植物措施防治排水渠道冲刷的应用

焦绍光，耿海成，赵晓龙

(1.密山市集贤灌区水利水保总站当壁镇分站，黑龙江密山158300;2.密山市富密灌区水利水保总站连珠山分站，黑龙江密山158300;3.密山市富密灌区水利水保总站，黑龙江密山158300)

地面坡度较大的排水渠道一般以不冲流速设计渠道的纵向比降，超出渠道纵向比降设计的落差用跌水衔接，但由于构筑物投资大配套速度较慢，跌水工程不能同步修建，排水渠道实际运行纵向比降的高度为全部落差。纵向比降变陡，排水流速大于不冲流速，造成渠道严重冲刷，出现渠道弯曲，下游和承泄区淤积抬高渠底，排水出槽淹地现象，也产生了大量的水土流失。密山市湖滨涝区兴凯湖Ⅱ排干采用植物措施，利用植物根系的固土功能和植物枝叶的覆盖作用，防治渠道冲刷取得了一定效果，现介绍给大家，供参考。

1 基本情况

兴凯湖Ⅱ排干位于密山市湖滨涝区南部兴凯湖乡境内，西北～东南走向，总长12.5 km，地面高差23.8 m，排水面积9.3 km2，20 a一遇设计排水量为30 m3/s，承泄区为大兴凯湖;渠道平均底宽11 m，平均渠深1.8 m，边坡1∶1.5，平均设计纵向比降1/1 025，设计高差12.20 m，超出设计高差部分拟建7处跌水衔接，总跌差11.20 m。1987年完成土方工程，配套的跌水工程没有修建，渠道实际运行平均比降为1/550左右，个别陡段为1/200～1/300，大大超过渠道不冲流速允许比降，使渠道严重冲刷。到2005年，渠道冲刷段长度已达到总长度的80%，渠道平均下切1.55 m，冲刷堤岸最大宽度32 m，侵蚀农田3.8 hm2，2处农桥因渠底冲刷基础埋深变潜产生冻拔破坏重修。渠道的冲刷严重破坏了土地资源，造成了一定的经济损失和水土流失。2005年，涝区管理单位采用植物措施，对兴凯湖Ⅱ排干进行了防冲整治，收到了较好的效果。

2 植物措施防治渠道冲刷的机理

植物措施防治渠道冲刷是通过植物根系的固土功能和植物枝叶的覆盖作用体现的。固土功能是利用根系的机械效用和水文效用减弱侵蚀力或增强抗侵蚀力而保持土壤。植物的机械效应主要是通过浅根的加筋作用和深根的锚固作用增加土壤的抗侵蚀能力和抗滑作用;覆盖作用是利用植物的径、叶对渠道表面的覆盖，使水流不能直接冲刷土壤和枝条分散水流消减水流冲刷渠道表面的动能，防止或减缓水流对渠道的冲刷。

3 植物措施防治渠道冲刷的施工

3.1 植物选择

护坡植物应选择生长速度快，适应贫脊土壤、根系发达、经济价值好的草本植物或小型灌木植物。可采用种草或灌木单种植物护坡，也可以草、灌结合护坡。适宜护坡的草种有碱蒿草、芦苇、老芒麦、小叶樟等，护坡灌木有紫穗槐、杞柳、粉枝柳、细叶蒿柳、沙棘、胡枝子等。兴凯湖Ⅱ排干栽种的树种为紫穗槐和杞柳，草本植物自然生长。杞柳要选择根系发达3枝以上的整墩苗木栽种。

3.2 栽种方法

兴凯湖Ⅱ排干采用灌木护坡模式。在排水渠道内坡正常水位以下(相当1 a一遇)的坡面和沟底栽种杞苗，株(穴)行距(坡面)1.0×1.0 m;常水位以上栽种紫穗槐，株(穴)行距(坡面)1.0×1.0 m。紫穗槐和杞柳均采用窄缝栽植，不做造林整地，避免整地时破坏渠道表面，降低土壤的抗冲能力;杞柳植苗深度超过苗木正常埋深10 cm，提高苗木的抗冲能力;紫穗槐每穴栽种3株，增加造林密度。

3.3 局部冲刷处理

对冲刷严重的渠段正常水位以下要进行局部防冲处理。造林完成后，用编织袋装土覆盖，厚度10～15 cm，苗木在编织袋缝隙中伸出;局部冲刷形成的陡岸暂不削坡，待渠道底部稳定后再削坡和栽种植物;对冲刷严重一次性治理达不到要求的渠段要逐年完成。

4 管护

栽种后第二年开始，根据植物的生长状况每年或两年在秋季植物落叶后平茬(割枝)一次，促进多发枝条和串根，减小排水渠道糙率;加强管护，防止农田焚烧秸秆跑火烧毁树木和牛、羊踩踏啃食;对新冲刷的渠段要及时补修。

5 结论与建议

5.1 植物措施防治排水渠道冲刷可满足排水设计流量要求

在排水渠道内栽种植物，增加了渠道的糙率，增加值一般在0.002～0.005，减少了排水流量;渠道是在未修建或少修建跌水条件下采取植物措施防治冲刷的，在植物措施未全部发挥效益前，渠道都有一定的冲刷和下切，纵向比降变陡，排水流量增加。经湖滨涝区兴凯湖Ⅱ排干采用植物措施治理后，糙率减少的流量与纵向比降变陡增加的流量比较，增加的流量远大于减少的流量。

5.2 防治效果明显

湖滨涝区兴凯湖Ⅱ排干经过5 a的植物措施治理取得较明显的效果，渠道完好段达到90%以上，渠道冲刷现象基本得到控制，每年减少水土流失0.9万m3左右。

5.3 建议

在地面坡度较陡的渠段修建永久或半永久性跌水，工程和植物措施共同使用，防治排水渠道冲刷的效果会更好;新建排水渠道采用植物措施防止冲刷的，设计时应按植物生长后渠道的糙率取值。

[1]叶碎高，赵聚国，应聪惠，等.河道植物护坡及水土流失观测[J].黑龙江水专学报，2007，34(4):9 －12.

[2]赛皮丁，买买提江，李青.河道水利工程的生态型护坡实践研究[J].科技促进发展，2009(09).