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摘要：文章结合笔者的工作实践及工程实例，介绍了某航道整治工程的平面布置、结构设计及整治效果分析，为以后类似航道整治工程的设计和优化提供参考。
关键词：丁坝；整治工程；平面布置；整治效果
丁坝是最常用的整治建筑物。丁坝坝根与河岸连接，坝头伸向河心，坝轴线与水流方向正交或斜交，在平面上与河岸构成丁字形，形成横向阻水的整治建筑物。它的主要作用是，未淹没时束窄河槽，提高流速冲刷浅滩；淹没后造成环流，横向导沙，调整分叉河道的分流比，控制分流淤高河滩，保护河岸或海岸；挑出主流以防顶冲河岸和堤防。下面结合本文作者完成工程实例对丁坝的应用及效果进行分析。
1.工程概况
西江某航道工程全长171km，其中上游12km航道，通航设计尺度为4.1×90×670m；其余159km，通航设计尺度为4.5×135×670m。本航道整治工程设计最低通航水位采用保证率为98%的水位，设计最高通航水位采用年20年一遇洪水水位。跨过河建筑物单向通航孔通航净宽不应小于110m，双向通航孔净宽不应小于220m，净高不应小于18m。
2.工程河段碍航浅滩情况
2.1滩险演变
本项目整治河段碍航浅滩主要集中在界首至都城河段，分别是界首滩、三滩（蟠龙滩、新滩、都乐滩连接在一起称为“三滩”）。
界首滩、三滩滩险演变分析了历史演变、2001年至2006年浅滩演变及2006年2014年浅滩演变，并列出了按新设计航道走向和水深3.5m时各浅滩的浅滩长度和最浅水深特征表。该河段在2006~2013年期间进行了该航道的整治工程，整治工程后其浅段长度及最小水深变化较大，均有明显的改善，水深小于3.5m的浅滩基本上消失了。由此可见，各浅滩水深明显增加，主要与完善性整治工程有关。
2.2工程河段以前整治经验
工程河段经历了多次大规模航道整治后，航道通航条件大为改善，为本项目的建设留下了宝贵的经验和借鉴。
（1）本河段造床动力强，除部分礁石区外，大部分河床可塑性大，通过筑坝等工程措施可增加浅滩航道尺度。
（2）航道整治时需将界首段和三滩段的上下河段作为一个有机系统整体治理，且通过航道整治达到3.5m航道水深有较大难度。
（3）鉴于中枯水推移质运动对各浅滩主河槽造床有较大影响，结合“四滩”河段目前存在河床总体下切和水位下降现象，整治建筑物高度不宜过高。
（4）治水以疏导为上策，整治建筑物整体布置宜与自然边界平顺连接。
（5）在西江II级航道整治工程时，界首滩采用整治流量为3450m3/s，整治高度为2.7m，整治宽度为550～650m；三滩河段采用整治流量为4400m?/s，整治高度为3.0m，整治宽度为550～660m。经效果观测验证，河道边滩发育得到有效控制，航道深槽基本稳定，且近年来处于冲刷状态。
3.丁坝布置
3.1整治参数
整治水位、整治流量和整治线宽度是丁坝布置前需要确定的整治参数，其决定了丁坝的长度和高程。整治水位与整治线宽度是相辅相成的，整治水位主要控制浅滩起始冲刷的时间，整治线宽度主要控制浅滩冲刷强度，而浅滩是否能冲达设计要求，并一直保持足够的航道尺度，既需要足够的冲刷强度，又要有足够的冲刷历时。多年来，广东省航道整治的整治水位多采用多年平均水位（流量）法进行计算，整治线宽度多采用优良河段法和广东省公式计算，并结合各河流的整治经验，综合分析确定。
3.1.1整治水位、整治流量
多年平均流量计算整治水位，统计整治河段内水文站1981年～2013年逐日平均流量资料，得多年平均流量值为6236m3/s，查得该水文站2013年综合水位流量关系曲线，相应的水位为7.95m，按沿程瞬时水位线内插得浅滩段整治水位。
采用多年平均流量法计算的整治水位，界首滩整治高度为5.01～5.13m，平均5.06m，三滩整治高度4.48～4.91m，平均4.67m。鉴于西江河段流量充沛，多年平均流量法计算的整治高度较高，而西江历次整治中采用的整治高度在1.2～3.0m。西江“四滩”河段经历次整治，航道条件得到了较大的改善。西江II级航道整治工程完成后，经历了洪水的考验，根据近年西江航道整治效果观测结果，其采用的整治水位合理。因此，本项目仍采用II级航道整治工程确定的整治水位。根据二维水流数学模型计算，在保持II级航道整治工程确定的整治水位不变时，界首滩段相应的整治流量为4500m3/s，“三滩”段相应的整治流量为5000m3/s，其中蟠龙滩段第一级整治流量为3750m3/s。
3.1.2整治线宽度
西江“四滩”河段自整治以来，河道边滩发育得到有效控制，航道深槽稳定，且近年来处于冲刷状态。因此，本项目仍采用II航道整治工程确定的整治宽度，即界首滩整治线宽度为550～650m，“三滩”整治线宽度为550～600m。
3.2丁坝布置方案
3.2.1平面布置
对航道水深不足的料塘过渡段，对原旧坝进行维修加固，并适当加密新建5条丁坝，使枯水期水流提前规槽，延长水流冲刷航槽历时，利于维持航道水深。根据本项目定床物理模型试验研究结论，界首滩料塘村左岸上游3条新建丁坝效果不明显，因此，本项目取消上述三座丁坝，在界首滩河段只新建两座丁坝。
对航道水深不足的新滩至都乐滩过渡段长岗河段，对原旧坝进行维修加固，并适当加密新建3条丁坝，使枯水期水流提前规槽，延长水流冲刷航槽历时，利于维持航道水深。根据本项目定床物理模型试验研究结论，加长原15-1#（修）丁坝至与堤岸衔接。
3.2.2结构设计
两广地区航道整治习惯上多用块石作为坝体材料，其主要优点为坝体是散体结构，施工灵活和后期维修方便，维护成本低。本次整治是在历次整治基础上进一步提高航道标准，考虑到原整治建筑物均为块石丁坝的实际情况，扩能升级丁坝仍采用块石丁坝作为整治建筑物提高航道水深。本项目丁坝结构型式为抛筑块石的梯形结构。
4.整治效果分析
根据本项目动床物理模型研究成果报告，工程实施经典型水文年后，界首滩段挖槽较为稳定，航槽回淤量不大，4.1m等深线完全贯通，航道尺度满足设计要求；新滩及都乐滩段航槽冲刷，航道条件向有利方向发展。蟠龙滩封开西江大桥河段挖槽稳定性相对稍差，航槽有所回淤，但4.5m等深线仍可贯通，航道尺度能够满足设计要求。从整治效果来看，本项目丁坝布置合理。
5.结束语
本项目整治工程总结借鉴了西江历次整治经验，并分析了当前河流状况，参考物模、数模研究成果经过综合分析后制定出了该项目的整治方案，并通过动床物理模型研究进行整治效果观测，并达到了预期的整治效果。希望本文对以后该河道或类似河道治理能够起到借鉴和参考作用。
参考文献
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