航道工程学 第3章 航道整治工程 (2).ppt

1、第一节 概述 第二节 整治线设计与布置第三节 整治断面设计 第四节 主要整治建筑物的特性与作用第五节 主要整治建筑物的结构 第六节 平原河流航道的整治工程 第七节 山区河流的航道整治 第四章第四章 航道整治工程航道整治工程 航道整治工程应符合航道整治工程应符合河床演变规律河床演变规律及及河流动力学河流动力学原理，统筹兼顾，进行科学规划，应根据不同河势及原理，统筹兼顾，进行科学规划，应根据不同河势及特性，采取相应的整治原则及措施。特性，采取相应的整治原则及措施。本章将系统阐述整治线的布置原则与各整治参数本章将系统阐述整治线的布置原则与各整治参数的计算方法。介绍了主要整治建筑物的特性、作用与的计算

2、方法。介绍了主要整治建筑物的特性、作用与结构型式。结构型式。根据平原河流、山区河流不同的水流特性，分别根据平原河流、山区河流不同的水流特性，分别介绍了不同河道一般存在的碍航滩险特征、相应的整介绍了不同河道一般存在的碍航滩险特征、相应的整治工程措施及水力计算方法。治工程措施及水力计算方法。第四章第四章 航道整治工程航道整治工程一航道整治工程与河床演变1.河床冲淤变化的根本原因，在于水流输沙能力与来沙量的不平衡。第一节第一节 概述概述2.“优良河段”特征：第一节第一节 概述概述2.“优良河段”特征：枯水期水流集中于一个河枯水期水流集中于一个河槽而不分流；槽而不分流；河岸的曲度均匀而不过大，河岸的曲

3、度均匀而不过大，两个相邻的弯曲河段之间两个相邻的弯曲河段之间的直线过渡段不太长，主的直线过渡段不太长，主流没有急弯；流没有急弯；深槽与过渡段的高程相差深槽与过渡段的高程相差不大；不大；水面的比降沿程均匀水面的比降沿程均匀第一节第一节 概述概述枯水期过渡段的过水断面较为对称；枯水期过渡段的过水断面较为对称；边滩发育完整，高程较高且相对稳定；边滩发育完整，高程较高且相对稳定；枯水时期深槽的宽度稍大于过渡段的宽度。枯水时期深槽的宽度稍大于过渡段的宽度。3.航道整治是根据河床演变的趋势，把冲淤导向有利的方向。第一节第一节 概述概述4.航道整治工程就是针对碍航滩险，利用整治建筑是针对碍航滩险，利用整治建

4、筑物或其他工程措施，调整河槽形态，增加水深，改善物或其他工程措施，调整河槽形态，增加水深，改善通航水流条件，提高和稳定航道尺度，扩大通过能力，通航水流条件，提高和稳定航道尺度，扩大通过能力，保证船舶与船队顺利、安全通航。保证船舶与船队顺利、安全通航。第一节第一节 概述概述二 航道整治工程的分类 1、按航道所处地域分类；2、按滩险性质分类；3、按河床地质条件分类；三 航道整治工程原则.航道整治工程应航道整治工程应符合河床演变规律及河流动力学符合河床演变规律及河流动力学原理原理，统筹兼顾，进行科学规划；，统筹兼顾，进行科学规划；.应根据不同河势及特性，采取相应的整治原则及应根据不同河势及特性，采取

5、相应的整治原则及措施：措施：山区河流航道整治，山区河流航道整治，应修整不利于航行的河槽应修整不利于航行的河槽形态，改善水流条件。形态，改善水流条件。山区河流航道整治山区河流航道整治三 航道整治工程原则 平原河流航道整治，平原河流航道整治，宜采用修筑整治建筑物措宜采用修筑整治建筑物措施，控制中、低河势，施，控制中、低河势，稳定航槽，造成有利于冲稳定航槽，造成有利于冲深航槽的水流；必要时亦可以疏浚为主，或修筑深航槽的水流；必要时亦可以疏浚为主，或修筑整治建筑物与疏浚相结合。整治建筑物与疏浚相结合。一 整治线设计第二节第二节 整治线设计与布置整治线设计与布置a a a a中洪水综合整治：防洪，发电，

6、航运中洪水综合整治：防洪，发电，航运中洪水综合整治：防洪，发电，航运中洪水综合整治：防洪，发电，航运 1 1 1 1）稳定河势）稳定河势）稳定河势）稳定河势 2 2 2 2）固定岸线）固定岸线）固定岸线）固定岸线 3 3 3 3）束水工程）束水工程）束水工程）束水工程 4 4 4 4）渠化工程）渠化工程）渠化工程）渠化工程b b b b枯水航道整治：航运枯水航道整治：航运枯水航道整治：航运枯水航道整治：航运一 整治线设计1 1 1 1整治线：整治线：是指在整治工程设计流量下，在水面处所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（设计的稳定河槽的外形（即被两条新岸线所限定的即被两条

7、新岸线所限定的河槽区域河槽区域）。）。图图3-1整治线与航道整治线与航道2 2整治线的设计要解决的问题：主要确定整治线的主要确定整治线的主要确定整治线的主要确定整治线的位置、走向和形态位置、走向和形态位置、走向和形态位置、走向和形态，拟定出，拟定出，拟定出，拟定出一条既符合河势发展，又满足航行要求的整治线，一条既符合河势发展，又满足航行要求的整治线，一条既符合河势发展，又满足航行要求的整治线，一条既符合河势发展，又满足航行要求的整治线，作为整治水位的岸线，以便布置整治建筑物。作为整治水位的岸线，以便布置整治建筑物。作为整治水位的岸线，以便布置整治建筑物。作为整治水位的岸线，以便布置整治建筑物。

8、(1)(1)确定整治线的位置与岸线之间的关系；确定整治线的位置与岸线之间的关系；(2)(2)了解整治线范围内及边缘的水流泥沙特性；了解整治线范围内及边缘的水流泥沙特性；(3)(3)确定确定整治线的水位整治线的水位与与整治线宽度整治线宽度。二 整治线布置原则1 1 1 1整治线与主导河岸的关系整治线与主导河岸的关系 整治线的方向和位置依靠主导河岸，整治线的方向和位置依靠主导河岸，整治线的方向和位置依靠主导河岸，整治线的方向和位置依靠主导河岸，整治线的起点和整治线的起点和整治线的起点和整治线的起点和终点应以终点应以终点应以终点应以稳定深槽稳定深槽稳定深槽稳定深槽的主导河为依托。的主导河为依托。的主

9、导河为依托。的主导河为依托。图图3-2整治线过渡位置整治线过渡位置二 整治线布置原则2 2 2 2整治线一般应与枯水河槽相适应整治线一般应与枯水河槽相适应图图3-3整治线与流向关系整治线与流向关系 二 整治线布置原则3 3 3 3整治线一般应通过浅滩上的最大流速区整治线一般应通过浅滩上的最大流速区二 整治线布置原则第二节第二节 整治线设计与布置整治线设计与布置4.4.4.4.有支流或溪沟汇入的口门不宜布置整治线有支流或溪沟汇入的口门不宜布置整治线5.5.5.5.全面考虑两岸工农业需要和防洪要求全面考虑两岸工农业需要和防洪要求三三 整治线轮廓的确定整治线轮廓的确定第二节第二节 整治线设计与布置整

10、治线设计与布置 曲线的弯曲半径和直线段的长度与该河流来水来曲线的弯曲半径和直线段的长度与该河流来水来曲线的弯曲半径和直线段的长度与该河流来水来曲线的弯曲半径和直线段的长度与该河流来水来沙及其过程、河床地质、河岸组成有关。不同的水文、沙及其过程、河床地质、河岸组成有关。不同的水文、沙及其过程、河床地质、河岸组成有关。不同的水文、沙及其过程、河床地质、河岸组成有关。不同的水文、泥沙、地质条件形成自身稳定的河形。泥沙、地质条件形成自身稳定的河形。泥沙、地质条件形成自身稳定的河形。泥沙、地质条件形成自身稳定的河形。弯曲半径的计算，可采用一些经验公式，例如：弯曲半径的计算，可采用一些经验公式，例如：弯曲

11、半径的计算，可采用一些经验公式，例如：弯曲半径的计算，可采用一些经验公式，例如：为整治流量；为整治流量；为整治流量；为整治流量；相应水面比降；相应水面比降；相应水面比降；相应水面比降；比例常数；比例常数；比例常数；比例常数；指数；指数；指数；指数；式中：式中：式中：式中：黄河下游河道整治线轮廓黄河下游河道整治线轮廓黄河下游河道整治线轮廓黄河下游河道整治线轮廓黄河下游河道整治线轮廓长江中下游河道轮廓长江中下游河道轮廓长江中下游河道轮廓长江中下游河道轮廓长江口航道整治线轮廓长江口航道整治线轮廓长江口航道整治线轮廓长江口航道整治线轮廓三 整治线轮廓的确定（续）第二节第二节 整治线设计与布置整治线设计

12、与布置n n在一般情况下，在一般情况下，当浅滩河段的来沙量多时，可采当浅滩河段的来沙量多时，可采 用用R R4B4B，反之采用，反之采用R R5B5B；n n对特殊河形按其自身规律选取；对特殊河形按其自身规律选取；n n当切除凸嘴，改善航行条件时，当切除凸嘴，改善航行条件时，可采用可采用 R R(2-3)B(2-3)B，直线段长度取，直线段长度取L L(1-3)B(1-3)B。整治线断面设计：设计水位设计水位、整治水位整治水位和和整治线宽度整治线宽度第三节第三节 整治断面设计整治断面设计一 设计水位 1.1.设计水位：设计水位：包括包括最低通航水位最低通航水位和和最高通航水位最高通航水位，是计

13、算标准船队（舶）正常通航天数的依据。是计算标准船队（舶）正常通航天数的依据。图图3-4 3-4 正常通航期示意图正常通航期示意图 2.天然河流最低通航水位1保证率频率曲线2综合历时曲线设计最高通航水位：采用不同频率洪水重现期的水位。3.基本站水文资料的选取(1)(1)当当基基本本站站资资料料具具有有良良好好的的一一致致性性，应应取取近近期期连连续续资资料系列，年限不低于料系列，年限不低于2020年；年；(2)(2)当当基基本本站站资资料料不不具具有有良良好好的的一一致致性性时时，应应根根据据其其变变化原因确定代表性资料系列的取用年限；化原因确定代表性资料系列的取用年限；(3)(3)当当工工程程

14、河河段段的的水水文文条条件件受受人人类类活活动动和和自自然然因因素素影影响响发发生生明明显显变变化化时时，应应通通过过分分析析研研究究，选选取取有有代代表表性的资料。性的资料。可靠性；代表性；一致性基本水文站基本水文站 基本水文站基本水文站 基本水文站基本水文站 浅滩浅滩设计水位（最低，最高通航水位）的确定方法设计水位（最低，最高通航水位）的确定方法4.浅滩的设计通航水位基本站及控制河段的选取原则：基本站及控制河段的选取原则：(1)水文站与浅滩之间无拦河闸坝，两者水位涨落大致相近；(2)无大的支流汇入或无大引水工程；(3)相距不能太远；(4)具有连续实测多年（1520）水文资料，能换算成统一基

15、准面。第三节第三节 整治断面设计整治断面设计（一）（一）浅滩临时水尺设计最低通航水位方法 1.1.水位相关法：水位相关法：根据浅滩和基本水位站同时观测的根据浅滩和基本水位站同时观测的一段时间的水位，点绘相关曲线，根据基本水位站设一段时间的水位，点绘相关曲线，根据基本水位站设计水位即可得到浅滩设计水位计水位即可得到浅滩设计水位。图图3-5 3-5 水位相关图水位相关图 基本水文站基本水文站2 2 基本水文站基本水文站3 3 基本水文站基本水文站1 1 1.水位相关法：整治浅滩第三节第三节 整治断面设计整治断面设计 2.2.比降插入法：比降插入法：根据上下游基本水位站的设计水位，根据上下游基本水位

16、站的设计水位，根据上下游基本水位站的设计水位，根据上下游基本水位站的设计水位，采用比降插入法，即可推算浅滩设计水位。采用比降插入法，即可推算浅滩设计水位。采用比降插入法，即可推算浅滩设计水位。采用比降插入法，即可推算浅滩设计水位。图图3-5 3-5 比降均匀插入法示意图比降均匀插入法示意图 基本水文站基本水文站2 2 基本水文站基本水文站3 3 基本水文站基本水文站1 1 整治浅滩第三节第三节 整治断面设计整治断面设计 2.2.比降均匀插入法：比降均匀插入法：根据上下游基本水位站的设计根据上下游基本水位站的设计根据上下游基本水位站的设计根据上下游基本水位站的设计水位，采用比降插入法，即可推算浅

17、滩设计水位。水位，采用比降插入法，即可推算浅滩设计水位。水位，采用比降插入法，即可推算浅滩设计水位。水位，采用比降插入法，即可推算浅滩设计水位。图图3-5 3-5 比降均匀插入法示意图比降均匀插入法示意图 2.2.比降不均匀插入法：比降不均匀插入法：根据上下游基本水位站的设计根据上下游基本水位站的设计根据上下游基本水位站的设计根据上下游基本水位站的设计水位，采用比降插入法，即可推算浅滩设计水位。水位，采用比降插入法，即可推算浅滩设计水位。水位，采用比降插入法，即可推算浅滩设计水位。水位，采用比降插入法，即可推算浅滩设计水位。图图3-5 3-5 比降不均匀插入法示意图比降不均匀插入法示意图 观测

18、水位观测水位 设计水位设计水位 第三节第三节 整治断面设计整治断面设计 3.3.瞬时水位法：瞬时水位法：根据观测枯水期水位，算出浅滩与基根据观测枯水期水位，算出浅滩与基根据观测枯水期水位，算出浅滩与基根据观测枯水期水位，算出浅滩与基本站同瞬时的落差关系，即可求出浅滩的设计水位。本站同瞬时的落差关系，即可求出浅滩的设计水位。本站同瞬时的落差关系，即可求出浅滩的设计水位。本站同瞬时的落差关系，即可求出浅滩的设计水位。基本水文站基本水文站3 3 基本水文站基本水文站1 1 整治浅滩第三节第三节 整治断面设计整治断面设计 3.3.瞬时水位法：瞬时水位法：根据观测枯水期水位，算出浅滩与基根据观测枯水期水

19、位，算出浅滩与基根据观测枯水期水位，算出浅滩与基根据观测枯水期水位，算出浅滩与基本站同瞬时的落差关系，即可求出浅滩的设计水位。本站同瞬时的落差关系，即可求出浅滩的设计水位。本站同瞬时的落差关系，即可求出浅滩的设计水位。本站同瞬时的落差关系，即可求出浅滩的设计水位。（二）浅滩临时水尺设计最高通航水位推求（二）浅滩临时水尺设计最高通航水位推求（三）浅滩上各断面设计水位的推求（三）浅滩上各断面设计水位的推求 浅滩水尺设计水位；浅滩水尺设计水位；基本站设计水位；基本站设计水位；基本站第基本站第i i次观测的瞬时水位；次观测的瞬时水位；浅滩水尺第浅滩水尺第i i次观测的瞬时水位；次观测的瞬时水位；同步观

20、读瞬时水位次数。同步观读瞬时水位次数。二、整治水位一般是指与整治建筑物头部齐平的水位。一般是指与整治建筑物头部齐平的水位。整治工程对滩险的航行条件有显著改善的水位。整治工程对滩险的航行条件有显著改善的水位。整治水位的确定：整治水位的确定：一方面决定整治建筑物的高程；一方面决定整治建筑物的高程；另一方面决定整治后浅滩的冲刷历时长短。另一方面决定整治后浅滩的冲刷历时长短。确定整治水位的方法：确定整治水位的方法：一一 平滩水位法平滩水位法 二二 经验方法经验方法 三三 造床流量法造床流量法平滩水位法平滩水位法（一）（一）经验方法 1.1.根据各河流比较成功的经验数据确定，一般超高根据各河流比较成功的

21、经验数据确定，一般超高设计水位约设计水位约1m1m。【直接量测直接量测】（一）（一）经验方法 2.2.采用多年平均水位或多年平均流量的水位。采用多年平均水位或多年平均流量的水位。（三）（三）造床流量法造床流量法1 1、概念：、概念：造床作用和多年流量过程综合造床作用造床作用和多年流量过程综合造床作用相当的流量。相当的流量。造床强度、历时造床强度、历时两大因素，取决于两大因素，取决于输沙率。输沙率。2 2、造床流量的求法、造床流量的求法（1 1）马卡维耶夫法）马卡维耶夫法（2 2）输沙率法）输沙率法3 3、整治水位的确定、整治水位的确定第一造床流量：第一造床流量：保证率保证率16%16%，水位约

22、与河漫滩齐平；，水位约与河漫滩齐平；第二造床流量：第二造床流量：略大于多年平均流量，保证率略大于多年平均流量，保证率2445%2445%，水位约，水位约与边滩齐平；与边滩齐平；第二造床流量所对应的水位。第二造床流量所对应的水位。（2 2）造床流量的适用性）造床流量的适用性对优良河段相一致，结合实际经验必要时调整。对优良河段相一致，结合实际经验必要时调整。（1 1）马卡维耶夫法）马卡维耶夫法（2 2）输沙率法）输沙率法三、整治线宽度三、整治线宽度整治线宽度：整治线宽度：整治线宽度是指整治水位时的河面宽度。整治线宽度是指整治水位时的河面宽度。整治线宽度是指整治水位时的河面宽度。整治线宽度是指整治水

23、位时的河面宽度。图3-9 整治线及其宽度示意图整治线宽度整治线宽度航道宽度航道宽度整治线宽度整治线宽度的确定的确定河道宽度河道宽度整治线宽度确定的方法：整治线宽度确定的方法：经验法经验法经验法经验法和和和和理论计算法。理论计算法。理论计算法。理论计算法。优良河段断面示意图优良河段断面示意图一、经验法一、经验法一、经验法一、经验法1 1 1 1、参考优良河段法：、参考优良河段法：、参考优良河段法：、参考优良河段法：优良河段上下游，根据调查和河道地形图，寻找与被整治浅滩具有相似的水文、泥沙及河床地质条件的优良河段。选取若干个具有代表性的优良断面并绘制其断面图，在图上直接量取整治水位时的自然河宽，取

24、多个断面的平均值为浅滩的整治线宽度。图图3-10 3-10 优良河段断面图优良河段断面图 图图3-123-12优良断面优良断面H-HH-H相关曲线相关曲线1 1）绘制优良河段的横断面图；）绘制优良河段的横断面图；2 2）计算河相关系；）计算河相关系；3 3）点绘整治水位边缘水深和平均）点绘整治水位边缘水深和平均水深；水深；一、经验法一、经验法一、经验法一、经验法2 2 2 2、河相关系法：、河相关系法：、河相关系法：、河相关系法：图图3-11 3-11 河相关系曲线河相关系曲线一、经验法一、经验法一、经验法一、经验法3 3、实测河宽水深分析法：、实测河宽水深分析法：图图3-113-11优良断面

25、优良断面H-HH-H相关曲线相关曲线图图3-13 3-13 整治线宽度与航深相关图整治线宽度与航深相关图 原理：原理：稳定河段的河床形态与河流动力之间存在一定的函数稳定河段的河床形态与河流动力之间存在一定的函数关系，即关系，即宽深比宽深比关系。关系。二、理论计算方法二、理论计算方法二、理论计算方法二、理论计算方法水力学方法，水力学方法，水力学方法，水力学方法，输沙平衡方法输沙平衡方法输沙平衡方法输沙平衡方法1 1 1 1、水力学方法：、水力学方法：、水力学方法：、水力学方法：图图3-14(Bb)相关曲线相关曲线假定：假定：整治水位整治水位时时整治前后的整治前后的Q、n、J相同相同水深改正系数，

26、水深改正系数，H H1 1/H/H2 2式中：式中：-整治宽度；整治宽度；-整治流量；整治流量；-整治后断面平均水深；整治后断面平均水深；-平均水面比降；平均水面比降；-河床糙率。河床糙率。二、理论计算方法二、理论计算方法二、理论计算方法二、理论计算方法水力学方法，水力学方法，水力学方法，水力学方法，河流动力学方法河流动力学方法河流动力学方法河流动力学方法2、输沙平衡方法为方便计算由为方便计算由1 1 1 1）底沙造床为主）底沙造床为主）底沙造床为主）底沙造床为主基本原理：基本原理：基本原理：基本原理：整治断面的输沙量整治前后应相等。整治断面的输沙量整治前后应相等。整治断面的输沙量整治前后应相

27、等。整治断面的输沙量整治前后应相等。查表得查表得基本方程基本方程基本方程基本方程:沙莫夫公式沙莫夫公式2）悬沙造床为主 基本方程基本方程基本方程基本方程:将式中v以Q/BH代入，并认为整治前后K1=K2,则得：3、规范推荐的输沙平衡计算公式（1 1）航道整治工程技术规范航道整治工程技术规范（JTJ312-2003JTJ312-2003）推荐：）推荐：航道整治工程技术规范航道整治工程技术规范航道整治工程技术规范航道整治工程技术规范（JTJ312-2003JTJ312-2003）推荐：）推荐：）推荐：）推荐：三、整治水位和整治线宽度的调整多年实践经验的调整三、整治水位和整治线宽度的调整（一）调整原

28、因（一）调整原因、按计算公式求得的整治水位和整治线宽度，它们之间的最优组合不清楚。、没有正确反映水位的降落过程中水流对浅滩的作用。、推导公式过程中的某些假定和简化与实际情况不符。（二）调整方法（二）调整方法理论计算理论计算实际经验实际经验对比对比分析分析调整调整第四节 主要整治建筑物的特性与作用 航道整治建筑物：整治航道的起束水、导流、导沙、固滩和护岸等作用的建筑物。第四节 主要整治建筑物的特性与作用航道整治建筑物的分类：（1）按整治建筑物的牢固程度：重型、轻型（2）按整治建筑物的型式和功能：丁坝、顺坝、锁坝、护岸、鱼嘴、潜坝等（3）按整治建筑物的材料与构件：石料、木料、梢料、混凝土、土工织布

29、等4.6 丁坝坝根坝根坝身坝身作用部位部位2.2.丁坝丁坝连接堤岸与坝体阻挡水流,延伸堤岸 挑流,改变水流方向坝头坝头丁坝组成部分丁坝组成部分（2 2）直线型拐头型抛物线型最为常用，施工简单导流平顺导流能力较弱，主要起局部保护功能（矶头）2.2.丁坝丁坝按坝身形状：按坝身形状：丁坝的分类丁坝的分类（3 3）坝顶高程在枯水位以下坝顶高程在枯水位以下坝顶高程高于设计洪水位坝顶高程高于设计洪水位2.2.丁坝丁坝淹没式丁坝按坝顶高程和水位的关系：非淹没式丁坝丁坝的分类丁坝的分类（3 3）水流方向水流方向上挑丁坝正挑丁坝下挑丁坝2.2.丁坝丁坝按丁坝延伸方向：按丁坝延伸方向：丁坝的分类丁坝的分类（3 3

30、）直线型和拐头型丁坝2.2.丁坝丁坝工程中的真实丁坝工程中的真实丁坝（4 4）2.2.丁坝丁坝工程中的真实丁坝工程中的真实丁坝（4 4）矶头 黄河公路桥附近的矶头2.2.丁坝丁坝工程中的真实丁坝工程中的真实丁坝（4 4）2.2.丁坝丁坝引航道上的在建丁坝工程中的真实丁坝工程中的真实丁坝（4 4）2.2.丁坝丁坝近海岸的已建丁坝工程中的真实丁坝工程中的真实丁坝（4 4）一、丁坝一、丁坝（一）丁坝对河道水流和泥沙的影响（一）丁坝对河道水流和泥沙的影响（一）丁坝对河道水流和泥沙的影响（一）丁坝对河道水流和泥沙的影响图3-15-1丁坝前后水流现象1 1 1 1 非淹没丁坝和水流现象非淹没丁坝和水流现象

31、非淹没丁坝和水流现象非淹没丁坝和水流现象1 1 收缩断面收缩断面2 2 扩散断面扩散断面3 3 回流区回流区图图3-15-2 3-15-2 丁坝前后水流现象丁坝前后水流现象 一、丁坝一、丁坝2 2 2 2 淹没丁坝和水流泥沙现象淹没丁坝和水流泥沙现象淹没丁坝和水流泥沙现象淹没丁坝和水流泥沙现象图1淹没丁坝水流泥沙运动情况上挑丁坝下挑丁坝正挑丁坝图2丁坝轴线与水流夹角螺旋流运动（二）丁坝群的布置（二）丁坝群的布置1.错（对）口丁坝图1两岸丁坝的位置对水流影响分别适用的河流：莱茵河对口丁坝（二）丁坝群的布置（二）丁坝群的布置 2.2.阶梯式丁坝阶梯式丁坝图图1 1 等高丁坝与阶梯丁坝等高丁坝与阶梯

32、丁坝图图2 2 阶梯式丁坝附近的水流运动阶梯式丁坝附近的水流运动 （二）丁坝群的布置（二）丁坝群的布置 3.3.其他形式的丁坝其他形式的丁坝短丁坝短丁坝短丁坝短丁坝勾头丁坝勾头丁坝勾头丁坝勾头丁坝（二）丁坝群的布置（二）丁坝群的布置 3.3.其他形式的丁坝其他形式的丁坝勾头丁坝勾头丁坝勾头丁坝勾头丁坝特性：特性：特性：特性：1 1 1 1）可减小坝头流速；）可减小坝头流速；）可减小坝头流速；）可减小坝头流速；2 2 2 2）可减小最大冲坑深度；）可减小最大冲坑深度；）可减小最大冲坑深度；）可减小最大冲坑深度；3 3 3 3）可减小冲刷范围；）可减小冲刷范围；）可减小冲刷范围；）可减小冲刷范围；

33、图图3-21DL与与hohL的变化关系的变化关系图图3-22 3-22 冲刷范围与冲刷范围与D DL L的变化关系的变化关系二.丁坝设计和布置丁坝设计的主要问题：2、丁坝群的平面布置（整治线），坝间距；1、单丁坝的坝长，挑角，基础深度等；安德列也夫公式（俄）其中U为坝头行进流速；m为坝头边坡系数；为来流方向与坝轴线的交角水流方向水流方向U丁坝工程的基础深度（1）半理论半经验公式：二.丁坝设计和布置实际丁坝块石护根单丁坝丁坝群丁坝之间的相互关系（丁坝间距问题）丁坝群间距的控制（2）二.丁坝设计和布置 丁坝群间距的控制（2）二.丁坝设计和布置丁坝之间缺乏相互协同和保护工作量大，工程浪费 丁坝群间距

34、的控制（2）丁坝间距过大丁坝间距过密二.丁坝设计和布置丁坝间距的设计需要满足两个条件：LP丁坝的有效长度一般取LP=(2/3)L上一个丁坝的水流扩散边界大致达到下一个丁坝的有效长度末端下一个丁坝的壅水正好达到上一个丁坝，保证两坝之没有严重冲刷 丁坝群间距的控制（2）设计原则：共同分担，相互掩护LPL2水流方向水流方向U1LB 丁坝群间距的控制（2）LP丁坝的有效长度一般取LP=(2/3)LLPL2水流方向水流方向U1LB丁坝群坝间距LB的确定：由图上几何关系可得:4.5.4 丁坝的结构图4-1抛石丁坝坝根坝根坝身坝身作用部位部位连接堤岸与坝体阻挡水流,延伸堤岸 挑流,改变水流方向坝头坝头一一

35、、丁坝组成部分、丁坝组成部分护底护底防止淘刷（一）坝体的结构形式二二 、丁坝的结构设计、丁坝的结构设计（1）常规丁坝（2）新型丁坝抛石、砌石结构石笼、填充袋填心混合结构桩式结构沉箱式结构人工块体混合结构半圆形混合结构填充袋填心混合结构（2）新型丁坝桩式结构（2）新型丁坝桩式结构（2）新型丁坝沉箱式结构（2）新型丁坝人工块体混合结构（2）新型丁坝半圆形混合结构（1）抛石丁坝（横断面）抛石丁坝结构示意图1（二）丁坝坝体的构造（2）抛石丁坝（坝顶纵坡）抛石丁坝结构示意图2（三）丁坝坝面的防护措施（三）丁坝坝面的防护措施（三）丁坝坝面的防护措施抛石丁坝结构示意图抛石丁坝结构示意图3 3（四）丁坝坝头处

36、理图图1 1 护底排沉放护底排沉放 抛石丁坝（坝根）抛石丁坝结构示意图抛石丁坝结构示意图4 4（五）丁坝坝根的处理4.6 顺坝 一、顺坝的分类:1 1、导流顺坝、导流顺坝 2 2、洲头顺坝、洲头顺坝 3 3、洲尾顺坝、洲尾顺坝 4 4、固滩顺坝、固滩顺坝 5 5、封弯顺坝、封弯顺坝抛石顺坝抛石顺坝 作用：作用：1.1.调整急弯，规顺岸线，促使航槽稳定调整急弯，规顺岸线，促使航槽稳定;2.2.堵塞支汊和倒套、尖潭，调整分流分沙比堵塞支汊和倒套、尖潭，调整分流分沙比;3.3.拦截洲头横流，改善汊道进口流态；拦截洲头横流，改善汊道进口流态；4.4.调整汇流处交汇角，改善汇流条件；调整汇流处交汇角，改

37、善汇流条件；5 5在丁坝上游改善丁坝坝头水流条件。在丁坝上游改善丁坝坝头水流条件。二、顺坝的作用:三、顺坝布置的一般原则1.坝身一般靠近整治线，布置在凹岸或主导河岸一侧。2.坝轴线与水流交角不宜过大。3.浅滩两岸不宜同时布置。4.平面形态应由平缓的曲线构成，坝根应与河岸平缓连接。5.坝头要求伸入下深槽，避免坝头附近出浅。6.为加速顺坝坝田淤积，可在顺坝与原河岸之间建格坝。顺格坝组合运用顺格坝组合运用 一、锁坝的分类:1、堵汊锁坝2、导流锁坝3、壅水锁坝4.7锁坝锁坝是从一岸到另一岸横跨河槽及串沟的建筑物，又名“堵坝”。目的：塞支强干 二、锁坝的平面布置原则1、锁坝的坝位2、锁坝的方向3、锁坝数

38、量的确定锁坝的结构参考丁坝结构第四节第四节 主要整治建筑物的结构主要整治建筑物的结构（二）抛石顺坝（二）抛石顺坝图图3-31 3-31 顺坝顺坝1 1、顺坝横断面、顺坝横断面:梯形梯形2 2、顺坝的纵坡：、顺坝的纵坡：坡降的选择坡降的选择3 3、顺坝坝根处理：、顺坝坝根处理：不需局部加宽不需局部加宽第四节第四节 主要整治建筑物的结构主要整治建筑物的结构（二）抛石锁坝（二）抛石锁坝1 1、锁坝横断面、锁坝横断面:抗滑抗滑2 2、锁坝护底：、锁坝护底：长度长度3 3、锁坝坝根处理、锁坝坝根处理图图3-34 3-34 锁坝锁坝L L 护底伸出长度；护底伸出长度；护坡稳定边坡系数；护坡稳定边坡系数；下

39、游河床最大冲刷深度；下游河床最大冲刷深度；第四节第四节 主要整治建筑物的结构主要整治建筑物的结构（二）抛石锁坝（二）抛石锁坝图图3-34 3-34 坝根处理坝根处理 3 3、锁坝坝根处理、锁坝坝根处理(1)(1)锁坝坝根上下游河岸应护锁坝坝根上下游河岸应护坡，上游护坡长度可取坡，上游护坡长度可取101015m15m，下游坡长度通过水力计，下游坡长度通过水力计算确定，但不少于算确定，但不少于15m15m；护坡；护坡高出坝根顶部不小于高出坝根顶部不小于1.0m;1.0m;航道整治工程技术规范航道整治工程技术规范规定：规定：(2)(2)坝根若与沙卵石江心滩相连接，则应在江心滩开坝根若与沙卵石江心滩相

40、连接，则应在江心滩开槽，将坝根嵌入槽，将坝根嵌入5 510 m10 m，并进行防渗处理，坝根护，并进行防渗处理，坝根护坡范围宜参照上一项适当延长。坡范围宜参照上一项适当延长。三、锁坝稳定计算上节回顾:4.6 丁坝（1）常规丁坝（2）新型丁坝抛石、砌石结构石笼、填充袋填心混合结构桩式结构沉箱式结构人工块体混合结构半圆形混合结构4.6 顺坝 一、顺坝的分类:1 1、导流顺坝、导流顺坝 2 2、洲头顺坝、洲头顺坝 3 3、洲尾顺坝、洲尾顺坝 4 4、固滩顺坝、固滩顺坝 5 5、封弯顺坝、封弯顺坝锁坝的分类:1、堵汊锁坝2、导流锁坝3、壅水锁坝4.7锁坝锁坝是从一岸到另一岸横跨河槽及串沟的建筑物，又名

41、“堵坝”。目的：塞支强干4、潜坝 潜坝是指在最枯水位时均潜没在水下而不碍航的建筑物，有潜丁坝、潜锁坝等。作用：壅高上游水位，调整比降，增加水深;可以促淤赶沙;减小过水断面和消除不良流态.莱茵河下游潜坝的应用莱茵河下游潜坝的应用 4.8护岸结构(限制性航道)护岸工程作用保护河岸；控制河势；稳定河槽凹岸长江护岸工程迎流面长江荆江河段护岸工程干砌石葛洲坝黄柏河锚地护岸工程葛洲坝黄柏河锚地护岸工程浆砌石一斜坡式护岸分类1土质护坡和人工斜坡式护岸2连续护岸和间断护岸长江护岸工程迎流面土质护坡土质护坡二设计标准R-设计风浪爬高e-风壅增水A-安全超高三土坡的设计四斜坡式人工护岸 长江护岸工程迎流面人工护坡

42、分段示意图护坡上段护坡下段坡脚斜坡式护岸的设计-护坡范围斜坡式护岸的设计-结构组成护脚护脚护面护面封顶封顶反滤层反滤层 长江护岸工程护面封顶封顶护脚护脚斜坡式护岸的设计-结构类型和特征1.干砌块石斜坡式护岸优缺点：斜坡式护岸的设计-结构类型和特征2.浆砌块石斜坡式护岸优缺点：斜坡式护岸的设计-结构类型和特征第五节第五节 平原河流航道的整治工程平原河流航道的整治工程 一一 顺直河道的浅滩整治顺直河道的浅滩整治 按浅滩的外形和碍航情况，常将顺直段浅滩分为：按浅滩的外形和碍航情况，常将顺直段浅滩分为：按浅滩的外形和碍航情况，常将顺直段浅滩分为：按浅滩的外形和碍航情况，常将顺直段浅滩分为：（一）正常浅

43、滩（一）正常浅滩（一）正常浅滩（一）正常浅滩 （二）交错浅滩（二）交错浅滩（二）交错浅滩（二）交错浅滩 （三）复式浅滩（三）复式浅滩（三）复式浅滩（三）复式浅滩 （四）散乱浅滩（四）散乱浅滩（四）散乱浅滩（四）散乱浅滩一、顺直河道的浅滩整治一、顺直河道的浅滩整治（一）正常浅滩（一）正常浅滩 1 1 1 1多出现在曲率平缓的多出现在曲率平缓的多出现在曲率平缓的多出现在曲率平缓的弯曲过渡段弯曲过渡段弯曲过渡段弯曲过渡段和和和和河身较窄河身较窄河身较窄河身较窄的顺直河的顺直河的顺直河的顺直河段上。段上。段上。段上。2.2.2.2.一般情况下，这类浅滩不碍航，一般情况下，这类浅滩不碍航，一般情况下，这

44、类浅滩不碍航，一般情况下，这类浅滩不碍航，可以算是好的浅滩。可以算是好的浅滩。可以算是好的浅滩。可以算是好的浅滩。图图图图3-28-13-28-1顺直河段上正常浅滩顺直河段上正常浅滩顺直河段上正常浅滩顺直河段上正常浅滩（一）正常浅滩（一）正常浅滩 3 3 3 3正常浅滩的整治正常浅滩的整治正常浅滩的整治正常浅滩的整治 1 1 1 1）丁坝固定边滩，加高上下游边滩高程）丁坝固定边滩，加高上下游边滩高程）丁坝固定边滩，加高上下游边滩高程）丁坝固定边滩，加高上下游边滩高程;2 2 2 2）如果边滩已较高，可以采用护面固滩。）如果边滩已较高，可以采用护面固滩。）如果边滩已较高，可以采用护面固滩。）如果

45、边滩已较高，可以采用护面固滩。图图图图3-28-2 3-28-2 3-28-2 3-28-2 顺直河段上正常浅滩顺直河段上正常浅滩顺直河段上正常浅滩顺直河段上正常浅滩一、顺直河道的浅滩整治一、顺直河道的浅滩整治（二）交错浅滩（二）交错浅滩 常出现在河宽较大、边滩比较发育的顺直河段上或曲率大、常出现在河宽较大、边滩比较发育的顺直河段上或曲率大、常出现在河宽较大、边滩比较发育的顺直河段上或曲率大、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。过渡段很短的弯曲河段上。过渡段很短的弯曲河段上。过渡段很短的弯曲河段上。特点：特点：特点：特点：1 1 1 1上下深槽相互交错，

46、下深槽的上端常形成窄而深的上下深槽相互交错，下深槽的上端常形成窄而深的上下深槽相互交错，下深槽的上端常形成窄而深的上下深槽相互交错，下深槽的上端常形成窄而深的倒套倒套倒套倒套；2 2 2 2横向漫滩水流横向漫滩水流横向漫滩水流横向漫滩水流比较强烈，浅滩脊宽浅，冲淤变化较大比较强烈，浅滩脊宽浅，冲淤变化较大比较强烈，浅滩脊宽浅，冲淤变化较大比较强烈，浅滩脊宽浅，冲淤变化较大;交错浅滩的水流交错浅滩的水流交错浅滩交错浅滩坏滩坏滩一、顺直河道的浅滩整治一、顺直河道的浅滩整治（二）交错浅滩（二）交错浅滩图图3-29 3-29 交错浅滩整治交错浅滩整治 3.3.常采用堵塞倒套的整治措施常采用堵塞倒套的整

47、治措施1 1）丁坝堵塞倒套；）丁坝堵塞倒套；）丁坝堵塞倒套；）丁坝堵塞倒套；2 2）导流坝堵塞倒套；）导流坝堵塞倒套；）导流坝堵塞倒套；）导流坝堵塞倒套；3 3）固定、抬高下边滩。）固定、抬高下边滩。）固定、抬高下边滩。）固定、抬高下边滩。整治措施：整治措施：整治措施：整治措施：消除横向水流，固定、抬高下边滩；消除横向水流，固定、抬高下边滩；消除横向水流，固定、抬高下边滩；消除横向水流，固定、抬高下边滩；一、顺直河道的浅滩整治一、顺直河道的浅滩整治（三）复式浅滩（三）复式浅滩1.1.1.1.复式浅滩是由两个或两个以上的浅滩所组成。复式浅滩是由两个或两个以上的浅滩所组成。复式浅滩是由两个或两个以

48、上的浅滩所组成。复式浅滩是由两个或两个以上的浅滩所组成。2.2.2.2.复式浅滩整治：复式浅滩整治：复式浅滩整治：复式浅滩整治：1 1）固定和提高边滩高程固定和提高边滩高程2 2）切割中间边滩切割中间边滩图3-39 3-39 固定和提高固定和提高边滩高程高程 图图3-40 3-40 切割中间边滩切割中间边滩一、顺直河道的浅滩整治一、顺直河道的浅滩整治（四）散乱浅滩（四）散乱浅滩1.1.1.1.主要特点主要特点主要特点主要特点 河床宽浅，沙体散乱；没有明显的边滩和深槽，沙河床宽浅，沙体散乱；没有明显的边滩和深槽，沙河床宽浅，沙体散乱；没有明显的边滩和深槽，沙河床宽浅，沙体散乱；没有明显的边滩和深

49、槽，沙体位置随水位变化而频繁变动，很不稳定，航道弯曲。体位置随水位变化而频繁变动，很不稳定，航道弯曲。体位置随水位变化而频繁变动，很不稳定，航道弯曲。体位置随水位变化而频繁变动，很不稳定，航道弯曲。2.2.2.2.散乱浅滩整治散乱浅滩整治散乱浅滩整治散乱浅滩整治 通过丁坝等整治建筑物，将散乱的沙体联结和促淤成边滩，通过丁坝等整治建筑物，将散乱的沙体联结和促淤成边滩，通过丁坝等整治建筑物，将散乱的沙体联结和促淤成边滩，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，引导水流集中冲刷航槽。以固定河势，引导水流集中冲刷航槽。以固定河势，引导水流集中冲刷航槽。以固定河势，引导水流集中冲

50、刷航槽。图图3-41 3-41 散乱浅滩的整治散乱浅滩的整治 一、顺直河道的浅滩整治一、顺直河道的浅滩整治第五节第五节 平原河流航道的整治工程平原河流航道的整治工程 二、弯曲航道整治二、弯曲航道整治 (一一一一)弯道演变的规律弯道演变的规律弯道演变的规律弯道演变的规律 凹岸崩退，凸岸淤长，弯顶纵向蠕动，发生撇弯，凹岸崩退，凸岸淤长，弯顶纵向蠕动，发生撇弯，凹岸崩退，凸岸淤长，弯顶纵向蠕动，发生撇弯，凹岸崩退，凸岸淤长，弯顶纵向蠕动，发生撇弯，切滩和裁弯取直。切滩和裁弯取直。切滩和裁弯取直。切滩和裁弯取直。第五节第五节 平原河流航道的整治工程平原河流航道的整治工程 二、弯曲航道整治二、弯曲航道整