平原河流航道整治.ppt

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1、第六章 平原河流航道整治,第一节 顺直河段浅滩整治第二节 分汊河段航道整治第三节 弯道整治第四节 无序采砂河段航道整治,航道整治,第一节 顺直河段浅滩整治,第六章 平原河流航道整治,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。,一、正常浅滩的改善与治理,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

2、、下边滩的高程较低，水流分散，鞍槽水深普遍较小。,一、正常浅滩的改善与治理,3.顺直河段浅滩整治,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。,图3-2 交错浅滩上的水流,也称坏滩，是整治的主要对象。,二、交错浅滩,(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

3、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、下边滩洪冲枯淤；（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。,三、复式浅滩整治,2.复式浅滩整治,图3-3 固定和提高边滩高程,图3-4 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

4、。,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。,图3-5 散乱浅滩的整治,第二节分汊河段与支流河口航道整治,第六章 平原河流航道整治,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,（一）汊道的稳定与改善工程,、稳定汊道工程（1）保护节点

5、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,图6-6 稳定汊道示意图,二、汊道的整治,（一）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。,图6-7 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,图6-8 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

6、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、汊道整治水力计算,计算内容包括：汊道水面线计算、分流比计算、中洪水期锁坝溢流计算、枯水期锁坝渗透流量计算。,图6-25 两汊河道平面示意图,1汊道水面线计算

7、,（2）试算方法,试算法求左右两汊分流量图,（3）简化计算方法,FL、FR分别为左汊与右汊的阻抗模数,（3）简化计算方法,，根据给定的,，得,计算步骤如下：假定分流点的水位ZA，设分流点与汇流点之间的水面高程成直线变化，内插得各计算断面的水位，从而得相应的断面要素与流量模数；计算FL、FR，得QL、QR；计算 根据ZA=ZB+Z，与假定的ZA比较，两者相近则计算成立；否则重新假定，直至接近为止。,2中洪水期锁坝溢流计算,锁坝堵汊水面线计算示意图,在推算非通航汉道水面线时，应考虑锁坝的壅水作用：先用一般方法推算水面线到锁坝下游，得坝下水位Zd；然后加上锁坝壅水高度得坝上水位Zu；再推算水面线到分

8、流断面。,按淹没宽顶堰公式计算：,侧收缩系数,2中洪水期锁坝溢流计算,抛石结构坝体渗透流量较大，计算时应考虑，坝未淹时，渗流量可按下式计算：,3枯水期锁坝渗透流量计算,1、支流河口浅滩的成因,四、支流河口浅滩的整治,洪水期干支流相互顶托，流速减小、泥沙在河口段大量淤积，形成支流河口浅滩。,2008年07月11日重庆朝天门码头长江、嘉陵江交汇处两江水色泾渭分明。重庆朝天门码头长江、嘉陵江交汇处水面上近日呈现滚滚泥沙的“走沙水”现象。这是由于长江上游遭遇强降雨，泥沙随雨水冲入江中造成泥沙含量较高所致。,长江、嘉陵江航道图,金沙碛正位于嘉陵江的河口段，受长江水流的顶托，常会产生“拦门沙”,1、支流河

9、口浅滩的成因,洪水期的影响 最后一次洪水在干流，在支流内成滩；最后一次洪水在支流，枯水浅滩在干流内。,（1）干支流的来水来沙条件,来水来沙量的影响 干流流量远大于支流，干流J大、V大、来沙量大，干流发生洪水时大量泥沙进入支流淤积，此时，即使最后一次洪水发生在支流，往往也难以将淤积的泥沙全部冲走，枯水期在支流内形成浅滩，在交汇点下游干流内也常有浅滩。,（2）干支流交汇角和交汇位置的影响,交汇角的影响,交汇角很小，交汇后过水断面突然增大，流速减小、环流减弱，浅滩位于交汇口下游；交汇角较大，泥沙易淤积。,1、支流河口浅滩的成因,如支流从干流凸岸汇入时，环流的作用，泥沙在凸岸淤积，支流河口淤堵。,1、

10、支流河口浅滩的成因,交汇位置的影响,1、支流河口浅滩的成因,交汇位置的影响,2、河口滩的整治,对一个河口滩来说，它的成滩原因多种多样，所采取的整治措施也不是单一的，而应全面规划，综合治理。（1）筑坝导流，调整支流汇入干流的方向，交汇角30为好（2）改变支流入汇位置,原则：减少泥沙淤积，增强冲刷能力。,整治方法,（3）束窄支流出口，增加航深。,束窄支流出口，增加航深。,第三节弯道整治,第六章 平原河流航道整治,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

11、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。,图6-10 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

12、，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。,图6-11 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

13、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：布置在上游弯道顶点的稍下方。,图6-12 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，

14、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,三、裁弯取直后的河床演变,第四节无序采砂河段航道整治,第六章 平原河流航道整治,一、无序采砂对河势、堤防安全及防洪的影响,二、无序采砂对航运的影响,三、无序采砂河段航道整治实例,湘江北门滩整治,THE END,第六章 平原河流航道整治,