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人工河道规划

以某一人工河道为研究对象的水利工程规划。在天然水系或两水系间开挖人工河道的目的是通过改变或调整原有水系的水流条件,除害兴利。人工河道可分为排洪、排涝、灌溉、航运和城市供水等单项用途或综合利用的河道。1949年中华人民共和国成立以来,在全面开展治理淮河、海河等工程中开辟了众多的人工河道,如淮河流域的新沂河、新沭河、新汴河、灌溉总渠;海河流域的漳卫新河、子牙新河、滏阳新河、永定新河等。

以某一人工河道为研究对象的水利工程规划。在天然水系或两水系间开挖人工河道的目的是通过改变或调整原有水系的水流条件,除害兴利。人工河道可分为排洪、排涝、灌溉、航运和城市供水等单项用途或综合利用的河道。1949年中华人民共和国成立以来,在全面开展治理淮河、海河等工程中开辟了众多的人工河道,如淮河流域的新沂河、新沭河、新汴河、灌溉总渠;海河流域的漳卫新河、子牙新河、滏阳新河、永定新河等。人工河道规划的主要内容,包括选定河线,河道纵横断面设计,主要建筑物工程布置,工程量及投资估算,工程经济效益及环境影响分析,拟定工程实施计划和管理运用原则等。一般用在中的有关的原则和要求也适用于人工河道规划。规划时应进行必要的勘测、试验和调查研究,搜集整理工程涉及范围内有关的自然地理和社会经济资料和耕地、房屋、工农业生产情况、水利、交通工程现状地区经济发展规划等社会经济资料,以及已建河道工程的经验等。

河线选定 应在满足规定任务要求的前提下,注意结合沿线地形、地质条件,力求节省工程量、投资,少占耕地,减少移民迁建,并尽量避免对上下游、左右岸带来不利影响。这项工作通常需要经过若干方案比较。

河道纵横断面设计 河道断面应能安全通过不同开发目标所需的设计流量,并能满足不同用途的要求。规划数据包括各种设计流量,设计水位、河道纵向坡降、横断面形状及尺寸等。

设计流量是确定工程规模的主要依据。排洪河道的设计流量是分洪口门以上河道的部分或全部洪水流量。为研究不同断面形式的效能和调度运用方式,除计算最大设计流量外,还要分析不同标准的洪水流量和变化过程。排洪河道的出路有直接入海或入其它河、湖、临时滞洪区等。对这些承泄区的水位流量和排洪河道洪水的遭遇情况应注意加以分析,以保证能按设计标准及时将来水排出。排涝河道承泄的涝水主要是本地区的暴雨径流,其设计流量,一般可按拟定的设计暴雨标准和控制的排水面积求得。航道设计流量,指保证通航水深所需要的流量。

设计水位是河道通过设计流量时的水位。河道上下游的设计水位是确定河段水面比降的主要控制条件,应首先分析研究确定。在上口不建控制建筑物的情况下,河道上游设计水位即天然河道(或湖泊)分水口门上相应标准的水位。对排洪、排涝河道,下游水位,按其排入的海口、湖泊、天然河道等可能遭遇的最高水位确定。对通航和供水河道,下游水位按相应标准的低水位确定。沿河的计划水面线,要尽量能适应各控制点的规划水位要求,但各河段比降不宜有突变和忽陡忽缓,使水深、流速基本均匀,河宽大体一致。排洪河道设计水位可以高出地面,其高程,除取决于上下游水位的限制条件外,主要取决于防洪安全和所需的堤防工程投资。排涝河道设计水位应能满足涝水排泄要求,超过排涝标准时,可临时高出地面。其正常水位还应满足控制地下水位的要求,在有盐碱化威胁的河段,应控制地下水位在临界深度以下。

人工河道的河底高程和纵坡要按设计拟定的水位、水深、横断面结合地形、地质、施工等条件确定。纵坡指开挖的河槽底坡,一般都采用正坡,即底坡与水面比降方向一致。由于受地形和工程量等条件的限制,也有采用平坡或倒坡的,但这种河槽需要的过水断面大,且在来水含沙量大时容易发生淤积。横断面的形态,一般为梯形断面,并可分为以筑堤为主、筑堤与挖河相结合和以挖河为主三种类型。其尺寸则与工程目的、设计流量的大小、河底纵坡、水面比降、河床土质、上游来沙特性等因素有关。一般排洪河道设计标准较高,流量大,但机遇较少,历时较短,多采用前两种河道断面形式,断面由开挖的深槽和滩地两部分构成,设计洪水按河槽全断面过水设计,深槽按承泄常见的洪水或结合通航、排涝及输水等要求设计。这样,可在平常不淹的滩地上种植一季矮杆农作物,使占用的土地得以充分利用,但河床糙率较大。排涝河道主要靠开挖的河槽排水,但在通过个别较低洼地带或为防超标准涝水的需要,也可修筑堤防。如果排洪、排涝深槽的河底较宽,为维持通航水深或适应排地下水等不同要求,还可在其河底上再挖一段较深的子槽。通航河道的横断面尺寸是按设计水位下的航道水深和宽度而定。此外,河槽断面的大小,还应满足河道不冲不淤或冲淤相对平衡的流速要求。

主要建筑物工程布置 人工河道的建筑物是确定整个工程规模和保证河道在运行中能发挥应有效能的重要设施。根据不同规划要求,河道上应布置的主要建筑物有:进口的控制工程,与交通路线及河渠相交的交叉工程,河槽变化段的联接工程,分洪分水控制工程以及河口枢纽、护岸工程等。排洪河道进口控制洪水的枢纽,一般应在新河及原河道上修建泄洪闸,以便灵活地控制调度洪水;如果排洪河道的深槽和滩地段分级使用,可只修深槽泄洪闸,滩地修溢洪低堰,以节省投资。对无控制的分洪口门,有的要做护岸工程。河渠交叉建筑物可根据交叉处地形、地质和水位流量等条件采用立交和平交形式。平交时两河可能相互干扰,需建闸控制。新河与道路交叉应按有关规定修建桥梁。铁路及重要公路通过排洪河道应都修建全河的超洪桥;等级比较低的公路通过很宽的短时期行洪的分洪道,可考虑只在深槽上建桥,滩地上修过水路面;一般的生产交通,道路通过排洪河道可只考虑在深槽上建漫水桥;但在通航河道上段有桥梁的桥孔宽度、高度都还应满足航运规划的技术要求。排涝河道也需布置各种桥梁工程,以免临时拦河筑坝通行,影响涝水排泄。河槽变化段的联接工程主要有,在河底有跌差的地方修建跌水或陡坡工程和为通航修的节制闸、船闸等。河口枢纽的主要建筑物有防潮闸、泄洪闸、抽水站等。

工程经济效益与环境影响分析 即就经济与环境影响两方面对工程进行评价。工程修建后的效益包括:减免的洪涝灾害,提供对城市、工业供水,改善航运生活环境的效益等。可能产生的不利影响有:工程占地,居民迁建,对沿岸交通、土地利用以及对已建水利设施和排水系统的干扰、对当地经济发展的潜在影响等。对以上的各种影响应在规划中通过调查研究进行预测,作出评价,并提出必要的防治措施。例如,结合挖河取土培筑堤防,或开挖排水沟渠,利用多余出土做成台田或填平低地,既少占耕地又使土方得到充分利用;沿河绿化,堤防植树护坡,既美化环境,又可增加收入;修筑跨河桥梁,结合筑堤公路,以利交通等。总之,规划时对全局与局部利益应统筹兼顾,合理安排,通过方案比较,从工程效能、工程量与投资,施工、管理运用条件,以及对各方面的影响等进行综合论证,以选取切实可行的方案。