河道侵蚀防治与护岸工程讲义

12023年3月14日河道治理工程

各种类型的河段，在自然情况或受人工控制的条件下，由于水流与河床的相互作用，常造成河岸崩塌而改变河势，危及农田及城镇村庄的安全，破坏水利工程的正常运用，给国民经济带来不利影响。修筑护岸与治河工程的目的，就是为了抵抗水流冲刷，变水害为水利，为农业生产服务。22023年3月14日1.1河道横向侵蚀

横向侵蚀一般是指在河（沟）道中与流向垂直的向两侧方向的侵蚀，如河（沟）岸崩塌，沟道被冲刷而变宽等现象。发生横向侵蚀原因：一是河（沟）床纵向侵蚀影响，由于河床下切而使河床失去稳定；二是山洪、泥石流流动时水流弯起引起横向冲刷所造成的。影响水流弯曲的因素很多，如河（沟）床上的突出岩石、沉积的泥沙堆、两岸的不对称地形等等，都可能引起水流的弯曲。32023年3月14日

（一）基本原理河道的演变形式，可分为两种：其一是河道沿流程纵深方向上发生的变形，称为纵向变形。其二是河道与流向垂直的两侧方向上之变形，称为横向变形。河道的纵向变形，反映在河床的抬高和刷深，而横向变形的总趋势是：河道不断向右岸冲刷发展，而左岸则不断淤积。河道演变的原因极其复杂，千差万别，但其根本的原因是输沙的不平衡。

1.1.1河道演变的机理42023年3月14日

（二）影响河道演变的因素1.河段的来水量及其变化过程；2.河段来沙量、来沙组成及其变化过程；3.河段比降；4.河段的河床形态及地质情况。

其中，第1、3两个因素决定河段水流挟带泥沙的能力；第2个因素决定河段的来沙数量及其泥沙组成，在一定的水流条件下，如果河段的来沙量大，泥沙组成粗，则有利于使河道产生淤积；如果来沙量小，泥沙组成细，则将有利于使河道产生冲刷。52023年3月14日1.1.2横向侵蚀的防治

一般说来，在山洪流经的途径上，可有以下几种防治方法：（1）将沟槽部分裁弯取直，控制凹岸发展。但在沟道裁弯取直后，由于比降增大，可能使山洪的流速增大，使纵向侵蚀加剧，因而必须考虑沟（沟）床的稳定性问题。（2）沉积泥沙堆山洪流经障碍物时，必然要改变方向，从而发生弯曲导致横向侵蚀，清除障碍物后并辅以适当的导流工程则可防止横向冲刷。（3）设置护岸工程与整治建筑物，以控制河岸发展和改善弯道，这是防止横向侵蚀的主要办法。

62023年3月14日2.1.1护岸工程的目的及种类（一）护岸工程的目的沟道中设置护岸工程，主要用于下列情况：

1．由于山洪、泥石流冲击使山脚遭受冲刷而有山坡崩坍危险的地方。

2．在有滑坡的山脚下，设置护岸工程兼起挡土墙的作用，以防止滑坡及横向侵蚀。

3．用于保护谷坊、拦沙坝等建筑物。

4．沟道纵坡陡急，两岸土质不佳的地段，除修谷坊防止下切外，还应修护岸工程。2.1护岸工程72023年3月14日（二）护岸工程的种类护岸工程一般可分为护坡与护基（或护脚）两种工程。枯水位以下称为护基工程，枯水位以上称为护坡工程。根据其所用材料的不同，又可分为：干砌片石、浆砌片石、混凝土板、铁丝石笼等几类。2.1.2护岸工程的设计与施工（一）护岸工程的设计原则

1．在进行护岸工程设计之前，应对上下游沟道情况进行调查研究，分析在修建护岸工程之后，下游或对岸是否会发生新的冲刷，确保沟道安全。

2．为减少水流冲毁基础，护岸工程应大致按地形设置，并力求形状没有急剧的弯曲。82023年3月14日3．护岸工程的设计高度，一方面要保证山洪不致漫过护

岸工程，另一方面应考虑护岸工程之背后有无崩塌之

可能。

4．在弯道段凹岸水位较凸岸水位高，因此，凹岸护岸工

程的高度应更高一些。

（二）护基（脚）工程

1．抛石护脚工程

设计抛石护脚工程应考虑块石规格，稳定坡度，抛护范围和厚度等几个方面的问题。

2．石笼护脚工程

石笼护脚多用于流速大，边坡陡的地区。石笼系用铅丝、铁丝、荆条等材料做成各种网格的笼状物体，内填块石、砾石或卵石。92023年3月14日（三）护坡工程1.干砌块石护坡干砌块石护坡主要由脚槽、坡面、封顶三部分组成其中脚槽主要用于阻止砌石坡面下滑，起到稳定坡面之作用，其形式有矩形和梯形两种，其下端与护脚工程衔接。2．浆砌石护坡浆砌石护岸堤可用75号水泥砂浆砌筑，在严寒地区使用100号水泥，其结构形式，基本上与干砌石护坡相同一般也设垫层。3．护岸堤修筑时，需注意的几个问题（1）基础要挖深，慎重处理，防止掏空。（2）沟岸必须事先平整，达到规定坡度后再进行砌石。（3）护岸片石必须全部丁砌，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，可分为丁坝、顺坝等几种。3.1.1丁坝（一）丁坝的作用种类1．丁坝的作用丁坝的主要作用如下：（1）改变山洪流向，防止横向侵蚀。（2）缓和山洪流势，使泥沙沉积，并能将水流挑向对岸，保护下游的护岸工程和堤岸。（3）调整沟宽，防止山洪乱流和偏流，阻止沟道宽度发展。112023年3月月7日2．丁坝的种类丁坝可按建筑材材料、高度、长长度、透水性能能及与流水所形形成的角度进行行分类。(1)按建筑材料不同，可分为：：石笼丁坝、梢梢捆丁坝、砌石石丁坝、混凝土土丁坝、木框丁丁坝、石柳坝及及柳盘头等。(2)按高度不同，即山洪是是否能漫过丁坝坝，可分为淹没没和非淹没两种种。(3)按长度不同，丁坝分为为短丁坝与长丁丁坝。(4)按丁坝与水流所成角度度不同，可分为：：垂直布置形式式（即正交丁坝坝）、下挑布置置形式（即下挑挑丁坝）、上挑挑布置形式（即即上挑丁坝）。。(5)按透水性能不同，可分为不不透水与透水丁丁坝。122023年年3月月7日日（二））丁坝坝的设设计与与施工工由于荒荒溪纵纵坡陡陡，山山洪流流速大大，挟挟带泥泥沙多多，丁丁坝的的作用用比较较复杂杂，建建筑不不当不不仅不不能发发挥作作用，，有时时还会会引起起一些些危害害，因因此在在丁坝坝的设设计与与施工工中应应注意意以下下几问问题。。1．丁坝坝的布布置（1）丁坝坝的间间距丁坝的的间距距与淤淤积效效果有有密切切的关关系。。间距距过大大，丁丁坝群群就和和单个个丁坝坝一样样，不不能起起到互互相掩掩护的的作用用，间间距过过小，，丁坝坝的数数量就就多，，造成成浪费费。132023年年3月月7日日（2）丁坝坝的布布置形形式对崩塌延延续很很长范范围的地段段，为为促使使泥沙沙淤积积，多多做成成上挑丁丁坝组组，以加加速淤淤沙保保护崩崩塌段段的坡坡脚；；在崩崩塌段段的上上游起起点附附近，，则修修筑非非淹没没丁坝坝。丁丁坝的的高度度，在在靠山山一面面宜高高，缓缓缓向向下游游倾斜斜到丁丁坝头头部。。2．丁坝坝的结结构（1）石丁丁坝：：其坝心用用乱抛抛堆或或用块块石砌砌筑。表面面用干干砌、、浆砌砌石修修平或或用较较大的的块石石抛护护，其其范围围是上上游伸伸出坝坝脚4m，下游游伸出出8m，坝头头伸出出12m。其断断面较较小，，顶宽宽一般般为1.5—2.0m。142023年年3月月7日日（2）土心心丁坝坝：此此丁坝坝采用沙沙土或或粘性性土料料作坝坝体，用块块石护护脚护护坡。。（3）石柳柳坝和和柳盘盘头：：在石料较较少的的地区区，可采采用石石柳坝坝和柳柳盘头头等结结构形形式。。3．丁坝坝的高高度和和长度度丁坝坝坝顶高高程视视整治的的目的的而定。。在山山洪沟沟道中中，以以修筑筑不漫漫流丁丁坝为为宜，，坝顶顶高程程一般般高出出设计计水位位1m左右。。丁坝坝坝身长长度和和坝顶顶高程程有一一定的的联系系，淹淹没丁丁坝，，可采采用较较长的的坝身身，而而非淹淹没丁丁坝，，坝身身都是是短的的。152023年年3月月7日日4．丁坝坝坝头头冲刷刷坑深深度的的估算算影响丁丁坝坝坝头冲冲刷深深度的的主要要因素素有：：（1）丁坝坝坝头附附近的的流速速及水水流与与坝轴轴线的的交角角。流速速大，，折向向沟底底的水水流速速度也也大；；交角角愈接接近90°°，冲击击坝身身的水水流愈愈强，，壅水水愈高高，折折向沟沟底的的水流流冲刷刷力也也愈强强。（2）坝身的的长度度。坝身身愈长长，束束窄沟沟床的的能力力愈强强，坝坝头的的流速速也愈愈大，，冲刷刷坑愈愈深。。（3）沟床的的土质质组成成和来来沙情情况。粘性性土愈愈多，，抗冲冲能力力愈强强，冲冲刷坑坑就愈愈浅，，上游游来沙沙愈多多，遭遭冲刷刷的可可能性性也愈愈小。。（4）坝头的的边坡坡。坝坡坡愈陡陡，环环流向向下之之切应应力愈愈大，，冲刷刷坑也也愈深深。162023年3月月7日5．丁坝的的防护在河床组组成较好好的情况况下，可可用抛石石护脚，，它的宽宽度应不不小于由由漫流和和绕流而而引起的的坝头和和坝身附附近河床床的掏刷刷范围，，在黄河河流域，，一般向向上游延延护12—20m，向下游游延护15—25m。坝头水水流紊乱乱，应特特别加固固，可采采用加大大头部护护底工程程面积或或加大边边坡系数数两种方方式进行行。6．丁坝的的施工丁坝施工工中须注注意的几几个问题题。（1）施工顺顺序：选选择流势较缓缓和的地地点先行行施工，然后再再推向流流势较急急之地点点，以保保证工程程安全。。（2）在施工工中应注注意观测测研究已修丁坝坝对上、、下游及及对岸之之影响。172023年3月7日（3）应考虑按照现有沟道道之冲淤变化化，不能简单地地将丁坝基础础按照现有沟沟底一律向下下挖一定深度度。（4）在丁坝开挖坑内回填填大石，以抵抗冲刷刷。3.1.2顺坝顺坝是一种纵纵向整治建筑筑物，由坝头、坝身和和坝根三部分组成，，坝身一般较较长，与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线上，具具有导引水流流、调整河岸岸等作用。顺坝有淹没与与非淹没两种种，淹没顺坝坝用于整治枯枯水河槽，顺顺坝高程由整整治水位而定定，自坝根到到坝头，沿水水流方向略有有倾斜；非淹淹没顺坝在河河道整治中采采用较少。182023年3月7日4.1治滩造田工程程治滩造田就是是通过工程措施，将河床缩窄、改改道、裁弯取取直，在治好的河河滩上，用引引洪放淤的办办法，淤垫出出能耕种的土土地，以防止止河道冲刷，，变滩地为良良田。治滩造田是小小流域综合治治理的一个组组成部分，而而流域治理的的好坏，又直直接影响治滩滩造田工程的的标准和效益益，因此，治治滩造田工程程不能脱离流流域治理规划划单独进行。。192023年3月7日4.1.1治滩造田的类类型（一）束河造造田：在宽阔的河滩上，修建顺河河堤等治河工工程束窄河床床，将腾出来来的河滩改造造成耕地。（二）改河造造田：在条件件适宜的地方方开挖新河道道，将原河改改道，在老河河床上造田。。202023年3月7日（三）裁弯造造田：过分弯曲的河河道往往形成河环环，在河环狭狭劲处开挖新新河道，将河河道裁弯取直直，在老河弯弯内造田。（四）堵叉造造田：在河道分叉处，选留一叉，，堵塞某条支支叉，并将其其改造为农田田。（五）箍洞造造田：在小流流域的支沟内顺着河道方方向砌筑涵洞洞，渲泄地面面来水，在涵洞洞上填土造田田。212023年3月7日4.1.2整治线的规划划整治线（又称称治导线）是是指河道经过过整治以后，，在设计流量量下的平面轮轮廓，它是布布置整治建筑筑物的重要依依据，因此，，整治线规划划设计得是否否合理，往往往决定着工程程量和工程效效益的大小，，甚至决定工工程的成败。。（一）整治线的的布置原则1．多造地和造造好地，新河河应力求不占占耕地或少占占耕地，造造出的地耕种种条件应较好好。2．因势利导。。充分研究水水流，泥沙运运动的规律及及河床演变的的趋势，顺其其势、尽其利利。3．应照顾原有有的渠口、桥桥梁等建筑物物，不要危及及村镇、厂厂矿、公路路等安全。222023年3月7日（二）整治线线的形式1．蜿蜒式。整整治线一般都是圆滑的曲线。2．直线式：这这种整治线基基本上把新河河槽设计成直线，根据河河势和地形形，自上游游到下游分分段取直。。3．“绕山转”式，这种整整治线是将将新河槽挤向向山脚一侧侧，河道环绕绕山脚走向向流动。232023年年3月7日日4.1.3整治建筑物物设计在整治线确确定之后，，根据不同同类型的整整治线的要要求，可采采用不同类类型的整治治建筑物，，以保证整整治线的实实施，整治治建筑物的的类型很多多，治滩造造地工程中中常用的有有丁坝，顺顺河坝等。。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，，改变了原原来的水流流状态，使使流速增大大，一般能能引起河床床纵深方向向的冲刷，，因此，在在修筑治河河工程的同同时，还应应根据建筑筑物和河道道的情况，，设置护底工工程。242023年年3月7日日（一）修筑筑格坝根据滩地园园田化的规规划，首先先应当在河河滩上用砂砂卵石或土土料修成与与顺河坝相相垂直的，，把滩地分分成若干条条块的横坝坝，叫做格坝，它是河滩滩造地中的的一项重要要工程。格坝的主要要作用是：：由于格坝坝地与原有有滩地分划划若干小块块，形成许许多造田单单元，可以以使平整土土地及垫土土之工程量量大大减小小，当顺河河坝局部被被冲毁时，，格坝可发发挥减轻洪灾之作用。4.1.4河滩造田的的方法252023年3月月7日（二）引洪漫淤淤造地在洪水季节，把把河流中含有大大量泥沙的洪水水引进河滩，使使泥沙沉积下来来后再排走清水水，这种造地方方法叫做引洪漫淤造地或或引洪淤灌。1．引洪淤灌的好好处（1）充分利用山洪洪中的水、肥、、土资源，变“害”为“利”。（2）为洪水和泥沙沙找到了出路，，有效地保持了了水土,大大减轻输入水水库的泥沙量。。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为宜，断面尺寸大小小应根据引洪流流量的大小而定定。（2）与清水灌溉相相同，渠口设置置进水闸与泄水水闸，对于无坝坝引水之渠口还还需设引水坝，