丁坝的类型及其对水流、河床的作用

按坝轴线与水流交角分，有上挑丁坝、下挑丁坝和正挑丁坝；按平面布置形状分，有普通丁坝、勾头丁坝、丁顺坝；按对水流影响程度分，有长丁坝、短丁坝和附丁坝；按透水性能分，有透水丁坝和不透水丁坝等。丁坝有束窄河床、导水归槽、调整流向、改变流速、冲刷浅滩、导引泥沙等作用。平原河流常用丁坝保护河岸，固定边滩，束水归槽，增大流速，刷深航道（参见彩图ⅩⅣ—37、38）。山区河流常用丁坝调整岸线，壅高水位，改变比降，降低流速，增加航深。

ⅩⅣ—37 黄河丁坝

殷鹤仙摄

ⅩⅣ—38 山东黄河大堤坝垛

殷鹤仙摄

上挑、下挑和正挑丁坝

坝轴线与水流流向交角小于90°的为上挑丁坝，大于90°的为下挑丁坝，正交的为正挑丁坝（图1）。丁坝的挑流方向对其导流导沙有重要影响。在坝顶未淹没时，丁坝迫使水流趋向河心，绕过坝头下泄，因惯性作用，水流继续收缩，流速增大，经过一定距离后断面平均流速达最大，以后又逐渐扩散。至丁坝掩护末端，水流恢复天然状态。在流速增大区域，河槽浅滩被冲深，泥沙下移或随丁坝下游的回流导入两坝之间的坝田。在丁坝被水流淹没后，水流漫过坝顶，坝后产生横轴螺旋流。上挑丁坝时，螺旋流指向坝田，坝田淤积效果较好；下挑丁坝时，螺旋流方向相反，坝田淤积速度较慢（图2）；正挑丁坝时，坝田淤积情况介于两者之间。

图1 丁坝平面布置示意图

（a）上挑丁坝；（b）下挑丁坝；（c）正挑丁坝

图2 丁坝淹没时水流状态及坝田冲淤情况示意图

（a）上挑丁坝；（b）下挑丁坝1—坝头冲刷坑；2—坝田淤积；3—坝田冲刷；4—底流；5—面流

勾头丁坝和丁顺坝

在下挑丁坝头部加一段平行于水流的坝体，其长度大于垂直水流方向投影坝长0.4倍的为丁顺坝，小于0.4倍的为勾头丁坝。勾头丁坝头部水流平顺，流态较好，对船舶航行有利。但因勾头作用，进入坝田泥沙减少。丁顺坝同时起丁坝和顺坝的作用。山区河道，泥沙组成粗的滩段，多采用勾头丁坝或丁顺坝来束窄河床，导引水流，以利通航。

长丁坝和短丁坝

整治线和河岸的距离不同，丁坝的长度也不同。一般认为丁坝长度超过河宽1/3时为长丁坝，相反的为短丁坝。长丁坝挑流较强，能改变水流动力轴线，短丁坝仅影响近岸水流条件，多用于迎流顶冲处，起护岸、护滩、外移岸线或局部加深航道水深的作用。在长江上的高水位护岸丁坝，称为矶头；在黄河上用埽工做的丁坝，平面上呈半圆形，称为盘头；在钱塘江护岸工程中，将丁坝坝根设计为盘头，这些形式均属短丁坝。附丁坝也是短丁坝的一种，往往是导堤上加设的横向短丁坝，起增强导堤、改变水流方向及进一步束窄水流的作用，各类护岸丁坝见图3。

图3 各类护岸丁坝示意图

（a）丁顺坝；（b）勾头丁坝；（c）矶头；（d）盘头

丁坝的布置

整治浅滩时，往往布置多条丁坝组成丁坝群，形成较长范围的束水区域，达到最佳整治效果。

布置原则

坝型与数量应根据整治要求、河槽地形及水流形态来确定。一般原则是：①用于抬高滩上水位、调整比降、减缓流速时，采用正挑丁坝；用于来沙量小、流速大的河流，起调整流态、平顺水流的作用，多采用下挑丁坝。②用丁坝群束水归槽时，第一座丁坝应布置在水流扩散点或顶冲点上方。③两岸建有丁坝时，若河流流速较大，丁坝宜采用交错布置形式，以便船舶利用缓流区航行，在流速较小的河流上可布置对口丁坝形式。

间距

丁坝间距的大小，直接关系到工程效果和工程量，必须合理确定丁坝间距。一般原则是：①为防止坝头、坝根遭受严重冲刷，应使下一条丁坝的壅水范围能达到上一条丁坝的坝头，避免坝头发生较大的水面跌落现象。同时应使水流绕过坝头后所形成的扩散水流边线能达到下一条丁坝有效长度范围内，避免坝根冲刷。②各丁坝回流区边线的连线应组成平顺的整治线，不致因丁坝间距过大影响束水攻沙效果。③防止坝田中产生较大的流速，影响坝田淤积。确定丁坝间距有经验方法和分析计算方法。

（1）经验方法。两坝间距（D）与上一条丁坝在过水断面上的有效投影长度（L）有关，一般顺直河段取D＝（1.2～2.5）L；凸岸侧丁坝间距稍大些，取D＝（1.5～3.0）L；凹岸侧间距稍密些，取D＝（1.0～2.0）L。

（2）分析计算方法。理论分析和试验相结合的方法，包括临界距离长度法、流速场计算法、丁坝回流区计算法等。由于问题的复杂性，上述计算方法的结果都难与实际情况相符。在工程实际应用中，一般采用经验方法。重大的工程宜通过物理模型试验确定。

丁坝的设计和断面尺度

丁坝由坝头、坝身、坝根组成。坝头位于整治线上，其坝顶高程和整治水位相等。抛石梯形丁坝断面尺度因水流顶冲强度及河床地质条件不同而异。一般中小河流坝顶宽采用1～2m，大型河流及流速大或有流木、流冰的河流可采用3～4m。迎水坡降为1∶1～1∶1.5，背水坡降为1∶1～1∶2.5。丁坝坝顶纵坡一般为1∶100～1∶300。特长丁坝可结合岸滩高程调整纵坡；当为了排冰或其他原因时可不设纵坡；当需要丁坝在不同水位下发挥作用，且不使河床过分束窄时，坝顶可设多个纵坡。

丁坝的坝根一般应进行护坡，防止根部被水流淘刷。上游护坡长可取5～15m，下游护坡长可取10～25m，特殊情况下可适当增减。坝根护坡高度一般不低于坝根顶部以上1.0m，且坝根处的土质岸坡不宜陡于1∶1.5。

丁坝的头部为防止水流冲刷，一般在坝头10～20m范围内坝顶适当加宽，坝头在平面上做成圆滑曲线，其向河坡取1∶2.5～1∶3，甚至更缓些，避免坝头处河床产生过大的冲刷坑，导致坝头块石滚落损坏。当进行护底时，其护底范围可伸出迎水坡脚2～4m，伸出背水坡脚5～10m，伸出坝头向河坡脚5～12m。当河岸、河床不易冲刷时，也可不进行坝根护坡和坝头护底。

抛石丁坝断面较大，工程造价较高，可采用袋装土或袋装沙等填芯结构，外层加抛块石干砌护面，以节省工程投资。