Page 125 - 2022年第53卷第4期

é ù
∆H = q n L ê 1 - 1 ú （14）
2
2
ê 10/3 (h 1 + ∆Z - ∆H ) 10/3 ú
ë h 1 û
当给定断面疏浚深度ΔZ 和河道疏浚长度 L，即可由式（14）结合式（6）和式（10）计算洪水流量为 Q
时，疏浚后洪水位的下降值ΔH。
疏浚后河道的最大过流能力的增加值ΔQ 可以用疏浚后满槽时的平滩流量 Q 与疏浚前的平滩流
bf2
量 Q 之差表示：
bf1
(A 1 + ∆A 2/3 0.5
∆Q = Q bf2 - Q bf1 = )h 2 J bf1 （15）
n - Q bf1
式中：Q bf1 可由水文站实测资料确定；A 和 J 分别为疏浚前的平滩面积和满槽时的水面比降，可由式
1 bf1
（3）（6）—（7）计算确定；ΔA 为断面疏浚面积。
至此，在断面疏浚深度为ΔZ 或疏浚面积为ΔA、河道疏浚长度为 L 时，推导了疏浚河段上端点的
洪水位下降值和过流能力增加值的计算公式，可以直接用于疏浚对提高河道防洪能力的论证评估。

4 疏浚规模确定方法

这里所说的疏浚规模包括两方面的含义，一是断面疏浚面积或深度，其量值大小是由疏浚后回
淤程度所决定的，确定原则是疏浚后水流输沙能力不小于含沙量，即以不发生回淤作为控制条件；
二是河道疏浚长度，其量值大小是由降低洪水位程度所决定的。从防洪角度来看，疏浚规模越大越
好。但是，由于疏浚后水流输沙能力会下降，如果断面扩大太多，势必会发生回淤，致使疏浚效果
难以长期保留。这里以冲刷型河道为例，来阐述合理的断面疏浚规模的确定方法。
对于冲刷型河道，即水流输沙能力大于含沙量，比如松花江的哈尔滨江段、淮河蚌埠以下河段
等，对这些河段实施一定规模疏浚来降低洪水位是可行的，只要满足疏浚后的水流输沙能力不小于
含沙量 S ≥S 即可。这里，以疏浚后水流输沙能力恰好等于含沙量 S =S，即疏浚后恰好保持河床冲淤
*
*
平衡，此时对应的断面疏浚面积或疏浚深度即为河道断面的疏浚规模，超过此规模，疏浚后必然回
淤。至于河道的疏浚长度，由式（14）可知，疏浚河段越长洪水位下降越多，但是疏浚成本也越大，
因此合理的河道疏浚长度是由希望达到的防洪标准（即疏浚河段上端点的洪水位下降值）所决定的。
河道疏浚后的水流挟沙能力公式为：
m
* æ V 3 ö k 1.5m m
S = K ç ÷ = m 3m J 2 h 2 （16）
è gh 2 ω ø ω n
式中：k 和 m 为挟沙能力系数和指数，可按照文献［19-20］来确定；ω为泥沙沉速，可由实测资料确
定；h 为疏浚后流量为 Q 的断面平均水深，可由式（13）确定；J 是疏浚后流量为 Q 时的水面比降，可
2 2
由下式计算：
J 2 = J 1 - ∆H （17）
L
对于少沙河流或者微冲微淤河道，也可以通过河道疏浚来降低洪水位，虽然疏浚后会发生回
淤，但是完全可以把回淤总量控制在一定规模内。如此，疏浚效果也可以在一个较长的时期内得以
保留，此时的合理疏浚规模可以按照疏浚后水流挟沙能力不小于 0.8 倍的含沙量作为约束条件来确
定，即 S ≥0.8S。
*

5 应用范例

为了阐述该方法在实际中如何应用，本文以松花江哈尔滨江段和淮河蚌埠以下河段为参考对
象，构建一个应用范例，详细说明合理疏浚规模的确定以及疏浚后洪水位下降值、过流能力增加值
的计算过程。
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