[发明专利]疏导和治理河流洪水的方法

摘要

疏导和治理河流洪水的方法属水利治理技术领域。珠江流域年降水量1600毫米，年径流量2534m³/s，西江流域为珠江三大支流之一，约占珠江水量的一半，对西江进行洪水演算，确定西江改道。自梧州至程村新开河道190KM，河宽4000米，两岸堤顶宽30米，堤高8米，最大流量19310m³/s，断面平均流速4.83m/s，并缩短西江原河道100KM，使洪水提前入海，消除险情，解决西江梧州至珠海300KM河道狭窄，堤防薄弱，不够宽厚，不能胜任珠江流域洪水灾害消除的重任。北江、东江堤防薄弱，加高至历年最高水位以上3米，顶宽为20米，东江由东莞、番禺中间开河道口流入珠江口。

主权项

珠江是由西江、北江、东江汇合而成，它的长度和流域面积都比黄河小，水量是黄河的7倍。(黄河年径流量为362亿m³/s，资料来自1958年3月水利出版社出版的水文计算经验彚编第六部分表II)。可以推算珠江流域年径流量为2534亿m³/s，是长江年径流量的2倍半，西江水量最大，约占珠江二分之一。这样大的洪水从历史上给广西、广东两省一亿二千万人们带来无穷的洪水灾害，2002年汛期，广西西江上游郁江决口，广西受灾人口达2000万。如珠江流域普降暴雨，净雨深280毫米，按长江一级支流嘉陵江流域平均径流系数49.4推算，推算为567毫米，洪水总量898亿m³/s，珠江流域年降水量1600毫米，年径流量2534亿m³/s，1600毫米∶567毫米＝2534亿m³/s∶X。 如不疏导治理，则洪水时间持续时间大约为3个月，如有更大洪水，河道河宽狭窄，堤防薄弱，必然造成梧州以下河道毁坝，决口成灾，不可估量的洪水灾害。如疏导治理，洪水灾害持续时间约为1个月。根据1953年5月6日‑12日，梧州至高要段实测洪峰流量最大值19310m³/s，出现在8日18时，今将疏导治理方案分列如下：第一方案 西江流域洪水演算(确定改道工程各项指标) 西江为珠江三大支流之一，本次洪水总量约计为450亿m³/s，约计北江为228亿m³/s，东江为220m³/s，根据西江1953年最大流量19310m³/s，断面平均流速19.3m/s， 用三角形估报洪峰原理演算下列洪水项目： 一、三角形估报西江流域河道450亿m³/s，洪水的洪峰流量：三角形估报洪峰流量在理论上偏小实际最大流量(19310m³/s)，本次洪水与1953年5月6日至12日洪水基本相同。二推求西江设计断面净水深：设计河宽4000米：(本次洪水西江河道设计断面净水深))三、推求西江两岸提防地面以上高度：0.17米+4.83米+3.00米＝8米(西江4000米河宽净水深，最高水位以上3米) 四、推求西江河道断面两岸提防土方计算：8米×30米(堤顶宽度)+8米×3米÷2＝252平方米(外边坡1∶3土方)。252平方米+8米×2÷2(内边坡1∶2的土方)＝260平方米。 260平方米×2＝520平方米(断面两岸土方数)。 五、推求西江河道开挖宽度：520米 六、推求西江河槽开挖深度1米。 七、推求西江河道复式河床宽度：4000米‑520米＝3480米÷2＝1740米 注：西江河道与计划新开挖河道上游都从梧州开始海拔高程相同，两条河相距不远，从上游到下游地势基本相同，入海口原有河道是珠海，计划新河道是程村，相距海岸线180KM，海拔高程基本相同。河床与比降的变化不大，可以不考虑。 八、以西江梧州至高要段，1953年5月6日至12日，洪水实测流量8日18时最大流量19310m³/s为根据，推求西江洪水各设计河宽，1000米，2000米，3000米，4000米。 推求断面平均流速 河宽1000米：19310m3/s÷1000米＝19.3m/s(河宽1000米断面平均流速) 河宽2000米：19310m3/s÷2000米＝9.66m/s(河宽2000米断面平均流速) 河宽3000米：19310m3/s÷3000米＝6.44m/s(河宽3000米断面平均流速) 河宽4000米：19310m3/s÷4000米＝4.83m/s(河宽4000米断面平均流速) 九、用曼宁公式：Q＝V×A(N值采用0.02)，倒求R值(注：天然河道河水流动中的水深是R值，水力半径)。十：河宽1000米：(R值，相应水深)河宽2000米：(R值，相应水深)河宽3000米：(R值，相应水深)河宽4000米：(R值，相应水深)十一、用满宁公式：(N值采用0.02)，推算还原流量：河宽1000米：V＝0.02×30.2×31.9＝19.3m/s(断面平均流速)，Q＝A×V＝19.3m/s×1000米²＝19300m³/s.(西江最大流量还原)河宽2000米：V＝0.02×10.7×44.8＝9.59m/s(断面平均流速)，Q＝A×V＝9.59m/s×2000米²＝19180m³/s.(西江最大流量还原) 河宽3000米：V＝0.02×5.84×54.8＝6.41m/s(断面平均流速)，Q＝A×V＝6.41m/s×3000米²＝19230m³/s.(西江最大流量还原) 河宽4000米：V＝0.02×3.80×63.3＝4.81m/s(断面平均流速)，Q＝A×V＝4.81m/s×4000米²＝19240m³/s.(西江最大流量还原) 演算结论：河宽4000米，最大流量19310，断面平均流速4.83m/s，水深2.43米合适。 注：因计算中四舍五入，不能还原19310m³/s，误差不超过1％。 第二方案 西江改道 1、西江流域干支流情况，西江上游为红水河，发源于广西古障，至广西大北，自大北至梧州为黔江，梧州以下入海段为西江，右岸融江至柳州为柳江，入黔江，漓江至乐平为漓江，昭平以下至梧州为桂江入西江，左岸郁江发源于云南广南，至广西桂平入黔江，以下为西江。 2、西江改道理由：梧州以下至高要段长138公里，是西江原有河道，1953年5月洪水，最大流量19310m³/s，断面平均流速19.3m/s，判断原有河道狭窄，堤防薄弱，高要至珠海段，长162KM，虽系后开河道，判断该河道仍属狭窄，堤防不够宽厚，西江自梧州至珠海，全长300KM，河道不能胜任珠江流域洪水灾害消除的历史重任，必须重新开挖梧州至程村190KM河道，最大流量19310m³/s，断面平均流速4.83m/s，水深2.43米。缩短西江河道100KM，使洪水提前入海，消除险情。西江改道河道，河宽4000米，两岸堤顶宽30米，堤高8米，方为安全 3、西江改道勘测路线：自梧州48KM至回龙，14KM至通门，30KM至罗定，18KM至船步，90KM至程村，全长190KM，梧州至程村段按勘测路线，打中心桩，标里程，实测各河段中心桩，地面高程，绘出河道各中心桩地面高程图，(在米厘纸上)，设计河床高度与梧州以上河床高程相接，实测各中心桩，地面高程，标明河槽开挖深度(中心桩地面高度与设计河床高度差)。统一布设河床高度与比降，河宽4000，复式河床2岸堤顶宽30米，堤高8米，外坡是1∶3，内坡是1∶2. 第三方案 北江流域河道三角形估报洪峰流量(不改道) 北江是珠江三大支流之一，洪水总量约计为228亿m³/s，如疏导治理珠江洪水本次洪水持续时间约为1个月，北江河道不改道，228亿m³/s洪水直接由原河道流入珠江口入海 1、推算北江228亿洪水持续时间秒数： 按每天24小时86400秒计，86400秒×30天＝2592000秒，(三角形底宽)。 1、三角形估报北江流域228亿m³/s洪水洪峰流量：(北江流域洪峰流量)第四方案 东江流域河道三角形估报洪峰流量(不改道) 东江是珠江三大流域之一，本次洪水总量约计220亿m³/s如疏导治理珠江洪水本次洪水约计持续时间为1个月，30天。东江流域不改道 1、三角形估报东江220亿m³/s洪水的洪峰流量。 按每天24小时86400秒计，86400秒×30天＝2592000秒，(三角形底宽)。东江河道不改道，220亿m³/s洪水，由原河道东莞至番禺中间开河道口流入珠江口入海。