黄河堤坝侵蚀因素及生物防护

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黄河堤坝侵蚀因素及生物防护

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 1223 0


文摘:黄河下游堤坝工程遭受侵蚀,工程表层土质不好和裸露面积较大是其基本因素,雨滴冲击及地表径流、风吹、冻融是其诱发因素,作好工程的植被与生物防护措施是一种有效的方法。

  黄河下游堤坝工程,在水流、风吹等自然力和人类活动诸多因素作用下,常被侵蚀,造成土方流失,影响了工程的完整,更降低了工程的强度,对防洪极为不利。因此,对黄河堤坝侵蚀因素进行探讨和研究,采取有效的防护措施,维护工程完整,是工程管理工作一项重要工作。

  1、黄河堤坝的侵蚀因素

  黄河下游堤坝,不同于自然状态下的倾斜坡面:大堤的设计边坡为1:2.5或1:3.土的侵蚀大都发生在堤顶和坡上,据分析研究,工程表层土质不好和裸露面积大,是土壤遭受侵蚀的重要因素,雨滴冲击和地表径流以及风吹、冻融等是工程表土不稳固的诱发因素。引起工程坡面侵蚀和土壤流失,这常是多种因素互相作用的结果。

  (1) 坡度:黄河堤坝的边坡稳定,在于土体内部所受的剪强力是否超过了它的抗剪强度,如大于抗剪强度,则引起土体滑落。其原因:一是剪强力的增加,二是土体本身抗剪强度的降低。在内部因素不变的条件下,如果坡面越陡,雨水的径流速度越大,坡面越长,聚积的径流就越大,土壤越易侵蚀。

  (2)土壤:黄河下游大堤多为沙壤土

防渗膜标准名称为聚乙烯土工膜,主要是乳白色半透明至不透明的热塑性树脂材料-聚乙烯树脂制作而成。聚乙烯是高分子聚合物,是无毒、无味、无臭的白色颗粒,熔点约为110℃-130℃,相对密度0.918—0.965;防渗膜具有良好的耐热性和耐寒性。化学稳定性好,具有较高的刚性和韧性,机械强度好,耐环境应力开裂与耐撕裂强度性能好,随着密度的上升,机械性能和阻隔性能会相应提高,耐热,和抗拉强度也更高;可耐酸、碱、有机溶剂等腐蚀。

,表面用粘结力较大的粘土包边盖顶,垂直厚度一般在0.20-0.30m.包边盖顶质量较好的堤段,防护工程的草皮生长旺盛、表土裸露少、就不易遭受侵蚀;反之,包边盖顶所用土质沙性较大、草皮生长较差、表土裸露大、就容易遭受侵蚀;另外,随着时间的推移,包边盖顶的粘土在日晒、风化及植物生长腐殖质增多的情况下,土的性质也会发生变化,团粒间的粘聚力就衰减,耐蚀性能就降低。

  (3)气候:山东黄河地处北温带,属季风气候。黄河走向为西南-东北,河口段的上游段寒冷,土壤在冬季冻胀,春季融化,周期冻融条件下,极易引起重力侵蚀和土壤流失。大堤坡向不同,土壤侵蚀量也有差异,朝阳面冬季土壤结冰层薄、化冻早、草皮返青快,生长季节光照充足,长势旺盛,覆盖坡面密集,土壤侵蚀量少。相反,背阳坡面冬季土壤结冰厚、春季化冻晚、草皮返青慢,生长季节光照不够充足,长势不如朝阳面,覆盖率低,春季风蚀、夏季降雨侵蚀均较严重。

  (4) 降雨与植被:当雨水直接降到表层土时,雨滴的力量起着打压、填充及飞溅的作用,而打压是把表层土搅乱,径流则把土壤带走,成为表土流失的主要方式。草皮现有覆盖、缓冲水滴冲击,根据酸质土壤团粘的功能,草皮覆盖率较高的坡面,具有很大的保水能力,起着涵养水源、阻滞地表径流、防止水土流失的主要作用。有关实验证实,在雨水打压受到阻碍的区域,其泥土流失量只有裸露地的1/100-1/200 .

  (5) 风:黄河大堤高于周围地面,表土遭风蚀严重。风是仅次于降雨导致土壤流失的诱发因素,特别是冬春季节,土壤干旱,含水量较低,加上草类枯萎,据观测,在3m/s的风速,散离的表土会全部被吹离。表土的运动方式:一是沿表面滑动,二是跳跃运动,三是浮游运动。若堤肩两侧各有0.5-1.0m的宽带草皮,每年可滞留约5-10Lm厚的或更多的表土,可见生物防护对稳定土壤不被侵蚀起着良好的作用。

  (6)防蚀措施:保护表土的办法,概括起来可分为工程处理法和生物保护法。生物保护法中植草防护工程是最广泛的一种,草皮在工程表面覆盖率高的,土壤遭受侵蚀的可能性就大大减少。

  2、黄河下游堤坝工程的生物防护

  黄河下游堤坝应用生物防护,有着悠久的历史,从宋朝开始就有在堤外植树防浪固堤的记载,到了明代刘天和总结堤岸植柳经验,制订了植柳方法,即:卧柳、低柳、偏柳、浮柳、慢柳、高柳。人民治黄以来,根据临河防浪“背河取材”的原则,植树植草、绿化堤防,取得了很大的成绩。

  多年来,山东黄河堤防以种植葛巴草为主,铁板芽等其它草类配合,固土防冲作用显著。但是,由于不能适时复新,原有草皮自然老化、退化,牛、羊破坏等致使草皮及覆盖率大大降低,有些地段,高杆杂草丛生,生物防护作用减小,加之排水设施不够完善,每年的雨季出现水沟浪窝较多,工程遭受破坏严重,严重影响工程的完整和抗洪能力,增加了工程拨款和维修费用。有无草皮防护工程,其土方流失量差异很大。从实际情况来看,凡草皮覆盖率较高、生长旺盛的堤段,很少出现水土流失。而一些无草皮覆盖或覆盖率低、草皮生长差的地段,集中降雨时往往会有大量水土流失,形成较大的水沟浪窝。自1990年山东局开展“引种、培育防护工程优良草种的试验研究”工作以来,取得了较大的成果,针对黄河下游防洪工程对防护草种的基本要求,引种了“马尼拉、本特尔、地毯草”等8个外来草种,培育了“铁板芽、羊胡子草”等多种草种,为堤防的生物防护创造了条件。

  生物防护不仅有较好的经济效益、生态效益和社会效益,而且大大改变了工程面积,绿化、美化了工程,改善了环境,改善了气候,为当地城乡居民提供了游览休息的良好的活动场所。

  3、搞好生物防护,确保防洪工程安全完整

  防洪工程坡面草皮,对防止雨水冲沟、风浪淘刷、水土流失、维护工程完整、保持工程抗洪强度,发挥着重要作用。

  3.1 继续搞好草皮的更新复壮工作

  利用春季、雨季的大好时机,进行外植、更植,巩固扩大成果。

  3.2根据不同河段、气候、土壤条件、坡面等不同情况,因地制宜植草

  在堤防坡面上,除对原有的葛巴草进行了更新复壮外,大力扩种铁板芽、羊胡子草,在堤肩上种植了马尼拉草,涵闸及险工、控导工程,结合绿化美化,宜种植地毯草、马尼拉、铁板芽草。

  3.3 加强管理,及时清除高杆杂草

  对高杆杂草、芦苇、次生林、低矮树丛生的段落,人工清除费工费时,且每年需要反复清除才能满足要求的地段,需用灭草剂清除。


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