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饶河县乌苏里江段国土流失原因及防治措施

2010-04-09张建民卢建旗

黑龙江水利科技 2010年4期
关键词:滩地壤土砌块

张建民,卢建旗

(1.饶河县水务局,黑龙江饶河155700;2.黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨150080)

1 基本情况

乌苏里江是中国与俄罗斯的界江,流域面积18.7万km2,全长478 km;流经饶河县境内128 km(其中乡镇所辖长度67 km),凹岸和弯道及汊道分流较多。由南向北流经饶河县境内,该段江岸坍塌、退岸情况严重,每年都造成大量的国土流失。

饶河县直属乡镇段乌苏里江长度67 km(其余61 km为农场段,文中暂不考虑);该段江岸俄罗斯侧主要有贝科凡河和比金河等10条支流,而我国侧有外七里沁河、大岱河等支流共计11条。我国一侧多为平原,地势低洼;而俄罗斯一侧多为山地。我国一侧有的江段主流靠近凹岸,形成横向环流,致使江岸严重塌岸。

从20世纪60年代末开始至2004年,我国一侧已对主要险段采取了相应的防护措施,共修护岸长度为16.4 km,但尚有20 km的岸段坍塌严重,同时连年塌岸已对相邻建成的护岸工程构成了很大的威胁。

2 塌岸原因分析

乌苏里江饶河县江段大部分为凹岸,同时因主流靠近左侧江岸以及地形、地质等综合因素,有的岸线仍以每年平均1.5~2.0 m的速度坍塌,国土流失达2万m3/a以上。较大洪水年塌岸速度还要快些,岸线坍塌的主要原因可归纳为以下几点:

2.1 江岸地势低洼

左侧江岸地势低洼,有的岸段岸内大小沼泽星罗棋布,江水易出槽,出槽的江水尤其是较大洪水沟通了岸边的沼泽并将滩地冲成数条平行于江岸的季节性河道,由于滩地土质松散,抗冲能力低,在汛期中高水位大流量冲刷下,岸顶与附近滩地高程逐年降低,江水出槽的机会亦逐年增加,在江道水流、风浪、船行波以及冰排的冲击淘刷下,江岸便发生比较严重的坍塌。

2.2 岸坡抗冲能力低

岸坡表层1.0 m厚的黑壤土松软,尤其是在浸水后抗冲能力低,其下层均为细砂,处在松散状态,一种情况是接近平槽水位时,在水流、波浪、船行波或冰排的直接冲击、陶刷下,表层壤土坍塌;另一种情况是中水情况,冲击、淘刷壤土层以下的细砂基础,使表层壤土悬空,当其自身的黏结力维持不了自身的稳定时,便在重力作用下断裂、坍塌,岸线后退。

2.3 江道河流的冲击

平槽水位以下的江道水流,尤其中高水位情况下,表层土壤浸土后松软,水流直接冲淘表层淘土及其基础细砂层,而在中水位时,水流则冲淘细砂层,导致表层土悬空,两种情况均造成了江岸坍塌,岸线后退。

2.4 风浪冲淘

由于风浪的作用,水位变化,加快了坍塌的速度。

2.5 流水的冲撞

春季的凌汛,冬初冰封冻前的流水,此时的风速虽不大,但冰块的平面尺寸比较大,较大的惯性力的冰块连续冲撞松散的彼岸,此时若水位比较高并对变得破坏比一般水流的冲击要快一些。

2.6 船行波浪冲淘

此段江道的主航道大部分在左岸主流侧,随着航运事业的发展,船只数量增加,离岸近一点或远一点的大、小船只所形成的船行波拍击岸坡,冲淘力比较大,也加快了岸坡的坍塌。

2.7 洪水的冲击

洪水期江水出槽,尤其是大、中洪水,单宽流量大,水流的流速比较大,洪水冲刷滩地,使滩地高程逐年降低而增加了江水出槽的机率,洪水也直接冲击岸坡,或直接导致江岸的坍塌,或使泡水后松软的壤土层在洪水退落所形成的横向水流作用下,一般是江水位降落的比较快一些,在岸上水深为0.5~1.0 m左右时,横向水流可能形成跌水,近岸边形成急流,流速比较大,极易冲掉坡度较陡的松软壤土层而造成塌岸。

2.8 冬季表层土的干裂

夏汛后,雨量减少,江水退落岸边土壤由于水量的蒸发和下渗含水量明显减小,冬季便容易在顺水流向因冻缩而干裂形成裂缝,春季冰雪、土层融化后,土壤含水量增加而软化,尤其是较陡的岸坡土层有可能在重力作用下失稳而塌落。

3 防治措施

对于塌岸严重的江段采用碎石和砂砾石混合料回填,推土机压实。使江岸恢复原状,这样不仅使江岸保持圆滑平顺,而且改变了原江岸土质条件,提高江岸抗冲刷能力,然后再修干砌块石护岸工程。

1)采用干砌块石固脚,高程一般为畅流期多年平均枯水位加0.5~1.0 m确定。断面形式为梯形,上底宽度为1 m,下底宽为2 m,固脚厚度为1 m,最上层0.3 m采用浆砌石以增加牢固性。

2)护坡:厚度可采用相应的公式计算,一般为0.3~0.5 m,但对块石粒径要求比较严格,平均粒径0.3 m,最小粒径≥0.25 m。

3)护坡以下布设反滤层,一般为0.10 m厚碎石,碎石以下铺设土工布。

4)护肩采用混凝土结构,我县已建护岸护肩尺寸大部分为0.3 m宽,0.6 m深,效果不错。除了采用干砌块石结构以外,也可采用混凝土板护坡。与干砌块石相比,更加美观、牢固,但工程造价较高,一般除了村镇护岸以外,很少采用。

在采用工程措施的同时,强化管理,减少人为因素的破坏,采用生物措施,恢复岸顶及河床植被也是有效的防护措施。

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