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2023
河道
治理
工程设计
河道治理工程设计
河道治理工程设计
1水面线计算的分析
1.1水面线计算方法的选择
水面线计算是河道治理中的根底性工作,对河道治理的工程量及造价有着直接的影响。根据河段的资料,水面线计算一般有以下几种方法:1)恒定非均匀渐变流方程法。恒定非均匀渐变流方程法将治理河段划分为假设干个河段,逐段推求。在每一河段内,根据实测的断面资料、相应的洪峰流量、控制断面的“水位—流量〞关系及各河段糙率等边界条件进行求解。曼宁公式法将河道看作是体形规那么的“天然渠道〞,对于沿程较为规那么的河段,该方法具有一定的适应性,但是天然河道一般形态多变,因此,该方法的精度有限。3)水面比降法。水面比降法是一种粗略的类比法,通过调查河段近年的洪水位,确定水面的比降,再根据控制断面推算整个河道的水面。该法只适用于资料缺乏的河段。河道治理设计中推荐采用恒定非均匀渐变流方程法,其余的两种方法可作为一种粗略的校核。
1.2计算软件的选择
河道水面计算常用的软件主要有:1)美国陆军工程兵团水文工程中心开发的HEC—RAS软件,该软件以能量方程为根底,可以计算一维恒定流和非恒定流河道水面线。2)荷兰代尔夫特水力学所及有关机构联合开发的SOBEK软件,该软件以一维圣维南方程为根底,计算河道水面线。现以云南省彝良县洛泽河角奎镇附近的河道水面线计算为例,对以上两种软件进行比照分析。计算洪水标准为20年一遇,洪峰流量1621.00m3/s,河道为缓流,控制段选择在下游,计算起始断面水深为832.45m,河道糙率综合取值为0.04。SOBEK软件迭代初始水深为0.0m。
2河道防护形式的选择
2.1传统的河道防护措施
传统河道防护多采用刚性防护措施,主要为浆砌石防洪墙、浆砌石(钢筋混凝土)护坡等,结构抗冲刷及破坏的能力强,能够适应较恶劣的自然环境。但传统刚性防护很少考虑工程措施对生态环境的影响,阻断了河道与外界的环境交流。
2.2现代河道防护措施
现代河道防护多采用生态防护措施,主要有植物护坡、格宾石笼、生态袋护坡、生态混凝土等措施。其优点是在满足工程结构安全的根底上,到达了河流与外界环境的协调统一,实现了河道的持续开展。其缺点是生态防护措施的强度不大、抗冲刷能力较差,不适宜流速大的部位。
2.3河道防护形式的选择
河道治理的目的不同,选择的防护形式亦应有所区别。防护形式的选择应“因地制宜〞,充分考虑水力条件、天然建筑材料、施工、维护等因素,设计中应充分体现“生态治理、亲近自然〞的理念,防止河道治理的“渠道化〞,尽量不改变现有河道的走向及岸坡结构,减少二次生态破坏。流速不大的河段,应优先采用生态防护措施,尽量防止防洪堤的新建,如必须新建那么应优选生态护坡土堤。流量较大、流速较高的河段,应首选防冲能力较强的防护结构,冲刷较深的河段宜选择刚性防护。
3结语
1)河道治理设计中推荐恒定非均匀渐变流方程法。根据实例计算,HEC—RAS软件计算结果更偏于安全一些,由于HEC—RAS软件运行费用远远低于SOBEK软件,且成果整理也较为简便,因此实际设计推荐采用HEC—RAS软件。2)河道治理应根据不同的治理目的,选择适宜的防护方案,在满足河道防洪安全的前提下,应大力推广和使用生态防护措施,促使人与自然和谐开展。