防止河岸沟坡坍塌的工程技术方法

防止河岸沟坡坍塌的工程技术方法

黄淮海平原地区土地整理工程项目的重点是农田水利基本建设，兴修水利，新建或扩建灌溉和排水设施，开挖排水沟、引水渠，新挖或扩大河道。由于黄淮海地区大部分属于冲积平原，土质疏松，新开挖的排沟、河道的岸坡经过雨季或灌溉之后都会有坍塌现象，有的还比较严重。特别在黄河三角洲地区，经过一个雨季或一个灌溉季节，岸坡坍塌会使当年开挖的河道、排沟底部抬升1/5—1/4，如不及时清理维修，坍塌严重的三年之后就会失去输水和排水功能。造成河岸、沟坡坍塌的主要原因一是土壤土质疏松；二是排沟、河道两侧土地中饱和水的侧渗导致。

通常解决河岸、沟坡坍塌的措施主要有两种，一是护砌，二是种草。护砌投入大，一般是开挖河沟费用支出的5-7倍，农田水利工程核定的投资不允许、也不可能将河岸、沟坡全部护砌，况且护砌农田中的排沟不利于土地的生态平衡，对土地改良也会有不利影响。

种草护坡在土地肥沃，无盐碱，土壤不易坍塌的地区是非常有效的方法，这些地区也不必刻意种植，新开挖的河沟、岸坡当年青草自然会生长出来，从而起到护坡作用。但是，对于黄河三角洲和其他一些土壤盐碱较重的地区，河岸和沟坡上长草是非常困难的。由于盐碱的危害，这些地区新开挖的河岸沟坡上3年之内生长青草非常困难。盐碱地的沟坡上开始只生长一些耐盐碱的、一年生根系不

发达、起不到护坡作用的草，经过若干年的淋洗土壤盐碱降低之后，才会生长出具有护坡作用根系较发达的多年生草本植物。但是这几年河道、排沟必须年年清淤，才能保持通畅，因此，这些地区的农田水利工程完工后的管理维护成本支出很大。

土壤土质疏松是不可改变的，但是，因降雨、浇灌而形成地下水对河岸、沟坡的侧渗是可以防止的。一般来说，河道、排沟直接承受着其两侧各50-100米幅宽土壤中的侧渗水，水量是很大的。正是这些侧渗水流的冲击导致了河岸、沟坡的坍塌，把垮塌的土壤带入河道，堵塞了水路，使河道、排沟部分或全部丧失功能。 在地球重力引力和地下水的运动规律双重作用下，土壤中的水分达到饱和以后会自然排出多余的部分，而多余的水是向低处和可以容纳的方向流动，而河道、排沟的功能就是接纳这部分地下水，然后再汇流到远方。如果仅仅只是土壤中自身需要排出一部分中等以下降雨或地下水上升形成的饱和水，则会均衡地缓慢地排出，这些侧渗水大多是较清澈的，对河坡、沟坡的损毁不会太大。但是，如果农田灌溉，特别是用于压碱的大水漫灌或者雨季降落的大到暴雨，就会在农田中形成积水，有的水深盈尺，这些水的排出大部分也只能通过土壤侧渗排到旁边的排沟和河道之中。由于水量较大，下渗和侧渗速度快，土质又比较疏松，因此土壤中的毛细管道在水流冲击之下必然胀大，大量的水集中流向排沟、河道，在水流冲压下河坡、沟坡不会阻拦进入河道的水，没有植物根系固定的河坡、

沟坡的泥土就会大量的随水流进入河道、排沟，随后的水流又不断携带泥土进入河道、排沟，从而造成了河坡、沟坡的坍塌和河底、沟底抬高，使之降低甚至失去了排水功能。1、河道、排沟水位； 2、侧渗水流将岸坡泥砂带入河道； 3、地表积水； 4、地下水侧渗; 图1 河道、排沟坍塌示意图

如果采取不同于护砌的工程技术措施将土壤中侧渗的水流拦截或大部分拦截，以减轻侧渗水流对河坡、沟坡的冲击，降低河坡、沟坡因水流冲击造成的坍塌，再假以时日，待沟坡盐碱淋洗达到长草的条件，自然就会青草满坡，河坡、沟坡得到了有效地保护。既不用付出护砌的大量资金，又护住了坡岸，同时又有利于农田生态平衡，这是一种多赢的方案。山东东营金川水土环境工程有限公司多年来在实施土地整理、改良盐碱地工程施工中发明了一种前期投入少、后期维护管理费用低、并且可以长期稳定运行的防止河沟岸坡坍塌的工程方法。

该工程技术方法是：在河沟岸坡两侧分别埋置与河沟平行的渗水管，渗水管埋置的深度应略高于河沟日常水位高度（即该地区常年地下水的埋藏深度），渗水管的作用是拦截侧渗水流，阻止水流冲击给河岸、沟坡造成的坍塌危害。

渗水管可以是水泥的，也可以是塑料的，可以人工埋设，也可以机械铺设，机械铺设的渗水管一般应为pvc或pe打孔波纹管。渗

水管外部包裹一定厚度的滤砂层，渗水管与对应侧的河沟岸坡之间的距离在5-10米之间，渗水管与水平面之间形成引流坡度在0.5-3‰之间。

渗水管上每间隔100-300米设置观察井和引出水口，间隔后的每段渗水管与水平面之间形成引流坡度在0.5-3‰之间，引出水口通过排水管道引入河沟或者引入与河沟垂直的排沟之中。（见图2） 1、河道、排沟经常水位； 2、岸坡； 3、渗水管外裹滤料材料； 4、渗水管； a、渗水管与岸坡间距 图2 防侧渗管道埋置断面图

该技术首先从设计理论上采用“疏”的办法，即通过埋置在河沟岸坡两侧的渗水管，就能够有效汇集和引流土壤中需要排出的水分，彻底解决侧渗对河沟岸坡的冲刷，这种设计打破了传统工程方法中“堵”的思路，即通过毛石或水泥板护砌堵住侧渗水流。本技术设计具有前期一次性投入低，施工简单，维护费用少，长期受益等优势，是现行工程方法所无法比拟的全新工程技术。实验证实，利用该技术实施的防侧渗工程其前期投入仅为现行护砌方法的5%左右。得到岸坡形成保护植被后，后期维护成本微乎其微。 图3 埋置了防侧渗管的田间排沟 图4 没有埋置防侧渗管的田间排沟

2011年6月，山东省东营市牛庄镇官庄土地整理项目就是应用该

技术设计施工，见到了明显的效果。在项目区规定的顺排水沟一侧8-10米位置埋设了一条直径110mmpe打孔波纹渗水管，用来拦截土壤中的侧渗水，使之进入渗水管道然后再排入河道。这些排沟经过2年雨季累计降雨800多毫米和3次累计1200毫米大水漫灌之后，沟坡依然完好，而没有埋设防侧渗管道的沟坡则坍塌严重。 防侧渗的渗水管可以是打孔波纹管也可以是水泥渗管；但是施工中必须在渗管之外包裹一定厚度的滤砂材料，以免泥土进入渗管造成堵塞；其管径的大小根据排沟、河道承担排出侧渗水的土地面积和岸坡的高度确定；观察井和引出水口的设置则根据现场情况，如常规的河道、排水沟可以300米左右间隔设置，如盐碱地改良，可以根据田块大小情况灵活设置；引流坡度以满足渗透水能够顺畅自然流动即可；渗水管的埋置深度应略高于河沟经常水位高度，这既考虑到了日常水面以下岸坡一般不会坍塌，也是为了避免渗水管埋深低于河道水经常水位就会造成河道中的水反渗至渗水管中，使渗水管失去反侧渗的功能。 [科]