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松花江下游堤防工程在自然力和人类生产活动诸多因素作用下,常被损毁,影响了工程的完整,降低了工程防洪作用。因此,对松花江下游堤防损毁因素进行探讨和研究,采取有效的防护措施,使防洪工程发挥其应有效益,在工程管理工作中的意义十分重要。
1.松花江堤防损毁因素
松花江下游堤防是人工形成的大堤。设计标准是20年一遇。工程实际情况是;表层土质为松散黑土且裸露面积大,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,引起工程损毁有如下因素。
1.1坡度
松花江下游堤坝的边坡是否稳定,在于坝坡土体表面植被的覆盖率和内部所受的剪强力是否超过了它的抗剪强度。在内部因素不变的条件下,如果植被覆盖率低,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。
1.2土壤
松花江下游大堤多为黑壤土,表面粘结力较黄粘土差,如果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,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,土壤在日晒、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。
1.3气候
松花江下游地处黑龙江省境内为寒温带,属季风气候。松花江走向为西南-东北,终点在同江市境内与黑龙江汇合。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。在雨季到来时,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。
1.4风
松花江大堤高于周围地面,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。
2.松花江下游堤坝工程的防护
2.1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。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,下游堤坝应用生物防护。1998年以来国家下拨大量资金,在松花江堤外植树防风固堤。长期以来,根据临水防浪背水防风的原则,植树植草、绿化堤防,取得了很大的成绩。
2.2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1998年开展“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,針对松花江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,培育了杨树,柳树等多种树木,为堤防的生物防护创造了条件。
2.3加强管理,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。 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。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,栽树。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。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。
总之,生物防护不仅有较好的经济效益、生态效益和社会效益,而且有效地增加工程的使用年限,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。 [科]
1.松花江堤防损毁因素
松花江下游堤防是人工形成的大堤。设计标准是20年一遇。工程实际情况是;表层土质为松散黑土且裸露面积大,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,引起工程损毁有如下因素。
1.1坡度
松花江下游堤坝的边坡是否稳定,在于坝坡土体表面植被的覆盖率和内部所受的剪强力是否超过了它的抗剪强度。在内部因素不变的条件下,如果植被覆盖率低,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。
1.2土壤
松花江下游大堤多为黑壤土,表面粘结力较黄粘土差,如果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,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,土壤在日晒、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。
1.3气候
松花江下游地处黑龙江省境内为寒温带,属季风气候。松花江走向为西南-东北,终点在同江市境内与黑龙江汇合。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。在雨季到来时,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。
1.4风
松花江大堤高于周围地面,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。
2.松花江下游堤坝工程的防护
2.1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。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,下游堤坝应用生物防护。1998年以来国家下拨大量资金,在松花江堤外植树防风固堤。长期以来,根据临水防浪背水防风的原则,植树植草、绿化堤防,取得了很大的成绩。
2.2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1998年开展“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,針对松花江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,培育了杨树,柳树等多种树木,为堤防的生物防护创造了条件。
2.3加强管理,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。 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。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,栽树。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。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。
总之,生物防护不仅有较好的经济效益、生态效益和社会效益,而且有效地增加工程的使用年限,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。 [科]