生態(tài)型護岸抗侵蝕性能及水力特性研究.pdf

1、在河道的生態(tài)治理中，為對受損的河道生態(tài)進行修復，常采用植被措施對河道岸坡進行防護。但植被復雜的天然物理特性使得人們對植被防護以及植被與水流相互作用的機理認識不足，對于采用植被措施的生態(tài)型護岸抗沖蝕安全性能產(chǎn)生疑慮。為此，本論文在研究基于河道治理的河流生態(tài)修復的有關理論和技術的基礎上，選擇了天然草皮護坡和三維植被網(wǎng)加筋草皮護坡兩種護岸形式，通過室內(nèi)水槽模型試驗研究了生態(tài)型護岸抵御河道徑流沖刷和坡面侵蝕的安全性能，以及植被措施對河道水力特性

2、的影響。 文章首先從河道治理角度出發(fā)，論證了對河流進行生態(tài)修復的必要性，闡述了基于河道治理的河流生態(tài)修復的科學內(nèi)涵、修復目標和具體方法，分別探討了傳統(tǒng)型護岸與生態(tài)型護岸的優(yōu)弊，提出通過綠化護面層，坡面多孔化、粗糙化，近岸流態(tài)多樣化三種主要途徑，可以實現(xiàn)由傳統(tǒng)型護岸向生態(tài)型護岸的轉(zhuǎn)變。 在草皮護坡抗沖蝕性能試驗設計中，采用天然草本植被原型，在自行設計的有壓水槽裝置(最大斷面平均流速可達6.75m/s)內(nèi)成功模擬了河道徑流對

3、草皮護坡的沖刷作用，解決了室內(nèi)均勻流緩坡水槽難以產(chǎn)生大流速水流的難題。試驗獲得的草皮護坡破壞時的床面切應力值和摩阻流速可作為模型試驗結(jié)果直接推廣應用于天然河道。理論分析和試驗驗證表明，該試驗方法和試驗裝置用于草皮護坡抗沖試驗是合理可行的。 在深入分析草皮護坡破壞機理的基礎之上，結(jié)合試驗研究對在河道徑流和坡面流兩種荷載作用下，草皮護坡的破壞形式、破壞標準以及判別依據(jù)進行了探討，對草皮護坡抗沖性能、抗侵蝕性能，以及植被防護效果進行了

4、評價，得出了草皮護坡破壞的臨界水流條件。研究發(fā)現(xiàn)草皮的破壞與水流流速和歷時密切相關，草皮對于裸露邊坡具有很好的防護效果，在基土中設置三維植被網(wǎng)加筋材料后草皮的抗沖蝕性能得到顯著提高。 河道中的植被能改變流速垂線分布、增大岸壁糙率、削減河道過流能力，引起岸坡沖淤的變化。在草皮抗沖試驗成果基礎上分析了植被削減河道過流能力的機理，深入探討了沿程水頭損失系數(shù)、植被表面水力糙率以及植被區(qū)床面切應力與水流流速及歷時的關系。研究發(fā)現(xiàn)植被水力特