渠江（达州南门口至广安四九滩段）航运配套工程行洪论证及河势稳定评价报告——凉滩库区
式中：?0——土壤颗粒沉速 （2） 无泥沙进入冲刷坑
Hmax?v?vH1.84h???0.5b?h??v0?vH????0.75bKmK?
式中：Hmax——局部冲刷发生后的最大水深，即冲刷坑最深处至水面距离； h—局部冲刷发生前的水深；
b——丁坝在水流流向法线上的投影长度，即丁坝在垂直于流向方向上的投影长度；
Km—与丁坝坝头部边坡系数m有关的系数；
????K????K?—与丁坝轴线和流向之间的夹角有关的系数，计算式为?90??式中：v——流向丁坝坝头水流的垂线平均流速；
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v0——土壤的冲刷流速，m/s，有以下两种计算公式：
A：非粘性土壤：v0?3.6?hd?
1/4B：粘性土壤：
v0?0.4??3.34?lgh?0.151?Cp
其中：d——土壤粒径，m；
?——系数，当坑中有泥沙进入时用1.0
Cp——土壤粘聚力
?d?vH?v0??vH——土壤的起冲流速，计算公式为?h? y——指数
由于在本评价整治河段上游有电站枢纽，洪水时期开闸泄洪，上游有泥沙来源，故在本次计算中采用有泥沙进入冲刷坑情况下的丁坝局部冲刷计算公式，经计算丁坝处局部冲刷计算结果见下表。
表4-11 各丁坝坝头处局部冲刷深度计算成果表
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丁坝 频率 2% h 27.89 26.02 23.32 28.09 26.22 23.52 30.29 28.42 25.72 30.59 28.72 26.02 26.62 24.85 22.57 25.22 23.45 21.17 d 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 b V V0 ?0 ? 121 121 121 100 100 100 107 107 107 112 112 112 113 113 113 98 98 98 Ka Km Hmax hp 177.43 3.08 2.62 43 177.43 2.82 177.43 2.65 289.53 2.89 289.53 2.58 289.53 2.37 242.26 2.84 242.26 2.67 242.26 2.44 230.84 2.74 230.84 2.57 230.84 2.37 190.00 2.77 190.00 2.56 190.00 2.34 242.62 2.73 242.62 2.52 242.62 2.33 2.57 43 2.50 43 2.62 43 2.58 43 2.51 43 2.67 43 2.63 43 2.56 43 2.68 43 2.64 43 2.57 43 2.59 43 2.54 43 2.48 43 2.55 43 2.51 43 2.44 43 1.10 0.32 1.10 0.32 1.10 0.32 1.04 0.32 1.04 0.32 1.04 0.32 1.06 0.32 1.06 0.32 1.06 0.32 1.08 0.32 1.08 0.32 1.08 0.32 1.08 0.32 1.08 0.32 1.08 0.32 1.03 0.32 1.03 0.32 1.03 0.32 28.98 1.09 26.90 0.88 24.45 1.13 29.94 1.85 27.09 0.87 24.04 0.52 30.90 0.61 28.88 0.46 25.98 0.26 30.87 0.28 28.88 0.16 26.13 0.11 27.00 0.38 25.08 0.23 22.72 0.15 25.98 0.76 23.86 0.41 21.41 0.24 1# 5% 10% 2% 3# 5% 10% 2% 5# 5% 10% 2% 7# 5% 10% 2% 9# 5% 10% 2% 11# 5% 10% 由上表可以看出各丁坝坝头局部冲刷深度在0.11m~1.85m之间，局部冲刷较小，不会影响丁坝安全。
4.4 河势影响分析评价
4.4.1 河道滩槽及河岸变化分析
流速分布以及河岸变化是影响河势的一个重要因素。凉滩库区整治工程建设包括3处疏浚工程和6处丁坝工程。
凉滩库区河段航道偏河道右岸布置，3处疏浚工程均位于航道中央，大概在河道不同区段的矩形区域内进行疏浚，疏浚最大宽度为60m，最大长度达1495m，3处合计疏浚总面积达122850m2。疏浚工程总量达123462m3。疏浚部分产生的部分废石用于防洪堤填筑和原自然堤防护理，达到了束水中流，稳定河势，消除倒滩横流。疏浚工程主要集中在航道中央，目的在于清理河底阻碍航运的淤泥，疏浚工程实施后河床降低，水流增大，行洪面积增大，利于航运和行洪。从水流形态讲，上下游河道衔接顺畅，顺水流方向流速变化较之前平稳，垂直水流方向流速梯度有所增大。
6处丁坝工程均布置于河道左岸，丁坝的长度390~589m之间，丁坝轴线与左岸
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岸线的夹角在65°~87°之间。丁坝修建含筑坝、护坡、护底三部分，合计工程量达79128m3。丁坝工程修建主要目的在于抬高航道中央水位，加大水深。丁坝修建对河道及河岸有一定影响。从通航角度讲，丁坝修建可抬高航道中央水位，丁坝导流作用使坝头上下游一定范围内流速加大，加剧航道处河床冲刷，使上游来沙不易落淤，有利航运；在坝尾部位由于丁坝的挡水作用，流速减缓，对河岸的冲刷减弱，有利于岸坡稳定。从行洪角度讲，丁坝修建后坝体占据一定的河道行洪断面，对水流形态影响较大，坝体上游产生一定的壅水，流速减缓，上游泥沙容易在坝址上游落淤，阻碍河道行洪。
综上所述，疏浚和丁坝工程的实施改变了部分河道地形，导致附近水域水动力条件发生了变化，导致河道冲淤发生变化，改变了原有的冲刷淤积规律。疏浚工程的实施有利于河道行洪及航运，丁坝工程的实施有利航运但影响河道行洪，但总体讲在本库区疏浚工程的挖方量大于丁坝工程的工程量 ，单从工程量的角度讲总体有利航运且对河道行洪的影响较小。
4.4.2 平面流速变化
从整治工程实施前后的流速分布来看，疏浚工程实施使河床底部形态发生变化，但对河道水流流态、流速的影响不是很明显，整治前后不会导致河道演变发生变化的水动力条件出现。
丁坝工程的实施使坝址上游流速减缓，坝址下游流速增大，冲刷加剧；坝头流速增大，冲刷加剧，上游泥沙不易落淤，有利航运。坝尾流速减小，对岸坡的冲刷减弱，利于岸坡稳定。
4.4.3河床稳定性分析
（1）纵向稳定性计算
河床的纵向稳定程度取决于水流对河床泥沙的作用力和河床泥沙抵抗力之间的对比关系。纵向稳定系数K1采用公式：
K1?d hj式中：
d—床沙平均粒径(mm)；
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h—造床流量下的平均水深(m)； j—造床流量下水面比降。
K1愈大,泥沙运动强度愈弱,河床变形的可能性愈小。参考相关资料可知工程河段K1＞0.27即属纵向稳定性较好河床。
表4-12 航道整治河段纵向稳定性指标计算成果
项目 凉滩库区 计算断面 CS7 CS2 d(mm) 10 10 h(m) 20.00 19.92 j 0.00018 0.00018 K1 1.60 1.61 （2）横向稳定性计算
横向稳定系数与河岸稳定密切相关，而决定河岸稳定的因素主要是主流的冲地点及其走向和河岸土壤的抗冲能力。由于缺乏实测资料，通过参考相关资料，间接的用河岸变化结果来描述河岸的稳定性，采用阿尔图宁公式计算的稳定河宽与实际河宽B相比较，用以表征河床横向稳定性程度，公式为：
Q0.5K2＝0.2
BJ式中：
Q—造床流量（采用平滩水位法）； K2—横向稳定系数； J—造床流量下水面比降； B—造床流量下的水面宽。
K2值愈大，河岸愈稳定。参考相关资料可知工程河段K2＞0.87即属横向稳定性较好河床。
表4-13 航道整治河段横向稳定性指标计算成果
项目 凉滩库区 计算断面 CS7 CS2 Q(m3/s) 14500 14500 B(m) 283.17 284.34 j 0.00018 0.00018 K2 2.23 2.22 （3）综合稳定性计算
河流平面河势的稳定性，即取决于河床纵向稳定，也取决于河床横向稳定，这个两种综合影响用综合稳定系数K表示，即：
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2d?Q0.5K??0.2hj??Bj??? ?参考相关资料可知工程河段K＞0.235即属综合稳定性较好河床。
表4-14航道整治河段综合稳定性指标计算成果
项目 凉滩库区 计算断面 CS7 CS2 K1 1.60 1.61 K2 2.23 2.22 K 7.98 7.95 参考相关资料可知工程河段K1＞0.27即属纵向稳定性较好河床；K2＞0.87即属横向稳定性较好河床；K＞0.235即属综合稳定性较好河床。由以上计算分析可知，凉滩库区所在评价河段横向、纵向和综合稳定性良好。
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