基于水流流速選擇土質邊坡護岸型式

邱冬梅 何練民

摘 要：護岸的類型繁多，包括草皮 、砌石類、混凝土類等。其各自的適用條件不相同。本文提出各護岸允許流速，按照流速和不同護岸特點進行了分析，選擇河道護岸的方法。

關鍵詞：允許流速；護岸類型；

【文章編號】1627-6868（2016）05-0003-02

為保護岸坡，控制河勢，人們在大大小小的河流上修建了各種類型的護岸和護坡，護岸主要目的是防止河道被侵蝕，河道侵蝕影響因素較多，水流流速是重要和容易獲得的參數之一，用其衡量土質邊坡沖刷簡要易行，本文主要從水流流速方面提出判斷和選擇護岸型式。

1.不同土岸坡允許流速，見表1。

這些邊坡在河道水流中容易沖刷，在超過允許流速時容易產生坍塌和崩岸，應該進行護岸。

2.河道護岸類型及允許流速

2.1 草皮護岸

草皮護岸是利用水生植物或耐水樹種的根系固土，防止岸坡坍塌。這種護岸既可綠化美觀岸坡環境，又可保障河道自然屬性及堤岸安全。主要用于小型河道及水流流速度較小的人工湖的堤岸

2.2 干砌塊石（拋石）護岸

砌石護岸是一種歷史悠久的治河護坡方法，一般是利用當地河卵石、塊石.采用人工干砌形成直立或具有一定坡度的護岸。這種護岸的最大特點是：結構型式簡單、施工操作方便、工程造價低廉。另外，干砌石護岸具有一定抗沖刷能力，適用于流量較大但流速不大的河道。

2.3 混凝土預制塊

利用預制混凝土塊進行岸坡侵蝕防護是目前比較常用的技術。混凝土塊可以單塊放置，也可以通過多種方式連接，如相互咬合或用纜索連接，使其充分發揮結構柔性和整體性的優點。結構底面必須鋪設反濾層和墊層，可以選用土工布或碎石。這項技術適用于水流和風浪淘刷侵蝕嚴重、坡面相對平整的河流岸坡。

2.4生態型混凝土預制件

生態型混凝土預制塊是利用混凝土預制件構件構成的各類孔狀結構，這種護岸技術采用預制件結構，強度高，施工簡單，速度快；其多孔結構符合生態設計原理，兼顧了生態和景觀需求。不僅能保護岸坡抵抗水流沖刷，而且還為動植物生長提供了有利條件。特別適用于河道較窄、岸坡比較陡的城市河道岸坡防護。

2.5 漿砌塊石整體護岸

對于流量較大城鎮河道。防止洪水沖刷保障堤防安全是非常重要的。因此，要保證河道堤防不決口，適宜采用相對堅固的漿砌石護岸。在砌石的膠結材料選擇時，可根據河道最大流速選擇水泥砂漿或白 灰砂漿。漿砌石護岸具有結構穩定性較好、整體性好、強度較高、抗沖能力強等特點，可用于大江大河（如長江、黃河使用較多）或流速大的 堤防護岸。該護岸型式適用于城鎮周邊流量較大、有較強防沖要求的河道。

2.6 現澆混凝土護岸

為防止洪水對岸坡的沖刷，常利用一定厚度的現澆 混凝土.在河道兩岸建成直立或傾斜的混凝土擋墻。這種護坡在過去幾十年中，特別是大城市的河道整治中應用最廣泛。混凝土護岸常稱三面光護岸。它的優點是抗沖刷能力很強，適用于大江大河及流速較大的河道和部位。其最大缺點是隔絕了水生生物、植物生長繁衍通道，堤岸不能生長綠色植物，使河道處于一種封閉狀態，缺乏綠色和生機。

2.7 鉛絲石籠護岸

利用鉛絲將卵石、塊石固定成較大體積的整體，防止較大洪水沖刷。常常利用鉛絲竹編織成網籠裝卵（塊）石，碼砌成坡護岸。在常水位以上，還可在石料空隙中摻人種植土及耐水植物種子。待其生長后形成生態綠色護岸。鉛絲（竹）網籠的疏密可根據石料的直徑確定。鉛絲籠護岸抗水流沖刷能力強、整體性好，且能滿足生態型（綠化）護岸的要求。其最大特點是有利于水草、魚類及兩棲水生動物的繁殖和棲息生長。

各護岸允許流速見表2。

3.基于流速選擇護岸型式的步驟

首先測量河道邊界條件，實測河道平面和剖面；然后估算平均水力條件，按照天然河道非均勻流推求河道水面線計算每一斷面的流速；分析現狀條件下邊坡穩定性，按照土質邊坡允許流速與水流流速對比，論證護岸的必要性；依據護岸允許流速必選河道護岸型式；最后按照護岸后的設計斷面重新進行水力計算和邊坡穩定計算，驗算護岸穩定性。

4.實例介紹

實例1漳河流域位于安陸市西南部，境內流域面積308km2，河長39km，流域內總人口18.35萬人，耕地面積1.85萬hm2，耕地和人口多位于漳河干支流沿岸。流域范圍涉及王義貞店鎮、雷公鎮、木梓鄉、巡店鎮和辛榨鄉。漳河流域洪水由暴雨形成，洪水期水位暴漲暴落，河道擺動范圍大，河勢多變，河流沿岸防洪設施少、標準低，一遇暴雨就造成洪澇災害。河道多年未實施清淤，河道萎縮嚴重，行洪能力逐步降低，對流域地區城鄉的防洪安全構成了嚴重威脅。2011年7月湖北省水利廳批復漳河防洪工程，開始對漳河干支流整治，設計中對漳河干流雙河段、黃沖段、桑樹段以及漳河支流萬家河王義貞店鎮鎮區河段進行整治，經過水面線推求，河道水流流速為3.3m/s，設計中采用鉛絲石籠擋墻和護坡，既能滿足防沖要求，又能起到生態護坡作用，達到防洪減災、美化環境的目的。

實例2鄂州市華容區中小河流治理重點縣綜合整治和水系連通試點蒲團項目區位于華容區南部蒲團鄉西側，項目區總國土面積68.67km2，主要涉及匯入長港的拾湖港及其支流佐進港、吳家湖港、后灣港、小港等和匯入五四湖的垱網湖港和瓜圻塘港，共整治河道6條，總長度33.482km。根據測量斷面、水文計算、水面線推求等工作后，河道水流流速為02～0.55m/s，在一般岸坡護岸設計中采用草皮護坡即可滿足要求，在浪坎等陡邊坡處采用鉛絲石籠護岸，目前運行良好。

5 結語：河道建設是當前水利建設中一項重大而長遠的任務，在護岸選擇中，要結合河道的地形地質狀況，水文氣象、泥沙及沖於變化，同時要考慮當地經濟發展狀況和人文風俗等綜合考慮，進行不同型式、不同材料的河道護岸的選擇。在河道防洪安全的前提下，考慮結構型式，并結合城鎮美化景觀、經濟適用性及可持續發展的原則，合理選用當地草種、矮小樹木、拋石、干砌塊石、生態混凝土等護岸，應盡量少用漿砌石和混凝土等硬質護岸。