河道堤防工程的侵蝕因素及生物防護(hù)

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河道的堤防工程，在水流、風(fēng)吹等自然力和人類(lèi)活動(dòng)諸多因素作用下，常被侵蝕，造成水溝浪窩水土流失，影響了工程的完整，更降低了工程的強(qiáng)度，對(duì)防洪極為不利。因此，對(duì)河道堤壩侵蝕因素進(jìn)行探討和研究，采取有效的防護(hù)措施，維護(hù)工程完整，是工程管理工作一項(xiàng)重要工作。

　　1、河道堤壩的侵蝕因素

　　河道：大堤的設(shè)計(jì)邊坡大都為1：2.5或1：3。土的侵蝕大都發(fā)生在堤頂和坡上，據(jù)分析研究，工程表層土質(zhì)不好和裸露面積大，是土壤遭受侵蝕的重要因素，雨滴沖擊和地表徑流以及風(fēng)吹、凍融等是工程表土不穩(wěn)固的誘發(fā)因素。引起工程坡面侵蝕和土壤流失，這常是多種因素互相作用的結(jié)果。

　　1.1 坡度：河壩的邊坡穩(wěn)定與否，在于土體內(nèi)部所受的剪切力是否超過(guò)了它的抗剪強(qiáng)度，如大于抗剪強(qiáng)度，則引起土體滑落。其原因：一是剪切力的增加，二是土體本身抗剪切強(qiáng)度的降低。在內(nèi)部因素不變的條件下，如果坡面越陡，雨水的徑流速度越大，坡面越長(zhǎng)，聚積的徑流就越大，土壤越易被侵蝕。

　　1.2 土壤：湖西河道大堤多為沙壤土，表面沒(méi)有用粘結(jié)力較大的粘土包邊蓋頂，因而容易遭受侵蝕；草皮生長(zhǎng)較差、表土裸露大，另外，隨著時(shí)間的推移，風(fēng)化及植物生長(zhǎng)腐植質(zhì)增多的情況下，土的性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化，團(tuán)粒間的粘聚力就衰減，耐蝕性能就越發(fā)降低。

　　1.3 氣候：湖西地區(qū)地處北溫帶，屬季風(fēng)氣候，冬天寒冷，土壤在冬季凍脹，春季融化，周期凍融條件下，極易引起重力侵蝕和土壤流失。大堤坡向不同，土壤侵蝕量也有差異，朝陽(yáng)面冬季土壤結(jié)冰層薄、化凍早、草皮返青快，生長(zhǎng)季節(jié)光照充足，長(zhǎng)勢(shì)旺盛，覆蓋坡面密集，土壤侵蝕量少。相反，背陽(yáng)坡面冬季土壤結(jié)冰厚、春季化凍晚、草皮返青慢，生長(zhǎng)季節(jié)光照不夠充足，長(zhǎng)勢(shì)不如朝陽(yáng)面，覆蓋率低，春季風(fēng)蝕、夏季降雨侵蝕均較嚴(yán)重。

　　1.4 降雨與植被：當(dāng)雨水直接降到表層土?xí)r，雨滴的力量起著打壓、填充及飛濺的作用，而打壓是把表層土攪亂，徑流則把土壤帶走，成為表土流失的主要方式。草皮具有覆蓋、緩沖水滴沖擊，根據(jù)酸質(zhì)土壤團(tuán)粒的功能，草皮覆蓋率較高的坡面，具有較大的保水能力，起著涵養(yǎng)水源、阻滯地表徑流、防止水土流失的主要作用。有關(guān)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在雨水打壓受到阻礙的區(qū)域，其泥土流失量只有裸露地的1/100-1/200。

　　1.5 風(fēng)：河道大堤高于周?chē)孛?，表土遭風(fēng)蝕嚴(yán)重。風(fēng)是僅次于降雨導(dǎo)致土壤流失的誘發(fā)因素，特別是冬春季節(jié)，土壤干旱，含水量較低，加上草類(lèi)枯萎，據(jù)觀測(cè)，在3m/s的風(fēng)速，散離的表土?xí)勘淮惦x。表土的運(yùn)動(dòng)方式：一是沿表面滑動(dòng)，二是跳躍運(yùn)動(dòng)，三是浮游運(yùn)動(dòng)。若堤肩兩側(cè)各有0.5-1.0m的寬帶草皮，每年可滯留約5-10Lm厚的或更多的表土，可見(jiàn)生物防護(hù)對(duì)穩(wěn)定土壤不被侵蝕起著良好的作用。

　　1.6 防蝕措施：保護(hù)表土的辦法，概括起來(lái)可分為工程處理法和生物保護(hù)法。生物保護(hù)法中植草防護(hù)工程是最廣泛的一種，草皮在工程表面覆蓋率高的，土壤遭受侵蝕的可能性就大大減少。

　　2、河道堤防工程的生物防護(hù)

　　河道堤防應(yīng)用生物防護(hù)，有著悠久的歷史，從宋朝開(kāi)始就有在堤外植樹(shù)，防浪固堤的記載，到了明代劉天和總結(jié)堤岸植柳經(jīng)驗(yàn)，制訂了植柳方法，即：臥柳、低柳、偏柳、浮柳、慢柳、高柳。根據(jù)臨河防浪“背河取材”的原則，植樹(shù)植草、綠化堤防，取得了很大的成績(jī)。特別是黃河大堤在這方面，更是提供了成功的經(jīng)驗(yàn)。

　　多年來(lái)，就黃河的情況看堤防以種植葛巴草為主、鐵板芽等其它草類(lèi)配合，固土防沖作用顯著。但是，由于不能適時(shí)復(fù)新，原有草皮自然老化、退化，牛、羊破壞等致使草皮覆蓋率大大降低。有些地段，高桿雜草叢生，生物防護(hù)作用減小，加之排水設(shè)施不夠完善，每年的雨季出現(xiàn)水溝浪窩較多，工程遭受破壞嚴(yán)重，嚴(yán)重影響工程的完整和抗洪能力，增加了工程維修費(fèi)用。有無(wú)草皮防護(hù)工程，其土方流失量差異很大。從實(shí)際情況來(lái)看，凡草皮覆蓋率較高、生長(zhǎng)旺盛的堤段，較少出現(xiàn)水土流失。而一些無(wú)草皮覆蓋或覆蓋率低、草皮生長(zhǎng)差的地段，集中降雨時(shí)往往會(huì)有大量水土流失，形成較大的水溝浪窩。

　　生物防護(hù)不僅有較好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益，而且大大改變了工程面積，綠化、美化了工程，改善了環(huán)境，改善了小氣候，為當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)居民提供了游覽休息的良好的活動(dòng)場(chǎng)所。如東明的黃河公園就是這樣。

　　在湖西地區(qū)，河道堤防的防護(hù)，也多是采取生物防護(hù)的方法，一般都是喬灌結(jié)合，灌木叢中再種草。這里所指的灌木，主要是簸箕柳、紫穗槐等條編所需的原料，因此，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)好，當(dāng)然對(duì)工程的防護(hù)效果也是不錯(cuò)的。在太長(zhǎng)的堤防上，都采取工程措施，是不經(jīng)濟(jì)的（險(xiǎn)工段除外），在管理組織健全的情況下，切實(shí)搞好生物防護(hù)，對(duì)保障堤防完整，提高抗洪能力，是完全必要和可行的。