基于水流流速選擇土質(zhì)邊坡護(hù)岸型式

邱冬梅 何練民

摘 要：護(hù)岸的類型繁多，包括草皮 、砌石類、混凝土類等。其各自的適用條件不相同。本文提出各護(hù)岸允許流速，按照流速和不同護(hù)岸特點(diǎn)進(jìn)行了分析，選擇河道護(hù)岸的方法。

關(guān)鍵詞：允許流速；護(hù)岸類型；

【文章編號(hào)】1627-6868（2016）05-0003-02

為保護(hù)岸坡，控制河勢，人們在大大小小的河流上修建了各種類型的護(hù)岸和護(hù)坡，護(hù)岸主要目的是防止河道被侵蝕，河道侵蝕影響因素較多，水流流速是重要和容易獲得的參數(shù)之一，用其衡量土質(zhì)邊坡沖刷簡要易行，本文主要從水流流速方面提出判斷和選擇護(hù)岸型式。

1.不同土岸坡允許流速，見表1。

這些邊坡在河道水流中容易沖刷，在超過允許流速時(shí)容易產(chǎn)生坍塌和崩岸，應(yīng)該進(jìn)行護(hù)岸。

2.河道護(hù)岸類型及允許流速

2.1 草皮護(hù)岸

草皮護(hù)岸是利用水生植物或耐水樹種的根系固土，防止岸坡坍塌。這種護(hù)岸既可綠化美觀岸坡環(huán)境，又可保障河道自然屬性及堤岸安全。主要用于小型河道及水流流速度較小的人工湖的堤岸

2.2 干砌塊石（拋石）護(hù)岸

砌石護(hù)岸是一種歷史悠久的治河護(hù)坡方法，一般是利用當(dāng)?shù)睾勇咽?、塊石.采用人工干砌形成直立或具有一定坡度的護(hù)岸。這種護(hù)岸的最大特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)型式簡單、施工操作方便、工程造價(jià)低廉。另外，干砌石護(hù)岸具有一定抗沖刷能力，適用于流量較大但流速不大的河道。

2.3 混凝土預(yù)制塊

利用預(yù)制混凝土塊進(jìn)行岸坡侵蝕防護(hù)是目前比較常用的技術(shù)。混凝土塊可以單塊放置，也可以通過多種方式連接，如相互咬合或用纜索連接，使其充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)柔性和整體性的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)底面必須鋪設(shè)反濾層和墊層，可以選用土工布或碎石。這項(xiàng)技術(shù)適用于水流和風(fēng)浪淘刷侵蝕嚴(yán)重、坡面相對平整的河流岸坡。

2.4生態(tài)型混凝土預(yù)制件

生態(tài)型混凝土預(yù)制塊是利用混凝土預(yù)制件構(gòu)件構(gòu)成的各類孔狀結(jié)構(gòu)，這種護(hù)岸技術(shù)采用預(yù)制件結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，施工簡單，速度快；其多孔結(jié)構(gòu)符合生態(tài)設(shè)計(jì)原理，兼顧了生態(tài)和景觀需求。不僅能保護(hù)岸坡抵抗水流沖刷，而且還為動(dòng)植物生長提供了有利條件。特別適用于河道較窄、岸坡比較陡的城市河道岸坡防護(hù)。

2.5 漿砌塊石整體護(hù)岸

對于流量較大城鎮(zhèn)河道。防止洪水沖刷保障堤防安全是非常重要的。因此，要保證河道堤防不決口，適宜采用相對堅(jiān)固的漿砌石護(hù)岸。在砌石的膠結(jié)材料選擇時(shí)，可根據(jù)河道最大流速選擇水泥砂漿或白 灰砂漿。漿砌石護(hù)岸具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好、整體性好、強(qiáng)度較高、抗沖能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可用于大江大河（如長江、黃河使用較多）或流速大的 堤防護(hù)岸。該護(hù)岸型式適用于城鎮(zhèn)周邊流量較大、有較強(qiáng)防沖要求的河道。

2.6 現(xiàn)澆混凝土護(hù)岸

為防止洪水對岸坡的沖刷，常利用一定厚度的現(xiàn)澆 混凝土.在河道兩岸建成直立或傾斜的混凝土擋墻。這種護(hù)坡在過去幾十年中，特別是大城市的河道整治中應(yīng)用最廣泛?；炷磷o(hù)岸常稱三面光護(hù)岸。它的優(yōu)點(diǎn)是抗沖刷能力很強(qiáng)，適用于大江大河及流速較大的河道和部位。其最大缺點(diǎn)是隔絕了水生生物、植物生長繁衍通道，堤岸不能生長綠色植物，使河道處于一種封閉狀態(tài)，缺乏綠色和生機(jī)。

2.7 鉛絲石籠護(hù)岸

利用鉛絲將卵石、塊石固定成較大體積的整體，防止較大洪水沖刷。常常利用鉛絲竹編織成網(wǎng)籠裝卵（塊）石，碼砌成坡護(hù)岸。在常水位以上，還可在石料空隙中摻人種植土及耐水植物種子。待其生長后形成生態(tài)綠色護(hù)岸。鉛絲（竹）網(wǎng)籠的疏密可根據(jù)石料的直徑確定。鉛絲籠護(hù)岸抗水流沖刷能力強(qiáng)、整體性好，且能滿足生態(tài)型（綠化）護(hù)岸的要求。其最大特點(diǎn)是有利于水草、魚類及兩棲水生動(dòng)物的繁殖和棲息生長。

各護(hù)岸允許流速見表2。

3.基于流速選擇護(hù)岸型式的步驟

首先測量河道邊界條件，實(shí)測河道平面和剖面；然后估算平均水力條件，按照天然河道非均勻流推求河道水面線計(jì)算每一斷面的流速；分析現(xiàn)狀條件下邊坡穩(wěn)定性，按照土質(zhì)邊坡允許流速與水流流速對比，論證護(hù)岸的必要性；依據(jù)護(hù)岸允許流速必選河道護(hù)岸型式；最后按照護(hù)岸后的設(shè)計(jì)斷面重新進(jìn)行水力計(jì)算和邊坡穩(wěn)定計(jì)算，驗(yàn)算護(hù)岸穩(wěn)定性。

4.實(shí)例介紹

實(shí)例1漳河流域位于安陸市西南部，境內(nèi)流域面積308km2，河長39km，流域內(nèi)總?cè)丝?8.35萬人，耕地面積1.85萬hm2，耕地和人口多位于漳河干支流沿岸。流域范圍涉及王義貞店鎮(zhèn)、雷公鎮(zhèn)、木梓鄉(xiāng)、巡店鎮(zhèn)和辛榨鄉(xiāng)。漳河流域洪水由暴雨形成，洪水期水位暴漲暴落，河道擺動(dòng)范圍大，河勢多變，河流沿岸防洪設(shè)施少、標(biāo)準(zhǔn)低，一遇暴雨就造成洪澇災(zāi)害。河道多年未實(shí)施清淤，河道萎縮嚴(yán)重，行洪能力逐步降低，對流域地區(qū)城鄉(xiāng)的防洪安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。2011年7月湖北省水利廳批復(fù)漳河防洪工程，開始對漳河干支流整治，設(shè)計(jì)中對漳河干流雙河段、黃沖段、桑樹段以及漳河支流萬家河王義貞店鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)河段進(jìn)行整治，經(jīng)過水面線推求，河道水流流速為3.3m/s，設(shè)計(jì)中采用鉛絲石籠擋墻和護(hù)坡，既能滿足防沖要求，又能起到生態(tài)護(hù)坡作用，達(dá)到防洪減災(zāi)、美化環(huán)境的目的。

實(shí)例2鄂州市華容區(qū)中小河流治理重點(diǎn)縣綜合整治和水系連通試點(diǎn)蒲團(tuán)項(xiàng)目區(qū)位于華容區(qū)南部蒲團(tuán)鄉(xiāng)西側(cè)，項(xiàng)目區(qū)總國土面積68.67km2，主要涉及匯入長港的拾湖港及其支流佐進(jìn)港、吳家湖港、后灣港、小港等和匯入五四湖的垱網(wǎng)湖港和瓜圻塘港，共整治河道6條，總長度33.482km。根據(jù)測量斷面、水文計(jì)算、水面線推求等工作后，河道水流流速為02～0.55m/s，在一般岸坡護(hù)岸設(shè)計(jì)中采用草皮護(hù)坡即可滿足要求，在浪坎等陡邊坡處采用鉛絲石籠護(hù)岸，目前運(yùn)行良好。

5 結(jié)語：河道建設(shè)是當(dāng)前水利建設(shè)中一項(xiàng)重大而長遠(yuǎn)的任務(wù)，在護(hù)岸選擇中，要結(jié)合河道的地形地質(zhì)狀況，水文氣象、泥沙及沖於變化，同時(shí)要考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和人文風(fēng)俗等綜合考慮，進(jìn)行不同型式、不同材料的河道護(hù)岸的選擇。在河道防洪安全的前提下，考慮結(jié)構(gòu)型式，并結(jié)合城鎮(zhèn)美化景觀、經(jīng)濟(jì)適用性及可持續(xù)發(fā)展的原則，合理選用當(dāng)?shù)夭莘N、矮小樹木、拋石、干砌塊石、生態(tài)混凝土等護(hù)岸，應(yīng)盡量少用漿砌石和混凝土等硬質(zhì)護(hù)岸。