航道工程学课程总复习.

1、航道工程学总复习航道工程学总复习考核方式考核方式航道工程课程考核l 期末考试：闭卷、笔试。l 成绩采用100分制记分，期末考试占80% ，平时成绩各占20%。航道工程学航道工程学考试考试题型题型l 填空（30分）l 选择（16分）l 判断（7分）l 简答(27分)l 计算（20分）分数分布分数分布l 第二章（15分）l 第三章（35分）l 第四章(10分)l 第六章（30分）航道工程学航道工程学第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 河流与航道河流与航道第三章第三章 航道整治工程航道整治工程 （重点）（重点） 第四章第四章 航道疏浚工程航道疏浚工程第五章第五章 河流渠化工程河流渠化工程第六章第六章

2、 通航建筑物通航建筑物（重点）（重点）第七章第七章 运河工程运河工程第一章第一章 绪论绪论 一、水运在国民经济中的地位水运的优势水运的优势1.内河水道的建设可以密切结合水利资源的综合利用、综合开发；2.运输能力高3. 运输成本低，为铁路的1/3-1/2，公路1/104. 河流分布面广、便于实行大、中、小结合以及长短途特点：特点：1.水运的技术速度和商务速度都比较低水运的技术速度和商务速度都比较低 2.水运受自然条件的影响较大水运受自然条件的影响较大 第一章第一章 绪论绪论 现代化内河航道网的要求1.航道成网、四通八达2、全面规划、统一标准3、统筹安排、综合利用4、更新设施、科学管理第二章第二章

3、 河流与航道河流与航道 第一节第一节 天然河流的主要特征天然河流的主要特征 第二节第二节 航道条件航道条件 第三节第三节 航道规划及航道工程措施航道规划及航道工程措施 第四节第四节 船舶及其特征船舶及其特征 第五节第五节 内河航标及配布内河航标及配布第一节第一节 天然河流的主要特征天然河流的主要特征1、天然河流的主要特征天然河流的主要特征，包括河流形态特征河流形态特征、河流水力特征河流水力特征、河流泥沙特征河流泥沙特征。河流形态特征主要指河流的横断面和纵剖面的几何特征以及河流发育过程中的地貌特征。垂直于水流动力轴线的河槽断面叫河流横断面；掌握河流横断面掌握河流横断面的形式的形式：山区河流在水流

4、侵蚀作用下常呈V形或形或U形断面形断面；平原河流不同河段将形成不同的横断面形状：顺直河段多为抛物线型抛物线型断面，弯曲河段多为不对称的三角形断面不对称的三角形断面，分汊河段多为马鞍形断面马鞍形断面，游荡河段断面很不规则。 河流阶地的类型河流阶地的类型，河流阶地按其结构可分为侵蚀阶地；堆积阶地；基座阶地；埋藏阶地河流节点的概念：河流节点的概念：由抗冲性强的物质形成的窄深河段对于河流的河势变化具有一定的控制作用，成为河流节点河流水力特征主要包括哪四个方面河流水力特征主要包括哪四个方面：水位、流量；比降；流速水位、流量；比降；流速；流态；流态 河流泥沙特性主要有静态特性和动态特性河流泥沙特性主要有静

5、态特性和动态特性 (1) 足够的水深、宽度和弯曲半径；足够的水深、宽度和弯曲半径； (2) 足够的水上净空，包括净空高度和净空宽度；足够的水上净空，包括净空高度和净空宽度； (3) 合适的水流条件，包括流速、比降和流态。合适的水流条件，包括流速、比降和流态。 第二节第二节 航道条件航道条件1.通航保证率通航保证率是指在规定的航道水深下，一年内能够通航的天数与全年天数之比，一般用百分率表示。2.航道必须具备的通航条件航道必须具备的通航条件2022-5-308航道标准尺度航道标准尺度是指在设计通航期内，航道能保证设计船舶（队）安全航行的最小尺度。航道标准尺度包括的内容航道标准尺度包括的内容：设计最

6、低通航水位下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，以及设计最高通航设计最高通航水位下水位下的跨河建筑物的净空高度和净空宽度航道标准水深航道标准水深的定义及组成的定义及组成航道标准水深是指在设计最低通航水位下航道范围内的最小水深。航道标准水深由标准吃水和富裕水深两部分组成。设计船型标准吃水T是指设计船型在标准载重时的吃水。富裕水深是指船舶在标准载重时，船底龙骨下至河底的最小安全距离航道标准宽度航道标准宽度的定义及航行漂角的概念的定义及航行漂角的概念航道标准宽度是指在设计最低通航水位下具有航道标准水深的宽度。航行漂角航行漂角船舶在航行过程中，由于受外界因素的影响，船舶会

7、偏离航向。为保持航行的正确方向，往往使船舶（队）纵轴线与航向保持一定的夹角，即通常所说的航行漂角。航道富裕宽度的概念航道富裕宽度的概念航道富裕宽度保证船舶安全航行，不产生船吸船吸和岸吸现象岸吸现象的最小富裕尺度。弯道加宽值航道弯曲半径、通航净空高度航道弯曲半径、通航净空高度航道弯曲半径是指弯曲航道中心线的曲率半径。通航净空高度是指设计最高通航水位往上至跨河建筑物底部的垂直距离，其数值应满足标准船舶（队）空载的水上高度加富裕值。航道断面系数航道断面系数是指最低通航水位时的航道过水断面与标准船舶（队）标准吃水时的船只浸水横断面的面积之比。航道断面系数与航行阻力之间的关系航道断面系数与航行阻力之间的

8、关系航道断面系数的大小，直接影响航行阻力的大小，其值越小，船舶航行阻力越大通航水流条件一般要符合以下要求：通航水流条件一般要符合以下要求：平原河流航道内的最大纵向表面流速的整治水位及其以下时不平原河流航道内的最大纵向表面流速的整治水位及其以下时不大于大于2.0m/s山区性河流航道内的最大纵向表面流速和局部比降，山区性河流航道内的最大纵向表面流速和局部比降， 应能满足应能满足标准船舶（队）自航上滩的要求。标准船舶（队）自航上滩的要求。船闸上下引航道进出口、取水工程的进口及排水工程出口处，船闸上下引航道进出口、取水工程的进口及排水工程出口处，航道横向流速不宜超过航道横向流速不宜超过0.3ms，回流

9、流速不宜超过，回流流速不宜超过0.4ms。 第三节第三节 航道规划及航道工程措施航道规划及航道工程措施 航道规划的主要任务 研究航道开发的经济意义、社会价值及技术上的可能性； 制定近期和远景航道开发方案； 提出适应远景发展的航道措施方案； 拟定第一期航道工程项目； 提出运河开发方案。航道工程措施方案应包括（1）根据综合利用的要求及河流的自然特点，拟定航道的治理或开发方式；（2）拟定航道路线；（3）拟定航道及其建筑物的通航标准尺度；（4）拟定改善通航条件的工程措施；（5）分析水工建筑物建成后对通航条件所产生的影响，提出航运流量及航运保证率的要求，提出对水库电站操作的要求。1、航道工程的概念、航道

10、工程的概念航道工程是指以延长通航里程，提高航道标准，改善通航条件和保障航道畅通为目的的疏浚、整治、渠化、运河、航标、清障疏浚、整治、渠化、运河、航标、清障等工程措施的总称。2、掌握航道疏浚工程、整治工程、渠化工程的概念掌握航道疏浚工程、整治工程、渠化工程的概念疏浚工程疏浚工程是采用人力或机械施工方法，为拓宽、加深水域而进行的水下土石方开挖工程。航道整治工程航道整治工程是借助于在河床中建筑专门的整治建筑物或其他措施，调整河床形态河水沙流路以影响河中水流，并造成有利的水流结构，利用水流本身的内部力量刷深航道并维持航道的稳定，保持枯水期航道必需的尺度。渠化工程渠化工程是指在天然河流上，以航运开发为主

11、要目的，修建拦河闸坝和通航建筑物以壅高上游水位，从而改善航行条件。） 第三节第三节 航道规划及航道工程措施航道规划及航道工程措施第四节第四节 船舶及其特征船舶及其特征1、船舶的概念、分类、船舶的概念、分类船舶按有无动力装置分机动船和非机动船机动船和非机动船两大类按编队方式不同，船队可分为顶推船队和拖带船队顶推船队和拖带船队2、船舶航行阻力、船舶航行阻力船舶航行阻力是指船舶航行时，作用在船体上阻止船舶运动的力，它包括空气阻力和水阻力空气阻力和水阻力，水阻力又包括附体阻力和裸体阻力，空气阻力仅占总阻力的2%4%，附体阻力一般仅占总阻力的3%10%，通常船舶航行阻力主要指船舶的裸体阻力裸体阻力，它包

12、括摩擦阻力、漩涡阻力和兴波阻力，漩涡阻力和兴波阻力合称为剩余阻力。当船舶低速航行时，摩擦阻力占比重大，当船舶高速行驶时，剩余阻力占比重大。3、船舶过滩能力的定义、船舶过滩能力的定义船舶过滩能力船舶过滩能力指船舶克服急流滩险自航过滩的能力。船舶的最大过滩能力船舶过滩时，随流速和比降增大，船舶航行阻力增加，航速降低，当航速降低到一定程度时，就不能自航过滩，在这种极限条件下的过滩能力为船舶的最大过滩能力。第五节第五节 内河航标及配布内河航标及配布常用的内河航标可分为：航行标志、信号标志和专用标航行标志、信号标志和专用标志志三类。 （1）航行标志：航行标志：标示航道方向、航线、航道边缘界线、礁石、沙滩

13、或其他碍航物所在地及通航桥孔等，使船舶按照航行标志所标示出来的航道安全航行。 （2）信号标志：为航行船舶提示有关航道信息的标志，采用信号控制船舶单线航行、标示控制界线、揭示航道水深及航道中存在的横流等。 （3）专用标志：专用标志是标示沿、跨航道的各种建筑物，或为标示特定水水域所设置的标志，不是直接为了助航而设置的标志。 （一）航行标志（一）航行标志1、过河标、过河标 2、沿岸标、沿岸标3、导标、导标 4、过渡导标、过渡导标5、首尾导标、首尾导标6、侧面标、侧面标7、左右通航标、左右通航标8、示位标、示位标9、泛滥标、泛滥标 10、桥涵标、桥涵标 包括：通行信号标包括：通行信号标 鸣笛标鸣笛标

14、界限标界限标 水深信号标水深信号标 横流标横流标 节制闸标节制闸标 （二）信号标志（二）信号标志（三）专用标志（三）专用标志（2） 包括：管线标、专用标。包括：管线标、专用标。 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 整治线设计与布置整治线设计与布置 第三节第三节 整治断面设计整治断面设计(重点重点) 第四节第四节 主要整治建筑物的特性与作用主要整治建筑物的特性与作用 第五节第五节 主要整治建筑物的结构主要整治建筑物的结构(重点重点) 第六节第六节 平原河流航道的整治工程平原河流航道的整治工程(重点重点) 第七节第七节 山区河流的航道整治山区河流的航道整治第三章第三章 航道整治工程航道整治工程第

15、一节第一节 概述概述 1.河床冲淤变化的根本原因，在于河床冲淤变化的根本原因，在于水流输沙能力与来水流输沙能力与来沙量的不平衡沙量的不平衡。 2.“优良河段优良河段”：天然河流中河床形态比较归顺，来水来沙适应情况的变化差别不大，河段出现动态平衡，多年变化不显著，在较长时段内航行没有障碍的河段。 一、航道整治工程与河床演变一、航道整治工程与河床演变 优良河段是航道整治工程参考的优良河段是航道整治工程参考的“样板样板”，浅滩整治后达到上，浅滩整治后达到上述形态，不仅可满足航行要求，也呈相对稳定状态。述形态，不仅可满足航行要求，也呈相对稳定状态。 17“优良河段优良河段”特征：特征： 枯水期水流集中

16、于一个河槽而不分流； 河岸的曲度均匀而不过大，两个相邻的弯曲河段之间 的直线过渡段不太长，主流没有急弯； 深槽与过渡段的高程相差不大； 水面的比降沿程均匀； 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； 枯水时期深槽的宽度稍大于过渡段的宽度。整治线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整治线的设计1、确定整治线的位置与岸线之间的关系；2、了解整治线范围内及边缘的水流泥沙特性；3、确定整治线的水位与整治线宽度。二、整治线布置原则二、整治线布置原则 1布置整治线的方向和位置依靠主导河岸，整治线的起点和终点以稳定的深槽为依托。 2整治线与枯水河槽相适应3.整治线

17、 一般应通过浅滩上的最大流速区；4.有支流或溪沟会入的口门不宜布置整治线；5.全面考虑两岸工农业需要和防洪要求。 第二节第二节 整治线设计与布置整治线设计与布置 1整治线平面尺寸的确定整治线平面尺寸的确定 三、整治线轮廓的确定三、整治线轮廓的确定 冲积性河道总是弯曲，常由两反向河弯组成，规冲积性河道总是弯曲，常由两反向河弯组成，规划布置时参照优良河段选择划布置时参照优良河段选择R和和L。弯曲半径弯曲半径R：当浅滩河段的来沙量多，枯水比降较大时，可采用R4B，反之，采用R6B，一般采用R5B 切除凸嘴，改善航行条件时，可采用R(23)B直线段长度直线段长度L：取L(13)B。192整治线平面设计

18、步骤整治线平面设计步骤 在上、下深槽确定主导河岸， 绘枯水水流动力轴线，越过转向的起讫点，沿主导河岸做圆弧线，根据B2平行绘出对岸的圆弧线，在过渡段以直线联接上、下圆弧线，检验直线段长度，否则调整R使其满足要求。 第三节第三节 航道整治断面设计航道整治断面设计 整治断面设计包括：整治断面设计包括： 设计水位、整治水位、整治线宽度。 一、设计水位一、设计水位 先推求与该浅滩有直接关系的水文站的设计水位，再相关到浅滩上。 浅滩上临时水尺设计最低通航水位推求方法包括水位相关相关法、比降插入法、瞬时水位法法、比降插入法、瞬时水位法 最低通航水位和最高通航水位。二、整治水位二、整治水位 整治水位一般是指

19、与整治建筑物头部齐平的水位。整治水位一般是指与整治建筑物头部齐平的水位。整治水位的确定决定整治工程投资和整治工程效果的好坏整治水位的确定决定整治工程投资和整治工程效果的好坏整治水位的确定，一方面确定整治建筑物的高程，整治建筑物的高程直接影响着整治工程数量和工程投资的多少；另一方面，在某种意义上整治水位决定整治后浅滩的冲刷历时整治水位决定整治后浅滩的冲刷历时。整治水位高，冲刷历时长，反之则短。整治水位高，冲刷历时长，反之则短。整治后浅滩的冲刷历时的长短直接影响着工程的整治效果。因此整治水位直接关系到整治工程投资和整治工程效果的好坏。用经验方法确定整治水位用经验方法确定整治水位根据各河流整治比较成

20、功的经验确定；选择该河优良河段的边滩高程作为整治水位选择该河优良河段的边滩高程作为整治水位；采用多年平均水位或多年平均流量时的水位，此水位接近采用多年平均水位或多年平均流量时的水位，此水位接近于平滩（边滩）水位于平滩（边滩）水位用造床流量法确定整治水位用造床流量法确定整治水位造床流量是指其造床作用与多年流量过程的综合造床作用相当，而对塑造河床形态起着控制作用的某个流量。最大洪水流量的造床强度大，但历时过短，不能起到塑造河床的控制作用；枯水流量虽然历时较长，但流量过小，也不能起到塑造河床的控制作用。因此造床流量应是对河床形成作用最大的那几级流量，它包含了造床强度和历时两方面因素。造床强度又取决于

21、输沙率的大小，故可用输沙率与历时的乘积最大时的流量作为造床流量。输沙率可写成以下关系： ，绘制QQ2JP关系曲线(P为各级流量出现的频率)，曲线上有两个峰值，相应于次大峰值的流量为第二造床流量，它所对应的水位为整治水位 JQG2二、整治水位二、整治水位 三、整治线宽度三、整治线宽度 概念概念：整治水位时的河面宽度。航道标准宽度根据航道等级来确定，整治线宽航道标准宽度根据航道等级来确定，整治线宽度根据浅滩所需的冲刷强度来确定。度根据浅滩所需的冲刷强度来确定。 整治线过宽，束水作用不明显整治线过窄，将产生局部的过渡冲刷，引起下游河段淤积，或流速过大使航行 条件恶化。 23确定整治线宽度的方法主要有

22、经验法和理论计算法。确定整治线宽度的方法主要有经验法和理论计算法。23整治线宽度的通式从水力学或输沙平衡等原理出发，得到的整治线宽计算公式很多，基本型从水力学或输沙平衡等原理出发，得到的整治线宽计算公式很多，基本型式类同，主要是系数和指数不一样，公式的结构形式可归纳为式类同，主要是系数和指数不一样，公式的结构形式可归纳为：ymHHABB2112我国交通行业标准航道整治工程技术规范考虑不同河流造床泥沙的区别，做出了如下规定： A可取1，复杂情况下取0.80.9； Y在稳定河床取1.67，在以悬沙为主的河流上取1.33，在以底沙为主的河流上取1.21.4。3/411213/4211212HQHQB

23、HQHQBB21)()(211212yyHHQQBB 352112)(HHBB 第四节第四节 主要整治建筑物的特性与作用主要整治建筑物的特性与作用1、丁坝的主要作用、丁坝的主要作用丁坝的主要作用是：未淹没时束窄河槽，提高流速冲刷浅滩；淹没后造成环流，横向导沙，调整分汊河道的分流比，控制分流淤高河滩，保护河岸或海塘；挑出主流以防顶冲河岸和堤防等。 2、 非淹没丁坝和水流现象非淹没丁坝和水流现象 123A河床原水面线Skplcl坝丁水流1.5m平面图-断面图B2B1平面图纵剖面图9003、上挑丁坝和下挑丁坝的特点上挑丁坝和下挑丁坝的特点上挑丁坝的特点是：坝头水流较紊乱；坝头冲刷坑较大；含沙量较多的

24、底层水流将泥沙导入坝田；坝后的螺旋流自坝后向坝根运动，坝田的淤积效果好。下挑丁坝的特点是：坝头水流较平顺；坝头冲刷坑小而浅；底层水流趋向坝田外缘，坝田的岸边部位淤积较慢。4、丁坝群的布置方式主要有错（对）口丁坝和阶梯式丁坝两种、丁坝群的布置方式主要有错（对）口丁坝和阶梯式丁坝两种错口丁坝和对口丁坝各自的特点错口丁坝和对口丁坝各自的特点错口丁坝：即两岸丁坝坝头错开布置。水流绕过坝头比较迂回曲折，流速减小，流速较大的山区河流宜采用。对口丁坝：即两岸丁坝坝头相对布置。水流流过坝间比较平顺，流态良好，在流速较小的河流上适用。 5、顺坝主要起导流和束窄河槽作用，故又称导流坝。、顺坝主要起导流和束窄河槽作

25、用，故又称导流坝。顺坝的主要顺坝的主要1.调整急弯,归顺岸线,促使航槽稳定；2.堵塞倒套、尖潭；3.堵塞支汊，调整汇流处交汇角；4.沿整治线束窄河宽。6、从一岸到另一岸横跨河槽及串沟的建筑物称锁坝，又称堵、从一岸到另一岸横跨河槽及串沟的建筑物称锁坝，又称堵坝坝“塞支强干塞支强干”在分汊河道上为了集中水流冲刷通航汊道，或在有串沟的河汊上，不使串沟发展，可在非通航汊道上或串沟上修建锁坝，这种措施又称“塞支强干”。7、潜坝主要作用、潜坝主要作用指在最枯水位时均潜没在水下而不碍航的建筑物。其主要作用是：壅高上游水位，调整比降，增加水深；促淤赶沙，减小过水断面面积；消除不良流态。 一、整治建筑物的类型（

26、1）轻型整治建筑物轻型整治建筑物：（2）重型整治建筑物重型整治建筑物：一般由土、石料、混凝土和土工织物等材料建成，如抛石坝及充填袋填心坝等。它的防腐和抗冲性能强，使用期长，故又称永久性整治建筑物。第五节第五节 主要整治建筑物的结构主要整治建筑物的结构（一）抛石丁坝 1、丁坝横断面2、丁坝坝顶纵坡3、丁坝坝根的处理4、坝头处理 第六节第六节 平原河流航道的整治工程平原河流航道的整治工程1、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：正常浅滩、交错浅滩正常浅滩、交错浅滩、复式浅滩、散乱浅滩。、复式浅滩、散乱浅滩。2、正常浅滩的整治措施、正常浅滩的整治措

27、施凹岸进行护岸；用丁坝固定边滩；必要时在上游凹岸布置导流坝引导水流，凸岸建丁坝束窄河床。 3、交错浅滩的特点、交错浅滩的特点、整治措施整治措施交错浅滩的特点是：上下深槽在平面上相互交错，下深槽的上端窄而深，称为倒套；边滩较低，横向漫滩水流比较强烈；浅滩脊宽浅，鞍凹浅窄或无明显鞍凹，浅滩冲淤变化较大，航道极不稳定。 整治措施：消除漫向导套的水流并固定抬高下边滩，通常在导套内设置上跳顶坝，将泥沙引入倒套。4、散乱浅滩的特点及其整治措施、散乱浅滩的特点及其整治措施特点：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

28、件极差。整治措施：根据上下游河段的河势，规划出一条正常弯曲形的整治线； 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。复式浅滩1、复式浅滩是由两个或两个以上的浅滩所组成。 冲淤变化大，航槽不稳定且存在横流，严重碍航。2、整治复式浅滩，应将上下浅滩作为一个整体来考虑。3、 复式浅滩整治： （i）固定和提高边滩高程 ； （ii）切割中间边滩。碍航弯曲航道的整治措施碍航弯曲航道的整治措施（1）保护凹岸，防止弯道恶化；（2）筑坝导流，调整岸线；（3）裁弯取直，新开航槽。分汊航道整治分汊航道整治、稳定汊道工程、稳定汊道工程 （1）保护节点附近河床 （2）稳定汊道进

29、口段边界 （3）控制江心洲的洲头与洲尾 （4）保护河弯 、改善汊道工程、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。3、堵塞支汊、堵塞支汊 第七节第七节 山区河流的航道整治山区河流的航道整治山区河流石质滩险的整治 一、石质急流滩的整治急流滩的碍航因素：急流、局部陡比降急流、局部陡比降第一种整治方法：扩大泄水断面法 采用扩大断面和加大河宽， 则可增加过水面积， 同时相应减小侧向收束影响， 使滩口流速降低和局部陡比降变缓 第二种整治方法：改造滩口形态法第三种整治方法：修

30、建潜坝减缓滩上比降、流速二、石质险滩的整治整治措施 ）清除礁石扩宽航槽）清除礁石扩宽航槽 ）固定航槽位置改善流态）固定航槽位置改善流态 ）扩大曲率半径，削弱）扩大曲率半径，削弱“扫弯水扫弯水” ）开辟新槽，放弃老槽）开辟新槽，放弃老槽 ）调整岸线）调整岸线 ）避开）避开“滑梁水滑梁水”第四章第四章 航道疏浚工程航道疏浚工程第一节疏浚工程的任务及特点第一节疏浚工程的任务及特点第二节挖槽定线及抛泥区选择第二节挖槽定线及抛泥区选择 第三节挖槽设计第三节挖槽设计第四节疏浚对环境的影响第四节疏浚对环境的影响在航道和港口工程中，疏浚工程的主要任务主要任务有： 开挖新的航道、港池和运河； 改善航道的航行条件

31、，维护航道尺度， 消除对船舶有影响的流态； 开挖码头、船坞、船闸及其他水上建筑物的基槽； 与开挖相结合的吹填及疏浚物综合利用工程。 疏浚特点 通过疏浚，增加航道尺度，改善通航条件， 无需大量的工程材料和人力；不会引起不良后果。 疏浚方法不但常常被单独使用， 而且能与利用整治建筑物改善航道的方法结合。航道疏浚工程分类分类：（1）基建性疏浚较长时期内根本改善航行条件；（2）维修性疏浚为了保持航期内航道的规定尺度；（3）临时性疏浚为了解决工程量小的疏浚任务。第一节疏浚工程的任务及特点第一节疏浚工程的任务及特点第二节 疏浚工程基本要求一、挖槽设计（一）设计原则1、有利于船舶安全航行有利于船舶安全航行，

32、设计挖槽的尺度和走向应满足船舶安全航行的要求。2、经济合理；、经济合理；3、施工可能性；、施工可能性；4、水力最佳；、水力最佳；挖槽应量避开淤积严重、河床多变的地带，这是挖槽稳定的前提条件； 应使挖槽内的流速大于开挖前挖槽区的流速，即开挖后挖槽区的流速有所增加； 应使挖槽河段开挖后的断面平均流速不小于挖槽上游段的断面平均流速； 应使挖槽内的流速沿程相等或有所增加。 34二、抛泥区选择二、抛泥区选择1、疏浚土的处理方法：、疏浚土的处理方法： 陆上吹填工程陆上吹填工程 水下卸泥水下卸泥2、选择、选择抛泥区时应坚持以下原则抛泥区时应坚持以下原则：（1）疏浚泥土抛置后，应不致再回淤至挖槽或附近的航道。

33、）疏浚泥土抛置后，应不致再回淤至挖槽或附近的航道。（2）应避免在养殖场、取水口等工、农、渔生产地区选择）应避免在养殖场、取水口等工、农、渔生产地区选择 泥区，防止对环境产生污染。泥区，防止对环境产生污染。（3）抛泥区应有足够水深，使抛泥船能打开泥门正常抛泥。）抛泥区应有足够水深，使抛泥船能打开泥门正常抛泥。（4）挖槽至抛泥区应有安全航道可通。在条件许可下挖槽至）挖槽至抛泥区应有安全航道可通。在条件许可下挖槽至抛泥区的距离尽可能缩短，以提高工效。抛泥区的距离尽可能缩短，以提高工效。（5）尽量使所抛泥沙有利于维护挖槽稳定，改善航道，可用）尽量使所抛泥沙有利于维护挖槽稳定，改善航道，可用疏浚土填塞支

34、汊、坝田及可能引起有害分流的尖潭等。疏浚土填塞支汊、坝田及可能引起有害分流的尖潭等。（6）用边抛法抛泥，应慎重研究水流的流速、流向能否将边）用边抛法抛泥，应慎重研究水流的流速、流向能否将边抛的泥土带出挖槽及航道之外，尽量减少对挖槽及附近航道抛的泥土带出挖槽及航道之外，尽量减少对挖槽及附近航道产生淤积。产生淤积。 35三、挖槽土石方估算三、挖槽土石方估算1、超深、超深计算挖深 = 设计挖深 + 计算超深2、超宽、超宽3、挖槽的土石方计算、挖槽的土石方计算（1）断面积法）断面积法（2）平均水深法）平均水深法 36四、疏浚工程机械的选择四、疏浚工程机械的选择疏浚工程所用的机械设备：挖泥船及与其配合的

35、各种疏浚工程所用的机械设备：挖泥船及与其配合的各种附属附属船舶，船舶，还包括辅助船舶。还包括辅助船舶。1、 挖泥船分类挖泥船分类（1） 水力式水力式利用泥泵进行吸泥和排泥，利用泥泵进行吸泥和排泥， 直吸式挖泥船、绞吸式挖泥船、耙吸式挖泥船直吸式挖泥船、绞吸式挖泥船、耙吸式挖泥船（2） 机械式机械式依靠泥斗挖掘水下土石方，依靠泥斗挖掘水下土石方， 链斗式挖泥船、抓扬式挖泥船、铲扬式挖泥船链斗式挖泥船、抓扬式挖泥船、铲扬式挖泥船2、 根据挖泥船的性能选择疏浚设备根据挖泥船的性能选择疏浚设备 第五章：第五章： 河流渠化工程河流渠化工程 水利资源的综合利用水利资源的综合利用 河流渠化的类型及特点河流渠

36、化的类型及特点 河流渠化工程规划河流渠化工程规划第一节第一节 水利资源的综合利用水利资源的综合利用一、表征水库的主要特征是水库的面积和容积水库的面积和容积。死水位在正常运用情况下，允许水库消落的最低水位叫死水位。死库容死水位下的水库容积叫死库容。正常蓄水位在正常运用情况下，为满足兴利要求，水库应蓄到的水位。消落深度正常蓄水位至死水位之间的深度称为消落深度。兴利库容正常蓄水位至死水位之间的库容称为兴利库容。二、水力发电是借助水力机械将水流的势能转变成机械能，再通过发电机把水力发电是借助水力机械将水流的势能转变成机械能，再通过发电机把机械能转变成电能。机械能转变成电能。水电站出力在一定水头和流量的

37、条件下，水电站所能发出的最大功率称为水电站出力。水电站装机容量水电站的装机容量是指电站全部机组满载运行时的总额定容量，即水电站水轮全部发电机组的总生产能力。水电站的开发方式主要有壅水式；引水式；混合式。水电站的开发方式主要有壅水式；引水式；混合式。二、河流渠化的类型二、河流渠化的类型 1、定义：河流渠化在天然河流上修建一系列的闸坝，利用闸坝的壅水作用，抬高上游河段水位来增加河道的通航水深和宽度，然后利用通航建筑物来克服建坝所形成的集中水位落差，以保证船舶安全过坝，维持航道的连续性。（一）（一）按是否连续分按是否连续分： 1 1、连续渠化、连续渠化 沿整条河流建造一系列闸坝，将整条河流划分成若干

38、河段沿整条河流建造一系列闸坝，将整条河流划分成若干河段（称为渠化河段），下级闸坝的回水与上级闸坝尾水相衔接，（称为渠化河段），下级闸坝的回水与上级闸坝尾水相衔接，并满足通航水深要求，从而使整条河流成为彼此连接的渠化河并满足通航水深要求，从而使整条河流成为彼此连接的渠化河段段，称连续渠化。，称连续渠化。 2 2、局部渠化、局部渠化 指渠化仅在局部河段进行；或在相当长的区间河段进行，指渠化仅在局部河段进行；或在相当长的区间河段进行，但下一级闸坝的回水与上级闸坝尚有一段距离，渠化河段之间但下一级闸坝的回水与上级闸坝尚有一段距离，渠化河段之间有一段天然河段，各个渠化河段互不连接。有一段天然河段，各个渠

39、化河段互不连接。39（二）（二）按水头大小分按水头大小分 1、高坝渠化：、高坝渠化：主要用于多目标的综合开发河流，一主要用于多目标的综合开发河流，一般水头般水头H大于大于20m。 2、低坝渠化：、低坝渠化：主要用于改善航行条件为主的河流，主要用于改善航行条件为主的河流，一般水头一般水头H小于小于20m。 高坝渠化多用于多目标开发的河流。从现在国内外高坝渠化多用于多目标开发的河流。从现在国内外的发展趋势来看，多倾向于采用高坝渠化（充分发挥的发展趋势来看，多倾向于采用高坝渠化（充分发挥效益）。效益）。40三、河流渠化的影响 河流渠化后，表征河流特性的水文情势发生的根本变化，必将引起航行条件、水文条

40、件、生态环境等变化，主要有：(1)改善了河流航行条件，提高航道的通过能力；(2)库区内易形成较大的风浪同时易产生库岸滑坡、坍塌现象；(3)库区和邻近地区的气候将受到一定的影响；(4)对渔业的发展和水质环境将产生一定的影响；(5)将改变坝上下游泥沙的淤积规律，对河床演变有一定影响。第三节 河流渠化工程规划河流渠化工程规划一、渠化工程规划的内容与原则渠化工程规划一般包括以下几项内容：1 渠化河流航道等级的拟定；2 渠化枢纽坝址的选择及梯级布置方案的拟定；3 枢纽的平面布置及其主要技术经济指标的计算；4 进行梯级布置方案的比较及开发程序的确定。制定渠化工程规划应遵循以下一些基本原则：1、因地制宜、综

41、合治理2、统一标准、水运成网3、经济合理4、远近结合5、平战结合6、技术先进二、渠化工程规划的方法（一）渠化河流的航道等级的拟定（二）渠化枢纽坝址选择及梯级布置（三）枢纽平面布置及其主要技术、经济指标计算（四）梯级布置方案比较及开发程序第六章第六章 通航建筑物通航建筑物第一节第一节 通航建筑物的主要形式及特点通航建筑物的主要形式及特点第二节第二节 船闸的组成和类型船闸的组成和类型第三节第三节 船闸的规模船闸的规模第四节第四节 船闸在水利枢纽中的布置船闸在水利枢纽中的布置第五节第五节 船闸输水系统船闸输水系统第六节第六节 船闸的闸门、阀门船闸的闸门、阀门第七节第七节 船闸结构形式及特点船闸结构形

42、式及特点第八节第八节 升船机的类型及其工作原理升船机的类型及其工作原理45第一节第一节 通航建筑物的主要形式及特点通航建筑物的主要形式及特点1.通航建筑物的概念通航建筑物的概念为船舶通过航道上集中水位落差而修建的建为船舶通过航道上集中水位落差而修建的建 筑物筑物.2.通航建筑物主要型式：通航建筑物主要型式： 船闸、升船机船闸、升船机（1）船闸）船闸:是用水力直接提升船舶过坝的一种通航建筑物。是用水力直接提升船舶过坝的一种通航建筑物。（2）升船机是利用机械的方法升降装载船舶的承船厢，使）升船机是利用机械的方法升降装载船舶的承船厢，使船舶克服由于在天然或渠化河流以及船舶克服由于在天然或渠化河流以及

43、 在运河上建坝而形成集在运河上建坝而形成集中水位落差的通航建筑物中水位落差的通航建筑物 升船机的特点：升船机的特点：(l) (l) 在运转时基本上不耗水，在水量不充沛的河流和运河上，建造升船在运转时基本上不耗水，在水量不充沛的河流和运河上，建造升船机较为有利；机较为有利；(2) (2) 升船机的升降速度远较船闸闸室灌、泄水速度快，船舶通过升船机升船机的升降速度远较船闸闸室灌、泄水速度快，船舶通过升船机所需的时间较船舶通过船闸的时间要短；所需的时间较船舶通过船闸的时间要短；(3) (3) 在高水头的通航建筑物中升船机的造价一般较小；在高水头的通航建筑物中升船机的造价一般较小；(4) (4) 机电

44、设备是保证升船机安全运行的一个重要部分，升船机的建造与机电设备是保证升船机安全运行的一个重要部分，升船机的建造与安装要求有较高的设计与工艺水平。安装要求有较高的设计与工艺水平。46第二节第二节 船闸的组成和类型船闸的组成和类型由由闸首、闸室和引航道闸首、闸室和引航道等三个基本部分及相应等三个基本部分及相应的辅助设施组成。的辅助设施组成。(1-(1-上游引航道；上游引航道；2-2-下游引航道；下游引航道；3-3-上闸首；上闸首；4-4-闸室；闸室；5-5-下闸首；下闸首；6-6-上闸门；上闸门；7-7-下闸门；下闸门；8-8-导航建筑物；导航建筑物；9-9-靠船建筑物；靠船建筑物；10-10-辅

45、导航建筑物辅导航建筑物 ) )19861034578船闸中心线9247二、船闸工作原理二、船闸工作原理48假定船舶从上游使向下游，这是闸室内假定船舶从上游使向下游，这是闸室内水位为上游水位，下闸门及下游输水阀门水位为上游水位，下闸门及下游输水阀门是关闭的。首先，打开上闸门，船舶从上是关闭的。首先，打开上闸门，船舶从上游引航道内使入闸室，然后关闭闸门及上游引航道内使入闸室，然后关闭闸门及上游输水阀门。游输水阀门。打开下游输水阀门，闸室向下游泄水。打开下游输水阀门，闸室向下游泄水。等闸室内水位与下游水位齐平后，打开等闸室内水位与下游水位齐平后，打开下闸门，船舶使出闸室进入下游引航道。下闸门，船舶使

46、出闸室进入下游引航道。船舶从下游使向上游时，其过闸程序与此船舶从下游使向上游时，其过闸程序与此相反。相反。三、船闸的类型三、船闸的类型 1 1、 内河船闸和海船闸内河船闸和海船闸 2、单级船闸和多级船闸、单级船闸和多级船闸3、单线船闸与多线船闸、单线船闸与多线船闸广室船闸广室船闸省水船闸 井式船闸井式船闸四、引航道四、引航道引航道的作用是：保证船舶安全，顺利地进出船闸，供等待过闸的船舶安全停泊，并使进出船闸的船舶能交错避让。它应满足的条件：引航道应具有足够的水深和合适的平面布置以保证通航期内过闸船舶（队）畅通无阻，安全行使。应有较好的掩护。49第三节 船闸的规模一、船闸的基本尺度（平面尺度、门

47、槛水深）（平面尺度、门槛水深）船闸基本尺度是船闸正常通航过程中，闸室可供船舶安全船闸基本尺度是船闸正常通航过程中，闸室可供船舶安全停泊和通过的停泊和通过的（有效）（有效）尺度。包括尺度。包括闸室有效长度、有效宽度闸室有效长度、有效宽度和门槛水深和门槛水深。基本尺度应满足基本尺度应满足1 1）设计水平年内各个阶段的通过能力，应满足过闸）设计水平年内各个阶段的通过能力，应满足过闸总吨总吨位、位、客客货运量货运量的要求；的要求；2 2）应满足设计船型、现状船型的过闸要求；）应满足设计船型、现状船型的过闸要求；3 3）应满足设计船队一次过闸。）应满足设计船队一次过闸。50内河通航标准内河通航标准- -

48、对航道尺度、闸室有效尺度及水上跨河建筑物对航道尺度、闸室有效尺度及水上跨河建筑物的净空尺度，都作了相应规定，规划设计时，应参照确定。的净空尺度，都作了相应规定，规划设计时，应参照确定。 二、二、应优先采用单级船闸。应优先采用单级船闸。（这是主要影响因素）（这是主要影响因素）51关于连续梯级船闸（带中间渠道关于连续梯级船闸（带中间渠道):):连续多级船闸与双线船闸：连续多级船闸与双线船闸：52四、船闸设计水位和各部分高程四、船闸设计水位和各部分高程（立面设计）（立面设计）4.1设计水位设计水位通常包括通航水位，校核水位，检修水位，施工水位等通常包括通航水位，校核水位，检修水位，施工水位等1 1、

49、设计最高通航水位：设计洪水频率、设计最高通航水位：设计洪水频率顶部高程顶部高程2 2、设计最低通航水位：通航时间保证率、设计最低通航水位：通航时间保证率底部高程底部高程3 3、校核高水位：校核洪水位或非常运用水位、校核高水位：校核洪水位或非常运用水位校核顶部高程校核顶部高程4 4、校核低水位：最小瞬时下泄流量时下游最低水位、校核低水位：最小瞬时下泄流量时下游最低水位，防止船舶搁浅。，防止船舶搁浅。5 5、检修水位：确保足够的检修时间，尽量降低检修水位，降低工程造价。、检修水位：确保足够的检修时间，尽量降低检修水位，降低工程造价。6 6、施工水位：施工围、施工水位：施工围堰的洪水设计标准，参照水

50、利水电现行标准。堰的洪水设计标准，参照水利水电现行标准。 53五、船闸各分部高程五、船闸各分部高程船闸高程包括顶部高程、底部高程。船闸高程包括顶部高程、底部高程。应根据建筑位置和作用，取用正确的设应根据建筑位置和作用，取用正确的设计水位，确定相应的高程。计水位，确定相应的高程。1 1、闸门门顶高程、闸门门顶高程 1 1）有挡洪要求的）有挡洪要求的= =校核洪水位校核洪水位+ +超高超高2 2）无挡洪要求的）无挡洪要求的= =设计最高通航水位设计最高通航水位+ +超高超高3 3）检修闸门）检修闸门= =检修水位检修水位+ +超高；事故闸门超高；事故闸门= =设计洪水位设计洪水位+ +超高超高4

51、4）关于超高：还应包括波浪和水面雍高值）关于超高：还应包括波浪和水面雍高值2 2、闸首墙顶高程、闸首墙顶高程闸门门顶高程闸门门顶高程+ +结构高度（闸门顶部运转件埋设要求）结构高度（闸门顶部运转件埋设要求）3 3、闸室墙顶高程、导航、靠船建筑物顶高程、闸室墙顶高程、导航、靠船建筑物顶高程4 4、闸室、闸首、引航道底高程、闸室、闸首、引航道底高程闸室、闸首的底高程应闸室、闸首的底高程应留有充分的富裕量。留有充分的富裕量。（刚结）船舶（刚结）船舶刚刚结船舶结船舶5556受到两面夹击；受到两面夹击；57特点：船闸不占河床宽度，有利于其它建筑物的布置，特点：船闸不占河床宽度，有利于其它建筑物的布置，

52、施工大为简化；但土石开挖方量可能增加较多。施工大为简化；但土石开挖方量可能增加较多。 58592. 2. 引航道口门区引航道口门区指引航道分水建筑物头部外一定范围内的水域。指引航道分水建筑物头部外一定范围内的水域。宽度宽度引航道宽度的引航道宽度的1.51.5倍；倍；长度长度根据船队形式确定。根据船队形式确定。3. 3. 通航水流条件的标准通航水流条件的标准（1 1）口门区流速）口门区流速船闸引航道口门区水面最大流速限值（m/s） （2）引航道内的流速限制 横向流速一般应不大于横向流速一般应不大于0.15m/s 纵向流速一般应不大于纵向流速一般应不大于0.5m/s船闸级别平行航线的纵向流速垂直航

53、线的横向流速回流流速IIV2.00.30.4VVII1.50.2560（5）、施工通航 施工通航的目的船闸及其所在的水利枢纽在施工期间保证原来航道的畅通并满足客、货运输需要，使航运不致中断。施工通航的方式：1.1.先建通航船闸先建通航船闸（1） 利用老航道通航（2） 施工围堰在原航道处留通航口（3） 用施工导流明渠作为临时航道2. 2. 修建临时通航船闸修建临时通航船闸3. 3. 临时船闸结合导流明渠通航的综合方式临时船闸结合导流明渠通航的综合方式61（理论值）（理论值）注意：上行、或下行船舶过闸，分别计为一次过闸；注意：上行、或下行船舶过闸，分别计为一次过闸；（实际值）（实际值）62想象船舶

54、的过闸过程；分清所谓的单向、双向。想象船舶的过闸过程；分清所谓的单向、双向。最容易错误的最容易错误的 地方是：进、出闸距离、速度及时间地方是：进、出闸距离、速度及时间6364为啥这样定？为啥这样定？65集中输水系统，又称头部输水系统，集中输水系统，又称头部输水系统，不带花洒不带花洒分散输水系统，又称长廊道输水系统，分散输水系统，又称长廊道输水系统，带花洒带花洒66 (1) 消能室 (2) 消力槛及消力齿 (3) 消力梁 (4) 消力栅 (5) 消力墩 (6) 挡板与遮板 (7) 消力池 短廊道输水系统的布置 短廊道输水系统有环绕短廊道输水及槛下输水等多种形式，下面将主要讨论环绕短廊道输水的廊道

55、及消能的布置。 (1) 廊道进口 廊道进口顶部应具有一定的淹没水深。 廊道进口断面的平均流速不宜过大。 为了减少进口损失，廊道进口轮廓应稍加修圆，修圆半径可取为0.10.15倍廊道进口宽度。 (2) 廊道转弯半径 廊道各部分的转弯半径不宜过小，应满足规范的要求 。(3) 廊道出口 廊道出口也应具有一定的淹没水深。 廊道出口断面应该大于阀门处廊道断面，一般在出口弯段应加设起点位于弯段开始断面的分水导墙 四、船闸分散输水系统的主要形式及其水力特性 分散式输水系统是将输水系统分散布置在闸首及闸室内。 灌、泄水时，水流通过设在闸室底或闸室墙内的 纵向输水廊道上的一系列出水支管、出水孔 分散地流入闸室，

56、因而也称为长廊道输水系统。1 分散输水系统的水力特性 灌、泄水时，水流通过设在闸室底或闸室墙内的 纵向输水廊道上的一系列出水支管、出水孔式 分散地流入闸室，因而也称为长廊道输水系统。 由于分散式输水系统的水流是从较大范围内进入闸室，因而与集中输水系统相比，作用在船舶上的动水作用力(波浪力、流速力、局部力)都相对较小。 2分散输水系统的形式 根据分散式输水系统布置的复杂程度及水力性能的差别分成以下三类： 简单式 较复杂式 复杂式 72船闸的闸门、阀门船闸的闸门、阀门 一、阀门的分类一、阀门的分类 船闸的闸、阀门，按其工作性质可划分为船闸的闸、阀门，按其工作性质可划分为工作闸、阀门；工作闸、阀门；

57、检修闸、阀门；事故闸、阀门。检修闸、阀门；事故闸、阀门。 按闸、阀门的结构特征分类，闸门可分为按闸、阀门的结构特征分类，闸门可分为人字闸门、升降人字闸门、升降式平面闸门、横拉闸门、三角闸门、一字闸门、弧形闸门、式平面闸门、横拉闸门、三角闸门、一字闸门、弧形闸门、迭梁闸门和浮式闸门迭梁闸门和浮式闸门等；阀门可分为等；阀门可分为平面阀门、反向弧形平面阀门、反向弧形阀门阀门、圆筒阀门和蝴蝶阀门等。、圆筒阀门和蝴蝶阀门等。73二、闸、阀门的布置二、闸、阀门的布置 船闸在闸首设有工作闸门；输水廊道设有工作阀门。闸、船闸在闸首设有工作闸门；输水廊道设有工作阀门。闸、阀门应布置在廊道的直线段，保证阀门门前水流平顺，避阀