河道整治水土保持北京林大

第三部分 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。 1.1河道横向侵蚀 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。 （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。 1.1.1河道演变的机理 （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。 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）设置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。 2.1.1护岸工程的目的及种类（一）护岸工程的目的 沟道中设置护岸工程，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，设置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，除修谷坊防止下切外，还应修护岸工程。 （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置，并力求形状没有急剧的弯曲。 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。（3）调整沟宽，防止山洪乱流和偏流，阻止沟道宽度发展。 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：垂直布置形式（即正交丁坝）、下挑布置形式（即下挑丁坝）、上挑布置形式（即上挑丁坝）。 (5)按透水性能不同，可分为不透水与透水丁坝。 3 丁 坝 的 高 度 和 长 度 4 丁 坝 坝 头 冲 刷 坑 深 度 的 估 算 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1220m，向下游延护1525m。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、下游及对岸之影响。 （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，直接布置在整治线上，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。 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，在老河床上造田。 （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。（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。 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，它是布置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。 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。 4.1.3整 治 建 筑 物 设 计 4.1.4河滩造田的方法