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，從而天然狀態下的變化規律就要發生改變，因此對水庫建成前后的河道斷面演變進行分析，發現河道斷面新的變化規律。基于此，文中對堤防修建前后的河道斷面演變進行了分析，僅供業內人士參考。

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境正在成為河道生態治理的目標。然而，在河流經過的城區河道整治工程中，勢必會影響到河道原有狀態下的變化規律。因此，本文以對第二牤牛河城區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節，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量，需要根據壩體填筑的施工作業面的面積和所投入使用的工程機械的作業范圍及能力來對壩面流水作業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的寬度要超過碾壓機械可以實現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需求。在對壩體填筑作業面的劃分中還需要根據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節因素來作為壩體填筑劃分的主要依據之一，在壩體填筑的過程中還需要控制好壩體填筑土料的作業時間與土料質量的把控，盡可能地降低壩體填筑時的作業循環時間，確保水利堤防工程壩體填筑時的施工質量與施工效率，提高水利堤防工程壩體填筑的施工質量。同時在水利堤防工程壩體流水作業時還需要注意控制好壩體填筑時的流水作業施工中的作業程序的工序數目與流水作業的單位時間，控制好作業的時間與效率，提高水利堤防工程施工的質量。同時在水利堤防工程壩體填筑的流水施工作業中，如果施工作業面的地面不平整，則需要根據水平分層實現從下到上的逐層填筑的方式，同時在作業面的劃分上，對于機械施工時的分段作業面的長度應盡可能地控制在100m的范圍內，同時在施工的作業面上應當分層實現統一的鋪土和碾壓，避免在施工中出現界溝，提高水利堤防工程壩體填筑的施工質量，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、水文調查、普通測量、土含、降水、蒸發、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；水面蒸發采用20cm口徑和E601蒸發器；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。基上410m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受華北氣旋、臺風、高空槽影響，暴雨多發生在夏季，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，發現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，斷面基本保持穩定狀態，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；河道形態以及水文地質情況；河道內的來水量以及水量的演變過程；河道內的來沙量、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，小水年份淤積變小；而在水庫建成后，壩下河道主槽發生沖刷，灘地發生淤積，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.