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1、第一章 航道与航道尺度,主要讲解内容 第一节 河流与航道 第二节 航道尺度与航行条件 第三节 航道通过能力,第一节 河流与航道,一河流形态特征 主要指河流的横断面和纵断面的几何特征及河流发育过程中的地貌特征。平面上分:平直型、弯曲型、分汊型、游荡型。1.河流横断面与纵剖面 河流横断面:垂直与水流动力轴线的河槽断面。山区河流常呈V形；平原河流常呈U形，不同河段又形成顺直过渡段、分汊段、游荡段、弯曲段。,示意图,河流纵剖面:深槽与浅段交替出现的波形线。,2.河流阶地 由河流下切侵蚀和堆积作用交替进行的,在河流两岸形成的台阶状地貌。3.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
2、态。,二.河流水文泥沙特征,河流水力特征是河流系统中最活跃、最关键的因素,是开发河流水能资源的主要依据,也是影响河床变形的主导因素。包括四方面：1.水位 2.流量特征 3.比降特征 4.流态特征 河流泥沙特征包括：静态特征:几何特性、重力特性、级配特性 动态特征:沉降特性、运动特性、冲淤特性,三.河流演变特征,山区河流：洪、枯季流路不一致，一般呈洪淤枯冲的周期性化；平原河流：河床的往复变形。,四.航道,航道：水路运输的通道按形成因素划分天然航道：自然形成人工航道：人工开挖渠化航道：建坝壅水按所处水域划分内河航道：江河湖库航道沿海航道：供海船航行的航道，长江南京以下是什么航道按通航时间长短：常年
3、航道、季节性航道按限制条件：单行航道、双行航道、限制性航道航道等级：分为7级，I级航道吨位最大，VII级最小,第二节 航道尺度与航行条件,一.设计通航水位与通航保证率 1、设计最低通航水位 航道标准水深的起算水位，是航道整治规划、工程设计及施工的基本依据。采用保证频率法、综合历时曲线法 2、设计最高通航水位 设计代表船型正常航行的最高水位，也是确定桥梁等跨河建筑物净高的起算水位。采用流量频率法、历时频率法,第二节 航道尺度与航行条件,一.设计通航水位与通航保证率 3、运河和渠道通航水位 4、水利枢纽上、下游设计水位 5、通航保证率 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
4、用百分比表示。通航保证率高则相应的通航最低水位低,航道工程量大。,第二节 航道尺度与航行条件,二.浅滩上设计水位的确定方法 1.水位相关法 2.比降插入法 3.瞬时水位法,在设计通航期内，航道能保证设计船型（船队）安全航行的最小尺度。,（1）在设计最低通航水位下的航道标准水深、航道标准宽度、航道最小弯曲半径等；,（2）在设计最高通航水位时跨河建筑物下的净空高度和净空宽度。,三.航道尺度,第二节 航道尺度与航行条件,设计最低通航水位下的航道范围内保证的最小水深。,1、航道标准水深（航道设计水深）,H tH,式中：t设计船型标准吃水(m)；H富裕水深(m)，标准载重时，船底龙骨下至河底的最小安全距
5、离。,富裕水深 H,1、航道标准水深,触底安全富裕量H2:,船舶航行下沉量H1（动吃水）:,式中：v船舶相对于水的速度(m/s)；m系数，见表。,富裕水深H也可直接按航道等级选取 表1-7对限制性航道，要求 H/t1.61.7海港还应考虑波浪影响的富裕量、水体密度影响的 富裕水深、挖槽回淤影响的富裕量,2.航道标准宽度,指在设计最低通航水位下具有航道标准水深的宽度。直线航道的宽度用下式表示：一般4B，国际67B，弯加宽,3.航道最小弯曲半径 航道弯曲半径是指弯曲航道中心线的曲率半径。航道最小弯曲半径R指保证标准船队安全通过弯道的最小弯曲半径。一般情况下，取顶推船队长度的3倍，或拖带船队中最大单
6、船长度的4倍作为航道最小弯曲半径。,4.航道断面系数 指最低通航水位时的航道过水断面与标准船舶(队)标准吃水时的船中浸水横断面的面积之比。一般，7最经济合理，航速10km/h，67,有些困难弯道因受河道地形限制，不能满足要求的最小弯曲半径，可采 取什么措施？,5.通航净空 净空高度:设计最高通航水位往上至跨河建筑物底部的垂直距离,应满足标准船舶(队)空载的水上高度加富裕值。净空宽度：航道底标高以上桥墩（桥柱）间的最小净空，包括标准船舶(队）航迹带宽度和富裕宽度。四.航道水流条件 1.平原河流内的最大纵向表面流速在整治水位及其以下时不大于2.0m/s。2.山区性河流航道内的最大纵向表面流速和局部
7、比降,应满足标准船舶(队)自航上滩的要求。3.船闸上下引航道进水工程的进口及排水工程出口处,航道横向流速不宜超过0.3m/s,回流流速不宜超过0.4m/s。,示意图,通航条件包括:1.足够的水深、宽度和弯曲半径;2.合适的水流条件,包括流速、比降和流态;3.足够的水上净空,包括净空高度和净空宽度,第三节 航道通过能力,一.船舶与船队船舶：能航行或漂浮于河流、湖泊和海洋等水域内的一种运输承载工具。有无动力非机动船船舶吨位船舶吨位容积吨位重量吨位,第三节 航道通过能力,一.船舶与船队船队：将若干艘驳船按一定的方式编结在一起，由拖船拖带或推船顶推航行的运输组合体。按编队方式拖带船队：拖船在前，用缆绳拖带后面的若干艘编结在一起的驳船航行的船队。顶推船队：推船在后，顶推前面的若干编结在一起的驳船航行的船队。二、内河船舶尺度与航行速度内河船舶尺度：吃水较浅航行速度：经济时速,船队示意图,船队示意图,二.内河船舶尺度和航行速度,1.内河船舶尺度 2.船舶航行阻力(船舶的裸体阻力)指船舶航行时，作用在船体上阻止船舶运动的力。船舶的裸体阻力可分摩擦阻力、漩涡阻力、兴波阻力。3.船舶过滩能力 指船舶在一定的载重下克服急流滩险自航过滩的能力。,三.航道通过能力,返回,净空宽度,上底宽,净空高度,侧高,返回,返回,返回,
