河流泥沙起动流速总结与应用

告， 构 成河 道边 坡 的主 要土 层有第 １ 、
２ 、 ３ 、 ５ － １ 、 ５ － ２ 、 ６层 。 １层 为 素 填 土 或 杂填 土 ： ２层 为 重 粉 质 壤 土 夹 中 粉 质
考 虑 到将 来 河 道 疏 浚 时 易将 碎 石 带 走。 故本 方案 不予考 虑 。
方 案 ２利 用 河 道 挖 出 的 ２层 重
河 道 底 部 均 为 第 ６层 粉 砂 。 均 不 能 满 足河 道允 许不 冲流速 的 要求 ， 因 此 需
砌， 各 方案 主要 优缺点 详见 表 ２ 。
由 表 ２可 见 ，方 案 １造 价 适 中 ，
江 苏朝 东圩 港 河 道 工程 ． 河 道 长
ｌ １ ． ６ ８ ｋ ｍ， 设 计排 涝流量 为 ｌ ７ ． ４ ～ ２ １ ６ ． ０
材料 ， 其次 采 用 混 合 材 料 ， 最 后 才 考
虑采 用刚性 材料 。而本 工程 的 ６层 粉 砂抗 冲性 能 差 ， 经 分析 即使 种植 草 皮 也不 能 完全 改善 其 抗 冲性 ， 故 生 态 护 坡方 案不予 采纳 。
因此 ． 本 工 程 河 道 断 面 的 护 砌 材 料 分 别 选 用 混 合 材 料 及 刚 性 材 料 进 行 比较 ．方 案 １为 换 填 碎 石 ＋ 混 凝 土
泥 土 护砌 ， 方 案 ５为 混 凝 土 混 凝 土 现 浇 护 坡 ．方 案 ６为 联 锁 式 护 坡 砖 护
得 了很好 的效果 。
一
、
工 程概 况
第 ６层 粉 砂 的允 许 不 冲 流 速 经 计算 为 ： ０ ． １ ３ ～ ０ ． ５ ２ｍ ／ ｓ。 取 中间粒 径粉 砂 的允许 不 冲流速 为 ０ ． ２ ８ ｍ ／ ｓ。 根 据 以上 结 果 。 本 段 河道 边坡 及
ｍ３ ／ ｓ ， 设 计 引水 流量 １ ０ ５ ． ０ ～ ２ １ ４ ． ０ ｍ ３ ／ ｓ 。 根 据 河 道 断 面 。河 道 排 涝 时 流 速 为 Ｏ ． ０ ７ ｍ ／ ｓ～ ０ ． ７ ６ ｍ ／ ｓ 。 引 水 时 流 速 为
０ ． ５ １ ｍ／ ｓ～ ０． ８ ２ ｍ／ ｓ 。
泥沙 河床 的河 道 ． 而此 时 河道 的冲 刷
问题 就成 为 首要 问题 ， 要 想 在 有 限 的
投资 内更 好 地发 挥 河道 的最 大效 益 ， 就要 对 河道 断 面进 行合 理 的设 计 ， 其
中一 个控 制 因素 就 是河 道 的 流速 ． 而
较好 ， 稳定 性及抗 冲性能 较强 ， 不用 护 砌； 第 ６层 粉 砂 ， 易 产生 渗 透 破坏 ， 抗
重 粉 质壤 土
关键 词 ： 河道 ； 护砌 ； 泥沙； 起 动流速
中图分类 号 ： Ｔ Ｖ８ ７
文献 标识 码 ： Ｂ
文章编 号 ： １ ０ ０ ０ — １ １ ２ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ０ — ０ ０ ４ ２ — ０ ３
我 国地 域 辽 阔 ． 水 利 工程 涉及 的 地 质 情况 千 差万 别 。主要 有 砂 土 、 黏
河 道断 面设 计 最 大 流 速 （ ｍ ／ ｓ ）
排涝 工 况
Ｏ． ７ ６
不冲流速（ ｍ ／ ｓ ）
６层 粉 砂 ５ － １ 层 粉 质 黏 土
０ ． ８ ５
引 水 工况
Ｏ． ８ ２
（ 粒径 ０ ． ０ ０ ５ ～ ０ ． ２ ５ ｍｍ）
０． １ ２ ～ ０． ４ ０
土、 壤 土等 ： 河 道 设 计 中 常 常 会 遇 到
壤土 ： ３层 为 重 粉 质 砂 壤 土 夹 壤 土 ； ５ － １层 为 重 粉 质 壤 土 夹砂 壤 土 ； ５ — ２
层 为粉 质黏 土夹 黏土 ； ６层 为 粉 砂 土 。 本 工 程 中 主 要 出 现 的 土 层 为 第 １ 、 ２ 、 ５ — ２ 、 ６层 。 第 １ 、 ２ 、 ５ － ２层 土 质 相 对
工 程 建设 与 管理
Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ ＷＡ Ｔ Ｅ Ｒ Ｒ Ｅ Ｓ ＯＵ Ｒ Ｃ Ｅ Ｓ ２ ０１ ３－ ２ Ｏ
河流 泥沙 起 动流 速总结 与应 用
霍 中迁 。 李 甲荣
（ 江 苏省 淮安 市水利 勘测设 计研 究 院有 限公 司， ２ ２ ３ ０ ０ ５， 淮安）
该 方 案 采 用 将 ６层 土 表 面挖 除换 填 碎石 ＋ 混凝 土 框格 的护 面形 式 ， 比较
自然 、 生态 ， 透水 性较 好 ， 且碎 石 的抗 冲刷 能 力较 强 ，易满 足河 道 过 流要 求 ．施 工 时 可 在 坡 脚 处 设 倒 滤 层 排 水． 施 工相 对简 单 ， 实 施 风 险 较 小 。但
对 第 ６层 土采 取 防护措施 。
根 据 朝 东 圩 港 河 道 工 程 地 质 报
二、 初 选 河 道 护 砌 方 案
根 据 以上 结 果 ． 需 对 河道 边 坡及 河底 进 行护 砌 。对 护砌 材 料 的选 用 ， 从生 态 学 的观点 出发 。 优 先 采 用 生 态
表 １ 各 土 层 的 不 冲流 速 及 设 计 最 大 流 速
冲刷 能力 差 ， 且 粉 粒 含 量 占约 ３ ０ ％。
流速 取决 于泥沙 的起 动流 速 。本文 分
析 总 结 了 前 人 对 泥 沙 起 动 流 速 的 研 究成 果 ， 并 结 合 工 程 实 际 进 行 应 用 取
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根据 《 水 力计 算 手 册》 ， 各 土层 的 不 冲流速 及设计 最 大流速 见表 １ 。
经 计 算 本 工 程 的 水 力 半 径 Ｒ＝ １ ． ６ ０ ～ ２ ． ２ ０． 贝 ０ Ｒａ ＝ １ ． ０ ９ ～ １ ． ３ １ 。
框格 ．方案 ２为换 填黏 土＋ 混 凝 土框
格（ 黏 土 主 要 取 自 ２层 重 粉 质 壤 土 ） ，
方 案 ３为浆 砌块 石 护 坡 ， 方 案 ４为水