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摘要:為了解決三八運河洪水泛濫問題，通過三種方案比選，選擇方案三作為洪峰流量計算方法，為堤岸設計提供參數。通過堤型比選，認為兩種方法相結合方式具有較好的治理效果;通過合理的堤身結構設計和材料選擇，降低了工程投資、保障了河道安全。結果表明:采用"洪澇"組合方法計算洪峰流量、采用梯形土堤作為堤型結構具有經濟、合理、安全的河道防洪整治效益。
關鍵詞:防洪加固;洪峰流量;堤岸設計
0引言
河道泛濫將會對沿岸居民的生活帶來嚴重的威脅，限制當地經濟的發展，因此，對河道進行治理具有重要的意義。杜江鳴在復核河道行洪能力的基礎上，對防洪工程施工建設技術進行研究;劉文達等以余慶河為例，對防洪堤設計方法進行分析;常陸軍以濱湖河為例對河道防洪堤和護岸的設計進行研究。進行防洪設計時，準確獲取洪峰流量是基礎條件。陳暉等、周明、王力分別使用多種方法對不同的工程實例進行水面線推求，均取得了較為準確的結果。較多的學者結合不同的實例，進行了多種堤型的比選，可為工程提供參考。在前人研究基礎上，以三八運河為例，進行防洪工程設計研究［1－4］。
1工程概況
三八運河是指大崗河匯流口以上約9.4km河段，大崗河屬三級支流，發源于懷集縣白鶴頂，峰頂高程724m，流域面積146km2，主河流長22km，河床比降6.4‰，年降雨量在1600－1800mm?，F狀三八運河，由于河道比降較陡，流速較大，導致河堤堤腳沖刷嚴重，存在較大的工程隱患。為穩定河勢，降低流速，同時，為兩岸灌溉需要，當地人民在河道中修建了多座攔河水陂(閘)。水陂(閘)興建后，減輕了堤腳沖刷現象，但由于水陂間距較密，又引起了水陂上游的淤積問題。致使洪水面線抬升，帶來新的防洪隱患。河道為“U”型斷面。兩側階地對稱發育，河流兩岸高差為3.6－6.7m，總體地勢北高南低呈階梯狀下降分布，高差變化相對較大，各臺階上的地形相對較平坦。地層由填土(Qml)層、沖積層(Qal)及殘積層(Qel)、粉砂巖(K2)組成。
2設計洪水推算
準確計算河道洪峰流量是進行防洪加固設計的重要前提和關鍵參數。三八運河防洪標準為20a一遇。通過研究有三種洪水計算方案:(1)全流域計算法;(2)分段計算干、支流洪水組合;(3)“洪澇”組合。方案一出現洪水偏大的主要原因為:大崗河河口上游約1km處左側有兩條支流匯入，匯水面積占全流域匯水面積的40%以上。因此，若以全流域洪水作為工程設計洪水，對大部分工程河段來說，洪水偏大，不符合實際。方案二計算偏大的原因為:工程河段，特別是下游段，遠未滿足洪水過流要求，堤防欠高兩三米，與實際情況不符。根據工程區實際情況，結合大崗三八運河幾十年來的運行情況，經綜合比較，選定方案三為本次設計洪水的計算方法。
3堤防工程設計
3.1堤型選擇
1)梯形土堤:針對工程河段的現狀土地進行加高加厚處理。由于原始河道寬度較窄，行洪能力難以滿足工程要求。使用梯形土堤方案是保持原有河道底寬，對原有堤防結構進行充分利用，堤防背水側進行加高加厚，增加河道行洪斷面面積，同時應將堤防結構軸線向內側移動。2)直墻式堤岸:即堤頂高程以下均采用直墻式。經過對以上2個方案的比較，充分利用原有舊堤，結合業主及當地村民的意見，此次設計擬選擇梯形土堤為推薦堤型。部分河段靠近居民區，征地拆遷困難，擬采用直墻式防洪堤。
3.2堤頂高程
3.3堤身設計
3.3.1材料選擇
土料:應選取粒徑較為均勻的亞黏土黏粒含量在15%－30%范圍內較為適宜，塑性指數在10－20范圍內為宜，同時土料內不應含有植物根系、建筑垃圾等其他物質，填筑土料的含水率應為最優含水率±3%。石料:選取抗風化能力強、受凍融損傷影響＜1%、結構較為完整的塊石，塊石直徑不應過大，為保證穩定性和施工簡便，質量在50－150kg范圍內為宜，石料的邊長比應＞4，形狀以長方體為宜。砂礫料:抗風化能力強，泥質含量少，不應＞5%，具有較高的水穩性。
3.3.2堤身結構設計
堤頂寬度為2.0m。并結合堤身土質、氣象條件、構造及排水等要求，堤頂擬設置厚度為200mm的泥結碎石路面，路面向迎水側設置2%的坡度。臨水側堤坡坡比為1∶2.0，背水側堤坡坡比為1.50。
3.3.3滲流穩定性分析
選擇兩個工況進行土堤的滲流穩定性計算。工況1:臨水側為設計洪水位，背水側無水，計算背水側堤坡;工況2:臨水側水位由設計洪水位驟降至堤腳，計算臨水側堤坡。結合北京理正軟件研究院編制的《滲流分析計算軟件》中的有限元法進行計算。
4結論
1)結合三八運河，對河道防洪加固工程設計進行分析。在查明治理工程區特征后，通過3種方案比選，選擇“洪澇”組合的方法進行洪峰流量計算并推求水位線，為堤防工程設計提供基本參數。2)選擇直立墻式、梯形堤岸兩種形式堤岸進行對比，結合工程特點和堤岸特點選擇兩種方案結合的方法作為排洪、治理方案。3)通過選擇合適的堤岸結構、堤身材料降低了工程各項投資，并可滿足河道防洪要求，可為類似工程提供參考。
參考文獻:
［1］杜江鳴.基于河道行洪能力復核的防洪工程施工技術［J］.水科學與工程技術，2018(06):70－73.
［2］劉文達，白斌旭.余慶河普興河段生態護坡防洪堤設計［J］.水利規劃與設計，2018(08):137－140.
［3］常陸軍.昌吉濱湖河河道治理防洪堤及護岸設計［J］.中國水運(下半月)，2018，18(04):168－169.
［4］陳暉，陳海濤，關瑩，陳曉楠，田競.基于遺傳程序的南水北調中線水面線計算［J］.人民黃河，2019，41(01):58－60，64.
作者:段云輝 單位:廣東省江門市科禹水利規劃設計咨詢有限公司