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河道整治规划

/river regulation planning/
最后更新 2023-01-04
浏览 142
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根据流域防洪、航运、供水、排水等要求,按照河道演变规律,对流域范围内调整、稳定河道主流位置,改善水流、泥沙运动和河床冲淤部位等类水利工程建设做出的总体谋划和安排。

英文名称
river regulation planning
所属学科
水利工程

河道整治规划作为流域治理工作的一部分,通常要在流域规划的基础上进行。

按河道自然条件,分为山区河道整治工程规划、平原河道整治工程规划和河口整治工程规划。①山区河道两岸多为基岩,河床多由基岩或粗沙、卵石组成,河床坡度较陡,流速较大,水位涨落较快,但河床变形强度较小。规划中应根据要求对护岸、治导线等做出全面安排。②平原河道两岸多为土质,由于河道来水、来沙和河岸河床土质的差异,常形成微弯、蜿蜒、分汊和游荡等四种基本河型,各具不同演变特性(参见词条河床演变)。规划需要根据不同河型和整治目标提出工程措施。对于蜿蜒型河道,通过整治使其成为微弯河道;对于过度弯曲的河段,在充分考虑环境因素以及社会因素的条件下,慎重考虑实施人工裁弯;对分汊型河道经过深入、慎重论证,可以考虑堵汊并流,将其整治成单一微弯河道,或使其形成稳定的汊道河段;对游荡型河道可以护滩定弯,以弯导流,稳定河槽,控制流势。③河口段受径流和潮流的共同影响,泥沙冲淤变化复杂。规划的主要目标是防洪、航运、工农业取水和滩地利用等。规划可研究采用固滩护岸、疏浚导流等工程措施(参见词条河口整治规划)。

按枢纽对河道的影响,分为库区河段整治规划、坝区河段整治规划和坝下游河段整治规划。①库区河段整治规划主要是水库回水变动区的整治。水库回水变动区具有天然河道和水库双重特性。汛期受回水影响的河段发生累积性泥沙淤积,使原河床边界对水流的控制作用减弱,局部河段河势发生变化,河道向单一、规顺、微弯方向发展,部分港口码头和取水口的条件将有所改善,同时部分可能因泥沙淤积而受到影响。规划中可以采取修建整治建筑物、疏浚等工程措施。②坝区河段整治规划是配合水利枢纽工程设计,对枢纽上下游局部河段进行整治,控制枢纽上游近坝段河势,保证泄水建筑物水电站的正常运行和通航建筑物引航道的通畅,充分发挥水利枢纽的防洪、航运和发电等效益。这项规划对于具有综合利用效益的径流式枢纽或航运枢纽尤为重要。③坝下游河段整治规划是研究针对建坝引起的下游河道变化所采取的整治措施。由于建坝后水沙条件的改变,坝下游河道一般发生冲刷,水位下降,河势也有变化,这些对下游的防洪、航运、工农业取水、港口码头建设都可能带来影响。规划中要对上述变化做出预测,并提出相应措施。

按整治程度,分为河势控制规划和局部河段整治规划。对于整治工作量大,或情况比较复杂的河道,特别是大江大河,整治工程只能分阶段实施。①河势控制规划是通过分析河段的演变过程,研究促成和稳定有利河势的工程措施。通常采用护岸工程,辅以其他措施。②局部河段整治规划是在有利河势基本稳定的基础上,研究对局部河段进一步整治的方案,以满足防洪、航运、工农业取水以及港口码头建设的要求。

按功能需求,分为航道整治规划、桥渡河段整治规划、取水口河段整治规划等。这些以某一功能需求为主的河道整治规划,也需兼顾其他行业功能的要求,并综合考虑改善水质、美化生态环境等,最大限度地发挥工程的综合效益。

①全面规划、综合利用,既统筹考虑各方面要求,妥善处理上下游、左右岸、各地区、各部门之间的关系,明确重点,兼顾一般,以达到综合利用的目的。②因势利导、因地制宜,分析本河段的特性及其演变规律,预测其发展趋势,总结本河段以往整治的经验教训,提出适合本河段的整治工程措施。③远近结合、分期实施,提出整治的近期要求和远景目标,分清轻重缓急,有计划地实施。

河道整治规划的主要内容包括:①研究确定河道整治规划范围。根据河道特点、演变趋势、国民经济发展需求等综合分析确定河道整治规划范围。考虑河道演变上下游间的相互影响,规划研究范围可能大于规划范围。②河道基本特性及演变趋势分析,包括对河道自然地理概况,来水、来沙特性,河岸土质、河床形态、历史演变、近期演变等特点和规律的分析,并预测河道演变趋势。对拟建水利枢纽的河道上下游,还需就可能引起的变化做出定量估计。这项工作一般采用实测资料分析、数学模型计算、实体模型试验相结合的方法。③河道两岸社会经济、生态环境情况调查分析,包括对沿岸城镇、工农业生产、堤防、航运等建设现状和发展规划的了解与分析。④河道整治现状调查及问题分析,通过对已建整治工程现状的调查,分析其实施过程、工程效果与主要的经验教训。⑤河道整治任务与整治措施的确定。根据国民经济发展需求、河道特点及演变规律,确定本河段整治的基本任务、目标,确定河段整治标准,研究制定整治线,并拟定整治的主要工程措施。⑥整治工程的经济效益和社会效益、环境效益分析。包括分析整治后可能减少的淹没损失,论证防洪效益;从整治后增加的航道和港口水深、改善航运水流条件、增加单位功率的拖载量、缩短船舶运输周期、提高航行安全保证率等方面,论证航运经济效益。此外,还应分析对取水、城市建设等方面的效益。⑦规划实施程序的安排。治河工程是动态工程,具有很强的时机性。应在分析治河有利时机的基础上,对整个实施程序做出总体安排,以减少整治难度,节约投资。

设计流量和设计水位。整治洪水河槽的设计流量,需根据保护地区的重要性,选取相应防洪标准的洪水流量,其相应水位即为设计水位;整治中水河槽的设计流量可采用造床流量或平滩流量,其相应的水位即为设计水位;整治枯水河槽的设计水位可根据通航等级或其他整治要求,采用不同保证率的最低水位,其相应的流量即设计流量。

河道整治线。河道整治后,在通过设计流量下的平面轮廓线称河道整治线也称河道治导线。平原河道整治线分为洪水河槽整治线、中水河槽整治线和枯水河槽整治线。其中对河势起控制作用的是中水河槽整治线。①洪水河槽整治线即两岸堤防的平面轮廓线。堤线与主河槽岸线之间需根据宣泄设计洪水和防止堤岸冲刷的需要留足滩地宽度。②中水河槽整治线一般为曲率适度的连续曲线,曲线之间以适当长度的直线连接。对不能形成单一河槽的分汊型河道或游荡型河道,其主流线也应为曲率适度的连续曲线。整治线的弯曲半径和曲线间的直线段长度,一般参照邻近的优良河段确定。曲线段最小弯曲半径一般为河道直线段平滩河宽的4~9倍,两曲线段间的直线段长度一般为该段平滩河宽的1~3倍,通航河段还要考虑通航要求。③枯水河槽整治线多是在已确定的中水河槽整治线的基础上,根据航道和取水建筑物的要求,利用河段内相对稳定的深槽、边滩江心洲进行设计,整治后的枯水河槽流向与中水、洪水河槽流向的交角不宜过大,以保持航道相对稳定。枯水河槽的弯曲半径和曲线段间直线段的长度,可参照邻近的优良河段选定,其数值一般比中水河槽整治线的数值略小。

河槽横断面。主要是选定中水河槽和枯水河槽的断面尺度。通常可参考邻近优良河段的断面选定,也可假定河段整治前后流量和输沙能力不变,将河相关系式与流速公式及水流连续公式联立求解,得出断面设计水深和河宽计算公式,即:

      ...(1)

                 ...(2)

式中为河相系数,可选用邻近优良河段的统计值;分别为断面宽度和平均水深,单位为米;为平滩流量,单位为米3/秒;分别为整治后河槽的综合糙率和比降。

枯水河槽的断面可以参照以上方法确定。

山区河道整治的平面形式与平原河道相同。河槽断面可参考邻近的优良河段确定,并满足粗砂、卵石推移质输沙平衡要求。

  • 武汉水利电力学院河流泥沙工程学教研室.河流泥沙工程学.北京:水利出版社,1983.

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