河道侵蝕防治與護(hù)岸工程講義

12023年3月14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)。22023年3月14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。32023年3月14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42023年3月14日

（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(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，則有利于使河道產(chǎn)生淤積；如果來沙量小，泥沙組成細(xì)，則將有利于使河道產(chǎn)生沖刷。52023年3月14日1.1.2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(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。

62023年3月14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72023年3月14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?？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(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，并力求形狀沒有急劇的彎曲。82023年3月14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護(hù)

岸工程，另一方面應(yīng)考慮護(hù)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(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。92023年3月14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。102023年3月14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。112023年3月月7日2．丁壩的種類丁壩可按建筑材材料、高度、長(zhǎng)長(zhǎng)度、透水性能能及與流水所形形成的角度進(jìn)行行分類。(1)按建筑材料不同，可分為：：石籠丁壩、梢梢捆丁壩、砌石石丁壩、混凝土土丁壩、木框丁丁壩、石柳壩及及柳盤頭等。(2)按高度不同，即山洪是是否能漫過丁壩壩，可分為淹沒沒和非淹沒兩種種。(3)按長(zhǎng)度不同，丁壩分為為短丁壩與長(zhǎng)丁丁壩。(4)按丁壩與水流所成角度度不同，可分為：：垂直布置形式式（即正交丁壩壩）、下挑布置置形式（即下挑挑丁壩）、上挑挑布置形式（即即上挑丁壩）。。(5)按透水性能不同，可分為不不透水與透水丁丁壩。122023年年3月月7日日（二））丁壩壩的設(shè)設(shè)計(jì)與與施工工由于荒荒溪縱縱坡陡陡，山山洪流流速大大，挾挾帶泥泥沙多多，丁丁壩的的作用用比較較復(fù)雜雜，建建筑不不當(dāng)不不僅不不能發(fā)發(fā)揮作作用，，有時(shí)時(shí)還會(huì)會(huì)引起起一些些危害害，因因此在在丁壩壩的設(shè)設(shè)計(jì)與與施工工中應(yīng)應(yīng)注意意以下下幾問問題。。1．丁壩壩的布布置（1）丁壩壩的間間距丁壩的的間距距與淤淤積效效果有有密切切的關(guān)關(guān)系。。間距距過大大，丁丁壩群群就和和單個(gè)個(gè)丁壩壩一樣樣，不不能起起到互互相掩掩護(hù)的的作用用，間間距過過小，，丁壩壩的數(shù)數(shù)量就就多，，造成成浪費(fèi)費(fèi)。132023年年3月月7日日（2）丁壩壩的布布置形形式對(duì)崩塌延延續(xù)很很長(zhǎng)范范圍的地段段，為為促使使泥沙沙淤積積，多多做成成上挑丁丁壩組組，以加加速淤淤沙保保護(hù)崩崩塌段段的坡坡腳；；在崩崩塌段段的上上游起起點(diǎn)附附近，，則修修筑非非淹沒沒丁壩壩。丁丁壩的的高度度，在在靠山山一面面宜高高，緩緩緩向向下游游傾斜斜到丁丁壩頭頭部。。2．丁壩壩的結(jié)結(jié)構(gòu)（1）石丁丁壩：：其壩心用用亂拋拋堆或或用塊塊石砌砌筑。表面面用干干砌、、漿砌砌石修修平或或用較較大的的塊石石拋?zhàn)o(hù)護(hù)，其其范圍圍是上上游伸伸出壩壩腳4m，下游游伸出出8m，壩頭頭伸出出12m。其斷斷面較較小，，頂寬寬一般般為1.5—2.0m。142023年年3月月7日日（2）土心心丁壩壩：此此丁壩壩采用沙沙土或或粘性性土料料作壩壩體，用塊塊石護(hù)護(hù)腳護(hù)護(hù)坡。。（3）石柳柳壩和和柳盤盤頭：：在石料較較少的的地區(qū)區(qū)，可采采用石石柳壩壩和柳柳盤頭頭等結(jié)結(jié)構(gòu)形形式。。3．丁壩壩的高高度和和長(zhǎng)度度丁壩壩壩頂高高程視視整治的的目的的而定。。在山山洪溝溝道中中，以以修筑筑不漫漫流丁丁壩為為宜，，壩頂頂高程程一般般高出出設(shè)計(jì)計(jì)水位位1m左右。。丁壩壩壩身長(zhǎng)長(zhǎng)度和和壩頂頂高程程有一一定的的聯(lián)系系，淹淹沒丁丁壩，，可采采用較較長(zhǎng)的的壩身身，而而非淹淹沒丁丁壩，，壩身身都是是短的的。152023年年3月月7日日4．丁壩壩壩頭頭沖刷刷坑深深度的的估算算影響丁丁壩壩壩頭沖沖刷深深度的的主要要因素素有：：（1）丁壩壩壩頭附附近的的流速速及水水流與與壩軸軸線的的交角角。流速速大，，折向向溝底底的水水流速速度也也大；；交角角愈接接近90°°，沖擊擊壩身身的水水流愈愈強(qiáng)，，壅水水愈高高，折折向溝溝底的的水流流沖刷刷力也也愈強(qiáng)強(qiáng)。（2）壩身的的長(zhǎng)度度。壩身身愈長(zhǎng)長(zhǎng)，束束窄溝溝床的的能力力愈強(qiáng)強(qiáng)，壩壩頭的的流速速也愈愈大，，沖刷刷坑愈愈深。。（3）溝床的的土質(zhì)質(zhì)組成成和來來沙情情況。粘性性土愈愈多，，抗沖沖能力力愈強(qiáng)強(qiáng)，沖沖刷坑坑就愈愈淺，，上游游來沙沙愈多多，遭遭沖刷刷的可可能性性也愈愈小。。（4）壩頭的的邊坡坡。壩坡坡愈陡陡，環(huán)環(huán)流向向下之之切應(yīng)應(yīng)力愈愈大，，沖刷刷坑也也愈深深。162023年3月月7日5．丁壩的的防護(hù)在河床組組成較好好的情況況下，可可用拋石石護(hù)腳，，它的寬寬度應(yīng)不不小于由由漫流和和繞流而而引起的的壩頭和和壩身附附近河床床的掏刷刷范圍，，在黃河河流域，，一般向向上游延延護(hù)12—20m，向下游游延護(hù)15—25m。壩頭水水流紊亂亂，應(yīng)特特別加固固，可采采用加大大頭部護(hù)護(hù)底工程程面積或或加大邊邊坡系數(shù)數(shù)兩種方方式進(jìn)行行。6．丁壩的的施工丁壩施工工中須注注意的幾幾個(gè)問題題。（1）施工順順序：選選擇流勢(shì)較緩緩和的地地點(diǎn)先行行施工，然后再再推向流流勢(shì)較急急之地點(diǎn)點(diǎn)，以保保證工程程安全。。（2）在施工工中應(yīng)注注意觀測(cè)測(cè)研究已修丁壩壩對(duì)上、、下游及及對(duì)岸之之影響。172023年3月7日（3）應(yīng)考慮按照現(xiàn)有溝道道之沖淤變化化，不能簡(jiǎn)單地地將丁壩基礎(chǔ)礎(chǔ)按照現(xiàn)有溝溝底一律向下下挖一定深度度。（4）在丁壩開挖坑內(nèi)回填填大石，以抵抗沖刷刷。3.1.2順壩順壩是一種縱縱向整治建筑筑物，由壩頭、壩身和和壩根三部分組成，，壩身一般較較長(zhǎng)，與水流流方向接近平平行或略有微微小交角，直直接布置在整整治線上，具具有導(dǎo)引水流流、調(diào)整河岸岸等作用。順壩有淹沒與與非淹沒兩種種，淹沒順壩壩用于整治枯枯水河槽，順順壩高程由整整治水位而定定，自壩根到到壩頭，沿水水流方向略有有傾斜；非淹淹沒順壩在河河道整治中采采用較少。182023年3月7日4.1治灘造田工程程治灘造田就是是通過工程措施，將河床縮窄、改改道、裁彎取取直，在治好的河河灘上，用引引洪放淤的辦辦法，淤墊出出能耕種的土土地，以防止止河道沖刷，，變?yōu)┑貫榱剂继?。治灘造田是小小流域綜合治治理的一個(gè)組組成部分，而而流域治理的的好壞，又直直接影響治灘灘造田工程的的標(biāo)準(zhǔn)和效益益，因此，治治灘造田工程程不能脫離流流域治理規(guī)劃劃單獨(dú)進(jìn)行。。192023年3月7日4.1.1治灘造田的類類型（一）束河造造田：在寬闊的河灘上，修建順河河堤等治河工工程束窄河床床，將騰出來來的河灘改造造成耕地。（二）改河造造田：在條件件適宜的地方方開挖新河道道，將原河改改道，在老河河床上造田。。202023年3月7日（三）裁彎造造田：過分彎曲的河河道往往形成河環(huán)環(huán)，在河環(huán)狹狹勁處開挖新新河道，將河河道裁彎取直直，在老河彎彎內(nèi)造田。（四）堵叉造造田：在河道分叉處，選留一叉，，堵塞某條支支叉，并將其其改造為農(nóng)田田。（五）箍洞造造田：在小流流域的支溝內(nèi)順著河道方方向砌筑涵洞洞，渲泄地面面來水，在涵洞洞上填土造田田。212023年3月7日4.1.2整治線的規(guī)劃劃整治線（又稱稱治導(dǎo)線）是是指河道經(jīng)過過整治以后，，在設(shè)計(jì)流量量下的平面輪輪廓，它是布布置整治建筑筑物的重要依依據(jù)，因此，，整治線規(guī)劃劃設(shè)計(jì)得是否否合理，往往往決定著工程程量和工程效效益的大小，，甚至決定工工程的成敗。。（一）整治線的的布置原則1．多造地和造造好地，新河河應(yīng)力求不占占耕地或少占占耕地，造造出的地耕種種條件應(yīng)較好好。2．因勢(shì)利導(dǎo)。。充分研究水水流，泥沙運(yùn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及及河床演變的的趨勢(shì)，順其其勢(shì)、盡其利利。3．應(yīng)照顧原有有的渠口、橋橋梁等建筑物物，不要危及及村鎮(zhèn)、廠廠礦、公路路等安全。222023年3月7日（二）整治線線的形式1．蜿蜒式。整整治線一般都是圓滑的曲線。2．直線式：這這種整治線基基本上把新河河槽設(shè)計(jì)成直線，根據(jù)河河勢(shì)和地形形，自上游游到下游分分段取直。。3．“繞山轉(zhuǎn)”式，這種整整治線是將將新河槽擠向向山腳一側(cè)側(cè)，河道環(huán)繞繞山腳走向向流動(dòng)。232023年年3月7日日4.1.3整治建筑物物設(shè)計(jì)在整治線確確定之后，，根據(jù)不同同類型的整整治線的要要求，可采采用不同類類型的整治治建筑物，，以保證整整治線的實(shí)實(shí)施，整治治建筑物的的類型很多多，治灘造造地工程中中常用的有有丁壩，順順河壩等。。值得提出的的是，修筑筑了某些治治河造田工工程以后，，束窄了天天然河道，，改變了原原來的水流流狀態(tài)，使使流速增大大，一般能能引起河床床縱深方向向的沖刷，，因此，在在修筑治河河工程的同同時(shí)，還應(yīng)應(yīng)根據(jù)建筑筑物和河道道的情況，，設(shè)置護(hù)底工工程。242023年年3月7日日（一）修筑筑格壩根據(jù)灘地園園田化的規(guī)規(guī)劃，首先先應(yīng)當(dāng)在河河灘上用砂砂卵石或土土料修成與與順河壩相相垂直的，，把灘地分分成若干條條塊的橫壩壩，叫做格壩，它是河灘灘造地中的的一項(xiàng)重要要工程。格壩的主要要作用是：：由于格壩壩地與原有有灘地分劃劃若干小塊塊，形成許許多造田單單元，可以以使平整土土地及墊土土之工程量量大大減小小，當(dāng)順河河壩局部被被沖毀時(shí)，，格壩可發(fā)發(fā)揮減輕洪災(zāi)之作用。4.1.4河灘造田的的方法252023年3月月7日（二）引洪漫淤淤造地在洪水季節(jié)，把把河流中含有大大量泥沙的洪水水引進(jìn)河灘，使使泥沙沉積下來來后再排走清水水，這種造地方方法叫做引洪漫淤造地或或引洪淤灌。1．引洪淤灌的好好處（1）充分利用山洪洪中的水、肥、、土資源，變“害”為“利”。（2）為洪水和泥沙沙找到了出路，，有效地保持了了水土,大大減輕輸入水水庫的泥沙量。。2．引洪淤灌之建建筑物（1）引洪干渠的比比降一般用1/300—1/500為宜，斷面尺寸大小小應(yīng)根據(jù)引洪流流量的大小而定定。（2）與清水灌溉相相同，渠口設(shè)置置進(jìn)水閘與泄水水閘，對(duì)于無壩壩引水之渠口還還需設(shè)引水壩，