河南沧河渠道倒虹吸工程行洪口门宽度试验研究

简介： 在宽浅式河道上修建穿河倒虹吸工程，行洪口门宽度是影响建筑物投资和安全的决定因素。结合沧河渠道倒虹的工程情况，在数值计算基础上，运用河工模型试验，对穿河工程附近河道的壅水和冲刷进行研究，推荐了670m口门宽度方案。对同类工程设计具有重要的参考价值。
关键字：倒虹吸 行洪口门 壅水 河床冲刷 河工模型试验
　　Abstract:When the inverted siphon project is constructed on the wide-shallow channel,the width of the opening for flood discharge is the determinative factor to affect the investment and safety of the structure concerned.Base on the site condition for the construction of Canghe River inverted siphon project,the effects of the riverbed backwater and erosion are described through the using of hydraulic model after mathematics model, and then alternative plan with the opening width of 670m is recommended ,which provide the similar project design with an important reference value。
　　Key words: inverted siphon; flood discharge opening; backwater; erosion; hydraulic model
　　1 工程概况
　　沧河渠道倒虹吸工程位于河南省卫辉市安都乡马林庄北约300m处，是南水北调中线工程总干渠穿越沧河的重要交叉建筑物。初设建筑物总长852m，渠道设计流量250m3/s，加大流量300m3/s，渠道纵坡1/28000。倒虹吸的主体工程为1级建筑物，防洪标准为100年一遇设计，300年一遇校核。
　　沧河是卫河左侧一条山丘区河流，坡降为7.06‰，属山前冲积卵石河段，工程区河床表层主要为透水性较强的卵石层，中值粒径D50=3.7cm。河床宽浅，河段尚顺直，现状河床高程95.0~96.0m；两岸阶地宽阔，高程98.0m~99.0m左右，由河心滩将沧河分为南北两支，滩槽糙率0.07。工程附近河段右岸有2.0km长堤防，已达20年一遇防洪标准，左岸无堤。河渠交叉断面处设计洪峰流量2780m3/s，相应水位99.64m；校核洪峰流量3470m3/s，相应水位100.02m。工程交叉断面处河道约930m宽，交叉断面上游有人为沙洲存在。
　　2 研究问题及研究方法
　　在宽浅式河道上修建穿河倒虹吸工程，行洪口门宽度是影响工程投资和安全的决定性因素，因此，研究和确定合理行洪口门宽度，不仅可以验证穿河渠道倒虹吸工程设计的合理性、防洪的安全性，为设计提供试验依据，优化工程设计，而且可以对其它渠道倒虹吸工程的设计起借鉴作用。