1、航道工程学Waterway Engineering主讲：郑艳娜上节回顾1水流动力轴线2深泓线3通航保证率 定义： 天数/ 天数 通航通航 天数/ 全年全年 天数 作用 ：确定航道 水位 确定航道 最低通航最低通航 水位4航道基本尺度： 、 、 及 。 水深、宽度、最小弯曲半径及净空水深、宽度、最小弯曲半径及净空 。 通航条件：1）航道尺度 2）水流条件（V、J）5 航道标准尺度包括哪些，如何计算 航道标准水深：设计船型标准吃水+富裕水深 航道标准宽度：航迹线宽度+富裕宽度 航道最小弯曲半径：船长 航道净空高度&净空宽度6 航道断面系数= 断面面积/ 断面面积 7 航道水流条件 纵向流速 横流流
2、速 环流流速标准吃水）船中浸水横断面面积（计最低通航水位）航道过水断面面积（设AA航道整治工程n整治依据整治依据：航道整治应根据河床演变的趋势，把冲淤导向有利的方向。航道整治工程应符合河床演变规律及河流动力学原理，统筹兼顾，进行科学规划，应根据不同河势及特性，采取相应的整治原则及措施。n设计内容设计内容：整治线的设计与整治断面设计是航道整治工程最基本也重要的设计内容，本章系统阐述了整治线的布置原则与各整治参数的计算方法。n工程措施工程措施：整治线与整治参数要通过整治建筑物实现，本章介绍了主要整治建筑物的特性、作用与结构型式。根据平原河流、山区河流不同的水流特性，分别介绍了不同河道一般存在的碍航
3、滩险特征、相应的整治工程措施及水力计算方法。第一节 概述1.河床冲淤变化的根本原因，在于水流输沙能力与来沙量的不平衡。2.“优良河段”特征：q枯水期水流集中于一个河槽而不分流； q河岸的曲度均匀而不过大，两个相邻的弯曲河段之间的直线过渡段不太长，主流没有急弯； q深槽与过渡段的高程相差不大； q水面的比降沿程均匀； q枯水期过渡段的过水断面较为对称； q边滩发育完整，高程较高且相对稳定； q枯水时期深槽的宽度稍大于过渡段的宽度。第一节 概述3.航道整治是根据河床演变的趋势，把冲淤导向有利的方向。）掌握规律：掌握规律：航道整治工程应符合河床演变规律及河流动力学原理，统筹兼顾，进行科学规划；）因地
4、制宜因地制宜：应根据不同河势及特性，采取相应的整治原则及措施： 山区河流航道整治；平原河流航道整治。 ）分清主次：分清主次：同的滩势（浅、急、险）及碍航性质，有针对性地指定整治措施。 ）全面考虑：全面考虑：应考虑对已建、 在建或将建的同河段的水利枢纽工程可能造成影响。第二节 整治线设计与布置 1整治线：是指在整治工程设计流量下，在水面处所设计的稳定河槽的外形。 图3-1 整治线与航道第二节 整治线设计与布置2.整治线的设计(1)确定整治线的位置与岸线之间的关系；(2)了解整治线范围内及边缘的水流泥沙特性；(3)确定整治线的水位与整治线宽度。第二节 整治线设计与布置3整治线布置原则：1）整治线的
5、起点和终点应以稳定深槽的主导河为依托。 图3-2 整治线过渡位置第二节 整治线设计与布置3 整治线布置原则：2）整治线一般应与枯水河槽相适应 图3-3 整治线与流向关系第二节 整治线设计与布置3 整治线布置原则：3）整治线一般应通过浅滩上的最大流速区4）有支流或溪沟汇入的口门不宜布置整治线 。5）全面考虑两岸工农业需要和防洪要求。第二节 整治线设计与布置4 整治线轮廓的确定n整治线的轴线应当做成 平缓相连的曲线。n曲线的弯曲半径和直线段的长度与该河流来水来沙及其过程、河床地质、河岸组成有关。不同的水文、泥沙、地质条件形成自身稳定的河形。n在一般情况下， 当浅滩河段的来沙量多时，可采用R4B，反
6、之采用R5B； 第二节 整治线设计与布置4 整治线轮廓的确定n对特殊河形按其自身规律选取； n当切除凸嘴，改善航行条件时，可采用R(2-3)B，直线段长度取L(1-3)B。澜沧江阿达箐滩第三节 整治断面设计一 设计水位1. 设计水位包括最低通航水位和最高通航水位，是计算标准船队（舶）正常通航天数的依据。 图3-4 正常通航期示意图第三节 整治断面设计2.浅滩上的设计水位推求：先推求与该滩有直接关系的水文站的设计水位，再相关到浅滩上。3.浅滩上的设计水位推求方法）浅滩临时水尺设计最低通航水位推求方法水位相关法 图3-5 水位相关图 第三节 整治断面设计比降插入法比降均匀插入法 图3-6 比降均匀
7、插入法示意图图3-7 比降不均匀插入法示意图比降不均匀插入法 第三节 整治断面设计瞬时水位法：观测一段时间的水位，算出浅滩与基本站同时的落差关系，即可求出浅滩设计水位。niilislsZZnZZ1)(1第三节 整治断面设计）浅滩临时水尺设计最高通航水位推求 洪水期水位资料）浅滩上各断面设计水位的推求 基准：临时水尺断面设计水位 方法：相关方法；瞬时水面法第三节 整治断面设计二 整治水位1.定义：指与整治建筑物头部齐平的水位。2.经验方法q根据各河流整治比较成功的经验数据确定，通常是设计水位1m整治水位。 q选择该河优良河段的边滩高程作为整治水位。 q采用多年平均水位或多年平均流量时的水位,此水
8、位接近于平滩（边滩）水位。第三节 整治断面设计3.造床流量法 造床流量：造床作用与多年流量过程的综合造床作用相当的流量。 与造床强度（输沙率）和历时相关。 第三节 整治断面设计Z-P、Z-V、Z- v4P关系曲线QPJQm关系曲线苏联马卡维也夫 床沙输沙率关系：GQmJ第三节 整治断面设计 第一造床流量 ：多年平均最大洪水流量，保证率为16。 第二造床流量：略大于多年平均流量，保证率为2445，对于束水归槽、冲刷浅滩，应取第二造床流量作为整治流量，其相应水位为整治水位。第三节 整治断面设计三 整治线宽度定义：指整治水位时的河面宽度。 图3-9整治线及其宽度示意图第三节 整治断面设计n整治线宽度
9、过宽，束水作用不明显；n整治线宽度过窄，将产生局部的过渡冲刷，引起下游河段的淤积，或流速过大使航行条件恶化。n整治线宽度确定了整治建筑物（丁坝）的长度， 由此影响着整治工程数量和工程投资的大小。 第三节 整治断面设计（一）经验方法 寻找与被整治浅滩具有相似的水文、泥沙及河床地质条件的优良河段（在浅滩上下游）。 优良河段断面图某河段B-H关系图第三节 整治断面设计（二）理论计算方法.水力学方法 （313） （314）联解： （315）此法认为：整治水位时整治前后的Q、n、J相同 （317）2/13/2)/1 (JHnv BHvQ 2/13/5JHnQB 3/52112HHBB第三节 整治断面设计
10、一般H2不知道，可根据航道要求水深t乘以改正系数1tH值的变化不大以后，当4/bB还小一些山区河流：平原河流：9 . 08 . 067. 1112tHBB第三节 整治断面设计图3-14 (Bb)相关曲线 第三节 整治断面设计2.输沙平衡方法 (3-19)(1)底沙造床为主沙莫夫推移质输沙率公式： （3-20）21ssGG BHdVVVVVkdGHHH4/1316/13/183. 3HdVVHH止动流速，用第三节 整治断面设计为了计算方便， (3-21)式中指数m的值可以由对数纸上的 的相关线确定 (3-22)（2) 悬沙造床为主mHHVVVV12111212YYtHQQBBHHVVVV13/4
11、11213/4211212tQHQBHQHQBB(3-25)第三节 整治断面设计（3）应用(3-22)和(3-25)式时，一般在以下几种情况应考虑流量的变化： 在非通航汊道内建坝或在分流段建挑流坝作为分流工程后，两汊的分流比会发生变化； 在通航汊道内建整治建筑物后，改变了汊道内的阻力，也会使两汊分流比发生变化； 在山区少沙河流上，坝体渗流较大，一部分流量从坝田流出，使整治线范围内的流量有所减少。 第三节 整治断面设计(三)、规范推荐的输沙平衡计算公式航道整治工程技术规范（JTJ285-90）推荐的输沙平衡方法计算公式的基本形式如下： (3-26)水深改正系数，一般在0.7-0.9之间选取； t
12、 整治水位下的航道边缘水深，t=航道标准水深+整治超高 K系数，一般取K1，在河床演变剧烈的复杂情况下，取K0.80.9 Y指数，稳定河床取Y1.67；以悬沙造床为主取Y1.33；以底沙造床为主取Y1.21.4YtHKBB112第三节 整治断面设计四 整治水位和整治线宽度的调整（一）调整原因、没有正确反映在水位的降落过程中水流对浅滩演变的作用。 、推导公式过程中的某些假定和简化与实际情况不符。、按计算公式求得的整治水位和整治线宽度，它们之间的最优组合不清楚。第三节 整治断面设计（二）调整方法1 滩形复杂、受壅水影响、汛后浅滩冲刷缓慢且枯水历时较短时，可适当提高整治水位或缩窄整治线宽度。2 浅滩
13、群的纵向流速沿程减小时，经验算后，可适当束窄出口段的整治线宽度。3 浅滩主要采用基建性疏浚提高航道水深，整治建筑物只起稳定挖槽的作用时，其整治水位可适当降低，或将整治线宽度适当加大。4 堵塞较长的下深槽沱口用以减弱横流的丁坝群，其末座丁坝可减低高度。小结n航道整治工程与河床演变n整治线布置原则n整治断面设计设计水位 通航最高设计水位&通航最低设计水位整治水位 经验法、造床流量法造床流量法整治线宽度 经验法、理论计算方法及规范推荐的计算公式理论计算方法及规范推荐的计算公式整治水位和整治线宽度的调整习题习题1某河段Q2JP流量关系曲线见下图，请说明该图所表达的含义，如对该河段浅滩进行航道整治，整治
14、水位如何选取。1 Q：流量；J：比降；P：频率；对应两个峰值为第一、第二造床流量第一造床流量：多年平均最大洪水流量，保证率为16。第二造床流量：略大于多年平均流量，保证率为24452 对于束水归槽、冲刷浅滩，应取第二造床流量作为整治流量，其相应水位为整治水位。 习题习题2 某浅滩整治水位对应流量为538m3/s，B1650m、H11.6m，假设整治前后Q不变，要求整治后整治水位时航深=2m，求相应的整治线宽度B2，已知床沙平均粒径为1mm。 smHdVH/414. 0081. 1*1 . 0*83. 36 . 1*001. 0*83. 383. 36/13/16/13/1smHBQV/517.
15、 06 . 1*6505381136. 5m2325. 1414. 0517. 0得查表由HVV336. 132.8804.118)36. 52(*1236. 5*1443)2(*12)1443(2mmYmtHQQBBYY9 .776195. 1*6500 . 2*7 . 06 . 1*0 . 1*650336. 11211221mtHQQBBYY36.555854. 0*6500 . 2*9 . 06 . 1*0 . 1*650336. 11211221第四节 主要整治建筑物的特性与作用整治建筑物作用： 束水、导流、导沙、固滩、护岸形式： 丁坝、顺坝、琐坝、洲头分流坝、洲尾导流坝及护岸等第四
16、节 主要整治建筑物的特性与作用 丁坝：最常用的整治建筑物形式：与河岸构成丁字形作用：横向阻水第四节 主要整治建筑物的特性与作用（一）丁坝对河道水流和泥沙的影响 1.非淹没丁坝和水流现象 收缩断面扩散断面回流区图3-16 丁坝前后水流现象 第四节 主要整治建筑物的特性与作用2.淹没丁坝的水流泥沙现象 束水作用大大降低，坝下回流区逐步消失，丁坝相当于堰流，水流漫过坝顶，形成跌水，在坝后产生横轴螺旋流。 造成环流，横向导沙，导沙部位与丁坝的方向密切相关；调整分汊河道的分流比，控制分流，淤高河滩，保护河岸或海塘；挑出主流以防顶冲河岸和堤防。 第四节 主要整治建筑物的特性与作用3.丁坝的方向q上挑下坝
17、q下挑丁坝 q正挑下坝图3-19 丁坝轴线与水流交角 上挑丁坝：n丁坝方向指向上游n坝头水流较紊乱，坝头冲刷坑较大n漫坝水流垂直漫过坝顶后偏向河心，以一定角度与航道中的水流汇合形成挤压水流，冲刷航道，而含沙量较多的底层水流，自河心向岸边运动，将泥沙导入坝田n坝后的螺旋流自坝头向坝根运动，上挑丁坝的坝田淤积效果较好。图3-18 淹没丁坝水流泥沙运动情况 下挑丁坝：n坝轴线与水流交角90，丁坝方向指向下游，n坝头水流较平顺，坝头冲刷坑小而浅。n漫坝水流漫过丁坝后偏向河岸，n这种情况下坝田岸边部位淤积较慢 图3-18 淹没丁坝水流泥沙运动情况 第四节 主要整治建筑物的特性与作用（二）丁坝群的布置n1
18、）每条丁坝只能控制一段河长，故一般都需要布置数条丁坝，形成丁坝群。n2）束流范围小，一条丁坝效果不够，主流往往绕过坝头按原来方向流动。 第四节 主要整治建筑物的特性与作用1. 对口丁坝n水流比较平顺，流态好，适合在流速较小的河流上应用 第四节 主要整治建筑物的特性与作用1.错口丁坝n水流绕过坝头比较迂回曲折，适合流速较大的山区河流。n小功率船舶为克服急流，可利用坝头下游回流区上行。 第四节 主要整治建筑物的特性与作用2.阶梯式丁坝 图3-21 等高丁坝与阶梯丁坝正面图第四节 主要整治建筑物的特性与作用图3-22 阶梯式丁坝系统附近的水流运动 第四节 主要整治建筑物的特性与作用3.其它形式（1）
19、短丁坝：第四节 主要整治建筑物的特性与作用（2）勾头丁坝：第四节 主要整治建筑物的特性与作用（2）勾头丁坝：第四节 主要整治建筑物的特性与作用坝头流速可减少20左右 勾长比的增加减少了坝头最大的冲刷坑深度 勾长比的增加，坝后冲刷范围减少 图3-24 冲刷范围与DL的变化关系 图3-23 DL与hohL的变化关系 第四节 主要整治建筑物的特性与作用二、顺坝图3-25 抛石顺坝 （一） 顺坝常用范围q调整急弯，规顺岸线，促使航槽稳定。 q堵塞倒套、尖潭。 q堵塞支汊，调整汇流处的交汇角。 q沿整治线束窄河宽。第四节 主要整治建筑物的特性与作用第四节 主要整治建筑物的特性与作用（二）顺坝布置的一般原
20、则 1.顺坝坝身一般靠近整治线，布置在凹岸或主导河岸一侧。2.顺坝坝轴线与水流交角不宜过大。3.浅滩两岸不宜同时布置顺坝。4.顺坝平面形态应由平缓的曲线构成，坝根应与河岸平缓连接。5.顺坝坝头要求伸入下深槽，避免坝头附近出浅。6.为加速顺坝坝田淤积，可在顺坝与原河岸之间建格坝。第四节 主要整治建筑物的特性与作用图3-26 顺格坝组合应用 第四节 主要整治建筑物的特性与作用三 、 琐坝n从一岸到另一岸横跨河槽及串沟的建筑物n“塞支强干” n坝顶高程的确定 第四节 主要整治建筑物的特性与作用四、潜坝1.潜坝：最枯水位时均潜没在水下而不碍航的建筑物，有潜丁坝、潜锁坝等2主要作用 壅高上游水位，调整比
21、降，增加水深； 也可以促淤赶沙，减小过水断面和消除不良流态等。第四节 主要整治建筑物的特性与作用图3-27 莱茵河下游潜坝的应用 图3-28 抛石锁坝施工 第五节 主要整治建筑物的结构 一、重型整治建筑物q主要由石料、砼、铪、钢柏桩等构筑q具有坚固耐久性，既能抵卸水流、漂木、波浪其对建筑物的冲击，又能在自然环境下具有良好防腐性能。 q用得较多的是抛石结构整治建筑物。 第五节 主要整治建筑物的结构（一）抛石丁坝图3-29 抛石丁坝 第五节 主要整治建筑物的结构n 1、丁坝横断面 、丁坝坝顶纵坡 、丁坝坝根 、坝头图3-30 抛石丁坝结构示意图 第五节 主要整治建筑物的结构 1、丁坝横断面 梯形，
22、堤顶宽14m，迎水坡1:11:1.5，背水坡1:11:2.5。流速大的地区，堤顶适当增宽。潜丁坝，考虑到施工、维修难度和通航要求，堤顶适当增宽，边坡适当减缓。 第五节 主要整治建筑物的结构、丁坝坝顶纵坡 横断面面积随水位涨落而逐渐变化，1:1001:300。 丁坝较长，可设变坡，坝长300m800m，1:500，坝长超过800m，先确定坝根高程，从坝头按1:500起坡，达到坝根告成后改为平坡。 图3-30 抛石丁坝结构示意图 第五节 主要整治建筑物的结构、丁坝坝根的处理n为避免坝根被冲蚀而影响整治效果和坝体稳定，需进行保护，常用干砌块石结构。河岸抗冲，可不护；抗冲能力不强，护岸；抗冲性差，护岸
23、要延长。n 上游护岸长515m，下游长1025m，护坡坡顶高度高出坝根顶部高程1.0m，护坡坡度不宜陡于1:1.5。 第五节 主要整治建筑物的结构图3-31 坝根护岸 第五节 主要整治建筑物的结构、坝头处理 1）坝顶加宽2）修圆，放缓向河坡3）加大护底面积4）下游侧加顺坝，形成勾头状图3-32 坝头处理第五节 主要整治建筑物的结构（二）抛石顺坝、顺坝横断面：13m，1:11:2 2、顺坝的纵坡：与整治水面比降一致（三）抛石锁坝1、抛石锁坝的断面尺寸：同潜丁坝，抗滑稳定2、锁坝护底：减少河床变形3、锁坝坝坝根处理：护坡；开槽，防渗第五节 主要整治建筑物的结构二、轻型整治建筑物n采用梢料、竹木、聚
24、烯烃等材料构成 n透水整治建筑物 n沉排护底：柴排、化纤强物软体排、沙袋排等等。 图3-33 护底排沉放 第五节 主要整治建筑物的结构（一）柴排、木桩编篱构成的建筑物图3-34 单排编篱 第五节 主要整治建筑物的结构（二）化纤织物构成的建筑物n柴排需要大量的梢料，目前因材料来源困难，柴排的使用受到限制。随着化纤织物的发展，由化纤织物制成的软体排正逐渐取代梢料沉排。n化纤织物软体排：一般由编织布、塑料绳网和压块三部分组成。图3-35 聚烯烃织物护底 整治工程实例 小橄榄坝滩：n浅滩上游进口河段洪枯水期河宽变化不大，多在 100300m之间。放宽段弯曲分汊，河面开阔，洪枯水河宽变化剧烈，枯季河宽一
25、般不足200m，而洪水河宽可达960m，放宽率达到3.0以上。n浅滩下游出口河段狭窄弯曲，洪枯水河宽在80250m间，且下接一180急弯段，对浅滩段有明显的壅水作用，是造成小橄榄坝滩洪淤枯冲、涨淤落冲的重要原因。这可从洪、枯水该河段比降变化得到证明。如Q=504m3/s 时，该河段最大比降为1.64，如Q=2 800m3/s时，该河段最大比降为0.29，即比降减小了85.3%。 整治工程实例整治工程实例n按航道整治要求，设计流量按95%保证率推算为504m3/s，相应浅滩段水位578.64m。航道水深2.0m，航宽40m。n整治流量则考虑到小橄榄坝滩的山区河流特征，及涨淤落冲的输沙特征，且在整
26、个落水期和枯水碍航的情况，选取平滩（右边滩）水位时的流量作为整治流量，即Q整=2 000m3/s，相应整治水位582.988m。 整治工程实例n整治线宽度的确定采用经验法和理论计算法相结合。n首先采用优良河段法，根据分析，本河段思茅港江心洲头段河岸顺直稳定，航深、航宽、水流条件良好，可作为优良河段，其代表断面河相关系为 （1） 式中B为河宽，H为断面平均水深。n整治流量航道要求的边缘水深t=Z整-Z设+2.=5.27m，取整治后断面平均水深nH2=t=0.855.27=4.48m，将H2代入式（1）得到整治线宽度为228.7m。 整治工程实例n其次按照水力学方法计算，其算式为 （2） 式中B1
27、为整治前浅滩水面宽度，H1为整治前浅滩断面平均水深，B2为整治线宽度，浅滩代表断面的H1=2.01m，B1=860m，代入式(2)得整治线宽度为225.5m。n综合考虑选取整治线宽度为225m。整治工程实例n试验的整治方案可分为两大类：n丁坝群方案：进口用锁坝封闭江心洲左汊，滩段两岸采用丁坝群进行整治，达到束水攻沙，稳定航槽的目的，具体布置见图3。n 丁顺坝方案：进口用锁坝封闭江心洲左汊，左岸采用顺坝归顺水流，封湾束水，右岸采用丁坝群固滩强岸，具体布置见图4。 整治工程实例图图3 丁坝群整治方案布置图丁坝群整治方案布置图 图图4 丁顺坝整治方案布置图丁顺坝整治方案布置图 整治工程实例图图5 丁
28、坝群整治效果图丁坝群整治效果图 图图6 丁顺坝整治效果图丁顺坝整治效果图整治工程实例n丁坝群方案存在以下问题较难解决：n由于丁坝壅水，若缩窄过多，易造成航槽上段泥沙淤积，航宽减小。通过放宽整治线可减小壅水，但又会造成航槽束水不够，冲沙能力偏弱的问题。n由于该滩位于急弯河段，上游主流几乎直线进入弯道，丁坝群难以将水流顺势、平稳的导向航槽，导致弯道凹岸丁坝坝头附近流态紊乱，流速分布不均，航行条件差。n主导河岸（弯道凹岸）处的丁坝坝头和坝田冲刷严重。如清水试验确定的方案，其左岸丁坝坝头局部冲刷深度达10m以上，导致冲坑吸流，影响航槽冲刷稳定，容易出现局部航宽、水深不足等现象。整治工程实例n丁顺坝方案
29、则避免了丁坝引起的这些问题，所形成的航槽尺度和水流条件均优于丁坝群方案，且能够满足当地航道部门的规划要求，因此最后推荐采用丁顺坝方案进行小橄榄坝滩的航道整治。上节回顾Q1：整治建筑物形式主要有哪些？丁坝丁坝群勾头坝顺坝丁顺坝n琐坝n潜坝nQ2：丁坝分类：Q3：平原河流航道类型？n顺直n弯曲n分汊Q4：顺直段浅滩分类q正常浅滩 q交错浅滩q复式浅滩 q散乱浅滩Q5：弯曲航道对航运的影响?1）弯曲半径小或航宽不足2）弯道上游枯水期出浅碍航3）河湾发展使航线延长Q6：弯曲航道中洪、枯水流线有什么不同？n洪水走直，枯水走弯；n顶冲点：枯水上提，洪水下挫第六节 平原河流航道的整治工程 一、顺直河道的浅滩
30、整治浅滩定义：河床凸起处枯水期航深不足而碍航，水流散乱或横流很强，船舶航行困难 顺直段浅滩分类：（按浅滩的外形和碍航情况）q正常浅滩 q交错浅滩 q复式浅滩 q散乱浅滩第六节 平原河流航道的整治工程浅滩组成第六节 平原河流航道的整治工程(一)正常浅滩 1多出现在曲率平缓的弯曲过渡段和河身较窄的顺直河段上。2.一般情况下，这类浅滩不碍航，可以算是好的浅滩。第六节 平原河流航道的整治工程3.正常浅滩整治：丁坝固定边滩，加高上下游边滩高程，延长水流对浅滩的冲刷时间如果边滩已较高，可采用护面固滩图3-37 顺直河段上正常浅滩的整治第六节 平原河流航道的整治工程(二)、交错浅滩1.常出现在河宽较大、边滩
31、比较发育的顺直河段上或曲率大、过渡段很短的弯曲河段上。2.横向漫滩水流比较强烈，浅滩脊宽浅，冲淤变化较大，航道极不稳定，航行条件不好。也称坏滩，是整治的主要对象第六节 平原河流航道的整治工程3. 整治措施常采用堵塞倒套方法也可利用倒套通航图3-38 交错浅滩整治 第六节 平原河流航道的整治工程(三)、复式浅滩1.复式浅滩是由两个或两个以上的浅滩所组成。2. 复式浅滩整治固定和提高边滩高程 切割中间边滩 图3-39 固定和提高边滩高程 图3-40 切割中间边滩 第六节 平原河流航道的整治工程(四)、散乱浅滩（散滩） 1.主要特点 河床宽浅，沙体散乱，没有明显的边滩和深槽，沙体位置随水位变化而频繁
32、变动，很不稳定，航道弯曲，水深小且航槽位置经常摆动因而航行条件极差。第六节 平原河流航道的整治工程通过丁坝等整治建筑物，将散乱的沙体联结和促淤成滩，以固定河势，导引水流集中冲刷航槽 图3-41 散乱浅滩的整治 第六节 平原河流航道的整治工程二、弯曲航道整治（一）对航运的影响 1.弯曲半径太小或航宽不足2.在弯道上游枯水可能出浅碍航3.河弯的发展，使航程加长 第六节 平原河流航道的整治工程(二)碍航弯曲航道的整治措施 1 保护凹岸，防止弯道恶化n护岸范围，从河岸不崩塌处开始，经过坍塌区到下一个不坍塌处为止，顶冲变异区和常年贴流区重点保护1）平顺护岸2）短丁坝护岸图3-42 弯道河段分区示意图 第
33、六节 平原河流航道的整治工程图3-43 长江中游陆溪口水道园港凹岸崩塌 第六节 平原河流航道的整治工程（）平顺护岸图3-44 长江江津河段加筋土挡土墙护岸 第六节 平原河流航道的整治工程（）短丁坝护岸 图3-45 黄河护岸 第六节 平原河流航道的整治工程、筑坝导流，调整岸线 n特点弯道过分宽阔，水流分散，枯水期航深不足，且随着水位变化航槽左右摆动，对航运不利。特别是弯道出口断面狭窄的情况下，洪水期弯道壅水作用大，使弯道内流速减小，泥沙淤积，当水位下降时不能将淤积物全部带走，增加了枯水碍航程度。n措施：在弯道一侧或两侧筑丁坝，束水归槽。第六节 平原河流航道的整治工程a) 整治前地形 b) 整治后
34、河道图3-46 广西某弯道整治前后变化图 第六节 平原河流航道的整治工程、裁弯取直，新开航槽图3-47 长江下荆江裁弯工程位置图 第六节 平原河流航道的整治工程n适合情况： 当弯道演变很长的河环时，可在狭颈处开挖新河，裁弯取直。 n利：裁弯后，可以缩减航道里程，裁除位于河环上的浅滩。 增加排洪能力，减小洪水威胁。 n弊：裁弯工程耗资巨大。 裁弯后上、下游河段会产生演变，对沿岸影响很大。 第六节 平原河流航道的整治工程n整治设计内容：方案比较，引河定线，引河断面设计，引河整治设计，河道演变及其估算等。内裁和外裁 第六节 平原河流航道的整治工程图3-48 长江中游陆溪口水道河势图 三、分汊航道第六
35、节 平原河流航道的整治工程（一）通航汊道的选择n近期发生冲刷或较稳定的汊道为发展的汊道 n汊道的来沙量小于输沙能力的汊道为发展的汊道 n汊道口门处，底沙进入较少的汊道为发展的汊道 n汊道进口分流比大于分沙比的为发展的汊道 n新生的汊道往往为发展的汊道 n选择的通航汊道其水流应顺畅 n选择中、洪水主流通过的汊道 第六节 平原河流航道的整治工程（二）汊道整治方法、稳定汊道（1）保护节点附近河床（2）稳定汊道进口段边界（3）控制江心洲的洲头与洲尾（4）保护河弯图3-49 稳定汊道示意图 第六节 平原河流航道的整治工程、改善汊道（1）汊道进口处浅滩（2）汊道中部浅滩（3）汉道出口处浅滩图3-50 汊道
36、进口和中部出浅 第六节 平原河流航道的整治工程、堵塞支汊 、弃劣图优，另辟新槽湘江芭蕉滩整治方案第七节 山区河流的航道整治 一 概述（一）分类：石质滩，卵石滩，砂质滩，混合滩图3-52 礁石险滩急流滩流态第七节 山区河流的航道整治（二）特征水位1.成滩水位：开始形成滩势的临界水位高程2.最凶水位：滩险的水流、礁石严重碍航的水位3.消滩水位：滩情消失的水位习称漂滩水位图3-53 石质滩险的整治水位a 洪中水滩险 b 枯水滩险 图3-54 石质急流滩示意图 第七节 山区河流的航道整治二 山区石质滩险整治（一）石质急流滩的整治急流滩的碍航因素：急流、局部陡比降第七节 山区河流的航道整治第一种整治方法
37、：扩大泄水断面法图3-55 赤水河葫市滩急流滩 图3-56 赤水河葫市滩急流滩整治断面 采用扩大断面和加大河宽， 则可增加过水面积，同时相应减小侧向收束影响，使滩口流速降低和局部陡比降变缓。第七节 山区河流的航道整治1.开挖整治线的确定n切除岸边凸咀的开挖线，叫作开挖整治线。 研究整治线的布置，按具体条件参照因地制宜的原则和顺着滩势而定。 n结合上下游河势进行布置,并用较平顺的开挖曲线连接,使滩口最小泄水断面获得最大的有效宽度与泄水面积。n以加大泄水为主时，开挖整治线应布置在主流所偏靠的岸边。 n以开辟缓流航槽为主时，则开挖整治线应布置在缓流所偏靠的岸边。 第七节 山区河流的航道整治n在对口滩
38、改为错口滩时，则布置上口凸咀的开挖线应多切其凸咀的下流部分，而下口凸咀开挖线应多切其凸咀上游部分。 n对于枯水急流滩，应按枯水位的河势和流向来布置开挖整治线。 n对于中洪水急流滩，应按最凶水位的河势和流向来布置开挖整治线。第七节 山区河流的航道整治2.开挖整治线的线型：以适合整治岸的岸线为准。 凸线型 凹线型 直线型 图3-57 凸线型和凹线型整治线示意图图3-58 直线型开挖整治线示意图 第七节 山区河流的航道整治3.开挖整治线高程 在中洪水急流滩，取滩的最凶水位为其整治线高程在枯水急流滩，取滩的设计水位为整治线高程 4.开挖整治线的纵坡度整治后，在整治线高程时的水面比降若开挖整治线较短，可
39、考虑为水平线5.开挖横断面一般采用单式梯形断面，在复杂急流滩中，也可使用复式梯形断面。第七节 山区河流的航道整治中洪水急流滩开挖断面设计 图3-59 中洪水急流滩开挖横断面示意图 第七节 山区河流的航道整治枯水急流滩开挖断面设计图3-60 枯水急流滩开挖横断面示意图 第七节 山区河流的航道整治n“U”型河谷洪水急流滩开挖断面设计： n这类滩没有消滩水位， 水愈涨则滩愈凶。 n“扎水”现象图3-61 U型河谷洪水急流滩开挖横断面示意图 第七节 山区河流的航道整治第二种整治方法：对口滩改为错口滩 图3-62 对口改错口示意图 图3-62 多口改错口示意图 n利用错口滩的缓流区上行，错开长度要适宜错
40、口滩航船上滩方法示意图 图3-63 错口长度计算图 第七节 山区河流的航道整治第三种整治方法：潜坝壅水减缓急流主要是减缓陡坡急流滩坝上游的急流， 对增加坝上游水深是有一定限度的。山区中小型航道的急流滩采用此种办法颇有成效，可解决急流，而不需要绞滩。第七节 山区河流的航道整治（二）石质险滩的整治、 石质险滩成因： (1)外来物侵入河床礁石 (2)航槽形态不良 流态 (3)河底有石梁 横流第七节 山区河流的航道整治、整治措施 ）清除礁石扩宽航槽，同时附以整治建筑物改善水流顺坝固定航槽示意图第七节 山区河流的航道整治 ）固定航槽位置改善流态 ）扩大曲率半径，削弱“扫弯水” （顺坝封弯；丁坝挑流） ）
41、开辟新槽，放弃老槽 ）调整岸线 6）滑梁险滩n整治方法 “躲避” “消灭”滑梁险滩及航行示意图1 有滑梁水期间航线2 无滑梁水期间航线第七节 山区河流的航道整治图3-64 澜沧江龙宋滩竣工后全貌图 图3-65 龙宋滩水下钻孔 第七节 山区河流的航道整治图3-66 龙宋滩爆破 图3-67 龙宋滩水下清渣图3-68 龙宋滩新航槽 本章小结n航道整治工程与河床演变n整治线布置原则n整治断面设计设计水位 整治水位整治线宽度 本章小结n主要整治建筑物的特性与作用丁坝顺坝琐坝潜坝n主要整治建筑物的结构重型轻型本章小结n平原河流的航道整治工程顺直河道弯曲河道分汊河道n山区河流的航道整治工程石质急流滩石质险滩
