陳廣海 湛江市高遠(yuǎn)工程咨詢有限公司

中小河流治理規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，是否需要對(duì)整治的河道進(jìn)行疏浚拓寬，以及如何選擇合理的整治河寬，不僅涉及到投資多少的問(wèn)題，而且是關(guān)系到中小河流整治成敗的問(wèn)題。整治河寬選擇過(guò)小，則無(wú)法滿足河道基本防洪要求，甚至在正常運(yùn)行過(guò)程中會(huì)造成河岸沖刷過(guò)度。整治河寬選擇過(guò)大，則造成工程占地增加，施工難度加大，工程投資增加，不經(jīng)濟(jì)。因此，如何選擇確定合理的河道寬度成為了中小河流規(guī)劃設(shè)計(jì)者必須思考的問(wèn)題。

1.整治河寬的定義

整治河寬為河道經(jīng)過(guò)整治后與整治流量相應(yīng)的直河段的河槽寬度，即河道通過(guò)整治流量時(shí)，理想的水面寬度。由于河道整治工程僅在凹岸布置，凸岸為可沖的灘嘴，當(dāng)大洪水通過(guò)時(shí)，主流走中泓，流線趨直，凸岸受沖，主槽擴(kuò)寬，洪水能順利通過(guò)。因此，整治河寬小于洪水時(shí)主槽寬度。同時(shí)由于整治工程高程均低于設(shè)計(jì)防洪水位，因而，整治河寬并不是河道行洪寬度。

2.整治河寬計(jì)算分析

2.1 河道現(xiàn)狀

本次治理河長(zhǎng)為27.84km，根據(jù)現(xiàn)有河道的地形及河道比降，大致分為5段。第一段為樁號(hào)K0+000～K2+715，該段河道沿線為平原，岸坡較低，河道坡降0.05%，河底寬約7m～25m，大多河寬為11.5m，河床高程為19.85m～20.93m，地面高程為20.98m～31.59m，大多為21.0m～22.5m。第二段為樁號(hào)K2+715～K6+950段，該段河道長(zhǎng)4235m。河道沿線為低丘平原，岸坡不高，平均高度1.5m,河道兩岸岸坡大多為土坡，植被較好，河道坡降0.063%，河道主槽較窄，兩岸灘地較寬，主槽河底寬約3m～6m，大多河寬為5m，河床高程為17.10m～19.82m，兩岸灘地寬闊，寬度10～100m，大部分種植水稻或甘蔗，地面高程為18.0m～21.0m。第三段為樁號(hào)K6+950～K12+145段，該段河道長(zhǎng)5195m，為河道的中上游段，沿線為平原，蜿蜒曲折，岸坡不高，平均高度2.0m,兩岸岸坡大多為土坡，植被良好，河道坡降0.081%，主槽河底寬約6m～23.5m，大多河寬為10m，河床高程為12.99m～17.10m，兩邊岸坡低緩，沿線均為耕地，大部分種植水稻，植被良好。地面高程為15.4m～25.3m，大多為1.70m～18.5m。第四段為樁號(hào)K12+145～K20+671段，該段河道長(zhǎng)8526m，為河道的中游段，沿線為平原，蜿蜒曲折，岸坡不高，平均高度3.2m,兩岸岸坡大多為土坡，河道坡降0.065%，主槽河底寬約6m～18.0m，大多河寬為12m，河床高程為7.46m～12.99m，兩邊岸坡低緩，沿線均為耕地，大部分種發(fā)財(cái)樹(shù)和按林。第五段為樁號(hào)K20+671～K27+840段，該段河道長(zhǎng)7169m。河道沿線為濱海平原，岸坡不高，平均高度2.0m,兩岸岸坡大多為土坡，河道坡降0.14%，河底寬約25m～204m，大多河寬為75m，河床高程為-2.13m～7.46m，地面高程為1.5m～15.5m，大多為1.5m～4.0m。

2.2 起始水位

計(jì)算河道下游出?？?，建有水閘，屬中型水閘，該水閘已完成初步設(shè)計(jì)報(bào)告的批復(fù)，擬近期進(jìn)行開(kāi)工重建。

本次10年一遇設(shè)計(jì)起推水位，按照水閘重建后的調(diào)洪最高水位4.09m（黃基），轉(zhuǎn)換成珠基為3.504m進(jìn)行推算。上游高鐵站段起推水位，按已建成的高鐵站涵洞20年一遇水位作為起推水位進(jìn)行推算。

2.3 糙率確定

河道糙率選取參照《水力計(jì)算手冊(cè)》，綜合考慮各設(shè)計(jì)河道斷面形狀、護(hù)坡材料以及河底狀況等，根據(jù)不同的材料選取不同的糙率，最后取加權(quán)平均后的綜合糙率。各護(hù)砌材料糙率如下：砼=0.017，干砌石=0.025，平臺(tái)=0.03，草皮邊坡=0.03，卵石河底＝0.035，自然灘地=0.035。經(jīng)加權(quán)平均后綜合糙率取為0.028。

（1）造床流量下的穩(wěn)定河寬。穩(wěn)定河寬采用C.T阿爾杜寧穩(wěn)定河寬關(guān)系法進(jìn)行分析，公式如下：

公式中：

B— 河寬，m；Q— 造床流量，m3/s；J— 平衡比降；

A— 穩(wěn)定河寬系數(shù)，與灘岸和河岸土質(zhì)有關(guān)，表征河岸穩(wěn)定情況，A越大，河岸越不穩(wěn)定，蜿蜒型河道A=0.64～1.15，過(guò)渡型河道A=1.3～1.7。

由于該河道缺乏實(shí)測(cè)洪水流量資料，通過(guò)河道橫斷面的測(cè)量數(shù)據(jù)，分析選定典型的特征斷面，經(jīng)分析計(jì)算，確定各段的造成流量，從而計(jì)算各段造床流量下的穩(wěn)定河寬見(jiàn)表1所示。

表1 各河段在平灘流量及設(shè)防流量下的最下河寬

（2）設(shè)防流量下的整治河寬。設(shè)防流量下的整治河寬計(jì)算一般采用兩種方法進(jìn)行分析計(jì)算，第一種方法采用三公式聯(lián)解計(jì)算，第二種方法采用《泥沙設(shè)計(jì)手冊(cè)》涂啟華等概化公式計(jì)算。由于本河道缺乏實(shí)測(cè)洪水流量資料數(shù)據(jù)，采用涂啟華等概化公式計(jì)算無(wú)法準(zhǔn)確的確定河寬系數(shù)，故本次分析計(jì)算采用三公式聯(lián)解計(jì)算。

整治河寬采用三公式聯(lián)解計(jì)算。

曼寧流速公式：

水流連續(xù)公式：Q=BHV

上述三公式聯(lián)解求得整治河寬公式

公式中：

B— 河寬，m;

K— 河相關(guān)系；根據(jù)斷面資料等分析，河相關(guān)系主要變化范圍為1.5～2.5；山區(qū)河段平均為1.5，平原河段平均為2.5；

Q— 設(shè)計(jì)流量，m3/s；

n— 主槽糙率，取值0.035；

J— 設(shè)計(jì)流量下水面比降；

H— 水深，m。

2.4 整治河寬范圍擬定

經(jīng)計(jì)算分析，各段的整治河寬應(yīng)不小于平灘流量時(shí)的計(jì)算河寬，河道整治河寬的取值范圍一般為平灘流量計(jì)算河道寬度和設(shè)防流量計(jì)算河道寬度之間。還應(yīng)結(jié)合各段河道現(xiàn)狀嚴(yán)格尊重河道自然屬性，保持河道形態(tài)的多樣性的原則，宜寬則寬，宜彎則彎，不得裁彎取直，盡量減少對(duì)河道主槽的擴(kuò)挖。

3.結(jié)束語(yǔ)

在采取以上經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)查勘對(duì)該河流各河段的河道特征指標(biāo)進(jìn)行分析計(jì)算。根據(jù)河道兩岸占地情況，在滿足河道自然比降的情況下，對(duì)現(xiàn)狀過(guò)水?dāng)嗝娌粷M足最小河寬的河段進(jìn)行疏浚擴(kuò)挖調(diào)整，并通過(guò)復(fù)核各斷面的水位流量關(guān)系，在滿足設(shè)計(jì)防洪流量的行洪要求的情況下，確定各段的整治河道寬度。