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为了防止自然裁弯所带来的弊害,许多河流采用了人工裁弯措施。在19世纪末曾把新河设计成直线,且按过流需要的断面全部开挖,同时为促使老河淤死,还在老河上修筑拦中水的坝,一旦新河开通,就很快通过全部流量。这种作法,往往会造成下游河势的急剧变化,使防守被动;裁直后的新河滩岸变化迅速,对航行不利;开挖新河和维持新河稳定所需费用大。到20世纪初,改变了上述办法。新河的设计,按上下河势成微弯河线,先开挖小断面引河,借水流冲至设计断面,效果较好,得到了广泛采用。
1966~1971年在长江下荆江河段,完成了中洲子和上车湾河道裁弯工程。其上游的沙滩子弯道也于1972年7月自然裁弯。裁弯后,上游200km的河段内降低了洪水位;缩短航程78km,且裁掉了4处碍航浅滩(见下荆江裁弯工程)。在黄河支流渭河实施仁义裁弯后,上游河床冲刷,比降增大,洪水位下降,缩短航程9km。密西西比河1937年5月进行的考尔克裁弯,降低了该段上游洪水位;缩短航程24.5km,改善了该河段枯水季节航行困难的状况。
裁弯工程规划是河道整治整体规划的一部分。如尚无河道整治规划,则应通盘考虑上下游、左右岸裁弯后的不利影响。裁弯按形式可分为内裁和外裁两种(见图)。外裁的引河进出口与上下游弯道难以达到平顺衔接的要求,且线路较长,故很少采用。内裁通过狭颈最窄处,线路短,投资小,采用广泛。规划设计时必须进行方案论证:比较新河的平面外形;比较引河线路的地质情况;预估裁弯后的情况,如对洪水位的影响,缩短河道的里程,对碍航急弯、浅滩、旧险工的消除与改善,出现新险工的可能性,对取水工程、港埠和工农业发展的影响;比较工程造价的高低等。通过综合分析,选择优化方案。
引河设计是河道裁弯工程的关键,主要包括三个方面。①引河定线:引河在平面上应设计成弯曲适度,与上下游河道平顺衔接的曲线,一般由复合圆弧线和切线组成。按实测资料,新河的弯曲半径应大于平槽河宽的3~5倍,且大于4~6倍的船队长度。引河进出口要顺应河势流向。进口应布置在上游弯道顶点的稍下方,引河轴线与老河轴线的交角θ以较小为好。如中国南运河裁弯的经验为θ≤25°时,引河均能被冲开;θ30°时,引河均被淤死。出口布置在下游弯道顶点的上方,使水流平顺衔接,交角也不宜大,如渭河仁义裁弯为30°。引河的线路还应避开难于冲开的壤土和粘土地区。裁弯段老河轴线长度与引河轴线长度之比,称为裁弯比k。按照经验,k值一般取3~10。密西西比河16处裁弯的k=2.2~10.3;渭河仁义裁弯为 3.6;荆江中洲子和上车湾裁弯分别为8.5和9.3。引河的长度取决于弯道形态。②引河断面设计:包括引河开挖断面设计和新河最终断面设计。长江下荆江裁弯经验是,引河断面为原河道断面的1/17~1/25。开挖断面应力求土方量小、能够及时冲开和满足航运的要求。河底开挖高程和宽度要满足枯水期通航水深和航宽;并考虑施工条件,如挖泥船的要求等。引河断面多采用梯形,边坡一般采用1:2~1:3,进出口段设计成喇叭口形,边坡放缓。新河的最终设计断面,可参照本河道邻近平顺河弯的资料选定。③控制工程设计:当引河发展到设计断面后,为防止形成新的河环,在凹岸处修筑适当的护岸工程。在引河放水之后,要视上下游河势的变化,相机进行控制,以使引河与上下游河段平顺衔接,形成有利的河道平面形式。2100433B
河道在弯道横向环流的作用下,造成横向输沙不平衡,加上水流对凹岸顶冲作用,凹岸坍塌,凸岸淤积,致使弯道的曲率半径变小,中心角增大,河道加长,形成很大的河环。河环的起点与终点相距很近,称为狭颈。由于狭颈两侧的直线距离短,水位差大,如遇漫滩水流,容易形成串沟。洪水时可能冲开狭颈并发展成新河,即发生自然裁弯。自然裁弯往往会出现河势突变,发生强烈的冲淤现象,给河流的治理带来被动。因此,当弯道演变到适当状态时,即可进行人工裁弯,有计划地改善河道的不利平面形式。
河道治理 按照河道演变规律,因势利导,调整、稳定河道主流位置,改善水流、泥沙运动和河床冲淤部位,以适应防洪、航运、供水、排水等国民经济建设要求的工程措施。河道整治包括控制和调整河势,裁弯取直,河道展宽...
河道治理 按照河道演变规律,因势利导,调整、稳定河道主流位置,改善水流、泥沙运动和河床冲淤部位,以适应防洪、航运、供水、排水等国民经济建设要求的工程措施。河道整治包括控制和调整河势,裁弯取直,河道展宽...
可以套2-171子目,按重量计算的
裁弯取直工程对河道防洪影响分析
本文采用平面二维数学模型,对成都市府河上游段河道裁弯取直工程实施前后河道水流运动特性进行了计算分析,讨论了裁弯取直整治工程对河道行洪的影响,并就河道未来演变趋势进行了探讨。研究成果为城市河道改造提供了技术支持,同时丰富了河道裁弯取直研究成果。
仙居县城市河道裁弯取直工程施工度汛分析
裁弯取直工程是仙居县城市防洪工程的控制性工程,也是浙江省重点工程。由于工程受梅雨、台风气候影响,且工程在主河道跨汛期施工,因此实现安全度汛是施工期的重点工作。针对目前工程施工现状,为确保裁弯进口处及以上河道的最高洪水位不超过施工前的状态,达到工程实施前的防洪标准,只有采取在汛前开通部分新河道的办法。经水力计算、分析确定了至少需要新开河道的宽度,利用新老河道同时行洪来保证安全度汛。
长江中游藕池口至城陵矶称为下荆江。下荆江河道曲折,为蜿蜒型河道。裁弯前河长243km,全河道总弯曲系数即弯曲河道的流程与其直线距离之比约为3,几个大弯段,弯曲系数均为10。河曲带宽即蜿蜒型河道在顺河流延伸的地带内,河曲横向摆动所达到的最大宽度,约20km。该段崩岸频繁,河势多变,不利于防洪、航运和农业生产。为改善这种情况,计划进行三处河道裁弯工程,根据河势发展,先后实施(见图)。