河道、堤防工程如何设计

河道、堤防工程是平原、丘陵地区主要的水利工程之一，也是汛期防汛工作的重点。

   河道、堤防工程属于线形工程，也是较受设计者欢迎的工程类别。为什么这么说呢？因为其设计工作量相对较少（一个标准设计断面可管好几百米），而设计费可没少拿（工程投资都比较大），呵呵。

河道、堤防工程的设计重点一是选线，二是防冲，即选择河道中心线、堤防中心线，设计可靠的防冲设施。

对河道宽度及两岸堤距，目前较大的流域都有控制标准，如最小河宽、最小堤距，但小流域中的河道与堤防找不到类似的标准。一般情况下，是以维护现状尺寸为设计原则；从有利于泄洪出发，也可以作一些局部的调整，如裁弯取直，局部退堤，等等。

堤防工程的设计与土石坝类似。其区别在于：水库水位基本稳定，而河道水位变化剧烈。因此在渗流计算方面，水库大坝以稳定渗流为主，其中上游坝坡需考虑水位骤降的影响，计算其非稳定渗流；而堤防则是非稳定渗流，且渗流时间较短，故堤防的边坡一般比土坝要陡一些。堤防工程的防渗措施与土石坝有较大区别：土坝中的心墙、斜墙、黏土铺盖，堆石坝中的砼面板等等，都是常用的防渗体，而堤防工程就像一座均质土坝，一般不考虑设置专门的防渗体。目前在处理堤防防渗加固时，有采用土工膜的，即所谓的“垂直铺膜”技术，效果不错。与防渗相关的是排水问题，土石坝中采用较多的有排水棱体、排水褥垫、水平排水等，而堤防中往往采用的是排水减压井，对处理局部地段的渗漏有一定效果。

在防冲方面，水库大坝仅上游坝坡需考虑风浪淘刷，而堤防的防冲问题则非常突出，往往一场大洪水过后，险工险段比比皆是，故堤防的防汛抢险任务比水库要重得多。因此，堤防工程的设计重点就是如何解决冲刷问题。采用的工程措施有：防冲板桩，砌石护坡，堤脚抛石等；海堤工程中有采用预制异型块的（如扭工字块）。为改善水流条件，重要河道中通过设置丁坝、顺坝等控导建筑物以减少水流对堤防的直接冲击。

    河道设计相对而言要简单一些，其首要前提是进行水力计算，其中天然河道水面线的计算比较难，需要采用非恒定流公式，是一组偏微分方程，若不借助于计算软件，用手工计算的话没几个人能承受得了其中的苦处。但中、小河道的设计在一定条件下也可采用明渠均匀流公式，只是对河道糙率的取用要谨慎一些。河岸护砌形式较多，各类挡土墙均有应用，最多的是重力式砌石挡土墙；砌石护坡也是常用形式；当然也有采用砼预制块砌筑的。生态河道的护砌形式更是种类繁多，如条石、蘑菇石、松木桩、干垒石等。