第三章航道整治規(guī)劃與設(shè)計課件

第三章航道整治規(guī)劃與設(shè)計

第一節(jié)河道治理的理念第二節(jié)航道整治設(shè)計參數(shù)第三節(jié)整治線的平面布置第四節(jié)整治河段的水力及沖淤計算《航道整治》第三章航道整治規(guī)劃與設(shè)計第一節(jié)河道治理的理念第二節(jié)1第一節(jié)河道治理的理念第四章航道整治規(guī)劃與設(shè)計航道治理的兩種基本思路航道整治與河床演變的關(guān)系航道的一般原則第一節(jié)河道治理的理念第四章航道整治規(guī)劃與設(shè)計航道治理2綜合治理（中、洪水綜合整治）一、航道治理的兩種基本思路單目標治理（枯水航道整治）滿足防洪、航道、水能利用、農(nóng)業(yè)灌溉、漁業(yè)、工農(nóng)業(yè)用水、水環(huán)境治理等各方面要求。綜合治理（中、洪水綜合整治）一、航道治理的兩種基本思路單目3沖積平原河流中、洪水期流量大，易造成河岸坍塌或河堤漫決，水流動力軸線擺動的變化引起河床變形，導(dǎo)致淺灘惡化和河道變遷。（一）綜合治理（中、洪水綜合整治）陸溪口水道控制河勢的變化，才能為防洪、航道、水環(huán)境治理等提供良好基礎(chǔ)。沖積平原河流中、洪水期流量大，易造成河岸坍塌或河堤漫決，水流41、穩(wěn)定河勢：采取裁彎、拓寬卡口、堵汊等工程措施，促使各級水位下的水流動力軸線趨于一致。主要工程措施：

2、固定岸線：在險工段、河彎彎頂處進行護岸，防止護岸沖蝕后退。3、束水工程：在寬淺河段和過渡段等處，束窄河寬，達到固定航槽和增加航深的目的。4、上游渠化、下游河口建導(dǎo)堤及疏浚。黃河護岸（一）綜合治理（中、洪水綜合整治）1、穩(wěn)定河勢：采取裁彎、拓寬卡口、堵汊等工程措施，促使各級水5例：采用丁壩、順壩束水導(dǎo)流整治，壩高在中水位至最低通航水位之間。實質(zhì)：在洪水降落的最后階段，提高沖刷能力，達到最低通航水位時的保證航深。

（二）單目標治理（如：枯水航道整治整治）

赤水河某灘丁順壩枯水是影響航行的關(guān)鍵時期，針對枯水礙航特性采取相應(yīng)整治措施。例：采用丁壩、順壩束水導(dǎo)流整治，壩高在中水位至最低通航水位之6

1.河床沖淤變化的根本原因，在于水流輸沙能力與來沙量的不平衡。

2.“優(yōu)良河段”：天然河流中河床形態(tài)比較歸順，來水來沙適應(yīng)情況的變化差別不大，河段出現(xiàn)動態(tài)平衡，多年變化不顯著，在較長時段內(nèi)航行沒有障礙的河段。

二、航道整治工程與河床演變優(yōu)良河段是航道整治工程參考的“樣板”，淺灘整治后達到上述形態(tài)，不僅可滿足航行要求，也呈相對穩(wěn)定狀態(tài)。

1.河床沖淤變化的根本原因，在于水流輸沙能力與來沙量的不7

利用整治建筑物調(diào)整水流結(jié)構(gòu)，增強河段的上述能力，將多余的泥沙輸送出去或改變泥沙的輸移方向（如變縱向為橫向運動），使其淤至航道以外，或使泥沙淤積到深槽中，以獲得穩(wěn)定航道。

3.航道整治是根據(jù)河床演變的趨勢，把沖淤導(dǎo)向有利的方向。

二、航道整治工程與河床演變利用整治建筑物調(diào)整水流結(jié)構(gòu)，增強河段的上述能力，將多余8三、航道整治工程原則1．航道整治工程應(yīng)符合河床演變規(guī)律及河流動力學(xué)原理，統(tǒng)籌兼顧，進行科學(xué)規(guī)劃；2．根據(jù)不同河勢及特性采取相應(yīng)的整治原則及措施：（１）山區(qū)河流航道整治

應(yīng)修整不利于航行的河槽形態(tài)，改善水流條件。巖石河床宜采用炸礁為主；沙卵石河床宜以修筑整治建筑物與疏浚相結(jié)合。三、航道整治工程原則1．航道整治工程應(yīng)符合河床演變規(guī)律及河9山區(qū)河流巖石河床宜采用炸礁為主山區(qū)河流巖石河床宜采用炸礁為主10山區(qū)河流沙卵石河床宜以修筑整治建筑物與疏浚相結(jié)合山區(qū)河流沙卵石河床宜以修筑整治建筑物與疏浚相結(jié)合11（２）平原河流航道整治

宜采用修筑整治建筑物措施，控制中、低河勢，穩(wěn)定航槽，造成有利于沖深航槽的水流；必要時亦可以疏浚為主，或修筑整治建筑物與疏浚相結(jié)合的措施。長江中游羅湖洲水道2．根據(jù)不同河勢及特性采取相應(yīng)的整治原則及措施：三、航道整治工程原則（２）平原河流航道整治長江中游羅湖洲水道2．根據(jù)不同河勢及特12３．應(yīng)根據(jù)不同的灘勢（淺、急、險）及礙航性質(zhì)，分清主次抓住病根，有針對性地指定整治措施，優(yōu)化工程方案；三、航道整治工程原則３．應(yīng)根據(jù)不同的灘勢（淺、急、險）及礙航性質(zhì)，分13４．應(yīng)對航道造成影響的各種因素認真分析，對航道發(fā)展趨勢作出充分的估計，采取相應(yīng)的整治措施。三、航道整治工程原則４．應(yīng)對航道造成影響的各種因素認真分析，對航道14第二節(jié)航道整治設(shè)計參數(shù)整治設(shè)計參數(shù)包括：設(shè)計水位、整治水位、整治線寬度。第四章航道整治規(guī)劃與設(shè)計第二節(jié)航道整治設(shè)計參數(shù)整治設(shè)計參數(shù)包括：第四章航道15一、設(shè)計水位

先推求與該淺灘有直接關(guān)系的水文站的設(shè)計水位，再相關(guān)到淺灘上。最低通航水位和最高通航水位。一、設(shè)計水位 先推求與該淺灘有直接關(guān)系的水文站的設(shè)計水位，16基本站的選擇應(yīng)滿足下列條件：（1）水文站與淺灘之間無攔河閘壩，兩者水位漲落、縱比降大致相近。（2）無大的支流匯入或無大引水工程。（3）相距不能太遠。（4）具有連續(xù)實測多年（15～20）水文資料和能換算為統(tǒng)一基準面。2、基本水文站選擇基本站的選擇應(yīng)滿足下列條件：2、基本水文站選擇173、天然河流最低通航水位

（1）采用保證率頻率法（1－4級航道）（2）綜合歷時曲線法（5－7級）圖2-1頻率曲線圖2-2綜合歷時曲線3、天然河流最低通航水位（1）采用保證率頻率法（1－4級航184、最高通航水位的確定

（1）設(shè)計最高通航水位洪水重現(xiàn)期（2）通航建筑物設(shè)計最高通航水位流量頻率法歷時頻率法（3）最高通航水位的推求方法航道等級洪水重現(xiàn)期(年)Ⅰ～Ⅲ20Ⅳ～Ⅴ10Ⅵ～Ⅶ54、最高通航水位的確定（1）設(shè)計最高通航水位洪水重現(xiàn)期195、淺灘設(shè)計水位的確定方法

（1）水位相關(guān)法（2）瞬時水位法

觀測一段時間的水文算出淺灘與基本站同瞬時的落差關(guān)系，即可求出淺灘設(shè)計水位。

5、淺灘設(shè)計水位的確定方法（1）水位相關(guān)法（2）瞬時水位205、淺灘設(shè)計水位的確定方法

（3）比降插入法圖2-4比降均勻插入法示意圖圖2-5比降不均勻插入法示意圖5、淺灘設(shè)計水位的確定方法（3）比降插入法圖2-4比降216、特殊河道設(shè)計水位

1．排、灌、引水渠道設(shè)計水位的確定2．運河及河網(wǎng)航道設(shè)計水位的確定3．通航水利樞紐的上、下游設(shè)計水位4．潮汐河口設(shè)計高、低潮位7、設(shè)計水位的調(diào)整

須考慮工程建成前后，水文特性的突變。如：1．工程的影響2．上下游協(xié)調(diào)問題

6、特殊河道設(shè)計水位7、設(shè)計水位的調(diào)整22二、整治水位沙、卵石淺灘多采取筑壩束水功沙，與整治建筑物頭部齊平的水位，一般稱為整治水位。二、整治水位沙、卵石淺灘多采取筑壩束水功沙，與整治建筑物23二、整治水位（2）選擇該河段的優(yōu)良河段邊灘邊灘高程作為整治水位；（3）采用多年平均水位多年平均流量時的水位（接近平灘邊灘水位）。1．經(jīng)驗方法（1）根據(jù)各河流整治較成功的經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定:常取設(shè)計水位＋超高a(m)二、整治水位（2）選擇該河段的優(yōu)良河段邊灘邊灘高程作為整治24二、整治水位2．造床流量法①Q(mào)～Q2JP關(guān)系線推求Q-PJQm曲線示意圖②輸沙能力公式推求

斷面推移質(zhì)輸沙率：

圖2-7Z-P、Z-U、Z-U4P關(guān)系曲線斷面懸移質(zhì)輸沙率：某級流量造床作用的大小與輸沙能力大小、歷時有關(guān)。二、整治水位2．造床流量法①Q(mào)～Q2JP關(guān)系線推求Q-25多數(shù)河流選用第二造床流量相應(yīng)水位作為整治水位偏高①第二造床整治流量是對河床塑造作用最大的流量，航道整治只要求中枯水階段的沖刷能力稍加提高；②基本站多設(shè)在設(shè)置深槽河段，比降隨水位的上漲而增大，Q2JP的峰值也隨水位的上漲而增大，作為淺灘段的造床流量必然偏高；③造床流量與各級流量的歷時有關(guān)；④研究表明，丁壩在一定淹沒深度時，輸沙率最大。二、整治水位2．造床流量法多數(shù)河流選用第二造床流量相應(yīng)水位作為整治水位偏高26二、整治水位3．淺灘轉(zhuǎn)沖水位法4．整治水位的調(diào)整目的：使整治流量在整治建筑物束窄的范圍內(nèi)流動。

二、整治水位3．淺灘轉(zhuǎn)沖水位法4．整治水位的調(diào)整27三、整治線寬度

概念：整治水位時的河面寬度。整治線過寬，束水作用不明顯整治線過窄，將產(chǎn)生局部的過渡沖刷，引起下游河段淤積，或流速過大使航行條件惡化。圖2-8湘江某淺灘整治線平面布置三、整治線寬度概念：整治水位時的河面寬度。整治線過寬，束28三、整治線寬度

1．經(jīng)驗法確定整治線寬度2.理論計算方法（1）水力學(xué)計算方法（2）輸沙平衡方法3．流速控制法三、整治線寬度1．經(jīng)驗法確定整治線寬度2.理論計算方法（291．經(jīng)驗法確定整治線寬度

尋找與被整治淺灘淺灘上下游具有相似水文、泥沙、地質(zhì)條件的優(yōu)良河段。

求整治水位時的水面寬B、平均水深Ｈ、航道邊緣水深t。

圖2-9優(yōu)良河段斷面圖圖2-10某河段H-B關(guān)系曲線1．經(jīng)驗法確定整治線寬度圖2-9優(yōu)良河段斷面圖302.理論計算方法

（1）水力學(xué)計算方法2.理論計算方法 （1）水力學(xué)計算方法31圖3-13相關(guān)曲線

（1）水力學(xué)計算方法圖3-13相關(guān)曲線 （1）水力學(xué)計算方法32（2）輸沙平衡方法Gs1＝Gs2（2）輸沙平衡方法Gs1＝Gs233（2）輸沙平衡方法（2）輸沙平衡方法34（2）輸沙平衡方法②懸沙造床為主（2）輸沙平衡方法②懸沙造床為主35計算步驟→m→y1,y2→選擇計算斷面，B1、H1、t，確定Q1、Q2，計算V1，VH1→計算步驟→m→y1,y2→選擇計算斷面，B1、H1、t，確定36在非通航汊道內(nèi)建壩或在分流段建挑流壩作為分流工程后，兩汊的分流比會發(fā)生變化；在通航汊道內(nèi)建整治建筑物后，改變了汊道內(nèi)的阻力，也會使兩汊分流比發(fā)生變化。（3）在以下幾種情況應(yīng)考慮流量的變化：在山區(qū)少沙河流上，壩體滲流流較大，一部分流量從壩田流出，使整治線范圍內(nèi)的流量有所減少。在非通航汊道內(nèi)建壩或在分流段建挑流壩作為分流工程后，兩汊的分37對于交錯淺灘、彎道淺灘和分汊河段的分、匯流口一側(cè)有深潭的淺灘：（4）非正常過渡段淺灘整治線寬度的確定整治線寬度大于B1，不合理。在計算H1時，應(yīng)考慮真正對淺灘造床的有效流量和斷面面積。對于交錯淺灘、彎道淺灘和分汊河段的分、匯流口一側(cè)有深潭的淺灘38（2）控制流速整治水位：床沙VC＜主流范圍的垂線平均流速＜航行允許流速設(shè)計水位：VH＜主流范圍的垂線平均流速＜VC3．流速控制法（1）水流流速決定泥沙運動的關(guān)鍵因素，設(shè)計通過控制各級流量下的流速來實現(xiàn)整治目的。（2）控制流速3．流速控制法（1）水流流速394、規(guī)范推薦的輸沙平衡計算公式

《航道整治工程技術(shù)規(guī)范（JTJ285-90）》推薦的輸沙平衡方法計算公式的基本形式如下：

η─水深改正系數(shù)，一般在0.7-0.9之間選?。籋─整治水位下的航道邊緣水深，可用式H＝H’＋A計算4、規(guī)范推薦的輸沙平衡計算公式η─水深改正系數(shù)，一般在0.740九、整治水位和整治線寬度的調(diào)整除了河流來水來沙條件與河床形態(tài)之間關(guān)系較復(fù)雜外，計算公式有以下不足：（一）調(diào)整原因１、沒反映水位降落過程中水流對淺灘演變的作用。２、推導(dǎo)公式過程中的某些假定和簡化與實際情況不符。３、按計算公式求得的整治水位和整治線寬度，它們之間的最優(yōu)組合不清楚。九、整治水位和整治線寬度的調(diào)整除了河流來水來沙41九、整治水位和整治線寬度的調(diào)整整治水位參照汛后淺灘河床明顯沖刷時的水位或第二造床流量相應(yīng)的水位，并與本河流的整治經(jīng)驗相互驗證確定。整治線先根據(jù)理論計算方法推求，再與本河流的整治經(jīng)驗效核。（二）調(diào)整方法九、整治水位和整治線寬度的調(diào)整整治水位參照汛后42習(xí)題3-1（課程設(shè)計）（1）計算基本站設(shè)計水位與對應(yīng)流量；（2）建立基本站與灘段基本水尺的關(guān)系，推求基本水尺、各水位樁斷面設(shè)計水位；（3）確定Ⅱ-Ⅱ整治水位、整治線寬度。習(xí)題3-2：某淺灘整治水位對應(yīng)流量為538m3/s，B1＝650m、H1＝1.6m，假設(shè)整治前后Q不變，要求整治后設(shè)計水位時航深1.0m，求相應(yīng)的整治線寬度B2，已知床沙平均粒徑為1mm。習(xí)題3-1（課程設(shè)計）習(xí)題3-2：某淺灘整治水位對應(yīng)流量為543第三節(jié)整治線的平面布置第四章航道整治規(guī)劃與設(shè)計第三節(jié)整治線的平面布置第四章航道整治規(guī)劃與設(shè)計44一、整治線的基本走向

1．整治線必須依托穩(wěn)定深槽的主導(dǎo)河岸。一、整治線的基本走向45一、整治線的基本走向圖a）：基本一致，整治線順水流方向布置。圖b）：交角較大，整治線宜離開汛期淤積的凹岸。圖c)：交角大，整治線過渡段布置為S型。2．整治線與水流方向交角要小123洪水流向與枯水河槽走向：一、整治線的基本走向圖a）：基本一致，整治線順水流方向布置。461．整治線平面尺寸的確定

二、整治線的平面形態(tài)彎曲半徑R：一般取R=(4~6)B2切除凸角時取R=(2~3)B2直線段長度L：一般取L=(1~3)B2沖積性河道總是彎曲，常由兩反向河彎組成，規(guī)劃布置時參照優(yōu)良河段選擇R和L。1．整治線平面尺寸的確定二、整治線的平面形態(tài)彎曲472．整治線平面設(shè)計步驟在上、下深槽確定主導(dǎo)河岸，繪枯水水流動力軸線，越過轉(zhuǎn)向的起訖點，沿主導(dǎo)河岸做圓弧線，根據(jù)B2平行繪出對岸的圓弧線，在過渡段以直線聯(lián)接上、下圓弧線，檢驗直線段長度Ｌ，否則調(diào)整R使其滿足要求。2．整治線平面設(shè)計步驟在上、下深槽483．整治線與航槽間的距離L

二、整治線的平面形態(tài)一般取L=(3~5)h+C其中：h為壩頭高度，C為安全距離（大河取10m）3．整治線與航槽間的距離L二、整治線的平面形態(tài)一般取L=(492、在兩岸有取排水口、港口等建筑物時，整治線布置是應(yīng)防止淤塞。三、整治線布置還須考慮的因素3、考慮對防護大堤的影響，彎頂不宜太靠近提防。1、支流入?yún)R口門不宜布置整治線，宜布置在江心或?qū)Π丁?、在兩岸有取排水口、港口等建筑物時，整治線布置是應(yīng)防50四、整治線的平面控制工程瀾滄江曼廳大沙壩航道整治工程平面布置圖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)流壩及護岸等。四、整治線的平面控制工程瀾滄江曼廳大沙壩航道整治工程平面布置51第三章航道整治規(guī)劃與設(shè)計課件52第三章航道整治規(guī)劃與設(shè)計課件53第三章航道整治規(guī)劃與設(shè)計課件54第四節(jié)整治河段的水力及沖淤計算第四章航道整治規(guī)劃與設(shè)計水面線計算流速平面分布簡化計算丁壩水力計算整治后沖淤效果計算第四節(jié)整治河段的水力及沖淤計算第四章航道整治規(guī)劃與設(shè)計551．基本方程式一、水面線計算

1．基本方程式一、水面線計算56

1．基本方程式1．基本方程式57

1．基本方程式1．基本方程式58

1．基本方程式1．基本方程式59

編程計算：編程計算：603．河道分段與計算斷面選取在推算水面線時，將控制斷面設(shè)在下游，把計算河段劃分為若干計算段，根據(jù)控制斷面的水位，從下游段向上游逐段逐段推算。3．河道分段與計算斷面選取61第三章航道整治規(guī)劃與設(shè)計課件62二、水流平面分布簡化計算對比較順直且過水斷面沿程變化不大的河段，可采用均勻流公式描述其水流運動：二、水流平面分布簡化計算對比較順直且過水斷面沿程變化不大的63二、水流平面分布簡化計算二、水流平面分布簡化計算64三、丁壩與順壩水力計算①建壩初期非淹沒條件下壅水計算按天然河道水面線的計算方法計算至回水末端，加丁壩壅水高度得出上游距離丁壩3倍壩頭水深處的水位，再繼續(xù)往上游推算。1、單丁壩壅水計算按淹沒寬頂堰計算單丁壩壅水高度三、丁壩與順壩水力計算①建壩初期非淹沒條件下壅水計算1、單65李昌華試驗：丁壩斷面筑壩前后水位近似不變①建壩初期非淹沒條件下壅水計算李昌華試驗：丁壩斷面筑壩前后水位近似不變①建壩初期非淹沒條66②淹沒條件下單丁壩壅水計算計算與前述系統(tǒng)，僅局部阻力系數(shù)不同。②淹沒條件下單丁壩壅水計算計算與前述系統(tǒng)，僅局部阻力系數(shù)不67非淹沒時計算同天然河道。淹沒時參照單丁壩的計算方法，將順壩垂直于水流方向的投影長度Lp作為等效丁壩長度。圖3-22將淹沒順壩化為等效丁壩示意圖2．順壩壅水計算非淹沒時計算同天然河道。圖3-22將淹沒順壩化為等效丁683、丁壩群壅水計算①非淹沒條件下壅水計算將丁壩攔截及受其影響的壩田范圍的橫斷面面積從河道面積中扣除，然后按天然河道水面線的計算方法進行計算。②淹沒條件下壅水計算原則上同非淹沒條件下丁壩群的壅水計算，但計算斷面應(yīng)包括非丁壩斷面，其過水面積應(yīng)扣除丁壩投影于該斷面的面積。3、丁壩群壅水計算69四、整治后沖淤效果的驗算1．河床沖淤變形計算2．航道深度估算四、整治后沖淤效果的驗算1．河床沖淤變形計算2．航道深度估70THEENDTHEEND71第三章航道整治規(guī)劃與設(shè)計

第一節(jié)河道治理的理念第二節(jié)航道整治設(shè)計參數(shù)第三節(jié)整治線的平面布置第四節(jié)整治河段的水力及沖淤計算《航道整治》第三章航道整治規(guī)劃與設(shè)計第一節(jié)河道治理的理念第二節(jié)72第一節(jié)河道治理的理念第四章航道整治規(guī)劃與設(shè)計航道治理的兩種基本思路航道整治與河床演變的關(guān)系航道的一般原則第一節(jié)河道治理的理念第四章航道整治規(guī)劃與設(shè)計航道治理73綜合治理（中、洪水綜合整治）一、航道治理的兩種基本思路單目標治理（枯水航道整治）滿足防洪、航道、水能利用、農(nóng)業(yè)灌溉、漁業(yè)、工農(nóng)業(yè)用水、水環(huán)境治理等各方面要求。綜合治理（中、洪水綜合整治）一、航道治理的兩種基本思路單目74沖積平原河流中、洪水期流量大，易造成河岸坍塌或河堤漫決，水流動力軸線擺動的變化引起河床變形，導(dǎo)致淺灘惡化和河道變遷。（一）綜合治理（中、洪水綜合整治）陸溪口水道控制河勢的變化，才能為防洪、航道、水環(huán)境治理等提供良好基礎(chǔ)。沖積平原河流中、洪水期流量大，易造成河岸坍塌或河堤漫決，水流751、穩(wěn)定河勢：采取裁彎、拓寬卡口、堵汊等工程措施，促使各級水位下的水流動力軸線趨于一致。主要工程措施：

2、固定岸線：在險工段、河彎彎頂處進行護岸，防止護岸沖蝕后退。3、束水工程：在寬淺河段和過渡段等處，束窄河寬，達到固定航槽和增加航深的目的。4、上游渠化、下游河口建導(dǎo)堤及疏浚。黃河護岸（一）綜合治理（中、洪水綜合整治）1、穩(wěn)定河勢：采取裁彎、拓寬卡口、堵汊等工程措施，促使各級水76例：采用丁壩、順壩束水導(dǎo)流整治，壩高在中水位至最低通航水位之間。實質(zhì)：在洪水降落的最后階段，提高沖刷能力，達到最低通航水位時的保證航深。

（二）單目標治理（如：枯水航道整治整治）

赤水河某灘丁順壩枯水是影響航行的關(guān)鍵時期，針對枯水礙航特性采取相應(yīng)整治措施。例：采用丁壩、順壩束水導(dǎo)流整治，壩高在中水位至最低通航水位之77

1.河床沖淤變化的根本原因，在于水流輸沙能力與來沙量的不平衡。

2.“優(yōu)良河段”：天然河流中河床形態(tài)比較歸順，來水來沙適應(yīng)情況的變化差別不大，河段出現(xiàn)動態(tài)平衡，多年變化不顯著，在較長時段內(nèi)航行沒有障礙的河段。

二、航道整治工程與河床演變優(yōu)良河段是航道整治工程參考的“樣板”，淺灘整治后達到上述形態(tài)，不僅可滿足航行要求，也呈相對穩(wěn)定狀態(tài)。

1.河床沖淤變化的根本原因，在于水流輸沙能力與來沙量的不78

利用整治建筑物調(diào)整水流結(jié)構(gòu)，增強河段的上述能力，將多余的泥沙輸送出去或改變泥沙的輸移方向（如變縱向為橫向運動），使其淤至航道以外，或使泥沙淤積到深槽中，以獲得穩(wěn)定航道。

3.航道整治是根據(jù)河床演變的趨勢，把沖淤導(dǎo)向有利的方向。

二、航道整治工程與河床演變利用整治建筑物調(diào)整水流結(jié)構(gòu)，增強河段的上述能力，將多余79三、航道整治工程原則1．航道整治工程應(yīng)符合河床演變規(guī)律及河流動力學(xué)原理，統(tǒng)籌兼顧，進行科學(xué)規(guī)劃；2．根據(jù)不同河勢及特性采取相應(yīng)的整治原則及措施：（１）山區(qū)河流航道整治

應(yīng)修整不利于航行的河槽形態(tài)，改善水流條件。巖石河床宜采用炸礁為主；沙卵石河床宜以修筑整治建筑物與疏浚相結(jié)合。三、航道整治工程原則1．航道整治工程應(yīng)符合河床演變規(guī)律及河80山區(qū)河流巖石河床宜采用炸礁為主山區(qū)河流巖石河床宜采用炸礁為主81山區(qū)河流沙卵石河床宜以修筑整治建筑物與疏浚相結(jié)合山區(qū)河流沙卵石河床宜以修筑整治建筑物與疏浚相結(jié)合82（２）平原河流航道整治

宜采用修筑整治建筑物措施，控制中、低河勢，穩(wěn)定航槽，造成有利于沖深航槽的水流；必要時亦可以疏浚為主，或修筑整治建筑物與疏浚相結(jié)合的措施。長江中游羅湖洲水道2．根據(jù)不同河勢及特性采取相應(yīng)的整治原則及措施：三、航道整治工程原則（２）平原河流航道整治長江中游羅湖洲水道2．根據(jù)不同河勢及特83３．應(yīng)根據(jù)不同的灘勢（淺、急、險）及礙航性質(zhì)，分清主次抓住病根，有針對性地指定整治措施，優(yōu)化工程方案；三、航道整治工程原則３．應(yīng)根據(jù)不同的灘勢（淺、急、險）及礙航性質(zhì)，分84４．應(yīng)對航道造成影響的各種因素認真分析，對航道發(fā)展趨勢作出充分的估計，采取相應(yīng)的整治措施。三、航道整治工程原則４．應(yīng)對航道造成影響的各種因素認真分析，對航道85第二節(jié)航道整治設(shè)計參數(shù)整治設(shè)計參數(shù)包括：設(shè)計水位、整治水位、整治線寬度。第四章航道整治規(guī)劃與設(shè)計第二節(jié)航道整治設(shè)計參數(shù)整治設(shè)計參數(shù)包括：第四章航道86一、設(shè)計水位

先推求與該淺灘有直接關(guān)系的水文站的設(shè)計水位，再相關(guān)到淺灘上。最低通航水位和最高通航水位。一、設(shè)計水位 先推求與該淺灘有直接關(guān)系的水文站的設(shè)計水位，87基本站的選擇應(yīng)滿足下列條件：（1）水文站與淺灘之間無攔河閘壩，兩者水位漲落、縱比降大致相近。（2）無大的支流匯入或無大引水工程。（3）相距不能太遠。（4）具有連續(xù)實測多年（15～20）水文資料和能換算為統(tǒng)一基準面。2、基本水文站選擇基本站的選擇應(yīng)滿足下列條件：2、基本水文站選擇883、天然河流最低通航水位

（1）采用保證率頻率法（1－4級航道）（2）綜合歷時曲線法（5－7級）圖2-1頻率曲線圖2-2綜合歷時曲線3、天然河流最低通航水位（1）采用保證率頻率法（1－4級航894、最高通航水位的確定

（1）設(shè)計最高通航水位洪水重現(xiàn)期（2）通航建筑物設(shè)計最高通航水位流量頻率法歷時頻率法（3）最高通航水位的推求方法航道等級洪水重現(xiàn)期(年)Ⅰ～Ⅲ20Ⅳ～Ⅴ10Ⅵ～Ⅶ54、最高通航水位的確定（1）設(shè)計最高通航水位洪水重現(xiàn)期905、淺灘設(shè)計水位的確定方法

（1）水位相關(guān)法（2）瞬時水位法

觀測一段時間的水文算出淺灘與基本站同瞬時的落差關(guān)系，即可求出淺灘設(shè)計水位。

5、淺灘設(shè)計水位的確定方法（1）水位相關(guān)法（2）瞬時水位915、淺灘設(shè)計水位的確定方法

（3）比降插入法圖2-4比降均勻插入法示意圖圖2-5比降不均勻插入法示意圖5、淺灘設(shè)計水位的確定方法（3）比降插入法圖2-4比降926、特殊河道設(shè)計水位

1．排、灌、引水渠道設(shè)計水位的確定2．運河及河網(wǎng)航道設(shè)計水位的確定3．通航水利樞紐的上、下游設(shè)計水位4．潮汐河口設(shè)計高、低潮位7、設(shè)計水位的調(diào)整

須考慮工程建成前后，水文特性的突變。如：1．工程的影響2．上下游協(xié)調(diào)問題

6、特殊河道設(shè)計水位7、設(shè)計水位的調(diào)整93二、整治水位沙、卵石淺灘多采取筑壩束水功沙，與整治建筑物頭部齊平的水位，一般稱為整治水位。二、整治水位沙、卵石淺灘多采取筑壩束水功沙，與整治建筑物94二、整治水位（2）選擇該河段的優(yōu)良河段邊灘邊灘高程作為整治水位；（3）采用多年平均水位多年平均流量時的水位（接近平灘邊灘水位）。1．經(jīng)驗方法（1）根據(jù)各河流整治較成功的經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定:常取設(shè)計水位＋超高a(m)二、整治水位（2）選擇該河段的優(yōu)良河段邊灘邊灘高程作為整治95二、整治水位2．造床流量法①Q(mào)～Q2JP關(guān)系線推求Q-PJQm曲線示意圖②輸沙能力公式推求

斷面推移質(zhì)輸沙率：

圖2-7Z-P、Z-U、Z-U4P關(guān)系曲線斷面懸移質(zhì)輸沙率：某級流量造床作用的大小與輸沙能力大小、歷時有關(guān)。二、整治水位2．造床流量法①Q(mào)～Q2JP關(guān)系線推求Q-96多數(shù)河流選用第二造床流量相應(yīng)水位作為整治水位偏高①第二造床整治流量是對河床塑造作用最大的流量，航道整治只要求中枯水階段的沖刷能力稍加提高；②基本站多設(shè)在設(shè)置深槽河段，比降隨水位的上漲而增大，Q2JP的峰值也隨水位的上漲而增大，作為淺灘段的造床流量必然偏高；③造床流量與各級流量的歷時有關(guān)；④研究表明，丁壩在一定淹沒深度時，輸沙率最大。二、整治水位2．造床流量法多數(shù)河流選用第二造床流量相應(yīng)水位作為整治水位偏高97二、整治水位3．淺灘轉(zhuǎn)沖水位法4．整治水位的調(diào)整目的：使整治流量在整治建筑物束窄的范圍內(nèi)流動。

二、整治水位3．淺灘轉(zhuǎn)沖水位法4．整治水位的調(diào)整98三、整治線寬度

概念：整治水位時的河面寬度。整治線過寬，束水作用不明顯整治線過窄，將產(chǎn)生局部的過渡沖刷，引起下游河段淤積，或流速過大使航行條件惡化。圖2-8湘江某淺灘整治線平面布置三、整治線寬度概念：整治水位時的河面寬度。整治線過寬，束99三、整治線寬度

1．經(jīng)驗法確定整治線寬度2.理論計算方法（1）水力學(xué)計算方法（2）輸沙平衡方法3．流速控制法三、整治線寬度1．經(jīng)驗法確定整治線寬度2.理論計算方法（1001．經(jīng)驗法確定整治線寬度

尋找與被整治淺灘淺灘上下游具有相似水文、泥沙、地質(zhì)條件的優(yōu)良河段。

求整治水位時的水面寬B、平均水深Ｈ、航道邊緣水深t。

圖2-9優(yōu)良河段斷面圖圖2-10某河段H-B關(guān)系曲線1．經(jīng)驗法確定整治線寬度圖2-9優(yōu)良河段斷面圖1012.理論計算方法

（1）水力學(xué)計算方法2.理論計算方法 （1）水力學(xué)計算方法102圖3-13相關(guān)曲線

（1）水力學(xué)計算方法圖3-13相關(guān)曲線 （1）水力學(xué)計算方法103（2）輸沙平衡方法Gs1＝Gs2（2）輸沙平衡方法Gs1＝Gs2104（2）輸沙平衡方法（2）輸沙平衡方法105（2）輸沙平衡方法②懸沙造床為主（2）輸沙平衡方法②懸沙造床為主106計算步驟→m→y1,y2→選擇計算斷面，B1、H1、t，確定Q1、Q2，計算V1，VH1→計算步驟→m→y1,y2→選擇計算斷面，B1、H1、t，確定107在非通航汊道內(nèi)建壩或在分流段建挑流壩作為分流工程后，兩汊的分流比會發(fā)生變化；在通航汊道內(nèi)建整治建筑物后，改變了汊道內(nèi)的阻力，也會使兩汊分流比發(fā)生變化。（3）在以下幾種情況應(yīng)考慮流量的變化：在山區(qū)少沙河流上，壩體滲流流較大，一部分流量從壩田流出，使整治線范圍內(nèi)的流量有所減少。在非通航汊道內(nèi)建壩或在分流段建挑流壩作為分流工程后，兩汊的分108對于交錯淺灘、彎道淺灘和分汊河段的分、匯流口一側(cè)有深潭的淺灘：（4）非正常過渡段淺灘整治線寬度的確定整治線寬度大于B1，不合理。在計算H1時，應(yīng)考慮真正對淺灘造床的有效流量和斷面面積。對于交錯淺灘、彎道淺灘和分汊河段的分、匯流口一側(cè)有深潭的淺灘109（2）控制流速整治水位：床沙VC＜主流范圍的垂線平均流速＜航行允許流速設(shè)計水位：VH＜主流范圍的垂線平均流速＜VC3．流速控制法（1）水流流速決定泥沙運動的關(guān)鍵因素，設(shè)計通過控制各級流量下的流速來實現(xiàn)整治目的。（2）控制流速3．流速控制法（1）水流流速1104、規(guī)范推薦的輸沙平衡計算公式

《航道整治工程技術(shù)規(guī)范（JTJ285-90）》推薦的輸沙平衡方法計算公式的基本形式如下：

η─水深改正系數(shù)，一般在0.7-0.9之間選取；H─整治水位下的航道邊緣水深，可用式H＝H’＋A計算4、規(guī)范推薦的輸沙平衡計算公式η─水深改正系數(shù)，一般在0.7111九、整治水位和整治線寬度的調(diào)整除了河流來水來沙條件與河床形態(tài)之間關(guān)系較復(fù)雜外，計算公式有以下不足：（一）調(diào)整原因１、沒反映水位降落過程中水流對淺灘演變的作用。２、推導(dǎo)公式過程中的某些假定和簡化與實際情況不符。３、按計算公式求得的整治水位和整治線寬度，它們之間的最優(yōu)組合不清楚。九、整治水位和整治線寬度的調(diào)整除了河流來水來沙112九、整治水位和整治線寬度的調(diào)整整治水位參照汛后淺灘河床明顯沖刷時的水位或第二造床流量相應(yīng)的水位，并與本河流的整治經(jīng)驗相互驗證確定。整治線先根據(jù)理論計算方法推求，再與本河流的整治經(jīng)驗效核。（二）調(diào)整方法九、整治水位和整治線寬度的調(diào)整整治水位參照汛后113習(xí)題3-1（課程設(shè)計）（1）計算基本站設(shè)計水位與對應(yīng)流量；（2）建立基本站與灘段基本水尺的關(guān)系，推求基本水尺、各水位樁斷面設(shè)計水位；（3）確定Ⅱ-Ⅱ整治水位、整治線寬度。習(xí)題3-2：某淺灘整治水位對應(yīng)流量為538m3/s，B1＝650m、H1＝1.6m，假設(shè)整治前后Q不變，要求整治后設(shè)計水位時航深1.0m，求相應(yīng)的整治線寬度B2，已知床沙平均粒徑為1mm。習(xí)題3-1（課程設(shè)計）習(xí)題3-2：某淺灘整治水位對應(yīng)流量為5114第三節(jié)整治線的平面布置第四章航道整治規(guī)劃與設(shè)計第三節(jié)整治線的平面布置第四章航道整治規(guī)劃與設(shè)計115一、整治線的基本走向

1．整治線必須依托穩(wěn)定深槽的主導(dǎo)河岸。一、整治線的基本走向116一、整治線的基本走向圖a）：基本一致，整治線順水流方向布置。圖b）：交角較大，整治線宜離開汛期淤積的凹岸。圖c)：交角大，整治線過渡段布置為S型。2．整治線與水流方向交角要小123洪水流向與枯水河槽走向：一、整治線的基本走向圖a）：基本一致，整治線順水流方向布置。1171．整治線平面尺寸的確定

二、整治線的平面形態(tài)彎曲半徑R：一般取R=(4~6)B2切除凸角時取R=(2~3)B2直線段長度L：一般取L=(1~3)B2沖積性河道總是彎曲，常由兩反向河彎組成，規(guī)劃布置時參照優(yōu)良河段選擇R和L。1．整治線平面尺寸的確定二、整治線的平面形態(tài)彎曲1182．整治線平面設(shè)計步驟在上、下深槽確定主導(dǎo)河岸，繪枯水水流動力軸線，越過轉(zhuǎn)向的起訖點，沿主導(dǎo)河岸做圓弧線，根據(jù)B2平行繪出對岸的圓弧線，在過渡段以直線聯(lián)接上、下圓弧線，檢驗直線段長度Ｌ，否則調(diào)整R使其滿足要求。2．整治線平面設(shè)計步驟在上、下深槽1193．整治線與航槽間的距離L

二、整治線的平面形態(tài)一般取L=(3~5)h+C其中：h為壩頭高度，C為安全距離（大河取10m）3．整