航道整治課程設(shè)計任務(wù)書

1、航道整治課程設(shè)計指導(dǎo)書重慶交通大學(xué)河海學(xué)院港航系2008.10航道整治課程設(shè)計指導(dǎo)書一、設(shè)計目的鞏固和提高同學(xué)們已學(xué)知識，初步掌握航道整治設(shè)計的基本內(nèi)容、步驟和方法。二、設(shè)計任務(wù)本課題系采用順直治段上的過渡段沙質(zhì)淺灘。淺灘的基本特點為：能滿足航深要求的上、下深槽寬而淺，且水深相差不大，曲率甚小，但經(jīng)多年觀察，深槽仍然變化不大，基本穩(wěn)定；上、下邊灘低坦，過渡段河面寬闊，水流分散。擬統(tǒng)一采取整治（筑壩）和疏浚相結(jié)合的工程措施進(jìn)行整治。其具體整治措施為：沿溪線布置挖槽，吸引水流，增加航深；兩岸用對口丁壩束窄過渡段河面寬度，抬高邊灘，穩(wěn)固中、枯水河槽及其主流方向，加大流速，提高水流輸沙能力，確保挖槽穩(wěn)

2、定。這個方案是根據(jù)課程設(shè)計的需要擬定的，不一定是最好的方案。三、設(shè)計內(nèi)容和步驟(一) 設(shè)計水位、最低通航水位計算1、基站設(shè)計水位用保證率頻率法推算。按皮III型曲線“求矩適線法”配線。采用工程水文學(xué)59、 510和46表計算。資料表中缺1963年樣本水位，系由本人根據(jù)該年日平均水位資料，計算各年水位保證率曲線推求補(bǔ)入。此項計算亦應(yīng)提交成果。2、用水位相關(guān)分析法求出回歸方程，推求淺灘基本水尺設(shè)計水位。用工程水文學(xué)49表計算。3、其它水尺設(shè)計水位，根據(jù)與基本水尺相關(guān)水位資料用“瞬時水位法”推求。4、水位樁及各計算斷面設(shè)計水位用“比降圖解法”確定。（二）計算淺灘床沙特征粒徑，按資料和所附表式計算，點

3、繪粒配曲線（用半對數(shù)坐標(biāo)點繪，該坐標(biāo)可自制），確定d50 , d65 等特征粒徑。按所附表式計算平均粒徑dcp作為本設(shè)計的計算粒徑。（三）根據(jù)地形圖資料，假定局部阻力損失為零，計算整治河段特征斷面至IIII斷面以及IIII斷面至IIIIII斷面繪圖水位時的原河床糙率供計算水面曲線用。計算斷面一律取圖中所標(biāo)注的II、IIII和IIIIII斷面。計算水面線時采用兩糙率的平均值。（四）用水利學(xué)法、輸沙平衡法計算整治線寬度，計算斷面一律取IIII斷面，且按圖中所標(biāo)注的點子點圖。整治水位在0.901.20米范圍內(nèi)取。圖比:橫（河寬）1:2000、縱1:20。（五）勾出原河床溪線和滿足航深要求的等深線（取

4、整數(shù)），根據(jù)計算的整治線寬度（注意：根據(jù)計算值取整數(shù)。例如計算值為446米，可取440米或450米）和參考溪線走向布置整治線。（六）按從上至下的順序布置兩岸丁壩。第一座丁壩宜在水深稍淺或適航的斷面上，壩間距按前壩投影長度的12倍確定，各壩按從上至下、左單右雙（面向下游分左右）的習(xí)慣編號。（七）計算各壩頭斷面的設(shè)計水位和整治水位，且將計算成果值匯總在同一表中。（八）將溪線修直作挖槽軸線并繪出挖槽平面布置圖，在淺灘上段、中段和下段垂直溪線點繪挖槽斷面（以整治線為邊線）用航道工程學(xué)式48計算挖槽水深。取與設(shè)計航深相近或稍深的計算值作挖槽設(shè)計依據(jù)。（九）計算整治水位時的水流平面圖，校核在整治水位時設(shè)計

5、航道范圍內(nèi)河床是否沖刷。計算步驟如下：1、按航道工程學(xué)37式估算整治河段水位壅高，以確定各計算橫斷面的水面線。 12、確定計算橫斷面：每一丁壩斷面為當(dāng)然的計算斷面，上深槽因某種原因可不取計算斷面，下深槽計算斷面的位置按最下游一座丁壩投影長度的2.5倍確定。3、按“累積流量法”繪制水流平面圖。累積流量圖圖比：橫（河寬）1:4000，縱（水深）1:50，以橫斷面圖的起伏點劃分“流帶”七等分累積虛流量。調(diào)整后的各“流束”（也稱流帶）虛流量不等值應(yīng)不大于3，附有計算表式。4、按1:4000圖比繪制平面縮圖。圖中應(yīng)表示出“流束”線，各橫斷面流速比較，判斷整治水位時航道是否沖刷，以及整治線寬度是否合適，且

6、列表（表式自己定）并附入平面縮圖上。5、計算各個橫斷面航道范圍內(nèi)各個流帶床沙流的起動流速并與均該流束的平均流整比較，判斷整治水位時航道是否沖刷，以及整治線寬度是否合適，且列表（表式自已定）并附入平面縮圖上。整治水位時應(yīng)保證航道沖刷，因此航道范圍內(nèi)各流帶的斷面平均流速V必須大于起動流速1/31/6v0=6dcpH，通常VV01.11.3。比值太小，表示沖刷較弱，宜縮窄整治線；比值太大，沖刷較強(qiáng)列，宜加寬整治線，本次課程設(shè)計若不滿足這一要求，只需寫出結(jié)語，不必返工。（十）設(shè)計水位時挖槽穩(wěn)定性校核，設(shè)計方法可參考航道工程學(xué)81頁。（十一）計算設(shè)計水位時的水面曲線、檢驗是否滿足設(shè)計航深要求。1、計算方

7、法，先按航道工程學(xué)37式計算各組丁壩的壅水高度，然后從上至下推算水面線。2、計算斷面：下游起算斷面可取作水流平面圖的相同斷面，上深槽取一個終止斷面，各丁壩斷面是當(dāng)然的計算斷面。3、回流區(qū)面積估算方法：下游回流按擴(kuò)散角711扣除，上游回流區(qū)按(46)扣除。4、局部阻力系數(shù)：因本圖無合適的河段估算整治前局部阻力系數(shù)，故采用下式估算：2A大 擴(kuò)散河段 A-1，A為過水面積，收斂河段局部阻力略去不計。小5、本設(shè)計應(yīng)計算斷面不多，宜用試算法計算。上述航深檢驗方法沒有考慮河床沖刷情況，對石質(zhì)河床是適合的，對沙質(zhì)河床和卵生河床是不夠準(zhǔn)確的，但偏于安全。（十二）壩的縱橫斷面的設(shè)計和工程量計算按拋石壩設(shè)計。作出

8、1號丁壩縱橫斷面設(shè)計圖。橫斷面應(yīng)表示出壩的頂寬，上下游邊坡比等?？v斷面應(yīng)表示出壩的縱坡比、壩頭坡比、河底線、壩根與河岸的連接情況、高程尺寸尺以及設(shè)計水位、整治水位的具體數(shù)字等，工程量按規(guī)定表示，且緊貼縱斷面設(shè)計圖的底部用斷面法計算。（十三）挖槽縱橫斷面設(shè)計和工程量計算1、沿挖槽軸線點繪縱斷面，根據(jù)整治前的設(shè)計水面線和挖槽水深放出挖槽河底線；2、將進(jìn)出口布置成喇叭形；3、按縱斷面的起優(yōu)點點繪、設(shè)計挖槽斷面，在挖槽斷面設(shè)計圖上，應(yīng)標(biāo)示出斷面號（按從上至下的順序，用“百米樁”法編號）設(shè)計水位、設(shè)計河底高程、挖槽底寬以及挖槽邊坡比等；4、列表用斷面法計算挖槽工程量。（十四）編寫設(shè)計說明書2說明書通常包

9、括如下內(nèi)容：1、灘險概況（例如地理位置、淺灘和河段的主要特征、礙航原因、礙航程度以及歷次整治情況等等）；2、灘險成因和整治方案； 3、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的確定及推算； （1）設(shè)計航道尺度 （2）通航保證率及設(shè)計頻率 （3）基站、淺灘設(shè)計水位計算 （4）床沙粒徑的計算確定 （5）河床糙率計算 4整治工程設(shè)計（1）整治水位和整治線寬度的計算確定 （2）整治線的布置 （3）整治建筑物的布置 （4）挖槽軸線的選定 （5）挖槽水深的計算確定 5水力計算 （1）航道的沖刷校核 （2）挖槽穩(wěn)定性校核 （3）水面曲線計算6其它（例如施工建議及要求、整治效果估計等等） 7工程量及工程概算（本設(shè)計不作概算）同學(xué)們可根據(jù)自己

10、的思路擬定說明書的目錄，編寫說明書。在說明書的目錄中，應(yīng)注明設(shè)計圖紙以及附圖、附表等的名稱和份數(shù)，設(shè)計說明書宜簡煉，文字應(yīng)通順、工整，有關(guān)圖表（圖用坐標(biāo)紙畫或CAD繪制）應(yīng)編號附入相應(yīng)的內(nèi)容里（大圖可附在后面） 四、設(shè)計資料及有關(guān)規(guī)定 (一) 航道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)1通航保證率95%，重現(xiàn)期5年。2保證航深1.50米，設(shè)計航寬60米，航道最小半徑300米。 (二) 1962年1:20000淺灘地形圖 (三) 水位、泥沙資料1 1963年年上游基站日平均水位。 2 上游基站最枯水位和保證率95%水位。33 上游水文站低水時水位流量相關(guān)方程： Q=504Z15060 (m3/s) 式中：Z基站水位(米)。4

11、 1962年淺灘基本水尺與上游基本水文站同步觀測水位5 淺灘其他水尺與基本水尺同步觀測水位4(四) 設(shè)有關(guān)規(guī)定6 水深改正系數(shù)y=0.90。1 航道沖淤校核及工程量等，需圖表配合進(jìn)行計算，即在計算斷面底下，按規(guī)定表式列表計算。 2 面向下游點繪計算斷面，圖的左端為河道左岸，右端為河道右岸。3 壩的縱斷面設(shè)計，壩根一端放在圖紙的左端，壩的橫斷面設(shè)計，上游一端放在圖紙的左端。 4 平面設(shè)計圖包括設(shè)計航道中心線、整治線、壩軸線和挖槽航道邊緣線。5 整治線用粗虛線表示，粗1.5毫米左右，線段長6毫米左右；平面設(shè)計圖上的壩軸線以及壩斷面設(shè)計圖上的壩面線，用粗實線表示，粗1.5毫米左右；設(shè)計航道中心線，用

12、加箭頭的細(xì)點劃線表示，粗0.5毫米左右，線段長60毫米左右；計算斷面的河底線，用細(xì)的點劃線表示，線條中的“點”，表示地形點子的位置，河底線不能畫成曲線，水面線用0.6毫米粗實線表示。 6 設(shè)計圖表應(yīng)編號，且和設(shè)計說明書中交待的圖表號一致。 7 其余有關(guān)規(guī)定，將在設(shè)計中交待。 五、設(shè)計成果要求(一) 每位同學(xué)必須提交全部設(shè)計內(nèi)容成果，且裝訂成冊。設(shè)計說明書封面名稱用“某淺灘航道整治課程設(shè)計說明書”，同時寫明班級、姓名及日期。(二) 設(shè)計圖紙須清晰，線條明顯，排列美觀整齊，圖名、縱橫圖比及單位姓名等標(biāo)注應(yīng)完整。 六、物資準(zhǔn)備1 5035坐標(biāo)紙6張； 2 裝訂紙1本；3 圖板、丁字尺及繪圖工具、計算

13、器等。 七、主要圖式、表式1設(shè)計航道中心線、整治線 2水位保證率曲線計算表 3水流平面圖計算表 4級配曲線計算表 5加權(quán)平均粒徑計算表 6挖槽工程量計算表5八、參考日程注：水位從42.19米到31.00米按20厘米分級；從30.99米到30.00米按10厘米分級本次課程設(shè)計時間共兩周，參考日程如下：1布置課程設(shè)計任務(wù)，介紹有關(guān)情況 0.5天 2設(shè)計水位、泥沙粒徑和河床糙率等計算 1天 3整治參數(shù)計算、整治線布置及整治建筑物布置 1天 4挖槽布置和挖槽橫斷面計算 1天 5水流平面圖計算 1天 6水面線計算和挖槽穩(wěn)定性校核 2天 7建筑物縱橫斷面設(shè)計及工程量計算 2天 8挖槽斷面設(shè)計及工程量計算 1天 9編寫、整理、裝訂說明書 1.5天 九、考核內(nèi)容和方式根據(jù)學(xué)生課程設(shè)計期間的學(xué)習(xí)態(tài)度、紀(jì)律和設(shè)計任務(wù)完成質(zhì)量等方面，綜合評定畢業(yè)實習(xí)成績。6分?jǐn)?shù)比例： 學(xué)習(xí)態(tài)度、紀(jì)律 10分獨立思考能力、動手能力 10分整治方案主要參數(shù)計算、整治線、整治建筑物布置的合理性 25分整治建筑物設(shè)計、挖槽設(shè)計的正確性 20分整治效果預(yù)測 15分設(shè)計說明書、圖表質(zhì)量 20分綜合以上內(nèi)容后，按優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級評定。十、參考書目(1