航道工程复习要点

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1、1、水运：水运就是用船舶运送客货的一种运输方式。水运主要包括内河运输和海洋运输， 使用在陆地内的江、河、湖、川等水道进行的运输称为内河运输，利用船舶在海洋上的 运输称为海运。 2、内河航道是河流、湖泊、水库内的航道以及运河和通航渠道的总称。航道是水运的基 础。 3、内河水运的优势：运输能力高、运输成本低（船舶载运量大、耗能少，成本低、投资 省，一般不占用农田、劳动生产率高） 、水运对环境的污染少。 4、航道尺度：在设计通航期内，设计最低通航水位时航道的最小水深、宽度和弯曲半径。 5、河流的航行条件包括航道的基本尺度、通航净空尺度和通航水流条件。 6、航道水深：航道范围内从水面到底部的垂直距离。

2、航道水深的确定：H=T+H（T： 船舶设计吃水， H：富裕水深）航道宽度：垂直于航道中心线的航道两边线之间的水 平距离。 7、富裕水深需考虑因素：船舶航行下沉量、触底安全富裕量、船舶编队引起吃水增减、 波浪引起的影响值。 8、弯曲段航道宽度的确定：当弯曲半径小于等于3 倍设计船队长度时，必须在直线段航 道宽度的基础上加宽，当弯曲半径大于3 倍设计船队长度，但小于6 倍设计船队长度时， 应根据水流等具体条件确定加宽值。一般是当弯曲航道达不到最小弯曲半径要求时，才 考虑适当加宽。 9、弯曲段航道宽度应根据弯曲半径、流速、流态、船舶或船队长度级操控性能等确定。 10、影响航道宽度的因素：漂移宽度b

3、对航迹带宽度的影响、航行漂角的选取、富裕宽 度的影响。 11、航道最小弯曲半径：是指弯曲航道中心线的曲率半径，弯曲半径越大，航行越便利。 内河航道的最小弯曲半径，宜采用顶推船队长度的3 倍或货船长度、拖带船队最大单船 长度的4 倍。在特殊困难河段，航道最小弯曲半径不能达到上述要求时，弯曲半径可适 当减小，但不得小于顶推船队长度的2 倍或货船长度、拖带船队最大单船长度的3 倍。 流速 3m/s 以上、水势汹乱的山区性河流航道，其最小弯曲半径宜采用顶推船队长度或货 船长度的 5 倍。 12、通航净空主要包括净空高度、净空宽度、上底宽、侧高、斜边的水平距离。 13、净空宽度：是指航道底标高以上桥墩（

4、桥柱）间的最小净空，包括代表船队的航迹 带宽度和富裕宽度两部分。 14、净空高度：是指设计高度通航水位往上至跨河建筑物底部的垂直距离，其数值应满 足最大设计船舶空载高度与安全富裕高度之和。 15、各种水流条件对船舶航行的影响：水流流速、水面比降、水流流向、不良水流流态 （回流、泡水、漩水、滑梁水、扫弯水、复杂的水流流态）。 16、航道工程：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、径流调节、绞滩、运河、航标、清障等工程措施的总称。 17、治理航道的主要工程措施： （1）航道疏浚工程：是采用人力、水里或机械施工方法， 为拓展、加深水域而进行的水下土石方

5、开挖工程。（2）航道整治工程是利用整治建筑物 或其他工程措施，调整河槽形态和水、沙流路，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，从而改善航道条件的工程。（3）渠化工程：是指 在天然河流上，以航运开发为主要目的，修建拦河闸坝和通航建筑物，壅高上游水位、 改善航行条件的航道工程。 18、河流中运动的泥沙，根据其运动状态的不同，可以分为推移质和悬移质两大类。 19、泥沙的启动条件可以用流速、拖拽力和功率来表示。用水流垂线平均流速表示的称 为泥沙的起动流速；用水流拖拽力表示的，称为起动拖拽力，又称为起动剪切力；用水 流功率表示的称为泥沙起动功率。 20、泥沙起动流速：促使

6、河床表面泥沙颗粒开始运动时的水流垂线平均流速。 21、扩散理论：基于泥沙颗粒在紊流中的随机运动来求解泥沙浓度垂向分布。 22、重力理论：挟带悬移质泥沙在运动过程中要消耗能量，一部分要克服流动时的阻力； 另一部分用于维持悬移质的悬浮，重力理论适用于粗纱颗粒。 23、悬移质单宽输沙率就是在一定的水流和河床组成条件下，水流在单位时间内所挟带 并通过河段下泄的悬移质数量。 24、河床演变的根本原因在于输沙不平衡。如果上游来的泥沙数量大于本河段的输沙率， 河床就要发生淤积，反之河床发生冲刷。也就是说，上游来水来沙条件与本河段水流挟 沙力不相适应时，河床将发生变形以适应来水来沙条件。纵向输沙不平衡引起纵向

7、变形， 横向输沙不平衡将引起的横向变形，局部输沙不平衡将引起局部变形。 25、山区河流的主要特征： （1）山区河流形态特征。山区河流的河床抗冲能力强，变形 速度慢。河床纵剖面通常比较陡峻，变化急剧，常呈台阶状，沙滩与深潭上下交错，形 态极不规则。山区河流地形落差较大，容易形成跌水和瀑布。（2）山区河流水流特征： 由于山区河流所流经的地区，坡面变化急剧，水面比降都比较大，绝大多数在1% 以上。 （3）山区河流的泥沙运动：一般来说，山区河流河床多为卵石、块石和基岩组成，山区 河流水流挟带的泥沙多为细沙、粉沙和黏土。 26、平原河流的主要特征： （1）平原河流形态特征：平原河流河床纵坡平缓，水面比降

8、 比较小，通常在1/1000 一下，甚至不到1/10000。平原河流比降较小，流速也比较小平 移，流速沿程变化比较缓慢。 （2）平原河流水流特征：平原河流的流态相对比较平稳， 没有明显的跌水、泡水、急流、横流、回流等险恶流态。（3）平原河流的泥流运动：平 原河流中悬移质以沙、粉沙和黏土为主。悬沙中床沙质与床面泥沙不断交换且多呈饱和 状态。 27、航道整治工程就是针对碍航滩险，利用整治建筑物，调整河槽形态，增加水深，改 善通航水流条件，提高和稳定航道尺度，扩大通过能力，保证船舶与船队顺利、安全通 航。 28、航道整治原则：（1）航道整治赢根据水资源综合利用的原则和河床演变规律，进行 全河段总体规

9、则，局部滩险整治应服从全局。（2）航道整治应根据山区河流、平原河流 和潮汐河口的不同特征性区别对待，采取下列相应的整治原则和工程措施。a、山区河流 航道整治应修整不利于航行的河槽形态，改善水流条件。b、平原河流航道整治宜采取筑 坝或疏浚与筑坝相结合的措施，稳定航槽，形成有利于冲深航槽的水流。c、潮汐河口航 道整治宜采取疏浚或疏浚与筑坝相结合的措施，集中水流，增加航道深度。多采取固滩 护岸、堵汊并流、疏浚导流等。 （3）航道整治应根据浅滩、急滩和险滩的不同碍航特性， 制定整治措施，优选工程方案。 （4）拟建或在建的枢纽工程河段上的航道整治，应对枢 纽工程可能造成的水沙条件变化、河床冲淤变形和枢纽

10、工程调度运行对航道造成的影响 进行分析研究，并采取相应的整治措施。 29、航道整治设计内容：整治线的设计、整治断面确定、整治建筑物型式的选择。 30、整治建筑物设计包括：整治建筑物的结构型式选择、断面设计和结构稳定计算等。 31、整治线：所谓的整治线是指在整治工程设计流量下，在水面处所规划的新河槽左右 两侧的轮廓线，即被两岸设计整治建筑物头部连线限定的河槽区域。 32、整治线设计：根据不同的滩险特性，确定不同的整治水位、整治线宽度以及整治线 的位置、走向和形态等。 33、航道整治工程最基本也是重要的设计内容是整治断面确定。它包括设计通航水位、 整治水位和整治线宽度的确定。 34、设计最低通航水

11、位推求方法：1、综合历时曲线法2、保证率频率法 35、设计最高通航水位的确定标准：1、不受潮汐影响和潮汐影响不明显的河段，设计最 高通航水位采用书本中规定的各级洪水重现期的水位，重现期以年最高水位为计算系列。 2、潮汐影响明显的河段，设计最高通航水位应采用年最高潮位频率5% 的潮位，按极值 I 型分布律计算确定。 36、整治水位：就是与整治建筑物顶部高程相齐时的水位，或指整治建筑物顶部的高程。 37、确定整治水位的方法：优良河段平滩水位法、多年平均流量法、经验方法、水位与 航深关系法或造床流量法。 38、整治建筑物的作用：是用于整治航道的起束水、导流、导沙、固滩和护岸等作用的 建筑物。 39、

12、整治建筑物的类型：按整治建筑物的牢固程度划分：重型整治建筑物和轻型整治建 筑物。按整治建筑物型式和功能划分：丁坝、顺坝、锁坝、平顺护岸、鱼嘴、浅堤。 40、丁坝：坝根与河岸连接，坝头伸至整治线上，坝轴线与水流方向正交或斜交，角度 再 40135，在平面上与河岸构成丁字形的整治建筑物。丁坝的主要作用是，未淹没时束 窄河床，增大流速冲刷浅滩，淹没时形成环流，横向导沙；在分汊河道的进口处，调整 分流比、分流比；增大通航汊道的通过流量。 41、丁坝布置的一般原则：1、平原河流丁坝宜正交或下挑布置，丁坝群首座丁坝可下挑 布置；具有双向水流的浅滩，丁坝宜正交布置；山区河流的卵石滩宜布置成下挑丁坝、 带勾头

13、的正交或下挑丁坝。 2 抬高水位、调整比降的对口丁坝、护岸的短丁坝和加高心滩 与顺坝相连的短丁坝。宜于水流正交。3、当整治线方向与洪水主流向夹角较大或有流冰 时，丁坝间距可缩小。 42、顺坝的分类：导流顺坝、洲头顺坝、洲尾顺坝、固滩顺坝、封弯顺坝。 43、顺坝的作用：调整水流流向，使水流沿规划的整治线平顺流动；束窄河床，增加航 槽流速；形成有利的环流，控制横向输沙；调整汊道分流比，改善流态。有时用于封堵 汊道，增加通航汊道流量。 44、护岸结构的作用：保护河岸、控制河势与稳定河槽。 45、护岸结构的组成及作用： （1）护脚: 支承护面结构和防止底脚被淘刷，或发生淘刷时 仍能够有足够的支承力（2

14、）护面：防止风、波浪水体和雨水对坡表的冲蚀破坏（3）护 坡封顶：防止雨水侵入岸坡（4）反滤层：防止波浪和地下渗流将岸坡坡身土从坡身缝隙 中带走。 46、渠化枢纽：为了有效的开发和利用水利资源，通常建造不同的水工建筑物，并把它 们有机地组合在一起，这些建筑物的综合体，称为渠化枢纽。 47、渠化枢纽的组成：挡水建筑物、泄水建筑物、通航建筑物、水电站、坝岸连接建筑 物。 48、渠化枢纽的总体布置：集中布置、分散布置。 49、船闸：是由上下闸首、闸门和闸室组成的用水力的方法直接提升船舶过坝的一种通 航建筑物。 50、船闸工程组成及各部分作用：主要应由闸首、闸室、输水系统、引航道、门口 区、连接段、锚泊

15、地、导航建筑物、靠船建筑物、闸门、阀门、启闭机械、电器控制设 备和通信、助导航、运行管理等附属设施及生产、生活辅助建筑物等组成。（1）闸首： 位于闸室两端的挡水建筑物。 （2）闸室：为船闸上，下闸首和两侧闸室墙及闸底围绕而 形成的供船舶使用的空间。 （3）输水系统：是闸室灌水和泄水的全部设施。（4）闸门和 阀门：船闸闸门是安装在船闸闸首口门，供船舶正常运转以及检修，事故应急之用的闸 门。 阀门主要是指输水阀门，用以控制船闸闸室或储水池灌泄水。（5）引航道：连接船 闸闸首与口门区的一段过渡性静水航道，能满足船闸安全进出和侯闸要求。（6）口门与 连接区：引航道静水与河流动水交界的水域。（7）锚地和

16、前港：船舶的编队工作通常在 锚地和前港进行。（8）电器控制设备：船闸一般由中心控制室集中管理。 51、船闸闸室的有效尺度：是指船闸闸室有效长度、闸首口门和闸室有效宽度和门槛最 小水深的总称。满足的条件： （1）船闸设计水平年内各阶段的通过能力应满足过闸船舶 总吨位数量和客货运量的要求。 （2）应满足设计船队，能一次过闸。 （3）满足现有运输 船舶和其他船舶过闸的要求。 52、船闸工程各部位高程，主要根据各部位结构所处的位置和功能确定其高程。船闸各 部位高程主要是指船闸闸首顶部高程、闸室墙顶部高程、工作闸门顶高程、导航和靠船 建筑物堤顶高程及引航道底部高程、闸室底部高程和门槛高程等。 53、船闸总体布置原则： （！ ）船闸的总体布置，必须保证船舶、船队在通航期内安全通 畅过闸，并有利于运行管理和检修。 （2）船闸上、下游引航道口门区宜位于深泓线一侧， 并能与主航道平顺连接。 （3）当船闸布置在弯曲河段或河道外的引渠内时，其引航道口 门及口门区应处在河床稳定部位，并能与原主航道平顺连接。（4）船闸宜临岸布置，与 溢流坝、泄水坝、电站等建筑物之间，必须有足够长度隔流堤或隔流墙。（5）