水土保持工程设计规范GB51018-2014

1总则

1.0.1 为统一水土保持工程设计要求，保证设计质量和工程安全，发挥水土保持工程综合效益，制定本规范。

1.0.2 本规范主要适用于水土流失综合治理工程中的梯田、淤地坝、拦沙坝、塘坝、滚水坝、沟道滩岸防护、坡面截排水、引洪漫地、引水拦沙造地、支毛沟治理、小型蓄水工程、农业耕作、防风固沙、林草工程、封育工程，以及生产建设项目中的弃渣拦挡、土地整治、截排水、小型蓄水工程、防风固沙、植被恢复与建设工程设计。
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1.0.3 水土保持工程设计应具备可靠的基础资料，在收集地质地貌、气象水文、土壤植被、水土流失、水土保持和社会经济等基本资料的基础上，开展相应调查、勘测及试验。应本着因地制宜、综合治理、安全可靠、注重效益的原则，在进行总体布置设计的基础上，进行各项措施设计。

1.0.4 水土保持工程设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
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2术语

2.0.1 水土流失综合治理工程 comprehensive control pro-ject of soil erosion and water loss

为治理区域水土流失，以小流域或片区为单元，合理配置的单项措施或多项措施的组合。

2.0.2 淤地坝 check dam for farmland forming

在多泥沙沟道修建的以控制侵蚀、拦泥淤地、减少洪水和泥沙灾害为主要目的工程设施，其总库容不大于500万m³，坝高不超过30m。

2.0.3 滚水坝 overflow dam

以抬高沟道上游水位、固定沟床、灌溉为主要目的的一种高度较低的挡水建筑物。

2.0.4 雨水集蓄利用工程 rainwater utilization works

对雨水进行收集、蓄存和调节利用的小型水利水保工程。

2.0.5 林草工程 forest and grass works

以植物措施为主体的水土流失防治工程，主要包括具有生态功能、生产功能的造林种草及经果林营造，生产建设项目所涉及的植被恢复与建设工程，以及农村生活污水处置湿地植物措施。

2.0.6 生态护岸 gully bank protection eco-works

利用植物或者植物与工程相结合，对沟道滩岸进行防护，以达到固岸护地、控制土壤侵蚀和修复水生态的一种护岸形式。

2.0.7 坡面截排水工程 water intercepting and drainage works on hill-slope

为拦截和疏导坡面径流而修建的设施。

2.0.8 支毛沟 branch gully

小流域中汇水面积小于1km²的分支沟。

2.0.9 小流域人工湿地 artificial wetland in small watershed

配置于生态清洁小流域中，以净化污水、改善水质及水体景观为目的，由人工建造和控制运行的湿地。

2.0.10 封育工程 fenced project and affiliated equipments

以封禁为基本手段，利用植物的自然繁殖和生长能力，辅以补植、抚育、以电代柴、沼气池、节柴灶、生态移民等人工促进手段，促进和恢复区域林草植被全部措施的总称。

2.0.11 弃渣场 residues disposal area

工程建设中对不能利用的开挖土石方、拆除混凝土或其混合物所选择的处置或堆放场地的总称。

2.0.12 堆渣最大高度 maximum height of slag-dumping

弃渣场堆渣最高点与最低坡脚的高程差值。

2.0.13 防风固沙带 winDBreak and sand-fixation belt

为控制风蚀危害，根据区域风蚀特点布设在工程保护对象周边，由若干植物固沙、沙障固沙、化学固沙和封育措施组合所形成的带状防护措施体系。

3基本规定

3.0.1 水土流失综合治理工程设计应重点分析流域土地利用现状、经济社会发展和水土流失防治需求，应以“治理水土流失，保护和合理利用水土资源，提高土地生产力，改善农村生产生活条件及生态环境”为基本出发点进行总体布置，并应据此开展各类措施或单项工程的设计。
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3.0.2 生产建设项目水土保持设计应通过主体工程水土保持评价，结合主体工程设计，充分利用与保护水土资源，注重生态，拟定水土流失防治措施总体布局，分区开展水土保持设计，使水土保持工程和设施与项目区生态、地貌、植被、景观相协调。
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3.0.3 生产建设项目水土保持措施总体布局及本规范未涉及的其他水土保持措施设计应按现行国家标准《开发建设项目水土保持技术规范》GB 50433的有关规定执行。
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3.0.4 水土保持工程设计调查与勘测资料及图件比例尺的基本要求应按水土保持工程调查与勘测的有关规范执行。

3.0.5 水土保持的工程规模、设计标准应按总体布置(局)中确定的各项措施有机组合所发挥的作用和要求，遵循“安全可靠、经济合理”原则确定。
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4水土流失综合治理工程总体布置

4.1 一般规定

4.1.1 水土流失综合治理工程应以小流域为单元，根据水土流失防治、生态建设及经济社会发展需求，统筹山、水、田、林、路、渠、村进行总体布置，做到坡面与沟道、上游与下游、治理与利用、植物与工程、生态与经济兼顾，使各类措施相互配合，发挥综合效益。
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4.1.2 总体布置应符合下列规定：

1 应坚持沟坡兼治，坡面以梯田、林草工程为主，沟道应以淤地坝坝系、拦沙坝、塘坝、谷坊等工程为主。

2 应坚持生态与经济兼顾，梯田与林草工程布置应根据其生产功能，加强降水资源的合理利用，在少雨缺水地区配置雨水集蓄利用工程，多雨地区配置蓄排结合的蓄水排水工程，使梯田与坡面水系工程相配套，经济林、果园、设施农业与节水节灌、补灌相配套。

3 应坚持自然修复和人工治理相结合，江河源头区、远山边山地区应根据实际情况，充分利用自然修复能力，合理布置封育及其配套措施。

4 重要水源地应按生态清洁小流域进行布置，合理布设水源涵养林，并应配置面源污染控制措施。

5 在山洪灾害、泥石灾害、崩岗灾害严重的地区，应合理配置防灾减灾措施。

6 在城郊地区应充分利用区域优势，注重生态与景观结合，措施配置应满足观光农业、生态旅游、科技示范、科普教育需求。
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4.2 分区基本要求

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4.2.1 东北黑土区总体布置应符合下列要求：

1 应以保护黑土资源、保障粮食生产为核心，以防治侵蚀沟和缓坡耕地水土流失为重点。

2 治理措施应包括梯田、等高耕作、垄向区田、地埂植物带、谷坊以及农业机械道路、灌溉渠系、坡面排水措施等。
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4.2.2 西北黄土高原区总体布置应符合下列要求：

1 应以提高综合农业生产能力和改善生态为核心，以保护土壤、增加植被覆盖、蓄水保水、拦沙减沙为重点。

2 治理措施应以梯田、淤地坝、治沟造地、林草工程、封育及配套措施为主，多年平均降水量400mm以下地区林草工程应以灌草措施为主。

3 沟道应布置坝系，坡面应布置梯田与林草工程，远山边山地区应布置封育及配套措施。梯田和淤地坝工程布置应与雨水集蓄利用、高效高产规模特色农业或经果林发展结合。

4 淤地坝工程坝系布置应妥善处理小流域内大、中、小型淤地坝与塘坝、小水库之间的关系，合理配置，联合运用；单坝规模确定应分析坝系中各单坝的相互作用。
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4.2.3 北方风沙区总体布置应符合下列要求：

1 应以建设生态屏障和防沙带、修复和改良草场、保护绿洲为核心，重视水蚀风蚀交错区的水蚀和风蚀防治。

2 治理措施应以防风固沙、草场修复建设与保护、绿洲防护、林草措施、封育及其配套措施为主。

3 多年平均降水量250mm及以上地区应充分利用小泉、小水，加强雨水集蓄利用，采取砂田与覆盖措施，保持土壤水分，合理配置坡改梯及配套措施。

4 多年平均降水量250mm以下地区应以封禁措施为主，有灌溉条件的可建设人工草场，并以绿洲为核心设置防护措施。
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4.2.4 北方土石山区总体布置应符合下列要求：

1 应以改善生态、保护与涵养水源、发展农林特色产业为核心，根据所处地区生态功能，注重保护土壤和耕地资源，防治局部区域山洪和泥石流灾害。

2 治理措施应以梯田、雨水集蓄利用、沟道治理工程、经济林果种植以及林草措施为主。

3 梯田应以石坎梯田为主，并与特色经济林果工程结合，注重山区沟道小泉、小水和雨水集蓄利用，配套节水型灌溉措施。

4 水源地应配置水源涵养林以及面源污染控制措施。
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4.2.5 西南岩溶区总体布置应符合下列要求：

1 应以抢救和保护土壤资源、充分利用降水资源、改善农业生产条件为核心，以坡改梯及坡面水系工程为重点，对植被覆盖度低的岩溶山体配置林草及封育措施。

2 治理措施应以梯田及坡面水系工程、田间道路、林草措施、岩溶地表水利用及岩溶落水洞治理工程为主。

3 梯田应以石坎梯田为主；对于田面出露裸岩，可通过爆破破碎挖除凸露岩石，回覆周边土壤，增加可耕种面积，并应配置“以排为主、蓄排结合”的蓄排水设施。

4 应充分利用溪流及小泉、小水配置塘坝、滚水坝以及引水设施，并配套农田灌溉或补充灌溉设施。
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4.2.6 西南紫色土区总体布置应符合下列要求：

1 应以保护土壤资源、充分利用降水资源、改善农业生产条件、促进农业发展为核心，以坡改梯及坡面水系工程为重点。

2 治理措施应包括梯田及坡面水系工程、田间道路、塘坝、经济林果种植、林草措施、高效复合农林业建设、封育及配套措施为主。

3 梯田工程应根据实际情况选择土坎与石坎梯田，配置“以排为主、蓄排结合”的蓄排水工程，特色经济林果宜配置灌溉设施。
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4.2.7 南方红壤区总体布置应符合下列要求：

1 应以保护土壤资源、防治崩岗灾害、改善农业生产条件、促进高产高效农业发展核心，重点开展坡改梯、崩岗治理、侵蚀劣地治理和园地及林下水土流失治理。

2 治理措施应以拦沙坝、截流沟、林草措施、梯田与坡面水系工程、田间道路、特色亚热带和热带经济林果建设、封育及配套措施为主。

3 崩岗治理应采取“上截、中林草、下堵”的综合措施体系，保障下游村庄和农业生产的安全。
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4.2.8 青藏高原区总体布置应符合下列要求：

1 应以保护生态、修复和改良草场、改善河谷农业生产条件为核心，重点开展轮封轮牧、冬贮的人工草场建设，影响河谷农业生产的山洪灾害沟道治理，以及坡耕地治理。

2 林草工程应根据高原气候、地理位置、土壤、生态系统等地域特点和立地条件进行配置。
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5工程级别划分和设计标准

5.1 梯田工程

5.1.1 梯田工程应根据地形、地面组成物质等划分为4种类型区，其级别应根据梯田面积、土地利用方向或水源条件分为3级。

1 Ⅰ区主要包括西南岩溶区、秦巴山区及其类似区域，梯田工程级别应按表5.1.1-1确定。

注：1 级别划定以面积为首要条件；

2 当交通和水源条件较好时，提高一级；当无水源条件或交通条件较差时，降低一级。

2 Ⅱ区主要包括北方土石山区、南方红壤区和紫色土区(四川盆地周边丘陵区及其类似区域)，梯田工程级别应按表5.1.1-2确定。

注：1 级别划定以面积为首要条件。面积指一个设计单元面积；

2 当交通和水源条件较好时，提高一级；当无水源条件或交通条件较差时，降低一级。

3 Ⅲ区主要包括黄土覆盖区，土层覆盖相对较厚及其类似区域，梯田工程级别应按表5.1.1-3确定。

注：1 级别划定以面积为首要条件。面积指一个设计单元面积；

2 当交通和水源条件较好时，提高一级；当无水源条件或交通条件较差时，降低一级。

4 Ⅳ区主要为黑土区，梯田工程级别应按表5.1.1-4确定。

注：1 级别划定以水源条件为首要条件；

2 水源条件好指引水条件好或地下水量充沛可实施井灌。

5.1.2 梯田工程设计标准应符合下列规定：

1 工区梯田工程设计标准按应表5.1.2-1确定。

注：云贵高原、秦巴山区田面净宽取低限或中限，其他地方视具体情况取高限或中限。

2 Ⅱ区梯田工程设计标准应按表5.1.2-2确定。

3 Ⅲ区梯田工程设计标准应按表5.1.2-3确定。

4 Ⅳ区梯田工程设计标准应按表5.1.2-4确定。

注：地形条件具备的，田面净宽取高限；地形条件不具备的，取低限。
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02'>《水土保持工程设计规范》GB 51018-2014

附录B 稳定计算

B.0.1 对于淤地坝、拦沙坝、拦渣堤(坝、堰)以及挡渣墙等水土保持工程，应进行稳定计算。

B.0.2 采用土(土石)等填筑材料的拦挡建筑物，坝坡稳定计算应符合下列规定：

1 应采用水力学方法、流网法或有限元法进行坝体渗流计算，确定坝体浸润线位置，计算渗流流量、平均流速和渗流逸出坡降，作为坝体稳定计算的依据，检验土体的渗流稳定，防止发生管涌和流土。

2 坝坡整体稳定计算应进行运用期下游坝坡稳定计算。对于水坠坝，应进行施工中、后期坝坡整体稳定及边埂自身稳定性计算。

3 坝坡抗滑稳定计算应采用刚体极限平衡法。对于非均质坝体，宜采用不计条块间作用力的圆弧滑动法；对于均质坝体，宜采用计及条块间作用力的简化毕肖普法；当坝基存在软弱夹层时，土坝的稳定分析通常采用改良圆弧法。当滑动面呈非圆弧形时，采用摩根斯顿-普赖斯法(滑动面呈非圆弧形)计算。

圆弧滑动(图B.0.2-1)稳定可按下列公式计算。

式中：b——条块宽度(m)；

W——条块重力(kN)；

W₁——在边坡外水位以上的条块重力(kN)；

W₂——在边坡外水位以下的条块重力(kN)；

Q、V——水平和垂直地震惯性力(向上为负，向下为正)(kN)；

M——作用于土条底面的孔隙压力(kPa)；

α——条块的重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角(°)；

c′、φ′——土条底面的有效应力抗剪强度指标；

M_C——水平地震惯性力对圆心的力矩(kN·m)；

R——圆弧半径(m)。

改良圆弧法(图B.0.2-2)计算弃渣边坡稳定可按下列公式计算：

式中：W——土体B′BCC′的有效重量(kN)；

C，φ——软弱土层的凝聚力及内摩擦角(°)；

P_a——滑动力(kN)；

P_n——抗滑力(kN)。

当采用摩根斯顿-普赖斯法(图B.0.2-3)计算抗滑稳定安全系数时，应按下列改进方法计算：

式中：d_x——土条宽度；

d_W——土条重量；

q——坡顶外部的垂直荷载；

M_e——水平地震惯性力对土条底部中点的力矩；

dQ、dV——土条的水平和垂直地震惯性力(向上为负，向下为正)；

α——条块底面与水平面的夹角；

β——土条侧面的合力与水平方向的夹角；

h_e——水平地震惯性力到土条底面中点的垂直距离。

土的抗剪强度指标可用三轴剪力仪测定，亦可用直剪仪测定。采用的试验方法和强度指标按表B.0.2的规定进行，抗滑稳定计算时，可根据各种运用情况选用。

运用本规范公式(B.0.2-1)和公式(B.0.2-2)时，应遵守下列原则：

1)静力计算时，地震惯性力应等于零；

2)坝体(或弃渣)无渗流期运用时，条块应为湿容重；

3)稳定渗流期用有效应力法计算，孔隙压力u应由“u-γ_wZ”代替，条块重W＝W₁＋W₂，W₁为外水位以上条块实重，浸润线以上为湿重，浸润线和外水位之间为饱和重，W₂为外水位以下条块浮重；

4)水位降落期用有效应力法计算时，应按降落后的水位计算，方法同本条第3款。用应力法时，c′、′应采用c_cu、c_u代替；分子应采用水位降落前条块重W＝W₁＋W₂，W₁为外水位以上条块湿重，W₂为外水位以下条块浮容重；分母应采用水位降落后条块重W＝W₁＋W₂，W₁浸润线以上为湿重，浸润线和外水位之间为饱和重，W₂为外水位以下条块浮容重；u采用u_i—γ_wZ代替，u_i为水位降落前孔隙压力。