穆智增：《治河用柳集》（四）

五、柳树及紫穗槐、小叶章的生理特性

（一）柳树的生理特性

柳树是被子植物门，双子叶植物纲，杨柳目（Salicales），杨柳科（Salicaceae），柳属（Salixl）。在我国常见的共257种，有乔木、小乔木、灌木。柳属多喜湿润，近水处常有水生根。最低的灌木，越桔柳只有30--80厘米。在北方沿河生长的有旱柳、沙柳、蒿柳、小红柳、三蕊柳及红皮柳、细柱柳。在南方沿河生长的有云南柳、四子柳、长梗柳。全国各地均有垂柳。

影响树木生长的生理条件，及生长调节作用，一般情况下对柳树都起作用。柳树的耐涝、耐旱、耐寒及对影响生长的环境适应能力更强。在地温、含水量、肥力适宜时，全年均可种植柳树。冬季植柳，虽无枝叶，根部仍能生长。在试验区，用大灌木、小乔木培育，20个月培育出高5.2米；茎粗8.03厘米；侧根共470条，最粗2.5厘米，最长6.8米；纤维根共8.5万条；最粗0.5厘米，最长80.0厘米的柳树。如能继续发掘柳属树种的生理特性，还有可能选育出更适合守滩、护岸的柳属新品种。

过去三十余年的调查、研究中，认识到柳树的突出生理现象，有以下几方面：

⒈特殊的根

当洪水期土壤含水量饱和时，绝大部分树木浸没在水中，由于缺氧几天后便死亡。只有柳树，由于柳根能利用水中溶解氧，在无空气的条件下，进行适当速度的有氧呼吸。因而柳树被淹没几十天，排水后仍可恢复正常生长。在试验室内土壤维持饱和含水量十个月，仍未被淹死。

溶解氧饱和含量随温度升高而下降，当水温为0℃时,溶解氧饱和含量为14.6mg/L，水温为35℃时，溶解氧饱和量为7.1 mg/L。所以高温时柳树在水中的生长情况较差。柳树虽耐涝，但正常生长还要受土壤通气条件的影响，土壤空气含氧量是根正常呼吸的限制因子。当土壤空气含氧达到2%时，明显影响生长；低于5%时，呼吸率降低；高于这个浓度时却无明显的增加。因此，为了让柳树的根向深层发展，必须使土壤结构疏松，有适当的通气条件。

柳树生长也受含水量的明显影响。含水量低于4%时就枯萎；低于15%时生长缓慢；20%时最适宜；高于30%时不再生纤维根，原有大部纤维根及部分侧根变黑坏死；含水量饱和时主根停止生长，仅维持存活。

柳树的根也和其它树木的一样，还受日照、温度、矿物质、无机盐的影响。一切正常时，柳根的生长速度很快。旱柳、沙柳等乔木品种的根主要分布在二米深度以内，如向两米以下的土壤中通气，三至五米内根的数量和长度均可增多。在试验区，一年生柳树，侧根在1、2、3、4、5、米处的长度分别为2.6、2.5、4.5、4.3、1.8、米。二年生柳树，侧根在1、2、3、4、5、米处的长度分别为6.7、2.1、5.4、3.9、4.2米。

⒉明显的季节周期

季节变化对柳树的生长有明显的影响。冬季休眠，地上的部分将停止生长；夏季虽不休眠，也有一个生长停滞期。最适合的生长季节是四月至六月，八月至九月。这两个生长期中，前期的长势，较后一期为好。夏季生长停滞，除干旱及病虫害外，还有气温和地温偏高，这些都是造成柳树生长缓慢的原因。

第一个生长期，四月至六月的三个月中，一般高生长170厘米。五月份生长最快，一个月高生长85厘米，相当这一期的一半。第二个生长期，八月至九月的两个月中，一般高生长100厘米。不同自然条件的变化，两个生长期形成的时间略有差异，但即使在试验室，用人工控制气候的条件下，柳树仍然表现出有两个生长期的间歇性生长规律。

剪掉第一个生长期的枝干，让柳树在人工控制高度的条件下渡过夏季，并不影响下部根系的正常生长，这非常有利行洪。

第二个生长期新生的枝条，由于木质化程度较差，大部不能安全过冬，但不影响主干和根部的抗寒性。冬季，地下二米至五米深度内的根系，仍在正常生长，不受夏季修剪的影响。

（二）紫穗槐的生理特性

紫穗槐（Amorpha fraticosa L.）是豆科，紫穗槐属，落叶灌木。原产北美洲，二十世纪卅十年代起在华北种植。

紫穗槐是有价值的饲料，又是优质绿肥、蜜源、水土保持和园林观赏植物。

一般情况，株高1-—3米，根深1.0--1.5米,根幅最大4米.三年生紫穗槐，1立方米土层内，根总长可达100米以上。表层还有大量的固氮根瘤。当0.5米土壤含水量降至9%时，茎叶仍郁郁葱葱。

紫穗槐耐涝，土壤含水量饱和300天，脱水后，仍有50%存活。五年生紫穗槐，水深0.5米，淹没45天，退水后均可正常生长。

几十年来，试用过用豆类植物绿豆、豌豆等向柳坝提供绿肥，也曾用豆科牧草沙打旺、三叶草、小冠花、苜蓿、草木樨等向柳坝提供绿肥。都因不能耐水淹，而未能入选。

在试用的过程中，唯有紫穗槐，既是多年生，又可一年多次刈割嫩枝，提供绿肥肥源。更重要的是它与柳树一样抗水淹涝。

（三）小叶章的生理特性

小叶章（Deyeuxia angusdorffiirink kunth）又名苫房草，属禾本科，野青茅属，多年生草本。东北江河两岸低湿地生长较多。

小叶章是经济价值较高的禾草类，除供饲用外，还是高级造纸原料。

小叶章生长快，5、6月份日生长量可达80公斤/亩，60天即可完成营养生长全过程。所以必须两次刈割，6月中旬第一次刈割后，正值进入汛期，减少了对行洪的影响，还不影响9月刈割的产量。

小叶章既耐旱，又具备湿生植物的特性。在湿地触水的各节均能产生水生根，节间还逐渐膨大具有贮气功能。长期淹没，根茎层以下也增粗。淹水一月，脱水后仍可正常出新生芽。

试用中，小叶章借根茎在边坡蔓延，一年即可伸出1--2米，株株相连形成与柳根连成一片的根网。

柳坝充分利用了这三种植物的根系，均有耐旱、耐涝的特性。让其速生形成可抗冲的根网。

同时利用其共有的生长周期，在6月中旬，修剪、刈割，既有利行洪，又不防碍生长。还可用紫穗槐的嫩枝压绿肥、小叶章的嫩草当饲料。

这里特别说明，紫穗槐是否可以放在坝身位置。由于试用过几种灌木品种的柳树，其根幅均与紫穗槐一样，半径只有两、三米，故均无承担坝身重任的能力。只适合邦办供肥。

六、柳坝结构及布局

柳坝是既传统，又全新的河防工事。它吸收了历代河工用柳的精华，和现代生物科技的养分。

在有关领导支持和相关方面协助下，经曲折中反复试验、改进，终于经受了超设计标准的洪水考验，并通过水利部的鉴定。

现在河工防洪用柳技术更加完善，可以用柳和紫穗槐、小叶章，在如同荒漠的游荡河段，修建同时具有防洪、环保、经济效益的绿色工事。

这种有生命的工程，其设计、计算所用规程，与常规河工基本相同。其布局、结构、实施另有特殊之处。

（一）前期工作

除常规内容外，应把实测水准导线，及拟议中的治导线、控导线，一并标示在1/5000河道地形图上。然后与图上的村、渠、井、路、桥、林等对照，沿河布设似议的工程，计算过水断面、流速、流量、水面线。如符合规划条件，即可进行地质调查。

调查时，沿控导线每500米左右，钻孔一处。孔深为予估冲刷深度的一倍。

每孔取样绘制柱状图，标示土壤粒径和比例，沙土、壤土、粘土等各类土层界面，及扰动土与原状土的界面。据以分析判定冲刷深度。

在每孔整米深度化验土壤含水量、含肥量，据以确定柳坝种植深度及供肥量。

（二）坝身的一般结构

根据观察发现，平原河段柳根向下伸延，主要靠水、肥引导的作用，不是深栽的结果。故一般情况只深栽3米，不再深栽到5米。

还观察到，柳根侧向发展，也是由于水、肥的引导。故在向深处施肥时，同时在侧向6米以内施肥、造肥。两年内侧向6米以内即可形成根网。这种根网可以有效的防护深达两米的冲刷。

柳坝建设的前两、三年，对于原拟议中的超洪、透水坝型，均按潜没坝型应用。一律剪去全部枝条，保留6月15日以后新生的枝条，既可缓流，又不阻挡行洪。

由于柳坝减缓了过坝的集中水流，廿年来观测到的最大冲刷深度是2米，为设计冲刷深度的一半。故柳坝的设计冲刷深度可按实际冲刷深度的1.5倍，不再按两倍。

柳坝下游回流消失，有效防护长度加长。

这些都是柳坝结构和布局上的特点。

综合这些特点，一般情况柳坝行距选3米，株距选取1至2米。种植行数有2、4、6、8行。流速大、且弯道起始段、可能出现斜河段，行数宜多。

为防坝根出现高流速，坝顶应有纵坡。按坝头低于设计平滩水位0.5米计算，坝根按高于设计平滩水位0.2米计算。

柳坝种植深度应达到设计冲刷深度，一般为3米。最小不低于2米，最深5米。如冲刷深度以内有厚度达到1米的粘土层，则选2米为栽植深度。

如坝区种植深度以内含水量低于20%，需布设微灌系统。每株树侧埋一个供水立管。

为加速生长，除在树侧钻孔供肥外，还在坝侧6米以内，深0.5米的表层施肥、育肥。育肥主要用能耐水淹的紫穗槐。

以上都属柳坝的结构，这种坝，在种植之初只有柳苗，并无“坝”形，坝是随柳树生长而逐渐形成。

柳坝的地上部分，是通过由低到高定向修剪。第一年6月15日前剪去高出河床0.5米以上部分，第三年剪去低于平滩水位1米线以上部分，第二年选取一、三两年的中间值。第三年以后，每年提高0.1米,直至达到设计值。再按第一年标准，周而复始。

柳坝的地下部分是靠人为供给水、肥，以加速生长。如达不到要求的深度、广度，可加、减量供给水、肥。

种植一、二、三年的柳坝及超洪坝，一般生长情况，分别见图6-（1-5）。 从而可看到柳坝从无到有的变化。

图6-1 坝区过水后，新淤滩地，淤积厚度0.2米（一年生）。

图6-2 修剪前 （两年生）

图6-3 修剪后 （三年生）

图6-4 柳坝坝基（三年生）的柳根

图6-5 超洪柳坝 （八年生）

（三）坝身与滩岸的连接

为防坝根被冲，滩岸坡可换壤土。也可将坡放缓，让坝体加宽伸入滩面。

还可修成梯田，台面宽0.5米，高差0.25米，用0.5米档板,埋深0.25米。

其余结构与坝身同。

常用的柳埽、卧柳护坎，抗旱能力差。不再用于防护柳坝坝根。

（四）坝头的加固措施

坝头是柳坝的弱点。在一组丁坝中，对为首的第一、二号坝头，应用换粘土、栽大柳、井柱桩等措施加固。也可用抛石、石笼、木桩、土工布加强。

实用中，经济有效的措施有：

⒈坝头换粘土

柳坝附近如有粘性土，可按设计冲刷深度，开槽置换粘壤土。

槽底宽度为冲刷深度加1米，边坡1：2。

换土长度等于坝身宽度。

换土边坡1：0.5。回填的换土与回填土一并夯实，干么重均为1.50吨/立方米。

⒉坝头栽大柳加固

河底纵坡为1/1500至1/3000时，可按坝宽，沿控导线钻孔。孔距0.66米，孔径0.15米，孔深略大于设计冲刷深度。

栽大柳的孔距为2.0米。柳苗小头直径0.05米以上，顺直、带根、无病虫害。

装供水管的孔距2.0米。

装复合肥的孔距2.0米。

另沿坝面靠河床一侧，宽6米的范围内，深翻施肥种植小叶章等耐旱涝的牧草。

⒊ 混凝土井柱桩加固

河底纵坡1/1000至1/2000时，可按桩距2米，深度为设计冲刷深度的两倍，现场钻孔灌注直径0.5米的井柱桩。

工程长度为坝宽加6米。灌注料可用100号混凝土，或50号沙浆。还可下0.5米井管后再灌注。

桩间，按坝身相同的办法植柳。

另沿坝面靠河床一侧，与大柳加固的坝头一样种小叶章。

（五）柳坝的平面布置

柳坝布设以控导线的中线为主轴。

各组弯曲段的丁坝，都要大致垂直于主轴，几个弯曲河段，由过渡段连接，形成平滑顺畅的弯曲河势。

通过治导线的丁坝，在大致垂直于控导线的同时，还要大致垂直于治导线。

对流速高、抗冲能力差的滩面，柳坝上柳树的行数可多些，让滩面流速能相应降低。

沿控导线的顺坝，坝身应低于丁坝坝头0.5米。宜用透水型，株距2米，行距3米，共2-3行，行间种植小叶章等耐旱涝牧草，每年6月15日刈割一次，以利护岸、透水。

沿堤顺坝有两种；一是护堤，二是截顺堤沟。

护堤顺坝平行堤脚，由堤向滩面，一般十行以上，行距3米，株距2米。为防风浪以超洪坝型为主。

截顺堤沟顺坝垂直于水流方向，沿顺堤沟布设，每200米左右一组。每组植柳4-8行，行距3米，株距2米。

以上两种，一般均不设供水系统。栽种深度应达到3米。

封堵横河、斜河及旧道的截流坝，坝体走向与主流平行。行数、行距、株距、供水、施肥，及伸入滩岸的连接方法，均与丁坝相同。靠分流口的第一组，平潍流量时应不过流；超过平潍流量时再过流。第二、第三组截流坝间距应小（100米左右），行数要多（8行左右），以减缓流势。

（六）用于高滩的柳坝

柳坝用于治导线以外的高滩时，一般用超洪坝型。如用透水、潜没坝型，设计水位用该段设计防洪标准。其余仿照用于控导主槽的柳坝布局、结构办理。

全部工程的总体布置，要保证防洪安全，有利实现河道的弯曲治理。

（未完待续）

作者简介：慕智增 教授级高工。主要从事防汛工程管理，退休后曾任海委防办顾问。