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摘要:为了解决三八运河洪水泛滥问题，通过三种方案比选，选择方案三作为洪峰流量计算方法，为堤岸设计提供参数。通过堤型比选，认为两种方法相结合方式具有较好的治理效果;通过合理的堤身结构设计和材料选择，降低了工程投资、保障了河道安全。结果表明:采用"洪涝"组合方法计算洪峰流量、采用梯形土堤作为堤型结构具有经济、合理、安全的河道防洪整治效益。
关键词:防洪加固;洪峰流量;堤岸设计
0引言
河道泛滥将会对沿岸居民的生活带来严重的威胁，限制当地经济的发展，因此，对河道进行治理具有重要的意义。杜江鸣在复核河道行洪能力的基础上，对防洪工程施工建设技术进行研究;刘文达等以余庆河为例，对防洪堤设计方法进行分析;常陆军以滨湖河为例对河道防洪堤和护岸的设计进行研究。进行防洪设计时，准确获取洪峰流量是基础条件。陈晖等、周明、王力分别使用多种方法对不同的工程实例进行水面线推求，均取得了较为准确的结果。较多的学者结合不同的实例，进行了多种堤型的比选，可为工程提供参考。在前人研究基础上，以三八运河为例，进行防洪工程设计研究［1－4］。
1工程概况
三八运河是指大岗河汇流口以上约9.4km河段，大岗河属三级支流，发源于怀集县白鹤顶，峰顶高程724m，流域面积146km2，主河流长22km，河床比降6.4‰，年降雨量在1600－1800mm。现状三八运河，由于河道比降较陡，流速较大，导致河堤堤脚冲刷严重，存在较大的工程隐患。为稳定河势，降低流速，同时，为两岸灌溉需要，当地人民在河道中修建了多座拦河水陂(闸)。水陂(闸)兴建后，减轻了堤脚冲刷现象，但由于水陂间距较密，又引起了水陂上游的淤积问题。致使洪水面线抬升，带来新的防洪隐患。河道为“U”型断面。两侧阶地对称发育，河流两岸高差为3.6－6.7m，总体地势北高南低呈阶梯状下降分布，高差变化相对较大，各台阶上的地形相对较平坦。地层由填土(Qml)层、冲积层(Qal)及残积层(Qel)、粉砂岩(K2)组成。
2设计洪水推算
准确计算河道洪峰流量是进行防洪加固设计的重要前提和关键参数。三八运河防洪标准为20a一遇。通过研究有三种洪水计算方案:(1)全流域计算法;(2)分段计算干、支流洪水组合;(3)“洪涝”组合。方案一出现洪水偏大的主要原因为:大岗河河口上游约1km处左侧有两条支流汇入，汇水面积占全流域汇水面积的40%以上。因此，若以全流域洪水作为工程设计洪水，对大部分工程河段来说，洪水偏大，不符合实际。方案二计算偏大的原因为:工程河段，特别是下游段，远未满足洪水过流要求，堤防欠高两三米，与实际情况不符。根据工程区实际情况，结合大岗三八运河几十年来的运行情况，经综合比较，选定方案三为本次设计洪水的计算方法。
3堤防工程设计
3.1堤型选择
1)梯形土堤:针对工程河段的现状土地进行加高加厚处理。由于原始河道宽度较窄，行洪能力难以满足工程要求。使用梯形土堤方案是保持原有河道底宽，对原有堤防结构进行充分利用，堤防背水侧进行加高加厚，增加河道行洪断面面积，同时应将堤防结构轴线向内侧移动。2)直墙式堤岸:即堤顶高程以下均采用直墙式。经过对以上2个方案的比较，充分利用原有旧堤，结合业主及当地村民的意见，此次设计拟选择梯形土堤为推荐堤型。部分河段靠近居民区，征地拆迁困难，拟采用直墙式防洪堤。
3.2堤顶高程
3.3堤身设计
3.3.1材料选择
土料:应选取粒径较为均匀的亚黏土黏粒含量在15%－30%范围内较为适宜，塑性指数在10－20范围内为宜，同时土料内不应含有植物根系、建筑垃圾等其他物质，填筑土料的含水率应为最优含水率±3%。石料:选取抗风化能力强、受冻融损伤影响＜1%、结构较为完整的块石，块石直径不应过大，为保证稳定性和施工简便，质量在50－150kg范围内为宜，石料的边长比应＞4，形状以长方体为宜。砂砾料:抗风化能力强，泥质含量少，不应＞5%，具有较高的水稳性。
3.3.2堤身结构设计
堤顶宽度为2.0m。并结合堤身土质、气象条件、构造及排水等要求，堤顶拟设置厚度为200mm的泥结碎石路面，路面向迎水侧设置2%的坡度。临水侧堤坡坡比为1∶2.0，背水侧堤坡坡比为1.50。
3.3.3渗流稳定性分析
选择两个工况进行土堤的渗流稳定性计算。工况1:临水侧为设计洪水位，背水侧无水，计算背水侧堤坡;工况2:临水侧水位由设计洪水位骤降至堤脚，计算临水侧堤坡。结合北京理正软件研究院编制的《渗流分析计算软件》中的有限元法进行计算。
4结论
1)结合三八运河，对河道防洪加固工程设计进行分析。在查明治理工程区特征后，通过3种方案比选，选择“洪涝”组合的方法进行洪峰流量计算并推求水位线，为堤防工程设计提供基本参数。2)选择直立墙式、梯形堤岸两种形式堤岸进行对比，结合工程特点和堤岸特点选择两种方案结合的方法作为排洪、治理方案。3)通过选择合适的堤岸结构、堤身材料降低了工程各项投资，并可满足河道防洪要求，可为类似工程提供参考。
参考文献:
［1］杜江鸣.基于河道行洪能力复核的防洪工程施工技术［J］.水科学与工程技术，2018(06):70－73.
［2］刘文达，白斌旭.余庆河普兴河段生态护坡防洪堤设计［J］.水利规划与设计，2018(08):137－140.
［3］常陆军.昌吉滨湖河河道治理防洪堤及护岸设计［J］.中国水运(下半月)，2018，18(04):168－169.
［4］陈晖，陈海涛，关莹，陈晓楠，田竞.基于遗传程序的南水北调中线水面线计算［J］.人民黄河，2019，41(01):58－60，64.
作者:段云辉 单位:广东省江门市科禹水利规划设计咨询有限公司