仲 偉

（甘肅省金塔縣水務(wù)局，甘肅 酒泉 735300）

為了從根本上做好河道治理，必須從河道河勢(shì)演變、河道流量和河床組成等形態(tài)特征進(jìn)行分析，對(duì)未來(lái)河床發(fā)生的變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，制定相應(yīng)的治理措施，確保河道治理工程長(zhǎng)治久安。

1 工程概況

黑河干流金塔鼎新段地處黑河下游，從金塔縣大墩門(mén)引水樞紐處穿越境鼎新灌區(qū)綠洲，全長(zhǎng)98.1 km。該河道比降變緩，該河段平均比降0.5‰～1.0‰。灘槽高差為0.3～1.5 m，河寬500～1400 m之間，平均寬度約960 m，為寬淺型砂質(zhì)河床。河道岔道眾多，主流左右擺動(dòng)，受沙漠入侵，河床內(nèi)灘多叉多，流速緩慢，泄洪條件極差，河岸隨地形自然形成，河堤低矮、質(zhì)地松軟。金塔縣鼎新灌區(qū)居民區(qū)和農(nóng)田以及水利工程設(shè)施、依黑河兩岸分布，洪水沖刷對(duì)堤破壞較大，嚴(yán)重危及沿岸人民生命及財(cái)產(chǎn)安全。

2 鼎新段河道河勢(shì)演變分析

2.1 歷史演變分析

黑河干流自正義峽以下為下游，流經(jīng)金塔鼎新綠洲，向北流注入居延海。治理段河道河寬500～1400 m，河床平均比降為0.5‰～1.0‰。河道水流分散，主流不穩(wěn)，彎道較少，河岸、河床由砂礫石層及砂土層組成，結(jié)構(gòu)松散，易受水流沖刷，形成現(xiàn)有河道，屬典型平原游蕩型河道。

2.2 河道造床流量分析

造床流量按平灘水位法或直接用年平均流量、日平均最大流量、10%～20%（較大河流）或50%（較小河流）頻率的洪峰流量進(jìn)行對(duì)比確定。由于本河段年平均流量較小、枯水期較長(zhǎng)、洪枯水流量相差懸殊和無(wú)穩(wěn)定中水期的特點(diǎn)，本次分析造床流量選用10年一遇洪水即50%頻率的洪峰流量作為計(jì)算值，黑河鼎新段干流段造床流量為278 m3/s。

2.3 河相關(guān)系分析

河相關(guān)系通常以穩(wěn)定河寬和斷面河相關(guān)系數(shù)表示。

2.3.1 縱向穩(wěn)定系數(shù)

河床在縱向穩(wěn)定系數(shù)按下式計(jì)算：

式中：ζ為寬深比；B為相當(dāng)造床流量的平均河寬（m）；h為河流平灘水深（m）。

研究表明，該河段河道寬深比在30.98～44.4（詳見(jiàn)表1）之間，表明河床變化大，不太穩(wěn)定。

綜合而言，該段河道水流分散，主流不穩(wěn)，彎道較少，河床不太穩(wěn)定，屬典型平原游蕩型河道。

3 工程治理方案

3.1 治理總體原則

根據(jù)本河段河道的特性和沿岸分布水利工程設(shè)施、緊靠連片農(nóng)田的特點(diǎn)，按照整治河堤、穩(wěn)定河勢(shì)、堵截支流、增強(qiáng)主干等治理原則，本著全面提高河道防洪能力的思路，參照中水、枯水及洪水整治流量，分析整治河寬，根椐實(shí)際需要，通過(guò)在堤岸修建堤防工程等措施進(jìn)行整治。

3.2 治理工程規(guī)模

黑河干流鼎新段段河道治理工程防護(hù)對(duì)象為2個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）8個(gè)村莊（組），保護(hù)人口1.2萬(wàn)人，保護(hù)耕地1.9萬(wàn)畝。經(jīng)查《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94），防護(hù)區(qū)等級(jí)為鄉(xiāng)村Ⅳ等，確定防洪標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，相應(yīng)的洪峰流量Q=849 m3/s。依據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286－2013）的規(guī)定，堤防工程級(jí)別為5級(jí)。區(qū)域地震基本烈度為Ⅵ度，工程按6度不設(shè)防。

表1 治理河段河道縱、橫向及綜合穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算成果

3.3 治理河道寬度

治理寬度的確定，不僅要滿足防洪的要求，同時(shí)考慮河道內(nèi)水流平面擺動(dòng)幅度等因素。本次利用多家計(jì)算穩(wěn)定河寬的計(jì)算公式，計(jì)算穩(wěn)定河寬。

3.3.1 阿爾杜寧公式

式中：B為河寬，（m）；Q為造床流量（在進(jìn)行防洪穩(wěn)定河寬計(jì)算時(shí)，造床流量取2年一遇洪峰流量，（m3/s）；J為河床平均比降，根據(jù)治理河段的實(shí)際縱坡平均取值；A為系數(shù)，與灘岸和河岸土質(zhì)有關(guān)，表征河岸的穩(wěn)定情況。其中游蕩型河道，A＝1.7。

3.3.2 依據(jù)《水利動(dòng)能計(jì)算手冊(cè)》等統(tǒng)計(jì)分析河道和水庫(kù)的河槽水力幾何形態(tài)資料，進(jìn)行分析得出：

式中：B為河寬，（m）；Q為造床流量（m3/s）；

在按照以上公式分析計(jì)算的基礎(chǔ)上，結(jié)合河段的實(shí)際情況，綜合分析確定治理河寬為1000～1300 m。

3.4 堤岸治理形式

根據(jù)鼎新段河道特性和兩岸地下水補(bǔ)充造成影響以及生態(tài)環(huán)境需求等因素，該段河道治理采取為柔性襯砌，堤防護(hù)坡及基礎(chǔ)均采用鉛絲籠塊石護(hù)砌型式。設(shè)計(jì)堤高2.5 m，護(hù)坡上游面坡比為1∶2，基礎(chǔ)上游面坡比為1∶2.5，下游面坡比為1∶2。護(hù)坡厚度為0.6 m，基礎(chǔ)埋深2.0 m，厚度為0.7 m，河底水平鋪砌長(zhǎng)度2.3 m。

4 治理效果

黑河干流金塔鼎新段河道治理歷時(shí)五年分段治理，治理后的河岸工程采用鉛絲籠為主的柔性護(hù)岸，減少了該河段黑河調(diào)水水量的無(wú)效消耗，增加了進(jìn)入下游河道的水量，為下游的生態(tài)用水提供了保障，通透性較好，為流域自然生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和遏制生態(tài)環(huán)境惡化趨勢(shì)提供了水資源保障。項(xiàng)目實(shí)施后堤固河穩(wěn)，形成良好的水流通道，提高了抗御洪水的能力，有效地減少了洪水災(zāi)害和水土流失，大大提高了河道調(diào)水效率，對(duì)保障黑河水量統(tǒng)一調(diào)度和分水目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)意義重大。整體工程實(shí)施的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益和生態(tài)效益都十分顯著，對(duì)促進(jìn)項(xiàng)目區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)黑河干流金塔鼎新段河道河勢(shì)演變分析，科學(xué)確定了河道治理的寬度和深度以及技術(shù)指標(biāo)，采取鉛絲籠塊石防護(hù)的形式，通過(guò)多年的運(yùn)行，河道護(hù)岸工程經(jīng)受住了洪水破壞，工程保護(hù)作用得到充分發(fā)揮，治理效果明顯。

[1]中華人民共和國(guó)水利部.堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50286－2013）.中國(guó)計(jì)劃出版社，2014年1月1日．

[2]啟華，李文家.水利水電動(dòng)能設(shè)計(jì)規(guī)范（DCT5015-19）.黃河水利出版社涂，2002.06.