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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,