【正文】 本工程的特點布置。 堤線布置原則 （ 1）防洪堤要保證河道有足夠的行洪斷面，以利于宣泄洪水，同時保護河床穩(wěn)定。 （ 2）堤線布置順應河勢，并與洪水的主流呈大致平行，堤距不突然放大或縮小，不大改變天然水流狀態(tài)。 （ 3）堤線應力求平順，合理考慮與已建防洪堤平順 連接，不采用大折角或急彎。 （ 4）堤防布置應強調投資與效益相適應，局部利益與全部利益相結合的原則。 河道寬度確定 通過對巴音河各段的穩(wěn)定河床、自然淘刷現象的廣泛調查和現場踏勘，結合河床實際寬度及管理要求，確定河床的行洪寬度為：柴達木橋上游段自然河床寬度 100～ 130m，設計行洪寬度平均為80m；柴達木橋至農場引水樞紐段自然河床寬度 100～ 150m，設計行洪寬度由 80m漸變?yōu)?100m；德令哈市城市道路規(guī)劃外環(huán)南路至其下游 1350m段（平原村位于該段），自然河床寬度 250～ 300m，設計行洪寬度 平均為 200m。經核算后，認為各段的行洪寬度符合巴音河行洪及管理要求，并兼顧了德令哈市城市美化、和諧統(tǒng)一的整體效果，也符合巴音河的水文特征、地質條件和跨河大橋的行洪寬度。 堤線布置 巴音河（德令哈市中段）河道綜合整治工程從柴達木橋上游約 730m始，經柴達木橋、格爾木橋至農場引水樞紐為止，南北長約 。 堤線布置從河道安全泄洪和美化城鎮(zhèn)景觀角度出發(fā)，基本沿河道現有走向布置，盡量保證河道原有的形狀，舍彎取直，保持河道順暢。河堤處有公路橋等重要建筑物，未發(fā)現文物遺址，做好防洪堤與大橋的銜接工 作。 防洪堤型選擇 在防洪堤設計中，本次設計根據工程區(qū)地質、地形條件，結合工程具體情況，并根據新疆庫爾勒市孔雀河，西寧市北川河、西川河、湟水河等已建防洪堤的堤型，斷面運行情況進行分析比較，初步擬定巴音河防洪堤的堤型：一種為仰斜式漿砌石擋土墻，另一種為懸臂式鋼筋砼擋土墻。按照因地制宜，就地取材的原則，根據工程所處的位置、建筑材料、施工條件、工程造價等因素綜合比較確定，推薦采用仰斜式漿砌石擋土墻，該堤型具有開挖量小，便于施工和質量控制、土壓力小、不涉及大量工程占地和房屋拆遷，造價相對較小等優(yōu)點，主要 適用于堤前無灘地，水域較狹窄，沖刷較嚴重等地段，與本地段的自然情況相符合，在已建的防洪堤工程中廣泛采用，是較為理想的堤型。 2 河道斷面計算 青海大學水電系 7 擋水建筑物型式選擇 為了在河道形成水面，結合兩岸的園林城市景觀設計，擬在市中心柴達木橋至格爾木橋之間設置兩座擋水建筑物。 為防止壩前淤積，本階段擋水建筑物采用可打開全部閘門泄洪沖沙的閘壩型式和可坍壩泄洪沖沙的橡膠壩型式，通過技術經濟比較二者各有千秋。閘壩方案泄洪沖沙效果較好，使用壽命長，容易維修，施工工藝簡單，啟閉平臺和檢修平臺可做為人行橋可供游人通行，適用于高寒地區(qū)，可節(jié)省部分工程投資。缺點在于汛期運行管理比較不便。 橡膠壩方案沖沙效果也可以，施工工期快，運行管理方便，工程造價相對較低，但高寒地區(qū)受紫外線影響容易老化，不易維修，使用壽命短，由于城市規(guī)劃需要專門修建人行廊橋，增加工程投資，一年四季需要經常維護。 據了解閘壩方案工程總投資為 萬元；橡膠壩方案工程總投資為 萬元。兩方案總投資相差 。 通過以上技術經濟分析比較和征求建設單位的意見，本階段設計推薦閘壩方案為宜。 河道防洪斷面及堤防型式選擇 行洪斷面設計 根據行洪斷面的水力計算以及對巴音河德令哈市區(qū)各段的穩(wěn)定河寬 ,自然淘刷現狀的廣泛調查 ,按自然河床現狀及 1:1000 地形帶狀圖在盡量保持順暢的原則下確定了各段行洪寬度 ,樁號 Z 0+000 (Y 0+000) ～柴達木橋段行洪寬度為 80m, 柴達木橋～格爾木橋段行洪寬度由 80m 漸變?yōu)?100m。按設計洪峰流量 。然后在計算中結合河床床質情況、顆粒組成及《水力計算手冊》確定河床設計糙率為 。 沖刷計算 根據河床床質顆分資料河道泥砂粒經在 ～ 60mm 之間 ,泥 砂粒經按河床床質的平均粒徑計算 ,即 。 根據《堤防工程設計規(guī)范》 GB5028698及《水力計算手冊》中的有關公式進行沖刷深度計算。 柴達木橋上游段： 平均流速 Vcp=AQ =hmhb Q ?? )(=)( ???=⑴ 由規(guī)范查得 V 允 河床面上允許不沖流速（ m/s）為： 。 局部沖刷深度： h 沖 =hp+[Vcpn/V 允 1] ⑵ 式中： h 沖 局部沖刷深度（ m）； hp沖刷斷面處的水深（ m），近似以設計深度計算； Vcp平均流速（ m/s） ； 青海大學本科畢業(yè)設計：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程 青海大學水電系 8 V 允 河床面上允許不沖流速（ m/s） ； n與防護岸坡在平面上的形狀有關的系數，一般取 n=1/4； 代入數據得： h 沖 =+[]= 最大沖深值： H 沖 =[λ Q/(Bd1/3√ g((Vsγ )/γ ) ]6/7 式中： H 沖 最大沖深值（ m）； Q流量（ m/s） 。 B水面寬度（ m） ； d河床質平均粒經（ m） ； γ s、 γ 分別為河床砂 、 水的重率（ T/m3） 。 λ 系數 、 受河彎水流及土質影響，可由下式計算： λ = （ d/ H0） 。 ⑶ H0直段平均水深（ m）； e自然對數的底取 。 故λ = （ ? 103/） = B=b+2mh=76+2? ? = 代入得： H 沖 =[)1/)(()()( 3/13 ??????? ? ?]6/7 = 同理：柴達木橋至格爾木橋段： 平均流速 Vcp=AQ =hmhb Q ?? )(=由規(guī)范查得 V 允 河床面上允許不沖流速（ m/s）為： 。 h 沖 =hp+[Vcpn/V 允 1]=+[]= λ = （ ? 103/） = B=b+2mh=76+2? ? = 代入得： H 沖 =[ ?? ? ]6/7 = 表 21沖刷深度計算表 項目 依據《堤防工程設計規(guī)范》 （平順段） 《水力計算手冊》（彎道） 計算公式 h=hp+[Vcpn/V 允 1] H 沖 =[λ Q/(Bd1/3√ g((Vsγ )/γ ) ]6/7 柴達木橋上游段 柴達木橋至 格爾木橋段 2 河道斷面計算 青海大學水電系 9 表 22 巴音河河道斷面計算 堤名 底寬 加大水深 比降 加 大 流量 超高 堤高 邊坡系數 流速 屬性 b(m) h(m) 1 Q(m3/s) ⊿h(m) H(m) m V(m/s) 柴 達 木橋處 76 1/300 格 爾 木橋處 97 1/300 行洪斷面水力計算 試算 圖解法求水深： 對柴達木橋上游段取設計寬度為 76米，假設一系列 h值，代入公式計算相應的值 Q，并繪成 h Q曲線，然后根據已知流量，在曲線上即可查出要求的 h值。 圖 河道斷面 圖 圖中： B河道寬度； b河道底寬； m坡度； h水深。 取 h=： A=（ b+mh） h ⑷ 式中： A過水斷面積； b河道底寬； m邊坡系數； h水深； 則 A=（ 76+? ） ? = 濕周 X=b+2h 21 m? =76+2? ? = 水力半徑 R=XA = = 青海大學本科畢業(yè)設計：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程 青海大學水電系 10 按曼寧公式 計算謝齊系數： C= 6/11Rn = 6/ 1 = 2/1 /s 由流量公式 Q=AC Ri 得： Q=? ? ?=同理： 當 h= A=（ b+mh） h=（ 76+ ） = X=b+2h 21 m? =76+2 ? = R=XA = = C= 6/11Rn = ? Q=AC Ri =? ?= m3/s 當 h=： A=（ b+mh） h=（ 76+? ） ? = X=b+2h 21 m? =76+2? ? ? = R=XA = = C= 6/11Rn = ? Q=AC Ri =? ?= m3/s 當 h=： A=（ b+mh） h=（ 76+? ） ? = X=b+2h 21 m? =76+2? ? ? = R=XA = = 2 河道斷面計算 青海大學水電系 11 C= 6/11Rn = ? Q=AC Ri =? ?= m3/s 表 23 水深 流量表 h/m A/ m2 X/m R/m C/（ m2/1 /s） Q/（ m3/s） 由上表繪出 hQ曲線如圖 圖 水深 流量圖 從曲線查得：當 Q= m3/s時， h=。 對柴達木橋至格爾木橋段： 取設計寬度為 97m 當 h=： A=（ b+mh） h=（ 97+? ） ? = X=b+2h 21 m? =97+2? ? ? = R=XA = == 6/11Rn = ? Q=AC Ri =? ?=青海大學本科畢業(yè)設計：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程 青海大學水電系 12 當 h=： A=（ b+mh） h=（ 97+? ） ? = X=b+2h 21 m? =97+2? ? ? = R=XA = = C= 6/11Rn = ? Q=AC Ri =? ?=當 h=： A=（ b+mh） h=（ 97+? ） ? = X=b+2h 21 m? =97+2? ? ? = R=XA = = C= 6/11Rn = ? Q=AC Ri =? ?=當 h=： A=（ b+mh） h=（ 97+? ） ? = X=b+2h 21 m? =97+2? ? ? = R=XA = = C= 6/11Rn = ? Q=AC Ri =? ?=表 24 水深流量表 h/m A/ m2 X/m R/m C/（ m2/1 /s） Q/（ m3/s） 2 河道斷面計算 青海大學水電系 13 由上表繪出 hQ曲線如圖 ： 圖 水深流量圖 從曲線查得：當 Q= m3/s 時， h=。 防洪堤結構設計 兩岸防洪堤為 75 漿砌石重力擋墻式。設計條件分正常和非正常情況 ,根據結構計算，確定其斷面尺寸為：頂寬 ，迎水面坡比采用 1： ，背水面坡比采用 1： ，經沖刷深度計算，基礎埋深自床石以下 ,河道標準斷面參見相關圖紙。為了防止墻后地下水對堤體的危害，在河槽設計洪水位和多年平均正常水位以上 15cm，每隔 各設排水管一道，墻后回填碎石（或 300g/m2 無紡反濾布）用為排水過濾料。 根據規(guī)范要求，河堤每 12m 設沉降縫一道，并做防滲處 理，縫寬 2cm。為防沖刷，在河道彎曲段擋墻腳處拋大塊石防沖。在水流作用下，防護工程護腳塊石保持穩(wěn)定的抗沖粒徑按下式計算： d=V2/C2 2g（γ sγ） /γ《堤防工程技術匯編》 P73 頁 d— 折算直徑（ m），按球型折算； V— 水流流速（ m/s）； C— 石塊運動的穩(wěn)定系數，水平庫坡 C=； γ s，γ — 為石塊和水的重率，可取為 。 經計算抗沖粒徑為 30cm，采用粒徑為 30cm 塊石。 防洪堤高度確定 （ 1）堤頂超高計算 巴音河實測河道比降為 %～ %，取 其各河段一定范圍內的平均值，作為此段河道的穩(wěn)定比降。經分析，治理河道的穩(wěn)定比降取 1/300。 巴音河河道的天然河床主要由礫石加砂組成，防洪堤建成后河道糙率比天然糙率有所降低，結合《水利計算手冊》中天然河道糙率 n 值表，確定河道天然糙率為 n=。防洪堤采用混凝土和漿砌石兩種方案進行計算，參考《水利計算手冊》中天然河道糙率 n 值表，無抹灰的混凝土護面n=，漿砌石護面 n=。經分析計算后，取綜合糙率為 n=。 因本工程堤防工程的級別為 3級，則不允許越浪安全加高值取 。 根據 《城市防洪工程設計規(guī)范》（ CJJ5092）的規(guī)定，本工程防洪主要和次要建筑物級別均為 4青海大學本科畢業(yè)設計：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程 青海大學水電系 14 級，堤頂高程應按設計洪水位加堤頂超高確定。其計算公式為： Y=R+e+A 式中： Y堤頂超高； R— 設計波浪爬高； e— 設計風壅增加高度； A安全加高，取 。 由氣象資料可知，工程區(qū)夏秋季節(jié)多東南風，風速較小，波浪爬高及風壅增高不大，兩項合計值取 10cm，加上安全加高 ，最后確定堤頂超高為 。 （ 2）基礎埋深（沖刷深度）確定 通過對巴音河自然淘刷現狀的廣泛調查和現場踏勘，取該河道最大沖刷深為 。根據河床床質顆分資料河道泥砂粒經在 ～ 60mm之間 ,泥砂粒經按河床床質的平均粒徑計算 ,即 。