程 雪

(綏中縣大中型水庫移民后期扶持工作辦公室，遼寧 綏中125200)

1 工程概況

南票區(qū)位于葫蘆島市東北部，地理位置E120°33' ～120°52'，N40°12' ～41°12'，距市區(qū)60km。共有11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，135個(gè)行政村。女兒河南票區(qū)段河長27.3 km，現(xiàn)有堤防365 km，位于烏金塘溢洪道下游，河道左岸，其余河段均無堤防。女兒河河床、漫灘及階地，地勢(shì)總體上西高東低，地形相對(duì)較為平緩。階地與漫灘多為緩坡接觸，在萬屯橋下游為陡坎接觸，坎高2 ～3 m，河流處于天然狀態(tài)，防洪能力非常低下，汛期嚴(yán)重威脅兩岸人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。本次治理段上游起于烏金塘水庫壩址下游約4 km處，下游止于萬屯橋下游河道轉(zhuǎn)彎處。綜合工程包括萬家屯橋上游新建堤防1 530 m;萬屯橋下游右岸新建堤防331.5 m;新建丁壩5 座;疏通河道8 800 m。工程建成后，堤防工程防洪標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到10 a一遇，保護(hù)兩岸耕地10 km2，保護(hù)人口1.4 萬人，工礦企業(yè)12家，商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)近百戶，保護(hù)兩岸人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)兩岸經(jīng)濟(jì)發(fā)展［1－2］。

2 安全超高計(jì)算

堤頂高程按10 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，按《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，計(jì)算出5 級(jí)堤防的超高，依下列公式計(jì)算:

式中:Y 為堤頂超高，m;R 為設(shè)計(jì)波浪爬高，m，按《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄C 計(jì)算;e 為雍水高度，m;A 為安全加高，5 級(jí)堤防不允許越浪取0.5 m。

3 堤頂高程確定

3.1 風(fēng)區(qū)基本情況

1)女兒河治理段河道走向大致為由西向東，平均河寬按130m 計(jì)算;夏季風(fēng)向多為西南風(fēng)，根據(jù)以上條件在平面圖上量得風(fēng)區(qū)長度F =240 m。新沙河治理段平均河寬按45 m 計(jì)算;風(fēng)區(qū)長度F =45 m［3－4］。風(fēng)區(qū)平面圖見圖1。

圖1 風(fēng)區(qū)平面圖

2)女兒河水域的平均水深取3.5 m;新沙河水域的平均水深取2.35 m。

3.2 波浪要素確定

3.2.1 平均波高H

按下式計(jì)算:

式中:H 為平均波高，m;V 為計(jì)算風(fēng)速，V大=17.8 m/s，V=1.5V大=26.7m/s;g 為重力加速度，取值g=9.81 m/s2;F 為風(fēng)區(qū)長度，m，取值F=240m 和F=45m;d 為水域的平均水深，m，取值d =3.4m 和d =2.35m;通過計(jì)算得出女兒河H =0.218(m);新沙河H = 0.09 m［5］。

3.2.2 平均波周期T按下式計(jì)算:

經(jīng)計(jì)算得:女兒河T = 2.072 s;新沙河 T=1.2 s。

3.2.3 風(fēng)浪達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的最小風(fēng)時(shí)tmin

按下式計(jì)算:

經(jīng)計(jì)算得:tmin=178.44 s

3.3 波浪爬高計(jì)算

設(shè)計(jì)砂堤堤頂高程為設(shè)計(jì)水位，安全加高部分采用漿砌石防浪直墻，因此斜坡坡率m =0，當(dāng)m≤1.25 時(shí)，波浪爬高可按下式計(jì)算:

式中:Rp 為累積頻率為P 的波浪爬高，m;R0為無風(fēng)情況下，光滑不透水護(hù)面(K△=1)、H =1m 時(shí)的爬高值，m，可按表C.3.1－4 確定。當(dāng)m =0 時(shí)，R0=1.24;K△為斜坡的糙率及滲透性系數(shù)，選K△=0.8;Kv 為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。根據(jù)無維量V/(gd)0.5，按表C.3.1－2 查得Kv =1.28;Kp 為爬高累積頻率換算系數(shù)。對(duì)不允許越浪的堤防，爬高累積頻率取2%，查表C.3.1－3 得Kp =2.07;m 為斜坡坡率，m = ctgα，α為斜坡坡角(度)，m=3;H 為堤前波浪的平均波高，m，H =0.218m;則波浪爬高Rp=0.57m［6］。

當(dāng)來波波向與堤軸線的法線成β 角時(shí)，波浪爬高應(yīng)乘以系數(shù)Kβ。由上圖可見β =55°，查表C.3.3得Kβ=0.79。

因此，女兒河實(shí)際波浪爬高Rp = 0.57 × 0.79=0.45m。

3.4 風(fēng)雍水面高度計(jì)算

風(fēng)雍水面高度在有限風(fēng)區(qū)的情況下，可按下式計(jì)算:

經(jīng)計(jì)算e 值很小，故忽略不計(jì)。

因此，女兒河安全超高值Y =0.95 m。

堤頂高程詳見表1。

表1 女兒河萬屯橋上下游段治理工程堤頂高程計(jì)算表

4 結(jié) 語

通過對(duì)女兒河萬屯大橋上、下游綜合治理工程的堤頂?shù)某叻治雠c堤頂高程的確定計(jì)算，得出了女兒河安全超高值Y =0.95 m，最終計(jì)算出了不同水位值時(shí)的堤頂高程。為工程的實(shí)施提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。

［1］花劍嵐，奚肖亞，朱杰，羅海東. 河道整治工程設(shè)計(jì)初探—以南京市外秦淮河整治工程為例［J］. 水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2010(01):67－69.

［2］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB50286—2013 堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范［S］. 北京:中國計(jì)劃出版社，2013.

［3］伍元，范子武，姜樹海. 河道堤防設(shè)計(jì)高程的概率設(shè)計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)校核方法［J.］中國農(nóng)村水利水電，2005(04):14－17.

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［5］王洪霞，金德鋼. 寧波市生態(tài)河道護(hù)岸初探［J］. 浙江水利科技，2006(01):52－55.

［6］馮漢華. 淺談城防工程防洪堤堤頂超高問題［J］. 建筑科技，2006(11):110－111.