• 序

• 前言

• 第1章城镇化与风沙灾害

• 第2章城镇防沙理论基础

• 第3章城镇防沙技术的分类与功能

• 第4章城镇防沙工程技术原理

• 第5章城镇防沙工程技术模式

• 第6章青藏高原极端高寒干旱气候区山间盆地城镇防沙工程

• 第7章青藏高原半干旱气候区河流宽谷城市防沙工程

• 第8章青藏高原半干旱和半湿润气候区小城镇防沙工程

• 第9章中国北方半干旱气候区小城镇防沙工程

• 第10章工程效益与环境影响

• 第11章工程管理与质量保障

• 参考文献

《城镇防沙理论与工程》针对中国北方和青藏高原城镇风沙灾害的孕灾环境、风沙灾害现状、成因与发展趋势，提出了城镇防沙工程的核心思想和理论框架。根据城镇防沙技术的分类与功能，阐明了各种单项技术的防沙原理和技术参数优化、多项技术的优化配置及其防沙原理；制定了不同规模和重要性城镇的具体防护目标和工程设计原则，总结出不同自然条件下城镇防沙工程布局和技术模式。以位于青藏高原风沙灾害区的狮泉河镇防沙工程、拉萨市柳吾新区防沙工程、三个小城镇防沙工程，以及位于中国北方风沙灾害区的嘎鲁图镇防沙工程为案例，论述了不同生物气候区和不同规模城镇的防沙工程技术模式，以及其推广应用的潜在价值。分析了城镇防沙工程效益与环境影响，提出了城镇防沙工程管理与质量保障措施。

在讨论开敞式进水口的防沙设施时，需要指出，它与河流的水文、泥沙、河型、地貌等条件密切相关。每一条 河流和每 一项工程都有自己的特点和具体情况，也有与之相适应的防沙布置方案，因此要得到一 种普遍适用的防沙布置形式是很困难甚至不可能的。在设计多沙河流大中型引水工程时，一般是光调查研究河流的水文、泥沙、地形和地质等自然条件，并参考已有工程的经验，通过分析计算初步拟定若干防沙布置方案，然后根据大量水工和泥沙模型试验，进行方案比较和论证，最终确定防沙设施的布置和尺寸。

防沙设施防沙措施概述

1）根据不同的来水来沙情况，合理运用拦河闸排沙防沙。在工程实践中多采用以下的运行方试：

洪水期推移质来量大，宜多开启拦河闸孔，降低水位大排大泄，水流携带的推移质外，还要把中小水期间淤存在库区的泥沙也排往下游，同时刷出库容供重新淤积之用。由于此时引水 “分流比” 小，推移质对进水口的威胁并不 大；特别当枢纽位于弯段时，因闸前纵向流速很大，横向环流作用强烈，推移质将远离凹岸进水口而由凸岸闸孔排走。

中流量时，拦河闸孔一部分开启，水位有所塑高，推移质有排有淤，但因此时引水分流比大，底沙易进入进水口，需设置防沙设施保护。

小流量时，拦河闸全关，抬高闸前水位运行，推移质淤于库区。为使淤沙洲 失不接近进水口，需使洪水期刷出的库容足以容纳“淤沙期”的来沙量。

2） 采取多种防沙设施，防止推移质进入进水口 ：

进水口既然引水，就有可能引入泥沙。在同一条件下分流比愈大 分沙比也愈大。

关键问题是要促使水沙分离，引入“清水” 而排除底沙。

防沙设施拦河闸 冲沙闸底板高程的确定

从理论上说，由于冲沙闸一般布置在原床河深槽位置，因此其底板高程应比拦河闸略低，特别对弯曲河段更是 如此(凹岸河床高程低)。但在实际工程中，为简化计多使二者为同 一高程。

实践证明，正确地选择闸底板高程是引水枢纽设计的一个重要问题。如果底板偏高。会使下游冲刷加剧，而且 对闸前排沙不利；但如偏低，又会引起下游淤积，最终仍会影响到闸前排沙防沙的效果。根据各地引水枢纽的运行经 验，在确定闸底板高程时需考虑多种因素。

防沙设施束水墙

束水墙的墙顶应高出闸前冲沙水位 ，以利“束水攻沙”，长度则一 般应达到并超过进水口的上游端。

束水墙除起“束水”作用外，在洪水期由于其前端的“顶流”作用，可促使推移质更快地向凸岸各闸孔输移，提高弯道环流排沙的效果。此外，也可采用大洪水期关闭冲沙闸，使冲沙槽内形成流速较小的“相对静水区”，此时更有利于弯道环流排沙和防止推移质进入进水口。

防沙设施冲沙槽的布置原则

( 1 ) 为了顺畅排沙，槽内冲沙流速至少应大于最大推移质的起动流速，以免落淤。

( 2 ) 槽内流速应沿程比较均匀，为此宜前宽后窄呈“ 喇叭口”形，以适应进水口沿程取水后槽内流量渐减的情况。

(3)在平面上可以布置成直线形或曲线型，后者对防沙更有利。

( 4 ) 有的工程对冲沙槽输沙能力进行校核，使其大于进入槽内的来沙量 。

( 5 ) 为了增大排沙防沙效果，可以在槽内布置潜没分水墙、导沙坎，特别对多冲孔沙闸的情况采用更为普遍。

( 6 ) 在一 般情况下，为了增加开启冲沙闸的机会和冲沙的次数，冲沙闸的宽度以小一 点为好，因此当计算冲 沙流量较大时，可以分成两孔或更多。

内容介绍

《山地城镇规划设计理论与实践》从山地特有的环境条件出发，较系统地阐述了山地城镇规划设计与建设的理论和实践经验，提出了山地城镇规划设计与建设中应注意的问题和解决的方法。《山地城镇规划设计理论与实践》内容有：城镇用地选择、总体布局、街路交通组织、空间组合、景观与绿化、竖向规划设计及城镇生态化保护建设与灾害防治等七个部分。

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“ 取水防沙” 是低闸（坝）引水枢纽设计中需要解决的重要问题之一。电站的引水松纽布置具有一定的共同性 ，即在河床布置拦河闸作为雍水建筑物；电站取水口布置在岸边，在靠近取水口处设置冲沙闸、冲沙槽、束水墙、拦沙坎和导沙坎等防沙设施。在实际运行中，根据天然来水来沙情况，合理启闭拦河闸闸孔进行“固体径流调节”，同时利用各类防沙设施防止推移质进入取水口。

防沙设施正确选择枢纽位置 以利防沙排沙

引水枢纽必须选在“ 稳定河段” 上，即该处河床断面基本不变，主位置比较固定 ，此时可将取水口布置在靠近主槽的位置，以利引水。

将引水枢纽布置在河流弯段上，充分利用弯道环流排沙，是一项常用的、行之有效的防沙措施。

但另 一方面，如果弯道环流强度过大，将引起泄洪闸过水能力不均匀和凹岸严重冲刷，故在一般情况下弯道半径不宜小于4倍河宽。

防沙设施冲沙槽的泄流规模

冲沙槽流量包括取水口引用流量和冲沙闸冲沙流量两部分。对于“低坝冲沙槽式” 引水枢纽来说，冲沙槽的泄 流规模需满足取水口前形成主槽的要求，故泄 能力较大。而拦河闸式枢纽因闸孔均可泄水排沙，故冲沙槽的宽度和泄流能力不宜太大，这样更有利于“束水攻沙”。

冲沙闸冲沙流量，一般取为引用流量的l 一 2倍。此时取水口在槽内引水的“ 分流比” 约30 ~ 50%，如果防沙设施得当，是可以收到良好防沙效果的。

但对于比降陡、推移质粒径大的山区河流，当闸前雍水较深、冲沙槽内流速很大(3 ~ 5米 / 秒) 时，冲沙流量的确定还要考虑冲沙闸孔顺畅排石的要求，即孔宽不应小于通过卵石最大粒径的 2.5 ~ 3.0倍。

防沙设施导沙坎布置

导沙顺坎用于两孔或多孔冲沙闸 ，与冲沙槽内纵向水流方向平行，把冲沙槽分隔成和冲沙闸孔等宽的间隔。 而导沙丁坎则指顺坎前端的斜向导坎，它与水流夹角30度一 40度。但也有一些导沙坎布置成不规则的坎群。

导沙坎的高度，一 般取冲沙槽内水深的1/3 一 2/3 (丁坎取低一 些)，断面可为矩形或梯形，其前端 一般要到达 取水口上游端并适当上延。导沙坎的作用是：提高各冲沙闸孔的排沙效果；对引入取水口的水流，将底沙拦阻于坎 外并促使排入下游；对越过坎的底沙，藉助于纵、横向水流所形成的“ 螺旋流”，使其集中沿坎的内侧排向冲沙闸。

防沙设施拦沙坎高度选择

为防止底沙进入取水口，拦沙坎应有一定的高度。但过高亦不利，因为在闸前水深一定的情况下，坎愈高则进水水深愈小，而为了保持取水口较小的流速( 否则易吸进底沙)，就必然使进水前缘和冲沙槽拉得很长，这对取水口前 的排沙防沙都是不利的。大中型工程的坎高应大于2~ 3米，或相当于冲沙槽内水深的50% 左右。 2100433B