金马河复式河床的技术研究

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1、金马河复式河床的技术研究四川省双流县水务局　曹加均　袁世明　张正明　马骏　向小林【摘要】金马河频繁的洪水灾害对两岸人民的生存环境一直是一个严重的威胁。为了彻底消除长期以来的防洪安全隐患，研究金马河水力特性与功能，按照防洪整治与资源开发利用相结合的原则，因势利导，截弯取直、在河心开槽束水、以水攻沙、定槽固滩，固滩保堤的技术措施，设计并建成了水不侧溢两旁的人工复式河床（河中河）。从而结束了金马河双流段河床不固定的游荡历史，消除了防洪安全隐患，并获得了很好的社会与经济效益。【关键词】复式河床防汛　河道整治　

2、　技术研究　　一、金马河河床结构特征　　金马河上起都江堰的青城大桥，下至新津红岩子，全长79.194km，流经都江堰、温江、崇州、双流、新津5区（市）县，是岷江进入成都平原的主要排洪河道。河床宽窄不均，最宽处1010m，一般为300～600m；河床甚浅，横剖面呈“U”型，平均比降3.44‰；洪枯流量变幅大，最大洪峰流量6600m3/S，最枯流量5m3/S。金马河的地势开阔平坦，河水携带固体物质的能力较低，致使年均约900万吨的推移质和悬移质沿河淤积，河床逐年抬高，河洲遍布，岔濠众多，滩沱相间，河道弯曲

3、，河床左右摆动不定。金马河是一条宽、浅、散、弯的典型平原游荡性河流。　　二、金马河防洪安全隐患分析　　金马河河道蜿蜒弯曲呈“蛇”13形状，水流经河弯时的水流特征迥然不同于顺直河段，一方面直接冲击凹岸边坡，并形成环状水流，该水流不断向下淘蚀河床，松动的砂砾石被上升水流扬起抛弃在凸岸一侧，形成滩地，凹岸后退，凸岸前移，使河道弯曲度加大，如此复杂的水流必将消耗水流内在能量；另一方面在水头损失（△H）相同的条件下，弯曲河道中河水的流程（△S）较之顺直河道更长，前者的水力坡度（J＝△H/△S）更小，使得弯曲河道

4、的河水流速不大。河道宽窄不均，必将影响河水的运动。河水在河床宽度交替变换中流动时，其水流的流态（层流、紊流）发生相应的转换；在河道宽阔段，水层较薄，受固体边壁制约更明显，则流动缓慢，相反在狭窄地段，河水流动相对较快。　　由于洪水对河床的不均匀冲刷和无序地乱采河中砂石，导致河床起伏不平，坑滩相间，加大了床面粗糙程度，使河水流动的难度增大。　　其次，金马河河床的纵向坡降很小，这也是制约河水流动缓慢的因素之一。　　综上所述，约束河道水流的河床结构与形态的多变，使水流的自身能量不断减弱，由于能量减小，直接关联

5、着水流运动的态势，在汛期则造成排洪不畅，这就是潜在的不可忽视的防洪安全隐患。　　三、人工复式河床建设方案的提出13　　如前所述，金马河特殊的河床结构，致使其水力环境复杂多变，泄洪能力较低，历史上我县曾多次发生不同程度的洪灾，严重影响了沿河两岸乃至全县社会和经济的发展。比如1964年7月21日的特大洪灾，金马河普遍漫堤，冲毁防洪堤20处，灌溉工程12处，洪水包围了金桥镇及沿河村社，群众无处逃避，把猪牛拴在船上，人站在房顶或树上暂避洪峰。这次洪峰有26个生产队193户，1102人受灾，淹没农田4250亩，

6、冲走房屋345间，倒塌房屋470间，冲走粮食12950公斤，家具416件，直接经济损失3亿多元。过去，金马河的防洪治理多采用国家财政补贴的方式，对冲毁的工程进行及时修复，其结果是年年在修复，年年有冲坏，不能形成整体的防洪能力，从根本上无法消除防洪安全隐患。　　近年来，无序地开采河道沙石，严重破坏了河床的稳定，形成倒滩横流，如魏家坎段，横流多次冲毁堤防的现象就是很好的例证。怎样才能根治金马河双流段的防洪隐患，走以河养河、以河治河为目的的经营型河道管理模式，就成了我们研究的课题。通过科学的分析论证和多个拟

7、选方案的对比筛选，最终选定河道砂石资源开采与开槽束水的技术方略。束水攻砂，攻砂定槽，制定了河道砂石开采与河道治理相结合的整治方案，即在河道中心利用采砂手段，开凿低于原河床的沟槽，建设人工复式河床。　　该方案已在金马河双流段启动，2002年部分河段的复式河床工程已投入运行。　　四、人工复式河床建设遵循的原则　　人工复式河床的设计与建设必须遵循以下原则：13　　1、上下游、左右岸统筹兼顾；2、河槽与滩地综合治理；3、依据河势演变规律因势利导；4、防洪整治与水环境治理并举；5、过水断面需满足20年一遇洪水流

8、量；6、建筑和所用材料要因地制宜，就地取材；7、合理开发河道多种资源，实现可持续发展；8、防止主槽肩部和漫滩后缘的坍塌与淘蚀。　　五、人工复式河床主槽水流未漫滩时的水流计算　　复式河床主槽断面、结构、尺寸按警戒水位504.87m（即Hmc＝3m）设计，标准为三年一遇。　　（一）研究范围：河水位低于或等于漫滩面；床底为天然砂卵石层；主槽边坡为毛石砼砌筑；复式河床；河床平直；单向流。（二）计算条件：断面几何形状及水力要素见（图1）。由于人工复式河床的比降是一