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河工学

研究河道治理问题的应用科学。它研究的内容都涉及到泥沙,因此,河工学也是人们在长期实践中研究和处理河流泥沙经验的总结。天然河流总是上游冲刷,大量泥沙带到中下游。河道本身就是水流和河床在相互制约条件下不断发展演变的结果。就某一河段而言,不仅存在长期演变痕迹,而且具有确定的发展变化趋势。此外,在一年内也不断发生冲淤变化。

研究河道治理问题的应用科学。它研究的内容都涉及到泥沙,因此,河工学也是人们在长期实践中研究和处理河流泥沙经验的总结。

天然河流总是上游冲刷,大量泥沙带到中下游。河道本身就是水流和河床在相互制约条件下不断发展演变的结果。就某一河段而言,不仅存在长期演变痕迹,而且具有确定的发展变化趋势。此外,在一年内也不断发生冲淤变化。借助长期的观察和系统的分析,人们逐步认识了河道特性,在此基础上,采用整治工程,在一定范围内调整水流结构,改变局部冲淤部位,来控制河道不利的变化。因此,河工学的服务对象,包括与河流有关的各类工程,如防洪、工农业取水口和排水口、航道、桥梁、码头等。

河工学的内容主要有:①河道整治线的确定。整治线是指经过治理后在设计流量下的河道平面轮廓,应能符合自然状态下冲积河流水流特性和河床演变规律,使水流平顺,滩槽稳定。由于整治目的和要求不同,河道整治中选用的设计流量和相应的水位也不同。如设计洪水流量和洪水位用于设计堤防和洪水整治建筑物;设计枯水流量和相应水位用于浅滩整治。通常造床流量(基本上和平滩流量接近)和相应水位在河道整治中具有重要意义。中水河槽经过整治后,基本能控制整个河道,不致发生大的变化。②整治建筑物整体布置方案。整治建筑物应按照整治线要求进行布置。提出经济合理的工程布置方案。一般可采用各种形式护岸工程,如长、短丁坝群,顺坝,丁坝顺坝相结合。丁坝又可分透水丁坝和实体丁坝。最优方案可参考已建工程实际效果,或根据河工模型试验选定。③整治建筑物的设计、施工和管理。河道整治建筑物多用抛石、石笼、柳枕、梢捆、柴排、杩搓等当地材料,世界上也有使用装配式构件组装的沥青混凝土护面板式柔性钢筋混凝土格栅。

河工学的邻近学科是河流动力学。它包括河道变化规律,不同类型河道地貌特征及其与水文、地质因素的关系以及泥沙运动的机理等。河流动力学是学习掌握河工学的基础知识。

河工学在发展中国水利事业中具有重要作用。黄河、长江等主要江河的防洪安全和水资源的进一步开发利用,有赖于对这些河道的治理。河道整治工程常用来解决局部性问题,因此必须强调全面考虑局部和全局的关系,否则将加剧上下游左右岸的矛盾,造成局部利益损害整体利益的被动局面。例如在修筑堤防时,堤距过窄,日后将对上下游都产生不利影响。又如在多沙河流上,只顾眼前和局部利益而修建生产堤,将使主槽淤高,加剧向地上河演变。河工学的进展将为统筹兼顾、统一规划的实施,提供主要的科学依据。

野外观测与调查、河工实践经验和进行河工模型试验,是当前进行河工学研究的主要方法。现代技术的发展,还为新结构、新材料、新工艺在整治建筑物上的应用,开辟了广阔的前景。