方 程

(韶关市水利水电勘测设计咨询有限公司惠州分公司，广东 惠州 516008)

1 高新技术产业开发区河道现状分析

1.1 项目背景

高新区是惠州市高新技术产业的基地，甲子河和肋下河是境内主要河流，由于河道排水不畅，河道狭窄淤积，树木、跨河公路等阻水建筑物增加，再加上局部地段没有整治而阻水严重等多种因素，3-5a一遇的暴雨便会造成工业区大范围受淹。对甲子河和肋下河全面改造，不仅能大大提升沿河区域的土地利用价值和商业开发价值，同时也使高新区内各个区域之间的联系变得更加紧密，对于促进和加快高新区科技新城建设有着深远意义。

1.2 河道现状与存在主要问题

甲子河(陈江五一段)、肋下河(惠河高速以下段)河道主要存在的具体问题如下：

1)现状甲子河河道非常狭窄，过水断面平均底宽只有10m左右，肋下河河道较窄，过水断面平均底宽15m左右，部分断面过水面积相差悬殊。

2)现状河道走向弯曲，水流状态差，洪水期间对岸坡的冲刷非常严重，同时河道淤积现象严重。

4)河道上跨河桥梁、陂头阻水严重，河道边坡杂树杂草丛生使得河道阻水很严重，影响了河道的行洪能力。

1.3 河道现状防洪能力复核

本次对甲子河陈江五一段和肋下河惠河高速以下段现状20a一遇洪水的水面线进行了复核。

1)边界条件。考虑到20a一遇时，甲子河现状大部分区域均出现漫堤，现状水位较难确定，为更好地反映本河段整治前后的效果，本次计算该河段的现状水面线起推水位采用《仲恺区河涌综合治理规划报告》中的甲子河肋下河汇入口处20a一遇的规划水位，与规划水面线起推水位一致为10.35m。

2)河道糙率。根据水力计算手册，经综合分析，河道现状糙率取0.032。

3)设计洪峰流量。甲子河陈江五一段为173.65m3/s，肋下河为132.36m3/s。

4)河道断面。采用本次实测河道断面。

5)水面线计算。根据拟定的洪水组合、起始断面水位以及河道糙率，采用《水利水电工程设计计算程序集》天然河道水面线程序进行水面线计算，水面线计算原理采用伯努里方程。

为了降低传感器节点的能量消耗,每个传感器节点在一个数据重构周期内仅需采集部分感知数据,并将其传输至汇聚节点.与文献[12]类似,汇聚节点可以通过广播或者预设的方式将采样率分发给网络中的所有传感器节点.每个传感器节点即可根据该采样率随机选择在当前采样周期内是否需要采集感知数据并将其传输至汇聚节点.在每个数据重构周期结束后,汇聚节点根据接收到的感知数据集构造观测矩阵Y和投影矩阵B,首先将接收到的xi,jΔt填充至观测矩阵Y的第i行第j列,然后将投影矩阵B中相同位置上的元素置1.最后,运行第3节中介绍的矩阵补全算法重构感知矩阵X,补全所有未传输的感知数据.

6)桥梁、陂头壅水。陂头壅水采用堰流公式计算；对没有淹没桥面的板桥，本次采用堰流公式计算；对淹没桥面的桥梁和过水面积较小的拱桥采用桥孔流量公式。

根据以上参数，计算可得现状水面线成果，分析显示在起推水位采用下游整治后的规划水位的条件下，由于河道过水断面不足，阻水建筑物较多，使得大部分区域20a一遇水位超过地面高程较多，不能满足防洪要求，急需对河道进行整治。

2 高新技术产业开发区河道整治设计方案

2.1 河道整治方案设计原则

针对河段存在的问题，本次河道整治主要遵循以下的原则对河道进行治理：

1)疏浚拓宽河道。现状河道淤积、过水断面不足，行洪能力不够是造成洪水期淹没两岸的主要原因之一，因此本次通过疏浚挖深、拓宽河道来增加河道的行洪能力。

2)改造河道上沿线的阻水建筑物。现状河道上有硬壳陂头及过水面积小的桥梁，阻碍了河道的行洪能力，壅高洪水位，因此，本次需对这些建筑物进行改造，以增加这些建筑物的行洪能力；

3)新建堤防。考虑到两岸部分地面高程较低，河道疏浚拓宽后洪水仍然会淹没地面，因此，在部分河段新建堤防，以保护两岸农田和居民点。

4)护坡。为防止洪水期对两岸的冲刷，本次整治需对两岸边坡进行护坡[1-2]。

2.2 河道整治方案

2.2.1 河道断面方案

本次河道断面最大不能超过原规划断面，结合现状实际情况，本次拟定了两个方案：

方案一：甲子河：终点(桩号1812)-陈江大道桥(桩号1412)、桩号996-桩号457：采用复式断面，底宽24m，底层边坡1∶0.1，高3.0m，平台宽1.0m，上层边坡1∶2.5；其余河道断面采用矩形断面，底宽26m。肋下河：采用复式断面，底宽20m，底层边坡1∶0.1，平台高程9.5m，平台宽约1.3m，上层边坡1∶2.5。

方案二：在方案一的基础上，甲子河和肋下河的底宽都减小5m，即甲子河复式断面底宽19m，矩形断面底宽21m，肋下河底宽15m，其余与方案一的一致。

2.2.2 建筑物方案

1)甲子河：

甲子河现状河道建筑物主要有陈江大道桥、利新桥(废弃)以及双孖陂水闸。

陈江大道桥过水平均宽度约为20.7m，梁底高程10.3m，经计算在规划情况下其壅水仅为0.1m，考虑其为刚刚建好的大桥，且壅水不算特别大，本次规划保留。

利新桥(废弃)属已经废弃的小桥，本次直接将其拆除。

双孖陂水闸位置由于需要新建道路，需拆除，本次结合景观要求拟在新址重建橡胶坝。现状双孖陂水闸底高程8.5m，正常蓄水位12.5m。本次拆除重建橡胶坝，橡胶坝设计参数根据规划河道确定为：塌坝后过水断面为堰顶高程8.5m，宽22m，边坡1∶0.5；正常蓄水位考虑到上游部分桥梁高程不够，水位降低0.5m，采用12.0m；20a一遇设计闸上水位为11.26m，闸下水位为10.82m。

2)肋下河：

肋下河现状河道建筑物主要为梅岗陂。梅岗陂现状为硬壳陂，堰顶高程9.70m，过水宽度约为27m。本次将其拆除重建橡胶坝，根据本次河道设计情况，橡胶坝设计参数确定为：塌坝后过水断面为堰顶高程5.6m，宽16m，边坡1∶0.5；正常蓄水位维持原水位为9.7m；20a一遇设计洪水位闸上10.39m，闸下10.35m。

2.3 水面线计算

由于本次整治后河道断面均为规则的渠化断面，因此根据拟定的方案，本次采用PC1500恒定非均匀流计算可得各方案水面线成果，见表1[3-4]。

表1 甲子河各方案水面线对比表 m

从水面线对比表中可以看出，现状河道在不整治的情况下水位均较高，与方案一相比，甲子河到上游现状水位比规划高2.0m，肋下河到上游现状水位比规划高1.77m；方案二比方案一在底宽缩小5m的情况下，甲子河到上游要高0.4m，肋下河到上游要高0.65m。可见，方案一虽然比方案二要宽5m，但能大大降低洪水位，对区内防洪较为有利，而受河道两岸限制，两岸已不能在方案一的基础上再拓宽，因此，本次推荐采用方案一成果。

表2 肋下河各方案水面线对比表

2.4 堤顶高程确定

按照《堤防工程设计规范》(GB50286—2013)的规定，堤顶高程采用相应的设计洪水位加堤顶超高确定，堤顶超高按下式计算确定。

Y=R+e+A

(1)

式中：Y为堤顶超高，m；R为设计波浪爬高，m；e为设计风壅增水高度，m；A为安全加高，m。

堤顶超高计算成果见表3。根据以上计算的成果得出，设计堤顶超高Y的最大值为0.98m，设计取Y=1.0m。

表3 各段堤顶超高计算成果表

3 结 语

综上所述，河道规划、改造以及管理是城市建设中必须面临的问题，直接关系城市发展安全与可持续性。实际工作中应根据具体河道现状，深入剖析河道目前存在的问题，严格按规范做好防洪能力复核、水面线计算、坝顶高程计算等工作，制定科学合理的整治方案，达到理想的河道整治目标。