第七节 风浪
大风吹动水面形成较大波浪对岸坡连续冲击造成淘刷、负压侵蚀和爬坡漫顶的现象，称为风浪险情。风浪把迎水坡冲刷成浪坎，重者造成崩塌、滑坡、漫溢等险情，使堤坝遭受严重破坏，甚至有溃决危险。
风浪形成险情主要原因，一是迎水坡前水深大、水面宽、风速大；二是风向与吹程一致；三是高水位情况下近岸行船引起澭浪。
一、抢护原则
抢护原则为削减风浪冲击力、加强堤坝边坡抗冲力。一般是利用漂浮物来削减风浪冲击力，同时在堤坝边坡受冲刷的范围内做防浪护坡工程，以加强堤坝的抗冲能力。
二、抢护方法
（一）河段封航
《中华人民共和国防洪法》第四十五条规定，当宣布进入紧急防汛期，必要时，公安、交通等部门可按防汛指挥机构的决定依法实施水面交通管制，对部分或全部河段实行封航措施，消除船舶航行引起的波浪危害。
（二）迎水坡防护
未设置防风浪护坡的土质堤坝，可临时用防汛物料铺压迎水坡坡面，增强其抗冲能力，具体有以下几种。
1.土（石）袋防护
用编织袋或麻袋装土、砂、碎石或碎砖等，平铺迎水坡。此法适于抗冲能力差，缺少柳、秸等软料，风浪破坏较严重的区段，4级风可用土、砂袋，6级以上风浪应使用石袋。
放置土袋前，对于水上部分或水深较浅的坡面适当削平，并铺上土工织物，也可铺软草一层大约0.1m厚，起反滤作用，防止风浪把土掏出，在风浪冲击的范围内摆放土袋，袋底向外、口向里，互相叠压，袋间要挤压严密，上下错缝，铺设到浪高以上，确保防浪效果。如果坡面稍陡或土质太差，土袋容易滑动。可在最下一层土袋前面打木桩一排，长度1m，间隔0.3～0.4m，见图3-46。此法制作和铺放简便灵活，可根据需要增铺，但要注意土袋中的土易被冲失，石袋为佳。
图3-46 土（石）袋防护剖面示意图
2.土工织物防护
在受风浪冲击的坡面铺置土工织物之前，应清除坡面上的块石、树枝等杂物。织物可根据需要预先粘贴、焊接，搭接的长度不小于1m，织物上沿一般应高出水面1.5～2.0m。为了避免被风浪揭开，织物的四周可用预制混凝土块、碎石袋镇压，如果坡面过陡，压石袋应作防滑处理。
3.柳箔防护
将柳枝编织成柳箔，铺在坡面并加以固定，用以抗冲、抗淘。具体做法是用18号铅丝捆扎成直径0.1m、长约2m的柳把，再连成柳箔，其上端以8号铅丝或绳缆系在堤坝顶部打牢的木桩上，木桩1m长，在距迎水坡肩2～3m处，桩成一排，桩间距3m。柳箔下端适当坠以块石或土袋，使柳箔贴在坡面上，柳把方向与堤坝轴线垂直，必要时可在柳箔面上再压块石或砂袋，防止其漂浮或滑动。必须把被波浪冲刷的坡面全部护住，如果铺得不严密，土粒仍很容易被水淘出。使用此方法要随时观察，防止木桩以及起固定作用的砂袋被风浪冲坏，见图3-47。
图3-47 柳箔防护示意图
4.柴草（桩柳）防护
在受风浪冲击的迎水坡水面以下打一排签桩，把柳枝、芦苇、秸料等梢料分层铺在坡面与签桩之间，直到高出水面1m，以石块或土袋压在梢料上面，防止漂浮。当水位上涨，一级不够时，可退后同法做二级或多级。
（三）消浪防护
为削减波浪的冲击力，可以在近坡水面漂浮芦柴、柳枝、湖草和木头等材料的捆扎体，设法锚定，防止被风浪水流冲走。消浪方法具体有以下几种。
1.柳枝消浪
凡沿江河湖泊堤防种植柳树多的地方，一般在4～5级风浪下可用此法。用大柳树枝叶多的上部，要求干长1米以上，枝径0.1m左右，也可几棵捆扎使用，在堤顶打木桩，桩长1.5～2m，直径0.1～0.15m，桩距2～3m。用8号铅丝或绳子把柳枝干的头部系在木桩上，树梢伸向堤外，并在树杈处捆扎石（砂）袋，使树梢沉入水下，顺边坡推柳入水。如果坡面已有崩塌，则从其下游向上游顺序逐棵压茬。在主流附近要挂密一些，边上挂稀一些，根据防护的需要可在已挂柳之间，再补茬签挂。枝梢面大，消浪作用较好，但要注意枝杈摇动损坏坡面。见图3-48。
2.枕排消浪
将柳枝、芦苇或秸料扎成枕，直径0.5～0.8m；堤坝直的用长枕，可达30～50m，弯度大的堤坝用短枕。枕芯卷入3～4cm的麻绳做龙筋（芯），枕的纵向隔0.6～1.0m用10～14号铅丝捆扎。在堤坝顶距迎水侧堤坝肩2～3m之后打木桩，桩长0.8～1.2m，桩距3～5m，用绳缆将枕拴牢于桩上，绳缆可以收紧或松开，使枕随水位变化而上下移动，起到消浪作用。
图3-48 柳枝消浪示意图
拴一枕称为单枕，也可挂用两个或更多的枕，用绳缆木杆或竹竿把它们捆扎在一起成为枕排，也叫连环枕，要使最外面的枕高浮水面，枕径也要大一些，它直接迎击风浪，后面的枕径可小一些，以消除余浪。枕排要比单枕牢固，效果也高，可防七级以下的风浪。枕位不稳，可适当在枕上拴上块石或砂袋，见图3-49。
图3-49 枕排（单枕、多枕）消浪示意图
3.湖草排消浪
汛期割下湖区菱、茭等各种浮生水草，编扎草排（也称浮敦），有些蔓植草类可用木杆、竹竿捆扎，排的面积尽可能大，可用船拖动就位，也可把湖草运到现场捆扎。拴固方法同上述枕排，系在木桩上，也可锚固，使其浮在距坡面3～5m的水面上。缺湖草时也可用其他软草代替。此法防浪效果好，造价低，但易被风浪破坏，不能防大风浪。随着洪水位的变化，随时注意调整拴排缆绳和锚索的长短，使湖草排能正常起到消浪的作用。
4.木排消浪
使用木排（含竹排）消浪，效果较好，结构比其他排牢固、耐用，不易散架，汛后还可运用。但木材耗用量大，锚链困难，属硬性材料，一旦断开，直接威胁堤坝安全，因此使用时要随时检查，及时加固。将5～15cm的圆木以绳缆或铅丝捆扎，重叠3～4层，使厚度达到30～50cm（一般为水深的1/10～1/20效果较好），宽度1.5～2.5m（越宽效果越好），长度3～5m，可把几个木排连接起来。圆木间的空隙约为圆木直径的一半，可夹以芦柴把和柳把等，节省木材用量，降低造价。楠竹与圆木处理办法相同。为了增强防浪效果，应在竹木排下面坠以块石或砂石袋。防浪竹木排应抛锚固定在边坡以外10～40m距离，水面越宽，距离应越远，避免撞击堤身。锚链长度应稍大于水深，防止锚链被拔起（走锚）。为了防止木排自己移动，锚链不要过长。若木排较小，可以直接拴在堤坝顶木桩上，但要随时调整绳缆，防止撞击堤身。木排距边坡一般为浪长（浪长指两个浪峰的距离）的2～3倍，此时消浪效果较好，太近易撞，太远会失效。
三、注意事项
（1）抢护风浪险情尽量不要在边坡上打桩，必须打桩时，桩距要大，以防破坏土体结构，影响坡面稳定。
（2）防风浪一定要坚持“预防为主，防重于抢”的原则，平时要加强管理维护，务必备足防汛物料，避免或减少出现抢险被动局面。
（3）在风浪袭击严重的区段，如临河有滩地，应及时种植防浪林并应种好草皮护坡。
四、案例
（一）黄河东平湖围堤风浪险情抢险
1.出险情况
东平湖位于山东省梁山县黄河与汉河下游冲积平原相接的条形洼地上，湖区原有运河两岸小堤即运东、运西堤（旧临黄堤）。1949年大水后，为缩小灾害范围，湖区外围新修了第二道防线工程，即金线岭和新临黄堤。运西堤全长43.5km，经1952年复堤后，堤顶宽为4m，堤顶高程为43.60m（大沽标高，下同）。临湖坡1∶1.5，背湖坡1∶2～1∶1。运东堤全长29.8km，顶宽4m，堤顶高程为43.60m，运东、运西堤为第一道防线。
金线岭堤长42.562km，堤顶高程45.00m，顶宽4m，临坡1∶2，背坡1∶3。新临黄堤全长21.316km，顶宽4m，堤顶高程44.50m。1954年8月5日，花园口站发生15000m3/s洪水，8月6日黄河水开始倒灌入湖，8月11日黄河孙口站出现8640m3/s的洪峰，8月13日汉河来水，洪峰流量为3670m3/s，东平湖水位已涨到42.97m，高于1949年最高洪水位0.72m，第一滞洪区部分堤段仅出水0.2m。为舍小救大，确保黄河下游防洪安全，开放东平湖第二滞洪区蓄洪。新旧临黄堤、运东堤大部提段发生了风波冲刷堤身的险情，其长度竟达15.645km。运东堤被风波冲刷相当严重，临蓄洪区的堤坡全部冲垮，堤顶平均冲坍2/3左右，土方10余万m3。另外，新临黄堤段也出现了风波冲刷情况，其堤身也受到了一部分损失。
2.出险原因
造成东平湖围堤出现风波冲刷的原因有以下两个方面。一是第二蓄洪区东平湖部分94km2，水面宽广，平均水深在2m以上，最深者达3m多。由于水面宽阔，受风面积大，加之第一、第二防线自然形成了环形封闭圈，而临堤村庄稀少，林木不多，无迎挡风浪的林木，风浪直冲堤身。二是堤线环绕自然形成东北西南方向和东西方向，很少部分是正南、正北方向。因此无论什么样的风向都会使风浪直接或间接冲刷堤身，而且大堤受风浪淘刷的时间长，极易造成堤防出大险。
3.抢险措施及效果
对付风浪险情的良策是削浪护坡，即削弱风浪对堤防的破坏力，同时对土坡加以保护。当时的山东省政府及中共山东分局根据险情以及湖水特性，研究采取散厢护坡和挂枕防浪两种措施进行抢护。
（1）散厢护坡法。这种方法适用于堤脚已被风波冲垮，且险情继续发展的情况。具体做法是：在临湖堤肩每隔1.0m打2.0m桩一根，然后再将秸料用细绳捆在木桩上，随捆随填土（采取做好一段再做一段的办法，不要一层做起，防止风冲秸料），一直做到出水5cm为止（如取土困难也可利用一部分碎秸料）。“散厢护坡”可以防止随机风波转为固定的水位风波，效果很好。
（2）秸枕防浪法。此种方法简单易行，适用于风波开始阶段且土料尚未走失的情况下，其作用是随着水位变化可以升降，能使风波缓和，靠堤无力，在湖上或无溜堤坝均可使用。具体做法是：首先捆好0.5m×6.0m的纯秸料枕（腰绳以12号铅丝为最好，间距80cm），然后在临河堤肩每6m打下1m签桩和一根拉桩，再用拉绳拴住枕两端的第一道腰绳，挂在签桩上（拉绳长度视堤距水面远近而定），然后再将签桩靠近枕的里边打下去，在拴拉绳时，不要太紧，以能上下活动为宜，水位少许升降时仍能漂浮削浪。“秸枕防浪”首先在新临黄堤风险初出现阶段应用，因枕直径细，压力小，效果不太理想，以后采取直径50cm、长6.0m的纯秸料枕，作用比第一次有效，于是决定全线推广。由于对湖水特性认识不足，存有“秸料质量好”、“不要紧”等麻痹思想，在运东堤抢护第一步即采用了此法，但因该段堤防已被风冲刷得很严重，结果所做的900余m“浮枕”耗用秸料2.5万kg，麻绳1000kg，全部被风波冲垮，后改用散厢护坡法，才防止了风浪冲刷。
东平湖围堤风浪险情的抢护成功，保卫了当时的东平、梁山、郓城、汉上、南旺、鄄城、嘉祥、巨野、济宁等县市30多万人民的生命财产安全，减免淹没耕地95万亩，达到了河、湖安全的运用效益，取得了战胜大洪水的又一次胜利。
4.经验教训
汛前做好人力、物力的准备工作，是取得抢险胜利的先决条件。由于对风浪险情认识不足，料物筹备不全，险情发生后，只好采取一边备料一边进行抢护的办法，在一定程度上给抢险工作造成被动。
（二）内蒙古江桥嫩江堤段风浪冲刷抢险
1.出险情况
嫩江半拉山扬水站西（嫩江20+000-20+700及23+162-24+960段），1998年7月2日，第一次洪峰流量7480m3/s，北风7级，浪高1.5m，该堤段冲淘严重；8月7日流量8070m3/s，东北风6级，浪高1.2m，洪水冲刷堤坡严重；8月14日，嫩江江桥站峰顶142.37m，西北风7级，浪高1.5m，大堤临水坡被洪水沟失2/3，直接危及大堤安全。
2.出险原因
一是堤坡面为土体，无抗冲刷能力，嫩江23+300-24+400段虽有护石，但水位超过护石面，上部堤面均为土体；二是洪水流量大，水位高，加之北风、西北风、东北风，风力6～7级，浪高1.2～1.5m，风向直对大堤。
3.抢险措施
每隔1m打1根木桩，上捆柳把、柳条包，做防浪隔离带，在被淘刷堤坡处沉铺土工布作面层，用卵石袋对堤坡进行护砌（坡比1∶3）。采取此措施后有效地控制了风浪对堤坡的冲刷。