水土保持工程学课程设计资料

水土保持工程学课程设计

4.2实习内容 4.2.1 拦砂坝设计

选取典型泥石流沟道的拦砂坝设计为基本内容之一，进行水土保持工程措施设计。根据提供的材料进行综合分析，对流域基本情况有整体把握后，确定泥石流设计参数，再依次确定拦挡工程的规模、断面尺寸、需要采取的工程措施的设计以及概预算等，同时根据设计的数据绘制CAD图。 4.4拦砂坝设计背景资料 4.4.1地理位置及地形概况

怒江州六库镇位于云南省西北部，芭蕉河位于六库镇西坡，地理坐标为：东经98°49′

24″～98°51′36″，北纬25°50′00″～25°51′30″。芭蕉河源于著名的高黎贡山东坡，怒江西岸，汇水面积为4.08km，全沟长4.33km，自西向东流，最高点海拔为2450m，山口处海拔为880m，高差达1570m，比降为250‰。沟床迭水、陡坎、拐弯多见。沟床阻塞系数为1.3～1.7，沟侧山坡30～35°，局部达60°。河流出口后堆积有不同时期的洪积物，与怒江交汇处海拔为790m，相关图件见图4-1和附图4-1。 4.4.2水文地质

流域内主要分布的地层有元古代高黎贡山群变质岩系，以片岩、片麻岩、混合岩、变粒岩为主。山口地带出露寒武系保山组砂岩、板岩，产状为250L40。三迭河弯街组（T3）碳酸盐岩，以白云岩为主，产状为230L55，其表层大部分覆盖有厚0.5～1.0m的坡残积层。山口以东至怒江约1100m，为一洪积扇，怒江州卫校、师范学校和汽车总站等到单位设于此地，是州府重镇之一。新生代以来，构造应力呈东西向强烈挤压，地壳持续抬升，在长期地质营力作用下，岩体破碎，节理裂隙发育，溪沟下切，风化土层深厚，崩塌、滑坡发育，松散体物质储量达1369万m，可移方量410万m，固体物质源丰富，为泥石流的形成创造了必要的物质条件。 4.4.3植被

该流域属于亚热带湿润气候，年平均气温为20.2℃，最高气温为26.6℃，极高气温可达

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怒江州民家寨?3bT2排路坝山口阳坡上排路卫校师范汽车总站瓦子寨F滑坡小塌滑体泥石流淤积物3泥石流扇形地现代冲沟水源区形成流通区元古界片岩片麻岩流通淤积区T2三迭系白云岩?3b寒武系板岩F1断层及编号至东F100.51km2风桥F41.6℃，最低气温可达4.5℃。年平均降雨量为1011mm，5～10月为雨季，降雨量占全年的70%。芭蕉河内常年有水，但随季节流量暴涨暴落，旱季最小流量为0.02m/s，雨季可增加数十倍。全流域林地面积占68%，郁闭度为60%，坡耕地占32%。 4.4.4泥石流概况

从流域特点看，泥石流形成过程可分为水源区、形成区、流通区和淤积区。水源区位于主沟海拔1060m以上，面积为3.62km。发育有滑坡3个，坍塌3处，松散固体物质储量为636万m，单位储存量为120.44万m/km；形成区位于主沟海拔1060～880m，面积0.46km，发育有滑坡4个，坍塌5处，松散固体物质储量为730万m；流通、淤积区：海拔880m至怒江边，长度为1.01km，泥石流时冲时淤。 4.4.5泥石流特征

1989年10月20日晚8时，芭蕉河爆发了一场灾害性泥石流。高约3m的泥石流龙头夹裹着巨大漂砾急汇而下，冲毁、於埋沟道两岸附近州云总站、州邮电局、州民族师范学校等6个单位的房屋40栋，桥梁两座等，估计经济损失达889万元。根据灾后现场调查，泥石流剖面多为“泥包砾”，泥面呈黄色，坡降8.7%，保存1年多未脱落，表明浆体稠度很高，为粘性泥石流。据房屋墙壁的泥痕和固体沉积物厚度，推算出流体容重为21KN/m，经采样粒度肥西，测得中值粒径为d50=2.5mm，用泥痕计算得流速为4～5m/s，根据武汉水电学院水槽实验公式计算的流速为4.08m/s，流量160m/s。 4.4.6泥石流成因

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芭蕉河山口以上属中山地形，侵蚀切割较深，大部分地段呈“V”型谷，岸壁陡峻，岸

体破碎，崩塌、滑坡较为发育，松散固体物质储量达1269万m，为泥石流的形成创造了物质基础。历时长、强度大的降雨是激发泥石流形成的动力。1989年10月3日至20日，该地区出现了长达半月的连阴降雨天气。共降雨461.7mm，突破了历史同期所有极值，其中10日为69.4mm，16日为74.5mm。17日为59.8mm，19日为50.5mm，20日晚又出现了高强度点暴雨而触发了大规模泥石流。

据资料记载，二十世纪二十年代，曾爆发过一次规模最大的泥石流。1949年又爆发一次，但规模较小。从泥石流堆积扇的分布、厚度及堆积旋回分析，芭蕉河泥石流在历史上层活动频繁，规模宏大，后期呈衰减之势，但近年来，人口增多，人类活动加剧，毁林开荒使生态恶化，泥石流活动趋于活跃。为此，积极对泥石流进行防治是完全必要的。

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表4-1 芭蕉河流域设计暴雨频率计算表

序号 时间 H24i（mm）

H24i 大→小

经验频率% ① ② 1 1958.0815 2 57.07.09 3 60.07.16 4 61.06.30 5 62.08.21 6 63.07.25 7 64.05.20 8 65.09.05 9 66.07.12 10 67.09.10 11 68.08.11 12 69.09.03 13 70.08.17 14 71.07.28 15 72.11.04 16 73.07.24 17 74.08.05 18 75.07.30 19 76.06.18 20 77.07.06 21 78.08.21 22 79.08.14 23 80.06.28 24 81.07.21 25 82.08.14 26

83.08.24

p=m/(n+1)

③ ④ ⑤ 86 64.8 45.4 51.4 63.7 41.9 66.3 71.7 88.6 57.5 55.2 44.6 52.1 44.8 54.2 64.9 41.8 52.4 70.5 66.3 53.3 56.7 38.6 47.8 55.2 61.5