1、1航道整治期末复习绪论：问题：除了水位对航道的影响， 水运还受哪些自然条件的影响？答：1、受季节影响：冬季结冰，枯水季水位低；2、受水位影响；3、受气候影响：雨雪雾，白天与黑夜的差别。第一章：河流形态特征：主要指河流的横断面和纵断面的几何特征及河流发育过程中的地貌特征。平面上分:平直型、弯曲型、 分汊型、 游荡型。1. 河流横断面: 垂直于水流动动力轴线的河槽断面。山区河流常呈V形；平原河流常呈U形，不同河段又形成顺直过渡段、分汊段、游荡段、弯曲段。2.河流阶地：由河流下切侵蚀和堆积作用交替进行的,在河流两岸形成的台阶状地貌。3.河流节点：由抗冲性较强的突岸形成，并对河势变化起控制作用的河岸形
2、态。问题：请解释在河流节点上游以及下游比较宽浅段，为什么分布着一些洲、浅滩？答：上游节点前，壅水落淤；下游节点后，河面放宽扩散，流速下降，携沙能力降低，导致淤积，形成洲和浅滩。4.河流水力特征：水位；流量特征；比降特征；流态特征5.河流泥沙特征：静态特征:几何特性、重力特性、级配特性 ；动态特征:沉降特性、运动特性、冲淤特性 。6.航道尺度：指在设计通航期内，航道能保证设计船型（船队）安全航行的最小尺度。包括：在设计最低通航水位下的航道标准水深、航道标准宽度、航道最小弯曲半径等。 1.航道标准水深：指在设计最低通航水位下航道范围内保证的最小水深。航道标准水深由设计船型的标准吃水和富裕水深两部分
3、组成。2.航道标准宽度：指在设计最低通航水位下具有航道标准水深的宽度。3.航道最小弯曲半径R：指保证标准船队安全通过弯道的最小弯曲半径。问题：有些困难弯道因受河道地形限制，不能满足要求的最小弯曲半径，可采 取什么措施？答：1、加宽河道；2、限制船舶航行规模。4.航道断面系数：指最低通航水位时的航道过水断面与标准船舶(队)标准吃水时的船中浸水横断面的面积之比。7.航道水流条件：1.平原河流内的最大纵向表面流速在整治水位及其以下时不大于2.0m/s。2.山区性河流航道内的最大纵向表面流速和局部比降,应满足标准船舶(队)自航上滩的要求。 DbLbB 2sincos2 AA HtH 23.船闸上下引航
4、道进水工程的进口及排水工程出口处,航道横向流速不宜超过0.3m/s,回流流速不宜超过0.4m/s。三. 通航净空净空高度: 设计最高通航水位往上至跨河建筑物底部的垂直距离,应满足标准船舶(队)空载的水上高度加富裕值。净空宽度：航道底标高以上桥墩（桥柱）间的最小净空，包括标准船舶(队）航迹带宽度和富裕宽度。通航条件包括:1.足够的水深、宽度和弯曲半径;2.合适的水流条件,包括流速、比降和流态;3.足够的水上净空,包括净空高度和净空宽度8.通航保证率：指在规定的航道水深下,1年内能够通航的天数与全年天数之比,一般用百分比表示。 通航保证率高则相应的通航最低水位低,航道工程量大。9.船队运输的意义：
5、1.运量大，阻力小；2.能充分发挥动力的效率，降低运输成本；3.既适宜运输大宗货物，也示意运输批量大、货种多的货物；4.同时驳船又可分散到各港点进行装卸，减少货物中转和倒载。 （很重要！）10.拖带船队和顶推船队的优缺点：（很重要！）拖带船队：优点：1.船舶间柔性连接，对航道条件要求较低；2.能适用于内河航道等级较低的航道和风浪较小的沿海水域；缺点：1.行驶时阻力较大；2.运输价格较高。顶推船队：优点：与拖带船队相比，1.船舶航行阻力小；推论螺旋桨水流不对驳船产生干扰,可以提高推轮的推荐效率；3.顶推船队推轮和驳船连成整体，长度较小，操纵较为灵活；4.驳船紧靠推轮，为发展无人驳创造了条件；缺点
6、：1.驳船刚接性连接，要求航道有较大的弯曲半径，且通视条件要好；2.在有船闸的渠化河流上，船闸尺度和船队尺度彼此要相互适应，否则需要解队过闸，运输效益受到影响。11.内河航标颜色规定：内河航标左右岸颜色为：左岸为白色（黑色），右岸为红色；光色是左岸为绿光（白光），右岸为红光。12.内河航标分类：分类：航行标志、信号标志、专用标志13.决定河流左、右岸的原则：按水流方向确定河流的上、下流，面向河流下游，左手一侧为左岸，右手一侧为右岸。第三章：1.浅滩定义：航道水深达不到现有航道维护标准或确定整治目标的局部河段，包括湖泊、运河、水网和通航渠道中的浅段。 即：水深不足，碍航的地方。（很重要！）2.浅
7、滩分类：（很重要） 按浅滩所在地区分: 弯道浅滩 、分汊河道浅滩、支流河口浅滩、回水变动区段浅滩、湖泊水网区浅滩 、潮汐河口浅滩。 按其土质组成分:石质浅滩 、卵石浅滩、砂卵石浅滩、砂质浅滩、泥沙浅滩。 按滩形特征分: 正常浅滩 、交错浅滩、复式浅滩、散乱浅滩。3 浅滩组成图：3.浅滩的形成原因：1.是由于河段输沙不平衡而产生的局部淤积；除此之外还有其它的原因吗？ 答：2.人为因素：如挖沙；3.地质构造导致。 造成输沙不平衡的原因：流速的减小；环流的减弱或消失；洪枯水的流向不一致；局部地区来沙量的加大思考题：浅滩脊上的流速出现转变点的水位，作为临时冲淤水位的参考，有利于安排疏浚的施工日期，如何
8、理解这句话？P56（很重要！）答;浅滩水流流速与深槽相比，高水时淤积，中水不变，低水冲刷，流速相对于深槽处变大冲刷，转折点水位以下处于冲刷，有利于施工，提高施工效率。4.环流: 表面流速指向凹岸,流速增大,冲刷河岸;底部流速指向凸岸,流速减小,淤积河岸;4.、影响浅滩演变的主要因素a.来水来沙条件大小：流量大、沙量小，易冲刷；流量小、沙量大，易淤积。过程：沙峰先出现，浅滩少淤、不淤、冲刷；反之则淤积较大b.河床边界条件河床平面形状的束窄、放宽，河床纵向的局部升高、降低，边滩的尺度、部位、形状，河床组成颗粒的粗细，沙波的尺度。c.上下游河段演变的影响浅滩上游水流动力轴线的变动，影响浅滩河段主流摆
9、动；下游河段的演变只在某种程度上加强、减弱演变强度，不会使浅滩发生根本性变化。5.浅滩演变的基本规律：1.浅滩的稳定性和活动性：稳定性是相对的有条件的，活动性是绝对的。2.浅滩演变的年周期性：洪淤枯冲，浅滩形态也周期性变化。3.浅滩演变的多年周期性：即发生根本性质的变化。6.浅滩演变的分析法： P62要能分析那些图！（很重要）1.浅滩的水深分析2.浅滩形态的演变分析：a河段深泓线变；b平面变化；c 纵断面变化；d横断面变化3.浅滩演变的综合分析：水力、泥沙和河床形态的沿程变化、平面变化、过程变化。47. P62图解分析：（很重要）（1）A图：图中测点比较集中，关系较好，可以绘成一条关系带，说明
10、该浅滩冲淤变化不大，比较稳定B图：图中测点分散，同一水位时，水深的摆动范围很大，无法绘出关系带，说明该浅滩冲淤变化大，不稳定C图：图中测点关系介于前两者之间，浅谈有一定的冲淤幅度，也不够稳定。（2）在涨水过程中，水位于水深关系曲线与横轴的交角大于45度，说明浅谈水位上升的数值大于水深增加的数值，此时浅谈淤积。也就是说，有水位上涨所增加的水深，其中有一部分因浅滩的淤积减小了，所以水深的净加值小于水位的上涨值。在退水过程中，水位于水深关系曲线与横轴的交角也大于45度，说明浅谈水位下降的数值大于水深减小的数值，此时浅谈冲刷。也就是说，由水位下降所减小的水深，其中有一部分因浅滩脊的降低而得到补偿，所以
11、水深的净减小值小于水位的下降值。某浅滩历年枯水期水位与水深关系图（3）在水位与相对水深关系曲线中（P63）：（很重要）退水时，直线与X正向的交角 90度时，浅谈冲刷；直线与X正向的交角 90度时，浅谈淤积；直线与X正向的交角 0.4L3.按对水流的影响程度分： 长丁坝(LB/3)； 短丁坝4.按透水性能分：透水丁坝、不透水丁坝5、丁坝对河道水流和泥沙的影响：（很重要！）1.非淹没丁坝和水流现象：水流流向丁坝受丁坝壅阻，比降会逐渐减小，流速降低，接近丁坝时出现反比降，迫使水流流向河心，水流收缩，绕过坝头下泄；在坝头外主流与丁坝掩护区缓流摩擦梯度下，在丁坝上下游形成几个回流区；在丁坝影响的流速增大
12、区域，河槽浅滩被冲刷深，泥沙下移。2.淹没丁坝的水流泥沙现象：水位淹没丁坝后，丁坝束水作用降低，坝下回流区逐步消散，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。上挑丁坝时：丁坝方向指向上游，上流指向河心，坝头冲刷，坝底指向岸边，淤积；下挑丁坝时：丁坝方向指向下游，坝头指向岸边，坝底冲刷，底流指向河心；7（三）丁坝的使用条件1、丁坝的使用特点（1）挑流作用强，对航槽的冲刷有利；（2）丁坝长度便于调整；（3）坝址水深一般较浅、工程量较小（4）坝头附近水流紊乱（5）坝头附近，导致河床冲刷，坝头下游形成冲刷坑。（6）采用丁坝整治后，枯水新岸线发展较缓慢，要待坝田淤满后，才能最后形成。
13、2、丁坝在平原河流整治中的使用（1）多用于加高或固定边滩，延长水流对浅滩的冲刷时间，或与疏浚相结合，减小挖槽回淤量，保持航道稳定性；（2）有时也可用短丁坝群护岸，防止岸坡崩塌。6、丁坝布置基本原则：1.用于抬高滩上水位、调整比降、减缓流速时，采用正挑丁坝；2.用于来沙量小、流速大的河流，其调节流向、平顺水流为主作用时，多采用下挑丁坝；3.用于来沙量大、流速小的河流，要求加速冲刷航槽、淤积坝田时，可采用上挑丁坝；4.用于丁坝群束水归槽时，第一座丁坝应布置在水流扩散点和顶冲点上方；5.两岸建有丁坝时，若河流流速较大，丁坝宜采用交错布置形式，在流速较小的河流上可布置对口丁坝形式。7、丁坝的间距：（1
14、）丁坝间距的原则 使下一条丁坝壅水范围达到上一条丁坝的坝头：避免坝头较大的水面跌落，同时使水流绕过坝头后形成的扩散水流流线能达到下一个丁坝的有效长度范围内；避免坝根冲刷，丁坝作用的连续性。 有足以控制整治线的点，各坝后回水区边线的连线组成平顺的整治线：不致因间距过大，影响来水攻沙。 防止坝田中产生较大的流速，影响坝田淤积.（2）由回流区确定丁坝间距！错（对）口丁坝布置：88、顺坝：1.定义 ：坝轴线沿水流方向或与水流交角很小的建筑物。2.作用：（1）调整急弯、归顺岸线、平顺水流、改善流态（2）堵塞倒套、尖潭（3）堵塞支汊、上口调整分流角，下口调整交汇角（4）束窄河床 。（很重要！）3顺坝布置原
15、则：（1）顺坝上身常靠近整治线，布置在凹岸或主导河岸一侧（2）顺坝走向与整治线大体一致，按需要做成直接或平缓曲线，坝头伸入或接近下深槽，并保持水流平顺。（3）以拦截横流为主的洲头、洲尾顺坝宜沿洲脊线布置，与江心州地形平顺衔接。（4）两岸不宜同时布置顺坝，否则，施工后整治线宽度不合适，无法改正。（5）坝头延伸至下深潭，避免水流突然扩散形成口门浅段；坝根布置在主流转向点上游。9、锁坝：定义：锁坝是一种拦断河流汊道的水工建筑物，又称堵坝。作用：塞支强干，增加主汊的流量或抬高河段水位，以增强主汊的输沙能力。10、锁坝坝顶高程：取决于设计水位下通航汊道需要的流量。（很重要！）1.锁坝顶面高程的确定 ：（
16、1）设计流量时：要求航槽范围的平均流速大于不淤流速。总流量为Q0，通航汊道的流量QH，通航汊道设计流量Q1Q1QHQ0：不建锁坝；在通航汊道进行整治。QHQ1Q0：需建锁坝增加主汊流量，仍有Q0Q1的流量从锁坝溢流。QHQ0Q1：需建锁坝，坝顶高出设计水位，同时在通航汊道需进行整治才能满足要求。（2）整治流量时：通航汊道内流速满足冲刷要求。2.锁坝位置的确定：被堵汊道的进口、中部、出口。3. 锁坝数目的确定：911、洲头分流坝：是一种建筑在汊道洲头的分流建筑物。作用：保护江心洲，维护河势的稳定，调节通航汊道的流量，改善船舶通航条件。12、护岸作用：(1)控制河势：稳定水流动力轴线，不使河床边界
17、任意变化。(2)抑制崩岸：防止水流淘刷和波浪冲蚀，防止泥沙坍落河中(3)防止主流顶冲：尤其洪水顶冲处，配合丁坝，矶头挑流保证堤防。13、潜坝作用：壅高上游水位、调整比降、增加航深促淤赶沙，减小过水面积、消除不良流态。 布置原则（1）根据水流动力轴线变化情况，预测崩岸的趋向，主动防护；（2）全线规划、重点保证、守点顾线、相互依托；（3）护脚为先， 先水下后水上，先护脚后护坡，形成整体守护。第五章：1正常浅滩的特点1）多出现在： 曲率平缓的弯曲过渡段、河身较窄的顺直河段。2）一般情况下，这类浅滩不碍航，算是好的浅滩。1、河床演变特点和规律：（1）浅滩洪水淤积、枯水冲刷，一般在多沙年份淤积；（2）横
18、向变形、纵向蠕动，弯曲半径减小。2.顺直河段正常浅滩特点：深槽的曲率小，上、下边滩的高程较低，水流分散，鞍槽水深普遍较小。2、顺直河段正常浅滩整治措施和设计： 丁坝固定边滩，加高上下边滩高程，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。 还可在上游凹岸建导流坝以引导水流对浅滩的冲刷，使其平面形态逐渐形成曲率不大的弯曲或微弯河段。3、交错浅滩特点：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。交错浅滩整治目的：消除漫向水流的不利影响，并固定、抬高下边滩。交错浅滩整措施：1.堵塞倒套：丁坝堵塞倒套 ，导流坝堵塞倒套 ；2.堵塞沱口的同时固定下边滩 ；3
19、.堵塞尖潭、利用沱口通航4、复式浅滩整治：1.特点：两岸边滩和深槽相互交替分布，在上下浅滩之间有共同的边滩和浅滩。1.演变规律：（1）上浅滩洪淤枯冲、下浅滩洪冲枯淤；（2）复式浅滩的冲淤变化比较频繁，常出现航道不稳定、航深不足的碍航局面。2.整治措施：（1）固定和提高边滩高程 ；（2）下浅滩的整治线宽度可适当减小。（3）切割中间边滩105、散乱浅滩整治：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。2.散乱浅滩整治：通过丁坝等整治建筑物，将散乱的沙体联结和促淤成边滩，以固定河势，导引水流集中冲
20、刷航槽。6、分汊河段：1. 汊道的演变总趋势：一条叉道走向发展，另一条走向衰退，各叉道多处于兴衰交替的变化过程中。2.稳定汊道工程：（很重要！）（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3.改善汊道工程 （很重要！）（1）汊道进口处浅滩:筑坝挑流或辅助疏浚。（2）汊道中部浅滩：采取单一河道中浅滩整治的方法；增加通航汊道流量。（3）汉道出口处浅滩：常筑洲尾顺坝调整水流交角。7、弯道整治：1.弯道演变规律：凹岸崩退、凸岸淤长，弯顶纵向蠕动，发生撇弯切滩或裁弯取直。2弯曲河道对航运的影响: （很重要！）（1）弯曲半径太小或航宽不足（2）在弯道上游枯水期可
21、能出浅碍航（3）河弯的发展，使航程加长3.碍航弯曲航道的整治措施：（1）保护凹岸，防止弯道恶化 护岸的范围：从河岸不崩塌处开始，经过坍塌区到下一个不坍塌处为止，顶冲弯异区和常年贴流区重点保护。 措施：平顺护岸、 筑丁坝护岸（2）筑坝导流，调整岸线（3）裁弯取直，新开航槽4.裁弯取直规划设计内容：（很重要！）（1）裁弯后缩短航道的里程；（2）对碍航滩险裁除的数量和对不良航道改善的程度；（3）裁弯对港口码头、取排水工程的影响，新建护岸的数量；（4）对防洪、灌溉、围垦、养殖等带来的效益；（5）新建沿线地质对新河开挖、新河发展和控制的影响；（6）新河形成后对沿江工业发展的利弊，以及新河沿线所经土地的利
22、用；（7）新河形成后，河道曲折系数、弯曲半径、流速、比降的变化和带来的影响；（8）工程造价的高低。115. 裁弯比：老河道轴线长度与引河轴线长度的比值，一般为37。裁弯比太小，引河线路长，工程量大，效益不好；裁弯比太大，引河线路短，缩减航程多，J、V大，引河发展太快, 引河不易控制，且引起上、下河势发生剧烈变化。6. 裁弯取直后的河床演变趋势: 裁弯后，新河发展，老河将逐渐淤死，上、下游河段也将发生变化。（很重要）(1)、新河（引河）的发展:普遍冲刷阶段:新河放水后，普遍冲刷扩大，分流比，J，B、H、A，由两侧展宽凹岸单侧发展；普遍冲深形成凹岸深槽。弯道形成阶段:新河继续冲刷，扩大，分流比，J
23、，开始出现凹冲凸淤,演变速度降低。正常演变阶段:老河牛轭湖。新河比降调整完，演变与一般弯道相拟，汛冲枯淤，凹崩凸淤基本平衡。(2)、老河淤积过程:初期：保持原有河道的演变规律,当老河分流量50，挟沙力进一步降低，老河的冲淤规律转化为单向淤积的过程:上口位于新河凸岸，底沙落淤，出口受倒灌、回流、异重流影响而淤高，最后上下游口门断流后牛轭湖。1河口潮波运动：河口水位和流速呈周期性变化，可看作为自由振动的潮波自外海向河口传播。（1）传播运动性质前进波、驻波（2）潮波变形的影响因素：平面形态，水深，上游径流2咸水界：含盐度大于2的咸水所及的河口区域。滞流点：下泄流与上溯流河段间底部净流程为零的临界点，
24、为底层泥沙易于淤积的区域。3河口泥沙运动泥沙来源：流域来沙、海沙悬移质运动：在往复水流作用下，经常处于往复搬运、时沉时扬的过程中。推移质运动：径流挟带的推移质运动至潮流界以下，受涨落潮流的作用，也出现往复运动。一般情况下，推移质泥沙都在咸水界范围内淤积，但在大洪水时也会推移至口门外。三、河口整治1.整治原则(1)调整山潮水比值a.对拦门沙整治:宜采用减小山潮水比值，使淤积位置内移，滩顶降低。相应措施：可以另辟排洪道，引走洪水，也可以清除河口内河床阻水障碍物，减小潮波变形，增加进潮量。b.对口门以内深远的沙坎整治: 宜采用增大山潮水比值，使淤积部位下移。相应措施：从浅滩下游口门附近束窄河宽或建挡
25、潮闸，减少进潮量，也可设法从邻近河流引入水源，或建造水库调节枯水流量等，增加山水流量。(2)直接改变浅滩上水流条件采用全线束窄，集中水流，增加主槽内单宽流量，达到增加航深的目的。相应措施：可以增加单宽涨潮或落潮流量，优先采用增加单宽落潮流量来冲刷河槽，促使泥沙向下游输移。12(3)防止泥沙的进入对于口外来沙为主的河口，应考虑减少进潮量。(4)注意盐水入侵的影响2.整治规划1）航槽选择选择水深较大、河床比较稳定、口外拦门沙较小且距口门近、口外水深也较大的汊道。2）整治线走向应适应河性，保证通航，有利于排洪、排涝，利用已有建筑物与山体等控制工程。应与流向、强风向一致，或者两者的合力方向一致。为了维
26、护航槽深度，在宽广的口外海滨确定导堤走向时，尽量与天然涨落潮的主流流路一致，线形不宜过直，采用顺直微弯河势，利用环流维护航深。3）河弯与河宽 规划要力求使河宽呈均匀扩展，河弯的弯曲半径逐渐增大。 为了确保排洪、维护航深，断面设计最好采用低水和高水两种河宽的梯形河槽形态。 封堵支汊，调整“w”形的河槽形态，力求使涨潮流路一致，集中水流，创造单一河槽。3.整治工程布置1）导堤布置作用：约束涨落潮于堤内流动，使水流相对集中，维持一定的冲刷能力，有时还兼有防浪堤和防沙堤的功能。导堤的长度：应伸到破波带外的深水线。导堤间的宽度：一般根据航深要求加以确定，不能过窄、过宽。导堤高度：通常将堤顶选在中潮位附近
27、，有时也可根据最大落潮流归槽时的水位来确定。导堤结构：一般采用抛石，混凝土块体、沉箱或四角锥体等。2）丁坝、顺坝布置 丁坝常布置在距岸线不远的河段上，目的在于束窄河床，约束水流。丁坝坝根一般置于堤岸，顶高在中潮位附近，坝头伸到低水边线处，与低潮位相平。 顺坝一般布置在河口宽广的区域。第七章：1、基本方程式：能量平衡方程2.河道分段与计算断面选择计算段划分原则：计算段内过水断面变化不大；水力要素（比降、糙率等）基本一致；计算段内流量保持不变。13计算断面选择：与主流垂直，避开回流区；断面突变地方增设断面；分流点与汇流点的前后增设断面。2、计算所需资料a 河道地形图b 计算河段下游固定水尺较长时间
28、的水位资料和实测洪、中、枯三级水位的沿程瞬时水面线及相应的流量。3、丁坝壅水计算（原则：从下游向上游推算）（1）单丁坝壅水计算 a 非淹没条件下壅水计算从下游控制断面向上游推算至丁坝回流区末端得到坝下水位，加上丁坝壅水高度得坝上断面（丁坝上游8H处，H为丁坝空口过水断面平均水深）水位，再由该水位向上游推算水面线至所需位置。 b淹没条件下壅水计算先计算建坝前天然河道水面线，得丁坝上游处8H处的坝上断面的水位，然后加上丁坝壅水高度继续向上游推算。3.顺坝壅水计算非淹没时：从下游控制断面按天然河道推算水面线至顺坝下游回流区末端，扣除回流区及顺坝掩护范围后继续向上游推算。淹没时：将顺坝垂直于水流方向的投影长度作为等效丁坝计算长度，按单丁坝的计算方法计算。4、汊道整治水利计算1.工程前汊道水力计算根据水流连续原理及两汊在分流断面和汇流断面的水位分别相等为条件，满足左右汊流量之和等于河道总流量，及左右汊水位落差相等： a试算方法 b简化计算方法 RL QQQ 0 RL ZZ 14第八章：1、航道疏浚工程：通过调整河床边界达到改善通航条件的工程措施。2、分类：基建性疏浚：为提高航道标准尺度，在较长时期内根本改善航道通航条件而进行的疏浚。维护性疏浚：为维持现有航道尺度而进行的经常性疏浚。临时性疏浚。3、挖槽断面设计
