黄河大堤暴雨径流侵蚀试验及防治
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黄河水患是中华民族的心腹大患。由于黄河流域严重的水土流失,大量的泥沙淤积在下游河床,使黄河成为著名的悬河,给黄河下游两岸的生命财产安全造成严重的威胁。新中国成立以来,党和国家对黄河治理工作一直十分重视。在各级政府和治黄专业部门的不懈努力下,黄河得以在五十多年安澜。黄河大堤是保证黄河长期安澜的根本。由于黄河大堤逐年加高,大堤形成了高且陡的土坡,每逢暴雨后,在黄河大堤堤坡和戗坡区常有条条水沟以及戗台区的、水穴(浪窝)。根据我们对新乡地区内沿黄大堤的调查,每年暴雨径流侵蚀大堤的土方量约达7×104m3以上。为了防治黄河大堤由于暴雨径流冲刷造成的不安全隐患,本文针对黄河大堤上的暴雨径流侵蚀进行了实地设站观测及室内模拟降雨侵蚀试验,通过揭示大堤暴雨冲刷过程机理,查清水沟、水穴(浪窝)等的成因,提出相应的防治对策。 通过实地观测及室内试验资料分析,得到如下研究成果: 1、室内模拟降雨径流对戗坡的侵蚀试验研究结果 在定雨强为1.0、2.0、3.0mm/min,降雨历时30、70分钟,干土含水量为9.5%~10.0%,湿土含水量为19.0%~20.0%的条件下,侵蚀量与雨强成非线性正比关系;雨强大,侵蚀量大;降雨历时长,侵蚀量也大;堤坡含水量大时,侵蚀量小,堤坡含水量小时侵蚀量大。坡度、坡长一定时,径流对戗坡的侵蚀主要与径流量、流速、雨强、降雨历时,戗坡以上汇聚水量或集水面积有关。 2、室内模拟降雨+放水冲刷试验结果 雨强小(如i≤1.0mm/min)时,上游注入水量对戗坡侵蚀作用比降雨在戗坡上所产生径流的侵蚀大;雨强大时(i≥2.0mm/min),上游水量下泄与当地降雨径流一起增强对戗坡面的侵蚀作用,雨强越大,侵蚀作用也越大。 3、水沟、水穴(浪窝)的成因 水沟、水穴(浪窝)都是降雨径流侵蚀的产物。野外实地观测和室内降雨侵蚀试验研究表明,两者在成因和发展过程上存在着差异。在成因上,前者主要是降雨形成超渗地面径流的集中对戗坡的侵蚀作用而形成;后者主要与坡面径流、壤中流,以及土堤的薄弱点(如裂缝、鼠洞、狐1 一 灌洞等)有关。在发展过程上,前者受降雨径流侵蚀作用时间集中;后者是在长 期多次降雨形成地面径流和壤中流侵蚀的共同作用下,逐渐发展起来。在同一次 降雨过程中,水沟的侵蚀量大于水穴(浪窝)的侵蚀量。但水沟发生在地面上, 降雨过后,可迅速填平。而水穴(浪窝)与地下有连通,具有隐蔽性,不易被发 现。水穴(浪窝)一旦发现即已发展到相当程度,危害极大,是黄河大堤安全的 巨大隐患。 4、水沟、水穴(浪窝)防治对策 针对水沟、水穴(浪窝)形成特点,在防 治黄河大堤降雨径流侵蚀的处理中,首先,要减少或减缓堤顶、战台区的降雨径 流汇聚下泄到战坡。其次,在堤顶、堤坡、战台、俄坡区应设置纵横排水及垂直 排水措施。目的是尽可能使大堤各个部分(堤顶、堤坡、俄台、战坡)降雨所产 生的径流就地入渗,互不连通。在堤坡、战坡及战台区还应种植适宜的林草,以 提高土壤的抗冲能力,并增加降雨入渗。在战台区下部设置垂直排水及横向排水 至河中。 5、水沟、水穴(浪窝)防治设计建议 在排水沟网设计时,降雨径流系数的 选取可参考表412,含沙浓度的选择可参考表4-13。为安全起见,可选择降雨7中有上游径流注入的情况,其径流系数约在0.53op.62,含沙浓度约在0.6D.7V旷, 平均值约为0石st/m。
第一章 绪论 | 第10-21页 |
1.1 论文选题背景及目的意义 | 第10-12页 |
1.2 国内外降雨径流侵蚀的研究现状及趋势 | 第12-19页 |
1.3 论文研究内容、技术路线、研究方法 | 第19-21页 |
第二章 野外观测场布设及观测资料分析 | 第21-27页 |
2.1 代表性堤段的选择 | 第21页 |
2.2 观测场地概况 | 第21-23页 |
2.3 试验子区的功能和作用 | 第23页 |
2.4 试验概况及资料分析 | 第23-27页 |
第三章 长垣县暴雨资料分析 | 第27-35页 |
3.1 资料情况及分析计算 | 第27页 |
3.2 设计暴雨分析计算 | 第27-28页 |
3.3 室内试验雨强的确定 | 第28-35页 |
第四章 室内模拟降雨侵蚀试验 | 第35-55页 |
4.1 试验设计及试验设备 | 第35-38页 |
4.2 试验概况及试验观测资料 | 第38-41页 |
4.3 暴雨对戗坡侵蚀成因关系的分析 | 第41-45页 |
4.4 径流对戗坡侵蚀成因关系的分析 | 第45-48页 |
4.5 排水沟网设计时,径流系数、含沙量的可能变化范围 | 第48-55页 |
第五章 水沟、浪窝成因条件分析 | 第55-61页 |
5.1 水沟成因分析 | 第55-57页 |
5.2 浪窝成因分析 | 第57-61页 |
第六章 结论及建议 | 第61-63页 |
6.1 结论 | 第61-62页 |
6.2 建议 | 第62-63页 |
主要参考文献 | 第63-67页 |
致谢 | 第67页 |
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