河海大学航道整治复习资料.docx
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河海大学航道整治复习资料
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：
1.河流横断面:
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。
v1.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。
3.船闸上下引航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。
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：
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！
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10.拖带船队和顶推船队的优缺点：
（很重要！
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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：
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.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！
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2.浅滩分类：
（很重要）
v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。
v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。
v按滩形特征分:
正常浅滩、交错浅滩、复式浅滩、散乱浅滩。
v
v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。
v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，如何理解这句话？
P56（很重要！
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）
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;
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！
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（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。
7.P62图解分析：
（很重要）
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，所以水深的净减小值小于水位的下降值。
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；等于90度时，浅滩稳定。
涨水时恰好与退水时相反：
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<90度时，浅谈冲刷；等于90度时，浅滩稳定。
画图：
第四章：
1.枯水航道整治：
整治主要对象：
最低通航水位时，出浅碍航的河段。
整治工程措施：
采用丁、顺坝束水整治。
一、设计水位：
设计最低通航水位：
是航道标准水深的起算水位，是航道整治的依据。
设计最高通航水位：
是设计代表船型正常航行的最高水位，也是确定跨河建筑物净高的起算水位。
浅滩设计水位的确定方法：
1.水位相关法2.比降插入法3.瞬时水位法
比降插入法:
（公式）
天然河流最高通航水位的确定方法：
1.流量频率法2.历时频率法
乘潮水位：
指船舶在一定时间内，乘一定的较大潮位通过航道浅段的水位。
它是设计低水位的概念。
其作用：
减少开挖量，底高程高些，工程量小些。
计算方法：
1、根据潮位资料绘制一年或多年的实测潮位过程线
2、确定乘潮所需的持续时间T
3、去90%的累计频率对应的水位为乘潮水位。
（很重要!
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二、整治水位：
概念：
整治水位是指整治工程对滩险的航行条件有显著改善的水位。
（很重要！
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确定方法：
v1.经验方法：
在浅滩资料不足时采用
v2.造床流量法：
a按流量比降频率乘积方法推求；b按输沙能力公式推求
问题：
为什么按照造床流量法求出的整治水位偏高？
（很重要！
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）
答：
因为1、存在优良河段的选取问题，计算时按照的是通航条件好的浅滩，而实际不同浅谈的水位流量关系、输沙能力有所不同，所确定的造床流量也有所区别；2、造床流量所确定的通航流量只有一级，这级流量所起的造床作用最大，相当于可以塑造高通航等级航道对应的整治水位，导致求得的造床流量偏高；3、造床流量还与各级流量的历史有关，所以此方法在有的河流上实用也有你不适用的时候；4、当输沙率最大时，丁坝需淹没一定深度使坝下产生最强的螺旋流，从而能将泥沙导入坝田。
整治水位的调整:
在常规方法求得的整治水位基础上，可进一步用整治流量进行水面线计算，调整各处坝坝顶高程于水面线齐平，增强束水归槽的效果。
三、整治线宽度：
概念：
整治线宽度是指整治水位时设计新河槽的河面宽度。
（在实际施工时并不存在！
）
注意：
整治线宽度宜适宜，过宽，则束水效果差，冲刷能力弱；过窄，则产生局部冲刷，引起下游河段的淤积，或流速过大使航行条件恶化
计算方法：
1.经验方法；2.理论计算方法：
a水力学计算方法，b输沙平衡方法；
3.流速控制方法（注意计算：
P75上面）
四、整治线布置原则：
（很重要！
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v1.整治线必须依托主导河岸：
整治线的起点和终点应以稳定深槽的主导河岸为依托。
稳定深槽：
符合航行要求和历年来变化不大的深槽，一般靠近凹岸。
v2.整治线与水流方向夹角要小
v3.整治线宜通过浅滩上最大流速区
v4.全面考虑两岸工农业需要和防洪要求
整治线平面尺寸的确定：
弯曲半径R：
一般取R=（4~6）B2，切除凸角时取R=（2~3）B2
直线段长度L：
一般取L=（1~3）B2
五、整治线的控制工程：
1、常采用平面控制整治线的整治建筑物：
丁坝、顺坝、锁坝、洲头分流坝、洲尾导流坝及护岸等。
2、丁坝概念：
是坝根与河岸相连，坝头伸至整治线，在平面上与岸线构成丁字形的横向整治建筑物。
（很重要！
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作用：
束窄河床、导水归槽、调整流向、改变流速、冲刷浅滩、导引泥沙等。
3、丁坝的作用（注：
是通过分析水流和泥沙运动而得）（很重要！
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（1）未淹没时束窄河槽，提高流速冲刷浅滩；
（2）淹没后造成环流，横向导沙，调整分汊河道的分流比，淤高河滩，保护河岸或海塘；
（3）控制分流挑出主流以防顶冲河岸和堤防等。
4、丁坝的分类:
1.按丁坝轴线与水流方向的交角分：
a）上挑丁坝：
加快流速；b）正挑丁坝：
多用于河口区；
c）下挑丁坝：
用于山区河流，减缓流速；
2.按平面形状分：
普通丁坝；勾头丁坝：
Ｄ<0.4L；丁顺坝：
Ｄ>0.4L
3.按对水流的影响程度分：
长丁坝（L＞B/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！
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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；
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）丁坝间距的原则
Ø使下一条丁坝壅水范围达到上一
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