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《渠化工程》配套PDF课件及复习讲义,渠化工程,化工,配套,PDF,课件,复习,讲义
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渠 化 工 程渠 化 工 程河海大学港航学院河海大学港航学院 航道工程学，程昌华等主编，人民交通出版社，2001 航道工程学2 ，詹世富主编，人民交通出版社，2003 渠化工程学第二版，蔡志长主编，人民交通出版社，1990.12 船闸设计：王作高主编，水利水电出版社， 1992.10 船闸总体设计图例，涂启明，人民交通出版社，1992.8 船闸与升船机设计,，纽新强，水利水电出版社， 2007渠化工程参考书渠化工程参考书渠化工程网站渠化工程网站/用户名：学号密码：1234渠化工程主要内容渠化工程主要内容第1章 绪论第2章 渠化工程规划第3章 渠化枢纽第4章 船闸总体设计第5章 船闸的输水系统第6章 船闸水工建筑物第7章 闸阀门及启闭设备第8章 升船机第1 章绪 论第1 章绪 论1.1 水运在国民经济中的作用水运在国民经济中的作用1.2 我国航道建设状况我国航道建设状况1.3 河流渠化在现代化航道建设中的作用河流渠化在现代化航道建设中的作用1.4 河流渠化的类型及影响河流渠化的类型及影响1.5 国内外河流渠化工程的发展国内外河流渠化工程的发展第第1章绪论章绪论现代交通运输有铁路、公路、水路、航空、管道铁路、公路、水路、航空、管道五种运输方式。水运的优越性：水运的优越性：1、内河水道建设可以密切结合水利资源综合利用和综合开发。2、水运的运输能力（即航道的通过能力）比较高。一条铁路线年运量约为3000万吨左右，航道的通过能力航道的通过能力与航道等级航道等级、船舶的组成结构船舶的组成结构、船舶的畅行速度船舶的畅行速度、船舶的性能船舶的性能和驾驶水平等驾驶水平等有关。1.1 水运在国民经济中的作用水运在国民经济中的作用-低碳经济水运低碳经济水运与与公路、铁路公路、铁路运输比较：运输比较：机动船-机动船-小汽车小汽车；拖带船队、顶推船队-；拖带船队、顶推船队-火车、拖挂车火车、拖挂车；无轨、；无轨、有轨交通有轨交通1.1 水运在国民经济中的作用水运在国民经济中的作用-低碳经济低碳经济顶推船队-刚接的大船顶推船队-刚接的大船拖带船队拖带船队机动船机动船3、水运的运输成本低；4、水运便于实行大、中、小及长、短途运输的结合；5、对环境污染小、占用耕地少；缺点缺点：速度慢、受自然条件影响较大、水系之间互不沟通等。水运适用于：水运适用于：运量大、对运期要求不高的货物运输。运量大、对运期要求不高的货物运输。1.1 水运在国民经济中的作用水运在国民经济中的作用-低碳经济低碳经济 2012年，全国货运量全国货运量总计为406.62亿吨亿吨。其中，铁路铁路货运量为38.92亿吨亿吨，9.57%；公路公路货运量为322.13亿吨亿吨，79.2%；水运水运货运量为45.57亿吨亿吨，11.2% 。1.2 我国航道网建设状况我国航道网建设状况1.2.1 内河航道发展规划内河航道发展规划全国内河高等级航道规划布局方案（全国内河高等级航道规划布局方案（20072020）在水运资源较为丰富的长江水系、珠江水系、京杭运河与淮河水系、黑龙江和松辽水系及其他水系，形成长江干线、长江干线、西江航运干线、京杭运河、长江三角洲高等级航道网、珠西江航运干线、京杭运河、长江三角洲高等级航道网、珠江三角洲高等级航道网江三角洲高等级航道网和 18 条主要干支流高等级航道18 条主要干支流高等级航道的布局（简称两横一纵两网十八线两横一纵两网十八线），构成我国各主要水系以通航千吨级及以上船舶通航千吨级及以上船舶的航道为骨干的航道网络。1.2 我国航道网建设状况我国航道网建设状况长江干线：上游宜宾至宜昌；中游宜昌至湖口；下游湖口至长江口。西江航运干线由郁江、浔江、西江、珠江组成，西起南宁、东至广州，全长854公里，作为我国水运主通道的“一横一横”，是我国现代综合交通运输体系的重要组成部分。西江航运干线作为珠江水系的主通道，其货运量约占珠江干线运输量的70%。京杭运河：京杭运河：南起杭州，北到北京），途经浙江、江苏、山东、河北四省及天津、北京两市，贯通海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系，全长约1794公里，全年通航里程为877千米，主要分布在黄河以南的山东、江苏和浙江三省。1.2 我国航道网建设状况我国航道网建设状况两横一纵两横一纵:长江干线，西江航运干线，京杭运河两网两网:长江三角洲高等级航道网;珠江三角洲高等级航道网十八线十八线1.2 我国航道网建设状况我国航道网建设状况京杭运河1.2 我国航道网建设状况我国航道网建设状况 规划内河高等级航道约1. 9 万公里万公里（占全国内河航道里程的15% ），其中三级及以上航道三级及以上航道1.43万公里万公里，四级航道四级航道0.48万公里万公里，分别占75% 和25%。高等级航道网：两横一纵、两网、十八线两横一纵、两网、十八线十八线十八线：岷江，嘉陵江，乌江，湘江，沅水，汉江，江汉运河，赣江，信江，合裕线，淮河，沙颍河，右江，北盘江红水河，柳江黔江，黑龙江，松花江，闽江。1.2 我国航道网建设状况我国航道网建设状况根据交通运输部出台的关于贯彻的实施意见，“十二五”期“十二五”期，内河航道被列为建设重点，将建成将建成1.3万公里国家高等级航道万公里国家高等级航道（到2020年将达到1.9万公里），西江航运干线、京杭运河和珠江三角洲高等级航道网全面或基本达到规划标准，长江三角洲高等级航道网60%达到规划标准，力争开通南京以下12.5米深水航道。1.2 我国航道网建设状况我国航道网建设状况“十一五”期，全国内河通航里程达全国内河通航里程达12.4万公里万公里，其中三级及以上航道三级及以上航道9085公里。公里。 长江口长江口12.5米深水航道建成并投入试运行(至江苏太仓)； 长江中游荆江河段长江中游荆江河段碍航浅滩得到明显治理，航道维护水深由2.9米提高到3.2米； 提前开通了武汉至城陵矶河段武汉至城陵矶河段海轮航道； 西江航运干线西江航运干线达到了三级以上航道标准，其中贵港以下河段已达到二级以上航道标准； 京杭运河苏北段京杭运河苏北段二级航道和船闸扩容工程已基本完成，提前实现规划目标； 长江三角洲高等级航道网长江三角洲高等级航道网建设大规模展开； 珠江三角洲高等级航道网珠江三角洲高等级航道网基本建成。1.2.2 内河航道建设情况内河航道建设情况1.3.1 现代化内河航道网需要具备的条件航道成网，四通八达；全面规划，统一标准；统筹安排，综合利用；更新设施，科学管理1.3 河流渠化在现代化航道建设中的作用河流渠化在现代化航道建设中的作用1.3.2 渠化工程的基本概念航道工程航道工程：指以延长通航里程延长通航里程，提高航道标准提高航道标准，改善通航条件改善通航条件和保障航道畅通保障航道畅通为目的目的的疏浚疏浚、整治整治、渠化渠化、运河运河、航标航标、清障清障等工程措施工程措施的总称。在建设现代化的内河航道网中，通常采用航道整治、疏浚、渠化航道整治、疏浚、渠化等工程措施，来改善天然河流的航道条件改善天然河流的航道条件，并开挖运河开挖运河以沟通不同水系沟通不同水系的河流、湖泊和海洋。1.3 河流渠化在现代化航道建设中的作用河流渠化在现代化航道建设中的作用渠化工程渠化工程：在天然河流上，以航运开发航运开发为目的，建筑建筑一系列拦河闸坝拦河闸坝和通航建筑物通航建筑物，利用闸坝壅水闸坝壅水作用增增加上游河段的通航水深加上游河段的通航水深，利用通航建筑物通航建筑物来克服克服筑坝后所形成的水位落差水位落差，从而改善航行条件的工程措施。河流渠化是增强航道水深、改善航行条件增强航道水深、改善航行条件最有效的一种工程措施。1.3 河流渠化在现代化航道建设中的作用河流渠化在现代化航道建设中的作用1.3.3 渠化的作用河流经过渠化以后：河流经过渠化以后：淹没上游滩险淹没上游滩险、急弯急弯，裁直了航线，缩短了航程，航道加宽，水深增加裁直了航线，缩短了航程，航道加宽，水深增加，较大幅度地增加了航道尺度增加了航道尺度，改善河流航行条件改善河流航行条件；渠化河段内的流速随水面比降减小而降低，有利于船舶航行，降低运输成本降低运输成本，提高通过能力提高通过能力(时间、速度、吨位)；有利于水资源的综合利用开发综合利用开发，满足灌溉、发电、防洪、城镇供水、渔业、旅游业等需要，促进流域经济发展；1.3 河流渠化在现代化航道建设中的作用河流渠化在现代化航道建设中的作用一般地：在河流的中、下游在河流的中、下游，利用整治整治和疏浚，疏浚，而在干流上游和主要支流在干流上游和主要支流采用渠渠化化。1.4.1 河流渠化类型 根据渠化河段是否连续，河流渠化分为：连续渠化和局部渠化两种类型； 根据渠化水头的大小，河流渠化又可分为：高坝渠化（水电枢纽）和低坝渠化（航运枢纽）两种类型。1.4 河流渠化的类型及影响河流渠化的类型及影响连续渠化：连续渠化：在河流上建造一系列闸坝建造一系列闸坝，将整条河流分河流分为若干河段段（渠化河段），下一级闸坝下一级闸坝的回水回水与上一级闸坝一级闸坝相衔接衔接，并满足满足通航标准所规定的通航水深通航水深，从而整条河流成为彼此连接的渠化河流。1.4 河流渠化的类型及影响河流渠化的类型及影响连续渠化的作用：连续渠化的作用： 消除了天然河段，其通过能力通过能力不再受天然河段的控制，而是取决于河流上通航建筑物的通过能力取决于河流上通航建筑物的通过能力，因而可根据需要大幅度提高其通过能力； 连续渠化河流可将河流的落差集中分配到各个渠化梯级落差集中分配到各个渠化梯级上，以充分利用这些落差进行发电、灌溉发电、灌溉，因而能最充分利用河流的水力资源。1.4 河流渠化的类型及影响河流渠化的类型及影响亭子口亭子口沙溪沙溪红岩子红岩子新政新政凤仪凤仪青居青居桐子壕桐子壕草街草街井口井口利泽利泽东西关东西关小龙门小龙门马回马回金溪金溪金银台金银台苍溪苍溪局部渠化：局部渠化：只对局部河段进行渠化，两渠化河段之间还有一段天然河段，各个渠化河段之间互不相接。1.4 河流渠化的类型及影响河流渠化的类型及影响局部渠化的特点：局部渠化的特点： 多用于河流航行条件较好，仅个别河段水深不足或滩险、急弯碍航严重，而用整治工程措施难以改善航行条件的河段； 由于渠化河段之间夹有天然河段，其通过能力仍然通过能力仍然受天然河段的控制。高坝渠化：高坝渠化：拦河坝较高（坝顶高程一般超过常年洪水位），渠化水头较大者称为高坝渠化。1.4 河流渠化的类型及影响河流渠化的类型及影响高坝渠化的特点：高坝渠化的特点：高坝渠化坝上壅水位高，上游形成的水库大，回水里程长，淹没损失大，多用于多目标开发的河流。低坝渠化：低坝渠化：拦河坝不高(坝顶高程一般不超过常年洪水位)，渠化水头较小者称为低坝渠化。1.4 河流渠化的类型及影响河流渠化的类型及影响低坝渠化的特点：低坝渠化的特点： 低坝渠化每级水头不高，回水里程相对较短，为使各梯级回水互相衔接，所需的枢纽数目较多； 在山区河流中，两岸台地不高，河床相对比较稳定，河流洪水期和枯水期水位变幅大，且洪水历时较短洪水历时较短，采用低坝渠化措施来改善航行条件，往往可以收到良好的效果。1.4.2 河流渠化的影响河流渠化后，由于水文情势（如水位水位、水温水温、流速流速、泥沙泥沙、波浪波浪及水化学成分水化学成分等）的变化将引起航行条件航行条件和生态环境生态环境的变化，其影响程度主要与水库的大小有关，在渠化规划时，应予足够的重视。这些变化，有有利的、也有不利的；有的突变、有的潜移默化。1.4 河流渠化的类型及影响河流渠化的类型及影响1.4 河流渠化的类型及影响河流渠化的类型及影响对航行条件的影响 ：对航行条件的影响 ： 渠化后淹没淹没了上游险滩、急弯险滩、急弯，裁直了航线裁直了航线，缩短了航程缩短了航程；航道加宽，水深增加航道加宽，水深增加；渠化河段内的流速减少流速减少，改善了河流航行条件改善了河流航行条件，提高航道的通过能力提高航道的通过能力。但对木材浮运将产生不利影响木材浮运将产生不利影响。 河流渠化后，在库区特别是回水末端的淤积将增加回水末端的淤积将增加，可能影响船舶航行可能影响船舶航行。另外，从闸坝下泄的流速较大的清水，对坝下河段将产生下切坝下河段将产生下切现象。这种冲淤变化将延续相当长的时间，方能使河床恢复到稳定状态。1.4 河流渠化的类型及影响河流渠化的类型及影响对生态环境的影响：对生态环境的影响： 上游形成水库，库区内风浪可能较大(大型水库的浪高可达到23m以上)，对大型水库需建避风港； 库区水位抬高，被水浸没的库区岸坡在水流和风浪作用下，容易产生滑坡、坍塌现象，因而影响水库岸边建筑物安全； 库区水位抬高后，将改变库区及周围地下水的状态，给农业及城镇供水创造了有利条件; 可能因污染而使库中水体的化学成分发生变化，或因抬高地下水位使土壤碱化，影响农作物生长，给城镇供水和农业生产造成不利影响。1.4 河流渠化的类型及影响河流渠化的类型及影响对气候的影响：对气候的影响： 水体热容量增大，水库封冻时间封冻时间较天然河流迟迟，解冻时间解冻时间较天然河流晚晚，库区和邻近地区的气候(特别是温度温度、湿度湿度和雾差雾差等方面)将受到一定的影响。对鱼类的影响对鱼类的影响 库区水域宽阔，流速减小，改变了鱼类生长条件改变了鱼类生长条件，对渔业发展提供了有利条件，但另一方面也可能淹没鱼类产卵场所，改变下游鱼食条件。如果枢纽中没有过鱼建筑物，则将改变原有鱼类回游情况，可能导致渔业减产和某些鱼类品种的消失。1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展1.5.1 国内渠化工程的发展A、新中国成立前，我国渠化工程的发展：、新中国成立前，我国渠化工程的发展：我国是最早利用水运和兴建渠化工程和船闸的国家；公元前506年（春秋时期），首开胥溪运河；公元前484年（春秋末年），开挖邗沟，沟通长江和淮河；公元前214年（秦始皇时代），开凿灵渠，沟通湘江和漓江；公元984年987年（宋朝）在西河上建二陡门，是世界上最早的船闸,比国外早400多年。荷兰：1203年；德国：1325年；美国：1790年1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展新中国成立前，全国仅有两条渠化河流仅有两条渠化河流： 四川省的綦江四川省的綦江，19401944年，50公里长，6个渠化梯级，航道水深1.5米，通航2030吨船舶； 四川省的威远河四川省的威远河，回水130公里，落差65米，8个梯级，水深1米，15吨船舶； 船闸约船闸约30座座。1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展B、5070 年代我国渠化河流简况年代我国渠化河流简况省份河流起讫地点里程（km）落差（m）梯级数（个）航道保证水深（m）通航船舶（t）建成年份四川滏溪河双河口-邓关69.0 13.8 41.0 201968琼江三家-河口115.0 57.5 131.0 181976郪江蓬莱-河口34.0 17.5 41.0 251960球溪河北斗-河口52.0 27.6 41.0 201973大清流河清流-大河口155.0 110.0 160.8 151965小安溪双石桥-龙桥127.0 127.0 111.0 101965渠江达县-渠河咀359.0 75.4 31.8 5019651.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展B、5070 年代我国渠化河流简况年代我国渠化河流简况省份河流起讫地点里程（km）落差（m）梯级数（个）航道保证水深（m）通航船舶（t）建成年份湖南邵水邵东-邵阳57.0 32.2 81.0 101959志溪河灰山港-竹荆寺45.0 67.9 161.0 151958渌水金龟石-渌口82.0 18.9 71.0 301977洣水塘田-雷溪215.0 44.8 41.0 30501978冷水宁远-青口36.0 27.9 91.0 5201978广东连江连州-含光133.0 58.0 111.0 501979山东小清河黄台港-辛桥港147.0 42.1 41.2 10019701.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展C、20世纪世纪80年代以来渠化工程的发展年代以来渠化工程的发展乌江渠化工程乌江渠化工程1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展C、20世纪世纪80年代以来渠化工程的发展年代以来渠化工程的发展乌江渠化工程乌江渠化工程1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展 乌江是长江上游主要支流之一，发源于贵州西部威宁县乌蒙山东麓，全长1050km，总落差2123.5M，至涪陵汇入长江。水能资源理论蕴量为1042.59万Kw。 乌江流域梯级开发是我国一项较大的流域开发系统工程，20世纪60年代国家规划在乌江干流建立11个梯级电站，装机容量达834万kW。1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展大溪口彭水沙沱思林构皮滩乌江渡索风营东风至河口距离（）高程乌江梯级开发纵剖面 东风和乌江渡水电站已建成，其余的正在建设或筹建中。 构皮滩水电站2004年开工，预计工程2012年完工，通航建筑物未同步建设，于2007年动工建设通航建筑物。 构皮滩水电站通航建筑物位于构皮滩水电站枢纽左岸，采用三级垂直升船机方案，年单向设计通过能力为142.1万吨，总投资约35亿元。通航枢纽建成后，可使贵州境内乌江航道由现在的264公里延长到401公里，500吨级船舶可从遵义县的乌江渡到达重庆市的涪陵地区。1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展红水河水力资源丰富,是全国12大水电能源基地之一，总长1050km总长1050km，总落差756.5m总落差756.5m。81年开始规划，共布置10个梯级电站10个梯级电站，总装机1200万千瓦。航道通航船舶250 500吨航道通航船舶250 500吨。目前, 天生桥一级、天生桥二级2000年已建成，平班、龙滩2001年开工，岩滩95年建成，百龙滩99年建成，大化86年建成，恶滩(现更名为乐滩)81年已建成，并设有船闸。20世纪世纪80年代以来渠化工程的发展年代以来渠化工程的发展红水河渠化工程红水河渠化工程1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展）距河口里程（）怒滩桥巩大藤峡百龙滩大化岩滩龙滩平班 天生桥二级红水河梯级纵剖面图天生桥一级1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展存在的问题：存在的问题：大化枢纽（广西）86年建成，但未同步建通航建筑物，至使航道断航20多年，大化07年已复航。目前红水河龙滩以下的岩滩、百龙滩、乐滩等水电枢纽通航设施均已建成。然而2001年开工建设的龙滩水电站未同步建通航建筑物。1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展红水河梯级水电站主要水能指标表红水河梯级水电站主要水能指标表1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展嘉陵江为长江北岸重要支流，在重庆汇入长江。嘉陵江广元至重庆段河床开阔、水流分散、航槽多弯、流态变化频繁，航道淤浅堵塞、滩险多。天然河道全长740km，天然落差280m天然河道全长740km，天然落差280m。为根本改善嘉陵江的通航条件，确立了“综合利用水资源，航电结合，联合建设，滚动开发，全江渠化，发展航运”的水运发展思路。20世纪世纪80年代以来渠化工程的发展年代以来渠化工程的发展嘉陵江渠化工程嘉陵江渠化工程1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展该段河道共规划了规划了17个梯级个梯级（四川省境内14个梯级，重庆市境内3个梯级），从上游到下游分别为上石盘、亭子口、苍溪、沙溪、金银台、红岩子、新政、金溪、马回、凤仪、小龙门、青居、东西关、桐子壕、利泽、草街和井口航电枢纽。经过裁弯取直后，嘉陵江干流航道嘉陵江干流航道广元至重庆全长全长688km。嘉陵江渠化后，广元至利泽枢纽广元至利泽枢纽550km达到级航道标准，航道尺度达到1.950330m，满足满足500吨级船舶吨级船舶及其组成的船队常年通行常年通行；利泽枢纽至重庆利泽枢纽至重庆138km达到级航道标准，航道尺度2.060480m，满足满足1000吨级船舶吨级船舶及其组成的船队常年通行常年通行。47目前建成和基本建成的梯级共9个。建成后广元至重庆航道里程可缩短56km，上水运输时间缩短40小时，下水缩短8小时。1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展1.5.2 国外渠化工程的发展河流名称平均年径流量 梯级有效库容梯级调节能力梯级调节能力河流名称平均年径流量 梯级有效库容梯级调节能力梯级调节能力亿立方米亿立方米亿立方米（有效库容亿立方米亿立方米亿立方米（有效库容*100%/年径流量）田纳西河年径流量）田纳西河2542876136549科罗拉多河科罗拉多河219518.8236.9伏尔加河伏尔加河2532058100040叶尼塞河叶尼塞河61004679165653拉格郎德河拉格郎德河53614115179692720469361011.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展国外一些河流天然落差开发利用情况河流名称天然落差（河流名称天然落差（m）开发利用落差（）开发利用落差（m）第聂伯河干流第聂伯河干流253190.87叶塞尼河支流安加拉河叶塞尼河支流安加拉河381342哥伦比亚河干流哥伦比亚河干流808733多瑙河（上游）多瑙河（上游）334308.1拉格朗德河拉格朗德河360365.6罗纳河干流罗纳河干流348358.61.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展国外河流开发特点国外河流开发特点 多目标开发； 重视河流特点，有针对性开发； 全河流开发； 径流调节； 充分利用水能资源。1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展1、目前世界上船闸建设简况1、目前世界上船闸建设简况09年统计资料：09年统计资料：有船闸船闸847座座、升船机升船机42座座。我国是世界上最早利用船闸改善水运交通的国家。公元前214年，秦始皇命人在广西开凿了灵渠，修建了陡门（单门船闸或半船闸）。 公元984987年（宋朝），在西河（今江苏省淮安至淮阴间的运河）建造两个陡门，称为西河船闸，二门相距50步（约80m）。在欧洲，12世纪在荷兰首次出现。1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展1.5.3 我国船闸与升船机的发展世界各国水头20m以上的单级高水头船闸船闸名称国家河流水头闸室有效尺度(m)(长宽槛上最小水深) 建成时间石山咀哈萨克斯坦额尔齐斯河石山咀哈萨克斯坦额尔齐斯河42.0100 18.0 3.001953新第聂泊乌克兰第聂泊河38.429018.01980约翰德美国哥伦比亚河34.520626.24.571968卡位巴特略葡萄牙杜罗河34.58512.04.751971巴甫洛夫哈萨克斯坦美法河33.012015.02.001989万 安中国赣江万 安中国赣江32.5175 14.0 2.501989冰 港美国斯内克河31.420626.24.571962下纪念碑美国斯内克河31.420626.24.571969小 鹅美国斯内克河30.820626.24.571970下花岗岩美国斯内克河30.820626.24.571975新威尔逊美国田纳西河30.518333.53.961959葛洲坝葛洲坝2号中国长江号中国长江27.0280 34.0 5.001981葛洲坝葛洲坝1号中国长江号中国长江27.0280 34.0 5.001984 1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展续上表续上表世界各国水头20m以上的单级高水头船闸船闸名称国家河流水头闸室有效尺(m)(长宽槛上最小水深) 建成时间葛洲坝葛洲坝3号中国长江号中国长江27.0120 18.0 4.001981达莱斯美国哥伦比亚河26.820626.24.61957乔 治美国恰塔贺齐河26.815425.04.01962东载尔法国罗纳河26.0195121952麦克纳里美国哥伦比亚河25.620626.26.001953卡因奇上级尼日利亚尼日尔25.319812.21969劳登堡美国田纳西河24.411018.33.601943于尔岭德国易比赛顿河23.019012.04.001974沃特金俄罗斯卡马河22.524030.05.001961老邦纳维尔美国哥伦比亚河23.015223.17.371938新邦纳维尔美国哥伦比亚河23.020526.25.791993肯塔基美国田纳西河22.418333.63.401944巴克莱美国坎伯藏河22.224433.51964瓦特巴尔美国田纳西河21.311018.33.601942我国单级水头20米以上的船闸长宽门槛水深1万安船闸赣江32.617514319882葛洲坝1号船闸长江27.5*28034519893葛洲坝2号船闸长江2728034519814葛洲坝3号船闸长江27120183.519815小江船闸小江23.153111.26麻石船闸融江2247.5181.219717双牌船闸潇水21.556821962船闸尺度（m）建成年份序号船闸名称所在河流 水头（m)* 为中间渠道的两级船闸，总水头43m。* * 考虑河床下切，水位下降0.5m。融江广西小江-重庆开县1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展2、升船机发展概况2、升船机发展概况 我国升船机大部分为70年代以前建造的。采用干运，船舶吨位在20t以下, 大部分已淘汰。 为了打通红水河，在岩滩已建成国内最大船厢下水的垂直升船机，2000.5.25验收交付使用。船箱长48.5米，宽16.3米，总重1430吨，设计最大通航船舶为250t铁驳。1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展岩滩垂直升船机岩滩垂直升船机 水口水电站升船机为湿运全平衡钢丝绳卷扬提升垂直升船机，湿运全平衡钢丝绳卷扬提升垂直升船机，于2005年4月8日开始试通航，是我国目前建成投运的规模最大的垂直升船机。2*500吨的设计船型，垂直升船机，一顶二驳，船箱尺寸123*18.6*7.6m，带水重量5500吨，水头59米。1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展水口升船机运行示意图1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展 湖北清江隔河岩两级垂直升船机清江隔河岩两级垂直升船机（水头124m，过船300t），二级（水头40/84m），于2004年通航 。作为中间试验机，为三峡升船机的建设积累经验。采用钢丝绳卷扬全平衡垂直提升钢丝绳卷扬全平衡垂直提升。 湖北清江高坝洲升船机清江高坝洲升船机，采用钢丝绳卷扬全平衡垂直提升式钢丝绳卷扬全平衡垂直提升式，设计通航能力300吨级，船厢最大行程40.3米，运行速度0.125米/秒，船厢总重量1560t，船厢外形尺寸为50.0m14.0m6.0m（长宽厢头高），于2004年1月7日通航。1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展三峡升船机三峡升船机承船箱长120米、宽18米，水深3.5米，它将船和水一同提升过坝，一次可通过一条3000吨级的客货轮或一条1500吨级驳船。提升高度达113米，承船箱带水重量达1.6万吨，其规模和技术复杂程度均属世界第一。采用齿轮齿条爬升、长螺母柱短螺杆安全装置齿轮齿条爬升、长螺母柱短螺杆安全装置的设计方案。1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展1.5 国内外河流渠化工程发展国内外河流渠化工程发展第第1章学习要点章学习要点1水运的优越性2水运运输成本低的原因3现代化的内河航道网的要求4、渠化工程的概念5、渠化的作用6、河流渠化的类型、概念、特点、适用条件7、河流渠化的影响第2 章渠化工程规划第2 章渠化工程规划2.1 河流的开发规划河流的开发规划2.2 库区规划（自学）库区规划（自学）2.3 规划资料（自学）规划资料（自学）2.4 环境影响评价（自学）环境影响评价（自学）第第2章渠化工程规划章渠化工程规划2.1 河流开发规划河流开发规划2.1.1 渠化工程规划的程序与原则A . 渠化工程规划程序：渠化工程规划程序： 预可行性研究 工程可行性研究 初步设计渠化工程规划的基本任务：确定梯级数目确定梯级数目、枢纽位置枢纽位置、雍水高度雍水高度等，即拟定河流的渠化梯级开发方案。内河航运建设可行性研究的任务：内河航运建设可行性研究的任务：在充分调查研究和必要的勘察、科学试验工作的基础上，对项目建设的必要性项目建设的必要性、技术的可行性技术的可行性和经济合理性经济合理性提出综合论证报告。可行性研究可行性研究工作分为预可行性研究预可行性研究和工程可行性研究工程可行性研究两个阶段。预可行性研究报告预可行性研究报告是编制项目建议书项目建议书的依据，工程可行性研究报告工程可行性研究报告是编制设计计划任务书设计计划任务书的依据。2.1 河流开发规划河流开发规划近期和远期的客、货运量，船型，运输组织方式以及河流的自然条件，结合近期和远期的客、货运量，船型，运输组织方式以及河流的自然条件，结合国民经济各有关部门-灌溉、防洪、发电、供水、渔业和木材运输等对开发和利用水利资源开发和利用水利资源的要求。B . 渠化工程规划依据渠化工程规划依据2.1 河流开发规划河流开发规划C . 渠化工程规划资料渠化工程规划资料具体包括经济运营资料经济运营资料，航道资料航道资料，地质资料地质资料，地形资料地形资料，水文水文、泥沙泥沙、气象资料气象资料，其他资料其他资料等。根据不同设计阶段，资料详细程度不同。 综合利用水利资源 贯彻统一航道标准的原则 应遵循经济规律 近期与远期结合的原则 充分考虑环境影响与先进技术相结合平战结合D . 渠化工程规划应遵循一些基本原则渠化工程规划应遵循一些基本原则2.1 河流开发规划河流开发规划A . 渠化工程规划内容：渠化工程规划内容：渠化河流航道等级航道等级的拟定；渠化枢纽坝址的选择坝址的选择及梯级布置方案梯级布置方案的拟定；枢纽的平面布置平面布置及其主要技术经济指标主要技术经济指标的计算；进行梯级布置方案的比较方案的比较及开发程序的确定开发程序的确定。2.1.2 渠化工程规划的内容与方法2.1 河流开发规划河流开发规划B . 渠化工程规划方法：渠化工程规划方法： 渠化河流航道等级的拟定通航河流等级划分标准通航河流等级划分标准：我国内河通航标准将通航河流根据河流货运量的大小河流货运量的大小、通航船舶的船型通航船舶的船型以及尺度尺度等划分为若干等级，规定相应各等级航道必须具备的最小航道尺度最小航道尺度（水深水深、底宽底宽、弯曲半径弯曲半径等），桥梁的通航净空尺寸桥梁的通航净空尺寸以及通航建筑物有效尺度通航建筑物有效尺度等技术指标。2.1 河流开发规划河流开发规划根据经济规划中提出的河流远期货运量远期货运量和货物运行密度货物运行密度，通过技术经济比较，定出远期船型远期船型（载重量、主要尺度、功率、航速等）和运输组织方式运输组织方式，然后根据货运量货运量、船型船型、船队尺度船队尺度并结合河流的自然条件以及航道可能改善的程度河流的自然条件以及航道可能改善的程度，确定渠化河流的航道等级确定渠化河流的航道等级（水深水深、航宽航宽、弯曲半径弯曲半径、通航净空等通航净空等）。对中小型渠化工程在选择枢纽坝址时，应注意下列一些问题：对中小型渠化工程在选择枢纽坝址时，应注意下列一些问题： 枢纽坝址不宜选在河床地形过于狭窄的河段上枢纽坝址不宜选在河床地形过于狭窄的河段上，以便于枢纽中各种水工建筑物和施工场地的布置；并应使拦河坝具有足够的溢流宽度，以利渲泄洪水，减少坝上游的淹没损失。 枢纽坝址应选在河底高程较高、水深较浅的河段上枢纽坝址应选在河底高程较高、水深较浅的河段上，以减少水工建筑物与围堰的高度，从而减少工程量。 枢纽坝址应避开河湾，选在比较顺直的河段上枢纽坝址应避开河湾，选在比较顺直的河段上，以免布置于凸岸的建筑物遭淤积，布置于凹岸的建筑物受冲刷。 坝址选择及梯级布置2.1 河流开发规划河流开发规划 枢纽坝址应选在地质条件良好的河段枢纽坝址应选在地质条件良好的河段，坝基基岩应当有足够的强度，透水性小，不易风化，坝区内没有较大的断层、软弱夹层及特别发育的裂隙，以简化基础处理，减小基础工程量，降低枢纽的工程造价。 与拦河坝坝肩相接的河流两岸与拦河坝坝肩相接的河流两岸，应具有良好的地质条件，应具有良好的地质条件，以保证坝岸接头安全可靠；紧靠坝区上游的两岸，应有不易风化，坝区内没有较大的断层、脱盘、软弱夹层及特别发育的裂隙。 坝区附近应有丰富的建筑材料坝区附近应有丰富的建筑材料，料场至坝区及坝区内外的交通均较方便。2.1 河流开发规划河流开发规划在进行梯级布置时，应注意下述基本要求在进行梯级布置时，应注意下述基本要求 梯级方案必须满足航运要求梯级方案必须满足航运要求，即最大可能地改善河流的航行条件，提高航道的运输能力，缩短船舶的航行时间。 应应尽量减少淹没损失：尽量减少淹没损失：（湘江长沙综合枢纽工程大坝蓄水位从原来设计的31米调至29.7米，既确保长株潭地区132公里航道一年四季能通2000吨级船舶，又最大限度地降低水库蓄水对长株潭淹没损失。） 充分发挥梯级综合效益充分发挥梯级综合效益，统筹兼顾，实现水利资源的综合利用. 梯梯级位置应具有良好的地形良好的地形、地质条件地质条件，力求避免复杂的技术问题，从而使工程简易，减少投资。 梯梯级方案必须适应当地的施工技术条件适应当地的施工技术条件与建筑材料的供应情况建筑材料的供应情况，以利于缩短工期和降低工程造价。2.1 河流开发规划河流开发规划梯级方案必须满足航运要求：梯级方案必须满足航运要求： 渠化河段之间应彼此衔接渠化河段之间应彼此衔接，下一级枢纽的回水最好能达到上一级枢纽的坝下，使各级坝下的航道具有足够的通航水深。 为了延长枢纽的间距，减少枢纽的数目，降低壅水高度以节省工程量，并减少淹没损失，可在紧靠上一级枢纽的坝脚处紧靠上一级枢纽的坝脚处，回水影响不到的河段内，采取疏浚整治的方法疏浚整治的方法，以满足航行要求。2.1 河流开发规划河流开发规划 两梯级间河段长度不宜过小两梯级间河段长度不宜过小，应使船舶在这一渠段的航行时间大于船舶通过通航建筑物所需要的时间，以免因为间距过小，引起过闸船舶聚集在通航建筑物前面，造成拥挤现象； 梯级上、下游应有足够长度的顺直河段及水域面积梯级上、下游应有足够长度的顺直河段及水域面积，以保证船舶能安全、方便地通过建筑物，及便于布置前港与靠船码头，并易于解决施工期临时通航。 一一般情况下，宜将枢纽布置在支流河口的下游宜将枢纽布置在支流河口的下游，以抬高支流的水位，改善支流的航行条件，同时还可利用支流的流量。 梯级位置应尽可能选在主要滩险的下游尽可能选在主要滩险的下游，以便利用枢纽的壅水淹没滩险，减少滩险的碍航程度。2.1 河流开发规划河流开发规划坝址选择坝址选择工程实例：湘江长沙综合枢纽工程坝址比选工程实例：湘江长沙综合枢纽工程坝址比选湘江长沙综合枢纽工程两个比选坝址是蔡家洲坝址蔡家洲坝址（上距银盆岭大桥23公里）和香炉洲坝址香炉洲坝址（上距银盆岭大桥16公里）。湘江长沙综合枢纽工程比选坝址示意图湘江长沙综合枢纽工程比选坝址示意图最终方案最终方案坝址选择坝址选择地形地貌及河势比较：地形地貌及河势比较：蔡家洲蔡家洲河段现有河道以左汊为主，左右两汊分洪流水比约为8比2。选址蔡家洲，受地形条件控制，船闸和电站只能布置在其左汊河槽内受地形条件控制，船闸和电站只能布置在其左汊河槽内，左汊泄水闸孔数受到限制左汊泄水闸孔数受到限制，导致对原有河道天然分流改变较大对原有河道天然分流改变较大，从而影响下游河床稳定。并且，因为此段湘江河床不对称，施工分期和导流的难度相对较大，且左边副坝工程量较大。香炉洲香炉洲位于河道中部，选址香炉洲，则满足枢纽通航建筑物、挡水、泄水建筑物及水电站的布置要求，对河势影响较小满足枢纽通航建筑物、挡水、泄水建筑物及水电站的布置要求，对河势影响较小。由于此段湘江河床基本对称，施工分期与导流的条件较好，且副坝的工程量较小。防洪影响比较：防洪影响比较：选址蔡家洲蔡家洲，工程施工期工期要长1年长1年，施工期间对上游防洪影响上游防洪影响也要长1年长1年。蔡家洲坝址距香炉洲坝址7公里内湘江两岸多为地势较低的堤垸，选址蔡家洲还需要增加增加两岸共约11公里堤垸防洪工程建设防洪工程建设。坝址选择坝址选择通航运行与安全比较：通航运行与安全比较：选址蔡家洲，蔡家洲，可多提供7公里库区航道，可多提供7公里库区航道，但船闸下游连接段航道在中洪水期船闸下游连接段航道在中洪水期受左汊来水、沩水河斜向来水的影响，船舶航行和进出船闸存在风险船舶航行和进出船闸存在风险；船闸下游口门区及连接段航道位于沩水河口及边滩河段，航道稳定性差航道稳定性差（即疏浚后容易再次淤积）；为降低对上游防洪影响，施工须采用三期导流，施工期通航组织较为复杂；三线船闸的预留和实施难度较大。选址香炉洲香炉洲，通航建筑物与上下游航道连接平顺通航建筑物与上下游航道连接平顺，上下游口门区流态较为稳定上下游口门区流态较为稳定，施工期通航难度较小，三线船闸预留条件也较好。建设施工比较：建设施工比较：选址蔡家洲蔡家洲，枢纽主体工程分三期施工，总工期63个月，第一台机组发电工期为52个月。施工时需要开挖和疏浚右汊河床，并切断蔡家洲尾部，将水流导向左侧主流，才能满足枢纽施工期河道泄洪、船舶临时通航的要求，并且，右汊河床以后淤积的可能性较大，运行期需要长年维护。选址香炉洲香炉洲，枢纽主体工程施工分两期实施，总工期为50个月，第一台机组发电工期28个月，较选址蔡家洲提前2年发电，可增加发电收入约1.2亿元。坝址选择坝址选择工程造价比较：工程造价比较：选址蔡家洲，枢纽工程估算总投资约55.27亿元。选址香炉洲，枢纽工程估算总投资约43.63亿元。运行成本和财务效益比较：运行成本和财务效益比较：选址香炉洲，枢纽工程修建后，政府不需要另行投资，枢纽本身就能较好地保证项目的持久运行。而选址蔡家洲，枢纽工程由于受地形地貌
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