水土保持研究论文的参考文献

王亚男

（天津市城市规划设计研究院，天津，300041）

摘要：从项目区的划定、DEM的构建，到项目区的适宜性评价，在此基础上对项目区进行土地利用分区，布置土地利用布局，确定综合规划的方案，形成了基于DEM的小流域土地整理的综合规划探讨。

关键词：DEM；小流域；土地整理；综合规划

基于DEM的小流域土地整理的综合规划与设计，其研究主要技术路线分为土地整理项目区范围的划定、基于地形图的DEM的构建、项目区适宜性评价、土地利用分区、土地利用布局、项目区规划与设计方案和主要工程规划与设计几个方面，详细流程如图1所示。

图1 小流域土地整理规划设计技术流程

1 小流域土地整理的项目区的划定

资料收集与实地踏勘

根据国土资源部颁发的《土地开发整理标准》及土地开发整理规划编制要求，项目规划所需资料一般包括：①项目区基本概况，包括行政辖区、地理位置、土地面积、人口等；②自然条件，包括项目区地形、地貌、气候、土壤、水文、地质、植被及自然灾害等情况；③社会经济条件，包括产业发展、市场状况、收入水平、民族习惯等；④土地利用现状，包括各地类的数量、权属、土地生产能力、土地利用中存在的主要问题等；⑤土地开发整理法规政策以及农业、水利、林业、环境保护等相关行业技术规范与标准；⑥土地资源、水资源调查报告、土地利用总体规划、土地开发整理规划等；⑦项目区的地形图、土地利用现状图、土地权属界线图、项目所在县（市）、乡（镇）土地利用总体规划图、土地开发整理规划图等。

与此同时，技术小组与当地有关领导必须多次到项目区进行实地踏勘，主要了解项目区的地貌、种植制度、水源、现状设施等情况，具体划定项目区边界等，并就项目片规划设计中可能涉及的具体问题向当地基层领导、农民征求意见，与当地农业、水利专家共同确定规划思路。

划定小流域土地整理项目区的原则

划定小流域土地整理项目区时应遵循以下三个原则：①项目完整性原则。项目区的边界不应只考虑行政区的边界，还应该考虑项目区周围自然地物的分布情况，例如以分水岭、路、沟、渠等为界。②结合实测的地形图，以生态系统为划分基础，从小流域生态系统角度划定土地整理项目区边界，然后把项目区的现状图与实测的地形图进行叠加匹配，得到具有地形、地类等信息的电子图件。③尽量保证土地的权属在同一个乡镇管辖范围内。

2 基于地形图的 DEM 构建

数据源的获取与转换

本文主要根据数字化的地形图来建立 DEM。下面以琉璃河土地整理项目为例，简要说明一下测图的过程。

首先在项目区进行实地控制测量，采用GPS静态测量，沿线布设E级GPS网，采用点连接和边连接相结合布网，平面坐标起算点采用北京市测绘院提供的位于北京市怀柔区琉璃庙镇柏查子村附近的两个GPS点作为起算点。然后利用全站经纬仪在野外实测。全站经纬仪可以自动记录和显示有关数据，外业采集数据后，用数据通讯线连接全站仪和计算机，把野外观测数据传输到计算机中，再对野外采集的数据进行预处理，检查可能出现的各种错误；把野外采集到的数据编码，用测量数据转化成绘图系统所需要的编码格式。数据计算是针对地貌关系的，当测量数据输入计算机后，生成平面图形，建立图形文件，绘制等高线。对照外业的草图，修改新生成的地形图，补测重测存在漏测或测错的地方，然后加注高程、注记等。进行室内和室外检查；最后对地形图进行图框内外整饰。

测图的成果是 AutoCAD 格式的文件，本文主要是应用MAPGIS 软件建立数字高程模型，因而要进行必要的文件转换。首先把 AutoCAD 格式的等高线和高程点的图层另存为.dxf 格式。然后在MAPGIS 软件应用“文件转换”的模块，把.dxf格式的等高线和高程点数据，分别转换为MAPGIS软件形式的点文件和线文件。点文件为包含高程点信息的数据；线文件为包含等高线信息的数据。

矢量数据的编辑与处理

在等高线数字化生产过程中，由于地貌形态复杂，数据量大、人机交互作业易出错和图像处理技术存在缺陷等原因，不可避免地造成等高线数据的几何信息和属性信息误差。几何信息误差主要包括等高线的点位或线位误差、等高线相交或自交和数据采集不均匀引起的数据冗余和等高线不光滑等。属性信息误差主要包括少量高程错误和系统高程错误。等高线矢量数据是建立数字高程模型的基础数据，其质量直接影响其使用效果，因此必须对等高线数据进行检查修改。

在等高线数据的处理中，可采用MAPGIS 软件中的“DTM分析”应用模块中等高线检查工具进行处理。首先对等高线数据进行错误检查，包括线自相交检查、线封闭性检查、线相交检查、高程跳跃值检查、高程赋值检查等，然后找出产生错误的具体原因，对等高线文件进行线编辑处理，主要是对线数据的增加、删除、移动、续线、闭合、分割、属性修改等，另外还有对高程点数据的增加、删除、移动等功能。

等高线赋以高程值的属性

由 AutoCAD 格式转换过来的等高线的文件，并没有有关高程值的属性，因而必须给每条等高线赋以高程值。首先，建立等高线文件的属性结构，根据高程值选择字段类型为双精度型，字段长度为8，小数位数为2。其次，找到高程线之间的差值，接下来启动自动赋高程值的工具，然后从已知高程点处向外引一条延长线，点击后出现一个对话框。在对话框中分别输入“当前高程”和“高程增量”，当前高程为起始点的高程值，高程增量为等高线之间的差，可正可负。从图上推断高程值是递减的还是递增的，递减的即为正，反之为负。最后，用同样的方法将所有的线属性录入。另存为“高程线”名称的线文件。

高程点赋以高程值的属性

由 AutoCAD 格式转换过来的高程点的文件，同样也没有高程值的属性，必须给每个高程点赋以高程值。与上述等高线赋以高程值属性过程的不同之处，是把高程点的注释赋为属性，应该注意的是在赋完属性之后，必须更改高程点的属性结构，即把“字段类型”由字符串改为双精度型，否则不能生成 DEM。

DEM 的生成

TIN 模型的生成

（1）线文件 TIN 模型的生成。首先启动MAPGIS 软件中“DTM 分析”功能模块，装入等高线文件。由线数据提取高程点。根据分辨率的要求选择抽稀系数，然后生成三角剖分网。把生成的三角剖分网文件另存 TIN 格式的文件。

（2）点文件 TIN 模型的生成。同样启动MAPGIS 软件中“DTM 分析”功能模块，装入高程点文件。由点数据提取高程点，选择高程点属性项，然后生成三角剖分网。图2是由高程点数据建立的琉璃河土地整理项目区的 DEM 模型。

图2 琉璃河土地整理项目区的 DEM 模型

图3 琉璃河土地整理项目区典型地块的 DEM 模型

GRID 模型的生成

与生成 TIN 模型不同，GRID 模型的生成主要是把等高线和高程点进行栅格化，把栅格化的结果保存 GRID 格式的文件。图3为琉璃河典型地块生成的 GRID 模型。从图上可以清晰地看到三维地形信息，如山脊、山谷、分水岭等，直观地了解项目区的整体情况，对整个项目区的规划有一个总体的把握和认识。

3 基于 DEM 的小流域土地适宜性评价

进行土地适宜性评价是小流域土地整理规划的基础，并为土地整理规划提供科学依据，减少规划的盲目性，使小流域生态经济系统的物质循环、能量流动、信息传递、价值增值这四大基本功能得以充分发挥。影响土地适宜性的因素很多，对于小流域地区，坡度和坡向是土地适宜性评价的重要因子。坡度和坡向是地面接受日照、风吹、雨水冲刷的重要因素。

为了实现评价方法和过程的定量化和科学化，需要利用现代化的 GIS 分析技术。利用DEM 数据中地表形态结构的提取和表达，其技术手段已经成熟。可以通过DEM 快速、简便地提取高质量坡度和坡向信息，应用 GIS 叠加分析方法对土地利用现状信息进行叠加、分组和统计分析。本文研究如何从地形地貌的角度建立评价模型，以北京市怀柔区琉璃河流域的土地适宜性评价为例，在 GIS 环境中实现定量评价。

小流域土地适宜性评价的评价指标及权重确定

通过研究怀柔区琉璃河流域的坡度和坡向地形地貌特征与该区农业生产条件的关系，并确定了各因子权重，见表1和表2。

表1 怀柔区琉璃河流域坡度分级权重表

表2 怀柔区琉璃河流域坡向分级权重表

坡度图和坡向图的生成

坡度是地形描述中一个常用的参数，是一个具有方向和大小的矢量。空间曲面的坡度是点位的函数，除非曲面是一个平面，否则曲面上不同位置的坡度是不相等的。给定点位的坡度是曲面上该点的法线方向与垂直方向之间的夹角。

本文中以怀柔区琉璃河地区1∶1000 地形图为依据，把AutoCAD格式的等高线等地形特征的要素转换为MAPGIS软件的线文件和点文件，然后利用MAPGIS 软件生成供分析用的DEM，依照上面的坡度分级权重表，在MAPGIS 软件中的“坡度分级图输出设置”中把坡度分为五个级，分别输入上下限，并把区参数设为上述表格中的参数值，然后生成坡度图，最后把点、线、区文件另存。在“输入编辑”中打开刚才生成的点、线、区文件，修改区文件的属性结构，增加“坡度”和“坡度分值”两项，并相应设置其字段类型和字段长度等。其中“坡度”一项的字段类型为字符串型，字段长度为10；“坡度分值”一项的字段类型为双精度型，字段长度为2，小数位数为1。然后利用“参数赋属性”的功能，依照坡度分级权重表，把“坡度”和“坡度分值”两项属性信息增加到坡度图上，最后保存点、线、区文件。图4、图5分别是琉璃河流域土地整理项目区坡度图和典型地块的坡度图。从图上可以反映出项目区的整体坡度情况，可以清晰准确地获得项目区的坡度信息。

图4 琉璃河流域土地整理项目区坡度图

图5 琉璃河流域土地整理项目区典型地块坡度图

基于 DEM 计算坡向时通常定义为，过格网单元所拟合的曲面片上某点的切平面法线的正方向在平面上的投影与正北方的夹角，即法线方向在水平方向投影向量的方位角。

与上述坡度图属性赋值相似，把“坡向范围”和“坡向分值”属性赋值到坡向图上，图6、图7分别是琉璃河流域土地整理项目区坡度图和典型地块的坡向图，为下一步的适宜性评价做好了基础。

图6 琉璃河流域土地整理项目区典型地块坡向图

图7 琉璃河流域土地整理项目区坡向图

小流域土地适宜性评价结果

土地适宜性评价是在地理信息系统软件支持下进行的。评价单元的划分是在以MAP-GIS 软件为工作平台的基础上，利用MAPGIS 软件中的“空间分析”模块进行空间叠加。首先把坡度图和坡向图的区文件添加到模块中，然后利用“区对区合并”功能，把坡度图和坡向图叠加，最后另存生成综合图，即可得到土地适宜性评价单元图，并对其进行调整，使每个单元达到自然条件、经营方式及经济收益相似，最终形成评价单元。

本研究采用综合指数评价模型进行土地适宜性评价，每一块土地的综合分级参数按下式确定：

综合分级参数＝坡度分值＋坡向分值

采用等距裁取方法，将该区土地适宜性用途分为四类（见表3）。

表3 土地适宜性评价综合分级表

利用MAPGIS 软件的“属性库管理”模块把叠加后生成的综合图的区属性输出.dbf格式的数据库文件，然后用Excel 文档打开，根据综合分级公式，计算出各个评价单元的分值。最后把计算结果另存为.dbf 格式的数据库文件。利用MAPGIS 软件的“属性库管理”模块的“属性连接”把计算结果和综合图的区属性连接起来，建立数据库。

4 基于 DEM 的小流域土地整理的规划方案

通过土地适宜性评价，加强了土地利用空间布局的研究。数字高程模型的发展为土地利用空间布局提供了理论依据，应用数字高程模型的有关理论和方法，确定各地类的土地利用空间布局，使土地整理规划设计更合理。根据小流域土地适宜性评价的结果来规划设计土地利用布局，主要有以下几个方面。

基于 DEM 的土地利用分区

在“输入编辑”模块中，打开综合图，依据表4 土地利用分区各地类参数值，利用“属性赋参数”的功能对项目区进行土地利用分区。得到以 DEM 为划分基础的土地利用分区，从图上看，斑块较为破碎，由于图上没有河线、居民点、道路和地类界等地形要素，因而需要进一步进行图形处理。

表4 土地利用分区各地类参数值

图8 琉璃河土地整理项目区典型地块土地利用分区

图9 琉璃河土地整理项目区土地利用分区

添加线状地物和居民点

上面生成的土地利用分区图中，主要是基于高程点和等高线生成，缺少河线、居民点、道路和地类界等地形要素。在下一步规划设计时，应把这些地形要素添加到图上。以琉璃河项目为例，首先把河线、居民点、道路和地类界等地形要素转化为MAPGIS 软件能识别的点、线文件；然后把这些地形要素添加到已经生成的分区图上。最后调整各图层的顺序，以便各个要素都能显示出来。

确定土地利用布局

土地利用布局是指按照土地的自然适宜性和社会经济发展要求，将各类用地合理布置并落实到土地整理区域内的具体地块上。根据实地踏勘的情况，在图上对小斑块进行合并处理。以道路、河线等显著线状地物为划定的基本依据，调整土地利用布局，使之更加合理。

水土保持区

综合分级参数小于 的区域，是以水土保持为主，通过人工管理和自然恢复形成大型荒草地的自然斑块，大型自然植被斑块具有多种重要的生态功能，并为景观带来许多益处，如涵养水源、保持水土和保护生物多样性等。

经济林果区

综合分级参数在～ 之间的区域，主要执行生态经济功能，该区景观生态建设的重点是：大力发展经济林果业和适当发展畜牧业，提高人民生活水平，同时兼顾生态环境保护功能。主要依据是本区坡度较大，不适合农业耕作开发，景观过程也主要以水土流失、植被覆盖率降低等生态退化过程为主，只是和生态环境保护功能区比较起来，程度稍为轻一点，因此必须将生态经济功能和生态环境保护功能并重。

平缓坡耕地农业耕作区

综合分级参数在～ 之间的区域，主要执行农业耕作功能。该区景观生态建设的重点是：以高产、高质、高效农业为主导方向，推行种植业开发，满足人们的消费需求和提高经济收入。为此，在规划建设中要合理调整农、林、牧、副结构，以粮食为主，适当增加芝麻、油菜和棉花等油料作物和经济作物，引进优良品种，适当安排作物轮作，逐步推广套种面积，提高复种指数，同时由于降水不足的供需错位，因此大力推广应用地膜覆盖、节水灌溉等旱作农业技术，积极发展节水、集水农业，有效提高土壤生产效率和农作物产量。依据是坡耕地土层较薄，土壤肥力低，发展集约型农业的条件还不成熟。

平坦的滩地和居民点

综合分级参数在大于 之间的区域，居民点的扩大、矿产资源的开发都会导致对生态环境的影响。因此，应该尽可能地限制居民点的扩张，大力提倡植树造林，建设绿色村庄、田园村庄，提高环境的宜人性，促使人类与自然环境的协调。

渔业

山区小流域由于雨水资源和地下水资源短缺，渔业发展受到很大限制。小流域土地整理规划建设的重点是：在条件许可的地区，充分利用小型水利工程的截留河水，适当发展渔业，增加农民的收入。

以 DEM 为基础，以道路、河线等显著线状地物为划定的基本依据，确定的土地利用布局。有可能与实地的地形不符合，因而要去实地核对土地利用布局是否符合实际，并根据实地的情况做出相应的调整。

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水土保持工程措施及其作用研究

水土保持是防治水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，维护和提高土地的生产力，以利于充分发挥水土资源的经济效益和社会效益，建立良好生态环境的事业。水土保持的对象不只是土地资源，还包括水资源。水土保持的内涵不只是保护，而且包括改良与合理利用。

对于水土保持工作，有关法律法规明确地定义:水土保持是指对自然因素和人为活动造成水土流失所采取的预防和治理措施。主要涉及预防、治理以及成果管护3个层面。预防主要是针对一些尚未造成水土流失或水土流失状况较轻的地区，在这一地区除了要采取植物"工程等技术措施外，还要加大水土保持宣传，激发地区人民的积极性以及保护意识。而治理则是针对已经发生水土流失现象的地区，这一地区会采取植物、工程以及耕作措施等进行治理。成果管护是水土保持工作的最后一个步骤也是非常关键的环节，它可以有效巩固水土保持工作的效果。

一、水土保持的目标和任务

我国是世界上水土流失较严重的国家之一，其水土流失的基本特点是：分布广、类型多、强度高、危害深、治理难度大。黄土高原水土流失、土地沙漠化、绿洲生态环境恶化、天然草场退化、山区生态屏障破坏导致的水资源涵养功能下降等问题严重制约着我国生态环境改善、经济发展和社会进步。在新的形势下，水利部确立了以水土资源的可持续利用，维系良好的生态环境，支撑经济社会可持续发展，为全面建设小康社会提供保障的水土保持生态建设基本思路，明确了水土保持生态建设的“三大目标”、“四项任务”。

1、水土保持生态建设三大目标

（1）在有效减轻水土流失、减少进入江河泥沙的同时，加强对化肥、农药等面源污染的控制和对重点江河湖库周边的水源保护及生态改善。

（2）在大力改善农业生产条件的同时，突出促进农村产业结构调整和产业开发，集约、高效、可持续利用水土资源，有效增加农民收入。

（3）在改善生态环境，减轻干旱、洪涝灾害的同时，重视城乡人居环境质量的改善，促进人与自然的和谐，建设美好家园，提高人民生活质量。

2、水土保持生态建设四项任务

（1）预防监督

重点加强对主要供水水源地、库区、生态环境脆弱区和能源富集、开发集中区域等水土流失的预防保护和监督管理，把项目开发建设过程小造成的人为水土流失减低到最低程度。

（2）综合治理

继续加强长江、黄河上中游、东北熙土区等水上流失严重地区的治理和防沙治沙工程建设，坚持以小流域为单元进行综合整治。有条件的地方，大力推进淤地坝建设。

（3）生态修复

在地广人稀、降雨条件适宜的地区实施水土保持生态修复工程，通过封育保护、封山禁牧，利用生态的自我修复能力促进大范围的水上保持生态建设。

（4）监测预报

加强水土流失收测和管理信息系统建设，提高水土流失的监测预报水平，最大限度地减少水土流失所造成的灾害。

二、水土保持措施的分类

水土保持措施是指在水土流失区，为防治水土流失，保护、改良和合理利用水土资源而采用的农业技术措施、林草措施、工程措施的总称。水土保持农业技术措施、林草措施、工程措施是水土流失综合防治措施体系的主要组成都分，三种措施相互结合形成完整的综合防治措施体系。

（1）水土保持农业技术措施

在水蚀和风烛的农田中，采用改变小地形、增加植物被覆、地面覆盖和增强土壤抗蚀力等方法，达到保水、保土、保肥、改良土壤、提高产员的农业技术方法，即为水土保持农业技术措施，又称水土保持农业耕作措施。

（2）水土保持林草措施

为保护、改良与合理利用水土资源，在水土流失地区采用的人工或飞播造林种草、封山育林育草等措施，统称水土保持林草措施。

（3）水土保持工程措施

工程措施是指为防治水土流失危害，保护和合理利用水土资源而修筑的各项工程设施，包括治坡工程（各类梯田、台地、水平沟、鱼鳞坑等）、治沟工程（如淤地坝、拦沙坝、谷坊、沟头防护等）和小型水利工程（如水池、水窖、排水系统和灌溉系统等）。

三、水土保持工程措施的分类及其作用

水土保持工程措施是小流域水土保持综合治理措施体系的主要组成部分，它与水土保持生物措施及其他措施同等重要，不能互相代替。水土保持工程研究的对象是斜坡及沟道中的水土流失机理，即在水力，风力，重力等外营力作用下，水土资源损失和破坏过程及工程防治措施。

1、水土保持工程的分类

我国根据兴修目的及其应用条件，水土保持工程可以分为以下4种类型:①山坡防护工程；②山沟治理工程；③山洪排导工程；④小型蓄水用水工程。

2、不同水土保持工程措施的作用

（1）山坡防护工程及其作用

属于山坡防护工程的措施有:梯田、拦水沟埂、水平沟、水平阶、水簸箕、鱼鳞坑、山坡截流沟、水窖(旱井)、以及稳定斜坡下部的挡土墙等。

山坡防护工程的作用在于用改变小地形的方法防止坡地水土流失，将雨水及融雪水就地拦蓄，使其渗入农地、草地或林地，减少或防止形成地面径流，增加农作物、牧草以及林木可利用的土壤水分。同时，将未能就地拦蓄的坡地径流引入小型蓄水工程。在有发生重力侵蚀危险的坡地上，可以修筑排水工程或支撑建筑物防止滑坡作用。

（2）山沟治理工程及其作用

属于山沟治理工程的措施有:沟头防护工程、谷坊工程，以拦蓄和调节泥沙为主要目的的各种拦沙坝，以拦泥淤地，建设基本农田为目的的淤地坝及沟道防护工程等。

山沟治理工程的目的在于防止沟头前进、沟床下切、沟岸扩张，减缓沟床纵坡、调节山洪洪峰流量，减少山洪或泥石流的固体物质含量，使山洪安全排泄，对沟口冲积锥不造成灾害。

（3）山洪排导工程及其作用

属于山洪排导工程的措施有排洪沟、导流堤等。

山洪排导工程的作用在于防止山洪或泥石流危害沟口冲积锥上的房屋、工矿企业、道路及农田等，具有重大的经济意义。

（4）小型蓄水用水工程及其作用

属于小型蓄水用水工程的措施包括小水库、蓄水塘坝、淤滩造田、引洪浇地、引水上山等。

小型蓄水用水工程的作用在于将坡地径流及地下潜流拦蓄起来，减少水土流失危害，灌溉农田，提高作物产量。

四、坡面治理工程

坡面在山区农业生产中占有重要地位，斜坡又是径流的策源地，水土保持要坡沟兼治，而坡面治理是基础。坡面治理工程包括斜坡固定工程、山坡截流沟和沟头防护工程等。

1、斜坡固定工程

斜坡固定工程是指为防止斜坡岩土体的运动，保证斜坡稳定而布设的工程措施，包括挡墙、抗滑桩、削坡、反压填土、排水工程、护坡工程、滑动带加固工程和植物固坡措施等。

2、山坡截流沟

山坡截流沟是在斜坡上每隔一定距离修筑的具有一定坡度的沟道。

（1）截流沟

山坡截流沟能截短坡长，阻截径流，减免径流冲刷，将分散的坡面径流集中起来，输送到蓄水工程里或直接输送到农田、草地或林地。山坡截流沟与等高耕作、梯田、涝池，沟头防护以及引洪浇地等措施相配合，对保护其下部的农田，防止沟头前进，防治滑坡，维护村庄和公路、铁路的安全有重要的作用。

（2）梯田

梯田是基本的水土保持工程措施，对于改变地形，减沙、改良土壤，增加活性，改善生产条件和生态环境等都有很大作用。

3、沟床固定工程

沟床固定工程为固定沟床，拦蓄泥沙，防止或减轻山洪及泥石流灾害而在山区沟道中修筑的各种工程措施，谷坊、拦沙坝、淤地坝、小型水库、护岸工程等，称为沟道治理工程。沟床固定工程主要防止沟道底部下切，固定并抬高侵蚀基准面，减缓沟道纵坡，减小山洪流速。沟床的固定对于沟坡及山坡的稳定也具有重意义。沟床固定工程包括谷坊、防冲槛、沟床铺砌、种草皮、沟底防冲林带等措施。欧洲荒溪治理中的沟床固定工程称为固床坝、潜堰；日本防沙工程中的沟床固定工程有固底坝、防冲坝等。

（1）谷坊工程

谷坊是山区沟道内为防止沟床冲刷及泥沙灾害而修筑的横向挡拦建筑物，又名冲坝、沙土坝、闸山沟等。谷坊高度一般<3 m，是水土流失地区沟道治理的一种主要工程措施。谷坊的作用:①固定与抬高侵蚀基准面，防止沟床下切；②抬高沟床，稳定山坡脚，防止沟岸扩张及滑坡；③减缓沟道纵坡，减小山洪流速，减轻山洪或泥石流灾害；④沟道逐渐淤平，形成阶地，为发展农林业生产创造条件。

谷坊的主要作用是防止沟床下切冲刷。因此，在考虑沟段是否应该修建谷坊时首先应当研究该段沟道是否会发生下切冲刷作用。

（2）拦沙坝工程

拦沙坝是以拦截山洪及泥石流(荒溪)中固体物质为主要目的，防治泥沙灾害的挡拦建筑物。它是荒溪治理主要的沟道工程措施，坝高一般为3～15 m，在黄土区亦称泥坝。

在水土流失地区沟道内修筑的拦沙坝，有以下几个方面的功能:①拦蓄(包括块石)泥沙对下游的危害，便于下游对河道的整治；②提高坝址处的侵蚀基准，减缓了坝上游淤积段河床比降，加宽了河床，并使流速和径流深减小，从而大大减小了水流的侵蚀能力；③淤积物淤埋上游两岸坡脚，由于坡面比降降低，坡长减小，使坡面冲刷作用和岸坡崩塌减弱，最终趋于稳定，因沟道流水侵蚀作用而引起的沟岸滑坡，其剪出口往往位于坡脚附近。拦沙坝的淤积物掩埋了滑坡体剪出口，对滑坡运动产生阻力，促使滑坡稳定；④沙坝在减少泥沙来源和拦蓄泥沙方面能起重要作用。拦沙坝将泥石流中的固体物质堆积库内，可以使下游免遭泥石流危害。如前苏联阿拉木图市麦杰奥地区采用定向大爆破修建了一座高达115 m的拦坝，1973年7月15日在小阿拉木图河发生了一场特大泥石流，该坝拦蓄了400×104m3的固体物质，使阿拉木图市避免了一场泥石流灾害。

（3）淤地坝工程

淤地坝系指在沟道里为了拦泥、淤地所建的坝，坝内所淤成的土地称为坝地。淤地坝主要目的在于拦泥淤地，一般不长期蓄水，其下游也无灌溉要求。随着坝内淤积面的逐年提高，坝体与坝地能较快地连成一个整体，实际上可看作是一个重力式挡泥(土)墙。一般淤地坝由坝体、溢洪道、放水建筑物3个部分组成，溢洪道是排泄洪水建筑物，当淤地坝洪水位超过设计高程时，就由溢洪道排出，以保证坝体的安全和坝地的正常生产。放水建筑物多采用竖井式和卧管式，沟道常流水，库内清水等通过排水设备排泄到下游。反滤排水设备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。淤地坝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、岸坡处理和背水坡脚排水设施简单。淤地坝在设计和运用上一般可不考虑坝基渗漏和放水骤降等问题。

五、结语

水土保持工程措施是小流域水土保持综合治理措施体系的主要组成部分，它与水土保持生物措施及其他措施同等重要，不能互相代替。另外水土保持工程措施与生物措施之间是相辅相成、互相促进的。水土保持的工程措施的主要作用是通过修建各类工程改变小地形，拦蓄地表径流，增加土壤入渗，从而达到减轻或制止水土流失，开发利用水土资源的目的。根据所在位置和作用，可分坡面治理工程、沟道治理工程和护岸工程三大类。

各类措施特别是工程措施与林草措施之间、始终存在着互相依赖，相辅相成的关系。水土保持工作对发展山区、丘陵区和风沙区的生产和建设，整治国土、治理江河、减少干旱和风沙灾害等都具有重要的意义。