河流航道整治線設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題探討

王嘉鵬

摘 要：經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，帶動(dòng)了航道建設(shè)的進(jìn)步與發(fā)展，航道通過能力得到了很大的提升，但是，這對航道整治技術(shù)也提出了更多、更高的要求。在我國綜合運(yùn)輸體系中，內(nèi)河航運(yùn)是較為重要的組成部分，不斷發(fā)展內(nèi)河航運(yùn)不僅能夠促進(jìn)構(gòu)建"兩型"社會，還能促進(jìn)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，最終促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展。本文對航道管理工作中內(nèi)河航道整治問題進(jìn)行分析，以供相關(guān)人士參考與交流。

關(guān)鍵詞：河流；航道整治；設(shè)計(jì)

引言：本文主要分析了沖積河流航道整治線寬度，從泥沙運(yùn)動(dòng)和河床的演變作為出發(fā)點(diǎn)對整治線的寬度及和其相關(guān)的幾個(gè)概念進(jìn)行了簡要的探討，提出了淺灘整治之前和之后平均的年輸沙總量一直保持相等的觀點(diǎn)，同時(shí)在研究之后又進(jìn)一步得到了新的觀點(diǎn)，在研究的過程中也獲得了比較好的效果。

1 河流航道整治工程

水路運(yùn)輸憑借的是天然的河流，在對河流航道進(jìn)行整治時(shí)，應(yīng)該遵循相關(guān)基本原則，并且應(yīng)該對山區(qū)內(nèi)河航道整治工程的主要技術(shù)進(jìn)行研究。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(guān)資料記載，大禹治水時(shí)就提出治理河流要遵循順?biāo)?，因勢利?dǎo)。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。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(dǎo)水流向有利于人類生產(chǎn)生活和船運(yùn)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(xiǎn)灘為主要任務(wù)。航道整治工程應(yīng)遵循河床演變的規(guī)律和河流動(dòng)力學(xué)原理，統(tǒng)籌兼顧，對工程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行河科學(xué)合理的規(guī)劃；整治工程還應(yīng)根據(jù)不同的河流形勢和特性，采取相應(yīng)的整治措施，比如，在整治山區(qū)河流航道時(shí)，應(yīng)該對不利于船只航行的河槽形態(tài)進(jìn)行修整，改善水流的條件，對于要對平原河流航道進(jìn)行整治時(shí)，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(jìn)行整治；最后，還應(yīng)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(shè)計(jì)對河流航道整治工程有至關(guān)重要的作用。如果河流航道整治線的設(shè)計(jì)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(jì)損失。所以，河流航道整治線的設(shè)計(jì)很重要。但是，我國對于航道整治線的設(shè)計(jì)還不是很成熟，其中還存在一些設(shè)計(jì)問題值得我們深入研究。

2 河流航道整治線設(shè)計(jì)的問題

2.1 航道整治線布置應(yīng)遵循的原則問題

河流航道整治線是指整治水位時(shí)由主導(dǎo)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(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮與周邊環(huán)境相適應(yīng)的問題，在布置整治線時(shí)，整治線的起點(diǎn)與終點(diǎn)應(yīng)該以穩(wěn)定深槽的主導(dǎo)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(yùn)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?dòng)船通行的動(dòng)力，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(yīng)把整治線布置在江心或河流的對岸。在設(shè)計(jì)整治線時(shí)，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(shè)計(jì)要考慮是否滿足河流的防洪要求，當(dāng)洪水來臨時(shí)，往往淹沒兩岸居民的房屋和田地，對我國居民的財(cái)產(chǎn)造成很大的損失。整治線的設(shè)計(jì)要與工程的其他環(huán)節(jié)相適應(yīng)，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(hù)大堤造成影響，整治線的彎頂不適宜太靠近堤防。防護(hù)大堤是防洪的重要方法，整治線的設(shè)計(jì)既要滿足防洪的要求還要達(dá)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(shí)設(shè)計(jì)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(jì)算設(shè)計(jì)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(dǎo)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(yàn)法、理論計(jì)算方法和流訴控制法這三種方法。用經(jīng)驗(yàn)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(jì)算方法有水力學(xué)計(jì)算方法和輸沙平衡方法兩種。但是，由于整治線寬度的推導(dǎo)公式過程中的某些假定和簡化與實(shí)際情況不符，所以整治線寬度先用理論公式計(jì)算，外與本河流的整治經(jīng)驗(yàn)核驗(yàn)，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(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵因素是水流流速，所以航道整治線的設(shè)計(jì)要考慮通過控制各級流量下的流速來實(shí)現(xiàn)整治目的。對于整治水位的計(jì)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(shè)計(jì)水位的計(jì)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(shè)計(jì)時(shí)一定要謹(jǐn)小慎微，用科學(xué)的計(jì)量方法和思考方法再結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)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(dǎo)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(yīng)該離開汛期淤積的凹岸，整治線的過渡段最好設(shè)計(jì)成S型。

河流航道整治線平面設(shè)計(jì)的基本步驟是，首先在河流的上、下深槽確定主導(dǎo)河岸的位置，隨后繪制枯水水流動(dòng)力軸線，越過轉(zhuǎn)向的起訖點(diǎn)，沿著前面確定好的主導(dǎo)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(yàn)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對于整治線的設(shè)計(jì)問題提出自己的一點(diǎn)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(shí)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(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。

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