堤防修建前后的河道断面演变分析

【摘 要】天然河道的断面变化主要是受到洪水的影响，随着河道不断的修建水工建筑物，尤其是大中型水库的建成，河道的变化就要受到这些建筑物的影响，从而天然状态下的变化规律就要发生改变，因此对水库建成前后的河道断面演变进行分析，发现河道断面新的变化规律。基于此，文中对堤防修建前后的河道断面演变进行了分析，仅供业内人士参考。

【关键词】堤防建设；河道断面；演变分析

导言

天然河道的断面冲淤变化主要受洪水的影响。随着城市化进程的加快和人们生活水平的不断提高，人与自然的和谐水边环境正在成为河道生态治理的目标。然而，在河流经过的城区河道整治工程中，势必会影响到河道原有状态下的变化规律。因此，本文以对第二牛河城区段堤防建成前后的叶柏寿水文站的断面变化情况，分析总结堤防修建前后河道断面变化对河流水文条件的影响，以便为今后河道整治工作提供参考。

一、水利堤防工程施工要点

在水利堤防工程的施工过程中，做好对于水利堤防工程的坝体的填筑是其中重要的一个环节，在水利堤防工程施工中的坝体填筑中需要对坝面的流水作业引起足够的重视，在其施工中需要注意以下几个方面：在水利堤防工程坝体填筑施工中，为确保水利堤防施工速度与施工质量，需要根据坝体填筑的施工作业面的面积和所投入使用的工程机械的作业范围及能力来对坝面流水作业的方向与工作段的大小进行合理的划分，在对其进行划分时要确保其作业的宽度要超过碾压机械可以实现错车和确保压实的最小宽度要求，同时在长度的划分中也需要满足碾压机械的作业需求。在对坝体填筑作业面的划分中还需要根据具体填筑的坝体的面积与机械施工的强度结合铺料的方式与环节因素来作为坝体填筑划分的主要依据之一，在坝体填筑的过程中还需要控制好坝体填筑土料的作业时间与土料质量的把控，尽可能地降低坝体填筑时的作业循环时间，确保水利堤防工程坝体填筑时的施工质量与施工效率，提高水利堤防工程坝体填筑的施工质量。同时在水利堤防工程坝体流水作业时还需要注意控制好坝体填筑时的流水作业施工中的作业程序的工序数目与流水作业的单位时间，控制好作业的时间与效率，提高水利堤防工程施工的质量。同时在水利堤防工程坝体填筑的流水施工作业中，如果施工作业面的地面不平整，则需要根据水平分层实现从下到上的逐层填筑的方式，同时在作业面的划分上，对于机械施工时的分段作业面的长度应尽可能地控制在100m的范围内，同时在施工的作业面上应当分层实现统一的铺土和碾压，避免在施工中出现界沟，提高水利堤防工程坝体填筑的施工质量，同时对于上下层面的分段接缝处应当错开，提高水利堤防工程坝体填筑的施工质量，如果在水利堤防工程坝体的施工中遇到软土坝基，必须要设计断面同步其分层填筑的施工工艺，避免线进行堤坝堤身的填筑在进行压实的作业方式，应当在堤身全段面完成对于坝体的填筑后，再进行整坡压实和削坡处理，并铺填平整水利堤防工程两侧的护堤地面的坑洼处。

二、堤防修建前后的河道断面演变分析

（一）流域基本情况

工程位于第二牛河位于辽宁西部，是大凌河流域一级支流，发源于建平县富山街道张福店村牛河梁，全长48.5km，流域面积1042km2。流域境内丘陵起伏，河谷相间，地势北高南低。汇入大凌河河口以上有二道磨河、深井河等二级支流，流域坡地占总体面积的92.4%，河谷平原只占7.6%。其特点是土壤松散，植被覆盖差，水土流失严重，雨季河水暴涨暴落。

（二） 叶柏寿水文站概况及堤防分布情况

叶柏寿水文站位于辽宁省建平县叶柏寿镇西街，1959年7月设站，集水面积195km2，是小河站，省级一般站。主要观测项目有：水位、流量、断沙、颗分、比降、水文调查、普通测量、土含、降水、蒸发、水情拍报、泥沙等。降雨量主要测验设施及观测仪器有普通雨量筒、虹吸式雨量计、遥测雨量计；水面蒸发采用20cm口径和E601蒸发器；水位观测设施为直立式水尺；流量测验采用流速仪法，以缆道施测为主，特殊情况下可用浮标法和比降-面积法。

叶柏寿站测验河段顺直长500m，宽浅式河床，洪水时比降大，水流急，中高水水面宽160m，断面冲淤变化较大。基上410m有一座公路桥，对测验影响不大。

2009年开始进行河道治理及堤防建设，河道设计底宽154m，堤顶宽178m，堤防长度约为3650m，边坡比为1：3，防洪标准20年一遇，设计洪峰流量1120m3/s。

（三） 河道断面演变分析

测验河段洪水由暴雨形成，该流域主要天气系统受华北气旋、台风、高空槽影响，暴雨多发生在夏季，其中又多集中在七、八两月，约占全年的80%～90%。该河洪水陡涨陡落，洪峰尖瘦，洪水过程线的形状分单峰和双峰两种类型，单峰洪水历时较短，双峰洪水历时相对较长，一般来讲一次洪水历时为1～3天。叶柏寿水文站建立后，经历了1962年最大洪峰流量1100m3/s，套绘1964年、1984年、2005年、2009年基本水尺断面图，发现1964-2009年前的断面宽度基本在202～204m，断面面积在不同的年份都有冲淤变化，但总面积变化不大，最大和最小之间同水位级（406m）的面积相差12.5m2，占8.7%，406m水位级下面积见表2。但河道断面在主河槽30～130m部分，落淤变化较大，2009年与1964年相比最大冲深1.9m，但总的趋势仍比较稳定。从2009年开始进行河道治理及堤防建设，断面控制在178m，2009年406m水位级以下的面积与1984年相比相差62.6m2，占43.7%。而随着河道的束窄清淤治理工程在2009年结束，断面依然控制在178m，断面基本保持稳定状态，由于2013年对河道再次进行了治理，2010-2012年断面面积相差14.2m2，占3.1%；2013-2015年断面面积相差2.5m2，占0.4%，河道变化主要是在主河槽90～120m，最大冲深1.04m。在目前的来水来沙条件下，断面比较稳定，冲淤演变幅度不大。2010至2015年断面变化情况，2012-2015年406m水位级断面面积变化情况。

三、结束语

总之，对于河道演变，其影响因素很多，主要有以下几点：河道的比降；河道形态以及水文地质情况；河道内的来水量以及水量的演变过程；河道内的来沙量、来沙组成以及沙量的变化过程。通过计算分析可以得知：在水库未建成前的情况下，断面面积在大水年份冲刷变大，小水年份淤积变小；而在水库建成后，坝下河道主槽发生冲刷，滩地发生淤积，而冲淤总量基本持平。

参考文献：

[1]第二牛河流域水沙特性及影响因素分析[J].吉林水利，2014（06）.

[2]中华人民共和国水文年鉴[Y].1962年第2卷.辽河流域水文资料第3、4册.水利电力部辽宁省水文总站，2014（05），128.

[3]王昌杰.河流动力学[M].人民交通出版社，2014-99.