航道工程學(xué) 第5章 河流渠化工程

1、第五章 河流渠化工程第五章第五章 河流渠化工程河流渠化工程三峽大壩 第3節(jié) 水庫(kù)的特征的水位圖51 一個(gè)綜合利用的渠化工程水庫(kù)的水位和庫(kù)容（一）水庫(kù)的特征水位（一）水庫(kù)的特征水位（一）水庫(kù)的特征水位（一）水庫(kù)的特征水位 水庫(kù)的水文情勢(shì)是指水庫(kù)中各水文要素（如水位、水溫、流速、泥沙、波浪及水化學(xué)成分等）多年的一般情況，水文情勢(shì)變化將帶來(lái)以下影響。 三峽工程的影響（氣候、洪水、環(huán)境、水質(zhì)等）學(xué)會(huì)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)去解釋自然現(xiàn)象。二、水電站的基本概念 水電站的規(guī)模一般由電站的發(fā)電能力決定。水電站的發(fā)電能水電站的規(guī)模一般由電站的發(fā)電能力決定。水電站的發(fā)電能力取決于水流所做的功的大小。力取決于水流所做的功的大小

2、。 N=QH（kW） （5-1） 由于水電站的水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)以及輸配電設(shè)備中均有功率的由于水電站的水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)以及輸配電設(shè)備中均有功率的損耗，實(shí)際上發(fā)出的電的功率（稱(chēng)為損耗，實(shí)際上發(fā)出的電的功率（稱(chēng)為有效功率有效功率）要比理論功率）要比理論功率?。盒。?N有效有效= QH (5-2) 在工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中，式（在工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中，式（5-2）通常簡(jiǎn)化為：）通常簡(jiǎn)化為： N有效有效=AQH （5-3）式中：式中：A出力系數(shù)。出力系數(shù)。 根據(jù)水電站的保證率，在流量歷時(shí)曲線(xiàn)上查得相應(yīng)的流量，根據(jù)水電站的保證率，在流量歷時(shí)曲線(xiàn)上查得相應(yīng)的流量，可得到水電站的保證出力。即：可得到水電站的保證出力。即： N保

3、證保證=A Q保證保證H（KW） （5-4）二、水電站的基本概念圖圖5 53 3 河床式水電站河床式水電站 二、水電站的基本概念（二）水電站的開(kāi)發(fā)方式及主要建筑物圖圖5-4 5-4 大花水電站平面布置大花水電站平面布置（二）水電站的開(kāi)發(fā)方式及主要建筑物（二）水電站的開(kāi)發(fā)方式及主要建筑物圖圖5 55 5 丹江口壩后式水電站丹江口壩后式水電站圖圖56 壩內(nèi)式水電站壩內(nèi)式水電站（二）水電站的開(kāi)發(fā)方式及主要建筑物圖圖57 引水式水電站引水式水電站（二）水電站的開(kāi)發(fā)方式及主要建筑物圖圖57 引水式水電站引水式水電站無(wú)壓無(wú)壓 引水式引水式當(dāng)上游河床平坦，有當(dāng)上游河床平坦，有修筑水庫(kù)的條件，而修筑水庫(kù)的條件

4、，而下游河床坡度較陡，下游河床坡度較陡，修建不長(zhǎng)的引水建筑修建不長(zhǎng)的引水建筑物可獲得較大水頭時(shí)，物可獲得較大水頭時(shí)，才宜建造混合式水電才宜建造混合式水電站。站。 圖圖5-8 5-8 混合式水電站混合式水電站圖59 灌溉排水系統(tǒng)示意圖 （二）丘陵山區(qū)的農(nóng)田水利工程 對(duì)于丘陵山區(qū)，由于地形起伏，峰谷交錯(cuò)，易洪易旱，農(nóng)田水利措施往往從“治山、治水、治土”相結(jié)合的原則出發(fā)，實(shí)行外河取水和攔蓄地面徑流相結(jié)合，引水灌溉與水土保持相結(jié)合的方法。圖510 長(zhǎng)藤結(jié)瓜水利系統(tǒng)示意圖四、城鎮(zhèn)供水工程四、城鎮(zhèn)供水工程圖圖5 511 11 供水工程示意圖供水工程示意圖 河流渠化河流渠化在天然河流上修建一系列的閘壩，利在

5、天然河流上修建一系列的閘壩，利用閘壩的壅水作用，抬高上游河段水位來(lái)增加河道的用閘壩的壅水作用，抬高上游河段水位來(lái)增加河道的通航水深和寬度，然后利用通航建筑物來(lái)克服建壩所通航水深和寬度，然后利用通航建筑物來(lái)克服建壩所形成的集中水位落差，以保證船舶安全過(guò)壩，維持航形成的集中水位落差，以保證船舶安全過(guò)壩，維持航道的連續(xù)性。道的連續(xù)性。圖圖5 512 12 大壩上游大壩上游 河流渠化后，上游形成了寬廣的水庫(kù)，淹沒(méi)了上游河流渠化后，上游形成了寬廣的水庫(kù)，淹沒(méi)了上游灘險(xiǎn)、急彎，較大幅度地灘險(xiǎn)、急彎，較大幅度地【增加了航道尺度增加了航道尺度】，使通航，使通航水深不再受天然流量大小的控制；水深不再受天然流量大

6、小的控制； 庫(kù)區(qū)流速減小，有利于船舶的航行，提高了庫(kù)區(qū)流速減小，有利于船舶的航行，提高了【航道航道通過(guò)能力通過(guò)能力】； 提高了船只的載重量，相應(yīng)也提高了船只的載重量，相應(yīng)也【降低了運(yùn)輸成本降低了運(yùn)輸成本】； 此外，河流渠化同此外，河流渠化同【水資源的綜合利用水資源的綜合利用】相結(jié)合，相結(jié)合，還能滿(mǎn)足還能滿(mǎn)足灌溉、發(fā)電、防洪、城鎮(zhèn)共水、漁業(yè)灌溉、發(fā)電、防洪、城鎮(zhèn)共水、漁業(yè)等需要，等需要，促進(jìn)流域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，從而獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。促進(jìn)流域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，從而獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。三、渠化工程的分類(lèi)：三、渠化工程的分類(lèi)： 按是否連續(xù)分為按是否連續(xù)分為【連續(xù)渠化，局部渠化連續(xù)渠化，局部渠化】1 1、連續(xù)渠

7、化：、連續(xù)渠化：沿整條河流建造一系列閘壩，將整條沿整條河流建造一系列閘壩，將整條河流劃分成若干河段（河流劃分成若干河段（稱(chēng)為渠化河段稱(chēng)為渠化河段），下級(jí)閘壩的），下級(jí)閘壩的回水與上級(jí)閘壩尾水相銜接，并滿(mǎn)足通航水深要求，回水與上級(jí)閘壩尾水相銜接，并滿(mǎn)足通航水深要求，從而使整條河流成為彼此連接的渠化河段，稱(chēng)從而使整條河流成為彼此連接的渠化河段，稱(chēng)【連續(xù)連續(xù)渠化渠化】。2 2、局部渠化：、局部渠化：指渠化僅在局部河段進(jìn)行；或在相當(dāng)指渠化僅在局部河段進(jìn)行；或在相當(dāng)長(zhǎng)的區(qū)間河段進(jìn)行，但下一級(jí)閘壩的回水與上級(jí)閘壩長(zhǎng)的區(qū)間河段進(jìn)行，但下一級(jí)閘壩的回水與上級(jí)閘壩尚有一段距離，渠化河段之間有一段天然河段，各個(gè)尚

8、有一段距離，渠化河段之間有一段天然河段，各個(gè)渠化河段互不連接。渠化河段互不連接。嘉陵江干流(廣元-重慶)規(guī)劃梯級(jí)縱剖面示意圖150740750 元廣700460.0714.5化昭655.6江411.4口 644.2650403.1跳虎598.3亭380.0口子600584.3李家嘴東 528口河560.5溪蒼362.0536346.0中閬550489500南323.8部 450西296.0424.3口河南260.7321市充395.5400蓬287.4安 350305上碼頭青居 288.3青248.2居300頭碼下上255.8 西寨關(guān)250上東關(guān)寨20025030035045040050045

9、8.001水東壩亭子口亭子口2李家嘴468.006紅巖子5 3溪373.00蒼4沙溪場(chǎng)364.00金銀臺(tái)352.00336.00309.007新 政場(chǎng)8金溪324.0011269.009馬回292.50 10鳳儀場(chǎng)280.00小龍門(mén)12 居262.50青248.501716街井嘉陵江干流(廣元-重慶)規(guī)劃梯級(jí)縱剖面示意圖四川省交通廳內(nèi)河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院觀音水200230.5 烈渡面下寨關(guān)東197.4石 沱盤(pán)184.6武214.0勝 167.4中208.4心 154151137150帽黃沱利199.5澤 圖 名100103.195渠咀河合187.0川 口6558澄鎮(zhèn)江北173.5碚 5012沙坪壩

10、162.50市慶重159.5號(hào)圖150（公里）（米）地 名距河口里程水面高程3、本圖系在嘉陵江蒼溪至合川段航道渠化工程規(guī)劃報(bào)告附圖基203.002、距河口里程系由四川省交通廳航運(yùn)局規(guī)劃組繪制的嘉陵江渠化梯1、水面高程系由四川省交通廳嘉陵江航道養(yǎng)護(hù)段1983年6月整理的礎(chǔ)上，根據(jù)規(guī)劃調(diào)整及工程實(shí)際情況修改繪制。 級(jí)縱剖面圖資料繪制。嘉陵江航行水尺零點(diǎn)高程成果換算而得。13關(guān)東 西224.00子14濠桐說(shuō)明:15沱銅鼓澤利213.00子灘花黃168.00177.50187.33草200300250350400450(米)程高海嘉陵江干流（嘉陵江干流（廣元廣元- -重慶重慶）規(guī)劃梯級(jí)縱剖面圖規(guī)劃梯級(jí)

11、縱剖面圖連續(xù)渠化：連續(xù)渠化：長(zhǎng)江渠化和規(guī)劃：長(zhǎng)江渠化和規(guī)劃： 奚落渡奚落渡 向家壩向家壩 石棚石棚 朱楊溪朱楊溪 小南海小南海 三峽三峽 葛洲壩葛洲壩 局部渠化：局部渠化： 1、高壩渠化：、高壩渠化：主要用于多目標(biāo)的綜合開(kāi)發(fā)河流，一主要用于多目標(biāo)的綜合開(kāi)發(fā)河流，一般水頭般水頭H大于大于20m。 2、低壩渠化：、低壩渠化：主要用于改善航行條件為主的河流，主要用于改善航行條件為主的河流，一般水頭一般水頭H小于小于20m。四、按水頭大小分類(lèi)四、按水頭大小分類(lèi)圖圖5 513 13 高壩下游高壩下游圖圖5 513 13 低壩下游低壩下游主要有：主要有： (1)改善了改善了河流航行條件河流航行條件，提高航

12、道的通過(guò)能力。，提高航道的通過(guò)能力。 (2)庫(kù)區(qū)內(nèi)易形成較大的風(fēng)浪同時(shí)易產(chǎn)生庫(kù)區(qū)內(nèi)易形成較大的風(fēng)浪同時(shí)易產(chǎn)生庫(kù)岸滑坡、庫(kù)岸滑坡、坍塌現(xiàn)象坍塌現(xiàn)象。五、渠化工程后的影響及變化滑坡滑坡 坍塌坍塌庫(kù)庫(kù)區(qū)區(qū)秭歸沙鎮(zhèn)溪鎮(zhèn)的千將坪 主要有：主要有： (1)改善了改善了河流航行條件河流航行條件，提高航道的通過(guò)能力。，提高航道的通過(guò)能力。 (2)庫(kù)區(qū)內(nèi)易形成較大的風(fēng)浪同時(shí)易產(chǎn)生庫(kù)區(qū)內(nèi)易形成較大的風(fēng)浪同時(shí)易產(chǎn)生庫(kù)岸滑坡、庫(kù)岸滑坡、坍塌現(xiàn)象坍塌現(xiàn)象。 (3)庫(kù)區(qū)和鄰近地區(qū)的庫(kù)區(qū)和鄰近地區(qū)的氣候氣候?qū)⑹艿揭欢ǖ挠绊?。將受到一定的影響?(4)對(duì)對(duì)漁業(yè)漁業(yè)的發(fā)展和水質(zhì)環(huán)境將產(chǎn)生一定的影響。的發(fā)展和水質(zhì)環(huán)境將產(chǎn)生一定的

13、影響。 (5)將改變壩上下游泥沙的淤積規(guī)律，對(duì)將改變壩上下游泥沙的淤積規(guī)律，對(duì)河床演變河床演變有有一定影響。一定影響。五、渠化工程后的影響及變化五、渠化工程后的影響及變化圖514 高峽出平湖 廣西西江水系相關(guān)規(guī)劃（1 1）珠江流域防洪規(guī)劃珠江流域防洪規(guī)劃（水利部珠江水利委員會(huì)，2007年7月）；（2 2）珠江流域西江水系郁江綜合利用規(guī)劃報(bào)告珠江流域西江水系郁江綜合利用規(guī)劃報(bào)告（珠江委西江局，1982年）；（3 3）廣西壯族自治區(qū)防洪體系規(guī)劃報(bào)告廣西壯族自治區(qū)防洪體系規(guī)劃報(bào)告（廣西水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院、廣西水利學(xué)會(huì)，1999年8月）；（4 4）廣西壯族自治區(qū)水利發(fā)展廣西壯族自治區(qū)水利發(fā)展“十一

14、五十一五”規(guī)劃規(guī)劃（廣西壯族自治區(qū)水利廳，2007年6月）；（5 5）珠江流域西江水系郁江干流老口西津河段梯級(jí)補(bǔ)充規(guī)珠江流域西江水系郁江干流老口西津河段梯級(jí)補(bǔ)充規(guī)劃報(bào)告劃報(bào)告（廣西珠委南寧勘測(cè)設(shè)計(jì)院，2005年5月）；（6 6）珠江水系航運(yùn)規(guī)劃報(bào)告（珠江水系航運(yùn)規(guī)劃報(bào)告（20082008年修編）年修編）（交通部珠江水系航運(yùn)規(guī)劃辦公室，2008年12月）。（8 8）廣西壯族自治區(qū)內(nèi)河水運(yùn)發(fā)展規(guī)劃廣西壯族自治區(qū)內(nèi)河水運(yùn)發(fā)展規(guī)劃（廣西壯族自治區(qū)，2007年10月）（9 9）西江沿江岸線(xiàn)利用規(guī)劃報(bào)告西江沿江岸線(xiàn)利用規(guī)劃報(bào)告（廣西水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2010年1月）（1010）廣西西江黃金水道建設(shè)規(guī)

15、劃廣西西江黃金水道建設(shè)規(guī)劃（廣西壯族自治區(qū)人民政府，2010年3月）（1） 渠化河流渠化河流航道等級(jí)航道等級(jí)的擬定；的擬定；（2） 渠化渠化樞紐壩址的選擇樞紐壩址的選擇及及梯級(jí)布置方案梯級(jí)布置方案的擬定；的擬定；（3） 樞紐的樞紐的平面布置及其主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)平面布置及其主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計(jì)算；的計(jì)算；（4） 進(jìn)行進(jìn)行梯級(jí)布置方案梯級(jí)布置方案的比較及的比較及開(kāi)發(fā)程序開(kāi)發(fā)程序的確定。的確定。(1) 綜合利用、全面規(guī)劃綜合利用、全面規(guī)劃(2) 因地制宜、綜合治理因地制宜、綜合治理(3) 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、水運(yùn)成網(wǎng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、水運(yùn)成網(wǎng)(4) 遠(yuǎn)近結(jié)合、平戰(zhàn)結(jié)合遠(yuǎn)近結(jié)合、平戰(zhàn)結(jié)合(5) 先進(jìn)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)合理先進(jìn)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)合理表1 內(nèi)河航道等級(jí) 選出結(jié)構(gòu)安全可靠、施工簡(jiǎn)易、運(yùn)用方便、選出結(jié)構(gòu)安全可靠、施工簡(jiǎn)易、運(yùn)用方便、投資最省、淹沒(méi)最