1.河床穩(wěn)定計算及河相分析
1.1.河床穩(wěn)定計算
河床穩(wěn)定指標(biāo)可采用橫向穩(wěn)定指標(biāo)、縱向穩(wěn)定指標(biāo)及綜合穩(wěn)定指標(biāo)3種形式分析，以確定河道特性。
1.1.1.河道橫向穩(wěn)定分析
河道橫向穩(wěn)定系數(shù)按下式計算:
?b=Q0.5 J0.2B
式中：
?b橫向穩(wěn)定系數(shù)；
Q造床流量，m3/s；
J河床比降；
B相當(dāng)于造床流量的平攤河寬，m。
1.1.
2.河道縱向穩(wěn)定分析
水流對河床泥沙的拖曳力與床面泥沙抵抗運(yùn)動的摩阻力之間的相互作用，決定河床的縱向穩(wěn)定性。根據(jù)黃河水利出版社出版《治河及泥沙工程》中河道縱向穩(wěn)定系數(shù)采用愛因斯坦水流強(qiáng)度函數(shù)按下式計算：
??=d ?J
式中：
??縱向穩(wěn)定系數(shù)；
D床沙平均粒徑，mm；J河床縱比降；
H河流平攤水深，m。
1.1.3. 綜合穩(wěn)定指標(biāo)
綜合穩(wěn)定指標(biāo)是綜合考慮河床的縱、橫向穩(wěn)定性。建議采用的公式為
h 2
b *）（φφφ=
1.2. 河床演變分析與河相關(guān)系
調(diào)查工程區(qū)河道歷史主流及河道變遷，分析工程區(qū)河道形態(tài)。共分為蜿蜒型河道、游蕩型河道兩種形式。
蜿蜒型河段一般凹岸崩退，凸岸淤長，凹岸深槽和過渡段淺灘在年內(nèi)發(fā)生互相交替的沖淤變化。
游蕩型河道的河岸及河床抗沖性較差，從長距離來看河道往往呈藕節(jié)狀，其中窄段水流歸順，有控制河勢的作用，寬段則河床寬淺，洲灘密布，汊道交織，水流散亂，主流遷徙不定。河道的平面狀態(tài)可用“寬、淺、散、亂”四個字概括。
在水流長期作用下形成的河床，其形態(tài)有一定的規(guī)律，大量資料表明，表征河床形態(tài)的水深、河寬、比降等，與來水來沙條件及河床地質(zhì)條件之間，有一定函數(shù)關(guān)系，這種關(guān)系便稱為河相關(guān)系。
根據(jù)俄羅斯國立水文所提出公式，河道橫斷面河相關(guān)系公式為:
H
B
=
ξ 式中:
ξ河相相關(guān)系數(shù)；
B 造床流量下的水面寬（m ）； H 造床流量下的平均水深（m ）；
（蜿蜒型河道ζ約為2~4，較為順直的過渡性河段約為8~12，游蕩型河道ζ約為20~30）
2. 護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1. 護(hù)岸頂高程確定
根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013）（以下簡稱《堤防規(guī)范》）要求，堤頂高程為設(shè)計洪水位加超高值確定。堤頂超高按下式計算：
Y =R +e +A
式中：
Y 堤頂超高(m)； R 設(shè)計波浪爬高(m)； e 設(shè)計風(fēng)壅水面高度(m)； A 安全加高(m)。
a)當(dāng)斜坡坡率 1.5~5.0/0.025m H L -
=、
≥時，設(shè)計波浪爬高R 可按下式計算:
P R m =cotα
式中：
R p ——為累積頻率為P 的波浪爬高(m)；
K ?
——為斜坡的糙率及滲透性系數(shù)， 1.0m ≤
時，砌石護(hù)面取1.0； K v ——為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，可根據(jù)風(fēng)速V （m/s ）、堤前水深d(m)、重力加速度g(m/
s 2)組成的
無維量
/V 確定；
K p ——為爬高累積頻率換算系數(shù)，對不允許越浪的堤防，爬高累積頻率取2%； m ——斜坡坡率；
_
H ——堤前波浪的平均波高(m)；
L ——堤前波浪的平均波長（m ）； a ——斜坡坡腳。
有關(guān)風(fēng)浪的要素按《堤防工程設(shè)計規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定計算； b)設(shè)計風(fēng)雍增水高度e 按下式計算:
2e=cos 2gd KV F
β
式中：
e ——計算點(diǎn)的風(fēng)壅水面高度(m)； K ——綜合摩阻系數(shù)，取K=3.6×10-6； V ——設(shè)計風(fēng)速，按計算波浪的風(fēng)速確定；
F——由計算點(diǎn)逆風(fēng)向量到對岸的距離（m）；
D——水域的平均水深（m）；
β——風(fēng)向與垂直于堤軸線的法線的夾角（°）。
c)安全加高的選取
安全加高A查《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286—2013)表3.2.1，5級堤防按不允許越浪考慮安全加高為0.5m。
2.2.護(hù)坡厚度的確定
C20混凝土護(hù)面的防護(hù)厚度采用下面公式計算:
t=ηH√r
r b?r ×
L Bm
式中：
t——混凝土護(hù)面厚度（m）
η——系數(shù)，對開縫混凝土板可取0. 075，（現(xiàn)澆混凝土板每10m設(shè)一道伸縮縫）；對上部為開縫板、下部為閉縫板可取0.10。
H——計算波浪高（m），取H1%。查表并計算得H1%=0.25m；
r b——混凝土板的重度（kN/m3），取24kN/m3；
r——水的重度，取10kN/m3；
L——波長（m），L平均=3.46m；
B——沿斜坡方向的護(hù)面板長度（m）；
m——斜坡坡率，m=2.0。
經(jīng)計算，t=0.12m。
工程區(qū)治理河段護(hù)岸考慮了磨損年限、凍融循環(huán)、抗腐蝕耐久性等綜合因素，并參考當(dāng)?shù)匾呀ㄗo(hù)岸工程經(jīng)驗(yàn)，采用C20砼預(yù)制鉸接式生態(tài)護(hù)坡厚度采用0.12m。
2.3.坡腳確定
通過計算局部沖刷深度來確定具體的防沖護(hù)砌范圍，除河床基巖出露的河段外，其它河段護(hù)岸的護(hù)腳局部沖刷深度計算采用《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013）中平順護(hù)岸沖刷深度計算公式，按設(shè)計洪水位進(jìn)行局部沖刷深度計算。
2.3.1. 沖刷深度
???
?????-???? ???=1n
C
CP
s U U H h 0
式中：
h s ——局部沖刷深度（m ）； H 0——沖刷處的水深（m ）； U cp ——近岸垂線平均流速（m/s ）；
U c ——泥沙的啟動流速（m/s ）；粘性與沙質(zhì)河床采用張瑞瑾公式計算，卵石河床采用長江科學(xué)院公式計算；
n ——與防護(hù)岸坡在平面上的形狀有關(guān)，本次取n=1/4。 張瑞瑾公式:
U c =(H 0d 50)0.14√17.6
r s ?r r d 50+0.00000060510+H 0
d 50
0.72 長江科學(xué)院公式: 長江科學(xué)院的起動公式計算
U c =1.08√gd 50r s ?r r (H 0d 50
)17
?
式中：
d 50——河床的中值粒徑（m ）； H 0——行進(jìn)水流水深（m ）；
r s ，r ——分別為泥沙與水的重度（KN/m 3），g 為重力加速度（ m/s 2）， U cp ——的計算應(yīng)符合下列規(guī)定：
U cp =U
2η
1+η
式中：
U ——行近流速（m/s ）；
η——水流流速分配不均勻系數(shù)，根據(jù)水流流向與岸坡交角α角查表。 表 水流流速不均勻系數(shù)表
根據(jù)設(shè)計洪水與護(hù)岸的關(guān)系、洪峰流速及河床質(zhì)等因素，選用張瑞瑾公式最終確定各段護(hù)岸
