第五章整治工程設計

1、第五章 整治工程設計 主要講解內容 第一節(jié) 過渡段淺灘整治 第二節(jié) 分汊型淺灘整治 第三節(jié) 彎曲型河段淺灘整治 第四節(jié) 潮汐河口段淺灘整治 第五節(jié) 水利樞紐河段航道整治 第六節(jié) 山區(qū)河流灘險河段整治 淺灘淺灘 第一節(jié)第一節(jié) 過渡段淺灘整治過渡段淺灘整治 非礙航淺灘非礙航淺灘穩(wěn)定與改善措施穩(wěn)定與改善措施 礙航淺灘礙航淺灘整治措施整治措施 1、正常淺灘正常淺灘 2、交錯淺灘交錯淺灘 3、復式淺灘復式淺灘 4、散亂淺灘散亂淺灘 第一節(jié)第一節(jié) 過渡段淺灘整治過渡段淺灘整治 1、正常淺灘的整治、正常淺灘的整治 v 正常淺灘的特點正常淺灘的特點 上下深槽不交錯，水流相對集中、平順上下深槽不交錯，水流相對集

2、中、平順 多出現(xiàn)在：多出現(xiàn)在：微彎河段微彎河段、河身較窄的、河身較窄的順直河段順直河段 淺灘淺灘 淺淺 灘灘 丁壩丁壩 護岸護岸 導流壩導流壩 v 微彎河段正常淺灘的整治微彎河段正常淺灘的整治 穩(wěn)定與改善措施穩(wěn)定與改善措施 特點特點 淺灘洪水淤積、枯水沖刷，淺灘平面位置穩(wěn)定；淺灘洪水淤積、枯水沖刷，淺灘平面位置穩(wěn)定； 凹岸沖刷后退、彎頂下移，曲率增大。凹岸沖刷后退、彎頂下移，曲率增大。 也稱也稱好好灘灘，一般不礙航。，一般不礙航。 1、正常淺灘的整治、正常淺灘的整治 淺灘淺灘 特點特點 淺灘洪水淤積、枯水沖刷，淺灘平面位置不穩(wěn)定淺灘洪水淤積、枯水沖刷，淺灘平面位置不穩(wěn)定 v 順直河段正常淺灘整

3、治順直河段正常淺灘整治 上游凹岸建導流壩上游凹岸建導流壩 整治措施整治措施丁壩固定和加高上下邊灘高程丁壩固定和加高上下邊灘高程 1、正常淺灘的整治、正常淺灘的整治 導流壩導流壩 丁壩丁壩 丁壩丁壩 微彎河段正常淺灘微彎河段正常淺灘 淺灘平面位置穩(wěn)定淺灘平面位置穩(wěn)定 枯季不礙航枯季不礙航 穩(wěn)定和改善措施穩(wěn)定和改善措施 順直河段正常淺灘順直河段正常淺灘 淺灘平面位置不穩(wěn)定淺灘平面位置不穩(wěn)定 枯季礙航枯季礙航 整治措施整治措施 1、正常淺灘的整治、正常淺灘的整治 淺灘 淺灘 1、正常淺灘正常淺灘 2、交錯淺灘交錯淺灘 3、復式淺灘復式淺灘 4、散亂淺灘散亂淺灘 第一節(jié)第一節(jié) 過渡段淺灘整治過渡段淺灘

4、整治 淺淺 灘灘 2、交錯淺灘的整治、交錯淺灘的整治 特點特點 也稱也稱壞灘壞灘，是整是整 治的主要對象治的主要對象 橫向扇橫向扇 形水流形水流 航深不足航深不足 航行事故航行事故 上下深槽上下深槽 相互交錯相互交錯 下深槽倒下深槽倒 套存在套存在 目的：目的：消除橫向扇形水流的不利影響消除橫向扇形水流的不利影響 整治措施整治措施 措施：措施：堵塞倒套，并固定、抬高下邊灘。堵塞倒套，并固定、抬高下邊灘。 2、交錯淺灘的整治、交錯淺灘的整治 丁壩堵塞倒套丁壩堵塞倒套 固定抬高下邊灘固定抬高下邊灘 導流壩堵塞倒套導流壩堵塞倒套 1、正常淺灘正常淺灘 2、交錯淺灘交錯淺灘 3、復式淺灘復式淺灘 4、

5、散亂淺灘散亂淺灘 第一節(jié)第一節(jié) 過渡段淺灘整治過渡段淺灘整治 過渡段淺灘類型過渡段淺灘類型 第一節(jié) 過渡段淺灘整治 a) 正常淺灘c) 復式淺灘 b) 交錯淺灘d) 散亂淺灘 v 正常淺灘的改善與治理正常淺灘的改善與治理 正常淺灘的特點正常淺灘的特點 多出現(xiàn)在：多出現(xiàn)在： 曲率平緩的彎曲過渡段、河身較窄的順直河段。曲率平緩的彎曲過渡段、河身較窄的順直河段。 上下深槽不交錯，水流集中、平順。上下深槽不交錯，水流集中、平順。 第一節(jié) 過渡段淺灘整治 v 微彎河段正常淺灘的整治微彎河段正常淺灘的整治 彎曲河段上正常淺灘的整治彎曲河段上正常淺灘的整治 1-護岸；護岸；2-導流壩；導流壩；3-丁壩丁壩

6、整治整治 河床演變特點河床演變特點 （1）淺灘洪水淤積、枯水沖刷，一般在多沙年份淤積；）淺灘洪水淤積、枯水沖刷，一般在多沙年份淤積； （2）凹岸沖刷后退、彎頂下移，曲率半徑增大。）凹岸沖刷后退、彎頂下移，曲率半徑增大。 也稱也稱好好灘灘， 一般不礙航。一般不礙航。 第一節(jié) 過渡段淺灘整治 （1）特點）特點： 深槽的曲率小，上、下邊灘的高程較深槽的曲率小，上、下邊灘的高程較 低，水流分散，鞍槽水深普遍較小。低，水流分散，鞍槽水深普遍較小。 v 順直河段正常淺灘整治順直河段正常淺灘整治 如果邊灘已較高，可采用如果邊灘已較高，可采用 護面固灘。護面固灘。 （2）整治措施）整治措施 丁壩固定邊灘，加高

7、上下丁壩固定邊灘，加高上下 邊灘高程，延長水流對淺灘邊灘高程，延長水流對淺灘 的沖刷時間。的沖刷時間。 順直河段上正常淺灘的整治順直河段上正常淺灘的整治 1-導流壩；導流壩；2-丁壩丁壩 第一節(jié) 過渡段淺灘整治 常出現(xiàn)在 河寬較大、邊灘比較發(fā)育的順直河段上或曲率大、過河寬較大、邊灘比較發(fā)育的順直河段上或曲率大、過 渡段很短的彎曲河段上。渡段很短的彎曲河段上。 v 交錯淺灘交錯淺灘 特點： 橫向漫灘水流橫向漫灘水流比較強烈，淺灘脊寬淺，沖淤變化較比較強烈，淺灘脊寬淺，沖淤變化較 大，航道極不穩(wěn)定，航行條件不好。大，航道極不穩(wěn)定，航行條件不好。 交錯淺灘上的水流交錯淺灘上的水流 也稱也稱壞灘壞灘，

8、是整是整 治的主要對象。治的主要對象。 第一節(jié) 過渡段淺灘整治 （1）目的）目的：消除橫向消除橫向 漫灘水流的不利影響漫灘水流的不利影響 交錯淺灘上的水流交錯淺灘上的水流 丁壩堵塞倒套丁壩堵塞倒套 導流壩堵塞倒套導流壩堵塞倒套 整治措施整治措施 （2）措施：）措施：堵塞倒套，并堵塞倒套，并 固定、抬高下邊灘。固定、抬高下邊灘。 第一節(jié) 過渡段淺灘整治 堵塞沱口的同時堵塞沱口的同時 固定下邊灘固定下邊灘 堵塞尖潭、堵塞尖潭、 利用沱口通航利用沱口通航 交錯淺灘整治措施交錯淺灘整治措施 第一節(jié) 過渡段淺灘整治 1復式淺灘由兩個或兩個以上的淺灘所組成復式淺灘由兩個或兩個以上的淺灘所組成 特點特點：兩

9、岸邊灘和深槽相互交替分布，在上下淺灘兩岸邊灘和深槽相互交替分布，在上下淺灘 之間有共同的邊灘和深槽。之間有共同的邊灘和深槽。 復式淺灘整治復式淺灘整治 2演變特點：演變特點： （1）上淺灘洪淤枯沖、）上淺灘洪淤枯沖、 下淺灘洪沖枯淤；下淺灘洪沖枯淤； （2）復式淺灘的沖淤）復式淺灘的沖淤 變化比較頻繁，常出現(xiàn)航道不變化比較頻繁，常出現(xiàn)航道不 穩(wěn)定、航深不足的礙航局面。穩(wěn)定、航深不足的礙航局面。 3整治措施：整治措施：固定加高上、下邊灘，并堵塞倒套。固定加高上、下邊灘，并堵塞倒套。 第一節(jié) 過渡段淺灘整治 固定和抬高邊灘高程 切割中間邊灘 l下淺灘的整治線寬度可適當減小下淺灘的整治線寬度可適當減

10、小。 復式淺灘整治復式淺灘整治 第一節(jié) 過渡段淺灘整治 1.主要特點主要特點 河床寬淺，沙體散亂，沒有明顯的邊灘和深槽，河床寬淺，沙體散亂，沒有明顯的邊灘和深槽， 沙體位置隨水位變化而頻繁變動，很不穩(wěn)定，航沙體位置隨水位變化而頻繁變動，很不穩(wěn)定，航 道彎曲，水深小且航槽位置經(jīng)常擺動因而航行條道彎曲，水深小且航槽位置經(jīng)常擺動因而航行條 件極差。件極差。 散亂淺灘整治散亂淺灘整治 2. 散亂淺灘整治散亂淺灘整治 通過丁壩等整治建筑物，將散亂的沙體聯(lián)結通過丁壩等整治建筑物，將散亂的沙體聯(lián)結 和促淤成邊灘，以固定河勢，導引水流集中沖刷和促淤成邊灘，以固定河勢，導引水流集中沖刷 航槽。航槽。 第一節(jié) 過

11、渡段淺灘整治 根據(jù)上下游河段的河勢，規(guī)劃出一條正常彎曲形根據(jù)上下游河段的河勢，規(guī)劃出一條正常彎曲形 的整治線，再通過丁壩將散亂的沙體聯(lián)結、促的整治線，再通過丁壩將散亂的沙體聯(lián)結、促 淤成邊灘以固定河勢，導引水流集中沖刷航槽。淤成邊灘以固定河勢，導引水流集中沖刷航槽。 第二節(jié)分汊型河段航道整治第二節(jié)分汊型河段航道整治 v汊道的特性和通航汊道的選擇汊道的特性和通航汊道的選擇 汊道特性 水沙分股輸移；趨向萎縮時，嚴重淤積，趨向發(fā)展時， 嚴重沖刷；平面形態(tài)上呈寬窄相間的蓮藕狀，窄段（節(jié)點或 控制河段）內航道單一，水深良好，寬段（汊道）水流分散， 航道水深不足。 通航汊道的選擇 為保證航道穩(wěn)定和暢通，須

12、將航道選擇在發(fā)展的汊道上。 首先選主汊，即分流比大的，然后應著重考慮： a 發(fā)生沖刷且較穩(wěn)定的汊道為發(fā)展的汊道； b 來沙量小于輸沙能力的汊道； c 汊道口門處底沙進入較少的汊道； d 汊道進口分流比大于分沙比的汊道。 第二節(jié)分汊型河段航道整治第二節(jié)分汊型河段航道整治 汊道的穩(wěn)定與改善工程汊道的穩(wěn)定與改善工程 穩(wěn)定汊道工程穩(wěn)定汊道工程 （1）保護節(jié)點附近河床 （2）穩(wěn)定汊道進口段邊界 （3）控制江心洲的洲頭與洲尾 （4）保護河彎 穩(wěn)定汊道示意圖 v汊道的整治汊道的整治 第二節(jié)分汊型河段航道整治第二節(jié)分汊型河段航道整治 改善汊道工程改善汊道工程 （1）汊道進口處淺灘）汊道進口處淺灘:筑壩挑流或輔

13、助疏浚。筑壩挑流或輔助疏浚。 （2）汊道中部淺灘：）汊道中部淺灘： 采取單一河道中淺灘整治的方法；采取單一河道中淺灘整治的方法； 增加通航汊道流量。增加通航汊道流量。 （3）漢道出口處淺灘：）漢道出口處淺灘：常筑洲尾順壩調整水流交角。常筑洲尾順壩調整水流交角。 汊道進口和中部出淺 第二節(jié)分汊型河段航道整治第二節(jié)分汊型河段航道整治 利用丁壩、順壩堵塞支汊利用丁壩、順壩堵塞支汊 v堵塞支汊堵塞支汊 湘江芭蕉灘整治方案 （1）先修筑的1鎖壩，大量泥沙進入航槽； （2）改建3丁壩，支汊逐漸淤塞。 第二節(jié)分汊型河段航道整治第二節(jié)分汊型河段航道整治 考慮：工程量、壩體穩(wěn)定型、施工條件、對 河道上下游沖淤演

14、變的影響 鎖壩數(shù)目的確定鎖壩數(shù)目的確定 鎖壩位置的確定鎖壩位置的確定 位置：被堵汊道的進口、中部、出口。 利用鎖壩堵塞支汊利用鎖壩堵塞支汊 第二節(jié)分汊型河段航道整治第二節(jié)分汊型河段航道整治 v彎道演變彎道演變 1演變規(guī)律演變規(guī)律 2彎曲河道對航運的影響彎曲河道對航運的影響 （1）彎曲半徑太小或航寬不足 （2）在彎道上游枯水期可能出淺礙航 （3）河彎的發(fā)展，使航程加長 凹岸崩退、凸 岸淤長，彎頂縱向 蠕動，發(fā)生撇彎切 灘或裁彎取直。 第三節(jié)彎曲型河段淺灘整治第三節(jié)彎曲型河段淺灘整治 1、保護凹岸，防止彎道惡化、保護凹岸，防止彎道惡化 圖6-9 彎道河段分區(qū)示意圖 護岸的范圍： 從河岸不崩塌處開始

15、， 經(jīng)過坍塌區(qū)到下一個不坍塌處為止， 頂沖變異區(qū)和常年貼流區(qū)重點保護。 措施：平順護岸、 筑丁壩護岸 v礙航彎曲航道的整治措施礙航彎曲航道的整治措施 第三節(jié)彎曲型河段淺灘整治第三節(jié)彎曲型河段淺灘整治 2、筑壩導流，調整岸線、筑壩導流，調整岸線 彎道過分寬闊時，特別是彎道出口狹窄的情況下，洪水期 彎道的壅水作用大，使彎道內流速減小，泥沙淤積，當水位下 降時不能把淤積物全部帶走，增加了枯水期礙航程度?？煽紤] 在彎道一側或兩側修筑丁壩，束水歸槽，穩(wěn)定航槽。 廣西某灘整治方案 第三節(jié)彎曲型河段淺灘整治第三節(jié)彎曲型河段淺灘整治 3、裁彎取直，新開航槽、裁彎取直，新開航槽 河環(huán)可在狹頸處開挖新河，裁彎取直

16、。 裁彎后，可以縮減航道里程，裁除位于河環(huán)上的淺灘，增加 排洪能力，減小洪水威脅。 裁彎工程耗資巨大。 裁彎后上、下游河段會產(chǎn)生新的演變，對沿岸影響很大。 長江下荊江裁彎 第三節(jié)彎曲型河段淺灘整治第三節(jié)彎曲型河段淺灘整治 潮汐河口：受徑流和潮汐入侵的影響。 v潮汐河口分類與分段 第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治 圖5-21 河口分段 1-河流進口段；2-河口段；3-口外海濱段 河口口門(河流動力因素消 失之地)：多年平均中潮位水 面縱坡降線與平均海平面交點 所在位置；三角洲海岸、導岸 或沙坎的臨海端的入口處。 潮汐河口分類和分段 按河口地貌形態(tài)分：a)三角洲、b)三角港。 按河

17、口動力因素沿程的變化將潮汐河口分為三段： 河流進口段、河口段、口外海濱段。 第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治 v潮汐河口水沙運動 河口潮波運動 河口水位和流速呈周期性變化，可看作為自由振動的 潮波自外海向河口傳播。 （1）傳播運動性質 前進波、駐波 （2）潮波變形的影響因素 平面形態(tài) 水深 上游徑流 第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治 鹽水入侵 咸水界：含鹽度大于2的咸水所及的河口區(qū)域。 （2）鹽淡水混合對河口區(qū)水流和泥沙 運動的影響 密度梯度使垂線流速分布發(fā)生變化 第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治 滯流點：下泄流與上溯 流河段間底部凈流程為零 的

18、臨界點，為底層泥沙易 于淤積的區(qū)域。 v河口泥沙運動 泥沙來源：流域來沙、海沙 懸移質運動：在往復水流作用下，經(jīng)常處于往復搬運、 時沉時揚的過程中。 推移質運動： 圖 薩凡那河口滯流點位置與淤積關系 第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治 河口汊道 上游水位抬高，當高出口外淺灘或兩旁自然堤一定限度 時，水流就會選擇一個薄弱地帶，出現(xiàn)分汊。 河口汊道與河口淺灘 內河來沙進入河口地區(qū)，受水流速度減緩、鹽淡水交 會以及潮波變形等影響，泥沙落淤，形成水下三角洲。 隨著水下三角洲的淤積擴大，水深減小，波浪影響也 相應減弱，更有利于水下三角洲向外延伸。 分汊后新老汊道能否同時并存，一方面決定于分

19、 汊口的分水分沙條件，另一方面決定于口外海濱的動 力和地貌條件，同時還決定于含沙量的大小。 第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治 河口淺灘 第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治 對沙坎而言，其整治原則及方法與內河基本一致，下 面主要討論河口攔門沙的治理。 整治原則 (1)調整山潮水比值 a.對攔門沙整治:宜采用減小山潮水比值，使淤積位置內移，灘 頂降低。 相應措施：可以另辟排洪道，引走洪水，也可以清除河口內河 床阻水障礙物，減小潮波變形，增加進潮量。 b.對口門以內深遠的沙坎整治: 宜采用增大山潮水比值，使淤積 部位下移。 相應措施：從淺灘下游口門附近束窄河寬或建擋潮閘

20、，減少進 潮量，也可設法從鄰近河流引入水源，或建造水庫調節(jié)枯水流量等， 增加山水流量。 v河口整治 第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治 (2)直接改變淺灘上水流條件 采用全線束窄，集中水流，增加主槽內單寬流量，達到 增加航深的目的。 相應措施：可以增加單寬漲潮或落潮流量，優(yōu)先采用增 加單寬落潮流量來沖刷河槽，促使泥沙向下游輸移。 (3)防止泥沙的進人 對于口外來沙為主的河口，應考慮減少進潮量。 (4)注意鹽水入侵的影響 整治原則 第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治第四節(jié)潮汐河口段淺灘整治 整治規(guī)劃 航槽選擇 選擇水深較大、河床比較穩(wěn)定、口外攔門沙較小且距 口門近、口外水深也較大的汊道。 整治線走向 應適應河性，保證通航，有利于排洪、排澇，利用已 有建筑物與山體等控制工程。 應與流向、強風向一致，或者兩者的合力方向一致。 為了維護航槽深度，在寬廣的口外海濱確定導堤走向時， 盡量與天然漲落潮的主流流路一致，線形不宜過直，采用 順直微彎河勢，利用環(huán)流維護航深。 第四節(jié)潮