航道整治工程第四节.ppt

第四章 航道整治工程,主要讲解内容 第一节 概述 第二节 整治断面设计 第三节 整治线平面布置 第四节 整治工程 第五节 整治工程水力计算,一 顺直河段浅滩整治,第四节 平原河流的航道整治,（一）、正常浅滩的改善与治理,1正常浅滩的特点 多出现在：曲率平缓的弯曲过渡段、河身较窄的顺直河段。一般情况下，这类浅滩不碍航，算是好的浅滩。,2.微弯河段正常浅滩的整治,图 弯曲河段上正常浅滩的整治1-护岸；2-导流坝；3-丁坝,整治,河床演变特点（1）浅滩洪水淤积、枯水冲刷，一般在多沙年份淤积；（2）横向变形、纵向蠕动，弯曲半径减小。,顺直河段上正常浅滩的整治,（1）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。,3.顺直河段正常浅滩整治,如果边滩已较高，可采用护面固滩。,（2）整治措施,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。,1常出现在：河宽较大、边滩比较发育的顺直河段上或曲率大、过渡段很短的弯曲河段上。,（二）、交错浅滩,2.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。,交错浅滩上的水流,也称坏滩，是整治的主要对象。,(1)目的：消除漫向水流的不利影响，并固定、抬高下边滩。,交错浅滩上的水流,丁坝堵塞倒套,导流坝堵塞倒套,3.整治措施,（2）措施：堵塞倒套。,堵塞沱口的同时固定下边滩,堵塞尖潭、利用沱口通航,3.交错浅滩整治措施,1复式浅滩由两个或两个以上的浅滩所组成 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。,（三）、复式浅滩整治,2演变特点：（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.复式浅滩整治,固定和提高边滩高程,切割中间边滩,下浅滩的整治线宽度可适当减小。,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。,（四）、散乱浅滩整治,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，导引水流集中冲刷航槽。,散乱浅滩的整治,二分汊河段与支流河口航道整治,（一）、汊道的特性和通航汊道的选择,1、汊道的一般特性（1）影响汊道演变的主要因素：分流比、分沙比（2）汊道的演变规律,近期发生冲刷或较稳定的汊道为发展的汊道 汊道的来沙量小于输沙能力的汊道为发展的汊道 汉道口门处，底沙进入较少的汉道为发展的汉道 汊道进口分流比大于分沙比的为发展的汊道 选择的通航汊道其水流应顺畅,2通航汊道的选择,汊道的稳定与改善工程,、稳定汊道工程（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,稳定汊道示意图,（二）、汊道的整治,汊道的稳定与改善工程,、改善汊道工程（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。,汊道进口和中部出浅,1利用丁坝、顺坝堵塞支汊,（二）堵塞支汊,2利用锁坝堵塞支汊,湘江芭蕉滩整治方案,（1）先修筑的1锁坝，大量泥沙进入航槽；（2）改建3丁坝，支汊逐渐淤塞。,3锁坝顶面高程的确定,（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Q1 Q1QHQ0：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。,（二）堵塞支汊,考虑：工程量、坝体稳定型、施工条件、对河道上下游冲淤演变的影响,5锁坝数目的确定,4锁坝位置的确定,位置：被堵汊道的进口、中部、出口。,三弯道整治,（一）、弯道演变,1演变规律,2弯曲河道对航运的影响（1）弯曲半径太小或航宽不足（2）在弯道上游枯水期可能出浅碍航（3）河弯的发展，使航程加长,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。,1、保护凹岸，防止弯道恶化,图6-9 弯道河段分区示意图,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,（二）、碍航弯曲航道的整治措施,2、筑坝导流，调整岸线,弯道过分宽阔时，特别是弯道出口狭窄的情况下，洪水期弯道的壅水作用大，使弯道内流速减小，泥沙淤积，当水位下降时不能把淤积物全部带走，增加了枯水期碍航程度。可考虑在弯道一侧或两侧修筑丁坝，束水归槽，稳定航槽。,广西某滩整治方案,3、裁弯取直，新开航槽,河环可在狭颈处开挖新河，裁弯取直。裁弯后，可以缩减航道里程，裁除位于河环上的浅滩，增加排洪能力，减小洪水威胁。裁弯工程耗资巨大。裁弯后上、下游河段会产生产的演变，对沿岸影响很大。,长江下荆江裁弯,1、引河规划：对不同的裁弯路线进行比选2、引河设计 引河设计的内容以下包括：（1）引河定线：引河的平面形式、位置和长度。平面形式 与上下游河势平顺衔接，通常采用单圆弧、复合圆弧及切线组成，一般R（35）B，B为平坦平滩水位时的河宽。引河进口和出口的位置 要求：进出口位置应与上下游河势紧密结合，满足进口正面引水、侧面排沙，出口与下游航道平顺衔接。裁弯工程常采用内裁、外裁两种方式。,3、裁弯取直，新开航槽,引河进口和出口的位置 a、内裁 通过弯顶狭颈最窄处，线路短，工程量最小，且上下游与航道衔接平顺，较多采用。进口：布置窄上游弯道顶点的稍下方，交角应小于2030；出口：布置在上游弯道顶点的上方,b、外裁 进口：布置窄上游弯道顶点的上方；出口：布置在下游弯道顶点的稍下方。,1内裁；2外裁,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。,（1）引河定线：,三、裁弯取直后的河床演变,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。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，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。,3、新老河床冲淤的相互关系及其分流分沙规律 裁弯后，受分流分沙比影响，引河冲刷新河，老河淤积衰亡，影响因素：两者的A、n、J裁弯比、分流口门的位置、形式及分流口门底部与老河底的高差等。初期：新河口门高于老河，且位于凹岸，进入新河的水流含沙量低，新河的分流比分沙比。新河口门冲深，老河口门淤浅，老河口门位于新河弯道凹岸，含沙较多的水流（底沙）进入新河，新河的分沙比分流比。,三、裁弯取直后的河床演变,第四节 平原河流航道的整治工程,一 过渡性浅滩的整治 过渡性浅滩分：正常浅滩、交错浅滩、复式浅滩、散乱浅滩。1.正常浅滩 出现在曲率平缓的弯曲过渡段和河身较窄的顺直河段上。（1）.微弯河段正常浅滩的整治（2）.顺直河段正常浅滩的整治,示意图,整治图,整治图,2 交错浅滩,交错浅滩特点：上下深槽在平面上相互交错，下深槽的首部为窄而深的倒套；浅滩脊宽而浅，鞍凹浅窄，甚至无明显鞍凹；边滩较低，横向漫滩水流较强烈。（1）.交错浅滩的水流运动与碍航特点 水流特点：具有强烈的横向漫滩水流，水流自上深槽下部急剧地横斜向下深槽流动，状似扇形，又称扇形水流。产生斜向水流的主要原因：由于下深槽倒套的存在。碍航特点：造成浅滩上航行不足，由于横向水流存在促使船舶偏离航道。（2）.交错浅滩的整治 措施：消除漫向倒套横向水流的不利影响，固定、抬高下边滩。,示意图,整治图,3 复式浅滩,复式浅滩是由两个或两个以上浅滩所组成的滩群。特点：两岸边滩和深槽相互交替分布，在上下浅滩之间有着共同的边滩和浅滩。整治措施：固定加高上、下边滩，并堵塞倒套。,整治图,整治图,4 散乱浅滩 散乱浅滩特点：河床宽浅，沙体散乱，无明显边滩和深槽，水流分散，航道曲折且极不稳定。整治措施：根据上下游河段的河势，规划出一条正常弯曲形整治线，然后通过丁坝将散乱的沙体联结合促淤成边滩，以固定河势，导引水流集中冲刷航槽。,二 分汊型河段浅滩整治,1 汊道特性与通航汊道的选择（1）.汊道特性 水沙分股输移；趋向萎缩时，严重淤积，趋向发展时，严重冲刷；平面形态上呈宽窄相间的莲藕状，窄段（节点或控制河段）内航道单一，水深良好，宽段（汊道）水流分散，航道水深不足。（2）.通航汊道的选择 为保证航道稳定和畅通，须将航道选择在发展的汊道上。应着重考虑：a 发生冲刷且较稳定的汊道为发展的汊道；b 来沙量小于输沙能力的汊道；c 汊道口门处底沙进入较少的汊道；d 汊道进口分流比大于分沙比的汊道。,2 汊道的稳定与改善工程,（1）.稳定汊道工程 运用于通航汊道满足航行要求，河势良好的情况。a 控导与保护节点 b 稳定汊道进口段边界 c 控制江心洲的头尾部 d 保护河湾（2）.改善汊道工程 运用于分汊河道发展与通航要求不相适应，且又不可能或不允许通过塞支强干来加以根治的情况。3 堵汊工程 运用于通航汊道需增加较多流量才能满足通航要求的情况。,示意图,示意图,三 弯道浅滩整治,1 弯道演变2 弯道整治（1）.保护凹岸，控制弯道发展 a 平顺护岸 b 筑丁坝护岸（2）.筑坝导流，调整岸线（3）.裁弯取直，新开航槽,示意图,特点：边滩和深槽左右上下对应分布，边滩较高，上下深槽不交错，浅滩脊与枯水河槽夹角不大，鞍凹明显，水流从上深槽过渡到下深槽的流路比较集中、平顺，河床冲淤变化不大，平面位置较稳定。,返回,护岸,导流坝,丁坝,微弯河段正常浅滩的整治,返回,用丁坝固定边滩，加高上下游边滩高程，延长水流对浅滩的冲刷时间。,返回,顺直河段正常浅滩的整治,表面流向,强烈的横向漫滩水流,返回,消除漫向倒套的横向水流（采用堵塞倒套的措施），且固定、抬高下边滩,返回,固定和抬高边滩高程,切割中间边滩,返回,下浅滩的整治线宽度可适当减小。,根据上下游河段的河势，规划出一条正常弯曲形的整治线，再通过丁坝将散乱的沙体联结、促淤成边滩以固定河势，导引水流集中冲刷航槽。,返回,保护节点附近河床 稳定汊道进口段边界控制江心洲的洲头与洲尾 保护河湾,返回,汊道进口处、中部浅滩整治,返回,挑流坝,返回,筑坝导流，调整岸线,