第四章整治工程规划

1、第四章 整治工程规划v主要讲解内容 第一节 整治思想及原则 第二节 整治断面设计 第三节 整治线平面布置与控制 综合治理（中、洪水综合整治）综合治理（中、洪水综合整治） 航道治理的两种指导思想航道治理的两种指导思想单目标治理（枯水航道整治）单目标治理（枯水航道整治） 满足防洪、航道、水能利用、农业灌溉、渔业、工农业用水、水环境治理等各方面要求。第一节 整治思想及原则 航道整治：在水流条件复杂或航行困难的河段，为 使船舶能安全航行所采取的改善航道工程措施。冲积平原河流中、洪水期流量大，易造成河岸坍塌或河堤漫决，水流动力轴线摆动的变化引起河床变形，导致浅滩恶化和河道变迁。综合治理（中、洪水综合整治

2、）综合治理（中、洪水综合整治） 控制河势的变化，才能为防洪、航道、水环境治理等提供良好基础。 第一节 整治思想及原则 稳定河势稳定河势：采取裁弯、拓宽卡口、堵汊等工程措施，促使各级水位下的水流动力轴线趋于一致。 主要工程措施：主要工程措施： 固定岸线固定岸线：在险工段、河弯弯顶处进行护岸，防止河岸冲蚀后退。束水工程束水工程：在宽浅河段和过渡段等处，束窄河宽，达到固定航槽和增加航深的目的。 黄河护岸 综合治理（中、洪水综合整治）综合治理（中、洪水综合整治） 第一节 整治思想及原则例：采用丁坝、顺坝束水导流整治，坝高在中水位至最低通航水位之间。实质：在洪水降落的最后阶段，提高冲刷能力，达到最低通航

3、水位时的保证航深。 单目标治理单目标治理（如：枯水航道整治）（如：枯水航道整治） 赤水河某滩丁顺坝 枯水是影响航行的关键时期，针对枯水碍航特性采枯水是影响航行的关键时期，针对枯水碍航特性采 取相应整治措施。取相应整治措施。第一节 整治思想及原则v 整治水位整治水位 整治工程对滩险的航行条件有显著改善的水位； 平原河流浅滩多采取筑坝束水攻沙，与整治平原河流浅滩多采取筑坝束水攻沙，与整治建筑物头部齐平的水位，一般称为整治水位。建筑物头部齐平的水位，一般称为整治水位。第二节 整治断面设计 整治断面设计，包括整治水位和整治线宽度。（2）平边滩水位法选择优良河段边滩高程作为整治水位；（3）采用多年平均水

4、位或多年平均流量时的水位（接近平滩边滩水位）。 （1）超高设计水位法 根据各河流整治较成功的经验数据确定: 常取设计水位超高常取设计水位超高a (m)v 整治水位整治水位 经验方法经验方法第二节 整治断面设计 造床流量法造床流量法 按流量比降频率乘积推求Q-PJQm曲线示意图 造床作用因素：流量大小、相应的比降及历时有关。绘制QQmJP关系曲线第二造床流量Q2为整治流量第二节 整治断面设计 造床流量法造床流量法 输沙能力公式推求 cpsQSP 断面推移质输沙率：断面推移质输沙率：bBgG 图2-7 Z-P、Z-U、Z-U4P关系曲线 断面悬移质输沙率：断面悬移质输沙率：某级流量造床作用的大小与

5、输沙能力大小、历时有关。第二节 整治断面设计多数河流选用第二造床流量相应水位作为整治水位偏高多数河流选用第二造床流量相应水位作为整治水位偏高 基本站多设在深槽河段，水位流量关系、输沙能力与浅滩不同；造床流量是对河床塑造作用最大的流量，航道整治只要求中枯水阶段的冲刷能力稍加提高； 造床流量与各级流量的历时有关； 研究表明，丁坝在一定淹没深度时，便于导沙。 v 整治水位整治水位 v 整治水位的调整整治水位的调整目的：使整治流量在整治建筑物束窄的范围内流动。方法：整治流量进行水面线计算，调整坝顶高程与水面线齐平。 第二节 整治断面设计v 整治线宽度 整治线：整治线：指为改善和稳定航道，在整治水位时由

6、主导河岸指为改善和稳定航道，在整治水位时由主导河岸和整治建筑物控制的新的河道平面轮廓线。和整治建筑物控制的新的河道平面轮廓线。整治线宽度：整治线宽度：指指整治水位时设计新河槽的河面宽度。整治水位时设计新河槽的河面宽度。 图 湘江某浅滩整治线平面布置 第二节 整治断面设计 整治线宽度确定的方法u经验方法u理论计算方法 a 水力学计算方法 b 输沙平衡方法u流速控制方法67.1112tHBB第二节 整治断面设计经验法确定整治线宽度经验法确定整治线宽度 寻找与被整治浅滩浅上下游具有相似水文、泥沙、地质条件的优良河段优良河段。 求整治水位时的水面宽B、平均水深、航道边缘水深t。 图4-5 优良河段断面

7、图 图4-6 优良河段H-B关系曲线 第二节 整治断面设计理论计算方法理论计算方法（1）水力学计算方法）水力学计算方法BHUQ 21321JHnU 假定整治水位时整治前后的Q、n、J相同 35223511HBHB 得： 352112)(HHBB 第二节 整治断面设计理论计算方法理论计算方法第二节 整治断面设计 输沙平衡方法输沙平衡方法 第二节 整治断面设计 k常系数，整治前后d不变第二节 整治断面设计 输沙平衡方法输沙平衡方法 悬沙造床为主34112134211212)()(tQHQBHQHQBB21PsPs QgHUKQSPscp)( 3w2121,wwkkBHQU 输沙平衡方法输沙平衡方法

8、 第二节 整治断面设计 输沙平衡方法输沙平衡方法 底沙造床为主34112134211212)()(tQHQBHQHQBB悬沙造床为主通常Q1=Q2第二节 整治断面设计在非通航汊道内建坝或在分流段建挑流坝作为分流工程后，两汊的分流比会发生变化；在通航汊道内建整治建筑物后，改变了汊道内的阻力，也会使两汊分流比发生变化。疏浚后两汊分流比发生变化在以下几种情况应考虑流量的变化：在以下几种情况应考虑流量的变化： 在山区少沙河流上，在山区少沙河流上，坝体渗流流较大，一部分坝体渗流流较大，一部分流量从坝田流出，使整治流量从坝田流出，使整治线范围内的流量有所减少。线范围内的流量有所减少。 第二节 整治断面设计

9、 计算步骤计算步骤11HVVmy1,y2B2、H2选择计算断面，B1、H1、t，确定Q1、Q2，计算V1，VH1 mm/UUBmmBmm/UUHHdd调整，为所求，222222 21第二节 整治断面设计 整治线宽度公式的统一形式 1）航道整治工程技术规范（JTJ285-90）推荐的整治线宽度计算公式如下： ytHKBB)(1122）流速控制法ccpUU2ccpUU0整治水位时设计水位时HcpUU0第二节 整治断面设计 存在的问题存在的问题 除了河流来水来沙条件与河床形态之间关系较复杂外，计算公式有以下不足： 、没有反映水位降落过程中水流对浅滩演变的作用。 、推导公式过程中的某些假定和简化与实际

10、情况不符。、按计算公式求得的整治水位和整治线宽度，它们之间、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。的最优组合不清楚。 第二节 整治断面设计第三节 整治线平面布置与控制 某浅滩整治线平面布置v 整治线布置原则整治线必须依托主导河岸 整治线的起点和终点应以稳定深槽的主导河岸为依托。 稳定深槽：符合航行要求和历年来变化不大的深槽，一般靠近凹岸。整治线与水流方向夹角要小整治线宜通过浅滩上最大流速区全面考虑两岸工农业需要和防洪要求 在两岸有取排水口、港口等建筑物时，整治线布置应防止淤塞。在两岸有取排水口、港口等建筑物时，整治线布置应防止淤塞。 考虑对防护大堤的影响，弯顶不宜太靠

11、近提防。考虑对防护大堤的影响，弯顶不宜太靠近提防。 第三节 整治线平面布置与控制整治线平面尺寸的确定整治线平面尺寸的确定 v整治线的平面形态整治线的平面形态弯曲半径弯曲半径R：一般取R=(46)B2 直线段长度直线段长度L：一般取L=(13)B2 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。第三节 整治线平面布置与控制整治线平面设计整治线平面设计 受河道地形的限制，一般选稳定航槽的轴线为规划依据,顺其河势确定整治线在河槽中的控制点,用自由曲线绘制成平顺的河弯形式,控制过渡段的长度及弯曲半径。 第三

12、节 整治线平面布置与控制v整治线的控制工程整治线的控制工程澜沧江曼厅大沙坝航道整治工程平面布置图 整治建筑物：能起到束水、导流、导沙、固滩和整治建筑物：能起到束水、导流、导沙、固滩和护岸等作用的建筑物；护岸等作用的建筑物；常采用平面控制整治线的整治建筑物：常采用平面控制整治线的整治建筑物： 丁坝、顺坝、锁坝、洲头分流坝、洲尾导流坝丁坝、顺坝、锁坝、洲头分流坝、洲尾导流坝及护岸等及护岸等。 第三节 整治线平面布置与控制第三节 整治线平面布置与控制v整治线的控制工程丁坝 丁坝是坝根与河岸相连，坝头伸向河心，坝轴线与水流方向正交或斜交，在平面上与岸线构成丁字形的横向阻水整治建筑物。作用：束窄河床、导

13、水归槽、调整流向、改变流速、冲刷浅滩、导引泥沙等。顺坝 顺坝是一种坝轴线与水流方向平行或成一锐角、顺向布置的整治建筑物。作用：导流（主要），具有束水归槽、改变水沙流向、增大航道流速等。第三节 整治线平面布置与控制锁坝 锁坝是一种拦断河流汊道的水工建筑物，又称堵坝。作用：塞支强干，增加主汊的流量或抬高河段水位，以增强主汊的输沙能力。洲头分流坝 是一种建筑在汊道洲头的分流建筑物。作用：保护江心洲，维护河势的稳定，调节通航汊道的流量，改善船舶通航条件。护岸 护岸是保护岸坡，防止波浪、水流侵蚀的工程。第三节 整治线平面布置与控制丁坝的作用丁坝的作用（1）未淹没时束窄河槽，提高流速冲刷浅滩；（2）淹没后

14、造成环流，横向导沙，调整分汊河道的分流比，淤高河滩，保护河岸或海塘； （3）控制分流挑出主流以防顶冲河岸和堤防等。 v丁坝丁坝 按丁坝轴线与水流方向的交角分按丁坝轴线与水流方向的交角分丁坝轴线与水流交角a)上挑丁坝 b)正挑丁坝 c)下挑丁坝v丁坝的分类丁坝的分类第三节 整治线平面布置与控制 普通丁坝：普通丁坝： 勾头丁坝：勾头丁坝：0.4Lu勾头丁坝与普通丁坝相比：勾头丁坝与普通丁坝相比： 坝头流速减少坝头流速减少,水流较平顺水流较平顺 勾长比的增加减少了坝头最勾长比的增加减少了坝头最大的冲刷坑深度大的冲刷坑深度 进入坝田的泥沙减少进入坝田的泥沙减少按平面形状分按平面形状分第三节 整治线平面

15、布置与控制按对水流的影响程度分：按对水流的影响程度分： 长丁坝长丁坝(LB/3)、短丁坝、短丁坝三峡变动回水区上洛碛滩第三节 整治线平面布置与控制丁坝前后水流现象 丁坝 非淹没丁坝局部水流现象非淹没丁坝局部水流现象 v 丁坝对局部水流和泥沙的影响丁坝对局部水流和泥沙的影响 第三节 整治线平面布置与控制淹没丁坝的水流泥沙现象淹没丁坝的水流泥沙现象淹没丁坝水流泥沙运动情况 第三节 整治线平面布置与控制丁坝布置原则丁坝布置原则v 丁坝的布置丁坝的布置 （1）抬高水位、调整比降、减缓流速采用正挑丁坝；）抬高水位、调整比降、减缓流速采用正挑丁坝；（2）起调整流向、平顺水流采用下挑丁坝；）起调整流向、平顺

16、水流采用下挑丁坝；（3）加速冲刷航槽、淤积坝田采用上挑丁坝；）加速冲刷航槽、淤积坝田采用上挑丁坝；（4）丁坝群的第一座丁坝布置在水流扩散点或顶冲点上方；）丁坝群的第一座丁坝布置在水流扩散点或顶冲点上方；（5）河流流速较大，两岸丁坝宜交错布置。）河流流速较大，两岸丁坝宜交错布置。第三节 整治线平面布置与控制丁坝在平原河流整治中的使用丁坝在平原河流整治中的使用 （1）多用于加高或固定边滩，延长水流对浅滩的冲）多用于加高或固定边滩，延长水流对浅滩的冲刷时间，或与疏浚相结合，减小挖槽回淤量，保持航刷时间，或与疏浚相结合，减小挖槽回淤量，保持航道稳定性；道稳定性； （2）有时也可用短丁坝群护岸，防止岸坡

17、崩塌。）有时也可用短丁坝群护岸，防止岸坡崩塌。第三节 整治线平面布置与控制丁坝的间距丁坝的间距（1）确定丁坝间距的原则使下一条丁坝壅水范围达到上一条丁坝的坝头使下一条丁坝壅水范围达到上一条丁坝的坝头 避免坝头较大的水面跌落，同时使水流绕过坝头后形成的扩散水流流线能达到下一个丁坝的有效长度范围内。避免坝根冲刷，丁坝作用的连续性。有足以控制整治线的点，各坝后回水区边线的连线组成平顺的整治线。不致因间距过大，影响束水攻沙。防止坝田中产生较大的流速，影响坝田淤积。（2）由回流区确定丁坝间距第三节 整治线平面布置与控制第三节 整治线平面布置与控制v顺坝顺坝 定义定义 坝轴线与水流方向大致平行， 顺流向布

18、置的建筑物。作用作用调整急弯、归顺岸线、平顺水流、改善流态堵塞倒套、尖潭堵塞支汊、上口调整分流角，下口调整交汇角束窄河床 。 普通顺坝普通顺坝丁顺坝丁顺坝洲尾顺坝洲尾顺坝第三节 整治线平面布置与控制顺坝布置原则：顺坝布置原则： （1）顺坝沿整治线方向，布置在凹岸或主导河岸一侧。 （2）顺坝与水流交角不宜过大，洪、中、枯不一致，顺坝与中水方向一致，以免中水位漫顶产生“滑梁水”。 （3）两岸不宜同时布置顺坝，否则，施工后整治线宽度不合适，无法改正。 第三节 整治线平面布置与控制顺坝布置原则：顺坝布置原则： （4）坝头延伸至下深潭，避免水流突然扩散形成口门浅段； 并保持水流平顺。 （5）坝根布置在主

19、流转向点上游充分发挥导流作用，避免坝跟冲刷。（6）顺坝较长，在河岸之间加建格坝。第三节 整治线平面布置与控制v 锁坝（堵坝）锁坝（堵坝） 作用作用：塞支强干 坝顶高程坝顶高程：取决于设计水位下通航汊道需要的流量。 位置位置：进口、中部、出口 长江中游界牌河段抛石坝体施工 第三节 整治线平面布置与控制作用作用：壅高上游水位、调整比降、增加航深壅高上游水位、调整比降、增加航深促淤赶沙，减小过水面积、消除不良流态。促淤赶沙，减小过水面积、消除不良流态。 设 计 最 低 通 航 水 位潜 坝v潜坝潜坝第三节 整治线平面布置与控制v洲头分流坝洲头分流坝2. 本图采用1956年黄海高程系；1. 本图根据长

20、江航道规划设计研究院勘测处2001年3月1:10000地形图绘制；3. 本图平面比尺为1:25000。25.020.0 W2 W765 W18.010.013.020.0蔡家墩25.9 W4 W5 W6H306724.8红庙说明：7169y11G3y5G2G1S2S18.010.013.024.610.0牛头埠y6y7y8y9y10N吴王庙X3y21H44y15y14y13 X1X2G6G5y20H43H42H41H40H39H38H37H36H35H34H33H31H32G426.616.016.020.013.010.03.08.010.0 W3y2y1y4y12y3y25y24y23y22H45H4622.03.0陆溪口刘家墩直港新洲y1613.03.08.010.013.010.024.320.022.03.03.0中港26.60973113.0-5.00.013.010.08.028.51513宝塔洲