航道工程學(xué)課件

航道工程學(xué)

WaterwayEngineering上節(jié)回顧1水流動(dòng)力軸線2深泓線3通航保證率定義：

天數(shù)/

天數(shù)

通航

天數(shù)/

全年

天數(shù)作用：確定航道

水位確定航道

最低通航

水位4航道基本尺度：、、及。

水深、寬度、最小彎曲半徑及凈空。

通航條件：1）航道尺度

2）水流條件（V、J）5航道標(biāo)準(zhǔn)尺度包括哪些，如何計(jì)算航道標(biāo)準(zhǔn)水深：設(shè)計(jì)船型標(biāo)準(zhǔn)吃水+富裕水深航道標(biāo)準(zhǔn)寬度：航跡線寬度+富裕寬度航道最小彎曲半徑：船長(zhǎng)航道凈空高度&凈空寬度6航道斷面系數(shù)=

斷面面積/

斷面面積

7航道水流條件縱向流速橫流流速環(huán)流流速航道整治工程整治依據(jù)：航道整治應(yīng)根據(jù)河床演變的趨勢(shì)，把沖淤導(dǎo)向有利的方向。航道整治工程應(yīng)符合河床演變規(guī)律及河流動(dòng)力學(xué)原理，統(tǒng)籌兼顧，進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，應(yīng)根據(jù)不同河勢(shì)及特性，采取相應(yīng)的整治原則及措施。設(shè)計(jì)內(nèi)容：整治線的設(shè)計(jì)與整治斷面設(shè)計(jì)是航道整治工程最基本也重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容，本章系統(tǒng)闡述了整治線的布置原則與各整治參數(shù)的計(jì)算方法。工程措施：整治線與整治參數(shù)要通過整治建筑物實(shí)現(xiàn)，本章介紹了主要整治建筑物的特性、作用與結(jié)構(gòu)型式。根據(jù)平原河流、山區(qū)河流不同的水流特性，分別介紹了不同河道一般存在的礙航灘險(xiǎn)特征、相應(yīng)的整治工程措施及水力計(jì)算方法。第一節(jié)概述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”特征：枯水期水流集中于一個(gè)河槽而不分流；河岸的曲度均勻而不過大，兩個(gè)相鄰的彎曲河段之間的直線過渡段不太長(zhǎng)，主流沒有急彎；深槽與過渡段的高程相差不大；水面的比降沿程均勻；枯水期過渡段的過水?dāng)嗝孑^為對(duì)稱；邊灘發(fā)育完整，高程較高且相對(duì)穩(wěn)定；枯水時(shí)期深槽的寬度稍大于過渡段的寬度。第一節(jié)概述3.航道整治是根據(jù)河床演變的趨勢(shì)，把沖淤導(dǎo)向有利的方向。１）掌握規(guī)律：航道整治工程應(yīng)符合河床演變規(guī)律及河流動(dòng)力學(xué)原理，統(tǒng)籌兼顧，進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃；２）因地制宜：應(yīng)根據(jù)不同河勢(shì)及特性，采取相應(yīng)的整治原則及措施：山區(qū)河流航道整治；平原河流航道整治。３）分清主次：同的灘勢(shì)（淺、急、險(xiǎn)）及礙航性質(zhì)，有針對(duì)性地指定整治措施。４）全面考慮：應(yīng)考慮對(duì)已建、在建或?qū)⒔ǖ耐佣蔚乃麡屑~工程可能造成影響。第二節(jié)整治線設(shè)計(jì)與布置1．整治線：是指在整治工程設(shè)計(jì)流量下，在水面處所設(shè)計(jì)的穩(wěn)定河槽的外形。

圖3-1整治線與航道第二節(jié)整治線設(shè)計(jì)與布置2.整治線的設(shè)計(jì)(1)確定整治線的位置與岸線之間的關(guān)系；(2)了解整治線范圍內(nèi)及邊緣的水流泥沙特性；(3)確定整治線的水位與整治線寬度。第二節(jié)整治線設(shè)計(jì)與布置3整治線布置原則：1）整治線的起點(diǎn)和終點(diǎn)應(yīng)以穩(wěn)定深槽的主導(dǎo)河為依托。

圖3-2整治線過渡位置第二節(jié)整治線設(shè)計(jì)與布置3整治線布置原則：2）整治線一般應(yīng)與枯水河槽相適應(yīng)

圖3-3整治線與流向關(guān)系第二節(jié)整治線設(shè)計(jì)與布置3整治線布置原則：3）整治線一般應(yīng)通過淺灘上的最大流速區(qū)4）有支流或溪溝匯入的口門不宜布置整治線。5）全面考慮兩岸工農(nóng)業(yè)需要和防洪要求。第二節(jié)整治線設(shè)計(jì)與布置4整治線輪廓的確定整治線的軸線應(yīng)當(dāng)做成平緩相連的曲線。曲線的彎曲半徑和直線段的長(zhǎng)度與該河流來水來沙及其過程、河床地質(zhì)、河岸組成有關(guān)。不同的水文、泥沙、地質(zhì)條件形成自身穩(wěn)定的河形。在一般情況下，當(dāng)淺灘河段的來沙量多時(shí)，可采用R＝4B，反之采用R＝5B；第二節(jié)整治線設(shè)計(jì)與布置4整治線輪廓的確定對(duì)特殊河形按其自身規(guī)律選取；當(dāng)切除凸嘴，改善航行條件時(shí)，可采用R＝(2-3)B，直線段長(zhǎng)度取L＝(1-3)B。瀾滄江阿達(dá)箐灘第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)水位1.設(shè)計(jì)水位包括最低通航水位和最高通航水位，是計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)船隊(duì)（舶）正常通航天數(shù)的依據(jù)。

圖3-4正常通航期示意圖第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)2.淺灘上的設(shè)計(jì)水位推求：先推求與該灘有直接關(guān)系的水文站的設(shè)計(jì)水位，再相關(guān)到淺灘上。3.淺灘上的設(shè)計(jì)水位推求方法１）淺灘臨時(shí)水尺設(shè)計(jì)最低通航水位推求方法水位相關(guān)法

圖3-5水位相關(guān)圖第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)比降插入法比降均勻插入法圖3-6比降均勻插入法示意圖圖3-7比降不均勻插入法示意圖比降不均勻插入法

第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)瞬時(shí)水位法：觀測(cè)一段時(shí)間的水位，算出淺灘與基本站同時(shí)的落差關(guān)系，即可求出淺灘設(shè)計(jì)水位。第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)２）淺灘臨時(shí)水尺設(shè)計(jì)最高通航水位推求洪水期水位資料３）淺灘上各斷面設(shè)計(jì)水位的推求基準(zhǔn)：臨時(shí)水尺斷面設(shè)計(jì)水位方法：相關(guān)方法；瞬時(shí)水面法第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)二整治水位1.定義：指與整治建筑物頭部齊平的水位。2.經(jīng)驗(yàn)方法根據(jù)各河流整治比較成功的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，通常是設(shè)計(jì)水位＋1m＝整治水位。選擇該河優(yōu)良河段的邊灘高程作為整治水位。采用多年平均水位或多年平均流量時(shí)的水位,此水位接近于平灘（邊灘）水位。第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)3.造床流量法造床流量：造床作用與多年流量過程的綜合造床作用相當(dāng)?shù)牧髁?。與造床強(qiáng)度（輸沙率）和歷時(shí)相關(guān)。

第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)Z-P、Z-V、Z-v4P關(guān)系曲線Q－PJQm關(guān)系曲線蘇聯(lián)馬卡維也夫床沙輸沙率關(guān)系：G≈QmJ第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)

第一造床流量：多年平均最大洪水流量，保證率為1％～6％。第二造床流量：略大于多年平均流量，保證率為24％～45％，對(duì)于束水歸槽、沖刷淺灘，應(yīng)取第二造床流量作為整治流量，其相應(yīng)水位為整治水位。第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)三整治線寬度定義：指整治水位時(shí)的河面寬度。

圖3-9整治線及其寬度示意圖第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)整治線寬度過寬，束水作用不明顯；整治線寬度過窄，將產(chǎn)生局部的過渡沖刷，引起下游河段的淤積，或流速過大使航行條件惡化。整治線寬度確定了整治建筑物（丁壩）的長(zhǎng)度，由此影響著整治工程數(shù)量和工程投資的大小。第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)（一）經(jīng)驗(yàn)方法尋找與被整治淺灘具有相似的水文、泥沙及河床地質(zhì)條件的優(yōu)良河段（在淺灘上下游）。

優(yōu)良河段斷面圖某河段B-H關(guān)系圖第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)（二）理論計(jì)算方法１.水力學(xué)方法

（3－13）

（3－14）聯(lián)解：

（3－15）

此法認(rèn)為：整治水位時(shí)整治前后的Q、n、J相同

（3－17）第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)一般H2不知道，可根據(jù)航道要求水深t乘以改正系數(shù)第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)圖3-14η－(B／b)相關(guān)曲線第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)2.輸沙平衡方法

(3-19)

(1)底沙造床為主沙莫夫推移質(zhì)輸沙率公式：

（3-20）第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)為了計(jì)算方便，

(3-21)式中指數(shù)m的值可以由對(duì)數(shù)紙上的的相關(guān)線確定

(3-22)（2)懸沙造床為主(3-25)第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)（3）應(yīng)用(3-22)和(3-25)式時(shí)，一般在以下幾種情況應(yīng)考慮流量的變化：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(huì)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(huì)使兩汊分流比發(fā)生變化；在山區(qū)少沙河流上，壩體滲流較大，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。

第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)(三)、規(guī)范推薦的輸沙平衡計(jì)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(jì)算公式的基本形式如下：

(3-26)η─水深改正系數(shù)，一般在0.7-0.9之間選?。?/p>

t─整治水位下的航道邊緣水深，t=航道標(biāo)準(zhǔn)水深+整治超高

K－系數(shù)，一般取K＝1，在河床演變劇烈的復(fù)雜情況下，取K＝0.8～0.9Y－指數(shù)，穩(wěn)定河床取Y＝1.67；以懸沙造床為主取Y＝1.33；以底沙造床為主取Y＝1.2～1.4第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)四整治水位和整治線寬度的調(diào)整（一）調(diào)整原因１、沒有正確反映在水位的降落過程中水流對(duì)淺灘演變的作用。２、推導(dǎo)公式過程中的某些假定和簡(jiǎn)化與實(shí)際情況不符。３、按計(jì)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。第三節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)（二）調(diào)整方法1灘形復(fù)雜、受壅水影響、汛后淺灘沖刷緩慢且枯水歷時(shí)較短時(shí)，可適當(dāng)提高整治水位或縮窄整治線寬度。2淺灘群的縱向流速沿程減小時(shí)，經(jīng)驗(yàn)算后，可適當(dāng)束窄出口段的整治線寬度。3淺灘主要采用基建性疏浚提高航道水深，整治建筑物只起穩(wěn)定挖槽的作用時(shí)，其整治水位可適當(dāng)降低，或?qū)⒄尉€寬度適當(dāng)加大。4堵塞較長(zhǎng)的下深槽沱口用以減弱橫流的丁壩群，其末座丁壩可減低高度。小結(jié)航道整治工程與河床演變整治線布置原則整治斷面設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)水位通航最高設(shè)計(jì)水位&通航最低設(shè)計(jì)水位整治水位經(jīng)驗(yàn)法、造床流量法整治線寬度經(jīng)驗(yàn)法、理論計(jì)算方法及規(guī)范推薦的計(jì)算公式整治水位和整治線寬度的調(diào)整習(xí)題1某河段Q2JP～流量關(guān)系曲線見下圖，請(qǐng)說明該圖所表達(dá)的含義，如對(duì)該河段淺灘進(jìn)行航道整治，整治水位如何選取。1Q：流量；J：比降；P：頻率；對(duì)應(yīng)兩個(gè)峰值為第一、第二造床流量第一造床流量：多年平均最大洪水流量，保證率為1％～6％。第二造床流量：略大于多年平均流量，保證率為24％～45％2對(duì)于束水歸槽、沖刷淺灘，應(yīng)取第二造床流量作為整治流量，其相應(yīng)水位為整治水位。

習(xí)題2

某淺灘整治水位對(duì)應(yīng)流量為538m3/s，B1＝650m、H1＝1.6m，假設(shè)整治前后Q不變，要求整治后整治水位時(shí)航深ｔ=2m，求相應(yīng)的整治線寬度B2，已知床沙平均粒徑為1mm。第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用整治建筑物作用：束水、導(dǎo)流、導(dǎo)沙、固灘、護(hù)岸形式：丁壩、順壩、瑣壩、洲頭分流壩、洲尾導(dǎo)流壩及護(hù)岸等第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用丁壩：最常用的整治建筑物形式：與河岸構(gòu)成丁字形作用：橫向阻水第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用（一）丁壩對(duì)河道水流和泥沙的影響1.非淹沒丁壩和水流現(xiàn)象收縮斷面擴(kuò)散斷面回流區(qū)圖3-16丁壩前后水流現(xiàn)象第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用2.淹沒丁壩的水流泥沙現(xiàn)象束水作用大大降低，壩下回流區(qū)逐步消失，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。造成環(huán)流，橫向?qū)?，?dǎo)沙部位與丁壩的方向密切相關(guān)；調(diào)整分汊河道的分流比，控制分流，淤高河灘，保護(hù)河岸或海塘；挑出主流以防頂沖河岸和堤防。第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用3.丁壩的方向上挑下壩下挑丁壩正挑下壩圖3-19丁壩軸線與水流交角

上挑丁壩：丁壩方向指向上游壩頭水流較紊亂，壩頭沖刷坑較大漫壩水流垂直漫過壩頂后偏向河心，以一定角度與航道中的水流匯合形成擠壓水流，沖刷航道，而含沙量較多的底層水流，自河心向岸邊運(yùn)動(dòng)，將泥沙導(dǎo)入壩田壩后的螺旋流自壩頭向壩根運(yùn)動(dòng)，上挑丁壩的壩田淤積效果較好。圖3-18淹沒丁壩水流泥沙運(yùn)動(dòng)情況

下挑丁壩：壩軸線與水流交角>90，丁壩方向指向下游，壩頭水流較平順，壩頭沖刷坑小而淺。漫壩水流漫過丁壩后偏向河岸，這種情況下壩田岸邊部位淤積較慢圖3-18淹沒丁壩水流泥沙運(yùn)動(dòng)情況第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用（二）丁壩群的布置1）每條丁壩只能控制一段河長(zhǎng)，故一般都需要布置數(shù)條丁壩，形成丁壩群。2）束流范圍小，一條丁壩效果不夠，主流往往繞過壩頭按原來方向流動(dòng)。第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用1.對(duì)口丁壩水流比較平順，流態(tài)好，適合在流速較小的河流上應(yīng)用第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用1.錯(cuò)口丁壩水流繞過壩頭比較迂回曲折，適合流速較大的山區(qū)河流。小功率船舶為克服急流，可利用壩頭下游回流區(qū)上行。第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用2.階梯式丁壩圖3-21等高丁壩與階梯丁壩正面圖

第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用圖3-22階梯式丁壩系統(tǒng)附近的水流運(yùn)動(dòng)第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用3.其它形式（1）短丁壩：第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用（2）勾頭丁壩：第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用（2）勾頭丁壩：第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用壩頭流速可減少20％左右勾長(zhǎng)比的增加減少了壩頭最大的沖刷坑深度

勾長(zhǎng)比的增加，壩后沖刷范圍減少圖3-24沖刷范圍與D／L的變化關(guān)系圖3-23D／L與ho／hL的變化關(guān)系第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用二、順壩圖3-25拋石順壩

（一）順壩常用范圍調(diào)整急彎，規(guī)順岸線，促使航槽穩(wěn)定。堵塞倒套、尖潭。堵塞支汊，調(diào)整匯流處的交匯角。沿整治線束窄河寬。第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用（二）順壩布置的一般原則

1.順壩壩身一般靠近整治線，布置在凹岸或主導(dǎo)河岸一側(cè)。

2.順壩壩軸線與水流交角不宜過大。

3.淺灘兩岸不宜同時(shí)布置順壩。

4.順壩平面形態(tài)應(yīng)由平緩的曲線構(gòu)成，壩根應(yīng)與河岸平緩連接。

5.順壩壩頭要求伸入下深槽，避免壩頭附近出淺。

6.為加速順壩壩田淤積，可在順壩與原河岸之間建格壩。第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用圖3-26順格壩組合應(yīng)用第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用三、瑣壩從一岸到另一岸橫跨河槽及串溝的建筑物“塞支強(qiáng)干”壩頂高程的確定第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用四、潛壩1.潛壩：最枯水位時(shí)均潛沒在水下而不礙航的建筑物，有潛丁壩、潛鎖壩等2主要作用壅高上游水位，調(diào)整比降，增加水深；也可以促淤趕沙，減小過水?dāng)嗝婧拖涣剂鲬B(tài)等。第四節(jié)主要整治建筑物的特性與作用圖3-27萊茵河下游潛壩的應(yīng)用圖3-28拋石鎖壩施工第五節(jié)主要整治建筑物的結(jié)構(gòu)一、重型整治建筑物主要由石料、砼、鉿、鋼柏樁等構(gòu)筑具有堅(jiān)固耐久性，既能抵卸水流、漂木、波浪其對(duì)建筑物的沖擊，又能在自然環(huán)境下具有良好防腐性能。用得較多的是拋石結(jié)構(gòu)整治建筑物。

第五節(jié)主要整治建筑物的結(jié)構(gòu)（一）拋石丁壩圖3-29拋石丁壩第五節(jié)主要整治建筑物的結(jié)構(gòu)1、丁壩橫斷面２、丁壩壩頂縱坡３、丁壩壩根４、壩頭圖3-30拋石丁壩結(jié)構(gòu)示意圖第五節(jié)主要整治建筑物的結(jié)構(gòu)1、丁壩橫斷面梯形，堤頂寬1～4m，迎水坡1:1~1:1.5，背水坡1:1~1:2.5。流速大的地區(qū)，堤頂適當(dāng)增寬。潛丁壩，考慮到施工、維修難度和通航要求，堤頂適當(dāng)增寬，邊坡適當(dāng)減緩。第五節(jié)主要整治建筑物的結(jié)構(gòu)２、丁壩壩頂縱坡

橫斷面面積隨水位漲落而逐漸變化，1:100~1:300。丁壩較長(zhǎng)，可設(shè)變坡，壩長(zhǎng)300m~800m，1:500，壩長(zhǎng)超過800m，先確定壩根高程，從壩頭按1:500起坡，達(dá)到壩根告成后改為平坡。

圖3-30拋石丁壩結(jié)構(gòu)示意圖第五節(jié)主要整治建筑物的結(jié)構(gòu)３、丁壩壩根的處理為避免壩根被沖蝕而影響整治效果和壩體穩(wěn)定，需進(jìn)行保護(hù)，常用干砌塊石結(jié)構(gòu)。河岸抗沖，可不護(hù)；抗沖能力不強(qiáng)，護(hù)岸；抗沖性差，護(hù)岸要延長(zhǎng)。上游護(hù)岸長(zhǎng)5~15m，下游長(zhǎng)10~25m，護(hù)坡坡頂高度高出壩根頂部高程1.0m，護(hù)坡坡度不宜陡于1:1.5。第五節(jié)主要整治建筑物的結(jié)構(gòu)圖3-31壩根護(hù)岸第五節(jié)主要整治建筑物的結(jié)構(gòu)４、壩頭處理1）壩頂加寬2）修圓，放緩向河坡3）加大護(hù)底面積4）下游側(cè)加順壩，形成勾頭狀圖3-32壩頭處理第五節(jié)主要整治建筑物的結(jié)構(gòu)（二）拋石順壩１、順壩橫斷面：1～3m，1:1~1:22、順壩的縱坡：與整治水面比降一致（三）拋石鎖壩1、拋石鎖壩的斷面尺寸：同潛丁壩，抗滑穩(wěn)定2、鎖壩護(hù)底：減少河床變形3、鎖壩壩壩根處理：護(hù)坡；開槽，防滲第五節(jié)主要整治建筑物的結(jié)構(gòu)二、輕型整治建筑物采用梢料、竹木、聚烯烴等材料構(gòu)成透水整治建筑物沉排護(hù)底：柴排、化纖強(qiáng)物軟體排、沙袋排等等。圖3-33護(hù)底排沉放第五節(jié)主要整治建筑物的結(jié)構(gòu)（一）柴排、木樁編籬構(gòu)成的建筑物圖3-34單排編籬第五節(jié)主要整治建筑物的結(jié)構(gòu)（二）化纖織物構(gòu)成的建筑物柴排需要大量的梢料，目前因材料來源困難，柴排的使用受到限制。隨著化纖織物的發(fā)展，由化纖織物制成的軟體排正逐漸取代梢料沉排?；w織物軟體排：一般由編織布、塑料繩網(wǎng)和壓塊三部分組成。圖3-35聚烯烴織物護(hù)底整治工程實(shí)例

小橄欖壩灘：淺灘上游進(jìn)口河段洪枯水期河寬變化不大，多在100～300m之間。放寬段彎曲分汊，河面開闊，洪枯水河寬變化劇烈，枯季河寬一般不足200m，而洪水河寬可達(dá)960m，放寬率達(dá)到3.0以上。淺灘下游出口河段狹窄彎曲，洪枯水河寬在80～250m間，且下接一180°急彎段，對(duì)淺灘段有明顯的壅水作用，是造成小橄欖壩灘洪淤枯沖、漲淤落沖的重要原因。這可從洪、枯水該河段比降變化得到證明。如Q=504m3/s時(shí)，該河段最大比降為1.64‰，如Q=2800m3/s時(shí)，該河段最大比降為0.29‰，即比降減小了85.3%。整治工程實(shí)例整治工程實(shí)例按航道整治要求，設(shè)計(jì)流量按95%保證率推算為504m3/s，相應(yīng)淺灘段水位578.64m。航道水深2.0m，航寬40m。整治流量則考慮到小橄欖壩灘的山區(qū)河流特征，及漲淤落沖的輸沙特征，且在整個(gè)落水期和枯水礙航的情況，選取平灘（右邊灘）水位時(shí)的流量作為整治流量，即Q整=2000m3/s，相應(yīng)整治水位582.988m。整治工程實(shí)例整治線寬度的確定采用經(jīng)驗(yàn)法和理論計(jì)算法相結(jié)合。首先采用優(yōu)良河段法，根據(jù)分析，本河段思茅港～江心洲頭段河岸順直穩(wěn)定，航深、航寬、水流條件良好，可作為優(yōu)良河段，其代表斷面河相關(guān)系為

（1）

式中B為河寬，H為斷面平均水深。整治流量航道要求的邊緣水深t=Z整-Z設(shè)+2.=5.27m，取整治后斷面平均水深H2=ηt=0.85×5.27=4.48m，將H2代入式（1）得到整治線寬度為228.7m。整治工程實(shí)例其次按照水力學(xué)方法計(jì)算，其算式為

（2）式中B1為整治前淺灘水面寬度，H1為整治前淺灘斷面平均水深，B2為整治線寬度，淺灘代表斷面的H1=2.01m，B1=860m，代入式(2)得整治線寬度為225.5m。綜合考慮選取整治線寬度為225m。整治工程實(shí)例試驗(yàn)的整治方案可分為兩大類：①丁壩群方案：進(jìn)口用鎖壩封閉江心洲左汊，灘段兩岸采用丁壩群進(jìn)行整治，達(dá)到束水攻沙，穩(wěn)定航槽的目的，具體布置見圖3。

②丁順壩方案：進(jìn)口用鎖壩封閉江心洲左汊，左岸采用順壩歸順?biāo)?，封灣束水，右岸采用丁壩群固灘?qiáng)岸，具體布置見圖4。整治工程實(shí)例圖3丁壩群整治方案布置圖

圖4

丁順壩整治方案布置圖

整治工程實(shí)例圖5

丁壩群整治效果圖

圖6丁順壩整治效果圖整治工程實(shí)例丁壩群方案存在以下問題較難解決：①由于丁壩壅水，若縮窄過多，易造成航槽上段泥沙淤積，航寬減小。通過放寬整治線可減小壅水，但又會(huì)造成航槽束水不夠，沖沙能力偏弱的問題。②由于該灘位于急彎河段，上游主流幾乎直線進(jìn)入彎道，丁壩群難以將水流順勢(shì)、平穩(wěn)的導(dǎo)向航槽，導(dǎo)致彎道凹岸丁壩壩頭附近流態(tài)紊亂，流速分布不均，航行條件差。③主導(dǎo)河岸（彎道凹岸）處的丁壩壩頭和壩田沖刷嚴(yán)重。如清水試驗(yàn)確定的方案，其左岸丁壩壩頭局部沖刷深度達(dá)10m以上，導(dǎo)致沖坑吸流，影響航槽沖刷穩(wěn)定，容易出現(xiàn)局部航寬、水深不足等現(xiàn)象。整治工程實(shí)例丁順壩方案則避免了丁壩引起的這些問題，所形成的航槽尺度和水流條件均優(yōu)于丁壩群方案，且能夠滿足當(dāng)?shù)睾降啦块T的規(guī)劃要求，因此最后推薦采用丁順壩方案進(jìn)行小橄欖壩灘的航道整治。上節(jié)回顧Q1：整治建筑物形式主要有哪些？丁壩丁壩群勾頭壩順壩丁順壩瑣壩潛壩Q2：丁壩分類：Q3：平原河流航道類型？順直彎曲分汊Q4：順直段淺灘分類正常淺灘交錯(cuò)淺灘復(fù)式淺灘散亂淺灘Q5：彎曲航道對(duì)航運(yùn)的影響?1）彎曲半徑小或航寬不足2）彎道上游枯水期出淺礙航3）河灣發(fā)展使航線延長(zhǎng)Q6：彎曲航道中洪、枯水流線有什么不同？洪水走直，枯水走彎；頂沖點(diǎn)：枯水上提，洪水下挫第六節(jié)平原河流航道的整治工程一、順直河道的淺灘整治淺灘定義：河床凸起處枯水期航深不足而礙航，水流散亂或橫流很強(qiáng)，船舶航行困難順直段淺灘分類：（按淺灘的外形和礙航情況）正常淺灘交錯(cuò)淺灘復(fù)式淺灘散亂淺灘第六節(jié)平原河流航道的整治工程淺灘組成第六節(jié)平原河流航道的整治工程(一)正常淺灘

1．多出現(xiàn)在曲率平緩的彎曲過渡段和河身較窄的順直河段上。

2.一般情況下，這類淺灘不礙航，可以算是好的淺灘。

第六節(jié)平原河流航道的整治工程3.正常淺灘整治：丁壩固定邊灘，加高上下游邊灘高程，延長(zhǎng)水流對(duì)淺灘的沖刷時(shí)間如果邊灘已較高，可采用護(hù)面固灘圖3-37順直河段上正常淺灘的整治第六節(jié)平原河流航道的整治工程(二)、交錯(cuò)淺灘1.常出現(xiàn)在河寬較大、邊灘比較發(fā)育的順直河段上或曲率大、過渡段很短的彎曲河段上。2.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。也稱壞灘，是整治的主要對(duì)象第六節(jié)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圖3-38交錯(cuò)淺灘整治第六節(jié)平原河流航道的整治工程(三)、復(fù)式淺灘1.復(fù)式淺灘是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的淺灘所組成。2.復(fù)式淺灘整治固定和提高邊灘高程切割中間邊灘圖3-39固定和提高邊灘高程圖3-40切割中間邊灘第六節(jié)平原河流航道的整治工程(四)、散亂淺灘（散灘）

1.主要特點(diǎn)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(dòng)，很不穩(wěn)定，航道彎曲，水深小且航槽位置經(jīng)常擺動(dòng)因而航行條件極差。第六節(jié)平原河流航道的整治工程通過丁壩等整治建筑物，將散亂的沙體聯(lián)結(jié)和促淤成灘，以固定河勢(shì)，導(dǎo)引水流集中沖刷航槽

圖3-41散亂淺灘的整治第六節(jié)平原河流航道的整治工程二、彎曲航道整治（一）對(duì)航運(yùn)的影響

1.彎曲半徑太小或航寬不足

2.在彎道上游枯水可能出淺礙航

3.河彎的發(fā)展，使航程加長(zhǎng)

第六節(jié)平原河流航道的整治工程(二)礙航彎曲航道的整治措施

1保護(hù)凹岸，防止彎道惡化護(hù)岸范圍，從河岸不崩塌處開始，經(jīng)過坍塌區(qū)到下一個(gè)不坍塌處為止，頂沖變異區(qū)和常年貼流區(qū)重點(diǎn)保護(hù)1）平順護(hù)岸2）短丁壩護(hù)岸圖3-42彎道河段分區(qū)示意圖第六節(jié)平原河流航道的整治工程圖3-43長(zhǎng)江中游陸溪口水道園港凹岸崩塌第六節(jié)平原河流航道的整治工程（１）平順護(hù)岸

圖3-44長(zhǎng)江江津河段加筋土擋土墻護(hù)岸第六節(jié)平原河流航道的整治工程（２）短丁壩護(hù)岸圖3-45黃河護(hù)岸第六節(jié)平原河流航道的整治工程２、筑壩導(dǎo)流，調(diào)整岸線特點(diǎn)彎道過分寬闊，水流分散，枯水期航深不足，且隨著水位變化航槽左右擺動(dòng)，對(duì)航運(yùn)不利。特別是彎道出口斷面狹窄的情況下，洪水期彎道壅水作用大，使彎道內(nèi)流速減小，泥沙淤積，當(dāng)水位下降時(shí)不能將淤積物全部帶走，增加了枯水礙航程度。措施：在彎道一側(cè)或兩側(cè)筑丁壩，束水歸槽。第六節(jié)平原河流航道的整治工程a)整治前地形

b)整治后河道

圖3-46廣西某彎道整治前后變化圖第六節(jié)平原河流航道的整治工程３、裁彎取直，新開航槽圖3-47長(zhǎng)江下荊江裁彎工程位置圖第六節(jié)平原河流航道的整治工程適合情況：當(dāng)彎道演變很長(zhǎng)的河環(huán)時(shí)，可在狹頸處開挖新河，裁彎取直。利：裁彎后，可以縮減航道里程，裁除位于河環(huán)上的淺灘。增加排洪能力，減小洪水威脅。弊：裁彎工程耗資巨大。裁彎后上、下游河段會(huì)產(chǎn)生演變，對(duì)沿岸影響很大。

第六節(jié)平原河流航道的整治工程整治設(shè)計(jì)內(nèi)容：

方案比較，引河定線，引河斷面設(shè)計(jì)，引河整治設(shè)計(jì)，河道演變及其估算等。內(nèi)裁和外裁

第六節(jié)平原河流航道的整治工程圖3-48長(zhǎng)江中游陸溪口水道河勢(shì)圖三、分汊航道第六節(jié)平原河流航道的整治工程（一）通航汊道的選擇近期發(fā)生沖刷或較穩(wěn)定的汊道為發(fā)展的汊道汊道的來沙量小于輸沙能力的汊道為發(fā)展的汊道汊道口門處，底沙進(jìn)入較少的汊道為發(fā)展的汊道汊道進(jìn)口分流比大于分沙比的為發(fā)展的汊道新生的汊道往往為發(fā)展的汊道選擇的通航汊道其水流應(yīng)順暢選擇中、洪水主流通過的汊道第六節(jié)平原河流航道的整治工程（二）汊道整治方法１、穩(wěn)定汊道（1）保護(hù)節(jié)點(diǎn)附近河床（2）穩(wěn)定汊道進(jìn)口段邊界（3）控制江心洲的洲頭與洲尾（4）保護(hù)河彎圖3-49穩(wěn)定汊道示意圖第六節(jié)平原河流航道的整治工程２、改善汊道（1）汊道進(jìn)口處淺灘（2）汊道中部淺灘（3）漢道出口處淺灘圖3-50汊道進(jìn)口和中部出淺第六節(jié)平原河流航道的整治工程３、堵塞支汊４、棄劣圖優(yōu)，另辟新槽湘江芭蕉灘整治方案第七節(jié)山區(qū)河流的航道整治一概述（一）分類：石質(zhì)灘，卵石灘，砂質(zhì)灘，混合灘圖3-52礁石險(xiǎn)灘急流灘流態(tài)第七節(jié)山區(qū)河流的航道整治（二）特征水位1.成灘水位：開始形成灘勢(shì)的臨界水位高程2.最兇水位：灘險(xiǎn)的水流、礁石嚴(yán)重礙航的水位3.消灘水位：灘情消失的水位習(xí)稱漂灘水位圖3-53石質(zhì)灘險(xiǎn)的整治水位a洪中水灘險(xiǎn)b枯水灘險(xiǎn)圖3-54石質(zhì)急流灘示意圖第七節(jié)山區(qū)河流的航道整治二山區(qū)石質(zhì)灘險(xiǎn)整治（一）石質(zhì)急流灘的整治急流灘的礙航因素：急流、局部陡比降第七節(jié)山區(qū)河流的航道整治第一種整治方法：擴(kuò)大泄水?dāng)嗝娣▓D3-55赤水河葫市灘急流灘圖3-56赤水河葫市灘急流灘整治斷面

采用擴(kuò)大斷面和加大河寬，則可增加過水面積，同時(shí)相應(yīng)減小側(cè)向收束影響，使灘口流速降低和局部陡比降變緩。第七節(jié)山區(qū)河流的航道整治1.開挖整治線的確定切除岸邊凸咀的開挖線，叫作開挖整治線。研究整治線的布置，按具體條件參照因地制宜的原則和順著灘勢(shì)而定。結(jié)合上下游河勢(shì)進(jìn)行布置,并用較平順的開挖曲線連接,使灘口最小泄水?dāng)嗝娅@得最大的有效寬度與泄水面積。以加大泄水為主時(shí)，開挖整治線應(yīng)布置在主流所偏靠的岸邊。以開辟緩流航槽為主時(shí)，則開挖整治線應(yīng)布置在緩流所偏靠的岸邊。

第七節(jié)