中为了拦泥、淤地所建的坝，坝淤成的土地称为坝地。

淤地坝是在我国古代筑坝淤田经验的基础上逐步发展起来的。

淤地坝是我国黄河中游水土流失地区沟道治理的一项行之有效的水土保持工程措施。

第二节枢纽工程的组成（一）组成及作用淤地坝工程一般由三大件组成，即大坝、溢洪道，放水洞。

坝体是横拦沟道的挡水建筑物，用以拦蓄洪水，淤积泥沙。

溢洪道是排洪建筑物，当淤地坝洪水位超过设计高度时，洪水就会由溢洪道排出，以保证坝体的安全和坝堤生产的正常运行。

放水建筑物用以排泄沟道长流水、库积水到坝的下游，通常采用竖井和卧管的形式，淤地坝主要用于拦泥淤地，一般不长期蓄水，其下游也无灌溉要求。

（二）组成方案选择淤地坝枢纽工程组成在实践中有三大件方案（大坝、溢洪道和放水建筑物），也有两大件方案（大坝和放水建筑物），还有一大件方案（大坝）。

虽然三大件方案中溢洪道工程量大，工程投资和维修费用较高，但考虑到淤地坝控制的流域面积较大，为5km2,从工程建成后运用安全方面及淤地坝上游淹没损失两方面综合考虑，淤地坝设计为三大件方案。

第三节淤地坝分级及设计洪水标准淤地坝库容小于50万立方米，属于中小型淤地坝。

洪水重现期设计洪水为20年，校核洪水为200年。

淤积年限为设计为10年。

注：①依据《水土保持综合治理技术规—沟壑治理技术》（GB/T16453.3—1996）②可根据实际情况，适当提高设计洪水标准。

第四节淤地坝类型选择坝地附近有充足的筑坝土料，可以就地取材，考虑到土坝对地基要求低，施工技术较为简单，因此淤地坝设计为均质土坝。

土坝按照施工方法可以分为碾压坝和水坠坝。

在坝地附近有充足的土料，但是没有充足的水源，水坠坝无法施工，因此土坝设计为碾压坝。

综上，淤地坝设计为碾压均质土坝。

第五节 坝址选择好的坝址是淤地面积大、工程量小、施工方便、运用安全可靠。

在流域沟道坝址地形图中有两个轴线位置可以选择，其中轴线二处沟谷狭窄，上游地形开阔平坦，并处于口小肚大的葫芦口地形处，在轴线二处筑坝工程量小、库容大、淤地面积大。

因此，选中在轴线二处筑坝。

第三章 土坝坝体设计第一节 坝高及库容确定淤地坝坝高H 一般由拦泥坝高h 拦，滞洪坝高h 滞和安全超高Δh 三部分组成，即坝高：H=h 拦+h 滞+Δh土坝断面结构构造图（一）、拦泥库容及拦泥坝高的确定式中：F —淤地坝控制的流域面积，单位km 2，取F=5 km 2K —年平均侵蚀模数，K=10000t/（km 2•年）n s —坝库排沙比，从安全角度考虑，认为土坝不排沙，即n s =0T —设计淤积年限，N=10年r S —淤积泥沙的干容重，r S =1.35t/m 3将数据代入得：错误!未找到引用源。

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=37万m3根据H-V曲线，查出相应的拦泥坝高h拦=22.5m，高程为820.5m。

（二）、滞洪库容及滞洪坝高的确定对于三大件方案，滞洪库容需通过调洪计算确定。

调洪计算方法采用简化三角形法：溢洪道最大泄流量Q泄为：错误!未找到引用源。

溢流堰堰流公式为：错误!未找到引用源。

两公示联立得：错误!未找到引用源。

其中，M—流量系数，取值为M=1.6；H—溢洪道堰上水头；B—溢洪道堰顶净宽；W洪—溢洪道最大泄洪量；V滞—滞洪容积；Q洪—来水洪峰流量1、用20年一遇洪水进行设计已知20年一遇设计洪水流量Q20=105m3/s，洪水总量W洪＝10万m3。

求解采用试算法，步骤为：1)由计划淹深假设h滞，由H~V曲线求得V滞；2)按公式错误!未找到引用源。

求Q泄；3)按堰流公式错误!未找到引用源。

求溢洪道宽度B；4)经过多次假设计算，最终对工程作经济、技术比较，取一个合适的B，该B所对应的h滞，Q泄，V滞即为调洪计算所求。

调洪计算表1h滞（m）高程（m）v拦（万m3）v库(万m3)v滞(万m3) B（m）1 821.5 37 41 4 39.381.5 822 37 41.8 4.8 18.582 822.5 37 42.5 5.5 10.442.5 823 37 43.2 6.2 6.313 823.5 37 44 7 3.79 3.5 824 37 44.9 7.9 2.10从试算表格中可以看出，h滞=2m时，v滞=5.5万m3，B=10.44m符合土坝设计要求，因此，B设计为10.5m，此时错误!未找到引用源。

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=47.25m3 /s2、用200年一遇洪水进行校核已知200年一遇设计洪水流量Q200=180m3/s，洪水总量W洪＝17万m3校核步骤:1)首先假设一个h滞，由H~V曲线求得V滞；2)按公式错误!未找到引用源。

求Q泄；3)按堰流公式错误!未找到引用源。

，其中M=1.6，B=10.5m,可求得h’滞；4)将假设的h滞的值与求得的h’滞的值对比，如果两个数值接近或相等，则为所求的h滞。

调洪计算表2h'滞（m）高程（m）v拦（万m3）v库(万m3)v滞(万m3) B（m）M B*M h滞1 821.5 37 41 4 10.5 1.6 16.8 4.061.5 822 37 41.8 4.8 10.5 1.6 16.8 3.902 822.5 37 42.5 5.5 10.5 1.6 16.8 3.752.5 823 37 43.2 6.2 10.5 1.6 16.8 3.593 823.5 37 44 7 10.5 1.6 16.8 3.413.5 824 37 44.9 7.9 10.5 1.6 16.8 3.204 824.5 37 45.8 8.8 10.5 1.6 16.8 2.99 由表2可知，h滞=3.5m时两值相近，故h滞=3.5m。

（三）、安全加高△h确定安全加高是考虑坝库蓄水后，水面风浪冲击，蓄水意外增大使库水位升高和坝体沉陷等附加的一部分坝高，按有关规定，坝高H＞20米，Δh取1.5~2米。

（四）.坝高的确定20年一遇洪水计算为：H20=h拦+h滞+Δh=22.5+2.0+2.0=26.5m200年一遇洪水校核为：H200=h拦+h滞+Δh=22.5+3.5+1.5=27.5m因为H20<H200，所以坝高应该按照H200设置，即H=27.5m,设计为27.5m第二节土坝断面结构构造及尺寸（一）、坝顶宽度坝顶设置单行道车道，由表3-8 中可以看出，对于高度在21m-30m的土坝坝顶宽度B=5m。

（二）、坝坡马道因坝高于15m，考虑到施工行人、交通、堆放材料、机件方便和坝坡排水,在坝的中部即14 m的高度（高程812m）设置1.5m宽的横向马道。

马道上部坝坡陡，下部坝坡缓。

马道与坝坡相连处设排水沟。

排水沟为矩形断面，尺寸为30×30cm（深×宽），边墙、底板厚均为0.2m。

（三）、坝边坡上游马道以上坡比为1:2.25,马道以下坡比为1:2.5；下游马道以上坡比为1:1.75,马道以下坡比为1:2。

（四）、坝坡保护为防雨水等冲刷，淤积面以上的上游坝面和下游坝面，须设置保护措施。

1、植物措施保护措施可为种植牧草、栽植灌木、也可以砌石。

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×××淤地坝工程设计

×××淤地坝工程设计

1基本情况1.1坝址位置：***淤地坝位于罕台川合同沟小流域，在已建老陈沟骨干坝上游沟道内，行政区划属***耳字壕镇万胜龙村，坝址以上流域面积1.5km2。

1.2建坝的目的、意义、作用，***淤地坝主要作用是：拦蓄洪水、泥沙，保证下游老陈沟骨干坝坝地的生产，同时淤澄上游土地，抬高侵蚀基准面。

1.3坝址、地质、地形情况：坝址处沟底宽66m，沟底比降3.0%，沟岸较陡，沟坡覆盖第四系风积黄土状砂壤土，厚度在0.1-1.0m。

沟底覆盖层为第四系风洪积沙壤土，厚度一般1.5～2.0m,•其下大部分为白垩系、侏罗系黄绿或紫红泥质长石砂岩、砾岩，厚度较大，岩性结构松散。

上游支毛沟多呈“∨”形，处于发育阶段，沟头前进，沟岸扩张，其余沟坡为砂壤土，也有部分沙土。

1.4水文气象：合同沟流域属大陆性气候，其特点是干旱少雨多风沙，蒸发量大，无霜期短，据树林召气象站资料显示，多年平均气温6.1℃，蒸发量2157mm，冬春多风沙，风沙期70天以上，一般为北风和西北风，•风力多在5-8级，冻结期一般开始于11月上旬，解冻一般在3月下旬，•冰冻期130天，冻结深度1.0-1.4m，多年平均降雨量310.3mm，枯水年141.9mm，丰水年486.1mm，降水时空分部极不均匀，大部分集中在七、八、九三个月，由于雨期短,多暴雨，致使洪峰流量大而历时短。

1.5工程规模及设计标准：坝址以上流域面积1.5km2，根据GB/T16453.3-1996淤地坝设计洪水年限与淤积年限之规定，该工程属中型淤地坝。

防洪设计标准30年一遇设计，50年一遇校核。

设计淤积年限10年。

工程由拦河土坝与泄水洞二大件组成。

1.6工程主要技术经济指标1.6.1集水面积1.5km2。

1.6.2土坝：拦泥坝高5.74m,滞洪坝高2.8m,安全超高1.0m,坝顶宽3.0m，考虑推土机的爬坝能力，上下游坝坡均取为1:3.0。

1.6.3库容:总库容21.23万m3,防洪库容11.34万m3,淤积库容9.89万m3。

水保工程学-第七章淤地坝

水保工程学-第七章淤地坝

<10
坝高 （m） >30 30～15 <15
单坝淤地面积 控制流域面积
（亩）
（km2）
>150 150～30
>15 15～l
<30
<l
三、淤地坝设计洪水标准
淤地坝建设中存在的一个突出问题是容易被洪水冲毁。据调查，1973 年陕 西省延川县大雨，淤地坝被冲毁了 3300 名座；1977 年陕北、晋西大雨，冲毁淤 地坝 2 万多座，造成了很大的经济损失。毁坝原因，除有些地方淤地坝的质量不 合要求外，其主要原因还是淤地坝的设计洪水标准偏低，一般采用 l0 年一遇或 20 年一遇。1977 年 8 月陕西省绥德县韭园沟淤地坝冲毁 252 座，其中由于溢洪 道的排洪能力小，洪水漫顶而使淤地坝冲毁的达 94%。但是提高设计洪水标准， 必然要加大淤地坝建筑费用，因此确定经济合理的淤地坝洪水设计标准是十分重 要的。目前我国还没有统一标准。拦洪坝主要作用是滞洪削峰，保护下游淤地坝 及小水库和村镇的安全，拦洪坝随着洪水泥沙的淤积坝后期将逐步淤满而成为淤 地坝。拦洪坝是坝系防洪拦沙的骨干工程，应与水库防洪标准相同，又因其兼具 拦泥特点，亦应考虑有一定的设计淤积年限。
3. 各级坝系，自成体系，相互配合，联合运用，调节蓄泄，确保坝系安全。 4. 坝系中必须布设一定数量的控制性的骨干坝、安全生产的中坚工程。 5. 在流域内进行坝系规划的同时，要提出交通道路规划。对泉水、基流水 源，应提出保泉、蓄水利用方案，勿使水资源埋废。坝地碱化影响产量，规划中 拟就防治措施，以防后患。
建筑物多采用竖井式和卧管式，沟道常流水，库内清水等通过放水设备排泄到下 游。反滤排水设各是为排除坝内地下水，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 地您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、岸坡处理和背水和放水骤降等问题。
淤地坝工程施工组织设计

淤地坝工程施工组织设计

马家川坝系阳洼沟治沟骨干坝工程施工组织设计一、工程概况：阳洼沟骨干坝位于绥德县马家川乡马家川村，距县城38km，属无定河二级支流义合河流域，坝控流域面积2.03km2,坝址以上主沟道长2.8km，平均比降2.0%，该工程地处黄土丘陵沟壑区第一副区，该区黄土深厚，沟壑纵横，地形支离破碎，坝址土质以黄绵土为主，土料丰富，适合机械碾压施工。

该坝设为坝体和放水建筑物两大件，放水建筑物置于坝体左岸，坝体为黄土均质土坝，根据部颁《水土保持治沟骨干工程暂行技术规范》（SD175—86），该坝采用20年一遇洪水为设计标准，200年一遇洪水校核，淤积年限为20年，设计坝高为32m，坝顶宽5m，坝顶长102m，上游在坝高15m处设一马道，宽1.5m，马道以下坡比为1：2.5，以上坡比为1：2，下游在坝高15m处设一马道，宽1.5m，坡比均为1：2。

为使坝坡和岸坡良好结合，首先进行清基，其次对陡崖岸坡进行削坡，最后开挖结合槽，并用含小量较小的素土回填夯实。

因沟道无常流水，筑坝采用推土机推土上坝，也可由机动车辆配合运土上坝，装载机分层碾压，压实干容重不小于1.55T/ m3。

放水建筑物由卧管、消力池、涵洞及尾水渠构成。

卧管断面立孔放水，坡比1：2，断面尺寸为0.6×0.6m,共计39阶，其高为23.2m，为增加其稳定和防止不均匀沉陷，每隔10m设一道1.8×0.9m的齿墙。

消力池深0.65m、长4.0m、宽1.0m。

输水涵洞采用拱形砌石涵洞，坡降1：100，断面尺寸0.8×1.2m，全长68.5m，每隔10m设一道截水环，涵洞出口与矩形尾水渠连接，明渠长5m,坡陡长36.5m,坡比1：6。

坡陡后接消力池，池长3m，深0.3m，宽0.8m。

放水建筑物总计土方1300m3，石方590m3。

本工程总计投工6138个工日，投资98万元，其中国家投资63万元。

二、工艺流程（一）、经项目办公室领导及有关业务人员对施工现场进行实地考察，现绘制了本工程施工工艺流程图（见附图）（二）、工序控制1、施工前的每道工序特别是关键工序施工完成后，施工单位先进行自检，然后由监理工程师认可后，方可进行下一道工序施工。

淤地坝

淤地坝

第4章淤地坝4.1 概述淤地坝是指在沟道中修建的具有缓洪、拦泥、淤地、发展生产等功能的水土保持工程，一般由坝体、放水建筑物和溢洪道三部分组成，距今已有400多年[1]。

根据淤地坝的规模、功能和作用的不同，淤地坝运行有单坝运行和坝系运行两种方式，骨干坝在其中发挥着主导和控制作用。

4.1.1 淤地坝的发展[1～5]淤地坝诞生历史悠久，是现代坝工建设领域取得的一项具有重大意义的技术成就。

实践证明，淤地坝在拦泥淤地、防洪减蚀、改变农业生产条件、促进土地利用结构调整、控制入河泥沙等方面发挥着重要作用。

淤地坝的发展历史大致可分为三个阶段：（1）早期人工修筑阶段（1569年～1949年）；（2）试建阶段（1949年～1985年）；（3）兴建治沟骨干工程阶段（1986年～现在）。

最早的淤地坝不是人工修筑，而是地震和地下水等作用，造成沟坡发生大体积的滑坡或塌坑，堵塞河道，形成天然坝库。

明代隆庆三年（公元1569年），陕西省子洲县境内的黄土洼，因沟壑两岸山体发生大规模滑坡，堵塞河道，形成天然聚湫，聚水拦泥，后经过人工修整，形成高为62m，集水面积为2.72km2的淤地坝，见图4.1。

它长期拦蓄洪水泥沙，淤地53hm2，坝地土地肥沃，连年丰收。

人工修筑淤地坝的记载最早见于明代万历年间（公元1573 ~1619年）的山西省《汾西县志》，距今已有400多年。

早在清代嘉庆之前（公元1796年），淤地坝开始引起官方的重视，并由山西省西部地区向周边地区及陕西省北部区域推广。

1945年黄河水利委员会批准关中保持试验区在西安市荆峪沟流域修建淤地坝一座，是黄河水利委员会在黄土高原修建的第一座淤地坝。

从1949年开始在陕西省米脂县试修淤地坝。

1952年绥德水保站成立以后，以绥德、蜜汁、佳县、吴堡四县为重点试建区，积极宣传推广修建淤地坝，两年内修建淤地坝214座，一般坝高5～10m。

1953年～1957年在晋、陕、蒙得到了大面积推广，筑坝技术也得到了普及。