河道治理的工程设计

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基础性工作，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若干个河段，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则的“天然渠道”，对于沿程较为规则的河段，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基础，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基础，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对比分析。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基础上，达到了河流与外界环境的协调统一，实现了河道的持续发展。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，避免河道治理的“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，尽量避免防洪堤的新建，如必须新建则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，促使人与自然和谐发展。

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