Page 126 - 2022年第53卷第4期

5.1 数据准备 在正式计算之前，需要根据相邻两个水文站的实测水文泥沙和断面资料，逐一确定

基本参数的具体数值，这些参数包括河道糙率 n、泥沙沉速ω、挟沙能力系数和指数，疏浚前的平滩
流量 Q 、比降与流量关系式中的系数和指数、河相系数与水深关系式中的系数和指数等。表 1 给出
bf1
了某河段的上述基本参数的具体取值。表中 J 、B 、h 和 V 分别由式（3）和（6）—（8）计算而得，
bf1 bf1 bf1 bf1
A 1= B h 。
bf1 bf1
表 1 河道疏浚前基本参数及其取值

参数 值 参数 值
糙率 n 0.022 系数 k 1 6.15x10 -6

沉速ω/(m/s) 0.0028 指数α 1 0.21
挟沙能力系数 k 0.014 系数 k 2 15.7
挟沙能力指数 m 0.92 指数α 2 -0.77
3
平滩流量 Q bf1/(m /s) 3500 平滩比降 J bf1 0.000034
平滩宽度 B bf1/m 583 平滩水深 h bf1/m 6.5
2
平滩流速 V bf1/(m/s) 0.92 平滩面积 A 1/m 3786

5.2 防洪效果计算 由式（14）知，只要给定疏浚河段长度 L，断面疏浚深度ΔZ（或疏浚ΔA），就可以
计算某一流量下疏浚后的水位下降值ΔH。下面以疏浚前的平滩流量 Q 为例，说明不同疏浚深度ΔZ
bf1
和长度 L 条件下，上端点水位下降值ΔH 的计算步骤。
（1）假定断面疏浚深度ΔZ 和河道疏浚长度 L 为某数值；
（2）根据式（6）（7）（10），计算出 h 、B 和 q；
1 1
（3）根据式（14）试算得到疏浚后水位下降值ΔH；
（4）改变疏浚长度 L，重复步骤（2）和（3），得到不同疏浚长度的上端点水位下降值；
（5）改变疏浚深度ΔZ，重复步骤（2）—（4），得到不同疏浚深度的上端点水位下降值。
表 2 和图 2 给出了以疏浚前平滩流量 3500 m /s 为例，不同疏浚深度和长度条件下，上端点水位下
3
降值的计算成果。疏浚后平滩流量可由式（15）计算，结果也列于表 2 中，通过与疏浚前的平滩流量比
较，可以评估疏浚对增加河道行洪能力的作用。从计算结果可以看出：
（1）在疏浚深度相同时，疏浚河段越长，洪水位下降越多，但是随着疏浚长度的增加，水位下降
速率有减缓趋势。短距离疏浚对降低洪水位效果微弱，只有长距离疏浚才能明显降低水位，比如对
于断面疏浚深度 1.0 m 的情况，疏浚 2 km 长的河道只能降低水位 2.5 cm，但是如果疏浚长度为 50 km，
则可以降低水位 42.2 cm。由此可见，要想通过河道疏浚来降低洪水位，必须采用长距离疏浚。
（2）在疏浚长度相同的情况下，断面疏浚越深，洪水位下降越明显，但是随着疏浚深度的增加，
水位下降速率也有减缓趋势。
（3）断面疏浚越深，过流能力增加越大。以河道疏浚长度 50 km 为例，按三种疏浚深度 1.0 m、
1.5 m 和 2.0 m 疏浚后，河道平滩流量分别是 4359 m /s、4816 m /s 和 5291 m /s，行洪能力比疏浚前的
3
3
3
平滩流量 3500 m /s 分别增加 24.5%、37.6%和 51.2%。
3
5.3 合理疏浚规模计算 合理的断面疏浚规模是根据疏浚后基本不回淤，即水流挟沙能力与含沙量
基本相等的原则来确定的，而合理的河道疏浚长度是由上端点同流量水位下降值确定的。在本计算
案例中，以河道疏浚长度 50 km 为例，通过计算疏浚后的挟沙能力，并与实测的含沙量进行比较，给
出合理的断面疏浚规模。
表 3 和图 3 给出了利用式（16）计算的三种断面疏浚规模下不同流量的挟沙能力，以及与疏浚前的
含沙量比较。从计算结果来看，对于断面疏浚深度 1.0 m 和 1.5 m，对应的疏浚面积分别是 500 m 和
2
750 m 的情况，疏浚后的挟沙能力仍然大于同流量的含沙量，说明这样规模的疏浚不会发生回淤。而
2
当断面疏浚深度为 2.0m 或疏浚面积达到 1000 m 时，当流量小于 3900 m /s 时，疏浚后的挟沙能力已经
2
3
— 500 —