航道工程学考点及复习重点.docx

1、航道工程学考点及复习重点航道工程学考点及复习重点第一部分简述、问答、判断题1水运的优缺点主要表现在什么地方？2航道整治的目的和任务是什么？3浅滩、急滩、险滩的区别何在？4航道的概念基本要求是什么？5航道工程主要有哪些内容？6航道尺度有哪些内容？7我国内河航船的航行方式有哪些？优缺点？8航道与航迹带有何区别？9如何确定航道标准水深、航道宽度？弯曲航道为什么要加宽？10为什么船舶通过浅滩要减速行驶？并解释结构吃水、标准吃水、动吃水，变吃水有何意义？11解释漂角、船吸、岸吸、航道断面系数。12为什么要设置航标，内河航标分为那些类型？13浅滩的概念和成因？14浅滩的组成有哪些？请用示意图指示。15浅滩

2、的局部比降与什么因素有关？16浅滩段上的水流（比降、流速、环流、切应力）和泥沙运动特点是什么？17解释浅滩的的周期变化及多年周期性变化？18试述弯道浅滩的环流特点？过渡段长短对环流有何影响？19河床形态对浅滩演变有何影响？利于浅滩稳定的河床形态有哪几个方面？20解释水流动力轴线、深泓线的含义，二者有何区别？21水流动轴线的摆动对浅滩的影响如何？22浅滩演变分析的方法及主要内容？23相对水深的含义？水深分析的方法有哪些？其内容？24浅滩的类型、出现地方、特点及主要整治方法。25绘图说明冲淤临界水位。26中、洪水整治与枯水整治有何不同，它们的主要任务是什么？27设计水位包括哪些方面？确定基本站与浅

3、滩设计水位的方法有哪些？28整治水位、造床流量的概念，如何确定整治水位？29解释整治线，整治线宽度，确定整治线宽度的方法有哪些？各方法计算整治线宽度的原理及步骤。30整治线布置的内容和基本原则是什么？31解释稳定深槽和主导河岸？通常位于哪一岸？32非淹没丁坝和淹没丁坝的水流各有何特点？33绘图说明上挑、下挑丁坝的水流现象？比较其冲淤特点。34对口丁坝和错口丁坝布置的水流特点及适用条件，确定丁坝间距原则有哪些，如何等高式丁坝系统的含义。35顺坝的作用和布置原则是什么？36锁坝、转流建筑物的作用是什么？转流建筑物分哪几类？其中什么型式的转流建筑物常用？为什么？37鱼嘴和岛尾工程的作用是什么？38平

4、顺护岸的作用和原则是什么，崩坍有哪几种类型？39浅滩整治作哪方面水力计算？修筑丁坝后水面线计算分哪两种情况考虑？40用能量方程推导糙率公式（不计局部水头损失），影响n的因素有哪些？41用均匀流阻力公式推导筑丁坝后的水位壅高值的表达式。42山区河流主要有哪些特征？43山区河流妨碍航行的两大原因？山区河流存在哪些碍航流态？44什么叫“抱碛”？45从碍航原因，成滩水位及河床组成，山区河滩险的分类如何？46绘图说明急流滩的滩段特征及碍航情况。47解释航行阻力、扎驳、打张、打戗，在什么情况下需对急滩进行整治或设绞滩站。48简述急滩的各种整治方法，并了解各方法的主要内容。49潜坝水力计算包括哪些内容？。5

5、0简述石质险滩的分类及相应整治方法。51简述石质浅滩的分类及整治方法。52简述峡口浅滩，长直浅滩，溪口滩的成因及整治方法。53河流渠化的定义、作用及分类，水运的特点有哪些？54什么是综合利用，水库的特征水位有哪些？什么是防洪库容、调节库容？什么是消落深度、死水位、正常蓄水位和防洪特征水位？水电站有哪些布置型式、开发方式，其特点是什么？水电站的出力是什么、取决于哪些因素？55渠化工程规划的原则是什么？主要布置原则是什么？渠化枢纽的组成有哪些建筑物？过鱼、过木建筑物有哪些类型？根据内容和深度不同，可行性研究包括哪三个阶段？56船闸在水利枢纽中的布置有哪几种方式？船闸的组成及类型有哪些？其工作原理如

6、何？57船闸的设计水位包括哪些？什么是船闸的有效长度、有效宽度和门槛水深？单级船闸的各部高程如何确定？58当多级船闸上、下游水位变幅不等时，常采用什么方法确定船闸各部高程？59引航道的作用和型式有哪些，引航道包括哪些部分？直线段含哪几段？60什么是船闸的通过能力，其影响因素有哪些，计算公式怎样？什么是船闸的过闸时间？61船闸有哪些过闸方式，过闸时间包括哪些作业项，单级船闸单、双向过闸时间如何计算？62船闸的耗水由哪几部分组成？ 单级船闸的耗水计算公式是什么？63船闸输水系统的基本作用、应满足的基本条件及所受的水流力有哪些？64船闸输水系统有哪些类型，各有什么特点？惯性力对船闸输水有什么影响？等

7、惯性输水系统的特点是什么？65有消能室的输水系统有哪些消能型式，消能措施分几类？66船闸水力计算的基本任务有哪些，短廊道水力计算的基本公式如何推导？67短廊道输水系统的设计步骤如何，船闸的停泊条件用什么衡量？68软基上闸室结构型式有哪些，各有什么特点，适用条件如何？重力式结构按断面型式分有哪两种、按建筑材料分有哪三种？衡重式闸室墙背的后伸平台有什么作用？69岩基上闸室结构型式有哪些，和岩层顶面高程有什么关系？70闸首结构的特点、型式及其影响布置的因素有哪些？71作用在船闸结构上的荷载有哪些？土压力如何分类，对于不同闸室结构应该如何考虑？72船闸的防渗措施有哪些，渗透稳定计算所采用的方法有哪几种

8、？什么是渗径系数法？什么是阻力系数改进法？反滤层设计应遵循哪些原则？铺盖的作用是什么？73闸室有哪些计算情况，闸室计算断面和计算荷载如何选取？请画出运用高水时期的闸室结构受力图？74软基上分离式闸室的地基计算包括哪些内容？76闸首的计算包括哪些内容？闸首底板的计算步骤怎样？77闸阀门的作用、组成及类型有哪些？人字闸门、三角门、横拉门的特点如何？哪些闸门不能承受双向水头？按工作条件分有什么类型的闸门？按门扇启闭方式和门扇结构特征不同，工作闸门有几种形式？工作闸门应满足哪些基本要求？78人字门的传力方式如何？人字门的止水通常包括哪些部分？79平面阀门、反向弧形门有哪些优缺点？80船闸与升船机的异同

9、点有哪些？升船机由哪几部分组成？升船机的类型有哪些？ 81垂直升船机分哪几种？什么是均衡重式升船机？第二部分计算分析、证明题习题1某浅滩退水过程中，滩上水深与相对水深关系见下图，说明1、2、3三条线所表示的情况，并解释相对水深的含义。 相对水深习题2 某浅滩的月平均流量、均含沙量过程如下图所示，试从对来水来沙条件的分析，说明对该浅滩冲淤变化的影响。 习题3某河段滩槽水位流量关系曲线见下图，分析说明该河段的滩槽冲淤情况。习题4某河段Q2JP流量关系曲线见下图，请说明该图所表达的含义，如对该河段浅滩进行航道整治，整治水位如何选取。习题5 某浅滩整治水位对应流量为538m3/s，B1650m、H11

10、.6m，假设整治前后Q不变，要求整治后整治水位时航深=2m，求相应的整治线宽度B2，已知床沙平均粒径为1mm。习题6 有一天然梯形河道(见下图)，已知：设计流量575m3/s，整治流量1870m3/s；设计航深2.0m；床沙粒径20mm。请设计该航道的整治线宽度，并效核整治效果。习题7某一边墙成直线收缩的矩形渠道，渠道长度为65m，进口宽b1为8m，出口宽b2为4m，渠底坡度为1，粗糙系数n为0.014，但Q为18m3/s时，进口水深为2m，要求计算中间断面及出口断面的水深。习题8贵州赤水河葫市滩属山区河流基岩峡谷河段，滩口流速比降大，整治前船舶只能空驳上滩。滩口横断面、各级流量下滩口水位、特

11、征流速如下，设计最低通航流量为69m3/s，设计最高通航流量为1800m3/s，拟定整治标准为4.0m/s，请分析滩险特征，确定整治方案。表8-1 滩口横断面地形距离(m)高程(m)距离(m)高程(m)-45.4260-5.5243-43.2257.5-3.5242-36.5255-2242.0-33.3252.5-1242.5-302500243-25.7247.51243.5-24.72472.6244-23.5246.55244.5-20.82466.6245-16.6245.511.5250-13.3524513.1250.5-12.5244.516252.5-1124419.5255

12、-6243.525.8257.5表8-2赤水河葫市滩各级下水位流量（m3/s）水位(m)左岸右岸69245.32245.62200247.21247.17344m247.99248.02440248.61248.49560249.18249.04750249.84249.771077251.62251.431836254.45254.09表8-3 67#测流断面流速特征值流量（m3/s）VzVm1402.715.032003.745.643444.756.134405.186.495605.706.857594.046.189504.767.1710775.266.8712005.317.23

13、17505.466.8318365.687.60(Vz表示主流带流速，Vp表示断面平均流速) 习题9人字闸门支持墙，如图所示，单侧支持墙承受的全部竖向力为650t，Mx=80tm，My=40tm。已知支持墙max=10N/mm2，试计算闸首支持墙强度。习题10砼重力式闸墙如图所示，图中为检修情况的荷载组合，已知地基摩擦系数为0.5，地基允许承载力0.35Mpa。 Kc=1.2，Ko=1.4 要求进行：（1）抗滑稳定性验算；（2）抗倾稳定性验算 ；（3）地基应力验算。习题11某船闸上闸首如下图所示，设计上游最高通航水位为8.8m，下游最低通航水位为4.5m。试采用渗径系数法，确定其基底渗透压力，

14、并判断其渗流稳定性。（墙身垂直段m=1.0，单板桩m=1.5，亚粘土c=5）。习题12人字闸门支持墙，如图所示，单侧支持墙承受的全部竖向力为650t，Mx=100tm，My=60tm。已知支持墙max=10N/mm2，试计算闸首支持墙强度。习题13某连续5级船闸，上游最高通航水位175m，最低通航水位145m；下游最高通航水位73.8m，最低通航水位62m。试确定每级船闸的设计水位差。若每级闸室灌水时间为10分钟，试初步选定输水系统的类型。习题14如果每次船舶进出闸室的时间为5分钟。启闭上下闸门时间分别为2分钟， 闸室灌泄水时间分别为8分钟，船舶之间启动的间隔时间为3分钟。求单向通过一次船闸的

15、时间需多少？习题15已知一拟定船闸的设计货运量为2000万吨/年，设计船型为一顶+22000吨，每昼夜非载货船过闸次数为5次，船闸年通航为360天，船舶的装载系数为0.75，运量不均匀系数为1.4，试求满足上述设计货运量的船闸日平均过闸次数。习题16根据短廊道输水系统水力计算的基本方程式的积分表达式：，试推导船闸灌泄水时间T的表达式：（提示：，t3为阀们全开时间）。航道工程学整理资料1、河流阶地：河流阶地是由河流下切侵蚀和堆积作用交替进行，在河流两岸形成的台阶状地貌。河流阶地按其结构可分为侵蚀阶地、堆积阶地、基座阶地、和埋藏阶地等四类：（1）侵蚀阶地，阶地面由基岩组成，阶面上没有或很少有冲积物

16、（2）堆积阶地，阶地全由冲积物组成，反映河流下切深度没超过老的冲基层。（3）基座阶地，阶地中的上部为冲积物，而阶地下部为基岩。（4）埋藏阶地，地壳下降使前期的河床漫滩沉积层为后期河流堆积物所掩埋。2、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。通航保证率是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，一般用百分率表示。3、航道标准尺度的计算P74、最佳航道尺度：理论上总可以找到一个总成本最小时对应的航道尺度5、治理航道的主要工程措施：疏浚、整治、渠化、运河、航标、清障6、各有何特点： 航道疏浚工程是采用人力或机械施工方法，为拓宽、加深水域而进行的水下土石方开

17、挖工程。在内河碍航河段经常利用挖泥船浚深或拓宽航道中最浅或狭窄的部分，以建立并维持枯水期航道所必须的深度和宽度。一些航道的浅滩经疏浚以后，其挖槽往往不能保持稳定，而遭回淤，这样每年便必须进行大量重复的维修性的疏浚工程。因此疏浚工程主要设计的重要任务之一就在于根据水流及泥沙运动的规律选择合理的挖槽布置，以保持挖槽的稳定和维持疏浚工程的效果，使每年需要的维修性的疏浚工作量减至最小。航道整治工程是借助于在河床中建筑专门的整治建筑物或其他工程措施，调整河床形态和水沙流路以影响河中水流，并造成有利的水流结构，利用水流本身的内部力量刷深航道并维持航道的稳定，保证枯水期航道必需的尺度。根据治理航道的不同要求

18、，可将整治建筑物布置在一岸、两岸、河底和水面到束窄航道、护岸。改善流态、固滩等作用；也可采取裁弯取直方法对河岸过分弯曲的河段，从河湾窄颈处开挖新槽，并促其发展，以取代原河道，缩短航道里程；也可采取切嘴工程措施，削去突入河道中挑阻水流的突嘴，或在弯道上切去凸岸突嘴，改善弯道航行条件。渠化工程是指在天然河流上。以航运开发为主要目的，修建拦河闸坝和通航建筑物以雍高上游水位，从而改善航行条件。渠化工程从根本上改变了天然河流的水文情况；此时枯水期河中水位不再取决于河流的流量大小而是直接决定于闸、坝等建筑物的布置和他们的高度，流速叫天然河流显著降低了；同时，视闸、坝上游容蓄能力的大小可以对天然河流洪、枯流

19、量的分配进行不同程度的调节，因此渠化后的航道、人工运河都被称为人工水道。渠化工程直接影响着河流的整体开发计划，同时一条河流的全面渠化常常需要进行规模巨大的工程。因此，河流渠化工程必须紧密结合河流利用和综合开发的计划进行。对于某些采用疏浚、整治不能满足要求的山区河流，渠化往往是改善河流航行条件的主要方法。7、“优良河段”获“模范河段”：在天然河流中常出现河床形态比较归顺，来水和来沙适应情况的差别不大，河段出现动态平衡，经历历年冲淤后河床的变化不很显著。8、航道整治的本质：根据河床演变和输沙平衡的概念，不难理解，航道整治并不是、也不可能是停止河床的冲刷和淤积，而是根据河床演变的趋势，把冲淤导向有利

20、的方向，使河床冲刷和淤积达到基本平衡。维持河床稳定，对航道整治来说，就是利用整治建筑物调整水流结构，增强河段的输沙能力，将多余的泥沙输送出去或改变泥沙的输移方向，使其淤至航道以外，或使泥沙淤积到深槽中，不致影响航深，从而获得稳定的航道。9、整治线：所谓整治线是指在整治工程设计流量下，在水面处所设计的稳定河槽的外形，即被设计的两条新岸线所限定的河槽区域。10、整治线布置原则：（1）布置整治线的方向和位置依靠主导河岸，整治线的起点和终点应以稳定深槽的主导河为依托。（2）整治线一般应与枯水河槽相适应（3）整治线一般应通过浅滩上的最大流速区（4）有支流或溪沟汇入的口门不宜布置整治线（4）全面考虑两岸工

21、农业需要和防洪要求11、浅滩临时水尺设计最低通航水位推求方法：水位相关法 、比降插入法、瞬时水位法12、浅滩临时水尺设计最高通航水位的推求： 最高水位的推求方法与上述介绍的方法相同，应注意的是必须收集和观测洪水期的水位资料，以 便得到相应的浅滩上设计最高通航水位。13、浅滩上各断面设计水位的推求：浅滩上各断面设计水位的推求，以浅滩临时水尺的设计水位为准，同样可用相关方法各断面设计水位，也可用浅滩相应的瞬时水面线来确定。14、整治水位一般是指与整治建筑物头部齐平的水位。15、整治水位的确定，一方面确定整治建筑物的高程，整治建筑物的高程直接影响着整治工程数量和工程投资的多少；另一方面，在某种意义上

22、整治水位决定整治后浅滩的冲刷历时。整治水位高，冲刷历时长，反之则短。16、整治水位的确定方法：（1）经验方法 （2）造床流量法 17、造床流量是指在其造床作用与多年流量过程的综合造床作用相当，而对塑造河床形态起着控制作用的某个流量。18、丁坝的作用：未淹没时束窄河槽，提高流速冲刷浅滩；淹没后造成环流，横向导沙，调整分汊河道的分流比，控制分流淤高河滩，保护河岸或海塘；挑出主流以防顶冲河岸和堤防等。19、顺坝的作用：（1）调整急弯，归顺岸线，促使航槽稳定。（2）堵塞倒套、尖潭。（3）堵塞支汊，调整汇流处的交汇角。（4）沿整治线束窄河宽。20、弯曲航道的整治措施：（1）保护凹岸，防止弯道恶化（平顺护

23、岸、短丁坝护岸）（2）筑坝导流，调整岸线（3）调弯取直，新开航槽。21、分汊航道选择：(1)利用近几年的实测地形、水文以及现场调查资料，作全面的分析比较，确定处于发生冲刷或较稳定的汊道为发展的汊道，发生淤积的汊道为衰退的汊道（2）汊道的来沙量小于输沙能力的汊道为发展的汊道，反之，则为衰退的汊道。（3）汊道口门处，底沙进入较少的汊道为发展的汊道，反之，则为衰退的汊道。（4)汊道进口分流比大于分沙比，为发展的汊道，反之，则为衰退的汊道。（5）新生的汊道往往为发展的汊道（6）选择的通航汊道其水流应是顺畅的（7）选择中、洪水主流通过的汊道，通常效果较好。22、急流滩的碍航因素：急流和局部陡比降。整治方

24、法：（1）扩大泄水断面法（2）对口滩改为错口滩（3）潜坝壅水减缓急流23、疏浚工程：采用挖泥船或其他机具以及人工进行水下挖掘土石方的工程。 分类：基建性疏浚、维修性疏浚、临时性疏浚24、挖槽设计原则：有利于船舶安全航行、经济合理、施工可能性、水力最佳25、挖槽加宽方法：切角法、折线切割法。26、选择抛泥区时应坚持一下原则：（1）疏浚泥土抛置后，应不致再回淤至挖槽或附近的航道。一般将抛泥区选在挖槽下游的深槽，有双向水流的潮汐或湖区，应特别注意正。反向水流作用，尽量减少对挖槽及附近航道的淤积。（2）应避免在养殖场、取水口等工、农、渔生产地区选择泥区，防止对环境产生污染。（3）抛泥区应有足够的水深，

25、使抛泥船能打开泥们正常抛泥。（4）挖槽至抛泥区应有安全航道可通。在条件许可下，挖槽至抛泥区的距离应尽可能缩短，以提高功效。（5）尽量使所抛泥沙有利于维护挖槽稳定，改善航道，可用疏浚土填塞支汊、坝田及可能引起有害分流的尖潭等。对颗粒较粗的，必要时还可用于建筑整治建筑物，如丁坝或顺坝的坝心，也可利用沙土吹填造地、巩固堤防等。（6）用边抛法抛泥，应慎重研究水流的流速、流向能否将边抛的泥土带出挖槽及航道之外，尽量减少对挖槽及附近航道产生淤积。27、疏浚土的两种处理方法：一种是卸泥于岸上，一般和陆上吹填相结合，即所谓陆上吹填工程，需要有被吹填的泥塘和吹泥机具。另一种方法是水下卸泥，即在河流、海湾等合适的

26、水域直接进行水下抛泥。28、疏浚工程采用的挖泥船按其工作原理可分为水力式和机械式两大类。水力式是利用泥泵进行吸泥和排泥；主要有吸扬式挖泥船，包括直吸式挖泥船、浇吸式挖泥船和耙吸式挖泥船等；机械式主要有链斗式挖泥船、抓扬式挖泥船和铲斗式挖泥船等，是依靠泥斗挖掘水下土石方。29、耙吸式挖泥船主要特点：（1）具有自挖、自装、自运、自抛的施工性能。（2）抗风性较强、调遣方便，适合沿海、港口航道及内河开阔的深水航道、港池等水域疏浚作业。在航道中疏浚施工时，基本上不影响船舶正常通航。（3）耙吸式挖泥船最适合浚挖各类软土、松散沙。（4）对于相对挖泥船长度而言的较小的狭隘水域，尤其是转角等部位，往往难以按照设

27、计要求浚挖。（5）在各类挖泥船中，耙吸式挖泥船的挖槽平整度最差。船型越大，槽底深浅差也越大。30、表征水库的主要特征是水库的面积和容积。31、消落深度：正常蓄水位至死水位之间的深度。32.、兴利库容：正常蓄水位至死水位之间的库容。33、径流调节：按照用水部门的需要，借助专门的建筑物将河川径流加以控制和重新分配。34、河流渠化分类：根据渠化河段是否连续，河流渠化分为连续渠化和局部渠化两种类型。根据渠化水头大小，河流渠化分为高坝渠化和低坝渠化两种类型。35、常见通航建筑物有船闸、升船机等。36、船闸通航原理：船闸是用水力直接提升船舶过坝的一种通航建筑物。它是由上下闸首、闸门、闸室等挡水建筑物和能使

28、闸室水位升降的输水系统形成的水梯。船舶过闸时，由闸首、闸门、闸墙围成的闸室起挡水作用，由廊道和阀门构成的输水系统通过灌水或泄水使闸室水位升降，停在闸室内的船舶随闸室水位的升降而由下游水面升到上游水面，或由上游水位降至下游水位，从而完成过坝作业。因船舶过闸由水力完成，故其营运费用较低；另外，船闸尺度可以按照过闸船舶的需要确定，能够做到船舶一次过闸，故为国内外所广泛采用。37、引航道的作用：在于保证船舶安全，顺利地进出船闸，供等待过闸的船舶安全停泊，并使进出船闸的船舶能交错避让。38、船闸的引航道平面布置：对称型、反对称型、不对称型等3种形式。39、船闸的基本尺度：是指闸室有效长度、闸室有效宽度及

29、门槛水深。40、引航道一般由导航段、调顺段、停泊段、过渡段、制动段组成。41、引航道宽度包括（1）单线船闸引航道宽度（2）双线船闸共用引航道宽度（3）双线船闸不共用引航道宽度42、船闸的通过能力是指每年通过船闸的船舶总数或货物的总吨数，其决定性影响因素是船闸的过闸时间。43、船闸的通航水流条件：在通航期内，为满足船舶正常操作条件下安全通畅过闸而对船闸引航道口门区和引航道内流速、流态及其分布范围提出的要求。44、常见施工通航方式：先建船闸通航、修建临时通航船闸、临时船闸结合导流明渠通航的综合方式。45、输水系统分类：集中输水系统、分散输水系统46、集中输水系统三个力：水流力、波浪力、局部力47、

30、船闸消能措施及作用：（1）消能室：使水流能调整成与水深相适应的均匀水流进入闸室。（2）消力槛及消力齿：将底部较大的流速向上挑起，并利用撞击达到消能扩散的目的。(3)消力梁：调整竖向流速分布。（4）消力栅：调整横向流速分布，稳定水面（5）消力墩：挑流作用；起立桩式消能和调整横向流速分布的作用。（6）挡板与遮板：（挡板：用来阻挡水流的冲击并迫使水流转变方向。遮板：促使水流旋转滚消能，并防止水面翻滚以稳定水面）（7）消力池：增大消能的水深，以增强消力齿及消力墩的消能作用。48、闸门分类及作用：（1）人字闸门：耗用钢材少，能封闭高、宽尺寸都比较大的孔口，运转灵活可靠（2）升降式平面闸门(也称提升闸门）：结构简单，安全可靠，检修方便（3）三角闸门：闸门启闭力较小，能在动水中启闭，能承受双向水头，能在局部开启的条件下，利用门缝进行输水。（4）横拉闸门：常用作承受双向水头，静水启闭的大中型船闸的工作闸门。（5）平面阀门：厚度小，结构简单，门体刚度大，制造、安装和检修方便等。（6）反向弧形阀门：启门力小、结构坚固、操作简便、使用可靠等。49、双铰式底板特点：这种形式具有不透水及抗浮、抗渗性能好，闸墙与底板分别受力可减小底板中部的