黃河堤壩侵蝕因素試析論文
時間:2022-10-16 10:32:00
導(dǎo)語:黃河堤壩侵蝕因素試析論文一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點,若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。
文摘黃河下游堤壩工程遭受侵蝕,工程表層土質(zhì)不好和裸露面積較大是其基本因素,雨滴沖擊及地表徑流、風(fēng)吹、凍融是其誘發(fā)因素,作好工程的植被與生物防護措施是一種有效的方法。
黃河下游堤壩工程,在水流、風(fēng)吹等自然力和人類活動諸多因素作用下,常被侵蝕,造成土方流失,影響了工程的完整,更降低了工程的強度,對防洪極為不利。因此,對黃河堤壩侵蝕因素進行探討和研究,采取有效的防護措施,維護工程完整,是工程管理工作一項重要工作。
1黃河堤壩的侵蝕因素
黃河下游堤壩,不同于自然狀態(tài)下的傾斜坡面:大堤的設(shè)計邊坡為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)坡度:黃河堤壩的邊坡穩(wěn)定,在于土體內(nèi)部所受的剪強力是否超過了它的抗剪強度,如大于抗剪強度,則引起土體滑落。其原因:一是剪強力的增加,二是土體本身抗剪強度的降低。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,聚積的徑流就越大,土壤越易侵蝕。
(2)土壤:黃河下游大堤多為沙壤土,表面用粘結(jié)力較大的粘土包邊蓋頂,垂直厚度一般在0.20-0.30m。包邊蓋頂質(zhì)量較好的堤段,防護工程的草皮生長旺盛、表土裸露少、就不易遭受侵蝕;反之,包邊蓋頂所用土質(zhì)沙性較大、草皮生長較差、表土裸露大、就容易遭受侵蝕;另外,隨著時間的推移,包邊蓋頂?shù)恼惩猎谌諘?、風(fēng)化及植物生長腐殖質(zhì)增多的情況下,土的性質(zhì)也會發(fā)生變化,團粒間的粘聚力就衰減,耐蝕性能就降低。
(3)氣候:山東黃河地處北溫帶,屬季風(fēng)氣候。黃河走向為西南-東北,河口段的上游段寒冷,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,朝陽面冬季土壤結(jié)冰層薄、化凍早、草皮返青快,生長季節(jié)光照充足,長勢旺盛,覆蓋坡面密集,土壤侵蝕量少。相反,背陽坡面冬季土壤結(jié)冰厚、春季化凍晚、草皮返青慢,生長季節(jié)光照不夠充足,長勢不如朝陽面,覆蓋率低,春季風(fēng)蝕、夏季降雨侵蝕均較嚴重。
(4)降雨與植被:當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。草皮現(xiàn)有覆蓋、緩沖水滴沖擊,根據(jù)酸質(zhì)土壤團粘的功能,草皮覆蓋率較高的坡面,具有很大的保水能力,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)實驗證實,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。
(5)風(fēng):黃河大堤高于周圍地面,表土遭風(fēng)蝕嚴重。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,加上草類枯萎,據(jù)觀測,在3m/s的風(fēng)速,散離的表土?xí)勘淮惦x。表土的運動方式:一是沿表面滑動,二是跳躍運動,三是浮游運動。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,可見生物防護對穩(wěn)定土壤不被侵蝕起著良好的作用。
(6)防蝕措施:保護表土的辦法,概括起來可分為工程處理法和生物保護法。生物保護法中植草防護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黃河下游堤壩工程的生物防護
黃河下游堤壩應(yīng)用生物防護,有著悠久的歷史,從宋朝開始就有在堤外植樹防浪固堤的記載,到了明代劉天和總結(jié)堤岸植柳經(jīng)驗,制訂了植柳方法,即:臥柳、低柳、偏柳、浮柳、慢柳、高柳。人民治黃以來,根據(jù)臨河防浪“背河取材”的原則,植樹植草、綠化堤防,取得了很大的成績。
多年來,山東黃河堤防以種植葛巴草為主,鐵板芽等其它草類配合,固土防沖作用顯著。但是,由于不能適時復(fù)新,原有草皮自然老化、退化,牛、羊破壞等致使草皮及覆蓋率大大降低,有些地段,高桿雜草叢生,生物防護作用減小,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,工程遭受破壞嚴重,嚴重影響工程的完整和抗洪能力,增加了工程撥款和維修費用。有無草皮防護工程,其土方流失量差異很大。從實際情況來看,凡草皮覆蓋率較高、生長旺盛的堤段,很少出現(xiàn)水土流失。而一些無草皮覆蓋或覆蓋率低、草皮生長差的地段,集中降雨時往往會有大量水土流失,形成較大的水溝浪窩。自1990年山東局開展“引種、培育防護工程優(yōu)良草種的試驗研究”工作以來,取得了較大的成果,針對黃河下游防洪工程對防護草種的基本要求,引種了“馬尼拉、本特爾、地毯草”等8個外來草種,培育了“鐵板芽、羊胡子草”等多種草種,為堤防的生物防護創(chuàng)造了條件。
生物防護不僅有較好的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益,而且大大改變了工程面積,綠化、美化了工程,改善了環(huán)境,改善了氣候,為當?shù)爻青l(xiāng)居民提供了游覽休息的良好的活動場所。
3搞好生物防護,確保防洪工程安全完整
防洪工程坡面草皮,對防止雨水沖溝、風(fēng)浪淘刷、水土流失、維護工程完整、保持工程抗洪強度,發(fā)揮著重要作用。
3.1繼續(xù)搞好草皮的更新復(fù)壯工作
利用春季、雨季的大好時機,進行外植、更植,鞏固擴大成果。
3.2根據(jù)不同河段、氣候、土壤條件、坡面等不同情況,因地制宜植草
在堤防坡面上,除對原有的葛巴草進行了更新復(fù)壯外,大力擴種鐵板芽、羊胡子草,在堤肩上種植了馬尼拉草,涵閘及險工、控導(dǎo)工程,結(jié)合綠化美化,宜種植地毯草、馬尼拉、鐵板芽草。
3.3加強管理,及時清除高桿雜草
對高桿雜草、蘆葦、次生林、低矮樹叢生的段落,人工清除費工費時,且每年需要反復(fù)清除才能滿足要求的地段,需用滅草劑清除。