河道整治水土保持北京林大課件

第三部分河道治理工程

各種類型的河段，在自然情況或受人工控制的條件下，由于水流與河床的相互作用，常造成河岸崩塌而改變河勢，危及農(nóng)田及城鎮(zhèn)村莊的安全，破壞水利工程的正常運用，給國民經(jīng)濟(jì)帶來不利影響。修筑護(hù)岸與治河工程的目的，就是為了抵抗水流沖刷，變水害為水利，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。3/15/202311.1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(cè)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。3/15/20232

（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(cè)方向上之變形，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(fù)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3/15/202331.1.2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(dǎo)致橫向侵蝕，清除障礙物后并輔以適當(dāng)?shù)膶?dǎo)流工程則可防止橫向沖刷。（3）設(shè)置護(hù)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。

3/15/202352.1.1護(hù)岸工程的目的及種類（一）護(hù)岸工程的目的溝道中設(shè)置護(hù)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(shè)置護(hù)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(hù)谷坊、攔沙壩等建筑物。4．溝道縱坡陡急，兩岸土質(zhì)不佳的地段，除修谷坊防止下切外，還應(yīng)修護(hù)岸工程。2.1護(hù)岸工程3/15/20236（二）護(hù)岸工程的種類護(hù)岸工程一般可分為護(hù)坡與護(hù)基（或護(hù)腳）兩種工程?？菟灰韵路Q為護(hù)基工程，枯水位以上稱為護(hù)坡工程。根據(jù)其所用材料的不同，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(hù)岸工程的設(shè)計與施工（一）護(hù)岸工程的設(shè)計原則

1．在進(jìn)行護(hù)岸工程設(shè)計之前，應(yīng)對上下游溝道情況進(jìn)行調(diào)查研究，分析在修建護(hù)岸工程之后，下游或?qū)Π妒欠駮l(fā)生新的沖刷，確保溝道安全。2．為減少水流沖毀基礎(chǔ)，護(hù)岸工程應(yīng)大致按地形設(shè)置，并力求形狀沒有急劇的彎曲。3/15/20237（三）護(hù)坡工程1.干砌塊石護(hù)坡干砌塊石護(hù)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(hù)腳工程銜接。2．漿砌石護(hù)坡漿砌石護(hù)岸堤可用75號水泥砂漿砌筑，在嚴(yán)寒地區(qū)使用100號水泥，其結(jié)構(gòu)形式，基本上與干砌石護(hù)坡相同一般也設(shè)墊層。3．護(hù)岸堤修筑時，需注意的幾個問題（1）基礎(chǔ)要挖深，慎重處理，防止掏空。（2）溝岸必須事先平整，達(dá)到規(guī)定坡度后再進(jìn)行砌石。（3）護(hù)岸片石必須全部丁砌，并垂直于坡面。3/15/202393.1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?qū)Π?，保護(hù)下游的護(hù)岸工程和堤岸。（3）調(diào)整溝寬，防止山洪亂流和偏流，阻止溝道寬度發(fā)展。3/15/202310

2．丁壩的種類丁壩可按建筑材料、高度、長度、透水性能及與流水所形成的角度進(jìn)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。3/15/202311（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(hù)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(jié)構(gòu)（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石拋護(hù)，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1.5—2.0m。

3/15/202313（2）土心丁壩：此丁壩采用沙土或粘性土料作壩體，用塊石護(hù)腳護(hù)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(jié)構(gòu)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(shè)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。3/15/202314

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(zhì)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(yīng)力愈大，沖刷坑也愈深。

3/15/202315（3）應(yīng)考慮按照現(xiàn)有溝道之沖淤變化，不能簡單地將丁壩基礎(chǔ)按照現(xiàn)有溝底一律向下挖一定深度。（4）在丁壩開挖坑內(nèi)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(dǎo)引水流、調(diào)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。3/15/2023174.1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?。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標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行。3/15/2023184.1.1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。3/15/2023194.1.2整治線的規(guī)劃

整治線（又稱治導(dǎo)線）是指河道經(jīng)過整治以后，在設(shè)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(shè)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(yīng)力求不占耕地或少占耕地，造出的地耕種條件應(yīng)較好。2．因勢利導(dǎo)。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(yīng)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。3/15/202321（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(shè)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(zhuǎn)”式，這種整治線是將新河槽擠向山腳一側(cè)，河道環(huán)繞山腳走向流動。3/15/2023224.1.3整治建筑物設(shè)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，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(yīng)根據(jù)建筑物和河道的情況，設(shè)置護(hù)底工程。3/15/202323（二）引洪漫淤造地

在洪水季節(jié)，把河流中含有大量泥沙的洪水引進(jìn)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1/300—1/500為宜，斷面尺寸大小應(yīng)根據(jù)引洪流量的大小而定。（2）與清水灌溉相同，渠口設(shè)置進(jìn)水閘與泄水閘，對于無壩引水之渠口還需設(shè)引水壩，有壩引水之渠口，則多用滾水壩代替引水壩。3/15/202325（3）引水壩的布置常分成軟硬二部分，以適應(yīng)大小不同洪水情況，具體做法是“根硬頭尖腰子軟，保證壩口不出險”。①壩梢：要求結(jié)構(gòu)堅固，一般用河卵石干砌，并用鉛絲籠護(hù)腳，壩梢高度基本與設(shè)計引洪流量的水面平齊。②