河道整治水土保持

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在整治线确定之后,根据不同类型的整治线的要求,
可采用不同类型的整治建筑物,以保证整治线的实施,整 治建筑物的类型很多,治滩造地工程中常用的有丁坝,顺 河坝等。 值得提出的是,修筑了某些治河造田工程以后,束窄 了天然河道,改变了原来的水流状态,使流速增大,一般 能引起河床纵深方向的冲刷,因此,在修筑治河工程的同 时,还应根据建筑物和河道的情况,设臵护底工程。 23
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2.1 护岸工程
2.1.1护岸工程的目的及种类
(一)护岸工程的目的 沟道中设臵护岸工程,主要用于下列情况: 1.由于山洪、泥石流冲击使山脚遭受冲刷而有山坡崩坍 危险的地方。 2.在有滑坡的山脚下,设臵护岸工程兼起挡土墙的作 用,以防止滑坡及横向侵蚀。 3.用于保护谷坊、拦沙坝等建筑物。 4.沟道纵坡陡急,两岸土质不佳的地段,除修谷坊防止 6 下切外,还应修护岸工程。
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4.丁坝坝头冲刷坑深度的估算 影响丁坝坝头冲刷深度的主要因素有: (1)丁坝坝头附近的流速及水流与坝轴线的交角。流速 大,折向沟底的水流速度也大;交角愈接近90°,冲击坝 身的水流愈强,壅水愈高,折向沟底的水流冲刷力也愈强。 (2)坝身的长度。坝身愈长,束窄沟床的能力愈强,坝 头的流速也愈大,冲刷坑愈深。 (3)沟床的土质组成和来沙情况。粘性土愈多,抗冲能 力愈强,冲刷坑就愈浅,上游来沙愈多,遭冲刷的可能性 也愈小。 (4)坝头的边坡。坝坡愈陡,环流向下之切应力愈大, 冲刷坑也愈深。 15
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(2)土心丁坝:此丁坝采用沙土或粘性土料作坝体, 用块石护脚护坡。 (3)石柳坝和柳盘头:在石料较少的地区,可采用石 柳坝和柳盘头等结构形式。 3.丁坝的高度和长度 丁坝坝顶高程视整治的目的而定。在山洪沟道中,以 修筑不漫流丁坝为宜,坝顶高程一般高出设计水位1m左右。 丁坝坝身长度和坝顶高程有一定的联系,淹没丁坝, 可采用较长的坝身,而非淹没丁坝,坝身都是短的。
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1.1.2横向侵蚀的防治
一般说来,在山洪流经的途径上,可有以下几种防治方法: (1)将沟槽部分裁弯取直,控制凹岸发展。但在沟道裁弯取 直后,由于比降增大,可能使山洪的流速增大,使纵向侵蚀 加剧,因而必须考虑沟(沟)床的稳定性问题。 (2)沉积泥沙堆山洪流经障碍物时,必然要改变方向,从而 发生弯曲导致横向侵蚀,清除障碍物后并辅以适当的导流工 程则可防止横向冲刷。 (3)设臵护岸工程与整治建筑物,以控制河岸发展和改善 弯道,这是防止横向侵蚀的主要办法。
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4.1.4河滩造田的方法
(一)修筑格坝
根据滩地园田化的规划,首先应当在河滩上用砂卵石 或土料修成与顺河坝相垂直的,把滩地分成若干条块的横 坝,叫做格坝,它是河滩造地中的一项重要工程。 格坝的主要作用是:由于格坝地与原有滩地分划若干 小块,形成许多造田单元,可以使平整土地及垫土之工程 量大大减小,当顺河坝局部被冲毁时,格坝可发挥减轻洪 灾之作用。
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(二)引洪漫淤造地
在洪水季节,把河流中含有大量泥沙的洪水引进河滩,使泥沙沉积 下来后再排走清水,这种造地方法叫做引洪漫淤造地或引洪淤灌。
1.引洪淤灌的好处
(1)充分利用山洪中的水、肥、土资源,变“害”为“利” 。 (2)为洪水和泥沙找到了出路,有效地保持了水土,大大减轻输入水库
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2.丁坝的种类 丁坝可按建筑材料、高度、长度、透水性能及与流 水所形成的角度进行分类。 (1)按建筑材料不同,可分为:石笼丁坝、梢捆丁坝、砌石 丁坝、混凝土丁坝、木框丁坝、石柳坝及柳盘头等。 (2)按高度不同,即山洪是否能漫过丁坝,可分为淹没和非 淹没两种。 (3)按长度不同,丁坝分为短丁坝与长丁坝。 (4)按丁坝与水流所成角度不同,可分为:垂直布臵形式 (即正交丁坝)、下挑布臵形式(即下挑丁坝)、上挑 布臵形式(即上挑丁坝)。 11 (5)按透水性能不同,可分为不透水与透水丁坝。
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(2)丁坝的布臵形式 对崩塌延续很长范围的地段,为促使泥沙淤积,多 做成上挑丁坝组,以加速淤沙保护崩塌段的坡脚;在崩 塌段的上游起点附近,则修筑非淹没丁坝。丁坝的高度, 在靠山一面宜高,缓缓向下游倾斜到丁坝头部。 2.丁坝的结构 (1)石丁坝:其坝心用乱抛堆或用块石砌筑。表面 用干砌、浆砌石修平或用较大的块石抛护,其范围是上 游伸出坝脚4m,下游伸出8m,坝头伸出12m。其断面较 小,顶宽一般为1.5—2.0m。
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3.护岸工程的设计高度,一方面要保证山洪不致漫过护 岸工程,另一方面应考虑护岸工程之背后有无崩塌之 可能。 4.在弯道段凹岸水位较凸岸水位高,因此,凹岸护岸工 程的高度应更高一些。 (二)护基(脚)工程 1.抛石护脚工程 设计抛石护脚工程应考虑块石规格,稳定坡度,抛护范 围和厚度等几个方面的问题。 2.石笼护脚工程 石笼护脚多用于流速大,边坡陡的地区。石笼系用铅 丝、铁丝、荆条等材料做成各种网格的笼状物体,内填块 8 石、砾石或卵石。
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1.1.1河道演变的机理
(一)基本原理 河道的演变形式,可分为两种:其一是河道沿流程纵 深方向上发生的变形,称为纵向变形。其二是河道与流向 垂直的两侧方向上之变形,称为横向变形。 河道的纵向变形,反映在河床的抬高和刷深,而横向 变形的总趋势是:河道不断向右岸冲刷发展,而左岸则不 断淤积。 河道演变的原因极其复杂,千差万别,但其根本的原 因是输沙的不平衡。
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(三)护坡工程 1.干砌块石护坡 干砌块石护坡主要由脚槽、坡面、封顶三部分组成其 中脚槽主要用于阻止砌石坡面下滑,起到稳定坡面之作用, 其形式有矩形和梯形两种,其下端与护脚工程衔接。 2.浆砌石护坡 浆砌石护岸堤可用75号水泥砂浆砌筑,在严寒地区使 用100号水泥,其结构形式,基本上与干砌石护坡相同一 般也设垫层。 3.护岸堤修筑时,需注意的几个问题 (1)基础要挖深,慎重处理,防止掏空。 (2)沟岸必须事先平整,达到规定坡度后再进行砌石。 9 (3)护岸片石必须全部丁砌,并垂直于坡面。
(四)堵叉造田:在河道分叉处, 选留一叉,堵塞某条支叉,并将 其改造为农田 。 (五)箍洞造田:在小流域的 支沟内顺着河道方向砌筑涵洞, 渲泄地面来水,在涵洞上填土 造田。
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4.1.2整治线的规划
整治线(又称治导线)是指河道经过整治以后,在设 计流量下的平面轮廓,它是布臵整治建筑物的重要依据, 因此,整治线规划设计得是否合理,往往决定着工程量和 工程效益的大小,甚至决定工程的成败。 (一)整治线的布置原则 1.多造地和造好地,新河应力求不占耕地或少占耕地, 造出的地耕种条件应较好。 2.因势利导。充分研究水流,泥沙运动的规律及河床演 变的趋势,顺其势、尽其利。 3.应照顾原有的渠口、桥梁等建筑物,不要危及村镇、 厂矿、公路等安全。 21
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5.丁坝的防护 在河床组成较好的情况下,可用抛石护脚,它的宽度 应不小于由漫流和绕流而引起的坝头和坝身附近河床的 掏刷范围,在黄河流域,一般向上游延护12—20m,向下 游延护15—25m。坝头水流紊乱,应特别加固,可采用加 大头部护底工程面积或加大边坡系数两种方式进行。 6.丁坝的施工 丁坝施工中须注意的几个问题。 (1)施工顺序:选择流势较缓和的地点先行施工,然后 再推向流势较急之地点,以保证工程安全。 (2)在施工中应注意观测研究已修丁坝对上、下游及对 16 岸之影响。
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(3)应考虑按照现有沟道之冲淤变化,不能简单地将丁 坝基础按照现有沟底一律向下挖一定深度。 (4)在丁坝开挖坑内回填大石,以抵抗冲刷。
3.1.2顺坝
顺坝是一种纵向整治建筑物,由坝头、坝身和坝根三 部分组成,坝身一般较长,与水流方向接近平行或略有 微小交角,直接布臵在整治线上,具有导引水流、调整 河岸等作用。 顺坝有淹没与非淹没两种,淹没顺坝用于整治枯水河 槽,顺坝高程由整治水位而定,自坝根到坝头,沿水流 方向略有倾斜;非淹没顺坝在河道整治中采用较少。 17
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4.1.1治滩造田的类型
(一)束河造田:在宽阔的河滩上, 修建顺河堤等治河工程束窄河床, 将腾出来的河滩改造成耕地。
(二)改河造田:在条件 适宜的地方开挖新河道, 将原河改道,在老河床上 19 造田。
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(三)裁弯造田:过分弯曲的河道 往往形成河环,在河环狭劲处开挖 新河道,将河道裁弯取直,在老河 弯内造田。
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(二)整治线的形式 1.蜿蜒式。整治线 一般都是圆滑的曲线。
2.直线式:这种整治线基本上把 新河槽设计成直线,根据河势和 地形,自上游到下游分段取直。 3.“绕山转”式,这种整治线是 将新河槽挤向山脚一侧,河道环 绕山脚走向流动。
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4.1.3整治建筑物设计
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(二)护岸工程的种类 护岸工程一般可分为护坡与护基(或护脚)两种工程。 枯水位以下称为护基工程,枯水位以上称为护坡工程。根据 其所用材料的不同,又可分为:干砌片石、浆砌片石、混凝 土板、铁丝石笼等几类。
2.1.2护岸工程的设计与施工
(一)护岸工程的设计原则 1.在进行护岸工程设计之前,应对上下游沟道情况进行 调查研究,分析在修建护岸工程之后,下游或对岸是否 会发生新的冲刷,确保沟道安全。 2.为减少水流冲毁基础,护岸工程应大致按地形设臵, 7 并力求形状没有急剧的弯曲。
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3.1 整治建筑物
整治建筑物按其性能和外形,可分为丁坝、顺坝等几种。
3.1.1丁坝
(一)丁坝的作用种类 1.丁坝的作用 丁坝的主要作用如下:
(1)改变山洪流向,防止横向侵蚀。
(2)缓和山洪流势,使泥沙沉积,并能将水流挑向对 岸,保护下游的护岸工程和堤岸。
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(3)调整沟宽,防止山洪乱流和偏流,阻止沟道宽度发展。
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4.1 治滩造田工程
治滩造田就是通过工程措施,将河床缩窄、改道、
裁弯取直,在治好的河滩上,用引洪放淤的办法,淤垫 出能耕种的土地,以防止河道冲刷,变滩地为良田。 治滩造田是小流域综合治理的一个组成部分,而流 域治理的好坏,又直接影响治滩造田工程的标准和效益, 因此,治滩造田工程不能脱离流域治理规划单独进行。
横向侵蚀一般是指在河(沟)道中与流向垂直的向 两侧方向的侵蚀,如河(沟)岸崩塌,沟道被冲刷而变 宽等现象。 发生横向侵蚀原因:一是河(沟)床纵向侵蚀影响, 由于河床下切而使河床失去稳定;二是山洪、泥石流流 动时水流弯起引起横向冲刷所造成的。影响水流弯曲的 因素很多,如河(沟)床上的突出岩石、沉积的泥沙堆、 两岸的不对称地形等等,都可能引起水流的弯曲。
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(二)丁坝的设计与施工 由于荒溪纵坡陡,山洪流速大,挟带泥沙多,丁坝的 作用比较复杂,建筑不当不仅不能发挥作用,有时还会引 起一些危害,因此在丁坝的设计与施工中应注意以下几问 题。 1.丁坝的布臵 (1)丁坝的间距 丁坝的间距与淤积效果有密切的关系。间距过大,丁 坝群就和单个丁坝一样,不能起到互相掩护的作用,间距 过小,丁坝的数量就多,造成浪费。
河道治理工程
各种类型的河段,在自然情况或受人工控制的条 件下,由于水流与河床的相互作用,常造成河岸崩塌 而改变河势,危及农田及城镇村庄的安全,破坏水利 工程的正常运用,给国民经济带来不利影响。修筑护 岸与治河工程的目的,就是为了抵抗水流冲刷,变水 害为水利,为农业生产服务。
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1.1河道横向侵蚀
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(二)影响河道演变的因素 1. 河段的来水量及其变化过程; 2. 河段来沙量、来沙组成及其变化过程; 3. 河段比降; 4. 河段的河床形态及地质情况。 其中,第1、3两个因素决定河段水流挟带泥沙的能力;
第2个因素决定河段的来沙数量及其泥沙组成,在一定的水
流条件下,如果河段的来沙量大,泥沙组成粗,则有利于使 河道产生淤积;如果来沙量小,泥沙组成细,则将有利于使 河道产生冲刷。
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