河线布置决定了治理河段的平面走向和平面形态。河线布置的次序是先布置河道中心线、治导线等控制线,然后据此布置其他设计线。治导线是指河道整治规划拟定的满足设计流量要求尺度和控制河势的平面轮廓线。治导线常分为洪水治导线、中水治导线和枯水治导线,分别对应设计洪水流量、设计中水流量(一般为造床流量)和设计枯水流量。堤中线一般为洪水治导线。中水治导线一般用于控制主槽河势。枯水治导线一般服务于枯水期航道、供水和灌溉引水口工程,并满足生态环境流量的要求。河线布置的基本原则是尽量维持和利用河道的天然形态或者仿天然形态。
7.3.2.1 河道中心线
河道中心线形状受河流类型的影响。山区河流或者平原河流,顺直型、弯曲型、分汊型或者游荡型河流,具有不同的河势和河相关系,形成不同的河流平面形态。
对于天然河道,河道中心线位置最好基本维持现状。如果天然河道某段经过了人工改道,则需要分析改道的合理性以及是否可能恢复原河道的位置。
有时为了增加洪水分洪流路或者改善水系连通性,需要新开河道,布置新河的河道中心线。这时可以参考附近地质条件近似、规模相当河流的河相关系,作为新河道中心线的设计参数。然后再选择地质条件优良、征地拆迁量小、能够避开文物遗迹或其他重要设施的河线。当可布置的线路较多时,通过技术经济比较确定推荐线路。
7.3.2.2 堤防中心线
在河道中心线已经确定的前提下,在过流断面计算、堤距分析的基础上,进行堤防中心线的布置。堤线布置宜遵循以下原则。
堤线宜与河势相应,并大致平行于大洪水主流线。大洪水的主流线会比深泓线顺直一些,更接近河道中心线。堤防是防治大洪水的,为了避免大洪水对堤防的顶冲,威胁堤防安全,堤线宜近似平行大洪水主流线。
1.堤线布置宜平顺,堤段之间宜平缓连接,不宜采用折线和急弯连接
堤线的平顺布置有利于引导水流平顺,防止水流顶冲、分离、漩涡等不利的流态,这些不利的流态会危及堤防安全。例如,堤线扩散角7°,水流平顺,不会脱离约束边界;流态的调整长度近似于10倍河宽等,可用做堤线平顺的参考。打着保护河流生态系统的名义把堤线曲折化有待商榷。堤防是防止大洪水的。大洪水出现的几率小,产生危害的风险大。大洪水的过程短暂,平均到一年的时间内仅占很短的时段,并非河流生态系统经常面对的河流环境。堤防曲折化对河流生态系统的好处不会像想象的那么大。主槽岸线自然曲折化形成多样化生境倒是应该的。
2.堤线间距应顾及河势变化,留有适当宽度的滩地
这样有利于生态环境保护,并为社会经济发展留有余地。堤线间距一般指堤中心线之间的距离,简称“堤距”。堤距是设计中比较难以确定的。难度不在于技术本身,而在于城市内土地金贵,说服主管及相关政府部门,给河道生态和城市发展预留一定的宽度。堤距越小,堤防越高,水面线越高,占地越少,对河道生态系统的影响越大,后期加固改造的代价越大。堤距越大则相反。从综合效益看,采用较低的堤防和较宽的河宽,形成城市的生态带,是很有必要的。堤距的变化一般要平顺,不宜突然放大或者缩小;当然利用河槽突扩来增大蓄水能力时除外。强烈建议根据河流的自然特点保留已有的滩地,给河流生态系统以空间。保留滩地过洪,同时降低了堤防高度,局部滩地也可以改造成健身场地,因此综合效益是好的。
3.堤线应布置在占压耕地、拆迁房屋少的地带,并宜避开文物遗址,同时应有利于防汛抢险和工程管理
对城市河道,尤其老城区,两侧建筑物密集的河段,堤线布置与房屋拆迁矛盾十分突出,尤其城市防洪标准提高的情况下。此时,实施难度小的断面型式是矩形断面,但硬质断面又和期望的生态断面相矛盾。这时需要综合权衡各种因素,给出各方都可接受的堤线。必要时可提出分期分步实施的计划。(www.xing528.com)
4.堤线布置应与各种控制性的节点和设施相协调
天然河道会因为山体或者耐冲刷土质而形成一些控制性节点或河段,堤线布置要与之相应,如果要扩展应充分分析论证。一些重要建筑物也会约束局部河段的堤线,例如河道与南水北调中线总干渠交叉,交叉处已经预留了交叉建筑物,形成控制性的节点,堤线的布置此时要与之衔接。河流与铁路、高速公路、一些市政设施,都会出现交叉的情况,在保障过流能力的情况下,堤线布置要与之协调衔接。
5.堤线布置宜利用有利的地形、地质条件,避开不利的地质条件
这是从堤防安全和工程投资上提出的要求。软弱土基、深水地带、古河道、强透水地基,都会增加堤防处理的工程量,增加施工的难度。
6.堤线布置要注意上下游与左右岸的关系
要征求受影响行政区水行政主管部门的意见,或者由上级水行政主管部门进行协调。有的河道上游控制断面实测的洪峰流量大,下游控制断面实测的洪峰流量小,主要是由于中间河段的槽蓄作用造成的。如果因为城市发展,规模扩大,需要提高防洪标准,在中间河段修建堤防,则有可能会削弱河流槽蓄作用,增加河对岸或者下游区域的防洪压力。作者在河流治理工程实践中,确实遇到过此类实例。
需要说明的是,堤线布置与业主给定的设计范围可能存在矛盾,从而导致堤线布置困难或者显得极不合理。此时建议与业主协商,调整扩大设计范围;不建议进一步压缩堤距,加大堤高。当然最终如何处理,只能视具体项目情况而定。
7.3.2.3 中水治导线
中水治导线根据造床流量制定,能够影响河势变化和河床演变方向,因此非常重要。中水治导线宜满足下列要求:①中水治导线应在分析现有河势变化规律的基础上制定,因势利导,同时满足各种整治目标;②中水治导线布置应利用河道天然节点、抗冲性较强的河岸;③中水治导线应使水流与上下游河道平顺衔接。
中水治导线对应的主槽岸线应该是天然蜿蜒变化的,尽量减少人工的干预。主槽岸线是一年中水陆交界时间最长的部位,是河道生态系统的重要生境区域,而维护河道自然环境,意义重大。
7.3.2.4 枯水治导线
枯水治导线应根据供水、灌溉、通航和生态环境等功能性输水流量制定。
枯水治导线一般在中水治导线的基础上制定。要利用比较稳定的边滩、江心洲、矶头等作为治导线的控制点。有通航要求的河段,宜集中水流形成枯水期优良航道。有供水、灌溉要求的河段,宜稳定取水口的水流位置。枯水治导线应该满足河道生态系统对生态环境流量和生态水位的要求。
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