[科普中國]-透水丁堤

概述

河道整治中不同結(jié)構(gòu)和外形的丁堤對河流的作用很不一樣。根據(jù)修建的方法和材料，丁堤可以分為透水堤和不透水堤。透水丁堤和不透水丁堤從名字上可以看出它們建筑材料不同，同時對水流的影響也不同。透水丁堤降低流速而不透水堤改變水流方向或者說具有挑流作用。

透水丁堤常常是由樁、竹子和木頭構(gòu)成，可以使水流通過。水流通過透水丁堤時，損失一部分水能，流速降低，從而挾沙能力也降低并導(dǎo)致泥沙淤積。透水樁丁堤可以用來阻止河岸侵蝕或淤堵汊河。1

類型從圖1可以看出早期透水丁堤的結(jié)構(gòu)，它是一排由一個橫梁把2～3個樁交叉聯(lián)系在一起的樁組成。為了防治堤體下游和堤體之間的沖刷，首先要沉排一個防沖軟鋪蓋以達(dá)到樁的穩(wěn)定。樁間的流速和深度決定了防沖軟鋪蓋的尺寸，沖刷坑向上游發(fā)展6～9 m，向下游發(fā)展9～15 m。在靠近河流的丁堤頭部沖刷坑要大一些。

圖2顯示了密西西比河的樁式丁堤，透水丁堤逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌杆〉?。圖3顯示了用竹子和木材修建的透水堤。圖4顯示了在孟加拉國的不透水丁堤樁列。目前，透水丁堤可以由鋼樁、預(yù)制混凝土樁構(gòu)成，被埋入河床和灘地，可以由一排樁組成，也可由多排樁構(gòu)成（見圖5）。最近，提出了一種由不透水部分和透水部分組合成的新堤型（圖6），對這種堤型已經(jīng)進(jìn)行了多項試驗研究。1

作用透水丁堤在河道工程中可以發(fā)揮一個或多個作用，一是降低流速形成緩流，達(dá)到在堤附近淤積的目的；二是保護(hù)堤防，使主流遠(yuǎn)離堤防；三是縮窄寬河槽，通常是改進(jìn)通航水深。1

影響透水堤允許水流從樁間通過，同時也削弱了水流的流速。

由于阻水面積小，透水堤通常在較低的水力荷載下工作，通過樁間的水流沒有環(huán)流發(fā)生，或者說至少減弱了環(huán)流。1

優(yōu)缺點優(yōu)點（1）就地取材。許多材料，如竹子或者木材等，都可以用來修建透水堤，利用當(dāng)?shù)乜捎弥膩硇拗杆〉獭?/p>

（2）控制流態(tài)。在透水丁堤范圍內(nèi)可以適當(dāng)?shù)乜刂屏鲬B(tài)，使之與河岸平行。正確選擇堤間距，一組透水丁堤可以增大減小靠近河岸的流速的作用。透水丁堤的方向或者堤頭的構(gòu)造對于水力性能和工程穩(wěn)定性影響較弱。

（3）淹沒透水丁堤區(qū)域，紊流比淹沒不透水丁堤明顯減弱。淹沒透水丁堤比淹沒不透水丁堤更有效保護(hù)沿岸財產(chǎn)安全，因為前者并不像后者那樣會造成很強(qiáng)紊流和漩渦。然而，只有在較高輸沙的河流上，這些丁堤作用才明顯。

缺點（1）透水丁堤承受漂浮物、流冰和原木等沖擊力不足。來自迎水面漂浮物的堆積會使透水丁堤變成半透水堤，甚至成為不透水丁堤。

（2）如果河道工程是用于將河流主槽在約束限制范圍內(nèi)，透水丁堤并不適合。透水丁堤不能有效地控導(dǎo)水流，進(jìn)而使河流進(jìn)入預(yù)期的河槽，除非透水率很低。

（3）透水丁堤對水流含沙量的影響小于不透水丁堤。1