港航工程及近海作業(yè)第11講__35平原河流的航道整治工程__肖政

1、第11講3.5 平原河流航道的整治工程3.5.1 順直河道的淺灘整治1）常見的典型平原河流淺灘的組成情況圖3.5.11上邊灘；2下邊灘；3上深槽；4下深槽；5尖譚；6倒套（沱口）；7上沙嘴；8下沙嘴，灘脊線順上下邊灘最高處的連線；淺灘（沙埂）沿灘脊線位于河心最低的部分。2）淺灘的定義淺灘（shoal） 河流中航道自然水深有時(shí)不能滿足航行要求的局部河段；3）淺灘的分類按巖石土質(zhì)組成分為：石質(zhì)淺灘、卵石淺灘、砂卵石淺灘、 砂質(zhì)淺灘、泥沙淺灘等；按灘形特征和礙航情況分為：正常淺灘、交錯(cuò)淺灘、復(fù)式淺灘、散亂淺灘等按淺灘成因和所在地區(qū)：彎道淺灘、分汊河道淺灘、支流河口淺灘、回水變動(dòng)區(qū)淺灘、 湖泊水網(wǎng)區(qū)淺

2、灘、潮汐河口淺灘等；上中游山區(qū)和丘陵河流多為石質(zhì)淺灘和砂卵石淺灘，平原河流主要是泥沙淺灘。4）淺灘的形成（1）淺灘的形成是由于河段輸沙不平衡而產(chǎn)生的局部淤積。（2）輸沙不平衡的原因：流速的減少；環(huán)流的減弱或消失；洪枯水的流向不一致；局部地區(qū)來沙量的加大。5）淺灘的演變（1）淺灘演變定義 淺灘隨著水流運(yùn)動(dòng)和來水來沙條件而發(fā)生的變化。（2）根本原因：水流與河床相互作用，產(chǎn)生輸沙不平衡 而引起河床的沖刷或淤積，是局部的河道演變。（3）演變形式：縱向變形、橫向變形、單向變形、周期性變形影響因素：來水來沙條件、河床邊界條件、上下游河段演變6）按淺灘的外形和礙航情況劃分的順直段淺灘按淺灘的外形和礙航情況，

3、順直段淺灘分為：正常淺灘 交錯(cuò)淺灘 復(fù)式淺灘 散亂淺灘 （1）正常淺灘n 多出現(xiàn)在曲率平緩的彎曲過渡段和河身較窄的順直河段上。n 一般情況下，這類淺灘不礙航，可以算是好的淺灘。n 正常淺灘整治：l 丁壩固定邊灘，加高上下游邊灘高程，延長水流對(duì)淺灘的沖刷時(shí)間；l 如果邊灘已較高，可采用護(hù)面固灘 。圖3.5.2 順直河段上正常淺灘的整治（2）交錯(cuò)淺灘n 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、過渡段很短的彎曲河段上n 交錯(cuò)淺灘的特點(diǎn)：上下深槽在平面上相互交錯(cuò)，下深槽的上端窄而深，稱為倒套；邊灘較低，橫向漫灘水流比較強(qiáng)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。n 交錯(cuò)淺灘

4、也稱壞灘，是整治的主要對(duì)象。交錯(cuò)淺灘的整治措施：消除漫向倒套的橫向水流，并固定、抬高下邊灘。(消除漫向倒套的橫向水流，常采用堵塞倒套的措施)。圖3.5.3堵塞倒套一般采取在倒套內(nèi)設(shè)置上挑丁壩，將泥沙引入倒套。圖中丁壩位于上沙嘴尾岸之下，壩頭高程不低于上沙嘴頂部高程圖3.5.4圖中上邊灘距倒套較遠(yuǎn)，產(chǎn)生的橫向漫灘對(duì)航行影響小，此時(shí)可利用倒套通航，在上邊灘布置一組丁壩。（3）復(fù)式淺灘n 復(fù)式淺灘是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的淺灘所組成。沖淤變化大，航槽不穩(wěn)定且存在橫流，嚴(yán)重礙航。n 整治復(fù)式淺灘，應(yīng)將上下淺灘作為一個(gè)整體來考慮。n 復(fù)式淺灘整治：l 固定和提高邊灘高程；l 切割中間邊灘。固定和提高邊灘高程：

5、圖3.5.5圖中采用丁壩固定和提高上、中、下邊灘。為了穩(wěn)定中間深槽，并促使其發(fā)展，應(yīng)特別注意提高中間邊灘高程。切割中間邊灘：圖3.5.6圖中中間邊灘位于凹形的主導(dǎo)河岸，且上深槽尖譚和下深槽倒套正發(fā)展中間邊灘有被水流切割的趨勢(shì)。切割中間邊灘，封閉中間深槽。（4）散亂淺灘（散灘）n 主要特點(diǎn)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(dòng)，很不穩(wěn)定，航道彎曲，水深小且航槽位置經(jīng)常擺動(dòng)因而航行條件極差。n 散亂淺灘的整治：通過丁壩等整治建筑物，將散亂的沙體聯(lián)結(jié)和促淤成邊灘，以固定河勢(shì)，引導(dǎo)水流集中沖刷航槽。圖3.5.7圖3.5.8 彎道河段分區(qū)示意圖3.5.2 彎曲航道的整治1

6、）對(duì)航運(yùn)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2）礙航彎曲航道的整治措施（1）保護(hù)凹岸，防止彎道惡化圖3.5.9 長江中游陸溪口水道園港凹岸崩塌n 平順護(hù)岸：圖3.5.10水流動(dòng)力軸線“枯水走彎，洪水走直”；頂沖點(diǎn)“枯水上堤，洪水下挫”枯水期水流動(dòng)力軸線在彎道上游進(jìn)口處靠近凸岸，進(jìn)入彎道后向凹岸移動(dòng)，在彎頂稍上部位靠近凹岸，緊靠凹岸流動(dòng)一段后，離開凹岸向下一個(gè)彎道過渡。護(hù)岸的范圍：從河岸不崩塌處開始，經(jīng)過坍塌區(qū)到下一個(gè)不崩塌處為止頂沖彎異區(qū)和常年貼流區(qū)崩塌最多，應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)。圖3.5.11 長江江津河段加筋土擋土墻護(hù)岸n 短丁壩護(hù)

7、岸當(dāng)彎道凹岸線不平順，水流比較紊亂，局部地方河岸坍塌嚴(yán)重時(shí)，可采用短丁壩護(hù)岸，控制局部坍塌。圖3.5.12 黃河護(hù)岸（2）筑壩導(dǎo)流，調(diào)整岸線當(dāng)彎道內(nèi)流速較小時(shí)，可考慮在一側(cè)或兩側(cè)筑丁壩，束窄河床使水流歸槽，增加航深，穩(wěn)定航槽。圖3.5.13 廣西某彎道整治前后變化圖a)整治前地形；b)整治后河道（3）裁彎取直，新開航槽圖3.5.14 長江下荊江裁彎工程位置圖n 當(dāng)彎道演變很長的河環(huán)時(shí)，可在狹頸處開挖新河，裁彎取直。n 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。n 裁彎工程耗資巨大。n 裁彎后上、下游河段會(huì)產(chǎn)生演變，對(duì)沿岸影響很大。n 整治設(shè)計(jì)內(nèi)容：方案比較，引

8、河定線，引河斷面設(shè)計(jì)，引河整治設(shè)計(jì)， 河道演變及其估算等。3.5.3 分汊航道的整治1）通航汊道的選擇 圖3.5.15 長江中游陸溪口水道河勢(shì)圖（1） 近期發(fā)生沖刷或較穩(wěn)定的汊道為發(fā)展的汊道；（2） 汊道的來沙量小于輸沙能力的汊道為發(fā)展的汊道； （3） 汊道口門處，底沙進(jìn)入較少的漢道為發(fā)展的漢道；（4） 汊道進(jìn)口分流比大于分沙比的為發(fā)展的汊道 ；（5） 新生的汊道往往為發(fā)展的汊道； （6） 選擇的通航汊道其水流應(yīng)順暢；（7） 選擇中、洪水主流通過的汊道； 2）汊道整治方法（1）穩(wěn)定汊道圖3.5.16 穩(wěn)定汊道示意圖n 保護(hù)節(jié)點(diǎn)周圍河床；n 穩(wěn)定汊道進(jìn)口段邊界；n 控制江心洲的洲頭與洲尾；n 保護(hù)河彎。（2）改善汊道n 汊道進(jìn)口處淺灘n