河海大學(xué)航道整治復(fù)習(xí)資料

1、航道整治期末復(fù)習(xí)緒論：問題：除了水位對航道的影響，水運還受哪些自然條件的影響？答：1、受季節(jié)影響：冬季結(jié)冰，枯水季水位低；2、受水位影響；3、受氣候影響：雨雪霧,2-1流不同柯段橫斷而h）聃直過潸段升茂段舶藤段*d）丐曲段白天與黑夜的差別。第一章：河流橫斷面：山區(qū)河流常呈V形；平原河流常呈U形，不同河段又形成順直過渡段、分漢段、游蕩段、彎曲段。1. 河流階地：由河流下切侵蝕和堆積作用交替進(jìn)行的，在河流兩岸形成的臺階狀地貌。2. 河流節(jié)點：由抗沖性較強(qiáng)的突岸形成，并對河勢變化起控制作用的河岸形態(tài)。問題：請解釋在河流節(jié)點上游以及下游比較寬淺段，為什么分布著一些洲、淺灘？答：上游節(jié)點前，壅水落淤；下

2、游節(jié)點后，河面放寬擴(kuò)散，流速下降，攜沙能力降低,導(dǎo)致淤積，形成洲和淺灘。3. 河流水力特征：水位；流量特征；比降特征；流態(tài)特征河流泥沙特征：靜態(tài)特征:幾何特性、重力特性、級配特性動態(tài)特征:沉降特性、運動特性、沖淤特性。4. 航道尺度：指在設(shè)計通航期內(nèi)，航道能保證設(shè)計船型（船隊）安全航行的最小尺度。包括：在設(shè)計最低通航水位下的航道標(biāo)準(zhǔn)水深、航道標(biāo)準(zhǔn)寬度、航道最小彎曲半徑等。1. 航道標(biāo)準(zhǔn)水深：指在設(shè)計最低通航水位下航道范圍內(nèi)保證的最小水深。B=2bcosLsin航道標(biāo)準(zhǔn)水深由設(shè)計船型的標(biāo)準(zhǔn)吃水和富裕水深兩部分組成。2. 航道標(biāo)準(zhǔn)寬度：指在設(shè)計最低通航水位下具有航道標(biāo)準(zhǔn)水深的寬度。3. 航道最小彎

3、曲半徑R:指保證標(biāo)準(zhǔn)船隊安全通過彎道的最小彎曲半徑。問題：有些困難彎道因受河道地形限制，不能滿足要求的最小彎曲半徑，可采取什么措施？答：1、加寬河道；2、限制船舶航行規(guī)模。航道斷面系數(shù)：指最低通航水位時的航道過水?dāng)嗝媾c標(biāo)準(zhǔn)船舶（隊）標(biāo)準(zhǔn)吃水時的船中浸水橫斷面的面積之比。A1甲=1. 航道水流條件：A中平原河流內(nèi)的最大縱向表面流速在整治水位及其以下時不大于2.0m/s。2. 山區(qū)性河流航道內(nèi)的最大縱向表面流速和局部比降，應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)船舶（隊）自航上灘的要求。船閘上下引航道進(jìn)水工程的進(jìn)口及排水工程出口處，航道橫向流速不宜超過0.3m/s,回流流速不宜超過0.4m/s。通航保證率：指在規(guī)定的航道水深下

4、,1年內(nèi)能夠通航的大數(shù)與全年大數(shù)之比，一般用百分比表示。通航保證率高則相應(yīng)的通航最低水位低，航道工程量大。船隊運輸?shù)囊饬x：1.運量大，阻力?。?.能充分發(fā)揮動力的效率，降低運輸成本；3.既適宜運輸大宗貨物，也示意運輸批量大、貨種多的貨物；4.同時駁船又可分散到各港點進(jìn)行裝卸，減少貨物中轉(zhuǎn)和倒載。（很重要！）拖帶船隊和頂推船隊的優(yōu)缺點：（很重要?。┩蠋Т牐簝?yōu)點：1.船舶間柔性連接，對航道條件要求較低；2.能適用于內(nèi)河航道等級較低的航道和風(fēng)浪較小的沿海水域；缺點：1.行駛時阻力較大；2.運輸價格較高。頂推船隊：優(yōu)點：與拖帶船隊相比，1.船舶航行阻力??；推論螺旋槳水流不對駁船產(chǎn)生干擾，可以提高推輪

5、的推薦效率；3.頂推船隊推輪和駁船連成整體，長度較小，操縱較為靈活；4.駁船緊靠推輪，為發(fā)展無人駁創(chuàng)造了條件；缺點：1.駁船剛接性連接，要求航道有較大的彎曲半徑，且通視條件要好；2.在有船閘的渠化河流上，船閘尺度和船隊尺度彼此要相互適應(yīng)，否則需要解隊過閘，運輸效益受到影響。內(nèi)河航標(biāo)顏色規(guī)定：內(nèi)河航標(biāo)左右岸顏色為：左岸為白色（黑色），右岸為紅色；光色是左岸為綠光（白光），右岸為紅光。5. 決定河流左、右岸的原則：按水流方向確定河流的上、下流，面向河流下游，左手一側(cè)為左岸，右手一側(cè)為右岸。第三章：淺灘定義：航道水深達(dá)不到現(xiàn)有航道維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)或確定整治目標(biāo)的局部河段，包括湖泊、運河、水網(wǎng)和通航渠道中的淺

6、段。即：水深不足，礙航的地方。（很重要！）淺灘分類：（很重要）按淺灘所在地區(qū)分：彎道淺灘、分漢河道淺灘、支流河口淺灘、回水變動區(qū)段淺灘、湖泊水網(wǎng)區(qū)淺灘、潮汐河口淺灘。按其土質(zhì)組成分：石質(zhì)淺灘、卵石淺灘、砂卵石淺灘、砂質(zhì)淺灘、泥沙淺灘。按灘形特征分：正常淺灘、交錯淺灘、復(fù)式淺灘、散亂淺灘。沙圾'失津下沙嘴3.淺灘的形成原因：1.是由于河段輸沙不平衡而廣生的局部淤積；_|.除此之外還有其它的原因嗎？答：2.人為因素：如挖沙；3.地質(zhì)構(gòu)造導(dǎo)致。J造成輸沙不平衡的原因：流速的減??；環(huán)流的減弱或消失；洪枯水的流向不一致;局部地區(qū)來沙量的加大思考題：淺灘脊上的流速出現(xiàn)轉(zhuǎn)變點的水位，作為臨時沖淤水位

7、的參考，有利于安排疏浚的施工日期，如何理解這句話？P56（很重要?。┐?；淺灘水流流速與深槽相比，高水時淤積，中水不變，低水沖刷，流速相對于深槽處變大沖刷，轉(zhuǎn)折點水位以下處于沖刷，有利于施工，提高施工效率。上保帶曲缶海儂稀血千添搏新由環(huán)流：表面流速指向凹岸，流速增大，沖刷河岸；|底部流速指向凸岸5.淺灘演變的基本規(guī)律：,流速減小，淤積河岸；淺灘的穩(wěn)定性和活動性：穩(wěn)定性是相對的有條件的，活動性是絕對的。淺灘演變的年周期性：洪淤枯沖，淺灘形態(tài)也周期性變化。淺灘演變的多年周期性：即發(fā)生根本性質(zhì)的變化。6. 淺灘演變的分析法：P62要能分析那些圖?。ê苤匾?. 淺灘的水深分析2. 淺灘形態(tài)的演變分析：

8、a河段深泓線變；b平面變化；c縱斷面變化；d橫斷面變化3. 淺灘演變的綜合分析：水力、泥沙和河床形態(tài)的沿程變化、平面變化、過程變化。7. P62圖解分析：（很重要）在漲水過程中，水位于水深關(guān)系曲線與橫軸的交角大于45度，說明淺談水位上升的數(shù)值大于水深增加的數(shù)值，此時淺談淤積。也就是說，有水位上漲所增加的水深，其中有一部分因淺灘的淤積減小了，所以水深的凈加值小于水位的上漲值。在退水過程中，水位于水深關(guān)系曲線與橫軸的交角也大于45度，說明淺談水位下降的數(shù)值大于水深減小的數(shù)值，此時淺談沖刷。也就是說，由水位下降所減小的水深，其中有一部分因淺灘脊的降低而得到補(bǔ)償，所以水深的凈減小值小于水位的下降值。在

9、水位與相對水深關(guān)系曲線中（P63）:（很重要）退水時，直線與X正向的交角90度時，淺談沖刷；直線與X正向的交角90度時，淺談淤積；等于90度時，淺灘穩(wěn)定。漲水時恰好與退水時相反：直線與X正向的交角90度時，淺談淤積；直線與X正向的交角90度時，淺談沖刷；等于90度時，淺灘穩(wěn)定。畫圖：第四章：1. 枯水航道整治：整治主要對象：最低通航水位時，出淺礙航的河段。整治工程措施：采用丁、順壩束水整治。一、設(shè)計水位：設(shè)計最低通航水位：是航道標(biāo)準(zhǔn)水深的起算水位，是航道整治的依據(jù)。設(shè)計最高通航水位：是設(shè)計代表船型正常航行的最高水位，也是確定跨河建筑物凈高的起算水位。淺灘設(shè)計水位的確定方法：1.水位相關(guān)法2,比

10、降插入法3.瞬時水位法比降插入法：（公式）天然河流最高通航水位的確定方法：1.流量頻率法2.歷時頻率法乘潮水位：指船舶在一定時間內(nèi)，乘一定的較大潮位通過航道淺段的水位。它是設(shè)計低水位的概念。其作用：減少開挖量，底高程高些，工程量小些。計算方法：1、根據(jù)潮位資料繪制一年或多年的實測潮位過程線2 、確定乘潮所需的持續(xù)時間T3 、去90%勺累計頻率對應(yīng)的水位為乘潮水位。（很重要!）二、整治水位：概念：整治水位是指整治工程對灘險的航行條件有顯著改善的水位。（很重要?。┐_定方法：經(jīng)驗方法：在淺灘資料不足時采用造床流量法：a按流量比降頻率乘積方法推求；b按輸沙能力公式推求問題：為什么按照造床流量法求出的整

11、治水位偏高？（很重要?。┐穑阂驗?、存在優(yōu)良河段的選取問題，計算時按照的是通航條件好的淺灘，而實際不同淺談的水位流量關(guān)系、輸沙能力有所不同，所確定的造床流量也有所區(qū)別；2、造床流量所確定的通航流量只有一級，這級流量所起的造床作用最大，相當(dāng)于可以塑造高通航等級航道對應(yīng)的整治水位，導(dǎo)致求得的造床流量偏高；3、造床流量還與各級流量的歷史有關(guān)，所以此方法在有的河流上實用也有你不適用的時候；4、當(dāng)輸沙率最大時，丁壩需淹沒一定深度使壩下產(chǎn)生最強(qiáng)的螺旋流，從而能將泥沙導(dǎo)入壩田。整治水位的調(diào)整：在常規(guī)方法求得的整治水位基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步用整治流量進(jìn)行水面線計算，調(diào)整各處壩壩頂高程于水面線齊平，增強(qiáng)束水歸槽的效果

12、。三、整治線寬度：1. 概念：整治線寬度是指整治水位時設(shè)計新河槽的河面寬度。（在實際施工時并不存在！）注意：整治線寬度宜適宜，過寬，則束水效果差，沖刷能力弱；過窄，則產(chǎn)生局部沖刷，弓I起下游河段的淤積，或流速過大使航行條件惡化計算方法：1,經(jīng)驗方法；2,理論計算方法：a水力學(xué)計算方法，b輸沙平衡方法；B2=B1流速控制方法（注意計算：P75上面）四、整治線布置原則：（很重要?。┱尉€必須依托主導(dǎo)河岸：整治線的起點和終點應(yīng)以穩(wěn)定深槽的主導(dǎo)河岸為依托。穩(wěn)定深槽：符合航行要求和歷年來變化不大的深槽，一般靠近凹岸。整治線與水流方向夾角要小整治線宜通過淺灘上最大流速區(qū)全面考慮兩岸工農(nóng)業(yè)需要和防洪要求整治

13、線平面尺寸的確定：彎曲半徑R:一般取R=（46）B2，切除凸角時取R=（23）B2直線段長度L:一般取L=（13）B2五、整治線的控制工程：1、常采用平面控制整治線的整治建筑物：丁壩、順壩、鎖壩、洲頭分流壩、洲尾導(dǎo)流壩及護(hù)岸等。2、丁壩概念：是壩根與河岸相連，壩頭伸至整治線，在平面上與岸線構(gòu)成丁字形的橫向整（很重要?。┨?治建筑物。（很重要！）作用：束窄河床、導(dǎo)水歸槽、調(diào)整流向、改變流速、沖刷淺灘、導(dǎo)引泥沙等。3、丁壩的作用（注：是通過分析水流和泥沙運動而得）4、丁壩的分類：1.按丁壩軸線與水流方向的交角分：a）上挑丁壩：加快流速；b）正挑丁壩：多用于河口區(qū);c）下挑丁壩：用于山區(qū)河流，減緩流

14、速；按平面形狀分：普通丁壩；勾頭丁壩：D<0.4L按對水流的影響程度分：長丁壩（L>B/3）;按透水性能分：透水丁壩、不透水丁壩丁壩對河道水流和泥沙的影響：（很重要！）非淹沒丁壩和水流現(xiàn)象：水流流向丁壩受丁壩壅阻，比降會逐漸減小，流速降低，接近丁壩時出現(xiàn)反比降，迫使水流流向河心，水流收縮，繞過壩頭下泄；在壩頭外主流與丁壩掩護(hù)區(qū)緩流摩擦梯度下，在丁壩上下游形成幾個回流區(qū)；在丁壩影響的流速增大區(qū)域，河槽淺灘被沖刷深，泥沙下移。淹沒丁壩的水流泥沙現(xiàn)象：水位淹沒丁壩后，丁壩束水作用降低，壩下回流區(qū)逐步消散，丁壩相當(dāng)于堰流，水流漫過壩頂，形成跌水，在壩后產(chǎn)生橫軸螺旋流。上挑丁壩時：丁壩方向指

15、向上游，上流指向河心，壩頭沖刷，壩底指向岸邊，淤積；下挑丁壩時：丁壩方向指向下游，壩頭指向岸邊，壩底沖刷，底流指向河心；丁順壩：D>0.4L短丁壩6、丁壩布置基本原則：1. 用于抬高灘上水位、調(diào)整比降、減緩流速時，采用正挑丁壩；用于來沙量小、流速大的河流，其調(diào)節(jié)流向、平順?biāo)鳛橹髯饔脮r，多采用下挑丁壩；用于來沙量大、流速小的河流，要求加速沖刷航槽、淤積壩田時，可采用上挑丁壩；用于丁壩群束水歸槽時，第一座丁壩應(yīng)布置在水流擴(kuò)散點和頂沖點上方；兩岸建有丁壩時，若河流流速較大，丁壩宜采用交錯布置形式，在流速較小的河流上可布置對口丁壩形式。7、丁壩的間距：丁壩間距的原則使下一條丁壩壅水范圍達(dá)到上一

16、條丁壩的壩頭：避免壩頭較大的水面跌落，同時使水流繞過壩頭后形成的擴(kuò)散水流流線能達(dá)到下一個丁壩的有效長度范圍內(nèi)；避免壩根沖刷，丁壩作用的連續(xù)性。有足以控制整治線的點，各壩后回水區(qū)邊線的連線組成平順的整治線：不致因間距過大，影響來水攻沙。防止壩田中產(chǎn)生較大的流速，影響壩田淤積(1) 由回流區(qū)確定丁壩間距！(2) 經(jīng)驗方法：我國常采用上一條丁壩在過水?dāng)嗝娴挠行队伴L度L來確定。表2-1丁壩間距所處位置凸岸凹岸順直段般丁壩(1.53.0)L(1.02.0)L(1.22.5)L護(hù)岸丁壩(0.82.0)L整治線方向與洪水方向夾角較大時，間距可適當(dāng)縮小錯(對)J啊耐格壩間距可參照凸岸丁壩間距處理。8、順壩：

17、1. 定義：壩軸線沿水流方向或與水流交角很小的建筑物。作用：(1)調(diào)整急彎、歸順岸線、平順?biāo)?、改善流態(tài)堵塞倒套、尖潭堵塞支漢、上口調(diào)整分流角，下口調(diào)整交匯角束窄河床。(很重要！)3.順壩布置原則：(1) 順壩上身?？拷尉€，布置在凹岸或主導(dǎo)河岸一側(cè)(2) 順壩走向與整治線大體一致，按需要做成直接或平緩曲線，壩頭伸入或接近下深槽，并保持水流平順。(3) 以攔截橫流為主的洲頭、洲尾順壩宜沿洲脊線布置，與江心州地形平順銜接。(4) 兩岸不宜同時布置順壩，否則，施工后整治線寬度不合適，無法改正。(5) 壩頭延伸至下深潭，避免水流突然擴(kuò)散形成口門淺段；壩根布置在主流轉(zhuǎn)向點上游。9、鎖壩：定義：鎖壩是

18、一種攔斷河流漢道的水工建筑物，又稱堵壩。作用：塞支強(qiáng)干，增加主漢的流量或抬高河段水位，以增強(qiáng)主漢的輸沙能力。10、鎖壩壩頂高程：取決于設(shè)計水位下通航漢道需要的流量。(很重要！)1. 鎖壩頂面高程的確定：(1) 設(shè)計流量時：要求航槽范圍的平均流速大于不淤流速?？偭髁繛镼,通航漢道的流量Q,通航漢道設(shè)計流量QQ1<QvQ：不建鎖壩；在通航漢道進(jìn)行整治。QhvQvQ:需建鎖壩增加主漢流量，仍有QQ的流量從鎖壩溢流。QhvQvQ：需建鎖壩，壩頂高出設(shè)計水位，同時在通航漢道需進(jìn)行整治才能滿足要求。(2) 整治流量時：通航漢道內(nèi)流速滿足沖刷要求。2. 鎖壩位置的確定：被堵漢道的進(jìn)口、中部、出口。3.

19、 鎖壩數(shù)目的確定：漢道較長、比降、流速大時，為壩體安全可建幾道鎖壩Z鎖壩數(shù)目：n=WhAZ設(shè)計水位時漢道落差0.8mAh一道鎖壩所擔(dān)負(fù)的落差，0.511、洲頭分流壩：是一種建筑在漢道洲頭的分流建筑物。作用：保護(hù)江心洲，維護(hù)河勢的穩(wěn)定，調(diào)節(jié)通航漢道的流量，改善船舶通航條件。12、護(hù)岸作用：(1)控制河勢：穩(wěn)定水流動力軸線，不使河床邊界任意變化。(2) 抑制崩岸：防止水流淘刷和波浪沖蝕，防止泥沙坍落河中防止主流頂沖：尤其洪水頂沖處，配合丁壩，磯頭挑流保證堤防。13、潛壩作用：壅高上游水位、調(diào)整比降、增加航深促淤趕沙，減小過水面積、消除不良流態(tài)。布置原則(1) 根據(jù)水流動力軸線變化情況，預(yù)測崩岸的趨

20、向，主動防護(hù)；(2) 全線規(guī)劃、重點保證、守點顧線、相互依托；(3) 護(hù)腳為先，先水下后水上，先護(hù)腳后護(hù)坡，形成整體守護(hù)。第五章:1、河床演變特點和規(guī)律：(1) 淺灘洪水淤積、枯水沖刷，一般在多沙年份淤積；(2) 橫向變形、縱向蠕動，彎曲半徑減小。2、順直河段正常淺灘整治措施和設(shè)計：丁壩固定邊灘，加高上下邊灘高程，延長水流對淺灘的沖刷時間。如果邊灘已較高，可采用護(hù)面固灘。還可在上游凹岸建導(dǎo)流壩以引導(dǎo)水流對淺灘的沖刷，使其平面形態(tài)逐漸形成曲率不大的彎曲或微彎河段。3、交錯淺灘特點：橫向漫灘水流比較強(qiáng)烈，淺灘脊寬淺，沖淤變化較大，航道極不穩(wěn)定，航行條件不好。交錯淺灘整治目的：消除漫向水流的不利影響

21、，并固定、抬高下邊灘。交錯淺灘整措施：1.堵塞倒套：丁壩堵塞倒套，導(dǎo)流壩堵塞倒套；2.堵塞沱口的同時固定下邊灘；3.堵塞尖潭、利用沱口通航4、復(fù)式淺灘整治：1. 演變特點：(1) 上淺灘洪淤枯沖、下淺灘洪沖枯淤；復(fù)式淺灘的沖淤變化比較頻繁，常出現(xiàn)航道不穩(wěn)定、航深不足的礙航局面。整治措施：(1)固定和提高邊灘高程；(2)下淺灘的整治線寬度可適當(dāng)減小。(3)切割中間邊灘5、散亂淺灘整治：1. 主要特點：河床寬淺，沙體散亂，沒有明顯的邊灘和深槽，沙體位置隨水位變化而頻繁變動，很不穩(wěn)定，航道彎曲，水深小且航槽位置經(jīng)常擺動因而航行條件極差。散亂淺灘整治：通過丁壩等整治建筑物，將散亂的沙體聯(lián)結(jié)和促淤成邊灘

22、，以固定河勢，導(dǎo)引水流集中沖刷航槽。6、分漢河段：|1.漢道的演變總趨勢：一條叉道走向發(fā)展，另一條走向衰退，各叉道多處于興衰交替的變化過程中。3.改善漢道工程(很重要！)(1)漢道進(jìn)口處淺灘：筑壩挑流或輔助疏浚。|(2)漢道中部淺灘： 采取單一河道中淺灘整治的方法; 增加通航漢道流量。2.穩(wěn)定漢道工程：(很重要！)(1) 保護(hù)節(jié)點附近河床(2) 穩(wěn)定漢道進(jìn)口段邊界(3) 控制江心洲的洲頭與洲尾(4) 保護(hù)河彎(3)漢道出口處淺灘：常筑洲尾順壩調(diào)整水流交角。7、彎道整治:1. 彎道演變規(guī)律：凹岸崩退、凸岸淤長，彎頂縱向蠕動，發(fā)生撇彎切灘或裁彎取直。枯水(1) 彎曲河道對航運的影響：(很重要！)彎

23、曲半徑太小或航寬不足在彎道上游枯水期可能出淺礙航河彎的發(fā)展，使航程加長(1)保護(hù)凹岸，防止彎道惡化2. 礙航彎曲航道的整治措施：護(hù)岸的范圍：從河岸不崩塌處開始，經(jīng)過坍塌區(qū)到下一個不坍塌處為止，頂沖彎異區(qū)和常年貼流區(qū)重點保護(hù)。措施：平順護(hù)岸、筑丁壩護(hù)岸(2)筑壩導(dǎo)流，調(diào)整岸線|(3)裁彎取直，新開航槽裁彎取直規(guī)劃設(shè)計內(nèi)容：(很重要！!)|(1)裁彎后縮短航道的里程；(2)對礙航灘險裁除的數(shù)量和對不良航道改善的程度;裁彎對港口碼頭、取排水工程的影響，新建護(hù)岸的數(shù)量;對防洪、灌溉、圍墾、養(yǎng)殖等帶來的效益;新建沿線地質(zhì)對新河開挖、新河發(fā)展和控制的影響;新河形成后對沿江工業(yè)發(fā)展的利弊，以及新河沿線所經(jīng)土地的利用；|(7)新河形成后，河道曲折系數(shù)、彎曲半徑、流速、比降的變化和帶來的影響;(8)工程造價的高低。3. 裁彎比：老河道軸線長度與引河軸線長度的比值，一般為37。裁彎比太小，引河線路長，工程量大，效益不好；裁彎比太大，引河線路短，縮減航程多，J、V大，引河發(fā)展太快，引河不易控制,且引起上、下河勢發(fā)生劇烈變化。裁彎后，新河發(fā)展，老河將逐漸淤死，上、下游河段也4. 裁彎取直后的河床演變趨勢將發(fā)生變化。(很重要)(1)、新河(引河)的發(fā)展普遍沖刷階段：新河放水后，普遍沖刷擴(kuò)大，分流比f,J$,Bf、Hf、Af,由兩側(cè)展寬凹岸單側(cè)發(fā)展；普遍沖深形成凹岸深槽。 彎道形