河道整治水土保持北京林大課件

1、河道整治水土保持北京林大課件河道整治水土保持北京林大課件1.1河道橫向侵蝕 橫向侵蝕一般是指在河（溝）道中與流向垂直的向兩側方向的侵蝕，如河（溝）岸崩塌，溝道被沖刷而變寬等現(xiàn)象。 發(fā)生橫向侵蝕原因：一是河（溝）床縱向侵蝕影響，由于河床下切而使河床失去穩(wěn)定；二是山洪、泥石流流動時水流彎起引起橫向沖刷所造成的。影響水流彎曲的因素很多，如河（溝）床上的突出巖石、沉積的泥沙堆、兩岸的不對稱地形等等，都可能引起水流的彎曲。9/11/202221.1河道橫向侵蝕 橫向侵蝕一般是指在 （一）基本原理 河道的演變形式，可分為兩種：其一是河道沿流程縱深方向上發(fā)生的變形，稱為縱向變形。其二是河道與流向垂直的兩側方

2、向上之變形，稱為橫向變形。 河道的縱向變形，反映在河床的抬高和刷深，而橫向變形的總趨勢是：河道不斷向右岸沖刷發(fā)展，而左岸則不斷淤積。 河道演變的原因極其復雜，千差萬別，但其根本的原因是輸沙的不平衡。 1.1.1河道演變的機理9/11/20223 （一）基本原理1.1.1河道演變的機理9/9/20225 （二）影響河道演變的因素1. 河段的來水量及其變化過程；2. 河段來沙量、來沙組成及其變化過程；3. 河段比降；4. 河段的河床形態(tài)及地質情況。 其中，第1、3兩個因素決定河段水流挾帶泥沙的能力；第2個因素決定河段的來沙數(shù)量及其泥沙組成，在一定的水流條件下，如果河段的來沙量大，泥沙組成粗，則有利

3、于使河道產(chǎn)生淤積；如果來沙量小，泥沙組成細，則將有利于使河道產(chǎn)生沖刷。 9/11/20224 （二）影響河道演變的因素9/9/202261.1.2橫向侵蝕的防治 一般說來，在山洪流經(jīng)的途徑上，可有以下幾種防治方法：（1）將溝槽部分裁彎取直，控制凹岸發(fā)展。但在溝道裁彎取直后，由于比降增大，可能使山洪的流速增大，使縱向侵蝕加劇，因而必須考慮溝（溝）床的穩(wěn)定性問題。（2）沉積泥沙堆山洪流經(jīng)障礙物時，必然要改變方向，從而發(fā)生彎曲導致橫向侵蝕，清除障礙物后并輔以適當?shù)膶Я鞴こ虅t可防止橫向沖刷。（3）設置護岸工程與整治建筑物，以控制河岸發(fā)展和改善彎道，這是防止橫向侵蝕的主要辦法。 9/11/202251.

4、1.2橫向侵蝕的防治9/9/202272.1.1護岸工程的目的及種類（一）護岸工程的目的 溝道中設置護岸工程，主要用于下列情況： 1由于山洪、泥石流沖擊使山腳遭受沖刷而有山坡崩坍 危險的地方。 2在有滑坡的山腳下，設置護岸工程兼起擋土墻的作 用，以防止滑坡及橫向侵蝕。 3用于保護谷坊、攔沙壩等建筑物。 4溝道縱坡陡急，兩岸土質不佳的地段，除修谷坊防止下切外，還應修護岸工程。2.1 護岸工程9/11/202262.1.1護岸工程的目的及種類2.1 護岸工程9/9/202（二）護岸工程的種類 護岸工程一般可分為護坡與護基（或護腳）兩種工程?？菟灰韵路Q為護基工程，枯水位以上稱為護坡工程。根據(jù)其所用

5、材料的不同，又可分為：干砌片石、漿砌片石、混凝土板、鐵絲石籠等幾類。2.1.2護岸工程的設計與施工（一）護岸工程的設計原則 1在進行護岸工程設計之前，應對上下游溝道情況進行調查研究，分析在修建護岸工程之后，下游或對岸是否會發(fā)生新的沖刷，確保溝道安全。 2為減少水流沖毀基礎，護岸工程應大致按地形設置，并力求形狀沒有急劇的彎曲。9/11/20227（二）護岸工程的種類9/9/202293護岸工程的設計高度，一方面要保證山洪不致漫過護 岸工程，另一方面應考慮護岸工程之背后有無崩塌之 可能。 4在彎道段凹岸水位較凸岸水位高，因此，凹岸護岸工 程的高度應更高一些。（二）護基（腳）工程 1拋石護腳工程 設

6、計拋石護腳工程應考慮塊石規(guī)格，穩(wěn)定坡度，拋護范圍和厚度等幾個方面的問題。 2石籠護腳工程 石籠護腳多用于流速大，邊坡陡的地區(qū)。石籠系用鉛絲、鐵絲、荊條等材料做成各種網(wǎng)格的籠狀物體，內填塊石、礫石或卵石。9/11/202283護岸工程的設計高度，一方面要保證山洪不致漫過護 岸（三）護坡工程1.干砌塊石護坡 干砌塊石護坡主要由腳槽、坡面、封頂三部分組成其中腳槽主要用于阻止砌石坡面下滑，起到穩(wěn)定坡面之作用，其形式有矩形和梯形兩種，其下端與護腳工程銜接。2漿砌石護坡 漿砌石護岸堤可用75號水泥砂漿砌筑，在嚴寒地區(qū)使用100號水泥，其結構形式，基本上與干砌石護坡相同一般也設墊層。3護岸堤修筑時，需注意的

7、幾個問題（1）基礎要挖深，慎重處理，防止掏空。（2）溝岸必須事先平整，達到規(guī)定坡度后再進行砌石。（3）護岸片石必須全部丁砌，并垂直于坡面。9/11/20229（三）護坡工程9/9/2022113.1 整治建筑物 整治建筑物按其性能和外形，可分為丁壩、順壩等幾種。3.1.1丁壩（一）丁壩的作用種類1丁壩的作用丁壩的主要作用如下：（1）改變山洪流向，防止橫向侵蝕。 （2）緩和山洪流勢，使泥沙沉積，并能將水流挑向對岸，保護下游的護岸工程和堤岸。（3）調整溝寬，防止山洪亂流和偏流，阻止溝道寬度發(fā)展。 9/11/2022103.1 整治建筑物 整治建筑物按其性能和外形，可分為丁壩、 2丁壩的種類 丁壩可

8、按建筑材料、高度、長度、透水性能及與流水所形成的角度進行分類。 (1)按建筑材料不同，可分為：石籠丁壩、梢捆丁壩、砌石丁壩、混凝土丁壩、木框丁壩、石柳壩及柳盤頭等。 (2)按高度不同，即山洪是否能漫過丁壩，可分為淹沒和非淹沒兩種。 (3)按長度不同，丁壩分為短丁壩與長丁壩。 (4)按丁壩與水流所成角度不同，可分為：垂直布置形式（即正交丁壩）、下挑布置形式（即下挑丁壩）、上挑布置形式（即上挑丁壩）。 (5)按透水性能不同，可分為不透水與透水丁壩。 9/11/202211 2丁壩的種類9/9/202213（二）丁壩的設計與施工 由于荒溪縱坡陡，山洪流速大，挾帶泥沙多，丁壩的作用比較復雜，建筑不當不

9、僅不能發(fā)揮作用，有時還會引起一些危害，因此在丁壩的設計與施工中應注意以下幾問題。1丁壩的布置（1）丁壩的間距丁壩的間距與淤積效果有密切的關系。間距過大，丁壩群就和單個丁壩一樣，不能起到互相掩護的作用，間距過小，丁壩的數(shù)量就多，造成浪費。 9/11/202212（二）丁壩的設計與施工9/9/202214（2）丁壩的布置形式 對崩塌延續(xù)很長范圍的地段，為促使泥沙淤積，多做成上挑丁壩組，以加速淤沙保護崩塌段的坡腳；在崩塌段的上游起點附近，則修筑非淹沒丁壩。丁壩的高度，在靠山一面宜高，緩緩向下游傾斜到丁壩頭部。 2丁壩的結構 （1）石丁壩：其壩心用亂拋堆或用塊石砌筑。表面用干砌、漿砌石修平或用較大的塊

10、石拋護，其范圍是上游伸出壩腳4m，下游伸出8m，壩頭伸出12m。其斷面較小，頂寬一般為1.52.0m。 9/11/202213（2）丁壩的布置形式9/9/202215（2）土心丁壩：此丁壩采用沙土或粘性土料作壩體，用塊石護腳護坡。 （3）石柳壩和柳盤頭：在石料較少的地區(qū)，可采用石柳壩和柳盤頭等結構形式。 3丁壩的高度和長度 丁壩壩頂高程視整治的目的而定。在山洪溝道中，以修筑不漫流丁壩為宜，壩頂高程一般高出設計水位1m左右。 丁壩壩身長度和壩頂高程有一定的聯(lián)系，淹沒丁壩，可采用較長的壩身，而非淹沒丁壩，壩身都是短的。9/11/202214（2）土心丁壩：此丁壩采用沙土或粘性土料作壩體，用塊石護

11、4丁壩壩頭沖刷坑深度的估算 影響丁壩壩頭沖刷深度的主要因素有： （1）丁壩壩頭附近的流速及水流與壩軸線的交角。流速大，折向溝底的水流速度也大；交角愈接近90，沖擊壩身的水流愈強，壅水愈高，折向溝底的水流沖刷力也愈強。 （2）壩身的長度。壩身愈長，束窄溝床的能力愈強，壩頭的流速也愈大，沖刷坑愈深。 （3）溝床的土質組成和來沙情況。粘性土愈多，抗沖能力愈強，沖刷坑就愈淺，上游來沙愈多，遭沖刷的可能性也愈小。 （4）壩頭的邊坡。壩坡愈陡，環(huán)流向下之切應力愈大，沖刷坑也愈深。 9/11/202215 4丁壩壩頭沖刷坑深度的估算9/9/202217 5丁壩的防護在河床組成較好的情況下，可用拋石護腳，它的

12、寬度應不小于由漫流和繞流而引起的壩頭和壩身附近河床的掏刷范圍，在黃河流域，一般向上游延護1220m，向下游延護1525m。壩頭水流紊亂，應特別加固，可采用加大頭部護底工程面積或加大邊坡系數(shù)兩種方式進行。6丁壩的施工丁壩施工中須注意的幾個問題。（1）施工順序：選擇流勢較緩和的地點先行施工，然后再推向流勢較急之地點，以保證工程安全。（2）在施工中應注意觀測研究已修丁壩對上、下游及對岸之影響。9/11/202216 9/9/202218（3）應考慮按照現(xiàn)有溝道之沖淤變化，不能簡單地將丁壩基礎按照現(xiàn)有溝底一律向下挖一定深度。（4）在丁壩開挖坑內回填大石，以抵抗沖刷。3.1.2順壩順壩是一種縱向整治建筑

13、物，由壩頭、壩身和壩根三部分組成，壩身一般較長，與水流方向接近平行或略有微小交角，直接布置在整治線上，具有導引水流、調整河岸等作用。 順壩有淹沒與非淹沒兩種，淹沒順壩用于整治枯水河槽，順壩高程由整治水位而定，自壩根到壩頭，沿水流方向略有傾斜；非淹沒順壩在河道整治中采用較少。9/11/202217（3）應考慮按照現(xiàn)有溝道之沖淤變化，不能簡單地將丁壩基礎按照4.1 治灘造田工程 治灘造田就是通過工程措施，將河床縮窄、改道、裁彎取直，在治好的河灘上，用引洪放淤的辦法，淤墊出能耕種的土地，以防止河道沖刷，變?yōu)┑貫榱继铩?治灘造田是小流域綜合治理的一個組成部分，而流域治理的好壞，又直接影響治灘造田工程的

14、標準和效益，因此，治灘造田工程不能脫離流域治理規(guī)劃單獨進行。9/11/2022184.1 治灘造田工程 治灘造田就是通過工程4.1.1治灘造田的類型（一）束河造田：在寬闊的河灘上，修建順河堤等治河工程束窄河床，將騰出來的河灘改造成耕地。（二）改河造田：在條件適宜的地方開挖新河道，將原河改道，在老河床上造田。9/11/2022194.1.1治灘造田的類型（一）束河造田：在寬闊的河灘上，修建（三）裁彎造田：過分彎曲的河道往往形成河環(huán)，在河環(huán)狹勁處開挖新河道，將河道裁彎取直，在老河彎內造田。（四）堵叉造田：在河道分叉處，選留一叉，堵塞某條支叉，并將其改造為農(nóng)田 。（五）箍洞造田：在小流域的支溝內順著

15、河道方向砌筑涵洞，渲泄地面來水，在涵洞上填土造田。9/11/202220（三）裁彎造田：過分彎曲的河道往往形成河環(huán)，在河環(huán)狹勁處開挖4.1.2整治線的規(guī)劃 整治線（又稱治導線）是指河道經(jīng)過整治以后，在設計流量下的平面輪廓，它是布置整治建筑物的重要依據(jù)，因此，整治線規(guī)劃設計得是否合理，往往決定著工程量和工程效益的大小，甚至決定工程的成敗。 （一）整治線的布置原則1多造地和造好地，新河應力求不占耕地或少占耕地，造出的地耕種條件應較好。2因勢利導。充分研究水流，泥沙運動的規(guī)律及河床演變的趨勢，順其勢、盡其利。3應照顧原有的渠口、橋梁等建筑物，不要危及村鎮(zhèn)、廠礦、公路等安全。9/11/2022214.

16、1.2整治線的規(guī)劃9/9/202223（二）整治線的形式1蜿蜒式。整治線一般都是圓滑的曲線。2直線式：這種整治線基本上把新河槽設計成直線，根據(jù)河勢和地形，自上游到下游分段取直。3“繞山轉”式，這種整治線是將新河槽擠向山腳一側，河道環(huán)繞山腳走向流動。9/11/202222（二）整治線的形式2直線式：這種整治線基本上把新河槽設計成4.1.3整治建筑物設計 在整治線確定之后，根據(jù)不同類型的整治線的要求，可采用不同類型的整治建筑物，以保證整治線的實施，整治建筑物的類型很多，治灘造地工程中常用的有丁壩，順河壩等。 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，改變了原來的水流狀態(tài)，使流速增大

17、，一般能引起河床縱深方向的沖刷，因此，在修筑治河工程的同時，還應根據(jù)建筑物和河道的情況，設置護底工程。9/11/2022234.1.3整治建筑物設計9/9/202225（一）修筑格壩 根據(jù)灘地園田化的規(guī)劃，首先應當在河灘上用砂卵石或土料修成與順河壩相垂直的，把灘地分成若干條塊的橫壩，叫做格壩，它是河灘造地中的一項重要工程。 格壩的主要作用是：由于格壩地與原有灘地分劃若干小塊，形成許多造田單元，可以使平整土地及墊土之工程量大大減小，當順河壩局部被沖毀時，格壩可發(fā)揮減輕洪災之作用。 4.1.4河灘造田的方法9/11/202224（一）修筑格壩4.1.4河灘造田的方法9/9/202226（二）引洪漫

18、淤造地 在洪水季節(jié)，把河流中含有大量泥沙的洪水引進河灘，使泥沙沉積下來后再排走清水，這種造地方法叫做引洪漫淤造地或引洪淤灌。1引洪淤灌的好處（1）充分利用山洪中的水、肥、土資源，變“害”為“利” 。（2）為洪水和泥沙找到了出路，有效地保持了水土,大大減輕輸入水庫的泥沙量。2引洪淤灌之建筑物（1）引洪干渠的比降一般用1/3001/500為宜，斷面尺寸大小應根據(jù)引洪流量的大小而定。（2）與清水灌溉相同，渠口設置進水閘與泄水閘，對于無壩引水之渠口還需設引水壩，有壩引水之渠口，則多用滾水壩代替引水壩。9/11/202225（二）引洪漫淤造地9/9/202227（3）引水壩的布置常分成軟硬二部分，以適應大小不同洪水情況，具體做