科技情报开发与经济 ＳＣ１－ＴＥＣＨ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ ２０１０年第２０卷第２５期 文章编号：１００５—６０３３（２０１０）２５—０１４５—０３ 收稿日期：２０１０—０６—２９ 河道治理中工程总体布置优化设计 赵 禹 （太原市水利勘测设计院，山西太原，０３０００２） 摘要：随着城市建设步伐的加快，河道治理不只限于简单的河道疏浚，更多的是趋向 在河道内蓄水以美化环境。以某工程为例，详细阐述了河道治理中堤防工程和蓄水工 程的设计方法。 关键词：河道治理；工程总体布置；优化设计；堤防工程；蓄水工程 中图分类号：ＴＶ８５ 文献标识码：Ａ １工程概况 ２．２．４堤顶高程的确定 根据《堤防工程设计规范》（ＧＢ ５０２８６－－－９８），堤顶高程应按 某河道综合治理二期工程位于某市某区，治理范围为某铁 设计洪水位加堤顶超高确定。设计洪水位按《堤防工程设计规 路桥至南绕城公路桥（桩号０＋７２０—３＋０７０），治理段总长２ ３５０ ｍ。 范》５－４＿３节的计算结果确定，超高按下式计算： Ｙ＝Ｒ＋ｅ＋Ａ ２堤防工程 式中：ｙ为堤顶超高，ｍ；Ｒ为设计波浪爬高，ｍ；ｅ为设计风 ２．１堤防工程的布置原则 壅增水高度，ｍ；Ａ为安全加高，ｎｌ。 （Ｉ）河道两岸堤线应与河势流向相适应，并与洪水的主流线 ２．２．４．１ 波浪爬高Ｒ 大致平行； 当ｍ≤１．２５时，按下式计算： （２）堤线应力求平顺，各堤段平缓连接； Ｒｔ＝ＫａＫ ｏＨ （３）尽量不缩小现有堤防的堤距，为今后的发展留有余地； 式中： 为累积频率为Ｐ的波浪爬高；Ｋａ为斜坡的糙率及渗 （４）现河道内的阻水建筑应及时清除； 透系数，根据护面类型取值，混凝土取０．９，砌石取Ｏ．８； 为经验 （５）堤线布置应与城市总体规划相一致； 系数，根据风速、堤前水深、重力加速度，查ＧＢ ５０２８６－－－９８表Ｃ． （６）堤线布置与城市交通绿化相协调。 ３．１—２确定； 为爬高累积频率换算系数，可按ＧＢ ５０２８６－－－－－９８ ２．２堤防工程设计 表ｃ．３．卜３确定，对允许越浪的堤防，爬高累积频率宜取１３％；Ｒ。 ２－２＿１堤距确定 为无风情况下，光滑不透水护面（ ＝１）百＝１ ｍ时的爬高值，ｍ；厅 本工程治理河段现状砌石堤防与土堤防兼有，现状河宽及 为堤前波浪的平均波高，ｍ，由下式计算： 堤防高程均不能满足过洪要求，因此在河道走向基本不变的前 提下，根据现状实际情况及水力计算，对河道进行扩宽，某铁路 簪－ｏ．叫∞ ” 。舢８（ ） 桥以下至桩号２＋０７０扩宽后治理宽度为１００ ｍ，桩号２＋０７０以下 至南绕城公路桥扩宽后治理宽度为１２０ １１１。 ｓ小７（ ’］ ２．２．２堤型选择 ．由于本工程的特殊性，调缓底坡，扩宽河道，蓄水美化，原有 ９（簪） 的堤防已不能继续使用，全断面蓄水对防渗要求较高，所以在蓄 ＝ 水段内堤防采用钢筋混凝土防渗墙。湿地段堤防采用重力式浆 （ ） 砌石堤防。 式中： 为平均波高，ｍ； 为平均波周期，ｓ；Ｖ为计算风速；Ｆ ２．２．３堤防断面设计 为风区长度；ｄ为水域的平均水深，ｍ；ｇ为重力加速度（９．８１ ｍ／ｓ）； 堤防断面为复式断面，由人行步道分为两部分，人行步道以 ￡ 为风浪达到稳定状态的最小风时，ｓ。 下为悬臂式钢筋混凝土挡土墙，以上为绿化形式的护坡至设计 ２．２．４．２设计风壅增水高度ｅ 堤防高度，人行步道宽３．０ ｍ，人行步道靠河岸一侧设防护栏杆。 设计风壅增水高度按下式计算： 采用明渠均匀流公式确定河道断面。 ｅ＝ ｃ。 Ｑ＝ＡＣ佩 式中：ｅ为计算点的风壅水面高度，ｍ； 为综合摩阻系数，可 式中：Ｑ为设计流量（设计流量５０３ ｍＳ／ｓ）；Ａ为过水断面面 取Ｋ＝３．６ｘ１０ ；口为风向与垂直于堤线轴线的法线的夹角，（。ｏ 积，ｍ ；Ｃ为谢才系数；Ｒ为水力半径，ｍ；ｉ为河道底坡。 １４５ 赵禹河道治理巾丁程总体布置优化设汁 本刊Ｅ－ｍａｉｈｂｊｂ＠ｓｘｉｎｆｏ．ｎｅｔ科技论坛 ２．２．４．３安全加高 垂直力的总和，ｋＮ；ＸＰ为作 于墙体上的全部水平力的总和， ｋ 为底板与堤基之间的摩擦系数。 ２．２．７．２抗倾稳定计算 根据ＧＢ ５０２８６－－－９８，按不允许越浪堤防考虑，安全加高Ａ＝ １．０ｍ。 根据计算结果，本工程取超高值为１．５ ｍ。 ２．２．５堤防冲刷深度计算 挡土墙的抗倾稳定安全系数按下式计算： ＝。∑ ． 朋，， 河道行洪断面为矩形断面，南地质资料初步判断，允许不冲 流速为０．２４ ｎｌ／ｓ￣０．３７ ｍ／ｓ。河道设计流速为２．１４ ｍ／ｓ ５．３５ ｍ／ｓ，大 式中： 为抗倾稳定安全系数；ＸＭ 为抗倾覆力矩，ｋＮ・Ｉｌｌ； ∑ 为倾覆力矩，ｋＮ・ｉｎ。 ２．２．７．３基底压应力计算 于允许不冲流速，故需对基础进行防护。 根据堤防工程设计规范与本河道情况，堤防直线段按平顺 挡土墙的基底压应力按下式计算： 护岸冲刷深度计算，在弯道处按斜坡护岸公式计算。存冲刷深度 计算巾，取河床粒径０．０５ ｍｉｌｌ～０．２５ ｈｉｍ。 水流平行于岸坡产生的冲刷按下式计算： ￣＝ｈｐ＋ｈｐ【（ 式巾： 为局部冲刷深度（从水面起算），ｍ；ｈｐ为冲刷处的水 深（ｍ），以近似设计水位最大深度代替； 为平均流速，ｍ／ｓ；ｖ 为河床面上允许不冲流速，ｍ／ｓ；ｎ为与防护岸坡在平面上的形状 有关，一般取ｎ＝ｌ／４。经计算，最大冲刷深度为１．０ Ｉ１１。 水流斜冲防护岸坡产生的冲刷按下式计算： ２３ｌｇ孚 嘉 式中：△ 为从河底算起的局部冲刷深度，ＩＴＩ；ｄ为水流流向 与岸坡交角，（。）；／Ｔｔ为迎水面边坡系数；ｄ为坡角处土壤计算粒 径，ｃｍ； ，为水流局部冲刷流速，ｍ／ｓ， ，可按无滩地河床考虑。 ＝ 式中：Ｑ为设计流量，ｍ３／ｓ；（Ｗ一 ）为设计河道过水断面面 积。经计算，最大冲刷深度为１．７ ｍ。 ２．２．６堤身结构设计 蓄水段采用悬臂式钢筋混凝土挡土墙，混凝土标号为Ｃ２５， 墙高３．３ ｍ ４．９ ｉｎ。上游挡土墙高３．３ ｉｎ，顶宽０．４ ｍ，底宽２．５ ｍ； 下游挡土墙高４．９ ｍ，顶宽０．４ ｉｎ，底宽３．７ ｍ。挡土墙临水侧为直 立墙。背坡Ｉ：Ｏ．０６５，基础埋深Ｉ．８ ｍ。 湿地段采．｝Ｈ重力式浆砌石堤防，砂浆标号Ｍ１０，墙高５．４ １１１， 顶宽０．６ｍ，底宽３．８５ｍ，临水侧坡１：Ｏ．３，背水侧坡ｌ：０．２，基础埋 深１．８ Ｉｌｌ。 钢筋混凝土挡土墙每１５ ｎｌ设一道伸缩缝，缝宽２ ｃｍ，缝内 填闭孔泡沫板加止水带；浆砌石堤防每Ｉ ５ ｉｎ设一道伸缩缝，缝 宽２ ｃｍ，缝内填闭孔泡沫板。堤后同填土要求分层碾压夯实，非 黏性土压实相对密度要求不小于Ｏ．６５。 ２．２．７堤防稳定计算 本工程堤防形式蓄水段为悬臂式钢筋混凝土挡土墙，湿地 段为重力式浆砌石挡土墙。本次设计段内的堤防没有渗透稳定 问题，本次设计只计算挡土墙的抗倾、抗滑稳定及基底压应力。 ２．２．７．１抗滑稳定计算 挡土墙的抗滑稳定安全系数按下式计算： ＝（ｆｘＸＷ）／ＸＰ 式中： ，为抗滑稳定安全系数；∑Ｗ为作川于墙体上的全部 １４６ ｃｒｎ～ ＝ＸＧ／Ａ＋＿ＥＭ／Ｘ 式巾： …．为基底最大和最小压应力，ｋＰａ；ＥＧ为垂直荷载 总和，ｋＮ； 为底板面积，ｍ：； 肘为荷载对底板形心轴的力矩， ｋＮ・１／１；乏 为底板的截面系数。 ２．２．７．４计算条件 （１）计算断面：河槽标准断面； （２）同填土容重：ｙ＝ｌ９ ｋＮ／ｍ３， ＝９．８ ｋＮ／ｍ’； （３）回填土内摩擦角：￣ｖ＝２８。； （４）浆砌石容重：Ｔ＝２２ ｋＮ／ｍ （５）钢筋混凝土容重：Ｔ＝２４ ｋＮ／ｍ ； （６）地基允许承载力：［ｏｒ］＝ｌ８０ ｋＰａ； （７）底板与地基问摩擦系数 户０．４５； （８）地震设防烈度：８度。 ２．２．７．５计算结果 经计算可知，堤防的稳定及基底应力均能满足要求。 ３蓄水工程 ３．１蓄水工程的布置原则 （１）不采 【千Ｊ碍洪建筑物； （２）不降低河道行洪能力； （３）不因蓄水而带来不良影响； （４）兼顾两岸的绿化美化。 ３．２橡胶坝工程设计 本次设计在治理段共布置有２座橡胶坝。９号橡胶坝布置在 表１橡胶坝工程特性 项目 ９号橡胶坝 ｌＯ号橡胶坝 橡胶坝坝高，ｍ ３．０ ２．５ 跌坎高／ｍ １．２ ０ 橡胶坝坝长，ｍ ５６ ５６ 坝袋内压比 １．４ １．４ 坝袋材料 二布三胶 二布三胶 袋壁计算强度／（ｋＮ／ｃｍ） ４０．５ ２８．１ 袋壁极限强度／（ｋＮ＆ｍ） ４４０ ３２０ 坝袋安全系数 ８．７ ９．１ 坝袋有效周长／ｍ ｌ０．１ ８．４ 坝袋设汁充水量，ｍ ７８２．７ ５４３．６ 坝袋充胀时间，ｈ ｌ５．７ ｌＯ．９ 坝体排空／ｍｉｎ ４７ ３３ 锚同线形式 直线 直线 锚同结构彤式 螺栓锚同 螺栓锚固 充排水方式 动力充排 动力充排 科技情报开发与经济 文章编号：１００５—６０３３（２０１０）２５—０１４７—０２ ＳＣＩ—ＴＥＣＨ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ ２０１０年第２０卷第２５期 收稿日期：２０１０—０７—１５ 中水用于园林绿化的论证分析 乔 莹 （长治市环境信息中心，山西长治，０４６０００） 摘要：通过对长治市几个大中型企业综合污水处理厂的调查，以及对其所处理的中 水水质的分析，认为经深度处理得到的中水可做园林绿化用水。 关键词：中水水质；绿化用水；论证分析 中图分类号：Ｘ７０３ 文献标识码：Ａ 水在我国北方非常稀贵，在水源条件严重受限的情况下，节 １．２中水水质状况 约用水，提高水的利用率就显得越来越重要。长治市水资源总量 为２２．９６亿ｍ，，人均７３５ ｍ ，平均单位面积为６ ２４９ ｍ ｍ：，分别 占全国平均值的ｌ，３和１／４，特别是“上党盆地”周围即浊漳河南源 地区缺水更为严重，水资源量只有４．１５亿ｍ，，仅占长治市全市水 资源量的１８％。随着城市园林绿化事业的日益发展壮大，园林绿 根据多年监测数据积累显示，并与国家生活杂用水水质标 准对比，长治市综合污水处理厂处理后的中水水质结果如下： （１）感官性状和一般化学指标：我国的饮用水标准规定，饮 用水的色度不应超过１５度，而且也应无异常的气味和味道，无 肉眼可以看到的异物。中水的感官性状非常重要，感官性状不良 的水，会使人产生厌恶感和不安全感。而其他和饮用水感官性状 有关的化学指标包括总硬度等指标，都能影响水的外观、色、臭 和味。综合污水处理厂的原水经过二级生化处理后，经过严格的 化用水与居民生活、企业生产用水的矛盾日益突出，水资源日趋紧 张。为了确保居民生活、企业生产用水，为浇灌绿地苗木寻求其他 水源，展开将巾水用于园林绿化的设想，并进行了论证。 ｌ中水水质情况 １．１中水产生 深度过滤和消毒，可以达到杂用水要求，具体指标值见表１。 （２）细菌学指标：为了保障中水能达到细菌学指标要求，综 合污水处理厂采用加氯消毒的方法，当水中游离余氯达到一定 浓度后，接触一段时间可以杀灭水中细菌和病毒。采取定期抽样 检查中水中总大肠菌群、游离余氯指标，可以保障细菌学指标的 达标，具体指标值见表２。 （３）在生活杂用水标准的基础上，还采用生活饮用水标准对 毒理学指标进行了分析。综合污水处理厂对可能产生毒理学污 染的车间，在车间排放口设置一级处理设施，对毒理学污染进行 去除。中水的毒理学具体指标监测值见表３。 中水是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标 准，可在一定范围内重复使用的非饮用水。综合污水处理厂的原 水由企业生产废水和居民生活污水组成，经二级生化处理后外 排。经对长治市几个大中型企业的综合污水处理厂运行状况调 查，处理效果较良好，日处理污水量均达６ ０００ ｍ３之多。全部污 水在处理达标后，经进一步深度处理并消毒后的“中水”，可达到 国家建设部《生活杂用水水质标准》巾规定的生活杂用水标准。 桩号１＋２３０处，１０号橡胶坝布置在桩号２＋３７０处。９号坝高为 ３．０ ｍ，１０号坝高为２．５ ｍ。９号、ｌ０号坝均为一跨，坝长均为５６ 第一作者简介：赵禹，男，１９７６年４月生，２００１年毕业于 ｍ。９号坝蓄水长度为４１０ｍ，１０号坝蓄水长度为１ １４０ｍ。橡胶 坝的控制室设在河道的右岸，距堤防２０ ｉｎ ３０ ｍ。橡胶坝＿丁程特 太原理工大学水利水电工程专业，工程师，太原市水利勘测设计 院，山西省太原市，０３０００２． 性见表１。 （责任编辑：薛培荣） Ｔｈｅ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｌａｙｏｕｔ ｏｆ Ｐｒｏｊｅｅｔ ｉｎ Ｒｉｖｅｒ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ＺＨＡｏ Ｙｕ ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｔｅｐ—ｕｐ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｒｉｖｅｒ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｉｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｏｆ ｒｉｖｅｒ ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ ｔｅｎｄｓ ｔｏ ｓｔｏｒｅ ｗａｔｅｒ ｉｎ ｒｉｖｅｒ ｃｈａｎｎｅｌ ｆｏｒ ｂｅａｕｔｉｆｙｉｎｇ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔａｋｉｎｇ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｓｔｏｒａｇｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ ｒｉｖｅｒ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ｒｉｖｅｒ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ；ｇｅｎｅｒａｌ ｌａｙｏｕｔ ｏｆ ｐｒｏｊｅｃｔ；ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｄｅｓｉｇｎ；ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ ｐｒｏｊｅｃｔ；ｗａｔｅｒ ｓｔｏｒａｇｅ ｐｒｏｊｅｃｔ １４７
