中小河流是河网水系的重要组成部分,广泛分布于城乡结合地区及农村地区,承担着为城乡人民生活及工农业生产供水,以及吸纳污水、净化环境、调节水陆生态系统等重要的经济和生态功能。因此,中小河流治理不仅要考虑满足防洪安全的需要,更要从发挥河流功能、保证河流健康、营造优美环境的要求出发,摒弃“渠化、硬化、白化”的单一河道断面治理模式。江西省水利厅颁发《关于用生态文明理念指导中小河流治理的通知》等文件要求,必须遵循因地制宜采用复合式断面、宽浅式断面以及加强泛洪滩地保护等,但生态治理断面的设计标准目前并未明确。因此,本文基于经济分析和河道水流特性分析,开展“中小河流生态治理河道断面优化”研究,主要研究内容和结论如下:(1)开展了部分地区中小河流生态治理调研分析,归纳总结了目前中小河流生态治理中采用的河道断面型式、断面护坡型式、岸坡坡度等,并分析了存在的主要问题。(2)基于经济分析提出了一种河道生态治理造价最低的复式断面优化方法。方法综合考虑了生态治理中断面底宽、边坡、复合断面组合长度等因素对造价的影响,算例表明该方法能有效降低生态复式断面造价,为生态复式断面设计提供了一定的依据和参考。(3)建立了河道水流特性分析模型,研究分析河道边坡、生态复式断面组合等对水流特性的影响发现,河道岸坡较缓时,水流对坡脚的冲刷较大;河岸越陡,对横向环流强度的影响越小,环流形成的速度越慢,且随着底宽的逐渐增大,流速逐渐地减小,横向环流逐渐被削弱,此时水流对岸坡的冲刷较弱;不同糙率生态材料组合的复式断面,河道底部若采用糙率较大的格宾石笼,能减缓河流的流速,改善水流条件,但石笼设立过高对水流的影响不大。(4)基于河道水流特性分析,提出了河道生态治理优化复式断面,即在保证岸坡稳定的前提下,应尽可能选择较陡的边坡;综合考虑水流特性和经济性,格宾石笼等抗冲刷能力较好但造价较高的护岸型式不宜设立过高,其高度设置为常水深的一半即可满足需要。(5)研究了直道漫滩形态、弯道漫滩形态对水流特性的影响,结果表明随着直道漫滩长宽比增大,漫滩对水流的影响减小,滩前滩后低流速区范围减小,河道主流流速减小,漫滩长宽比为4时对水流影响较好;相同面积下的弯道椭圆漫滩,漫滩位置设置在河道中心处、坡度45°、长短轴之比大于1时,漫滩对水流的影响效果较好,漫滩滩前滩后的尾流区较大,能有效地防止凹岸的淘刷;漫滩的布置打破了断面环流,使凸岸流速增大,能有效地冲刷淤泥,当长短轴之比大于1.7时,河流流过弯道后在凸岸附近形成尾流区,不利于凸岸的冲淤。(6)基于漫滩水流特性分析,提出了漫滩优化断面:直道漫滩长宽比为4;弯道漫滩形状为椭圆,漫滩位置设在河道中心,坡度为45°,长短轴之比在1~1.7之间。