堤防修建前后的河道斷面演變分析

李學宏 王　波　/武陟第一河務局

堤防修建前后的河道斷面演變分析

李學宏 王波/武陟第一河務局

天然河道的斷面變化主要是受到洪水的影響，隨著河道不斷的修建水工建筑物，尤其是大中型水庫的建成，河道的變化就要受到這些建筑物的影響，從而天然狀態(tài)下的變化規(guī)律就要發(fā)生改變，因此對水庫建成前后的河道斷面演變進行分析，發(fā)現(xiàn)河道斷面新的變化規(guī)律?；诖?，文中對堤防修建前后的河道斷面演變進行了分析，僅供業(yè)內(nèi)人士參考。

堤防建設；河道斷面；演變分析

導言

天然河道的斷面沖淤變化主要受洪水的影響。隨著城市化進程的加快和人們生活水平的不斷提高，人與自然的和諧水邊環(huán)境正在成為河道生態(tài)治理的目標。然而，在河流經(jīng)過的城區(qū)河道整治工程中，勢必會影響到河道原有狀態(tài)下的變化規(guī)律。因此，本文以對第二牤牛河城區(qū)段堤防建成前后的葉柏壽水文站的斷面變化情況，分析總結堤防修建前后河道斷面變化對河流水文條件的影響,以便為今后河道整治工作提供參考。

一、水利堤防工程施工要點

在水利堤防工程的施工過程中，做好對于水利堤防工程的壩體的填筑是其中重要的一個環(huán)節(jié)，在水利堤防工程施工中的壩體填筑中需要對壩面的流水作業(yè)引起足夠的重視，在其施工中需要注意以下幾個方面：在水利堤防工程壩體填筑施工中，為確保水利堤防施工速度與施工質(zhì)量，需要根據(jù)壩體填筑的施工作業(yè)面的面積和所投入使用的工程機械的作業(yè)范圍及能力來對壩面流水作業(yè)的方向與工作段的大小進行合理的劃分，在對其進行劃分時要確保其作業(yè)的寬度要超過碾壓機械可以實現(xiàn)錯車和確保壓實的最小寬度要求，同時在長度的劃分中也需要滿足碾壓機械的作業(yè)需求。在對壩體填筑作業(yè)面的劃分中還需要根據(jù)具體填筑的壩體的面積與機械施工的強度結合鋪料的方式與環(huán)節(jié)因素來作為壩體填筑劃分的主要依據(jù)之一，在壩體填筑的過程中還需要控制好壩體填筑土料的作業(yè)時間與土料質(zhì)量的把控，盡可能地降低壩體填筑時的作業(yè)循環(huán)時間，確保水利堤防工程壩體填筑時的施工質(zhì)量與施工效率，提高水利堤防工程壩體填筑的施工質(zhì)量。同時在水利堤防工程壩體流水作業(yè)時還需要注意控制好壩體填筑時的流水作業(yè)施工中的作業(yè)程序的工序數(shù)目與流水作業(yè)的單位時間，控制好作業(yè)的時間與效率，提高水利堤防工程施工的質(zhì)量。同時在水利堤防工程壩體填筑的流水施工作業(yè)中，如果施工作業(yè)面的地面不平整，則需要根據(jù)水平分層實現(xiàn)從下到上的逐層填筑的方式，同時在作業(yè)面的劃分上，對于機械施工時的分段作業(yè)面的長度應盡可能地控制在100m的范圍內(nèi)，同時在施工的作業(yè)面上應當分層實現(xiàn)統(tǒng)一的鋪土和碾壓，避免在施工中出現(xiàn)界溝，提高水利堤防工程壩體填筑的施工質(zhì)量，同時對于上下層面的分段接縫處應當錯開，提高水利堤防工程壩體填筑的施工質(zhì)量，如果在水利堤防工程壩體的施工中遇到軟土壩基，必須要設計斷面同步其分層填筑的施工工藝，避免線進行堤壩堤身的填筑在進行壓實的作業(yè)方式，應當在堤身全段面完成對于壩體的填筑后，再進行整坡壓實和削坡處理，并鋪填平整水利堤防工程兩側(cè)的護堤地面的坑洼處。

二、堤防修建前后的河道斷面演變分析

（一）流域基本情況

工程位于第二牤牛河位于遼寧西部，是大凌河流域一級支流，發(fā)源于建平縣富山街道張福店村牛河梁,全長48.5km，流域面積1042km2。流域境內(nèi)丘陵起伏，河谷相間，地勢北高南低。匯入大凌河河口以上有二道磨河、深井河等二級支流，流域坡地占總體面積的92.4％，河谷平原只占7.6％。其特點是土壤松散，植被覆蓋差，水土流失嚴重，雨季河水暴漲暴落。

（二） 葉柏壽水文站概況及堤防分布情況

葉柏壽水文站位于遼寧省建平縣葉柏壽鎮(zhèn)西街，1959年7月設站，集水面積195km2，是小河站，省級一般站。主要觀測項目有：水位、流量、斷沙、顆分、比降、水文調(diào)查、普通測量、土含、降水、蒸發(fā)、水情拍報、泥沙等。降雨量主要測驗設施及觀測儀器有普通雨量筒、虹吸式雨量計、遙測雨量計；水面蒸發(fā)采用20cm口徑和E601蒸發(fā)器；水位觀測設施為直立式水尺；流量測驗采用流速儀法，以纜道施測為主，特殊情況下可用浮標法和比降-面積法。

葉柏壽站測驗河段順直長500m，寬淺式河床，洪水時比降大，水流急，中高水水面寬160m，斷面沖淤變化較大?；?10m有一座公路橋，對測驗影響不大。

2009年開始進行河道治理及堤防建設，河道設計底寬154m，堤頂寬178m，堤防長度約為3650m，邊坡比為1：3，防洪標準20年一遇，設計洪峰流量1120m3/s。

（三） 河道斷面演變分析

測驗河段洪水由暴雨形成，該流域主要天氣系統(tǒng)受華北氣旋、臺風、高空槽影響，暴雨多發(fā)生在夏季，其中又多集中在七、八兩月，約占全年的80％～90％。該河洪水陡漲陡落，洪峰尖瘦，洪水過程線的形狀分單峰和雙峰兩種類型，單峰洪水歷時較短，雙峰洪水歷時相對較長，一般來講一次洪水歷時為1～3天。葉柏壽水文站建立后，經(jīng)歷了1962年最大洪峰流量1100m3/s，套繪1964年、1984年、2005年、2009年基本水尺斷面圖，發(fā)現(xiàn)1964-2009年前的斷面寬度基本在202～204m，斷面面積在不同的年份都有沖淤變化，但總面積變化不大，最大和最小之間同水位級（406m）的面積相差12.5m2，占8.7％，406m水位級下面積見表2。但河道斷面在主河槽30～130m部分，落淤變化較大，2009年與1964年相比最大沖深1.9m，但總的趨勢仍比較穩(wěn)定。從2009年開始進行河道治理及堤防建設，斷面控制在178m，2009年406m水位級以下的面積與1984年相比相差62.6m2，占43.7％。而隨著河道的束窄清淤治理工程在2009年結束，斷面依然控制在178m，斷面基本保持穩(wěn)定狀態(tài)，由于2013年對河道再次進行了治理，2010-2012年斷面面積相差14.2m2，占3.1％；2013-2015年斷面面積相差2.5m2，占0.4％，河道變化主要是在主河槽90～120m，最大沖深1.04m。在目前的來水來沙條件下，斷面比較穩(wěn)定，沖淤演變幅度不大。2010至2015年斷面變化情況，2012-2015年406m水位級斷面面積變化情況。

三、結束語

總之，對于河道演變，其影響因素很多，主要有以下幾點:河道的比降；河道形態(tài)以及水文地質(zhì)情況；河道內(nèi)的來水量以及水量的演變過程；河道內(nèi)的來沙量、來沙組成以及沙量的變化過程。通過計算分析可以得知:在水庫未建成前的情況下，斷面面積在大水年份沖刷變大，小水年份淤積變?。欢谒畮旖ǔ珊?，壩下河道主槽發(fā)生沖刷，灘地發(fā)生淤積，而沖淤總量基本持平。

[1]第二牤牛河流域水沙特性及影響因素分析[J].吉林水利，2014（06）.

[2]中華人民共和國水文年鑒[Y].1962年第2卷.遼河流域水文資料第3、4冊.水利電力部遼寧省水文總站，2014（05），128.

[3]王昌杰.河流動力學[M].人民交通出版社，2014-99.