【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 作的具體內(nèi)容、方法34本次新建堤防工程設(shè)計(jì)左岸起點(diǎn)為海家橋附近的老營(yíng)苗圃靠河岸坎邊，終點(diǎn)為洪家園區(qū)下游約200m處；右岸從海家橋下游約182m處的冶力關(guān)戶(hù)外燒烤游樂(lè)園下游側(cè)開(kāi)始，至板家溝左岸結(jié)束。 項(xiàng)目設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)和對(duì)策措施本防洪流域內(nèi)地表起伏大，主河槽縱坡較大、水流急。一旦發(fā)生暴雨，洪水流速大，嚴(yán)重沖刷河道兩岸岸邊基礎(chǔ)，致使河岸坍塌，沖毀道路、農(nóng)田，村舍等。給本防洪內(nèi)的人民群眾帶來(lái)巨大損失，洪水嚴(yán)重威脅著當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷纳?cái)產(chǎn)安全。該河段存在的主要問(wèn)題為：工程區(qū)基本屬無(wú)防護(hù)河段，不能滿(mǎn)足發(fā)展當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)、改善當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境的要求。現(xiàn)有零星堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低，堤身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋，基礎(chǔ)埋深淺，堤腳裸露。 主要設(shè)計(jì)成果按照《水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》的要求編制① 項(xiàng)目建設(shè)任務(wù)和必要性章節(jié)報(bào)告及綜合說(shuō)明；② 建設(shè)規(guī)模章節(jié)報(bào)告及綜合說(shuō)明； 水工專(zhuān)業(yè) 設(shè)計(jì)意圖、主要要求及工作深度據(jù)《省份洪水調(diào)查資料》記載，冶力關(guān)站歷史上最大的三次洪水分別為：1914年的洪水流量833m3/s、1926年的洪水流量為629m3/s、1964年的洪水流量為439m3/s，三次洪災(zāi)給當(dāng)?shù)卮迕裨斐闪溯^為嚴(yán)重的損失。（1）河道海家橋至洪家莊段，由于基本沒(méi)有防洪設(shè)施，使泛洪區(qū)內(nèi)的海家磨、葸家莊、洪家莊等社村446戶(hù)2004人， 2537畝川臺(tái)地耕地及鄉(xiāng)辦企業(yè)等單位的生命財(cái)產(chǎn)安全得不到有效的保障。保護(hù)沿河兩岸人民的生命財(cái)產(chǎn)、耕地免遭洪水襲擾勢(shì)在必行。（2）工程區(qū)內(nèi)的冶力關(guān)風(fēng)景區(qū)旅游基礎(chǔ)建設(shè)綜合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目—洪家園區(qū)和老營(yíng)苗圃基地，直接受到洪水威脅。（3）隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，兩岸居住人口逐漸增加，人均占有耕地越來(lái)越少，而現(xiàn)有土地極其有限，為了生存和發(fā)展，有些農(nóng)民開(kāi)墾河灘，不僅影響行洪，而且收獲沒(méi)有保證。修建防洪堤既可以保護(hù)和恢復(fù)耕地，又可保護(hù)兩岸渠道、公路和村民居所，使國(guó)家和人民財(cái)產(chǎn)免受損失，人民安居樂(lè)業(yè)，社會(huì)穩(wěn)定。（4）修建防洪堤，確保人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全是社會(huì)發(fā)展的新要求，符合黨中央、國(guó)務(wù)院的指示精神。由此看來(lái)，河道治理工程的建設(shè)是非常必要的。 設(shè)計(jì)工作的具體內(nèi)容、方法工程總體布置（1）河道橫斷面河相關(guān)系及穩(wěn)定分析在水流長(zhǎng)期作用下形成的河床，其形態(tài)有一定的規(guī)律，大量資料表明，表征河床形態(tài)的水深、河寬、比降等，與來(lái)水來(lái)沙條件及河床地質(zhì)條件之間，有一定函數(shù)關(guān)系，這種關(guān)系便稱(chēng)為河相關(guān)系。河相關(guān)系可采用橫斷面、縱斷面及平面3種形式表示。河道橫斷面河相關(guān)系式為：ζ= （51）式中：ζ——河相關(guān)系數(shù)；B——造床流量下的水面寬（m）。H——造床流量下的平均水深（m）。河道橫向穩(wěn)定系數(shù)按下式計(jì)算： （52）式中：——橫向穩(wěn)定系數(shù)； Q——造床流量Q=； J——縱比降； B——相當(dāng)造床流量的平灘河寬，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，愈大表示河岸穩(wěn)定，愈小則表示河岸不穩(wěn)定。與《河床演變與整治》一書(shū)中對(duì)黃河與長(zhǎng)江不同河段及河型的橫向穩(wěn)定系數(shù)（見(jiàn)下表“不同河型及值”）進(jìn)行類(lèi)比分析，表明河道在本防護(hù)區(qū)內(nèi)河段的橫向穩(wěn)定性不太好。不同河型及值河名河段及河型長(zhǎng)江荊江，蜿蜒段～～黃河高村以上，游蕩段高村至陶城埠，過(guò)渡段～～～～（2）河道縱斷面穩(wěn)定分析工程區(qū)內(nèi)河道較窄較深，主流擺動(dòng)不定，河勢(shì)變化較急，汛期洪水對(duì)兩岸的沖刷淘蝕較為嚴(yán)重，加之河道部分地段過(guò)水能力不足，河岸不穩(wěn)定，由此造成洪水漫灘現(xiàn)象，淹沒(méi)沿岸村莊及公路等其他設(shè)施，嚴(yán)重地威脅著兩岸人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。河道縱向穩(wěn)定系數(shù)按下式計(jì)算： （53）式中：——縱向穩(wěn)定系數(shù)； d——床沙平均粒徑； J——縱比降，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，愈大，泥沙運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度愈弱，河床因沙波運(yùn)動(dòng)或因流路變化產(chǎn)生的變形愈小，因而愈穩(wěn)定；相反，愈小，則泥沙運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度愈強(qiáng)，河床因沙波運(yùn)動(dòng)或因流路變化產(chǎn)生的變形愈大，因而愈不穩(wěn)定。與《河床演變與整治》一書(shū)中對(duì)黃河與長(zhǎng)江不同河段及河型的縱向穩(wěn)定系數(shù)（見(jiàn)下表“不同河型及值”）進(jìn)行類(lèi)比分析，表明河道在本防護(hù)區(qū)內(nèi)河段的縱向穩(wěn)定性是否良好。（3）河道平面河相關(guān)系分析河道平面河相關(guān)系也叫穩(wěn)定河灣，主要反映河灣平面與河道特征之間的關(guān)系。冶力河在本防護(hù)區(qū)內(nèi)共有較大天然彎道13個(gè)，經(jīng)過(guò)對(duì)13個(gè)天然彎道的河灣形態(tài)特征值的系數(shù)計(jì)算，本防護(hù)區(qū)內(nèi)的河灣形態(tài)特征值系數(shù)基本在過(guò)渡型河道的規(guī)范區(qū)間內(nèi)，表明項(xiàng)目區(qū)河道屬于過(guò)渡型。（4）河道沖淤分析采用《河床演變與整治》一書(shū)中河道沖淤判別公式分析本河道的沖淤情況。沖淤判別公式為：ψ= （54）式中：ψ——沖淤判別系數(shù)，當(dāng)ψ＜1時(shí)，河床將發(fā)生沖刷；當(dāng)ψ＞1時(shí)，河床將發(fā)生淤積； v——斷面流速； h——斷面水深； 0、i——足標(biāo)，0表示進(jìn)口斷面，i表示出口斷面。（5）工程布置本工程設(shè)計(jì)堤防依據(jù)護(hù)村、護(hù)田的要求，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和工程實(shí)施的輕重緩急，本次設(shè)計(jì)堤防起點(diǎn)為海家橋附近的老營(yíng)苗圃靠河岸坎邊，至洪家園區(qū)下游約200m處結(jié)束。溝道山洪排水口出口處堤防橫斷面與主河道堤防橫斷面及堤頂高程相同，順溝道向溝內(nèi)延伸橫斷面逐漸變小，并與原溝道兩側(cè)岸坡平順連接。堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)、堤距選擇及線路布置（1）防洪標(biāo)準(zhǔn)選擇本工程防護(hù)范圍為地點(diǎn)冶力關(guān)鎮(zhèn)海家磨、葸家莊、洪家莊等5個(gè)村及沿岸耕地，是以鄉(xiāng)村為主的防護(hù)區(qū)，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201—94）規(guī)定，防護(hù)區(qū)人口≤20萬(wàn)人，防護(hù)區(qū)耕面積≤30萬(wàn)畝，工程防護(hù)等級(jí)為Ⅳ等，洪水標(biāo)準(zhǔn)為10～20年（重現(xiàn)期）。根據(jù)擴(kuò)護(hù)區(qū)人口及耕地?cái)?shù)量，參照流域規(guī)劃中對(duì)鄉(xiāng)村為主防護(hù)區(qū)洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定該工程防洪標(biāo)準(zhǔn)。（2）堤防線路布置原則①堤線布置與地點(diǎn)城鄉(xiāng)近遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃相結(jié)合，相互協(xié)調(diào)一致，避免工程重復(fù)建設(shè)與改造。②堤線與河勢(shì)流向相適應(yīng)，直線河段堤線盡量與洪水的主流線相平行，彎曲河段采取大彎就勢(shì)、小彎取直的原則，保證河段兩岸堤防間距大致相等，堤距應(yīng)滿(mǎn)足穩(wěn)定河寬的要求。③防治結(jié)合，堤線力求平順，各堤段平緩連接，穩(wěn)定河勢(shì)，確保能順利的通過(guò)設(shè)計(jì)洪水。④妥善處理好左右岸、上下游的關(guān)系，統(tǒng)一治理。⑤因地制宜，就地取材，節(jié)省投資。⑥防洪治理規(guī)劃要與恢復(fù)和改善生態(tài)環(huán)境相結(jié)合。根據(jù)以上堤線布置原則，結(jié)合具體地理位置、地形條件及防洪區(qū)內(nèi)的各種建筑物位置等綜合因素，在保證河道滿(mǎn)足行洪能力的前提下，根據(jù)治導(dǎo)線布置原則和河相關(guān)系分析，進(jìn)行考慮防洪堤基線的布局。堤線平面布置宜順直，轉(zhuǎn)折處應(yīng)用平緩曲線相連接。彎道最小容許半徑要滿(mǎn)足： （55）式中：Rmin—堤線容許最小彎道半徑，m； B——河道水面寬度，m。（3）造床流量的選定根據(jù)有關(guān)資料，造床流量為一個(gè)并非最大的流量，它對(duì)河床形態(tài)的塑造作用最大，目前對(duì)造床流量的確定并無(wú)十分可靠的方法，對(duì)造床流量的確定有平攤水位法、多年平均洪峰流量法等，多采用經(jīng)驗(yàn)方法計(jì)算。國(guó)內(nèi)一般都采用2～5年一遇的洪峰流量作為造床流量。（4）穩(wěn)定河寬的確定本設(shè)計(jì)中堤距指兩岸堤線中心距亦即洪水治導(dǎo)線寬度。該指標(biāo)直接關(guān)系到工程造價(jià)和防護(hù)效益。堤距確定主要考慮以下因素：①滿(mǎn)足安全、通暢泄洪的要求；②適當(dāng)考慮河相關(guān)系，盡可能不改變河型；③少占耕地或不占耕地，權(quán)衡工程量與防護(hù)效益，達(dá)到經(jīng)濟(jì)上的合理性，統(tǒng)籌考慮各河段及其上、下游的行洪要求。防洪段治導(dǎo)線之間寬度，下限應(yīng)不小于造床流量下的穩(wěn)定河寬，上限一般以河曲外包線或自然岸寬確定。沖積河流在水流與河床的長(zhǎng)期相互作用下，能得以自由發(fā)展，經(jīng)過(guò)水流與河床的自動(dòng)調(diào)整，河床形態(tài)將與流域來(lái)水、來(lái)沙及河床邊界條件相適應(yīng)。河道形態(tài)與水力泥沙因素及河床地質(zhì)條件之間也存在著某種物理量關(guān)系。穩(wěn)定河寬確定采用2年一遇的洪峰流量作為造床流量，根據(jù)水利電力出版社出版的《治河與防洪》一書(shū)，整治河寬是由水流阻力公式、連續(xù)方程及河相關(guān)系式聯(lián)解求得河寬，關(guān)系式為： （56）式中：B——河道寬度，（m）； Q——造床流量； ξ——斷面河相系數(shù)，本區(qū)為過(guò)渡性河流； J——水面平均坡降，； n——河床糙率；為了安全穩(wěn)妥，另按阿爾圖寧公式對(duì)穩(wěn)定河寬進(jìn)行計(jì)算，阿爾圖寧公式為： （57）式中：B—河段治理寬度，m； Q—造床流量； A—阿爾圖寧系數(shù)，～； J—河床比降；