河道整治水土保持.ppt

1 2020年2月4日 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(shì) 危及農(nóng)田及城鎮(zhèn)村莊的安全 破壞水利工程的正常運(yùn)用 給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)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) 2 2020年2月4日 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(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(dòng)時(shí)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(duì)稱地形等等 都可能引起水流的彎曲 3 2020年2月4日 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(shì)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(wàn)別 但其根本的原因是輸沙的不平衡 1 1 1河道演變的機(jī)理 4 2020年2月4日 二 影響河道演變的因素1 河段的來(lái)水量及其變化過(guò)程 2 河段來(lái)沙量 來(lái)沙組成及其變化過(guò)程 3 河段比降 4 河段的河床形態(tài)及地質(zhì)情況 其中 第1 3兩個(gè)因素決定河段水流挾帶泥沙的能力 第2個(gè)因素決定河段的來(lái)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(lái)沙量大 泥沙組成粗 則有利于使河道產(chǎn)生淤積 如果來(lái)沙量小 泥沙組成細(xì) 則將有利于使河道產(chǎn)生沖刷 5 2020年2月4日 1 1 2橫向侵蝕的防治一般說(shuō)來(lái) 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(wèn)題 2 沉積泥沙堆山洪流經(jīng)障礙物時(shí) 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 6 2020年2月4日 2 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(xiǎn)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 7 2020年2月4日 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 枯水位以下稱為護(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(jì)與施工 一 護(hù)岸工程的設(shè)計(jì)原則1 在進(jìn)行護(hù)岸工程設(shè)計(jì)之前 應(yīng)對(duì)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?huì)發(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(méi)有急劇的彎曲 8 2020年2月4日 3 護(hù)岸工程的設(shè)計(jì)高度 一方面要保證山洪不致漫過(guò)護(hù)岸工程 另一方面應(yīng)考慮護(hù)岸工程之背后有無(wú)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(hù)岸工程的高度應(yīng)更高一些 二 護(hù)基 腳 工程1 拋石護(hù)腳工程設(shè)計(jì)拋石護(hù)腳工程應(yīng)考慮塊石規(guī)格 穩(wěn)定坡度 拋?zhàn)o(hù)范圍和厚度等幾個(gè)方面的問(wèn)題 2 石籠護(hù)腳工程石籠護(hù)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(nèi)填塊石 礫石或卵石 9 2020年2月4日 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(hào)水泥砂漿砌筑 在嚴(yán)寒地區(qū)使用100號(hào)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(shí) 需注意的幾個(gè)問(wèn)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 10 2020年2月4日 3 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(shì) 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 11 2020年2月4日 2 丁壩的種類丁壩可按建筑材料 高度 長(zhǎng)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(pán)頭等 2 按高度不同 即山洪是否能漫過(guò)丁壩 可分為淹沒(méi)和非淹沒(méi)兩種 3 按長(zhǎng)度不同 丁壩分為短丁壩與長(zhǎng)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 12 2020年2月4日 二 丁壩的設(shè)計(jì)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(fù)雜 建筑不當(dāng)不僅不能發(fā)揮作用 有時(shí)還會(huì)引起一些危害 因此在丁壩的設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)注意以下幾問(wèn)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(guān)系 間距過(guò)大 丁壩群就和單個(gè)丁壩一樣 不能起到互相掩護(hù)的作用 間距過(guò)小 丁壩的數(shù)量就多 造成浪費(fèi) 13 2020年2月4日 2 丁壩的布置形式對(duì)崩塌延續(xù)很長(zhǎng)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(diǎn)附近 則修筑非淹沒(méi)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?zhàn)o(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 14 2020年2月4日 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(pán)頭 在石料較少的地區(qū) 可采用石柳壩和柳盤(pán)頭等結(jié)構(gòu)形式 3 丁壩的高度和長(zhǎng)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(jì)水位1m左右 丁壩壩身長(zhǎng)度和壩頂高程有一定的聯(lián)系 淹沒(méi)丁壩 可采用較長(zhǎng)的壩身 而非淹沒(méi)丁壩 壩身都是短的 15 2020年2月4日 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(qiáng) 壅水愈高 折向溝底的水流沖刷力也愈強(qiáng) 2 壩身的長(zhǎng)度 壩身愈長(zhǎng) 束窄溝床的能力愈強(qiáng) 壩頭的流速也愈大 沖刷坑愈深 3 溝床的土質(zhì)組成和來(lái)沙情況 粘性土愈多 抗沖能力愈強(qiáng) 沖刷坑就愈淺 上游來(lái)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 16 2020年2月4日 5 丁壩的防護(hù)在河床組成較好的情況下 可用拋石護(hù)腳 它的寬度應(yīng)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(hù)12 20m 向下游延護(hù)15 25m 壩頭水流紊亂 應(yīng)特別加固 可采用加大頭部護(hù)底工程面積或加大邊坡系數(shù)兩種方式進(jìn)行 6 丁壩的施工丁壩施工中須注意的幾個(gè)問(wèn)題 1 施工順序 選擇流勢(shì)較緩和的地點(diǎn)先行施工 然后再推向流勢(shì)較急之地點(diǎn) 以保證工程安全 2 在施工中應(yīng)注意觀測(cè)研究已修丁壩對(duì)上 下游及對(duì)岸之影響 17 2020年2月4日 3 應(yīng)考慮按照現(xiàn)有溝道之沖淤變化 不能簡(jiǎn)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(kāi)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(zhǎng) 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(méi)與非淹沒(méi)兩種 淹沒(méi)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(méi)順壩在河道整治中采用較少 18 2020年2月4日 4 1治灘造田工程 治灘造田就是通過(guò)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(gè)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(dú)進(jìn)行 19 2020年2月4日 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(lái)的河灘改造成耕地 二 改河造田 在條件適宜的地方開(kāi)挖新河道 將原河改道 在老河床上造田 20 2020年2月4日 三 裁彎造田 過(guò)分彎曲的河道往往形成河環(huán) 在河環(huán)狹勁處開(kāi)挖新河道 將河道裁彎取直 在老河彎內(nèi)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(nèi)順著河道方向砌筑涵洞 渲泄地面來(lái)水 在涵洞上填土造田 21 2020年2月4日 4 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(guò)整治以后 在設(shè)計(jì)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(jì)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(shì)利導(dǎo) 充分研究水流 泥沙運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及河床演變的趨勢(shì) 順其勢(shì) 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 22 2020年2月4日 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(jì)成直線 根據(jù)河勢(shì)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(dòng) 23 2020年2月4日 4 1 3整治建筑物設(shè)計(jì)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(shí)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(lái)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(shí) 還應(yīng)根據(jù)建筑物和河道的情況 設(shè)置護(hù)底工程 24 2020年2月4日 一 修筑格壩根據(jù)灘地園田化的規(guī)劃 首先應(yīng)當(dāng)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(xiàng)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(dāng)順河壩局部被沖毀時(shí) 格壩可發(fā)揮減輕洪災(zāi)之作用 4 1 4河灘造田的方法 25 2020年2月4日 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(lái)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(kù)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(duì)于無(wú)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 26 2020年2月4日 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(xiǎn) 壩梢 要求結(jié)構(gòu)堅(jiān)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(jì)引洪流量的水面平齊 薄弱段 薄弱段迎水面一般用卵石干砌 背面用沙礫石堆積而成 壩身 常用漿砌塊石做成 或卵石干砌 用卵石時(shí)一般內(nèi)坡為1 1 外坡為1 2 頂寬2 4m 壩身高度與壩梢高度確定方法相同 但應(yīng)增加超高0 5 1 0m 壩根 一般與泄水閘外邊墩直接相連 多用漿砌石筑成 壩根內(nèi)坡多為1 0 5 外坡為1 1 頂寬為2 4m 其高度及基礎(chǔ)深與泄