行不择路分享 http://blog.sciencenet.cn/u/jjwang989

博文

桩排护土

已有 129 次阅读 2019-9-19 15:35 |系统分类:科普集锦

psb.jpg

手机拍摄于兰州黄河边,连排木桩保护土体,远景枯死黄杨应为夏季淹水所致。很明显,如果没有桩排阻拦,缓坡土体将像中间景象一样被大量冲蚀。桩排内侧很窄范围内土体冲蚀明显。

psb (1).jpg

手机拍摄于兰州黄河边,连排木桩保护土体,桩排中间缺口土体冲蚀较重,如果没有大石阻拦,冲蚀会更严重。

psb (2).jpg

手机拍摄于兰州黄河边,连排木桩保护土体,中间枯死黄杨应为淹水所致。

psb (3).jpg

手机拍摄于兰州黄河边,连排木桩保护土体,桩排缺口被大石堵塞,加之坡面生草,土体冲蚀轻微。

土体就是土粒、沙粒粘结而成覆盖在地表的疏松体,浸泡充水饱和后,土粒、沙粒之间粘结作用极度减弱,变成松软泥体,非常容易被流水冲荡起来混入水中。水流流速越大,土体越松软,冲蚀越严重。桩排缝隙远大于泥沙颗粒,阻拦不下浑浊流水中的泥沙。尽管都处于桩排保护之中,图中有些地方土体冲蚀较重,有些地方较轻。表面原因在于,就像缺口处一样,冲蚀较重的地方桩排缝隙大,反之缝隙小。本质原因在于,在河水水面逐渐降低的过程中,流水波浪激荡坡岸,桩排则直接迎接水面激荡,只在缝隙处透过一些激荡,透过的激荡水量少,很快分散开来,流速很快降低,失去冲蚀土体的能力,因此只在桩排内侧很窄的范围造成土体冲蚀,如第一张图所示。桩排缝隙较大时,透过的激荡水量多,分散后流速降低比较缓慢,会造成桩排内侧较宽土体冲蚀,导致更靠上面的松软泥体坍溻并被进一步冲蚀。也就是说,桩排护土的关键在于降低激荡水流的速度。

几年前,在陇南主持泥石流生态治理研究,开始也像通常做法那样,大力进行整地造林。遇到几处修路弃渣坡面,全都是千枚岸碎屑,修筑水平阶植树,一场大雨过后,水平阶面目全非,一塌糊涂,树苗壮烈无遗。为此头疼起来。泥石流中的泥沙石砾最早就是发端于松散坡面,源头失控,生态治理就无从谈起。

后来从日本桩排式边坡治理中得到启发,设计新方法。日本桩排式边坡治理方法是,紧密连排打入木桩,高一两米,桩排上方填土至桩顶形成水平阶,再植树种草。由于其成本高昂,于是设想使用粗十厘米以上的硬质卷芯纸筒,截短为八十厘米,一半埋入土中,筒内填土种草,紧密连成桩排,上侧修建水平阶,如同前面各图所示桩排。试验有一定效果。

后来团队讨论中,认识到坡面除了坍塌以外,更常见是坡面汇集成的大股水流造成的严重冲蚀,于是设想使用细竹连排分散水流并阻滞流速,间隔一定距离使用大竹为桩加固竹排。同事提议,细竹不必竖直插入土中,只需编织在竹桩之间即可,因为坡面小股水流冲击力微弱,而且竹排最终是要透过流水的。购置材料试验。试验中又想到坡面枯枝落叶能够减缓流速,并且滤留泥沙作用良好,于是又设想在竹排上侧排基堆一定量的枯草,从而形成新方法,特称为竹樊滞散径流技术,试验基本成功。试验中逐渐认识到,通常的坡面修建水平阶、水平沟等整地措施其实都是阻截径流的方式,在强大降雨条件下既难免沟壑纵横,又会一塌糊涂。呵呵,大禹中下游治水变堵截为疏导,拙行在源头治水则变阻截为疏散。

2019-09-19行草于兰





http://blog.sciencenet.cn/blog-200631-1198632.html

上一篇:秋花搞怪
下一篇:桑叶沃若

2 杨正瓴 杜芳

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2019-10-18 19:05

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部