第十三章河川两岸护岸护滩林

第十三章 河川两岸护岸护滩林 v第一节 河川发育和土壤侵蚀概述 v第二节 护岸护滩林及其功能 v第三节 河岸河滩防护林的配置 第一节 河川发育和土壤侵蚀概述 天然降水 径流 聚涧成溪 汇溪成河川 出露的地下水 天然河川：分为河源、上游、中游、下游和河口 河川的侵蚀从河源到河口逐渐减轻，河川侵蚀是土壤侵蚀的 一部分，是其流域地区土壤侵蚀的继续。 河流的分段特征河流的分段特征 vv河流分为上、中、下游三段，但是其划分不是绝对的，有的河流分为上、中、下游三段，但是其划分不是绝对的，有的 划分着重地貌特征（河槽的纵降比、冲淤规律等），有的划划分着重地貌特征（河槽的纵降比、冲淤规律等），有的划 分着重水文特征（流速、流量等），有的划分考虑综合因素分着重水文特征（流速、流量等），有的划分考虑综合因素 。。 v上游段 v侵蚀强烈。比降大、流速大、流量小，河槽为基岩或砾石 ，河谷狭窄，多瀑布急滩，主要是冲刷侵蚀。 v中游段 v冲刷与淤积都不严重。比降与流速减小，流量加大，河槽 多为粗沙。 v下游段 v冲刷与淤积都不严重。比降与流速更小，流量更大，河槽 多为细纱和淤泥，多浅滩和沙洲，易发生水灾。 水流、河槽、侵蚀、泥沙的相互作水流、河槽、侵蚀、泥沙的相互作 用用 v水流塑造河槽，河槽约束水流，相互制约， 互为因果 v河流具有自动调节作用，流速、流量、含沙 量、挟沙能力相互作用，塑造河槽。 v河槽的外形改变具有一定的惰性，与河槽的 物质抗蚀性、抗冲性有关。 图12－1 河谷的结构 1. 河床 2. 河漫滩 3. 谷坡 4. 阶地 （一）河床地貌 图12－2 河床地貌类型 1. 深槽 2. 浅滩 3. 边滩 4. 沙嘴 5. 心滩 6. 江心洲 1 3 6 3 1 2 3 3 5 2 5 2 4 5 1 5 1 一、河床 图12-3 环流图12-4 心滩的形成 表流 底流 表流 底流 主线流 （二）曲流和汊河 1. 曲流 又称河曲，为一种蜿蜒弯曲如蛇行的河流。 河湾凹岸有深槽，凸岸有边滩，上下两深槽间的 过渡段有浅滩。 2. 汊河 当河床中出现心滩或心洲时，河床水流分汊 成两股或数股水道，即为分汊（辫状）河床，简 称汊河。 二、河漫滩 河漫滩是高出于中水位以上，又能被洪水淹没的 平坦谷底。它一般是河床长期侧向移动与河流周期泛 滥的产物 （一）河漫滩形态特征 发育典型的河漫滩分为三部分： a. 滨河床部分 b. 中央部分 c. 近谷坡部分 （二）河漫滩的形成 图12－5 河漫滩的形成 A1.河床相冲击物 A2.河漫滩相冲击物 a. 小边滩 b. 大边滩 c. 河漫滩 A1 A1 A2 （三）河漫滩的物质结构 粉沙 上层：河漫滩相冲积物 （较细） 粘土 壤土 二元结构 下层：河床相冲积物（较粗） 砂层 碎石 三、河流阶地 原河谷的谷底，由于河流下切侵蚀，相对抬 升，超出一般洪水位之上，呈阶梯状分布于河两 侧，即为河流阶地。 河流阶地的类型： 侵蚀阶地、堆积阶地、基座阶地 图12－6 阶地类型 A. 河漫滩 T1，T2. 第一、第二堆积阶地 T3. 第三级覆盖基座阶地 T4. 第四级基座阶地 1. 现代河漫滩堆积物 2. 新黄土 3. 老黄土 4. 网纹红土 5. 冲积砂砾层 6. 坡积物 7. 基岩 四、水体内环流与河道侵蚀 v作用于水体的力 v水体环流与河槽侵蚀 1.作用于水体的力 v重力 W=rQH(kg.m/s) W－河流作的功，r－单位体积水重量，Q－流量，H－落差 v惯性离心力 P=mV2/R P－惯性离心力，V－流速，m－水的质量，R－弯道半径 横降比：i=V2/(R.g) v地转偏向力 Ps=0.0001458m.V.sinφ Ps－地转偏向力， φ－纬度， is=0.0001458Vsinφ/g is－水面横向比￿ 2.水体环流与河槽侵蚀 v弯道螺旋流 v惯性力作用，上下层水流方向相反，形成封闭环流 v辐合螺旋流 v河水急涨、急落是因为洪水波的传播速度不同，在横降比 的作用下形成的环流 v竖轴环流 v河流突然收缩或展宽时因中心与岸边流速差异引起的环流 v横轴环流 v水流遇到障碍物时由于动量变化引起的环流 第二节 护岸护滩林及其功能 广义 狭义 就是组成沿岸群落的林分。 一、护岸护滩林的定义（223页） 包括生长在有水流动的河滩漫地 与无水流动的广阔沿岸地带的植物群体 。 人工开挖河道梯形断面护岸林 人工开挖河道简单梯形断面护岸林 雁翅形护滩林配置图 二、林业治河治滩经验 民谚 沿河多播柳，河堤自然久，栽树 在河畔，防洪保堤岸。 树之以荆棘， 以固其地； 杂之以柏杨， 以务决水。 战国时 代 隋朝已开始在江河植树种柳； 明朝水利专家潘季驯提倡植柳固堤； 明朝刘天和提出治河六柳: 卧柳、编柳、浸柳、深柳、高柳、低柳 。 请 思 考 为什么柳树会起到这样大的作用呢？ 三、护岸护滩林的功能 （一）根系 护岸林的树木根系对堤岸的稳定具 有极大的作用。 网 状 根 桩 的 作 用 （二）树木的空间器官 树木的空间器官－－树干 、枝条、树叶等，皆有减小水 流动能的理想作用，在河道内 外伸的树枝有缓冲波浪作用。 四、河川治理的任务与一般原则 基本原则： 1、全面规划，综合治理； 2、从全流域的全局出发，考虑 到上下游，左右岸； 3、考虑水资源的合理开发、分 配和利用。 基本任务 v护滩、护岸； v束水归槽，归正流路； v保障河川两岸肥沃土地的安全生产。 第三节 河岸河滩防护林的配置 v所谓河岸河滩防护林的配置就 是作好各个树种在河岸、河滩范 围内的水平配置和的立体配置 。 水平配置： 是指水土保持 林体系内各个 林种在流域范 围内的平面布 局和合理规划 。 立体配置： 是指某一林种 组成的树种或 植物种的选择 ，和林分立体 结构的配置和 形成。 河川护滩林的功能与特点 v因上游已整治,一般不浸水,洪水季节浸水； v缓流挂淤； v抬高滩地,保护河滩,创造农业生产条件； v完全达到巩固河岸的目的。 一、河川护滩林 （一）雁翅形丛状造林 （二）柳篱挂淤状造林 1. 配置方法 在河床两岸或一岸，顺水流方向配置； 先上游后下游，截弯曲直（什么意思？）； 留足安全行洪河床，原河床宽的2/3~1/2为宜 ； 从侧面拦截泥沙，呈雁翅形丛状林带。 （一）雁翅形丛状造林 雁翅形护滩林配置图 2.造林方法： 插条造林，丛状栽植； 行方向要顺着规整流路所要求的导线方向； 林带与水流方向构成30°～45°角度； 行距2m，丛距1m，每丛插条3根； 多用1～2年生枝条，长30～40cm，直径 1.5~2.0。 图12－7 雁翅形护滩林配置图 栽植深度：林缘、浅水区为80cm；林内60cm；滩地50cm。 地面保留主杆高度一般为50～150cm。平均用条 量3000～4500kg/hm2,最多达12000kg/hm2 3.树种选择 试想一下什么树种最适合？ 适宜树种： 杨树、柳树、旱柳、垂柳、杞柳、桑 树、水杉、池杉、苦楝、悬铃木、三 角枫、枫杨、灌木柳、紫穗槐、沙棘 、铁笆茅、 4.抚育管理 v第二年起，初冬或早春平茬，诱发萌蘖 ； v初冬或早春及时补植，增加密度； v汛期及时清理沙埋淤泥，扶正苗木。 5.拦截泥沙效益 （1）林分对泥沙淤积的影响 汛期洪流是主要来源。 林分由内向外常有几个特点： a. 洪流流速递减变缓，推移质、悬移质随之沉积 ，其量由里向外逐渐减少； b .林分内泥沙淤积横断面内侧较厚，外侧较薄； c. 林分密度较小的新造幼林内，流速较大，以淤积沙 性较强的推移质为主； d .随着林龄、密度的加大，流速的减缓，地面的增高 ，林内淤积层逐步过渡为以粘性较强的悬移质为主； e . 淤积剖面下层以积沙为主，上层以积壤土为主。 年份林分￿ 截方式 造林 方法 林￿ （a） 6～9月 河道洪量 （万m3） 林 分 比例 B＊＊ 比￿A＊淤￿￿型 淤￿土 壤种￿ 1983 1984 1985 1986 ￿面 ￿面 ￿面 ￿面 ￿状 ￿状 ￿状 ￿状 1 2 3 4 1366.8 2286.2 5392.5 1340.0 25/25 13/38 29/67 4.5/71.5 推移￿￿ 主 ￿移￿￿ 主 ￿移￿￿ 主 ￿移￿￿ 主 沙土 壤土 壤土 壤土 1：54 1：175 1：185 1：297 河道洪量对丛状林分泥沙淤积的影响 （山东省新泰市东周水库上部） 注：＊比值A＝地面年度淤积泥沙厚度（cm）/连年累积厚度（cm） ＊＊比例B＝年度泥沙淤积厚度（cm）与河道洪量（万m3）之比 （2）林分枝条密度对泥沙淤积的影 响 丛状林分枝条密度是指在单位面积上 ，初植造林密度和幼林侧枝、萌蘖在泥沙 淤积下形成新枝条的总和。 初植密度？ Ø 造林密度： Ø 单位面积造林地上栽植点或 播种穴的数量，也叫初植密 度。 单位面积上枝条密度与林分幼龄期密度呈 正相关变化； 林分内立木枝条密度及植被密度同洪水流 速成负相关变化。 ￿号立地 条件 ￿截 方式 造林 ￿种 林￿ （a） 林分枝 条密度 （条/hm2 ） 植被密度 （株/hm2 ） 水深 （cm ） 流速￿比 （m/s） （％ ） Ⅰ河道 河￿ 河￿ －－ ￿面 ￿面 －－ 旱柳 旱柳 －－ 2 2 －－ 44880 44880 －－ －－ 67 10 10 10 0.8 0.16 0.1 100 20 12.5 Ⅱ河道 河￿ －－ ￿面 －－ 旱柳 －－ 4 －－ 69360 －－ 335 40 40 0.57 0.044 100 7.7 河道中林分枝条密度与洪水流速关系 ￿￿ 地段 造林 ￿种 造林方法 林 ￿ （a ） 立木 密度 （条 /hm2 ） 泥 沙 淤 ￿ 厚度 （cm ） 淤￿ 量（ m3/h m2） ￿比 （％ ） 其中粉沙量 厚度 （cm ） 数量 （ m3/h m2） ￿比 （％ ） 平子村 平子村 小栗村 旱柳 旱柳 旱柳 ￿株插条 ￿株插条 ￿状造林 3 3 3 1110 4995 97245 10 24.5 54.5 999 2445 5445 100 245 545 3 12 35.6 300 1200 3555 100 400 1185 河道中不同林分枝条密度对泥沙淤积量的影响 （山东省新泰市东周水库入库河道两侧） 结论：在树种、林龄、洪水量相同的情况下， 单位面积林分密度越大，流速越缓，拦截泥沙 越厚，可利用的淤土层也越厚。 （3）丛状林分对其上、下缘滩地泥沙淤积的影响 河道林带上、下缘三角形泥沙淤积图 泰安市水土保持研究所观测 特点： A、丛状林分对林分上、下缘的滩地也规律性 地形成三角形泥沙淤积区； B、其沿岸一边的长度，上、下缘分别为林带 宽度的2－4倍； C、林分上、下缘2个三角区的泥沙淤积厚度 ，分别由其林缘两边的厚度向上、下2个顶点呈楔 形断面逐渐递减为零。 （二）柳篱挂淤状造林 柳篱挂淤配置图 顺坝状柳篱 丁坝状柳篱 （三）“ 沙棘”生物护滩工程 我国北方一些季节洪水泛滥和河流，多具有冲 击性很强的多沙河滩，河滩宽阔，河床平浅，河道 流路摇摆不定，河岸崩塌严重，从而造成洪水危害 ，威胁河流两岸川地和居民区的安全。 沙棘生物护滩工程 在规整流路所要求的导线外侧，营造以灌木 沙棘为主（其中稀植适生的杨柳类乔木）的护 滩林。 沙棘护滩林的作用 一是可以抬升和形成稳定的滩地； 二是保障河川陡岸的基部免于洪水冲淘，有利 于河岸稳定，逐步转变成平缓式谷坡河岸。 运用效果（以山西苍头河沙棘护滩工程为例）： 20年间： 平均河宽：340m 240m； 河床断面：摇摆不定的宽浅式 稳定的窄深式 ； 河岸：陡峭 平缓； 河床比降：1.83％ 1.87％ （四）铁芭茅护滩工程 v铁芭茅矮干有韧性，根系盘结紧密，萌孽能 力强。当水位升高时它可以倒伏，保护地表 不受冲刷，当水位降低则可以直立，水流可 以从枝间通过，使流速减小，泥沙沉积。 v在卵石河滩上可以客土、埋茎造林。 v在种草护滩成功的基础之上，进一步播种灌 木，最后栽植乔木。 v一年后可淤积5cm后的土层。 二、河川护岸林 植被是河岸和天然河流侧向坡面 稳定的重要因素和沿岸带的主要特征 。能发挥最大的稳定作用，根据护岸 林的种类和目的可以栽植灌木和乔木 。 （一）人工开挖河道梯形断面护岸林 人工开挖河道简单梯形断面护岸林 配置特点 v1、流水位以上部分，2行以上护岸林，以乔 灌为主； v2、沿岸多采用砌石护坡，也可与植物护坡结 合； v3、树种选择注意环境美学功能和经济功能， 比如杨、柳、桃树、柿树，速生杨、编织柳 。 (二)人工开挖河道的复式断面护岸林 人工开挖河道的复式断面护岸林 配置特点 v浅滩上栽植乔木2至多行，安护滩林布设； v选择有美化及固定沟岸功能的树种，也可考 虑营造用材林； v河道通过居民区的地段，浅滩不造林，以保 证最大过水能力。 （三）天然河道的简单断面护岸林 天然河道的简单断面护岸林 配置特点 v天然河道往往地形复杂，多变，要因地制宜 ； v一般表现为一边陡，一边缓，适合发展标准 护岸林； v岸边易淹，选根深、抗蚀、耐淹树种； v较远岸边营造速生丰产林； （四）天然河道的不规则断面护岸林 天然河道的不规则断面护岸林 配置特点 v地形更复杂，流量大，石砾多； v营造护摊林，缓洪落淤，规整流路； v近岸边选耐淹树种，远岸边造用材林或经济 林； v适当考虑岸边美化。 （五）天然河道平缓河岸的护岸林 平缓河岸护岸林 侵蚀和崩塌严重的平缓河岸护岸林 配置特点 v缓岸立地好，但易淹，选耐淹速生树种，加 宽林带宽度； v侵蚀崩塌严重的缓岸地带，要护摊林与护岸 林结合，乔灌结合，造林与水工结合； （六）天然河道陡峭河岸的护岸林 陡峭河岸护岸林 配置特点 v侵蚀冲淘严重，造林以护岸防冲为主； v陡岸造林还要考虑重力崩塌； v近岸边以防浪灌木林为主，远岸边以乔灌混 交为主； v3－4米以下岸边，直接从岸边造林，3－4米 以上要于岸边留出一定距离； v树种选择根深。 （七）深切的天然河槽护岸林 深切的天然河槽护岸林 配置特点 v常见于远山山坡，适宜水源涵养林； v乔灌混交，树干低矮； v根系发达，枯枝落叶丰富； v造林密度大。