泥石流灾害防治工程设计规范
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泥石流灾害防治工程设计规范范文第1篇
Abstract： There are many potential risks points of mudslides in Mentougou District of Beijing. In order to reduce the threat and harm of mudslides geological disasters， it is of vital significance to conduct scene reconnaissance， can carry out mudslides prevention and control engineering research. Now with Jieshi village mudslides as an example， combined with the local topography， the governance effect of check dam project for mudslides treatment is studied， exploring a set of management mode for regional mudslides geological hazard management， and accumulating valuable experience for regional mudslides management.
Key words： debris flow；geological disasters；heavy rain；check dam
中图分类号：P642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）08-0210-03
0 引言
2012年7月21日，北京地区普降大暴雨，发生多处地质灾害灾情及险情，造成人员伤亡和巨大经济财产损失，同时诱发了崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害。这些地质灾害隐患点险情紧迫、危害大、危险程度高，危及居民生命财产安全。
门头沟区是遭受此次自然灾害较为严重的区域，其中雁翅镇碣石村北泥石流沟沟谷内松散堆积物较多，沟道堵塞程度中等，加之下游正对村庄，泄洪通道狭窄，在极端降雨条件下，极易发生泥石流地质灾害，将威胁下游村民的生命财产安全。
北京地区泥石流灾害的研究成果较多，主要集中在泥石流成因[1]、分类[2]、危害性评价[3-4]以及防治对策[5]等方面，其中对泥石流灾害的具体治理措施的研究较少，本文以北京市门头沟区一条典型的泥石流沟为例，详细介绍泥石流的治理措施，同时为北京市其他地区的泥石流治理提供参考依据。
1 地质环境条件
1.1 气象
门头沟区年平均降水在500-675mm之间，最大降水量为1234mm（1939年），最小降水量为286.6mm（1941年）。区内降水不均，7～8月的降水量可占到全年降水量的60%左右。
2012年7月21日，北京遭受特大暴雨，平均降雨量175mm，其中门头沟区主要降雨集中在门城一带，山区普遍在200mm左右，龙泉气象站监测24小时降雨量达408.2mm。灾害性强降雨是造成群发性地质灾害发生的主要诱因。
1.2 地形地貌
碣石泥石流沟位于雁翅镇碣石村东侧村北，碣石崩塌点以东100m。主沟长约517m，流向约183°，沟宽12～30m，主沟纵坡约22.5°，流域面积约0.057km2；冲沟两侧斜坡高30～40m，冲沟两侧斜坡高30～40m，坡度28°～55°，植被覆盖率约55%；冲沟两侧基岩出露，岩性为白云岩，层状结构，岩层产状225°∠66°，节理裂隙发育，岩石较破碎～较完整，沟谷内崩坡积松散物较为发育，厚1.3～3.8m，物源补给段长度336m，占整个流域的65%，河沟堵塞程度中等；沟道中下游修建有梯田，上下梯田间为干砌毛石挡墙（部分已经损坏），墙高约2～3m，梯田上种植果树及农作物；沟口下游正对村庄，雨季雨量较大时可能形成泥石流地质灾害。
2 泥石流地质灾害
2.1 泥石流类型
按水源成因及物源进行归类，该沟属于暴雨、坡面侵蚀型泥石流；按泥石流活动场所的地貌形态属沟谷型泥石流；按暴发频率属于低频泥石流（1987年至今未再发生）；根据泥石流物质组成，固体物质以粗粒为主，并含粘粒，沟槽坡度大于10%，该沟属泥石质泥石流；按泥石流流体性质，沟内物质以碎（块）石涂为主，不形成网状结构，属高容重低粘度为主。
2.2 泥石流危害程度
依据《县（市）地质灾害调查与区划基本要求》对治理区泥石流沟易发程度进行数量化评分（表1），考虑各项因素后评定结果为85分，根据泥石流易发程度综合评判表（表2），属中易发泥石流沟。
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2.3 泥石流基本特征值
由于缺乏泥石流监测资料，因此，碣石村泥石流基本特征值的计算主要参照和利用野外调查和访问获取沟道断面特征等进行，计算指标的确定主要根据拟设泥石流治理工程的需要，对泥石流流体重度、流速、流量、整体冲压力、爬高、冲起高度等常规指标参照《泥石流灾害防治工程勘查规范》计算，详见表3。
3 防治工程
3.1 设计参数
①降雨量参数。
按50年一遇的暴雨强度进行设计，根据《北京市水文手册》确定碣石村附近历时24小时的点暴雨量均值为95mm，碣石村泥石流沟按频率为P=2%计算求得1小时设计雨强为82.3mm。
②泥石流固体物源参数。
碣石村泥石流松散固体物源量共计有松散固体物源量26113m3，可能参与泥石流活动的动储量为9782m3。按50年一遇的设计标准，泥石流一次固体物质冲出量为622.65m3。预计其50年内可能发生泥石流2次左右，则固体物质冲出总量可能达到1245.30m3左右。
③泥石流运动特征参数。
按50年一遇暴雨强度的设计标准，泥石流主要运动特征参数统计如表3。
④抗震设计参数。
据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），碣石村抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g。
3.2 防治工程安全等级及设计标准
碣石村是门头沟区古村落，历史悠久，文化底蕴深厚，现存一级古槐2棵，二级古槐1棵；二级油松9棵；二级古柏2棵；72眼古井交错分布在村中各处。村子位于泥石流沟沟口处，一旦爆发泥石流，极易受影响。考虑到这些不可移动文物的重要性，确定泥石流灾害防治主体工程设计标准，降雨强度按二级标准（50年一遇）考虑，安全等级按一级标准（100年一遇）考虑。
谷坊抗滑安全系数：基本荷载组合≥1.25，特殊荷载组合≥1.08；
谷坊抗倾覆安全系数：基本荷载组合≥1.60，特殊荷载组合≥1.15。
3.3 防治方案
根据野外勘测及地形条件，分别在泥石流沟谷有利部位各设置一道谷坊，1#谷坊设计总坝高3.5m，有效坝高3.0m；2#谷坊设计总坝高4.0m，有效坝高3.5m；3#谷坊设计总坝高4.0m，有效坝高3.5m；4#谷坊设计总坝高3.0m，有效坝高2.5m。各谷坊坝顶宽1.5m，迎水坡比1：0.6，背水坡比1：0.1，基础埋深均为2.0m。溢流口底宽参照坝址河底宽度取值，深度按泥石流流量计算。排水口布置在坝体溢流段下方，排水孔尺寸为高0.5m，宽0.4m。坝体采用浆砌石砌筑，砌石抗压强度不小于MU30，砌筑砂浆强度等级为M15。
设置谷坊的主要目的在于稳拦物源、护坡固床，防止洪流对沟道物源的冲刷及对两侧土石岸坡的侧蚀，阻止或减少进入冲沟的固体物源量，并防止泥石流对出口处进山道路的危害。
3.4 设计工况及荷载组合
在按百年一遇的降雨强度前提下，设计谷坊设计工况按满库过流、半库过流、空库过流三种特征结合地震因素（考虑地震和不考虑地震），共有六种工况组合，分别为工况Ⅰ满库过流（不考虑地震）、工况Ⅱ满库过流状态（考虑地震）、工况Ⅲ为半库容过流状态（不考虑地震）、工况Ⅳ为半库容过流状态（考虑地震）、工况Ⅴ为空库过流状态（不考虑地震）和工况Ⅵ为空库过流状态（考虑地震），其中以工况Ⅴ为设计工况，工况Ⅵ为校核工况。
各工况荷载组合为：
工况Ⅰ满库过流状态（不考虑地震），荷载组合：坝体自重（Wb）+土体重（Ws）+溢流体重（Wf）+过坝泥石流动水压力（σ）+泥石流土体水平压力（Fvl）；
工况Ⅱ满库过流状态（考虑地震），荷载组合：坝体自重（Wb）+土体重（Ws）+溢流体重（Wf）+过坝泥石流动水压力（σ）+泥石流土体水平压力（Fvl）+地震力（F震）；
工况Ⅲ为半库容过流状态（不考虑地震），荷载组合：坝体自重（Wb）+土体重（Ws）+溢流体重（Wf）+过坝泥石流动水压力（σ）+泥石流流体冲击力（Fδ）+泥石流石块冲击力（Fb）+水平水压力（Fwl）+泥石流土体水平压力（Fvl）+扬压力（考虑折减）（Fy）；
工况Ⅳ为半库容过流状态（考虑地震），荷载组合：坝体自重（Wb）+土体重（Ws）+溢流体重（Wf）+过坝泥石流动水压力（σ）+泥石流流体冲击力（Fδ）+泥石流石块冲击力（Fb）+水平水压力（Fwl）+泥石流土体水平压力（Fvl）+扬压力（考虑折减）（Fy）+地震力（F震）；
工况Ⅴ为空库过流状态（不考虑地震），荷载组合：坝体自重（Wb）+溢流体重（Wf）+过坝泥石流动水压力（σ）+水平水压力（Fwl）+泥石流流体冲击力（Fδ）+泥石流石块冲击力（Fb）+扬压力（未折减）（Fy）；
工况Ⅵ为空库过流状态（考虑地震），荷载组合：坝体自重（Wb）+溢流体重（Wf）+过坝泥石流动水压力（σ）+水平水压力（Fwl）+泥石流流体冲击力（Fδ）+泥石流石块冲击力（Fb）+扬压力（未折减）（Fy）+地震力（F震）。
各种工况下的荷载组合情况示意如图1所示。
如表4所示，设计的4道谷坊在六种工况下抗滑移、抗倾覆稳定性均能满足设计要求。
4 结论
防治工程实施后，有利于减弱或消除泥石流地质灾害隐患，减少水土流失，消除碣石村因地质环境破坏而带来的负面影响，使周边地区的村民的安全得到了保障，环境效益显著。同时为本地区同类地质灾害隐患治理探索出一套治理模式，积累适合本地区的地质灾害隐患治理的宝贵经验。
参考文献：
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[3]张春山.北京北山地区泥石流灾害危险性评价[J].北京地质，1996，2：11-20.
泥石流灾害防治工程设计规范范文第2篇
【关键词】泥石流；塔斯沟；动力学特征；危险性评价
1 引言
我国是世界上泥石流灾害最严重的国家之一，平均每年损失近10多亿元，死亡人数近千人，因此，对泥石流动力学及危险性评价研究具有重要的意义，进而为泥石流减灾防灾提供重要的依据。近些年国内外在该方面的研究取得了突出成绩，从传统的经验公式到数值模拟计算分析，从以定性分析为主导到定量分析为主导，从以传统的依靠单个模型为基础进行评价到针对不同地方不同区域为提出具体的模型进行评价，形成了点、线、面不同的评价准则[1]，使评价因子的选取、参数取值及模型的使用更加科学性、全面性、正确性、实用性。
塔斯沟泥石流位于上四川盆地西北部理县孟乡政府所在地东南约1km处，孟屯河右岸，属岷江水系，沟口地理坐标为：X=3506471.883 Y=18323337.521。塔斯沟是一条老泥石流沟，发育两条主要支沟，沟源最高海拔4286m，最低孟屯河边海拔2160m，相对高差2126m，塔斯沟流域面积10.85km2，野外开展地质测绘面积11.91km2（见图1），主沟长7.14km，沟谷平均纵坡降184‰。2010年7月31日晚，因突降暴雨，塔斯沟发生大规模的泥石流，近120多万立方米的泥石流涌入河道，造成1人遇难，13人受伤， 2300人受灾，其中农户51户440人严重受灾。据初步统计，此次特大泥石流灾害造损失共计7689万元。评价该沟泥石流的动力学特征及危险度对于该沟的发展趋势和治理具有重要的意义。
图1 塔斯沟流域地形图
2 塔斯沟流域特征
2.1 地形地貌
塔斯沟流域位于四川盆地的西北缘，地貌以中高山山地、峡谷地貌为主，群山环绕，山峦重叠，谷深流急，谷坡陡峻坡度45°～60°。塔斯沟为一常年性溪流，源于四棚后山上的海拔4200m以上的雪山上，流域面积10.85Km2，流域长7.14Km，由南向北流向。整体地势南高北低，山脉走向北西―南东向。区内山岭海拔高程2160～4286m，地貌类型属于构造剥蚀和部分冰川刨蚀深切割高中山区，相对高差大于1000m。塔斯沟流域内3000m高程以上冰蚀地貌明显，角峰、鳍脊、冰斗发育，沟谷多呈“V”型和“U”型；3000m以下沟谷地形主要为深切割高中山峡谷地貌，沟谷多呈“V”型，详见塔斯沟流域卫星图片（图2）。塔斯沟呈叶脉状散开，发育两条主要支沟，支沟流域内地形主要为深切高山、高中山峡谷地貌特征。由于构造运动强烈，从杂谷脑中更新世至今上升平均速度为0.52mm/y，沟域产生强烈侵蚀下切，沟谷中宽谷和峡谷相间分布。在海拔2280～2600m流域内，沟谷呈典型的“V”字型，两侧坡度达45°～60°，沟谷平均坡降比为155‰，谷底宽度约10～30m左右。由于受到“5.12”汶川大地震的影响，堆积大量的崩坡积，松散物贮存量45.25×104m3，可能参与泥石流活动得到动储量约20.3×104m3，局部堵塞河道，为泥石流形成提供了丰富的物源。海拔2600～4286m流域内，沟谷呈叶脉状散开，局部较为宽缓，呈“U”型，坡脚下残坡积和崩坡积较发育，并且存储量较大，物体物源较为丰富。
图2 塔斯沟卫星图片
2.2 地层岩性
塔斯沟流域出露地层为燕山期至印支期的侵入岩，有黑云母二长闪长岩、白云母闪长岩（γ51）及白云母斜长闪长岩（γ52）和三叠系上统（西康群）新都桥组（T3xd）、侏倭组（T3zw）和第四系冲洪积层（Q3al+pl）、残坡积层（Q4el+dl）、崩积层（Q4col）、泥石流堆积层（Q4sef）地层组成。
第四系以冲洪积、冰水堆积、坡残积、崩坡积、泥石流堆积碎石土为主，主要分布在河流河谷区及斜坡下部地区，斜坡上部分较少，厚度小。塔斯沟沟口的平坝及斜坡地带均为泥石流堆积，最大厚度估计大于50m，泥石流堆积区面积1.06 km2。
2.3 地质构造
塔斯沟流域经历多次构造变动，形成了扭动构造体系的热务沟旋卷构造。同时伴以岩浆活动与变质作用，使之更加复杂化。区内主要有薛城S型构造和马尔康北西向构造，且以褶皱占主导地位，多为倒转复背斜、倒转复向斜，断裂以压性、压扭性为主。
薛城S型构造：位于薛城、理县一带，为金汤弧形构造之东翼。被雪隆包砥柱的旋扭所复杂化。由一系列S形和弧形褶皱、断裂所组成。北东段向60°方向延伸，宽10～20千米；中段理县、雪隆包一带接近旋扭中心，呈S形弯曲，其中压扭性弧形断层较发育，褶皱紧密；南西段向220°方向延伸并逐渐撒开，宽40千米以上。总长150多千米。卷入地层为奥陶系～三叠系，西北有较多的印支～燕山期岩浆岩侵入，并切割S形构造线。褶皱较为发育，大小共有五十多条。规模较大者有红岩倒转复背斜、三岔倒转复向斜、总棚子倒转复背斜、三道桥卡子倒转复向斜等。断裂有雪隆包环形断层、转经楼沟断层等。
马尔康西北向构造：位于米亚罗以西，褶皱、断裂向310～325°方向延出区外。地层为三叠系。区内主要有米亚罗断层等。
3 泥石流动力学特征
3.1 泥石流粒径及泥痕
根据现场调查和筛分试验，塔斯沟泥石流堆积扇粒径一般5～10cm，最大0.8～1.2m，最小2～5cm，粉土夹岩屑含量约占60%，大块径主要分布在出山口地带。从实测断面来看，泥石流的泥痕高1.5～2.0m，泥石流爬高1.5～2.0m。
3.2 泥石流容重
泥石流容重确定的方法有现场实验法、取样试验法、查表法、经验公式计算等方法。本次采用取样实验法和查表法综合确定，综合实验法根据泥石流堆积区钻孔取样试验，泥石流重度为1.78t/m3，固体物质比重为2.70t/m3。查表法根据数量化评分（N）与重度、（1+φ）关系对照，泥石流重度约为1.7～1.78t/m3。 结合两种方法，泥石流重度综合取值为1.78t/m3，即该泥石流为稀性泥石流。
3.3 泥石流流速的计算
根据以上的分析，我们选用了文献[2]中的泥石流动力平衡流速公式：
式中：γH为泥浆体容重；HC为计算断面的平均泥深；IC为泥石流水力坡度；n为泥石流沟床的糙率系数。
利用上式计算时，直接通过实验、测量或经验值可确定的参数有：泥石流容重γC，泥石流中固体颗粒重度，和泥石流沟床的糙率系数n，泥石流水力坡度IC。这些值分别为：理县塔斯沟泥石流容重γC实测值为1.78t/m3，泥石流中固体颗粒重度实测值为2.70t/m3；根据川内泥石流沟床的糙率系数经验，并结合现场调查沟谷特征资料，判断n为0.25，计算断面的平均泥深HC根据现场调查结合访问，取1.5m。泥石流水力坡度IC根据《山洪、泥石流、滑坡灾害及防治》（成都山地所著）可近似取沟谷纵坡。φ为泥沙修正系数。根据上述数据，经计算，理县塔斯沟泥石流流速约为2.45m/s。
3.4 泥石流中石块运动速度计算
在缺乏大量试验数据和实测数据的情况下，采用如下公式计算堆积后的泥石流冲出物最大粒径石块运动速度：
式中：VS―泥石流中大石块的移动速度（m/s）；
a―全面考虑的摩擦系数；
dmax―泥石流堆积物中最大石块的粒径（m）。
其计算结果见表1。
表1 泥石流中石块运动速度计算表
沟名 a dmax（m） VS（m/s）
塔斯沟 4 1.4 4.73
3.5 泥石流流量
泥石流流量计算，有形态调查法、配方法、雨洪修正法[3]和泥痕调查法。本次《泥石流灾害防治工程设计规范》中的公式：
进行计算，本公式是结合配方法和雨洪修正法（东川公式）[4，5]的基础上形成的公式，因此又称推理公式。
式中：KQ为泥石流流量修正系数，可如下式计算获得：
QB为青水洪峰流量，其计算公式：
―某频率的雨力，mm/h。其计算式为：
― 设计频率最大t小时暴雨量；n―暴雨参数；―汇流时间，h。L ―主沟长度，km；J ―主沟底坡降，‰；F ―流域面积，km2；μ―产流参数，mm/h；
对于塔斯沟泥石流，采用推理公式计算时，有关参数的确定是依据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》。首先确定出设计暴雨量，并计算出暴雨参数n。最大流量的计算采用试算法。流域内最大流量计算分区域进行了计算，计算结果见表2。
根据理县塔斯沟各泥石流沟的特征，参考有关经验数据，查《山洪、泥石流、滑坡灾害及防治》中表4-17确定D=1.5。
采用雨洪修正法计算了理县塔斯沟泥石流在设计概率下的泥石流流量见表3。
3.6 泥石流整体冲击力计算
计算公式：б=λ・γC・VC・sin2α/g
式中：б―泥石流冲击压力（Pa）； g―重力加速度（m/s2）；Vc―泥石流断面平均流速（m/s）；
α―建筑物受力面与泥石流冲压力方向的夹角（°）；λ―建筑物形状系数，方形为1.47，矩形为1.33，圆形、尖端圆端形为1；其计算结果见表4
3.7 泥石流总量和输砂量
据调查访问，理县塔斯沟泥石流发生时，持续时间约有半个多小时。考虑到泥石流增长和消退过程，理县塔斯沟泥石流总共持续时间可以大体定在25～45分钟之间。将泥石流过程概化为三角形，并认为洪水流量达到峰值时，泥石流流量亦达到峰值。假定泥石流持续时间为30分钟，泥石流输砂量计算按（斯氏公式[7]）下列公式：
―泥石流输砂量（m3）；―泥石流洪峰流量值（m3）；―最大洪水流量（m3）；―泥石流持续时间（s）。
则泥石流总量和泥石流输砂量见表5。
3.8 入江口段挟沙能力计算
单位时间内通过河流过水断面单位河宽的推移质数量成为推移质输沙率。由于影响推移质输沙率的因素很多，现阶段对推移质输移规律认识还不充分，再加上天然河流中实测推移质输沙率非常困难，测量精度差。梅叶―彼德宽浅河槽公式试验资料较为广泛，且包括中值粒径的卵石试验数据，在公式推导过程中，考虑因素由
简单到复杂，一步一步地找出偏差的原因并加以修正，最后得出一般性推移质输沙率公式，在应用到粗沙及卵石河床时，可靠性较大，是目前常采用的公式，故本次也采用该公式估算。梅叶―彼德公式：
=51.6×40×3600=7.43×103KN/h
其中：qs―推移质输沙率（）；n′―河床平整情况下沙粒糙率；n―河床糙率；ρ―水密度（kg/m3）；ρs―推移质比重（kg/m3），取2650 kg/m3；g ―重力加速度（m/s2），取9.8 m/s2；h―水深（m），取5m；d―粒径（mm）；d50―床沙粒径代表值，取2mm；J―河床比降（‰），取8‰；T―时间（s），取3600s；v―平均流速（m/s），取6.9m/s；b―河床宽度（m），取100m。
通过计算，孟屯河塔斯沟入口段一小时推移质输沙量约7.43×103KN，按泥石流固体物质比重27KN/m3，该段一小时内能输移275.19m3泥石流中细颗粒固体物质，孟屯河携带能力不强，有造成孟屯河堵塞的可能性。
4 危险度及危险范围
4.1 危险度评价
由于泥石流自身及其影响因子的复杂性，使其险度评价的研究较为复杂，目前尚无统一的泥石流险度评价标准[7，8]，这里采用单沟泥石流危险度评价方法[9，10]。该进单沟泥石流危险度评价方法有7个评价因子，该方法采用泥石流规模m、暴发频率f、流域面积s1、主沟长度s2、流域相对高差s3、流域切割密度s6、不稳定沟床比例s9等7个因子对泥石流危险性进行定量评价。单沟评价因子及权重系数见表6。
单沟泥石流危险度计算公式：式中M、F、S1、S2、S3、S6、S9分别为m、f、s1、s2、s3、s6、s9的转化值。按表7即求出转换值M、F、S1、S2、S3、S6、S9依次为0.693、0.151、0.57、0.835、1、0.035、1，将转换值代入危险度计算公式，
按照分级标准：极低危险（0
4.2 危险范围评价本文中泥石流最大危险范围预测将采用刘希林[10]等人所建立的泥石流最大危险范围预测模型，该模型基本能够满足目前泥石流灾害危险预测的精度要求。模型如下：
式中：S―泥石流最大危险范围（km2）；L―泥石流最大堆积长度（km）；B―泥石流最大堆积宽度（km）；R―泥石流堆积幅角（°）；A―流域面积（km2）；W―松散堆积物储量（104m3）；D―主沟长度（km）；H―流域最大相对高差（km）。
根据调查资料知A为10.85Km2，D为7.14km，W为20.3×104m3，H为2.126km。代入上模型，即得出塔斯沟危险区域范围为0.26 km2。
5 结论
（1）塔斯沟相对高差较大，构造剥蚀严重，流域面积10.85Km2，汇水面积大，典型的“V”形山谷，爆发周期2次/100a，属于爆发规模为特大型的、低频、稀性、暴雨型泥石流沟谷。
（2）塔斯沟泥石流物源区固体物源丰富，松散物贮存量45.25×104m3，可能参与泥石流活动得到动储量约20.3×104m3，20年一遇泥石流峰值流量为259.02m3/s，50年一遇泥石流峰值流量为319.86m3/s，100年一遇泥石流峰值流量为433.83m3/s，整体冲击力为0.0592Mpa，单块块石最大冲击力3.97 。
（3）孟屯河塔斯沟入口段一小时推移质输沙量约7.43×103KN，有造成孟屯河堵塞的可能性。塔斯沟危险程度为中度危险的泥石流沟，危险范围为0.26 km2，雨季再次爆发可能性大，因此对该泥石流进行工程治理是十分必要和紧迫的。
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泥石流灾害防治工程设计规范范文第3篇
关键词：水利工程；水土保持；措施
水利工程施工是按照具体的设计要求，对工程结构、数量、质量和进度等进行实施的重要过程。但是，近年由于经济发展对环境的破坏，使得我国很多地方出现水土流失等问题，对人们的生活质量造成了较大的影响，为此，在水利工程建设当中，施工人员需要全面的考虑水土流失问题，抓好各个施工场地的水土保持工作，将更为科学环保的施工技术应用于施工过程中，在保证经济发展的前提下，为人们提供更为舒适的生活环境。
1水土保持概述
为了防止自然因素和人类活动造成的水土流失，合理开发和利用水土资源，做好国土整治，改善生态环境，促进经济、农林牧的发展，针对不同的水土流失程度、地理环境，经济状况等，利用水土保持的原理生态学和经济规律，综合治理开发。水土保持是经济可持续发展的重要途径，是国土整治、治理江河的根本，也是山区发展的生命线。水土保持对国家经济活动和人类的活动的可持续发展都有着重要的作用，近年来随着人类活动的频繁，许多植被遭到严重侵害，植被覆盖率急剧下降，水土流失严重，许多耕田都变成了沙漠，人类可用的土地越来越少，雾霾、沙尘暴、山体滑坡、泥石流等等若干问题威胁着人类的生命安全。为此国家格外重视水土流失，甚至出台了一些政治措施。水土保持是一项复杂的、系统的、大面积的、长时间的工作，具体的水土保持措施主要有三种：（1）工程措施：是为了防止水土流失和保护、合理利用水资源而修筑的一系列的工程措施，比如梯田、水坝、排水系统、灌溉系统等等。（2）生物措施：为了防止水土流失而增加植被覆盖率、种草护林、提高土地生产力等等，具体的措施有：植树、造林、退耕还林还草、封山育林等等。（3）蓄水保土措施：改变土地的地形、增加植被覆盖率或者增强土地的抗侵蚀力，保土蓄水，改善土壤。例如等高耕作。
2水土保持在水利工程中的作用
2.1减少灾害发生
水土保持不仅可以维持土壤含水量，而且可以增加土壤水分渗透，还具有拦蓄径流，稳定地质地貌的功能。因此在水利工程实施的过程中水土保持应引起高度重视。采取有效的水土保持措施不仅可以提高防洪能力，还可以减少汛期特别是山区山体滑坡及泥石流等自然灾害的发生，从而提高水利工程的质量，水利工程的社会效益得以充分的体现。
2.2提高工程效益
在水利工程中，水土保持的加强有利于减少水土流失量，进而减少湖泊河水的拥堵，维持生态系统的平衡。此外水土保持设施还有一个重要作用，就是促进水利工程的效益。其理论依据是水土保持可以起到拦泥挡沙的作用，降低泥沙在水库的淤积量，进而增加塘库蓄水，延长了水利工程的使用寿命，最大程度地保持水利工程发挥最大的工程效益。
2.3改善生态环境
水土保持要根据实际情况进行设施建设，做到因地制宜，尤其对小流域治理工作，要按照水土保持的新思路进行建设，其中新思路包含三个方面，也可以说三道防线。该三道防线包括生态保护、修复及治理，通过这三道防线的运用，可以起到节节拦蓄、层层设防的作用，进而保证地表植被数量的增加，保证地表含蓄水源，这样不仅起到调节气候的作用，同时又可以改善生态环境，提高水环境的质量。
3基于水利工程设计中的水土保持工作优化
3.1水利工程水土保持设计规范
最近几年，在国家的大力支持下水土保持方案编制工作取得了很大的进展，然而与发达国家相比在水土保持规划、水土保持设计与施工标准以及后期标准化管理仍然有较大的差距。在社会认可方面，水土流失防范设计也远远不如其他行业设计。对于这一问题，水土保持行业需要进行针对性改革，否则将会面临被其他设计行业吸收和归并的风险。因此，未来需要对水土保持方案的编制以及水土保持设计的资质管理进行强化，从资质等级和从事业务范围等方面对缺乏勘察、设计资质以及专业技术人员的编制单位，要进行整改，从政策上给予支持和优惠，鼓励他们吸纳数量众多的岩土、架构等水土保持专业之外的其他设计工作者，学习参考其他设计行业的高水平管控模式，进而提高整个水土流失防范领域的竟争力，最后让其在勘察设计领域中取得胜利。
3.2水利工程水土保持设计措施
3.2.1料场选址
对于料场场址的选择要选择尽量减少占用施工以外的区域，在料场施工期间，一定要按照规定进行施工作业，确保施工质量安全及有效降低对水土保持的影响。可以设置砌石墙来巩固其排水作业，对于边坡开挖等地段的施工要采取合理的分台作业方式，这样才能使得边坡巩固。完成料场施工作业。可以通过不同方式加强料场防治区的检验工作，待一切符合规定后，方可进行使用。与此同时，要注意料场周边的植被，减少其破坏。
3.2.2增加植被覆盖率
在水利工程的实施过程中无法避免的会损害一部分林田草地，为了做好水土保持工作，在水利工程管理中加入植树造林，或者采取一些办法种草护林，培养生物种类的多样性，保持生态平衡，利用增加植被覆盖率的办法保持水土循环。应该将保护水土作为水利工程建设的重要依据，将工程施工所在地的自然特点充分地发挥出来，因地制宜，选择与当地气候相适应的植被，用植被保护水土。除此之外，施工人员还应该将植被的类型以及特性作为依据，选择具备良好的绿化效果以及良好香化效果的植被，缓解水土流失状况，使得生态环境得到一定程度的改善，确保实现水土保护的作用。
3.2.3蓄水保田、保土
发展农业是水土保持的一项重要举措，农业将水土保持与水土利用集为一体，是水利工程与水土保持的统一，在水土流失较严重的地区可以建设梯田、储水蓄水、建筑水坝，以及建设完整的灌溉系统，做到水资源的循环利用。同时在山区或者丘陵地区利用当地的地形进行等高耕作，增大对水资源的拦蓄和土壤的入渗能力，保持水资源的合理利用，提高土壤的抗侵蚀能力和储水的能力，充分利用增加植被覆盖率实现土壤优化。
3.3完善生态环境影响评价体系
水利工程的设计前提工作，是要调查好施工位置，对当地的地质地貌与人文环境做好监测，这样才有利于水利工程的顺利进行。做好工程设计工作，以不破坏自然环境为前提，做好各种突发问题的分析与预防措施，尽量减少工程建设对生态环境的改变与破坏，建立健全生态环境影响评估体系。该体系主要分析了工程建设给社会发展以及周围环境带来的影响力度，为实现社会经济与自然环境共同发展的目的。在工程设计中，重点分析工程对环境的影响，通过分析其中的经济利益与环境影响的程度，从而明确该水利建设的利弊关系以及是否可行。
4结束语
当前我国水土流失现象十分严重，在这种严峻局势下开展水土保持工作无疑是十分有必要的。因此，必须要强化水土保持设计、加强施工企业水土保持工作的管理以及强化水土保持环境生态评价落实，以为我国水土保持工作的开展提供帮助。
作者:宋庆全 单位:湖北省宜都市水利水电勘测设计院
参考文献:
[1]佟保根，佟灿.水利工程中水土流失防治对策[J].江西建材，2016，03：136.
泥石流灾害防治工程设计规范范文第4篇
关键词：环境保护；高速公路；路线设计
Abstract: highway and the environment is to coordinate each other constraint route one of the important factors, whether it will be in into the design of the route, has the significant practical significance. This article through to the highway construction process in the environmental impacts of the analysis and damage of the phenomenon, the paper proposes a series of environmental protection solution method and prevention measures, strengthen highway construction process of environmental management and route design.
Keywords: environmental protection; Highways; and Route design
中图分类号：TN913.1 文献标识码：A 文章编号：
【正文】环境是人类赖以生存和发展的基本条件，人类维持生存、争取发展的手段则是开发和建设活动，随着人类的开发和建设活动的进行，人类对环境产生了很大的影响，所以环境问题的出现是由人类的开发建设活动产生的。高速公路的建设是促进国家经济发展和建设的重要开发建设活动，随着高速公路的快速发展,交通也越来越快捷，给人们的生活带来了方便，对国民经济的增长起到了巨大的积极作用，但是同时也对环境造成了巨大的破坏。因此，加强公路建设的环境保护工作已经变得十分重要。
1高速公路路线对环境的主要影响
1.1大面积占用农田，所需拆迁建筑物众多
修建高速公路，要占用农田、天然水域，也需拆迁房屋、电杆等建筑物，影响沿线地区的农业生产和居民生活。首先，修建高速公路会给修建地区的居民带来很多麻烦，严重影响居民的正常生活，使居民无法正常生活。其次，修建高速公路会涉及到拆迁房屋等建筑物，占用农田等生产、生活资料。
1.2分割现有的城镇、耕地及水利设施
高速公路路线穿越不同的省、市、县，就会相应的分割现有的行政区划、城镇布局、土地、道路、水系、林场及水产养殖区，由于地域的改变，它不同程度地妨碍路线两侧的人际的交往、信息传递、货物流通和交通出行等。这样就给人民的生活带来了很多不必要的麻烦，甚至无法保证人们的正常生活。
1.3破坏生态平衡及自然环境，影响水土保持
高速公路建设会使沿线地区的生态环境发生巨大变化，各种生物有可能迁移出它们的活动区域，严重影响到地区的生态平衡；如果山地开挖形成路堑，就破坏了原有植被和自然景观，不仅会造成斜坡失稳、水土流失，甚至诱发山体滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，给人民的生命和财产带来了极大的危害，因此，设计高速公路路线需要慎重全面的考虑。
1.4环境污染
在高速公路路线施工及运营使用过程中，来往车辆排放的废水、废气、废渣、扬尘及交通噪声均会带来大气污染、土壤污染以及水体污染等环境问题，使周围的环境恶化，特别是随着经济的发展和交通量的增长，交通污染也随之增加，对环境的影响越来越大。这种情况已经对附近居民的健康和生活产生了巨大的威胁，如不及时处理，后果不堪设想。
目前，如何采取相应的措施使公路建设的不利影响降到最低限度，已经成为高速公路建设中所要考虑的主要问题。因此高速公路规划时应先进行各种调查，将高速公路主体设计与环保工程设计结合起来，在全面、综合的考虑之后，设计出最理想的路线。在满足路线设计规范的条件下，应该调整路线线位和高程，注意沿线的地形、植被特征，改善构造物的结构和位置，减少工程对环境的不利影响。我们要坚持走可持续发展的道路，做到和大自然和平相处。
2高速公路的保护措施
2.1高速公路设计阶段的环境保护
高速公路设计阶段的环境保护工作要贯彻以防为主的中心思想，合理的避让各类环境保护目标和环境敏感点，最大限度的做到不破坏生态平衡和自然环境。在设计阶段中，要把改变自然环境的程度降到最低，争取把破坏最小化。高速公路的设计要全面综合的考虑对自然环境的影响。
2.1.1高速公路的选线
合理的避让文物古迹和珍贵树种，尽量少占用耕地，减少对自然生态环境和农业生态环境的影响，最大化的保护自然环境，这是高速公路选线的正确思想。只有按照这种思想做，才会减少对生态和文物古迹的破坏，还可以节省人力物力，不浪费资金。
2.1.2高速公路的线性设计
高速公路要选择合理的平、纵、横设计，减少高填深挖，减少弃土（石），尽量不借方。这样可以减少对环境的污染，最低程度的影响自然环境，对自然环境的保护起到十分重要的作用，同时还节省人力物力，不破坏环境。
2.1.3高速公路的绿化设计
（1）高速公路的绿化设计要做到以人为本，注意是将人文景观与自然景观融为一体，减少对文物景观和自然环境的破坏。
（2）给高速公路设计绿色大通道，争取做到全面覆盖、分段结合、点线结合、分段变化（在形式，色彩，物种等方面）消除单调感。加强绿化，大面积植树造林，为环境保护做些贡献。
（3）为了美化路容路貌，营造绿色大通道的气氛，采用横断面布置带设计（中央分隔带，坡脚带，护坡带，排水沟带隔离栅）乔、灌、草、花相结合。
（4）采用互通式立交区景观设计，精心策划，达到具有创意，并且效果赏心悦目的效果。
2.2沿线水土保持措施
高速公路路线设计应顺应地形、地势的情况，合理地布设道路线位，尽量避免高填深挖，以减轻对环境的破坏，减少水土流失，同样也可节省人力和财力，做到不浪费，不破坏环境。在山区应该比较地采用上、下行分离式路线线形，最大限度地将错落有致的道路与自然环境融为一体，冲沟发育地段宜采用高架桥跨越，路堑边坡应分级设置护面墙，同时，要设计完善的综合排水系统和工程防护措施，尽可能地降低对自然山体的切割，防止水土流失。在平原区，应尽量降低路基填土高度，设计适当的排水、防护工程并辅以栽植草木以稳定路基、节省土地资源和美化环境。
2.3交通噪声的防治措施
噪声污染在公路交通污染中是最明显的。由于高速公路的安全快捷，所以其车流量很大，因而给附近居民学校等带来的噪声影响很大，使附近的居民无法正常的生活工作，给人的的健康带来了危害。尽管在设计中考虑噪声污染避开了很多敏感点，但是实际噪声污染还是存在的。因此，高速公路应采取有效的防治措施，即建造声屏障，采用本地易活的大树和绿化后的弃土场，及防止噪声，又绿化环境，节约成本，一举两得。这样才会减少噪声对人们的危害，虽然不能根除，但是可以大程度的减轻噪声。
综上所述，在高速公路的规划设计阶段，就应高度重视公路建设对沿线环境的影响，并要把与环境相协调作为约束路线走向的重要因素纳入路线设计的全过程，使整个公路融进大自然环境之中，这对提高公路环境质量、实现地区经济的可持续发展具有重要的现实意义。
【参考文献】
[1]李厦,叶丹燕.浅谈高速公路路线设计[J]. 中国高新技术企业. 2009(11)：140-141
[2] 王志刚. 高等级公路路线设计与环境保护[J]. 北方交通. 2009(02): 68-70
泥石流灾害防治工程设计规范范文第5篇
关键词：道路排水；地下水；地表水
随着交通事业的不断发展和交通科学技术的迅猛发展，公路的数量和质量都在提高，同时，对于道路排水设计越来越重视，对它的要求也越来越高，我国公路排水工程的发展经历了从无到有到逐步完善的过程。建国初期及其后20年，由于我国经济比较落后，建成的公路技术等级低，使用品质差，且由于缺乏必要的排水设施，公路抵御自然灾害的能力很弱。进入20世纪80年代，公路排水问题逐步被人们所认识。在该时期出版的路基路面设计手册中，对公路排水设计进行了一些分析与计算，提出了路基路面排水设计的要求与规定；在施工手册中，对路基路面的排水施工提出了具体的要求和规定，阐明了各项排水设施施工时应注意的事项。这些手册在相当长的一段时间内作为指导公路排水工程设计与施工的工具，在公路设计与施工中起到了十分重要的作用。20世纪90年代后，随着高速公路的飞速发展，排水工程的设计、施工和养护愈来愈引起人们的重视，排水工程被提到了一个相当重要的高度。1998年我国制定并了《公路排水设计规范(JTJ018—97)》，它不仅全面系统地介绍了各种排水设施的设计要领，而且在路基路面排水的基础上，增加了路面结构内部排水及公路构造物及下穿道路排水的内容，使公路排水工程更趋完善和合理。这里笔者就水对道路的作用及危害、道路排水的目的和要求、道路排水设计的前景进行详述。
1水对道路的作用及危害
路基和路面结构外露在地表，直接感受自然因素的影响。水是道路上常见的自然物质，由于它的存在，会直接或间接影响到道路的湿度从而会影响到道路的使用质量与行车安全，主要体现在地面水对地表的侵蚀与地下水对地基的破坏。
(1)雨雪形成的大气降水轻微会导致地面积水影响正常交通，严重会造成地面的重病害——可以直接冲毁路肩、边坡和路基；渗入路基内部的水会使土基湿软从而引起路基冻胀、翻浆或边坡塌方、泥石流，甚至整个路基沿倾斜基底滑动；进入结构层内的水分可浸湿无机结合料处治的粒料层，导致基层强度下降，使沥青面层出现剥落和松散；水泥混凝土路面由于接缝多，从接缝中渗入的水分聚集在路面结构中，在重载的反复作用下，产生很大的动水压力，导致接缝附近的细颗粒集料软化，形成唧泥，产生错台、断裂等病害。
(2)海、河、湖、水渠及水库水会影响离这些水源较近的道路的使用，长时间作用就会造成临近道路路面的严重积水，降低路面材料的强度，形成各种各样影响交通的病害；如果地上排水不充分会使水流进入封闭性不好的道路内部形成松软土层，造成路基沉陷；遇到易发洪水季节甚至会冲毁路基及周边的附属工程构造物。
(3)位于地下上层相对不透水层一带的滞水，会软化路基，使路基潮湿，降低路基的强度。
(4)在地面以下第一个隔水层以上的含水层的潜水，距地面较近，在重力作用下可沿土层以薄膜形式从含水量高的位置向含水量低的地方流动，从温度高的地方向温度低的冻结中心周围流动，会形成水分集中，造成路基局部损坏，影响路基的整体强度和水温稳定性，重者会引起冻胀、翻浆或边坡滑坍，甚至整个路基沿倾斜基底滑动，水还可能造成掺有膨胀土的路基工程毁灭性的破坏。
(5)在地面以下任何两个隔水层之间含水层中的层间地下水，当水源高于地面时，可以通过岩层裂缝冒出地面而成泉水，上升到路基，导致路基湿软，强度降低，重者也会引起路基的整体破坏。
总之，路基、路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。路基、路面的病害有多种，形成病害的原因也有很多，但水的作用是主要因素，无不都与地面水和地下水的浸湿和冲刷破坏有关。水的作用加剧了路基路面结构的损坏，加快了路面使用性能的变坏，缩短了路面的使用寿命。据新闻网上有关报道：“近几年由于我国连续发生了几次历史上罕见的特大洪水，公路水毁损失十分严重，据不完全统计，仅在1991年-1998年间，公路水毁损失达2000多亿元，某些省份平均每年水毁损失都达亿元。”这固然有洪水凶猛人力不可抗拒的因素，但公路本身抗灾能力差，排水设施不齐全，排水系统不配套也是造成水毁损失的一个重要原因。因此充分认识水对公路的破坏性，认真做好公路排水系统的设计、施工和养护已是一项十分严峻而紧迫的任务。
2道路排水的目的和要求
(1)道路排水设计的目的。就是要考虑道路等级、地形、地质、气候、年降雨量、地下水等条件，考虑不同的水源，设置相应的排水设施，使路基、路面形成良好的排水系统。把影响路基强度和稳定性的水排到路基范围以外适当的地点，并防止地面水漫流、滞积或下渗，对影响路基稳定性的地下水，则应予以隔断、疏干、降低，并引到路基范围以外适当的地点，将土基湿度降低到一定范围内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基、路面的强度和稳定性不受地下水和地表积水的影响。还必须将路面排水和路基排水结合起来综合考虑，将地上排水和地下排水结合考虑，将临时性排水设施与永久性排水设施结合考虑，将道路排水与农田灌溉、周围环境保护综合考虑，将道路排水工程与防护加固工程综合考虑。
一般把道路排水分为地面排水和地下排水。路界地面排水包括路面(含路肩、中央分隔带)排水、路基边坡排水、沟渠排水等。地下排水包括路基地下排水、中央分隔带地下排水和纵向填、挖方交界处地下排水等。
(2)道路排水设施施工的目的。首先应校核全线排水系统的设计是否完备和妥善，必要时予以补充或修改，应重视排水工程的质量和使用效果。此外，应根据实际情况，设置施工现场的临时性排水措施，保证路基土石方及附属结构在正常条件下进行施工作业，消除路基基底和土体内与水有关的隐患，保证路基工程质量。
(3)道路排水设施养护的目的。应该对排水设施进行日常性、经常性、季节性的养护，若发现有排水不畅，淤积，堵塞现象，一定要及时对排水设施予以补充或修改，保持排水设施的正常使用，水流畅通，并根据实际情况不断改善路基排水条件。
(4)道路排水设计的要求。
①排水设计要因地制宜、全面规划、因势利导、综合整治、讲究实效、注意经济，充分利用有利地形和自然水系。一般情况下，地面和地下设置的排水沟渠宜短不宜长，以使水流不致过于汇集，做到及时疏散、就近分流。
②各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时要适当增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基的稳定性，并做到路基排水有利于农田灌溉。路基边沟一般不用作农田灌溉渠道，两者必须合并使用时，边沟的断面应加大，以防止水流危害路基。
③设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合、地面排水与地下排水相配合、各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做到综合整治，分期修建。对于排水困难和地质不良的路段，还应和路基防护与加固工程相配合，并进行特殊设计。
④路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少排水沟渠的防护与加固工程。对于重点路段的重要排水设施，以及土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠，应进行必要的防护与加固。
⑤路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，又必须讲究经济效益。
⑥为了减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水设施，以便迅速排除路面结构内的水，亦可修筑具有能够承载荷载和雨水共同作用的路面结构。
3道路排水设计的前景
(1)根据道路上水源的多样化即水源的性质、方位、对道路的影响的不同，导致了我们要扩大道路排水设计的范围，由地表到地下，由地面边缘到地面中心，由地面交界线到道路交叉线上，由跨越沟渠的道路到横穿海、河、湖的桥梁，由道路排水到农田灌溉、废水排放、城市用水排水，环境保护、防治水土流失都要结合起来，联系起来，达到多渠道、多方位排水设计。