河道治理与护岸工程的设计分析

河道治理与护岸工程的设计分析

谷明

惠州市华禹水利水电工程勘测设计有限公司广东惠州516000

【摘要】随着我国经济不断发展，人们的生活水平得到了明显的提高，对河道的治理也越来越重视，本文主要针对现阶段我国河道存在的问题，提出了合理化的河道治理措施，以便满足人们对水资源的需要，从而改善我国河道现状。

【关键词】河道治理；护岸工程；设计

1引言

河道治理与护岸工程设计是水利工程建设中一个重要的环节,加强基础性水利工程建设,进一步完善灌溉、防洪、排洪等水利设施,完善工业污水处理配套设施,大力开展污水处理和河道治理工作，加强生态环境保护,既是满足当前人民群众生存发展的需要,也是实现可持续发展的关键,优化水资源，推进我国经济发展,为实现社会的和谐发展奠定坚实基础。

2河道治理设计方法

在进行河道治理之前需要做好河道治理规划设计工作。河道治理规划设计工作分为洪水、中水、枯水设计。洪水治理是为了抵御洪水确保百姓生命财产安全；枯水河道治理是为了满足通航和引水需求；中水河道的治理对于稳定河床，控制河势是非常重要的，中水河道的治理规划又叫河势规划，因为河道治理的关键是稳定与调控中水河，所以本文主要阐述中水河道来规划设计方法。

2.1设计水位与设计流量的确定

设计水位是与河漫滩齐平的水位，该水位与河道治理工程建筑物高程大致齐平；通常采用造床流量作为中水河道的设计流量。这是因为在造床流量的长期作用下形成中水河道。

2.2治理线布设

中水河道的治理线的布设是河道治理规划的主要任务，它主导着河道河势的大致格局。治理线的布设包括确定治理线的平面尺度、所在位置、平面线型。

2.3河道横断面设计

我们通常首先在河道上游和下游分别选取模范河段，模范河段具体而言就是所选河段河岸略弯、水深变化幅度很小、浅滩短、深槽长，枯水期河道没有分汊现象并且水流与过渡段沙埂方向垂直；河道水流流速适中而平顺，主流比较稳定，洪水与枯水流向交角较小。然后计算出在设计流量下该河段的断面河相关系，据此来确定河段的断面形状和尺寸。河床的来沙来水条件和地质条件决定中水河道的断面尺寸。

3河道治理相关措施

天然河道不同的河段具有不同的演变特性和形态，相关治理措施也不尽相同。本文将主要分析研究4种常见河道的治理措施。

3.1蜿蜒型河道的治理措施

蜿蜒型河道中的平顺河段是一种较为理想的河段，但是在现实中大部分蜿蜒型河道河段是蜿蜒曲折的，在弯道环流和输沙不平衡双重作用影响下，会出现弯道凹岸冲刷崩退，而凸岸被沙土淤积，蜿蜒曲折的现象加剧，发展到一定程度会发生自然裁弯，会危及周边村镇及农田的安全。所以对蜿蜒型河道的治理很重要。

对蜿蜒型河段的治理措施有两大类:①稳定河道现状，防止它向不利方向发展；②裁弯取直，改变河道现状促使其向有利方向发展。

措施一如果河湾适度弯曲，则可以采取对弯道凹岸加以及时保护，防止弯道继续恶化。只要确保弯道凹岸稳定，过渡段就可随之稳定。

措施二人工裁弯，对迂回曲折河道进行人工改变，将其河势稳定下来。

人工裁弯分为内裁和外裁两种。内裁一般在最窄处，具有线路短，工程土方量少的特点。外裁线路长，工程土方量大而且引河进出口很难与上下游弯道平顺衔接，所以采用较少。

3.2游荡型河道治理

游荡型河道横向宽、纵向浅，当洪水发生时水位陡涨陡落，河中洲滩密布，汊道较多，泥沙淤积严重，主流摆动频繁且幅度大，构成河床的物质相比其它类型河道松散。

游荡型河段的主要治理任务是整治泥沙。采用综合治理、兼顾标本的治理原则治理游荡型河段，可采取“调、拦、排、放、挖”处理和利用泥沙，“两岸分滞，下排上拦”控制洪水。“调”就是利用河流中游的水库，拦粗沙，排细沙。可以通过增大下游的输沙能力，从而减少河床泥沙淤积。“放”、“挖”即通过放淤和挖河措施，在下游处理掉一部分泥沙，“下排”即利用现有河道尽可能地将进入下游的泥沙和洪水输送入海。

3.3分叉型河道治理

分汊型河道治理措施有固定汊道工程措施、改善汊道工程措施、丁坝封闭汊道。

在上游修建鱼嘴，在下游修建分水堤作为江心洲首尾部位修建的治理工程。鱼嘴的要前端浸入水下并且窄矮，其顶部沿河流纵向逐渐增高扩宽，与江心洲首部平顺衔接；在江心洲尾部修建分水堤其外形与鱼嘴恰好相反，它平面上的宽度沿河流纵向逐渐变窄，固定汊道工程措施如图1所示。

在采取改善汊道工程措施前需要先将分沙分流的演变规律和分析汊道的分沙分流现状，然后根据具体情况进行设计改善方案。可以在上游节点处修建控导工程以控制来沙来水条件；在汊道的入口处修建导流坝或者顺坝改变两汊道的分沙分流比；为了改善江心洲尾部水流状态可在洲尾修建导流顺坝。改善汊道工程措施如图2所示。

堵塞汊道主要是修建锁坝、顺坝和丁坝等。用顺坝、丁坝作用效果一般情况下比锁坝的效果好。图3是利用丁坝堵塞非通航汊道，将江心洲变为为河漫滩。

图1固定汊道工程措施图2改善汊道工程措施

图3丁坝封闭汊道

3.4顺直型河道的治理

顺直型河道的治理：首先将边滩稳定下来以稳定整个河段。稳定边滩的措施有淹没式丁坝群，坝顶高程在枯水位以下多为上挑式的。如果边滩个数较多，这时应从最上游的边滩开始施工，然后根据下游各边滩的实际情况逐步治理。

对于顺直型中小河道来说，如果修建橡胶坝当发生超设计标准洪水时，其安全通过河道的概率大大降低。可以采取如下措施解决，①将橡胶坝修建成两边高，中间低的凹字形，这样洪水在通过橡胶坝时主流居中，这样既能减轻洪水对两岸的冲刷，又能够增加橡胶坝泄洪能力；②提高设计标准，在橡胶坝上下游一定范围内加强对两岸的防护，但是这样会会增加投入成本。

4护岸工程设计要点分析

河道崩岸对于河流而言是经常发生的，河岸的崩退对沿岸工农业、交通运输以及人民生命财产均会造成严重损害,还会破坏沿岸生态系统，因此做好护岸工程设计在防灾减灾方面具有重要意义。本文主要讲护岸工程结构设计。

4.1护岸边坡确定

假如河岸土质由砂和细砂组成，其饱和土安息角在22°～23°而干土安息角在26°～28°之间，河流在汛期时经常出槽，本次护岸边坡设计按最不利情况进行，则其稳定边坡在1:2.35～1:2.48，为保证工程整体稳定，边坡取1:2.5。如果河岸边坡陡于1:2.5需要进行削陂。

4.2护脚长度的确定

（1）河床冲刷深度的计算：水流斜冲河岸水位会抬升,在岸边产生自上而下的水流会冲刷坡脚，冲刷深度按《堤防工程设计规范》GB50286-98的（D.2.2-2）公式计算：

式中一从河底算起局部冲深，单位m；

一水流流向与岸坡交角；

m一防护构筑物迎水面边坡系数；

d一坡脚处土质计算粒径，单位cm；

一水流偏斜时水流局部冲刷流速，单位m/s；

g一重力加速度，9.8m/s2。

（2）护脚长度的计算和确定

根据计算的最大冲深值和代表断面深泓线位置,计算当河床冲刷达到最大冲深时,在护脚补充冲深坑后仍保持稳定状态（水下边坡为1:3.0～1：4.0）的护脚长度由于工程实施后河流横向环流比工程实施前加剧。为确保整体工程安全稳定，护脚长度的安全系数为1.1一1.25。,本次取1.25。护脚长度计算公式如下：

L式中一计算的沉排长度,单位m；

K一安全系数，=1.25；

一实测的枯水水深，单位m；

一斜冲水流作用下的冲深，m。

M一防护构筑物迎水面边坡系数，3.0一4.0。

5结束语

河流破坏作用会产生很多问题，针对这些问题提出相应治理措施并对护坡进行合理设计，可改善河道现状，对于保障人们的正常生产、生活至关重要。通过合理的河道治理和护坡设计，有利于稳定滩涂，提高滩涂区的土地价值，减少冲塌河岸现象。

参考文献

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