航道整治渠化工程全册配套完整课件.ppt

1、航道整治渠化工程全册配套航道整治渠化工程全册配套完整课件完整课件渠渠 化化 工工 程程 学学 重庆交通大学河海学院重庆交通大学河海学院 陈明栋：研究员陈明栋：研究员 Tel: 023-66762414 13808324758 E-mail: 第第五五章：章： 河河流流渠渠化化工工程程渠化工程定义渠化工程定义: :u 水电水电河流梯级开发，发电；河流梯级开发，发电；u 水利水利形成水库，防洪、灌溉；形成水库，防洪、灌溉；u 水运水运人工航道，筑坝抬高水位，增加水深，人工航道，筑坝抬高水位，增加水深，增加航宽，淹没滩险。是航道整治的最高阶段。增加航宽，淹没滩险。是航道整治的最高阶段。u “水利工程

2、水利工程”相邻专业相邻专业(综合利用综合利用)港航、港航、水电、水利、河川、农水、水工建筑、城市给水电、水利、河川、农水、水工建筑、城市给排水等排水等。u 1、运输能力大，适宜大宗货物：煤炭、矿石、油和、运输能力大，适宜大宗货物：煤炭、矿石、油和 集装箱等以及长途运输货物；集装箱等以及长途运输货物；u 2、运输成本相对较低；、运输成本相对较低；u 3、建设投资较少、建设投资较少 ；u 4、占地少；、占地少；u 5、环境污染少；、环境污染少；u 6、重、特大件运输几乎是无可代替；、重、特大件运输几乎是无可代替；u 7、国防建设意义。、国防建设意义。水路运输的意义水路运输的意义(优势优势):弱点弱

3、点 1 1、水运的技术速度和商务速度比较低；、水运的技术速度和商务速度比较低；2 2、水运受自然条件的影响较大；、水运受自然条件的影响较大；3 3、水系目前还自成体系，河流间互不沟通，、水系目前还自成体系，河流间互不沟通，运输的连续性较差。运输的连续性较差。第一节第一节 水利资源的综合利用水利资源的综合利用 综合利用是我国水利建设的基本原则，也是内综合利用是我国水利建设的基本原则，也是内河航运建设的根本方针。水资源的综合利用就是要河航运建设的根本方针。水资源的综合利用就是要充分发挥水资源的作用，同时满足发电、航运、防充分发挥水资源的作用，同时满足发电、航运、防洪、灌溉、工业及民用供水渔业等各方

4、面的要求，洪、灌溉、工业及民用供水渔业等各方面的要求，以获得最大经济效益。以获得最大经济效益。 河流上筑坝蓄水，坝上游形成水库以后，不光河流上筑坝蓄水，坝上游形成水库以后，不光为水资源的利用创造了条件，河道扩宽、水深增加，为水资源的利用创造了条件，河道扩宽、水深增加，可大大改善航运条件。可大大改善航运条件。一、水库的特征一、水库的特征 （一）水库的特征水位：（一）水库的特征水位： 水库是调节河川径流的主要工程措施。表征水库的主要特征水库是调节河川径流的主要工程措施。表征水库的主要特征是水库的面积和容积。是水库的面积和容积。 在一般情况下，水库的面积和容积越大，其径流调节能力越在一般情况下，水库

5、的面积和容积越大，其径流调节能力越强，通航保证率越高，综合利用的经济效益也越大。一个综合利强，通航保证率越高，综合利用的经济效益也越大。一个综合利用的渠化工程水库的水位和相应的库容如用的渠化工程水库的水位和相应的库容如图图5 51 1所示。所示。 1、死水位：、死水位：在正常运用情况下，允许水库消落的最低水位在正常运用情况下，允许水库消落的最低水位叫死水位。该水位以下的水库容积称为死库容。叫死水位。该水位以下的水库容积称为死库容。 2、正常蓄水位：、正常蓄水位：在正常运用情况下，为满足兴利要求，水在正常运用情况下，为满足兴利要求，水库应蓄到的水位。正常蓄水位至死水位之间的深度，称为消落深库应蓄

6、到的水位。正常蓄水位至死水位之间的深度，称为消落深度。正常蓄水位至死水位之间的库容称为兴利库容（或称调节库度。正常蓄水位至死水位之间的库容称为兴利库容（或称调节库容）。容）。 3防洪特征水位：防洪特征水位：是指水库各项防洪水位的总称。包括校核洪是指水库各项防洪水位的总称。包括校核洪水位、设计洪水位、防洪高水位和防洪限制水位等。水位、设计洪水位、防洪高水位和防洪限制水位等。 （1）校核洪水位是遇到校核标准洪水时，坝前达到的最高水位。）校核洪水位是遇到校核标准洪水时，坝前达到的最高水位。 （2）设计洪水位是遇到大坝的设计标准洪水时，泄洪建筑物闸门）设计洪水位是遇到大坝的设计标准洪水时，泄洪建筑物闸

7、门全开，坝前达到的最高水位。全开，坝前达到的最高水位。 （3）防洪高水位是遇到下游防护对象的设计标准洪水位时，水库）防洪高水位是遇到下游防护对象的设计标准洪水位时，水库按下游安全泄量放水，坝前达到的最高水位。按下游安全泄量放水，坝前达到的最高水位。 （4）防洪限制水位是水库在汛期蓄水的上限水位。防洪限制水位）防洪限制水位是水库在汛期蓄水的上限水位。防洪限制水位至防洪高水位之间的库容称为防洪库容。防洪限制水位至校核洪水至防洪高水位之间的库容称为防洪库容。防洪限制水位至校核洪水之间的库容称为调洪库容。之间的库容称为调洪库容。 4 通航水位通航水位：是指能保证水库正常通航的水位是指能保证水库正常通航

8、的水位。 （二）二） 水库的水文情势水库的水文情势 水库的水文情势是指水库多年的水文要素（如水位、水温、流速、水库的水文情势是指水库多年的水文要素（如水位、水温、流速、泥沙、波浪及水化学成分等）情况，水文情势变化将带来以下影响。泥沙、波浪及水化学成分等）情况，水文情势变化将带来以下影响。 1 1 水量损失水量损失蒸发和泄漏。蒸发和泄漏。 2 2 水库淤积和坝下冲刷水库淤积和坝下冲刷泥沙和势能影响。泥沙和势能影响。 3 3 波浪波浪风力对宽阔水域影响。风力对宽阔水域影响。 4 4 水温及冰情水温及冰情热能互换、冰冻影响。热能互换、冰冻影响。 5 5 水质的变化水质的变化污染。污染。 葛洲坝和三峡

9、影响葛洲坝和三峡影响（气候、洪水、环境、水质等）学会用专业（气候、洪水、环境、水质等）学会用专业知识去解释自然现象知识去解释自然现象。 （三）径流调节的基本概念：（三）径流调节的基本概念： 按照用水部门的需要，借助专门的建筑物（主要是按照用水部门的需要，借助专门的建筑物（主要是拦河筑坝形成水库）将河川径流加以控制和重新分配，拦河筑坝形成水库）将河川径流加以控制和重新分配，这一过程称为径流调节。即将汛期多余水量暂时拦蓄在这一过程称为径流调节。即将汛期多余水量暂时拦蓄在水库中，而在枯水期泄放以补充河川径流的不足。水库中，而在枯水期泄放以补充河川径流的不足。 水库由放空到蓄满再放空所需时间称为水库的

10、蓄泄水库由放空到蓄满再放空所需时间称为水库的蓄泄周期（调节周期）。径流调节按调节周期的长短，可以周期（调节周期）。径流调节按调节周期的长短，可以分为日调节、年调节和多年调节等。分为日调节、年调节和多年调节等。 1日调节：为适应水电站调峰的需要，将一天均匀日调节：为适应水电站调峰的需要，将一天均匀的来水过程（洪水期除外）改变为不均匀的用水过程，的来水过程（洪水期除外）改变为不均匀的用水过程，其周期为一昼夜，称为日调节。其周期为一昼夜，称为日调节。 2年调节：利用水库的调节作用，把一年内洪水期年调节：利用水库的调节作用，把一年内洪水期多余水量的一部分或全部拦蓄于水库中供枯水期使用，多余水量的一部分

11、或全部拦蓄于水库中供枯水期使用，其调节周期为一年，称为年调节其调节周期为一年，称为年调节（图（图5-2）。 3多年调节：将河流中丰水年的多余水量拦蓄在水多年调节：将河流中丰水年的多余水量拦蓄在水库中，以补充若干连续的枯水年的水量不足，其周期较库中，以补充若干连续的枯水年的水量不足，其周期较长，称为多年调节（但水库不经济）长，称为多年调节（但水库不经济）。 二、水电站的基本概念二、水电站的基本概念 水力发电基本原理水力发电基本原理借助水力机械将水流的势借助水力机械将水流的势能转变成机械能，再通过发电机把机械能转变为电能。能转变成机械能，再通过发电机把机械能转变为电能。水电水电清洁能源。清洁能源。

12、 利用水工建筑物及有关的机电设备使水流的势能利用水工建筑物及有关的机电设备使水流的势能变为电能的工程，称为水电工程。变为电能的工程，称为水电工程。 （一）（一） 水电站的出力计算：水电站的出力计算： 水电站的规模一般由电站的发电能力决定。水水电站的规模一般由电站的发电能力决定。水电站的发电能力取决于水流所做的功的大小。当流电站的发电能力取决于水流所做的功的大小。当流量量Q Q（m m3 3/s/s）的水体落下一个高度）的水体落下一个高度H H（m m）时，其所做）时，其所做功的功率等于：功的功率等于： N=QHN=QH（kWkW） （5-15-1） 由于水电站的水轮机、发电机以及输配电设备由于

13、水电站的水轮机、发电机以及输配电设备中均有功率的损耗，实际上发出的电的功率（称为中均有功率的损耗，实际上发出的电的功率（称为有效功率）要比理论功率小：有效功率）要比理论功率小： N N有效有效=QH (5-2) =QH (5-2) 在工程规划设计中，式（在工程规划设计中，式（5-2）通常简化为：）通常简化为： N有效有效=AQH （5-3） 式中：式中：A出力系数。出力系数。 根据水电站的保证率，在流量历时曲线上查得相应根据水电站的保证率，在流量历时曲线上查得相应的流量的流量,可得到水电站的保证出力。即：可得到水电站的保证出力。即： N保证保证=A Q保证保证H（KW） （5-4） （二）（二

14、） 水电站的开发方式及主要建筑物水电站的开发方式及主要建筑物 利用水工建筑物和相应的机电设备产生电能利用水工建筑物和相应的机电设备产生电能的方式有多种多样，而其中最主要的开发方式的方式有多种多样，而其中最主要的开发方式有壅（抬）水式、引水式和混合式三种。有壅（抬）水式、引水式和混合式三种。 1.1.壅（抬）水式电站，壅（抬）水式电站，又可分为河床式、坝又可分为河床式、坝后式和坝内式三种布置型式。后式和坝内式三种布置型式。 （1 1）河床式：水电站厂房建筑在河床内，厂房与坝）河床式：水电站厂房建筑在河床内，厂房与坝并列或成某一交角共同起挡水作用并列或成某一交角共同起挡水作用（图（图5-35-3）

15、。 适用范围：宽阔河道，水头不高电站。适用范围：宽阔河道，水头不高电站。 （2 2）坝后式：水电站厂房位于坝后，库中水流通过）坝后式：水电站厂房位于坝后，库中水流通过坝内输水管道引入坝后厂房坝内输水管道引入坝后厂房（图（图5-55-5）。 适用范围：河床断面狭窄，下泄流量较大电站。适用范围：河床断面狭窄，下泄流量较大电站。 （3 3）坝内式：水电站厂房位于坝内）坝内式：水电站厂房位于坝内（图（图5-65-6）；这类；这类电站多用于水头较高河谷狭窄情况，但拦河坝坝体结构电站多用于水头较高河谷狭窄情况，但拦河坝坝体结构复杂，地形、地质条件外，一般多不采用。复杂，地形、地质条件外，一般多不采用。 2

16、.2.引水式电站：引水式电站：引水式电站是利用引水建筑引水式电站是利用引水建筑物集中落差来获得发电水头物集中落差来获得发电水头（图（图5-75-7）。 3.3.混合式水电站：混合式水电站：混合式水电站是壅（抬）混合式水电站是壅（抬）水式和引水式电站两者的综合水式和引水式电站两者的综合（图（图5-85-8）。 当上游河床平坦，有修筑水库的条件，而下当上游河床平坦，有修筑水库的条件，而下游河床坡度较陡，修建不长的引水建筑物可获得游河床坡度较陡，修建不长的引水建筑物可获得较大水头时，才宜建造混合式水电站。较大水头时，才宜建造混合式水电站。 （三）水电站的工作特点及装机容量（三）水电站的工作特点及装机

17、容量 1、水电站的工作特点、水电站的工作特点 （1）出力多变，保证率较低）出力多变，保证率较低 （2）机组启动和停机迅速，负荷增减方便）机组启动和停机迅速，负荷增减方便 （3）土建投资比重大，机电投资比重小）土建投资比重大，机电投资比重小 2、水电站的装机容量、水电站的装机容量 水电站的装机容量是指电站全部机组满载运行时水电站的装机容量是指电站全部机组满载运行时的总额定的总额定 容量，即水电站全部水轮发电机组的总生容量，即水电站全部水轮发电机组的总生产能力。产能力。 三、农田水利工程三、农田水利工程 （一）农田水利工程的一般概念（一）农田水利工程的一般概念 1 1、农作物对水分的要求、农作物对

18、水分的要求 2 2、调节农田水份状况的措施、调节农田水份状况的措施 3 3、农田水利工程的组成、农田水利工程的组成 对于干旱地区，农田水利工程主要包括渠道工程、对于干旱地区，农田水利工程主要包括渠道工程、输水及配水渠系、田间灌溉调节网、排水系统及容泄输水及配水渠系、田间灌溉调节网、排水系统及容泄区等（区等（图图5-95-9）。 （二）丘陵山区的农田水利工程（二）丘陵山区的农田水利工程 对于丘陵山区，由于地形起伏，峰谷交错，对于丘陵山区，由于地形起伏，峰谷交错，易洪易旱，农田水利措施往往从易洪易旱，农田水利措施往往从“治山、治水、治山、治水、治土治土”相结合的原则出发，实行外河取水和拦蓄相结合的

19、原则出发，实行外河取水和拦蓄地面径流相结合，引水灌溉与水土保持相结合的地面径流相结合，引水灌溉与水土保持相结合的方法。方法。图图5-105-10所示的长藤结瓜式水利系统。所示的长藤结瓜式水利系统。 （三）喷灌和滴灌工程（三）喷灌和滴灌工程 平原平原喷管；丘陵山区喷管；丘陵山区滴灌。滴灌。四、城镇供水工程四、城镇供水工程 城镇供水工程是城镇公用设施的一个组成城镇供水工程是城镇公用设施的一个组成部分，其任务是向工矿企业和城镇居民提供生部分，其任务是向工矿企业和城镇居民提供生产和生活用水。一般要求给水工程的保证率在产和生活用水。一般要求给水工程的保证率在95%95%以上。给水工程一般由取水建筑物、净

20、化以上。给水工程一般由取水建筑物、净化系统和输配水系统三部份组成（系统和输配水系统三部份组成（图图5-115-11）。）。 第二节第二节 河流渠化的类型及特点河流渠化的类型及特点 一一 、河流渠化的作用、河流渠化的作用 1 1、定义：河流渠化、定义：河流渠化 在天然河流上修建一系列的闸坝，利用闸在天然河流上修建一系列的闸坝，利用闸坝的壅水作用，抬高上游河段水位来增加河道坝的壅水作用，抬高上游河段水位来增加河道的通航水深和宽度，然后利用通航建筑物来克的通航水深和宽度，然后利用通航建筑物来克服建坝所形成的集中水位落差，以保证船舶安服建坝所形成的集中水位落差，以保证船舶安全过坝，维持航道的连续性。全

21、过坝，维持航道的连续性。 2 2、河流渠化的作用、河流渠化的作用 河流渠化后，上游形成了宽广的水库，淹没了上游河流渠化后，上游形成了宽广的水库，淹没了上游滩险、急弯，较大幅度地增加了航道尺度，使通航水深滩险、急弯，较大幅度地增加了航道尺度，使通航水深不再受天然流量大小的控制；库区流速减小，有利于船不再受天然流量大小的控制；库区流速减小，有利于船舶的航行，提高了航道通过能力；提高了船只的载重量，舶的航行，提高了航道通过能力；提高了船只的载重量，相应也降低了运输成本；此外，河流渠化同水资源的综相应也降低了运输成本；此外，河流渠化同水资源的综合利用相结合，还能满足灌溉、发电、防洪、城镇共水、合利用相

22、结合，还能满足灌溉、发电、防洪、城镇共水、渔业等需要，促进流域经济的发展，从而获得最大的经渔业等需要，促进流域经济的发展，从而获得最大的经济效益。济效益。图512 大坝上游图513 大坝下游二、河流渠化的类型二、河流渠化的类型 （一）按是否连续分：（一）按是否连续分： 1 1、连续渠化、连续渠化 沿整条河流建造一系列闸坝，将整条河流划分成若干河段沿整条河流建造一系列闸坝，将整条河流划分成若干河段（称为渠化河段），下级闸坝的回水与上级闸坝尾水相衔接，（称为渠化河段），下级闸坝的回水与上级闸坝尾水相衔接，并满足通航水深要求，从而使整条河流成为彼此连接的渠化河并满足通航水深要求，从而使整条河流成为彼

23、此连接的渠化河段，称连续渠化。段，称连续渠化。 2 2、局部渠化、局部渠化 指渠化仅在局部河段进行；或在相当长的区间河段进行，指渠化仅在局部河段进行；或在相当长的区间河段进行，但下一级闸坝的回水与上级闸坝尚有一段距离，渠化河段之间但下一级闸坝的回水与上级闸坝尚有一段距离，渠化河段之间有一段天然河段，各个渠化河段互不连接。有一段天然河段，各个渠化河段互不连接。嘉陵江干流(广元-重庆)规划梯级纵剖面示意图150740750 元广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李家嘴东 528口河560.5溪苍362.0

24、536346.0中阆550489500南323.8部 450西296.0424.3口河南260.7321市充395.5400蓬287.4安 350305上码头青居 288.3青248.2居300头码下上255.8 西寨关250上东关寨200250300350450400500458.001水东坝亭子口亭子口2李家嘴468.006红岩子5 3溪373.00苍4沙溪场364.00金银台352.00336.00309.007新 政场8金溪324.0011269.009马回292.50 10凤仪场280.00小龙门12 居262.50青248.501716街井嘉陵江干流(广元-重庆)规划梯级纵剖面示意

25、图四川省交通厅内河勘测规划设计院观音水200230.5 烈渡面下寨关东197.4石 沱盘184.6武214.0胜 167.4中208.4心 154151137150帽黄沱利199.5泽 图 名100103.195渠咀河合187.0川 口6558澄镇江北173.5碚 5012沙坪坝162.50市庆重159.5号图150（公里）（米）地 名距河口里程水面高程3、本图系在嘉陵江苍溪至合川段航道渠化工程规划报告附图基203.002、距河口里程系由四川省交通厅航运局规划组绘制的嘉陵江渠化梯1、水面高程系由四川省交通厅嘉陵江航道养护段1983年6月整理的础上，根据规划调整及工程实际情况修改绘制。 级纵剖面

26、图资料绘制。嘉陵江航行水尺零点高程成果换算而得。13关东 西224.00子14濠桐说明:15沱铜鼓泽利213.00子滩花黄168.00177.50187.33草200300250350400450(米)程高海长江渠化和规划：长江渠化和规划： 奚落渡奚落渡 向家坝向家坝 石棚石棚 朱杨溪朱杨溪 小南海小南海 三峡三峡 葛洲坝葛洲坝 （二）按水头大小分（二）按水头大小分 1、高坝渠化：、高坝渠化：主要用于多目标的综合开发河流，一主要用于多目标的综合开发河流，一般水头般水头H大于大于20m。 2、低坝渠化：、低坝渠化：主要用于改善航行条件为主的河流，主要用于改善航行条件为主的河流，一般水头一般水头H

27、小于小于20m。 高坝渠化多用于多目标开发的河流。从现在国内高坝渠化多用于多目标开发的河流。从现在国内外的发展趋势来看，多倾向于采用高坝渠化（充分外的发展趋势来看，多倾向于采用高坝渠化（充分发挥效益）。发挥效益）。三、河流渠化的影响三、河流渠化的影响 河流渠化后，表征河流特性的水文情势发生的根本变河流渠化后，表征河流特性的水文情势发生的根本变化，必将引起航行条件、水文条件、生态环境等变化，主化，必将引起航行条件、水文条件、生态环境等变化，主要有：要有： (1)(1)改善了河流航行条件，提高航道的通过能力。改善了河流航行条件，提高航道的通过能力。 (2)(2)库区内易形成较大的风浪同时易产生库岸

28、滑坡、库区内易形成较大的风浪同时易产生库岸滑坡、坍塌现象。坍塌现象。 (3)(3)库区和邻近地区的气候将受到一定的影响。库区和邻近地区的气候将受到一定的影响。 (4)(4)对渔业的发展和水质环境将产生一定的影响。对渔业的发展和水质环境将产生一定的影响。 (5)(5)将改变坝上下游泥沙的淤积规律，对河床演变有将改变坝上下游泥沙的淤积规律，对河床演变有一定影响。一定影响。图514 高峡出平湖思考题o 1、水电站的主要开发方式有几种？每一种的主要特点如何？o 2、水电开发与河流梯级渠化的关系？o 3、什么是防洪特征水位？ o 4、什么是通航水位？它与水库特征水位的关系是什么？第三节第三节 河流渠化工

29、程规划河流渠化工程规划 一、渠化工程规划的内容与原则：一、渠化工程规划的内容与原则： 渠化工程规划内容：渠化工程规划内容： 1.渠化河流航道等级的拟定；渠化河流航道等级的拟定； 2.渠化枢纽坝址的选择及梯级布置方案的拟定；渠化枢纽坝址的选择及梯级布置方案的拟定； 3.枢纽的平面布置及其主要技术经济指标的计算；枢纽的平面布置及其主要技术经济指标的计算； 4.进行梯级布置方案的比较及开发程序的确定；进行梯级布置方案的比较及开发程序的确定； 5.水位衔接以及影响因素。水位衔接以及影响因素。 （由各部门共同参与进行）（由各部门共同参与进行） 应遵循的基本原则：应遵循的基本原则： 1 1、综合利用、全面

30、规划、综合利用、全面规划 2 2、因地制宜、综合治理、因地制宜、综合治理 3 3、统一标准、水运成网、统一标准、水运成网 4 4、远近结合、平战结合、远近结合、平战结合 5 5、技术先进、经济合理、技术先进、经济合理二、渠化工程规划的方法二、渠化工程规划的方法 1、拟定河流的航道等级（水深、拟定河流的航道等级（水深航宽航宽弯曲半径）弯曲半径） 其目的就是使干流和支流达到统一的航道标准，形成内河其目的就是使干流和支流达到统一的航道标准，形成内河航道网，目前我国的航道网，目前我国的内河通航标准内河通航标准将航道分成将航道分成级。级。（实例：乌江彭水、银盘船闸（实例：乌江彭水、银盘船闸;小南海航运资

31、源）小南海航运资源） 表表1-3-1 内河航道等级内河航道等级长江渠化和规划：长江渠化和规划： 奚落渡奚落渡 向家坝向家坝 石棚石棚 朱杨溪朱杨溪 小南海小南海 三峡三峡 葛洲坝葛洲坝 2、渠化枢纽坝址选择及梯级布置、渠化枢纽坝址选择及梯级布置 一般情况下，坝址选择应考虑以下一些因素：一般情况下，坝址选择应考虑以下一些因素： （1）必须贯彻综合利用的原则）必须贯彻综合利用的原则 （2）枢纽位置应选在开阔的河段上）枢纽位置应选在开阔的河段上 （3）坝址宜选在河岸高程较高、水深较浅的地方）坝址宜选在河岸高程较高、水深较浅的地方 （4）尽可能选在顺直的河段上）尽可能选在顺直的河段上 （5）尽可能选在

32、地质条件良好的河段上）尽可能选在地质条件良好的河段上 （6）应尽可能减少淹没损失）应尽可能减少淹没损失 （7）坝址附近应具有丰富的建材）坝址附近应具有丰富的建材 渠化梯级时，应注意以下一些基本要求：渠化梯级时，应注意以下一些基本要求： （1）梯级方案必须满足航运的要求，一般应做到：）梯级方案必须满足航运的要求，一般应做到： 各梯级水位衔接，或满足最小水深的要求；各梯级水位衔接，或满足最小水深的要求； 梯级之间的通航时间应大于船舶（队）过闸时间梯级之间的通航时间应大于船舶（队）过闸时间 梯级上下游应有足够长的梯级上下游应有足够长的顺直段顺直段和水域面积；和水域面积； 梯级应布置在支流河口或分汊河

33、口的下游；梯级应布置在支流河口或分汊河口的下游； 梯级应尽量选在滩险的下游。梯级应尽量选在滩险的下游。 （2）尽量减少淹没损失）尽量减少淹没损失 （3）充分发挥梯级的综合效益）充分发挥梯级的综合效益 3 3、枢纽平面布置及主要经济指标计算、枢纽平面布置及主要经济指标计算 技术上：布置须考虑满足通航要求；技术上：布置须考虑满足通航要求； 主要经济指标：船闸的通过能力；船闸的耗水量；主要经济指标：船闸的通过能力；船闸的耗水量；枢纽的主要工程量；主要工程材料；工程造价；淹没损枢纽的主要工程量；主要工程材料；工程造价；淹没损失。失。 4 4、梯级布置方案比较及开发程序、梯级布置方案比较及开发程序 在制

34、定梯级的开发程序时，应注意以下几个原则：在制定梯级的开发程序时，应注意以下几个原则： （1 1）梯级方案应突出综合效益，兼顾各方面利益，）梯级方案应突出综合效益，兼顾各方面利益， 取得各方支持；取得各方支持； （2 2）先期工程应选在要求迫切、碍航严重且起控制作）先期工程应选在要求迫切、碍航严重且起控制作用的河段；用的河段； （3 3）先建工程应对下一期工程无不利影响；）先建工程应对下一期工程无不利影响； （4 4）先建工程应施工工艺不复杂、施工条件较好的枢）先建工程应施工工艺不复杂、施工条件较好的枢纽；纽； （5 5）梯级开发的程序不应影响到工程的质量。）梯级开发的程序不应影响到工程的质量。

35、 思考题思考题o 1 1、渠化工程规划主要有哪些内容？、渠化工程规划主要有哪些内容？o 2 2、渠化工程规划的的主要要求？、渠化工程规划的的主要要求？o 3 3、科学规划与航运发展的关系？、科学规划与航运发展的关系？图51 水库的特征水位及其库容 图52 径流调节示意图形 水库蓄水水库供水图53 河床式水电站 图55 坝后式水电站 图56 坝内式水电站 图57 引水式水电站 1-大坝；2-引水管道；3-电站厂房 图5-8 混合式水电站 图59 灌溉排水系统示意图 图510 长藤结瓜水利系统示意图 图511 供水工程示意图 第六章第六章 通航建筑物通航建筑物 第一节第一节 通航建筑物的主要形式及

36、特点通航建筑物的主要形式及特点 第二节第二节 船闸的组成和类型船闸的组成和类型 第三节第三节 船闸的规模船闸的规模 第四节第四节 船闸在水利枢纽中的布置船闸在水利枢纽中的布置 第五节第五节 船闸输水系统船闸输水系统 第六节第六节 船闸的闸门、阀门船闸的闸门、阀门 第七节第七节 船闸结构形式及特点船闸结构形式及特点 第八节第八节 升船机的类型及其工作原理升船机的类型及其工作原理 第一节第一节 通航建筑物的主要形式及特点通航建筑物的主要形式及特点 一、船闸一、船闸 用水力直接提升船舶过坝的一种通航建筑物（用水力直接提升船舶过坝的一种通航建筑物（图图6-1、图图6-2）。）。 船闸组成船闸组成上下闸

37、首、闸门、闸室等挡水建筑物；上下闸首、闸门、闸室等挡水建筑物；能使闸室水位升降的输水系统。能使闸室水位升降的输水系统。 （图（图6-4） 二、升船机二、升船机 升船机升船机用机械的方法使船舶克服集中水位落差的用机械的方法使船舶克服集中水位落差的一种通航建筑物（一种通航建筑物（图图6-5，6-6）。）。 特点：特点： （1） 在运转时基本上不耗水，在水量不充沛的河流在运转时基本上不耗水，在水量不充沛的河流和运河上，建造升船机较为有利；和运河上，建造升船机较为有利； （2） 升船视的升降速度远较船闸闸室灌、泄水速度升船视的升降速度远较船闸闸室灌、泄水速度快，船舶通过升船机所需的时间较船舶通过船闸的

38、时间快，船舶通过升船机所需的时间较船舶通过船闸的时间要短；要短； (3) 在高水头通航建筑物中升船机的造价一般较小；在高水头通航建筑物中升船机的造价一般较小； (4) 机电设备是保证升船机安全运行的一个重要部分，升机电设备是保证升船机安全运行的一个重要部分，升船机的建造与安装要求有较高的设计与工艺水平。船机的建造与安装要求有较高的设计与工艺水平。 船闸与升船机的不同特点：船闸与升船机的不同特点：o （1）水力提升机械提升（也有水力提升）；）水力提升机械提升（也有水力提升）；o （2）船闸土建工程投资大升船机运行费高；）船闸土建工程投资大升船机运行费高；o （3）船闸设计成熟，使用可靠升船机数量

39、少，运行）船闸设计成熟，使用可靠升船机数量少，运行正常率还不高；正常率还不高；o （4）船闸耗水升船机基本不耗水；）船闸耗水升船机基本不耗水；o （5）船闸适应水头较小升船机适应水头较高。）船闸适应水头较小升船机适应水头较高。世界各国通航建筑物建设经验表明：世界各国通航建筑物建设经验表明： （1）水头在）水头在70m以上，宜建造升船机；以上，宜建造升船机； （2）40m水头以下，宜采用船闸；水头以下，宜采用船闸； （3）水头在）水头在4070m之间，应进行升船机与船闸之间，应进行升船机与船闸方案的比选；方案的比选； 第二节 船闸的组成和类型 一、船闸的工作原理一、船闸的工作原理 （图图） 二、

40、船闸的类型二、船闸的类型 根据船闸不同的特征，如闸室数目、位置、功能、根据船闸不同的特征，如闸室数目、位置、功能、输水型式、结构型式及闸门型式等等，可以分为不同的输水型式、结构型式及闸门型式等等，可以分为不同的类型：类型： 1） 内河船闸和海船闸内河船闸和海船闸 内河船闸：建设在内陆河流及人工运河上。内河船闸：建设在内陆河流及人工运河上。 特点：特点：平面尺度相对较小，多承受单向水头。平面尺度相对较小，多承受单向水头。 海船闸：海船闸：建设在封闭式海港港池口门、海运河及建设在封闭式海港港池口门、海运河及入海河口。入海河口。 特点：特点：平面尺度大、槛上水深大、多承受双向水平面尺度大、槛上水深大

41、、多承受双向水头，无上、下闸首之分。头，无上、下闸首之分。 单级船闸单级船闸沿船闸纵向只有一个闸室的船闸。沿船闸纵向只有一个闸室的船闸。 特点：特点： （1）过闸时间短，通过能力大；）过闸时间短，通过能力大； （2）运行管理方便（建筑物及设备集中）；）运行管理方便（建筑物及设备集中）； （3）闸、阀门及起闭机械少，可靠性高；）闸、阀门及起闭机械少，可靠性高； （4）占地少，便于布置（直线长度小）占地少，便于布置（直线长度小） （5）耗水多，结构复杂，对地质条件要求高（水头高）耗水多，结构复杂，对地质条件要求高（水头高） （6）对输水系统要求高。）对输水系统要求高。2） 单级船闸与多级船闸单级船

42、闸与多级船闸带中间闸首的船闸带中间闸首的船闸 特点：特点： 能适应于单船或船队或不同数量的船舶迅速通过闸能适应于单船或船队或不同数量的船舶迅速通过闸室，节省了过闸时间，减少耗水，提高船闸通过能力。室，节省了过闸时间，减少耗水，提高船闸通过能力。o 图图6-11 多级船闸多级船闸 沿闸室轴线方向布置两个及两个以上闸室的船闸。沿闸室轴线方向布置两个及两个以上闸室的船闸。 主要有：主要有： 中间渠道多级和连续多级船闸。中间渠道多级和连续多级船闸。 图图6-12连续四级船闸；连续四级船闸； 图图6-13三峡连续五级双线船闸。三峡连续五级双线船闸。 连续多级船闸连续多级船闸能克服较大的水位落差，但船能克

43、服较大的水位落差，但船舶过闸时间长，通过能力小。舶过闸时间长，通过能力小。 中间渠道多级船闸中间渠道多级船闸纵向两个闸室或多个闸室纵向两个闸室或多个闸室之间，设有供船舶会让的中间渠道，可提高船闸通过能之间，设有供船舶会让的中间渠道，可提高船闸通过能力和运行保证率。但是受地形、地质等条件等条件限制力和运行保证率。但是受地形、地质等条件等条件限制 (图图 6-14)。3） 单线船闸与多线船闸单线船闸与多线船闸 多线船闸多线船闸沿横向（闸门轴线方向）有两线或沿横向（闸门轴线方向）有两线或 两线以上闸室的船闸两线以上闸室的船闸(图图6-15)。 m3.5，采用集中输水系统；，采用集中输水系统； m2.

44、5，采用分散输水系统；，采用分散输水系统； m=2.53.5，应进行技术经济论证，参照类，应进行技术经济论证，参照类似工程选定。似工程选定。 5）其它类型的船闸）其它类型的船闸 根据船闸使用特点：有广室船闸，井式船闸、省水船闸、根据船闸使用特点：有广室船闸，井式船闸、省水船闸、带调节水池船闸等类型。带调节水池船闸等类型。 广室（箱）船闸广室（箱）船闸 闸首口门宽度小于闸室宽度的船闸，即为广室（箱）船闸。闸首口门宽度小于闸室宽度的船闸，即为广室（箱）船闸。可分三种型式：可分三种型式： （1）对称式：口门轴线与闸室轴线重合；）对称式：口门轴线与闸室轴线重合； （2）反对称式：口门轴线分别位于闸室轴

45、线的两侧；）反对称式：口门轴线分别位于闸室轴线的两侧； （3）锁式：口门轴线位于闸室轴线的同一侧。适用于特殊）锁式：口门轴线位于闸室轴线的同一侧。适用于特殊地形。地形。 井式船闸井式船闸 当船闸水头较高，地基条件较好时，为减小下游闸当船闸水头较高，地基条件较好时，为减小下游闸门的高度，在下闸首的上部建造一道横向胸墙，过闸船门的高度，在下闸首的上部建造一道横向胸墙，过闸船舶从胸墙下面进出闸室，这种船闸称为井式船闸舶从胸墙下面进出闸室，这种船闸称为井式船闸( (图图6-6-1717) )。 省水船闸省水船闸 在闸室的一侧或两侧设置蓄水池以节省用水（在闸室的一侧或两侧设置蓄水池以节省用水（图图6-1

46、6-a6-16-a、图图6-16-b 6-16-b ）。）。 带调节水池船闸带调节水池船闸调节水池溢水廊道补水廊道三、船闸的引航道三、船闸的引航道 (图图6-18) 作用：作用： （1）保证船舶安全、顺利地进出船闸；）保证船舶安全、顺利地进出船闸； （2）供等待过闸的船舶安全停泊；）供等待过闸的船舶安全停泊； （3）使进出闸船舶能交错避让。）使进出闸船舶能交错避让。 要求：要求： （1）足够的水深及相应的平面尺度和形状；）足够的水深及相应的平面尺度和形状； （2）良好的掩护及水流条件。）良好的掩护及水流条件。 单线船闸引航道平面布置单线船闸引航道平面布置 对称型对称型 反对称型反对称型 不对称

47、型不对称型 (图图6-19)引航道型式引航道型式 （1）对称型引航道的轴线与船闸轴线重合）对称型引航道的轴线与船闸轴线重合(图图6-19a)，根据引航道宽度又分全对称式和半对称式。，根据引航道宽度又分全对称式和半对称式。 （2）反对称型引航道是上、下游引航道向不同的岸）反对称型引航道是上、下游引航道向不同的岸侧拓宽侧拓宽(图图6-19b)。这类引航道对单向过闸较为有利。这类引航道对单向过闸较为有利。 （3）不对称型引航道是上、下游引航道向同一岸侧）不对称型引航道是上、下游引航道向同一岸侧拓宽，一个方向的船舶进出闸都是直线，另一个方向的拓宽，一个方向的船舶进出闸都是直线，另一个方向的船舶进出闸沿

48、曲线行驶船舶进出闸沿曲线行驶(图图6-19c)。四、船闸的组成四、船闸的组成 船闸主要由闸室、闸首和引航道等三个基本部分及相船闸主要由闸室、闸首和引航道等三个基本部分及相应的设备所组成应的设备所组成(图图6-7、图图6-8、图图6-9)。 (1) 闸室：指船闸上、下闸首和两侧闸室墙环绕而形成闸室：指船闸上、下闸首和两侧闸室墙环绕而形成的空间。的空间。 作用是供船舶停泊使用。为了保障过闸船舶的稳定停泊作用是供船舶停泊使用。为了保障过闸船舶的稳定停泊和安全升降，沿闸室墙设有系船设备和辅助设备。和安全升降，沿闸室墙设有系船设备和辅助设备。 （2 2）闸首：是将闸室与上下游引航道隔开的挡水建筑）闸首：

49、是将闸室与上下游引航道隔开的挡水建筑物。分上、中、下闸首，在闸首布置有闸门、输水系统、物。分上、中、下闸首，在闸首布置有闸门、输水系统、闸阀门等起闭机械等设备。闸阀门等起闭机械等设备。 作用：挡水和灌泄水。作用：挡水和灌泄水。 （3 3）引航道：是连接闸首与主航道的一段航道。分上、）引航道：是连接闸首与主航道的一段航道。分上、下引航道，引航道内有导航建筑物及靠船建筑物。下引航道，引航道内有导航建筑物及靠船建筑物。 作用：引导船舶迅速、安全地进出闸室。作用：引导船舶迅速、安全地进出闸室。第三节第三节 船闸的规模船闸的规模 一、船闸基本尺度一、船闸基本尺度 船闸基本尺度是指闸室有效长度、闸室有效宽

50、度船闸基本尺度是指闸室有效长度、闸室有效宽度及门槛水深及门槛水深 ( (图图6-206-20) )。1 1、 闸室有效长度闸室有效长度 船舶过闸时，闸室内可供船舶安全停泊的长度。船舶过闸时，闸室内可供船舶安全停泊的长度。 （图示）（图示）闸室有效长度计算：闸室有效长度计算： LX=lc+lf 式中：式中： Lx 闸室有效长度（闸室有效长度（m）；）； Lc 设计最大过闸船队长度（设计最大过闸船队长度（m）；）； Lf 富裕长度（富裕长度（m）；）；2 2、闸室有效宽度、闸室有效宽度 闸室内两侧墙面最突出部分之间的最小距离。闸室内两侧墙面最突出部分之间的最小距离。 斜坡式闸室斜坡式闸室: :有效