生物防治橋梁水毀的優(yōu)勢與做法論文

　　摘要：實(shí)踐證明，要從根本上解決橋梁水毀問題，必須完善橋梁的生物防治措麓，改善生態(tài)，使橋梁建筑與自然環(huán)境和諧相映。文章總結(jié)了生物防治橋梁水毀的經(jīng)驗(yàn)措施及綜合治理辦法。

　　橋梁水毀的生物防治措施具有降低河水流速、攔洪落淤、協(xié)調(diào)環(huán)境與改善生態(tài)等優(yōu)點(diǎn)，并且其防護(hù)效果隨生物的生長而日益顯著；特別是將橋梁的調(diào)治與防護(hù)工程同生物防治措施完美結(jié)合，能使二者的防護(hù)功能相互完善、相互融合，收到良好的防護(hù)效益與生態(tài)效益。結(jié)合本地區(qū)在防治橋梁水毀方面的實(shí)踐，本文對生物防治橋梁水毀的經(jīng)驗(yàn)措施做一探討。

　　1生物防護(hù)橋梁的優(yōu)勢

　　1．1固岸截流

　　在河道兩岸營造防水林，能有效遏制河道變遷。

　　因?yàn)闃淠镜闹θ~能截流降水，減緩了地表水流匯集，減輕降水對地表的沖刷；樹木的枝干能阻滯洪水，降低河水流速，從而減輕洪水對橋梁的沖擊作用；樹木的根系盤根錯節(jié)，能深入土體內(nèi)部發(fā)揮“錨固”作用，提高了土體整體強(qiáng)度，從而穩(wěn)固了河岸，保護(hù)了堤岸及橋梁的安全。生物對橋梁的防護(hù)效能是工程防護(hù)設(shè)施所不具有的。

　　1．2落淤防沖

　　在寬淺變遷及寬淺游蕩河段上建橋，洪水主流擺動對河岸沖此淤彼，易導(dǎo)致河道變遷引發(fā)橋梁水毀。

　　因此，應(yīng)在橋址河段的凹岸設(shè)計(jì)石籠丁壩等導(dǎo)流構(gòu)造物，待丁壩回流區(qū)落淤后再栽植樹木，用于穩(wěn)固河岸，防止洪水沖刷加劇。這樣做不僅能增強(qiáng)工程防護(hù)的效果，還能有效預(yù)防工程防護(hù)設(shè)施被洪水沖毀。據(jù)調(diào)查，隨著樹木郁蔽成蔭，丁壩間回流區(qū)泥沙淤積不斷增厚，丁壩(石籠)在淤積的泥沙及樹木的保護(hù)下，壩頭的局部沖刷減弱，壩身會逐步得到穩(wěn)固，能有效預(yù)防某些橋梁因防護(hù)設(shè)施屢修屢毀而導(dǎo)致水毀。再者，在河道兩岸及其上游流域植樹，能有效攔蓄降水、消減洪峰，從而減輕洪水對河床及橋梁墩臺的沖刷。

　　1．3生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益雙現(xiàn)

　　由于洪水泛溢，橋位河段往往是沖溝交錯、灘石裸露，加之橋梁施工對生態(tài)環(huán)境的沖擊，橋址生態(tài)環(huán)境十分脆弱；特別是季節(jié)性河流，這種現(xiàn)象尤為突出。而在橋位河段兩岸營造防護(hù)林，樹木的枝葉能吸收有害氣體，并借助光合作用吸收大量二氧化碳?xì)怏w，并放出氧氣，從而凈化了空氣。此外，枝葉繁茂的樹木還能遮蔽裸露的灘石，將丁壩、護(hù)岸等防護(hù)設(shè)施掩映于樹木之中，使橋梁建筑與河流、樹木相融合，形成友好和諧的自然景觀，改善了生態(tài)環(huán)境。再者，橋位河段土壤肥沃且含水量較高，為生物生長提供充足的養(yǎng)分，栽植楊柳易成活、生長快，一般8一10 a就能成材，更新樹木可獲得較高的收益。不僅如此，由于橋梁的工程防護(hù)設(shè)施具有易老化、防護(hù)效果衰減等不足之處，某些橋梁往往因此屢遭水毀，修復(fù)這類設(shè)施不僅需要大量資金，而且耗費(fèi)大量資源(如水泥、砂石等)，且后期尚需投入資金進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)。解決這一矛盾的有效措施是對橋梁水毀實(shí)施生物防治。因?yàn)椋孩偕�物防護(hù)橋梁投入低，成本一般僅需工程防護(hù)設(shè)施的20％～30％，且其防護(hù)效果隨時(shí)間推移逐漸增強(qiáng)。②生物防治措施與工程防護(hù)措施相互配合，既能增強(qiáng)工程防護(hù)設(shè)施的防護(hù)效果，又有效保護(hù)丁壩、順壩、錐坡等調(diào)治與防護(hù)設(shè)施免遭水毀。

　　綜上所述，生物防治橋梁水毀不僅具有良好的生態(tài)效益與環(huán)境效益，而且可節(jié)約因修復(fù)橋梁水毀工程的資金投入與資源消耗，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

　　2經(jīng)驗(yàn)做法與效果

　　2．1橋臺的生物防護(hù)

　　在橋頭引道附近及錐坡基礎(chǔ)外圍植樹，樹木根系穩(wěn)固了地表土層；其枝干能阻滯洪水，降低洪水流速，有效防止洪水直接沖刷引道路基坡角及錐坡基礎(chǔ)。樹木的固土防沖與導(dǎo)流作用，能消除或有效防止洪水對橋梁錐坡及橋臺造成的水毀威脅。例如：1986年敖漢旗新玉線北扎蘭營子橋錐坡被洪水沖毀，橋頭引道被沖陷。水毀搶修應(yīng)急措施是在被毀錐坡基礎(chǔ)外圍每隔20 cm打入直徑15 cm、高200 cm的木樁，形成排樁，而后再于木樁上掛樹冠(要求將樹冠以8號鐵絲系在木樁上)。按上述方法布置的木樁及樹冠經(jīng)歷洪水后被淤埋固定下來，有效遏制洪水直接沖刷引道路基與橋臺，收到良好的生物防護(hù)效果。

　　2．2橋墩的生物防護(hù)與加固

　　橋墩局部沖刷加劇易導(dǎo)致水毀。因此，應(yīng)根據(jù)河水流速及水深采取不同形式的生物防護(hù)措施。①若河水流速較高，可采取拋石掛柳的形式對橋墩進(jìn)行防護(hù)。這樣，拋石能阻止洪水淘刷橋墩基礎(chǔ)，掛柳(柳枝)則可降低墩身附近的水流流速，有利于減緩沖刷及墩身外圍泥沙沉積。②若河水流過較低，可于枯水期在橋墩沖刷嚴(yán)重部位分層填埋(或栽植)親水性強(qiáng)的樹木。這樣，橋墩局部沖刷坑內(nèi)填埋的樹枝被洪水淤積后會與泥沙緊密結(jié)合，形成加固的土體結(jié)構(gòu)，有利于阻止洪水沖刷。若填埋的樹枝成活生長，其防護(hù)效果會不斷增強(qiáng)。

　　2．3河灣的生物防治

　　橋址河段的河岸遭洪水淘刷易形成河灣，河灣引發(fā)洪水沖此淤彼，對橋孔通暢泄洪極為不利，應(yīng)及時(shí)采取生物防護(hù)措施進(jìn)行治理。①若河水流速較低，可在河灣內(nèi)填筑丁壩，待壩問落淤穩(wěn)定再配植樹木。這樣，隨著樹木的增長，河灣凹岸淤積逐年增高，并行成穩(wěn)定的新河岸。②若河水流速較高，河灣凹岸沖刷嚴(yán)重，應(yīng)先在河灣內(nèi)布設(shè)石籠丁壩、順壩等導(dǎo)流構(gòu)造物，將洪水調(diào)離河灣區(qū)域，待丁壩、順壩間落淤穩(wěn)定，再于壩間配植樹木，形成生物“柔性壩”，既保護(hù)了丁壩、順壩等防護(hù)工程，又能攔洪落淤、固岸防沖，有效遏制河道變遷導(dǎo)致橋梁水毀。

　　2．4生物護(hù)岸

　　在橋址河道兩岸的灘地栽植防水林，形成生物護(hù)岸，將洪水平順導(dǎo)入橋孔，防止洪水淘蝕沖刷河岸，保持了河槽穩(wěn)定。若撟址河岸局部沖刷嚴(yán)重，應(yīng)重點(diǎn)在河岸塌部位栽植樹木，以生物防護(hù)措施替代砌石防護(hù)工程，用于調(diào)治洪水、穩(wěn)固河岸。實(shí)踐證明：在河道兩岸栽植楊柳并配植沙棘。形成喬灌結(jié)合、高低合理搭配的生物防護(hù)體系，既能有效防止河道演變導(dǎo)致橋梁水毀，又保護(hù)了環(huán)境，改善了生態(tài)。近年，敖漢地區(qū)結(jié)合公路綠化對橋位河段實(shí)施生物防護(hù)，并在河岸兩側(cè)的灘地、橋頭引道路段以及錐坡附近栽植了楊柳與沙棘，有效地防護(hù)了橋梁，減輕了橋梁水毀災(zāi)害。

　　2．5橋位上游流域的生物治理

　　結(jié)合生物措施對橋址上游流域進(jìn)行綜合治理是防治橋梁水毀的根本措施。具體做法：①在河道匯流區(qū)的山坡上沿等高線方向挖品字形魚鱗坑，并在坑內(nèi)植樹種草．以攔蓄地表徑流，這樣能使降雨就地?cái)r蓄、就地下滲。②在橋址上游流域的溝谷內(nèi)修筑塘壩，并于壩同配植樹木，形成降水一攔蓄一下滲一植物蒸騰的水量循環(huán)體系。上述措施減少了坡面水流匯集，降低了河道洪峰流量，有效防止橋梁遭受水毀災(zāi)害。通過多年的綠化，敖漢地區(qū)森林覆蓋率已達(dá)41．8％，2003年敖漢旗被聯(lián)合國授予“全球環(huán)保500佳”。據(jù)測定，與20世紀(jì)60年代相比，敖漢地區(qū)降雨量增加19 mm，空氣濕度提高3．2％～11．5％，無霜期延長5 d，流域內(nèi)的土壤含水量提高3．2％～5．8％。據(jù)典型調(diào)查，在同等條件下，最大洪峰流量由31．7 m3／a降至6．03m3／s，土壤侵蝕模數(shù)每年由10 197 t／km2降至2 200 t／km3。生態(tài)環(huán)境的改善收到良好防災(zāi)減災(zāi)效果，過去每逢汛期因洪水泛濫常常沖毀公路橋梁的現(xiàn)象得到遏鍘：1998年內(nèi)蒙古東部盟市遭遇歷史罕見的洪災(zāi)，全區(qū)有723座橋梁被洪水沖垮。但是，由于敖漢地區(qū)生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，加之橋梁的生物防護(hù)措施比較完善，其境內(nèi)管護(hù)的9l座橋梁除老虎山橋、各各召橋及山嘴橋三座橋梁的錐坡發(fā)生不同程度水毀外，其他橋梁均安全渡汛。

　　3結(jié)語

　　①橋梁設(shè)計(jì)不僅要完善橋梁的調(diào)治與防護(hù)工程，還要提出完備的生物防治措施，使橋梁的工程防護(hù)與生物防護(hù)完美結(jié)合。

　　②橋梁施工要注意保護(hù)生態(tài)環(huán)境，避免在橋址河床內(nèi)大量取砂挖土、棄土影響泄洪以及對橋址生態(tài)環(huán)境造成沖擊破壞。

　�、蹣蛄喝粘ｐB(yǎng)護(hù)應(yīng)重視完善其生物防護(hù)措施，不斷提高生物防治橋梁水毀的效能。

　�、苌�物防治橋梁水毀是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，公路部門應(yīng)與農(nóng)牧林水等部門相互配合，搞好河川綠化以及橋位上游流域的綜合治理。通過群眾性的治河治水，使河川綠起來，形成生物防治橋梁水毀的綠色屏障。相信，待到山川秀美之日，我國的橋梁水毀災(zāi)害必將大幅度降低，并最終得到根治。

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