山區性河流交匯處的洪水可能由干、 支流上游分別或同時遭遇暴雨引起。 由于干、支流水流的相互影響， 不同洪水成因下河流交匯處設計洪水位不同， 導致相應設計洪水位下交匯處堤防的滲透特性不同。 因此，揭示不同成因洪水下交匯處設計洪水位的差異及相應洪水位下堤防滲流特性變化規律，確定不同成因洪水下最危險堤防部位，對抗洪搶時突出重點防護區、 保證堤防安全有重要現實意義。
目前對交匯河流主要偏向于研究交匯處河流的水力特性， 對交匯處堤防滲透特性的研究還不多見。 譬如，蘭波、汪勇研究了交匯角對干支流交匯水面形態特征的影響[1]；王曉剛對匯流口水流水力特性進行綜合研究，分析了匯流角、匯流比、河床高差、寬深比等對雍水規律的影響[2]；侯志 強 等探討了支流入匯對干流的影響， 得出不同匯流比情況下干流水位變化規律[3]；茅 澤 育 、羅昇 等 對 河流交匯口流動的各種影響因素進行了量綱分析，分析結果與實驗結果相吻合[4]；茅 澤 育 、趙 升 偉 等研究了支流匯入主流后， 交匯口水流分離區形狀和尺寸的變化規律[5]；張海旭研究了水位漲落下交匯處堤防抗滑穩定性， 但對堤防滲流特性的研究還不深入[6]。 因此，本文依托憶馬溪流域雙河口交匯段河流堤防工程， 推求不同成因洪水下交匯處設計洪水位， 運用有限元軟件對相應洪水位下交匯處堤防的滲流特性進行對比分析， 確定不同成因洪水位下堤防最危險部位， 以期為交匯處堤防遭遇不同成因洪水時的抗洪搶險提供參考依據。
1 工程概況
憶馬溪流域總面積 361km2， 干 流 憶馬 溪 長67km，支流來溪長 14km，干支流交匯于雙河口處。
該流域河床高程為 125―135m。 堤防頂部高程為130―145m，高 5m 左右，寬 1.8m，迎水面和背水面堤防坡比分別為 1:1.27 和 1:1.26。 堤身采用人工堆積粉質粘土填筑，滲透系數為 2.19×10-4cm/s，堤基為第四系粉質粘土，滲透系數為 4.0×10-5cm/s。憶馬溪流域雙河口交匯處平面示意圖見圖 1，堤防典型剖面圖見圖 2?！?-2】
2 洪水位及水深分析
為研究不同成因洪水下交匯處堤防的滲流特性，以干、支流正常流量分別為 36m3/s 和 28m3/s 時為基準，干、支流上游分別或同時遭遇 10 年一遇設計洪水等三種洪水工況為例， 推求憶馬溪流域雙河口交匯處水位和水深。 河流交匯處三種洪水工況如下：
（1）工 況一 ：支 流 上 游 遭 遇 10 年 一 遇 設 計 洪水，干流流量不變，（干流流量 36m3/s，支流洪 峰流量 89m3/s）。
（2）工 況 二 ：干 流 上 游 遭 遇 10 年 一 遇 設 計 洪水，支流流量不變（干流洪峰流量 102m3/s，支 流流量 28m3/s）。
（3）工況三：干、支流上游同時遭遇 10 年一遇設計洪水 （干流洪峰流量 102m3/s， 支流洪峰流量89m3/s）。
根據伯努利方程推求三種洪水工況下交匯處不同特征剖面的水位及水深，計算結果見表 1。
由表 1 可知， 三種工況下， 河流水位沿程遞減，水深在干、支流上游基本不變，匯流后先增大后減小，最后保持穩定，且匯流后水深較干、支流大。 工況一情況下，干流水位、水深高于支流，且水深在出口處達到極大值；工況二、三情況下干、支流水位、水深大小相反，支流水位、水深高于干流，且水深在出口處達到極大值。
3 滲流特性分析
根據上節推求的三種不同成因洪水對應設計洪水位， 分別選取 Y+000―Y+450、L+000―L+250之間間隔 50m 的典型橫剖面堤防進行滲流場有限元仿真模擬， 對比三種洪水工況下堤防的滲流特性。 有限元網格模型共有網格 2 011 個， 節點2093 個，邊界條件定為：堤防迎水面和河底為總水頭邊界，背水面為溢出邊界，其它為零流量邊界。
通過計算，得到干流、支流和匯流各河段堤防上述典型剖面位置迎水面特征點的孔隙水壓力分布曲線（見圖 3―圖 5）和相應剖面最大滲透比降表（見表 2）。
由上圖可知，三種工況下，孔隙水壓力在干、支流上游堤防段基本相等， 在匯流段先增加后減小，最后在下游保持穩定。 工況一情況下，干流上游段孔隙水壓力大于支流段， 出口處孔隙水壓力達到極大值；工況二、工況三情況下，支流孔隙水壓力較大， 且工況三情況下干支流孔隙水壓力相差較大。
由表 2 可知，在遭遇不同成因的洪水時，交匯處堤防最大滲透比降剖面位置分別如下： 工況一情況下，干流出口處堤防滲透比降最大，最易發生滲透破壞；工況二、工況三情況下，支流出口處堤防最易發生滲透破壞。
4 結語
干、 支流上游分別或同時遭遇暴雨時都會在河流交匯處產生洪水， 但不同洪水成因導致交匯處洪水位不同，從而堤防滲流特性也不相同。 為揭示不同成因洪水位下河流交匯處堤防滲流特性的差異，依托憶馬溪流域雙河口交匯河段，對比干、支流分別或同時遭遇 10 年一遇洪水時交匯處河流的設計洪水位、 堤防孔隙水壓力和滲透坡降等指標，得出如下結論：
1） 支流上游遭遇 10 年一遇洪水時， 干流水位、 水深高于支流； 水深在干支流上游段沿呈不變，匯流后先增大后回落，最終保持穩定；干流上游段孔隙水壓力大于支流段， 孔壓在出口處達到極大值；干流出口處滲透比降最大，最易發生滲透破壞。
2） 干流上游遭 遇或干支流 上游同 時 遭 遇 10年一遇洪水時，支流水位、水深高于干流；水深在干支流上游沿呈不變， 匯流后先增大后減小最后趨于穩定，其中工況三情況下水深增加值較大；支流段孔隙水壓力大于干流上游段； 支流出口處最易發生滲透破壞。
3）本文通過對比三種不同工況下交匯處堤防的滲透特性，總結出堤防滲透特性的變化規律，對堤防的防滲和抗洪搶險具有借鑒意義。
參考文獻：
[1]蘭 波 ，汪勇.干支 流 交匯 水面 形 態 特 性分析[J].重 慶 交 通學院學報，1997\\(4\\):109-114.
[2]王曉剛，嚴忠民.Y型匯流口雍水規律研究[J].河海大學學報\\(自然科學版\\)，2008，36\\(2\\):185-188.
[3]侯志 強 ，王義 安 ，陳 一 梅.支 流 入 匯 對 干 流 航 道影響分析[J].現 代交通技術，2006\\(04\\):70-73.
[4]茅澤育，羅昇，趙升偉，等.等寬明渠交匯口水流一維數學模型[J].水利學報，2004\\(8\\):26-32.
[5]茅澤育，趙升偉，羅昇，等.明渠交匯口水流分離區研究[J].水科學進展，2005，16\\(1\\):8-12.
[6]張海旭.水位漲落情況下干支流交匯處堤防穩定性分析[D].長沙:長沙理工大學，2012.
