【摘要】随着国民经济发展的不断深入，各种建设工程项目纷纷上马，各种涉河工程也在显著增加。涉河工程种类很多，一般认为在河道管理范围内修建的工程建筑物都属于涉河工程。目前涉河工程主要有桥梁、码头以及其他拦河跨河、临河建筑物、构筑物等等。涉河工程的修建会或多或少的影响河道的河床稳定以及边坡稳定，特别是会对河道的行洪产生一定影响。本文着重分析了涉河桥梁以及码头丁坝建设对河道行洪的影响。
【关键词】涉河工程；涉河桥梁；码头；丁坝
防洪历来就是水利工作者最为重视的问题，古有大禹治水，今有抗洪抢险，人类在抗洪的历史上写下了浓重的辉章。以往的防洪问题多是由于自然原因引起的，属于天灾。而如今随着经济的快速发展，各种涉河工程对河流湖泊的行洪影响越来越大，防洪问题掺杂了越来越多的人为因素。
1. 桥梁建设对河道行洪的影响分析
桥梁跨河修建，桥墩不可避免的会落入河道中，由于桥墩的阻水作用，会
对河道的行洪产生一定影响，一般认为桥墩的阻水面积越大，对河道的行洪越不利。涉河桥梁的修建对河道行洪的影响主要表现在以下三个方面：
1） 桥墩的阻水作用会使河道产生壅水
2） 会使河床和河岸产生冲刷
3） 会影响河岸堤防的渗流稳定
1.1壅水计算分析
由于河道中的桥墩会产生阻水作用，当水流流经阻水断面时，流速会加大，水面会产生一定的壅高，水面壅高计算公式如下：
1）水面曲线法
水面曲线法是根据能量转化原理或能量守恒定律建立起来的壅水计算公式。
工程阻水河段水面曲线方程为：
式中:、为上、下断面水位，、为上、下断面流速，Q为河段流量，△S为上下断面间距，α为动能校正系数;为河段平均流量模数,ζ为河段沿程水头损失系数，工程阻水造成的局部水头损失根据经验公式估算，用汉德逊（F.M.Henderson）公式：
式中：ζ----与建筑物形状有关的系数，ζ=0.18～0.35。
2）经验公式
式中：Vm为建建筑物后平均流速，Vom为天然状态下平均流速，kn,kv为壅水系数。
水面曲线法一般计算精度较高，适用于资料较全的情况，经验公式成果值主要取决于经验系数，其系数取精度对成果影响较大，人为因素较大，故其计算值有所偏差，不过在精度要求不高的工程中一般可以运用。
另外壅水长度的计算公式一般参照下面公式
壅水长度公式为：
式中:L---壅水长度（m）
△Z---最大壅水高度（m）
S----水面比降
由以上公式可看出，跨河桥梁的修建，减少了河道的过洪面积，导致阻水断面处水位产生一定的壅高，对和道行洪不利，应采取相应措施弥补。
1.2河道冲刷计算分析
建桥后由于桥墩束窄过水断面和桥墩附近的绕流作用，河道水流状况发生改变：单宽流量增加，局部水面比降和流速增加，将导致河床一般性冲刷和桥墩、堤岸附近复杂水流结构引起的局部冲刷。
1.2.1桥下一般冲刷计算分析
非粘性土河床的桥下一般冲刷计算公式为：
式中：为一般冲刷深度，为设计流量，A为单宽流量集中系数，u为桥墩水流侧向压缩系数，为桥下河槽部分桥孔过水净宽，hmc为桥下河槽最大水深(m)，hc为桥下河槽平均水深(m),E为汛期含沙量系数,d为泥沙平均粒径。
1.2.2桥墩的局部冲刷计算
非粘性土桥墩的局部冲刷计算公式为：
V为冲刷后墩前行近流速，
，为河床泥沙起动流速，
为墩形系数，为桥墩计算宽度，为河床颗粒的影响系数，为墩前泥沙始冲流速,d为河床泥沙平均粒径，。
由以上公式可看出，涉河桥梁的修建，桥墩以及河道以及河岸都产生了一定程度的冲刷，对河势的变化产生了一定影响，也在一定程度上影响了河道行洪。
1.3河道堤防渗流稳定计算分析
由于桥墩阻水断面处会产生水位壅高，堤防内外水头差会有一定程度的增加，这会对堤防的渗流稳定带来不利影响，堤防渗流稳定计算过程比较复杂，目前一般采用北京理正软件设计研究院开发的理正渗流分析软件进行计算，该软件经过国内多个项目复核验证，其计算的结果比较合理，精度满足本阶段设计要求。
2. 码头丁坝的建设对河道行洪的影响分析
和桥梁一样，码头以及丁坝一般修建于河道中，对河道的行洪也会产生影响。
而且由于码头丁坝的阻水面积一般大于桥墩的阻水面积，因此对防洪的不利影响
一般也会大于桥梁。码头的修建对河道行洪的影响和桥梁一样，主要也表现在以下三个方面：
1） 码头以及丁坝的阻水作用会使河道产生壅水
2） 会使河道产生冲刷
3） 会影响河岸堤防的渗流稳定
2.1壅水计算分析
目前关于码头以及丁坝壅水计算公式比较多，主要为以下几种：
公式一（迭代法）：
式中α为动能校正系数，ε为过水断面收缩系数，B为现状水面宽，V为现状断面平均流速,h为现状断面平均水深,ΔZ为最大壅水高度,Σb为工程实施以后过水断面总宽。
公式二：
式中：Q为流量，；ζ为紊动系数，当水流紊动作用较大时，取ζ=0.10，否则取ζ=0.05；
其余符号的意义同前。
公式三（铁科院公式）:
式中:Vm为工程后平均流速，Vom为天然状态下平均流速,Vom=Qom/Aom
Qom为天然状态下通过的设计流量，Aom为工程后的过水面积；K为壅水系数；
公式四:
式中为工程后平均流速，为断面平均流速。
公式五:
式中φ为流速系数，，ε为侧收缩系数
，h为计算水位下整治线范围内平均水深，Q为计算流量V0为行进流速，V0=Q/HB。其中H为断面平均水深，B为河宽，B0为收缩断面主流宽，即码头丁坝修建后水面宽
以上计算公式各不相同，其中公式二主要以河宽变化为主要因素进行计算，不过一般丁坝、码头修建引起的河道河宽变化一般非常小，计算结果中，壅高值计算结果一般趋近于0，显然不符合实际情况，故工程计算中一般很少采用；公式三计算结果一般偏大，故计算中采用的也很少。公式一、公式四、公式六计算结果相差不大，成果较为接近。公式五计算结果最合理的，精确度最高，一般采用较多。
2.2河道冲刷计算分析
新建码头、丁坝工程会引起河床冲刷，根据冲刷的成因和部位可分为坝头水流绕流和流速加大引起的坝头局部冲刷和丁坝挑流作用导致对岸的冲刷两种。目前，对于两种情况冲刷程度的计算一直未有比较成熟的算法，坝头局部冲刷采用经验公式，对岸挑流冲刷目前只能定性分析。因此，河床冲刷计算一般采用经验公式对坝头局部冲刷进行计算，通过计算结果可以初步判断冲刷影响程度，为工程设计以及工程施工提供依据。码头、丁坝坝头局部冲刷的经验公式如下所示：
式中：为丁坝头部冲刷坑深度，为迎坝头而来的集中股流流速，m为坝头迎水面边坡系数，k为丁坝挤压水流使局部流速增大系数，为河滩土壤不冲刷流速，为坝轴与水流方向夹角。
3. 结语
以上是涉河桥梁、码头以及丁坝修剪后对河道行洪影响的分析。文章主要从壅水以及冲刷两方面进行了论述，由于桥梁、码头以及丁坝的修建减少了河道的过洪面积，阻水断面处会产生水位壅高，因此这对河道行洪产生了不利影响，涉河工程的修建，会影响河道的河势稳定，河道的河床岸坡都会有不同程度的冲刷，在一定程度上也会影响河道的行洪。同时涉河工程的修建会影响河道两旁堤岸的渗流稳定，工程的修建过程中，各种弃渣废料的堆积也会影响到河道行洪，这些都是需要引起我们注意的地方。目前涉河工程对河道行洪的影响一般只能用经验公式来分析计算，各种经验公式都多多少少的存在精度不高，且各种参数取值不准的现象，所以仅靠经验公式去分析计算是远远不够的。目前，国内外很多地方开始用数学或者物理模型分析计算河道的演变以及合适的变化。数学物理模型具有精度高，计算成果可靠等特点，因此在以后的工作中，可以考虑用数学物理模型来分析涉河工程对河道的行洪影响。
参考文献
【1】 中华人民共和国防洪法.1997.8.29.
【2】 《公路工程水文勘测设计规范》(JTGC30-2002)
【3】 《堤防工程设计规范》（GB50286-98）
