河流航道整治線設計的幾個問題探討

邵偉

摘 要：河流為我們的生產(chǎn)生活提供了很多便利，但是它也對我們的生活造成影響。河流航道整治工程就是對河流進行整治，調(diào)控河流的水位和淤泥堆積等各種問題。而整治線的設計問題對河流航道整治工程有很重要的影響。

關鍵詞：河流；航道整治；設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.107

我國的河流、湖泊眾多，海岸線叫長，航運資源豐富，我國古代王朝就非常重視水運建設，但是隨著泥沙的沖刷，河床不斷發(fā)生著變化，不受人類控制的河流有時候發(fā)生巨大洪水，有時候干涸缺水，對人們的生產(chǎn)生活造成很大影響。河流航道整治工程就是對河床形態(tài)進行改變來減小河流的消極影響，發(fā)揮它對人類的積極作用。

1 河流航道整治工程

河流航道整治工程從古到今一直受到國家的高度重視。據(jù)有關資料記載，大禹治水時就提出治理河流要遵循順水之性，因勢利導。在公元1565年，潘季馴就提出了“以堤束水，以水攻沙”的整治原則。1949年新中國成立以后，國家在我國的很多河流上都進行了航道整治工程，改善了內(nèi)河航用的條件，促進了我國內(nèi)河航運事業(yè)的發(fā)展。

河流整治工程是在河床上修筑專門的整治建筑物或其他工程措施，引導水流向有利于人類生產(chǎn)生活和船運航行的方向的工程措施。航道整治以穩(wěn)定船槽、增加航道水深、拓寬航道寬度和改善險灘為主要任務。航道整治工程應遵循河床演變的規(guī)律和河流動力學原理，統(tǒng)籌兼顧，對工程的各個環(huán)節(jié)進行河科學合理的規(guī)劃；整治工程還應根據(jù)不同的河流形勢和特性，采取相應的整治措施，比如，在整治山區(qū)河流航道時，應該對不利于船只航行的河槽形態(tài)進行修整，改善水流的條件，對于要對平原河流航道進行整治時，由于平原地區(qū)地勢低平，交通條件相對便利，則適合修筑建筑物來進行整治；最后，還應考慮工程對環(huán)境是否造成影響，將工程對環(huán)境的破壞力降到最低。河流航道整治線的設計對河流航道整治工程有至關重要的作用。如果河流航道整治線的設計存在問題，就會對航道工程的施工環(huán)節(jié)或航道整治的作用產(chǎn)生影響，甚至可能會造成不必要的經(jīng)濟損失。所以，河流航道整治線的設計很重要。但是，我國對于航道整治線的設計還不是很成熟，其中還存在一些設計問題值得我們深入研究。

2 河流航道整治線設計的問題

2.1 航道整治線布置應遵循的原則問題

河流航道整治線是指整治水位時由主導河岸和整治建筑物控制的新的河道的平面輪廓線。河流航道工程整治線的設計應充分考慮與周邊環(huán)境相適應的問題，在布置整治線時，整治線的起點與終點應該以穩(wěn)定深槽的主導河作為依托，整治線一般要通過淺灘上的最大流速區(qū)，淺灘是沖擊河流中十分普遍的河床形態(tài)，也經(jīng)常是河流船運通航受阻的主要原因。整治線通過淺灘的最大流速區(qū)，有利于船只通行，將淺灘水流區(qū)的水由阻力變?yōu)橥苿哟ㄐ械膭恿?，為船只的航行提供很好的條件，減少河流對兩岸居民不利的影響。

一般情況下，不要在有支流或溪溝匯入的口門布置整治線，應把整治線布置在江心或河流的對岸。在設計整治線時，要全面考慮河流兩岸的工業(yè)農(nóng)業(yè)發(fā)展是否受到影響，是否有利于兩岸的工農(nóng)業(yè)發(fā)展。其次，整治線的設計要考慮是否滿足河流的防洪要求，當洪水來臨時，往往淹沒兩岸居民的房屋和田地，對我國居民的財產(chǎn)造成很大的損失。整治線的設計要與工程的其他環(huán)節(jié)相適應，盡量增大整治建筑物對洪水的阻擋能力；最后，考慮是否對防護大堤造成影響，整治線的彎頂不適宜太靠近堤防。防護大堤是防洪的重要方法，整治線的設計既要滿足防洪的要求還要達到對河流航道的整治功能。

2.2 河流航道整治線的寬度問題

整治線寬度是指河流整治水位時設計的新河槽的河面寬度。河流航道的整治線寬度要結(jié)合指定河流的具體情況計算設計來確定，整治線不能太寬也不能太窄。如果整治線過于寬，則會導致束水作用不明顯，航道整治的功能不能充分發(fā)揮。如果整治線太窄就會對河流的局部造成過度的沖刷，河流中的泥沙往河流的下游沖擊，引起下游河段泥沙淤積，或者使河流的水流速度太大，使通航船的航行條件惡化，不利于船的通行。整治線寬度的確定經(jīng)常用經(jīng)驗法、理論計算方法和流訴控制法這三種方法。用經(jīng)驗法確定整治線寬度是指先尋找與被整治的淺灘具有相似的水文、泥沙和地質(zhì)條件的優(yōu)良河段，然后測量被整治淺灘的水面寬、航道邊緣睡神和平均水深等數(shù)據(jù)，算出和優(yōu)良河段相似的河流彎曲半徑。理論計算方法有水力學計算方法和輸沙平衡方法兩種。但是，由于整治線寬度的推導公式過程中的某些假定和簡化與實際情況不符，所以整治線寬度先用理論公式計算，外與本河流的整治經(jīng)驗核驗，在沒有很大差距的情況下確定寬度。第三種方法即流速控制法，決定泥沙運動的關鍵因素是水流流速，所以航道整治線的設計要考慮通過控制各級流量下的流速來實現(xiàn)整治目的。對于整治水位的計算，床沙Vc藥小于主流范圍得垂線平均流速而且還要小于航行允許的流速，對于設計水位的計算，Vh要小于主流范圍的垂線平均流速并小于床沙Vc。整治線寬度對于河流航道工程的質(zhì)量和作用有很大的影響，所以在設計時一定要謹小慎微，用科學的計量方法和思考方法再結(jié)合實際經(jīng)驗來確定。

2.3 整治線的平面布置問題

河流航道整治線的基本走向是盡量依托穩(wěn)定深槽的主導河岸，整治線與水流方向的交角不能過大，要基本保持一致，即整治線順著水流方向布置最為合理。如果整治線與水流方向的交角較大，整治線就應該離開汛期淤積的凹岸，整治線的過渡段最好設計成S型。

河流航道整治線平面設計的基本步驟是，首先在河流的上、下深槽確定主導河岸的位置，隨后繪制枯水水流動力軸線，越過轉(zhuǎn)向的起訖點，沿著前面確定好的主導河岸做出圓弧線，根據(jù)B2平行匯出河流對岸的圓弧線，然后用直線在過渡段將上、下圓弧線連接起來，測量檢驗直線段的長度L，否則調(diào)整彎曲半徑R使其滿足既定的要求。

3 結(jié)語

這是筆者結(jié)合自己在河流航道工程方面多年的工作實踐經(jīng)驗，對于整治線的設計問題提出自己的一點看法，供各位同行們參考借鑒。河流航道整治工程不僅使航道獲得長時間的穩(wěn)定和通航，而且能減少河流對兩岸居民的不利影響。航道整治工程是改善生態(tài)環(huán)境、促進社會可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。

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