河道整治水土保持讲义

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。2023年3月6日11.1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。2023年3月6日2

（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2023年3月6日3

（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。2023年3月6日41.1.2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。

2023年3月6日52.1.1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2023年3月6日6（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。2023年3月6日73．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。2023年3月6日8（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。2023年3月6日93.1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。2023年3月6日102．丁坝坝的种种类丁坝可可按建建筑材材料、、高度度、长长度、、透水水性能能及与与流水水所形形成的的角度度进行行分类类。(1)按建筑材料不同，可分分为：石笼笼丁坝、梢梢捆丁坝、、砌石丁坝坝、混凝土土丁坝、木木框丁坝、、石柳坝及及柳盘头等等。(2)按高度不同，即山山洪是否能能漫过丁坝坝，可分为为淹没和非非淹没两种种。(3)按长度不同，丁坝坝分为短丁丁坝与长丁丁坝。(4)按丁坝与水流所成成角度不同，可分分为：垂直直布置形式式（即正交交丁坝）、、下挑布置置形式（即即下挑丁坝坝）、上挑挑布置形式式（即上挑挑丁坝）。。(5)按透水性能不同，可分分为不透水水与透水丁丁坝。2023年年3月5日日11（二）丁坝的设设计与施工由于荒溪纵坡陡陡，山洪流速大大，挟带泥沙多多，丁坝的作用用比较复杂，建建筑不当不仅不不能发挥作用，，有时还会引起起一些危害，因因此在丁坝的设设计与施工中应应注意以下几问问题。1．丁坝的布置（1）丁坝的间距丁坝的间距与淤淤积效果有密切切的关系。间距距过大，丁坝群群就和单个丁坝坝一样，不能起起到互相掩护的的作用，间距过过小，丁坝的数数量就多，造成成浪费。2023年3月月5日12（2）丁坝的布置形形式对崩塌延续很长范范围的地段，为促使使泥沙淤积，多多做成上挑丁坝组，以加速淤沙保保护崩塌段的坡坡脚；在崩塌段段的上游起点附附近，则修筑非非淹没丁坝。丁丁坝的高度，在在靠山一面宜高高，缓缓向下游游倾斜到丁坝头头部。2．丁坝的结构（1）石丁坝：其坝心用乱抛堆或或用块石砌筑。表面用干砌、、浆砌石修平或或用较大的块石石抛护，其范围围是上游伸出坝坝脚4m，下游伸出8m，坝头伸出12m。其断面较小，，顶宽一般为1.5—2.0m。2023年3月5日13（2）土心丁坝：：此丁坝采用沙土或粘粘性土料作坝坝体，用块石护脚脚护坡。（3）石柳坝和柳柳盘头：在石料较少的地地区，可采用石柳柳坝和柳盘头头等结构形式式。3．丁坝的高度度和长度丁坝坝顶高程程视整治的目的而定。在山洪洪沟道中，以以修筑不漫流流丁坝为宜，，坝顶高程一一般高出设计计水位1m左右。丁坝坝身长度度和坝顶高程程有一定的联联系，淹没丁丁坝，可采用用较长的坝身身，而非淹没没丁坝，坝身身都是短的。。2023年3月5日144．丁坝坝头冲冲刷坑深度的的估算影响丁坝坝头头冲刷深度的的主要因素有有：（1）丁坝坝头附近的流流速及水流与与坝轴线的交交角。流速大，折折向沟底的水水流速度也大大；交角愈接接近90°，冲击坝身的的水流愈强，，壅水愈高，，折向沟底的的水流冲刷力力也愈强。（2）坝身的长度。坝身愈长，，束窄沟床的的能力愈强，，坝头的流速速也愈大，冲冲刷坑愈深。。（3）沟床的土质组组成和来沙情情况。粘性土愈多多，抗冲能力力愈强，冲刷刷坑就愈浅，，上游来沙愈愈多，遭冲刷刷的可能性也也愈小。（4）坝头的边坡。坝坡愈陡，，环流向下之之切应力愈大大，冲刷坑也也愈深。2023年3月5日155．丁坝的防护在河床组成较好的的情况下，可用抛抛石护脚，它的宽宽度应不小于由漫漫流和绕流而引起起的坝头和坝身附附近河床的掏刷范范围，在黄河流域域，一般向上游延延护12—20m，向下游延护15—25m。坝头水流紊乱，，应特别加固，可可采用加大头部护护底工程面积或加加大边坡系数两种种方式进行。6．丁坝的施工丁坝施工中须注意意的几个问题。（1）施工顺序：选择择流势较缓和的地点点先行施工，然后再推向流势势较急之地点，以以保证工程安全。。（2）在施工中应注意意观测研究已修丁坝对上、下下游及对岸之影响响。2023年3月5日16（3）应考虑按照现有沟道之冲冲淤变化，不能简单地将丁丁坝基础按照现有有沟底一律向下挖挖一定深度。（4）在丁坝开挖坑内回填大石石，以抵抗冲刷。3.1.2顺坝顺坝是一种纵向向整治建筑物，，由坝头、坝身和坝坝根三部分组成，坝坝身一般较长，，与水流方向接接近平行或略有有微小交角，直直接布置在整治治线上，具有导导引水流、调整整河岸等作用。。顺坝有淹没与非非淹没两种，淹淹没顺坝用于整整治枯水河槽，，顺坝高程由整整治水位而定，，自坝根到坝头头，沿水流方向向略有倾斜；非非淹没顺坝在河河道整治中采用用较少。2023年3月月5日174.1治滩造田工程治滩造田就是通通过工程措施，将河床缩窄、改道道、裁弯取直，在治好的河滩滩上，用引洪放放淤的办法，淤淤垫出能耕种的的土地，以防止止河道冲刷，变变滩地为良田。。治滩造田是小流流域综合治理的的一个组成部分分，而流域治理理的好坏，又直直接影响治滩造造田工程的标准准和效益，因此此，治滩造田工工程不能脱离流流域治理规划单单独进行。2023年3月月5日184.1.1治滩造田的类型型（一）束河造田田：在宽阔的河滩上，修建顺河堤堤等治河工程束束窄河床，将腾腾出来的河滩改改造成耕地。（二）改河造田田：在条件适宜宜的地方开挖新新河道，将原河河改道，在老河河床上造田。2023年年3月月5日日19（三））裁弯弯造田田：过分弯弯曲的的河道道往往形形成河河环，，在河河环狭狭劲处处开挖挖新河河道，，将河河道裁裁弯取取直，，在老老河弯弯内造造田。。（四））堵叉叉造田田：在在河道分分叉处处，选留留一叉叉，堵堵塞某某条支支叉，，并将将其改改造为为农田田。。（五））箍洞洞造田田：在在小流流域的的支沟内顺着着河道道方向向砌筑筑涵洞洞，渲渲泄地地面来水，，在涵涵洞上上填土土造田田。2023年年3月月5日日204.1.2整治线线的规规划整治线线（又又称治治导线线）是是指河河道经经过整整治以以后，，在设设计流流量下下的平平面轮轮廓，，它是是布置置整治治建筑筑物的的重要要依据据，因因此，，整治治线规规划设设计得得是否否合理理，往往往决决定着着工程程量和和工程程效益益的大大小，，甚至至决定定工程程的成成败。。（一）整整治线线的布布置原原则1．多造造地和和造好好地，，新河河应力力求不不占耕耕地或或少占占耕地地，造造出出的地地耕种种条件件应较较好。。2．因势势利导导。充充分研研究水水流，，泥沙沙运动动的规规律及及河床床演变变的趋趋势，，顺其其势、、尽其其利。。3．应照照顾原原有的的渠口口、桥桥梁等等建筑筑物，，不要要危及及村镇镇、厂厂矿矿、公公路等等安全全。2023年年3月5日日21（二）整治治线的形式式1．蜿蜒式。。整治线一般都是圆滑的曲线线。2．直线式：：这种整治治线基本上上把新河槽槽设计成直线，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。2023年年3月5日日224.1.3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。2023年年3月5日日23（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2023年3月月5日24（二）引引洪漫淤淤造地在洪水季季节，把把河流中中含有大大量泥沙沙的洪水水引进河河滩，使使泥沙沉沉积下来来后再排排走清水水，这种种造地方方法叫做做引洪漫淤淤造地或或引洪淤淤灌。1．引洪淤淤灌的好好处（1）充分利利用山洪洪中的水水、肥、、土资源源，变“害”为“利”。（2）为洪水水和泥沙沙找到了了出路，，有效地地保持了了水土,大大减轻轻输入水水库的泥泥沙量。。2．引洪淤淤灌之建建筑物（1）引洪干干渠的比比降一般般用1/300—1/500为宜，断面尺尺寸大小小应根据据引洪流流量的大大小而定定。（2）与清水水灌溉相相同，渠渠口设置置进水闸闸与泄水水闸，对对于无坝坝引水之之渠口还还需设引引水坝，，有坝引引水之渠渠口，则则多用滚滚水坝代代替引水水坝。2023年3月月5日25（3）引水坝坝的布置置常分成成软硬二二部分，，以适应应大小不不同洪水水情况，，具体做做法是“根硬头尖尖腰子软软，保证证坝口不不出险”。①坝梢：：要求结结构坚固固，一般般用河卵石干干砌，并用铅铅丝笼护护脚，坝坝梢高度度基本与与设计引引洪流量量的水面面平齐。。②薄弱段段：薄弱弱段迎水水面一般般用卵石干砌砌，背面用用沙砾石石堆积而而成。③坝身：：常用浆砌块石石做成，或或卵石干干砌，用用卵石时时一般内内坡为1∶1，外坡为为1∶2，顶宽2-4m，坝身高高度与坝坝梢高度度确定方方法相同同，但应应增加超超高0.5-1.0m。④坝根：：一般与与泄水闸闸外边墩墩直接相相连，多多用浆砌石筑筑成，坝根内内坡多为为1∶0.5，外坡为为1∶1，顶宽为为