生態(tài)型護(hù)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(duì)受損的河道生態(tài)進(jìn)行修復(fù)，常采用植被措施對(duì)河道岸坡進(jìn)行防護(hù)。但植被復(fù)雜的天然物理特性使得人們對(duì)植被防護(hù)以及植被與水流相互作用的機(jī)理認(rèn)識(shí)不足，對(duì)于采用植被措施的生態(tài)型護(hù)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(fù)的有關(guān)理論和技術(shù)的基礎(chǔ)上，選擇了天然草皮護(hù)坡和三維植被網(wǎng)加筋草皮護(hù)坡兩種護(hù)岸形式，通過室內(nèi)水槽模型試驗(yàn)研究了生態(tài)型護(hù)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(duì)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(duì)河流進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的必要性，闡述了基于河道治理的河流生態(tài)修復(fù)的科學(xué)內(nèi)涵、修復(fù)目標(biāo)和具體方法，分別探討了傳統(tǒng)型護(hù)岸與生態(tài)型護(hù)岸的優(yōu)弊，提出通過綠化護(hù)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(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)型護(hù)岸向生態(tài)型護(hù)岸的轉(zhuǎn)變。 在草皮護(hù)坡抗沖蝕性能試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，采用天然草本植被原型，在自行設(shè)計(jì)的有壓水槽裝置(最大斷面平均流速可達(dá)6.75m/s)內(nèi)成功模擬了河道徑流對(duì)

3、草皮護(hù)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(yàn)獲得的草皮護(hù)坡破壞時(shí)的床面切應(yīng)力值和摩阻流速可作為模型試驗(yàn)結(jié)果直接推廣應(yīng)用于天然河道。理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證表明，該試驗(yàn)方法和試驗(yàn)裝置用于草皮護(hù)坡抗沖試驗(yàn)是合理可行的。 在深入分析草皮護(hù)坡破壞機(jī)理的基礎(chǔ)之上，結(jié)合試驗(yàn)研究對(duì)在河道徑流和坡面流兩種荷載作用下，草皮護(hù)坡的破壞形式、破壞標(biāo)準(zhǔn)以及判別依據(jù)進(jìn)行了探討，對(duì)草皮護(hù)坡抗沖性能、抗侵蝕性能，以及植被防護(hù)效果進(jìn)行了

4、評(píng)價(jià)，得出了草皮護(hù)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(shí)密切相關(guān)，草皮對(duì)于裸露邊坡具有很好的防護(hù)效果，在基土中設(shè)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(yàn)成果基礎(chǔ)上分析了植被削減河道過流能力的機(jī)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(yīng)力與水流流速及歷時(shí)的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)植被水力特