航道與引航教案課件

會計學1航道與引航會計學1航道與引航2內(nèi)河引航技術內(nèi)河水道水文要素河流演變內(nèi)河助航標志航行圖6.氣象常識7.引航基本要領8.不同類型河段的引航技術9.特殊情況下的引航技術第1頁/共278頁2內(nèi)河引航技術內(nèi)河水道第1頁/共278頁3ChapterⅠ內(nèi)河水道內(nèi)河水道第2頁/共278頁3ChapterⅠ內(nèi)河水道內(nèi)河水道第2頁/共278頁41.河流（river）（1）河流的形成河流是在地殼構造運動的基礎上，水流與河床不斷相互作用形成的。（2）水系與流域1）水系（watersystem，riversystem）：它是流域內(nèi)的干流、支流、湖泊、運渠、沼澤等構成的脈絡相通的水流系統(tǒng)。2）流域（riverbasin）：流域是指地表水及地下水分水線所包圍的集水區(qū)域。專題01天然水道內(nèi)河水道天然水道人工水道

內(nèi)河水道（inlandwaterway）是指陸地上經(jīng)常性或周期性集中下泄較大地表徑流及地下水補給水流的通道。第3頁/共278頁41.河流（river）專題01天然水道內(nèi)河水道天然水道5（3）河流的分段

1）根據(jù)地質(zhì)地貌，水文特征和航行條件，通常將較大的河流劃分為山區(qū)河流與平原河流兩大類。

①山區(qū)河流（mountainriver）②平原河流（plainriver）

2）根據(jù)航運管理、地質(zhì)研究、水文分析和防洪等不同的需要可將河流劃分為河源段、上游段、中游段、下游段和河口段。專題01天然水道①河源段（riverhead,riversource）長江發(fā)源于：青藏高原的唐古拉山主峰——各拉丹東雪山。②上游（upperreach）段：介于河源與中游之間的河段。長江上游：各拉丹東雪山3500km宜賓880km重慶660km宜昌③中游（middlereach）段：介于上游與下游之間的河段。長江中游，按自然地理條件劃分：宜昌950km江西鄱陽湖口④下游（lowerreach）段：介于中游與河口之間的河段。長江下游，按自然地理條件劃分：江西鄱陽湖口930km吳凇口⑤河口（rivermoueh,estuary）段：是河流流入海洋、湖泊、水庫或另一河流的出口處。第4頁/共278頁5專題01天然水道①河源段（riverhead,r6專題02河谷形態(tài)與組成河谷（rivervalley）是河流流經(jīng)或曾經(jīng)流經(jīng)的長條形凹地。

1.河谷按有無階地可分為有階地河谷與無階地河谷；

2.按地質(zhì)地貌可分為山區(qū)河流河谷與平原河流河谷；

一般山區(qū)河流河谷狹窄、坡降大，水流急。平原河流河谷較寬闊，坡降小，流速小，形態(tài)規(guī)則。1-枯水期；2-洪水期；3-谷底（原生基巖）；4-河漫灘河谷的平面形態(tài)示意圖第5頁/共278頁6專題02河谷形態(tài)與組成河谷（rivervalley）7專題02河谷形態(tài)與組成河谷1）谷底：谷底是指河谷的最下部分。2）沖積層（washover）：沉積與谷底的泥、沙、礫石、石塊等物質(zhì)3）河漫灘（floodplain,valleyflat）：是指在洪水期被水流淹沒，枯水期露出水面的沖積層部分4）河床（riverbed,streambed）：河谷中曾經(jīng)被水流淹沒的部分稱為河床5）谷坡：河漫灘以上兩側的陸地部分稱為谷坡6）階地（riverterrace,fluvialterrace）：河流下侵蝕和堆積作用交替進行，在河谷兩岸形成的臺階狀。第6頁/共278頁7專題02河谷形態(tài)與組成河谷1）谷底：谷底是指河谷的最下8平原河流橫斷面示意圖a）順直過渡段橫斷面；b）彎頂橫斷面；c）分叉河段橫斷面；d）散亂河段橫斷面山區(qū)河流橫斷面示意圖專題02河谷形態(tài)與組成河床示意圖第7頁/共278頁8平原河流橫斷面示意圖山區(qū)河流橫斷面專題02河谷形態(tài)與組9湖泊湖泊（lake）是陸地上蓄水的天然洼地。專題02河谷形態(tài)與組成過流湖內(nèi)流湖外流湖內(nèi)陸湖第8頁/共278頁9湖泊專題02河谷形態(tài)與組成過流湖內(nèi)流湖外內(nèi)陸湖第8頁/10人工水道是指人工開挖或在天然河流上修建攔河建筑物所渠化的河道。人工水道包括運河（渠道）和水庫。

1.運河（1）運河的分類運河（canal）是人工開挖的渠道，滿足于船舶通航要求的人工渠道稱為通航運河。專題03人工水道運河開敞式運河（opencanal）封閉式運河（closedcanal）連接型運河、迂回型運河和引導型運河自給和人工補給運河。開鑿運河的目的建造形式的差異補給方式第9頁/共278頁10人工水道專題03人工水道運河開敞式運河（openc11水庫1.水庫的基本概念水庫或稱渠化河段（canalizedsectionofriver,canalizedriverstretch）是在天然河流上修建攔河建筑物和閘壩等設施，提高上游水位，壩上回水范圍內(nèi)的河段，稱為水庫，水庫按水位變化可分為常年回水段和回水變動段兩個區(qū)段：

1）常年回水段：指在壩前水位一定時，設計最大入庫流量的回水河段，稱為常年回水段。2）回水變動段：指在壩前蓄水位一定時，設計最大入庫流量與最低入庫流量之間的回水河段，稱為回水變動段。2.水庫的作用1)為了達到綜合利用水利資源；2）提高壩前河段的水位，增大航道尺度，減小比降和流速，改善回水段的航行條件。3）其它方面。如防洪、促進庫區(qū)漁業(yè)、旅游業(yè)的發(fā)展，改善壩下枯水期的水質(zhì)等。3.攔河建筑的通航設施有船閘、升船機等一系列的綜合水利樞紐工程，如圖1-9所示。專題03人工水道第10頁/共278頁11水庫專題03人工水道第10頁/共278頁121-雍水建筑物；2-船閘；3-泄洪閘；4-壩岸連接建筑物5-水力發(fā)電站；6-船閘管理處專題03人工水道渠化樞紐組合示意圖第11頁/共278頁121-雍水建筑物；2-船閘；3-泄洪閘；4-壩岸連接建筑物13船閘（navigationlock）船閘是攔河建筑物的重要通航設施，它能使船舶通過有集中水位差的航道，上下有閘首，中間有閘室的過船建筑物。船閘的分類：按照地理位置和使用性質(zhì)分為：海船閘、河船閘和運河船閘；按照閘室橫向平行排列數(shù)目分為：單線船閘、雙線船閘和多線船閘；按照閘室數(shù)目縱向排列分為：單級船閘、雙級船閘和多級船閘（又稱為單室船閘、雙室船閘和多室船閘）。按照船閘所在地區(qū)的特殊條件或特殊要求可分為：具有中間閘首的船閘、廣室船閘、井式船閘、閘梯和省水船閘等。專題03人工水道③船閘設備：有系船設備、信號設備，有的船閘還設有牽引設備。②船閘的組成閘室閘首（包括上、下閘首）引航道（包括上、下游引航道）第12頁/共278頁13船閘（navigationlock）專題03人工水14專題03人工水道葛洲壩水庫平面示意圖第13頁/共278頁14專題03人工水道葛洲壩水庫平面示意圖第13頁/共2715專題03人工水道三峽大壩平面示意圖第14頁/共278頁15專題03人工水道三峽大壩平面示意圖第14頁/共27816三峽大壩連續(xù)五級船閘水級劃分示意圖專題03人工水道第15頁/共278頁16三峽大壩連續(xù)五級船閘水級劃分示意圖專題03人工水道17水利樞紐平面布置圖

1-上游引航道；2-下游引航道；3-船閘；4-引航墻；5-導航建筑物；6-上閘首；7-下閘首專題03人工水道第16頁/共278頁17水利樞紐平面布置圖專題03人工水道第16頁/共2718升船機1.升船機（shiplift）是用機械將承船廂或承船車裝載的船舶升降通過航道上有集中水位落差的區(qū)段的過船建筑物。斜面升船機（inclinedshiplift）：用機械驅動承船廂（承船車）沿斜坡軌道移動的升船機。它有干運和濕運之分。干垂直升船機（verticalshiplift）：是裝載船舶的承船廂可垂直升降的升船機。如長江三峽水利樞紐升船機，采用的是平衡重垂直升船機，2.升船機與船閘比較有以下特點：首先，在運駛時基本不耗水，因此對需要節(jié)省水量和需要咸淡、清混分離，防止咸水或濁水的地方，升船機顯得更加優(yōu)越。由于升船機不需要充、泄水，在與承船廂銜接的航道內(nèi)，水面不致產(chǎn)生波動，既改善了船舶在引航道內(nèi)的停泊條件，也降低了引航道的防護要求。其次，由于升降速度遠較船閘灌、泄水速度快，特別是在高水頭，則需建造多級船閘，而升船機只要一級，這就使船舶通過升船機所需時間較通過船閘的時間短。但升船機的建造、安裝和維修復雜，技術水平要求較高。專題03人工水道第17頁/共278頁18升船機專題03人工水道第17頁/共278頁19航道的概念水道中具有一定深度、寬度、彎曲半徑和凈空高度，能供船舶安全航行的水域稱為航道（waterway,navigationchannel）。1.航道分為天然航道和人工航道；2.按使用條件和特性的不同：沿海航道（coastalnavigation）、內(nèi)河航道（inlandwaterway）、山區(qū)航道（mountainchannel）、平原航道（plainchannel）、湖區(qū)航道（navigationchannelinlakearea）、庫區(qū)航道（channelinreservoirarea）、人工航道（artificialchannel）、通航渠道（navigablecanal）、渠化航道（canalizedchannel）3.按我國航道管理的歸屬：國家航道（nationalwaterway）專用航道（special-purposewaterway）地方航道（localwaterway）。4.按內(nèi)河船舶駕駛員習慣：主航道（mainchannel,mainroute）和副航道（sub-channel）。5.季節(jié)性航道（seasonalchannel）：指在特定季節(jié)或特定水位，才能通航的航道6.經(jīng)濟航道（economicchannel）有三種：緩流航道、短捷航道、經(jīng)濟迂回航道。專題04航道概念與航道尺度第18頁/共278頁19航道的概念專題04航道概念與航道尺度第18頁/共2720專題04航道概念與航道尺度內(nèi)河航道尺度航道尺度（channeldimensions）是指一定水位下的航道深度、航道寬度、航道彎曲半徑和通航凈空高度的總稱。1.天然河流航道標準尺度航道標準尺度（standarddimensionsofchannel），又稱航道維護尺度或航道保證尺度，它是指在一定保證率的設計最低通航水位下，為保證標準船舶安全通航，航道所必須維護的最小航道尺度。它包括航道標準深度、航道標準寬度和最小彎曲半徑。

（1）航道標準深度（H）航道標準深度（standarddepthofchannel）又稱最小保證水深，它是設計代表船型在設計最低通航水位時，須保證的航道最小水深。其標準值不小于設計代表船型的最大吃水加上富裕水深。

式中：H——航道標準深度（m）；T——設計代表船型的最大吃水（m）；Δh——富裕水深（m）。第19頁/共278頁20專題04航道概念與航道尺度內(nèi)河航道尺度第19頁/共221航道標準深度示意圖H-航道標準深度；T-設計代表船型的最大吃水；Δh-富裕水深專題04航道概念與航道尺度第20頁/共278頁21航道標準深度示意圖專題04航道概念與航道尺度第20頁221）富裕水深（Δh）及作用富裕水深（under-keelclearance）或稱剩余水深，是指自船舶平板龍骨外緣最低點至相應河底是垂直距離。富裕水深的作用是保證船舶的航行安全。2）確定富裕水深的依據(jù)①船舶航行時，因船體下沉需增加的水深（即動吃水）。可根據(jù)霍密爾公式計算。②保證船舶推進器的安全而增加的吃水；③保證船舶舵效應，以達到操縱靈活、安全而增加的吃水；④為防止船舶因波浪或其它原因偶然觸及河底需增加的水深；一般將第②項至第③項共需增加的水深用表示，其中只需某一項滿足時，另一項也能滿足；⑤頂推船隊編隊后的吃水增值。綜上所述，船舶所需富裕水深為專題04航道概念與航道尺度霍密爾公式第21頁/共278頁221）富裕水深（Δh）及作用②保證船舶推進器的安全而增加233）富裕水深的有關規(guī)定我國頒布的通航標準規(guī)定船舶富裕水深為：沙質(zhì)河床：0.1~0.3m石質(zhì)河床：0.2~0.5m交通部長江港航監(jiān)督局1988年2月25日頒布的《船舶航行長江富裕水深的規(guī)定（試行）》中，對長江枯水期航行船舶富裕水深作了如下規(guī)定：長江船舶：川江富裕水深：不小于0.3m

中、下游富裕水深：不小于0.2m

裝載危險貨物另加0.1m（2）航道標準寬度（B）航道標準寬度（standardwidthofchannel）是指在設計最低通航水位時，設計代表船型或船隊滿載吃水航行所需的航道最小寬度。即整個通航期內(nèi)航道中應保證的最小寬度。1）直線航道寬度計算如圖1-15所示，在內(nèi)河航道中，若不計入風、流壓等外界因素引起船體偏擺的影響，只考慮船舶到航道邊界安全距離d，在雙向航道中，考慮船與船之間的安全距離c，則有：專題04航道概念與航道尺度第22頁/共278頁233）富裕水深的有關規(guī)定專題04航道概念與航道尺度第224航道標準寬度求法專題05航道標準尺度第23頁/共278頁24航道標準專題05航道標準尺度第23頁/共278頁25單線航道寬度

雙線航道寬度

專題05航道標準尺度2）彎曲航道寬度計算可以參照上面方法求。只是上行和下行的漂角不相等。單線航道雙線航道一般規(guī)定由于一般為β30~50,cosβ=0，則上述航道標準寬度計算公式可改寫為：第24頁/共278頁25單線航道寬度雙線航道寬度專題05航道標準尺度2）26專題05航道標準尺度

（3）航道最小彎曲半徑（R）航道彎曲半徑（curvatureradiusofchannel,radiusatbend）是指航道彎曲處,其軸線圓半徑長度，又稱為航道曲率半徑或航道曲度半徑。彎曲系數(shù)（coefficientofcurvature）是指彎曲航道的實際長度與起止點之間的直線長度之比，用K表示。從理論上講，彎曲航道其彎曲系數(shù)往往大于1.5，若在1.0~1.5稱為微彎航道，近似于1.0稱為順直航道。

1）航道最小彎曲半徑：航道最小彎曲半徑是指在設計最低通航水位時，應保證航區(qū)設計代表船型或船隊，下行安全通過彎曲河段所必須的航道彎曲半徑。航道彎曲半徑，從航行圖或航道圖上量取獲得，其方法和步驟如下，如圖1-16所示。

2）彎曲航道加寬（curvewidening）：船舶在彎曲航道中航行，長直的船身與航道中心線的彎曲半徑相切，首尾線偏斜，占用航道寬度較大；同時，由于水流在彎曲航道中作離心運動，漂角增大，航跡帶增寬，為了保證船舶航行安全，彎曲航道需要適當加寬。其加寬值一般采用實船試驗方法來確定，也可以用經(jīng)驗公式計算。如圖1-17所示。第25頁/共278頁26專題05航道標準尺度第25頁/共278頁27專題05航道標準尺度彎曲半徑求法彎曲航道加寬第26頁/共278頁27專題05航道標準尺度彎曲半徑求法彎曲航道加寬第26頁28在OBD中，因此，彎曲航道加寬值表達為：

專題05航道標準尺度第27頁/共278頁28在OBD中，因此，彎曲航道加寬值表達為：292.限制性航道標準尺度（1）運河（包括渠道）圖1-18人工渠道橫斷面尺度示意圖——航道斷面系數(shù)（cross-sectionfactorofchannel）；圖1-14航道斷面系數(shù)示意圖專題05航道標準尺度第28頁/共278頁292.限制性航道標準尺度圖1-18人工渠道橫斷面尺度示303）

（2）跨河建筑物跨河建筑物（river-crossingstructure）包括跨河架空建筑物和跨河水底建筑物。1）跨河架空建筑物①通航凈空高度（navigationclearanceheight）(Hm)：是適應船舶安全通過的最低高度航道部門和橋梁工程部門通常把橋梁或架空電纜下緣最低點到設計最高通航水位（designedmaximumnavigablestage）面的垂直距離，稱為通航凈空高度；航運部門常把跨河架空建筑物的下緣最低點至當?shù)亓闼幻娴拇怪本嚯x，稱為通航凈空高度。富裕凈空高度（surplusnetheight）(ΔHf)是指船舶在通過跨河架空建筑物時，其最高點至跨河架空建筑物的下緣最低點之間的垂直距離，或稱剩余凈空高度或安全系數(shù)。船舶安全通過跨河架空建筑物的計算方法，如圖1-20所示。專題05航道標準尺度凈空高度第29頁/共278頁30（2）跨河建筑物專題05航道標準尺度凈空高度第29頁31HC+ΔHf+H≤Hm式中：Hc——船舶最大水上高度（m）；

ΔHf——規(guī)定富裕凈空高度（m）；

H——水位（m）；Hm——通航凈空高度（m）。例：某輪最大高度為23.5m、首吃水為4.5m、尾吃水為5.3m，當南京水位為8.2m時，該輪能否安全通過南京長江大橋？專題05航道標準尺度解：船舶水上最大高度HC=23.5-4.5=19(m)南京長江大橋規(guī)定富裕凈空高度ΔHf=1.2（m），大橋維修期間還應加上2.0m的腳手架高度，但此處不考慮。南京大橋通航凈空高度Hm=30.03（m）南京當?shù)厮籬=8.2（m）HC+ΔHf+H=19+1.2+8.2=28.4(m)HC+ΔHf+H≤Hm因此，當日船舶能安全通過南京長江大橋。第30頁/共278頁31HC+ΔHf+H≤Hm式中：Hc——船舶最大水上高度（m32通航凈空寬度（navigableclearwidth）(Hm)：是指跨越航道建筑物通航孔相鄰兩墩內(nèi)側，可供設計船舶或船隊安全航行的有效寬度。單向船舶或船隊通過時所需通航凈空寬度的表達式如下：2）跨河水底建筑物跨河水底建筑物是指跨越河道的水下電纜、涵管、管道、隧道等建筑物。一至五級航道應不小于規(guī)劃航道底標高以下2m，六至七級航道不小于1m，直徑較大的須注意不使產(chǎn)生渦流而引起河床的變化。（3）船閘有效尺度1）船閘有效尺度（effectivedimensionsoflock）：是指船閘閘室內(nèi)能夠滿足設計通航標準的有效尺度。該尺度包括船閘有效長度、閘室有效寬度、門檻水深和凈空高度。①船閘有效長度（effectivelengthoflock）：是指閘室內(nèi)允許船舶（隊）安全停泊的長度。船閘有效長度按下試計算：專題05航道標準尺度第31頁/共278頁32通航凈空寬度（navigableclearwidth33②閘室有效寬度（effectivewidthoflock）：是指閘室或閘首邊墩墻迎水面最突出部分之間的最小距離。為過閘設計代表船型或船隊最大總寬度加富裕寬度，按下試計算：③門檻水深（waterdepthabovesill,locksignificantdepth）是指設計最通航水位至門檻頂部的垂直距離。按下試計算：2）船閘富裕尺度船舶過閘時應根據(jù)閘室中的尺度來決定船舶（隊）的最大或限制尺度，并考慮船舶左、右兩舷與首尾的富裕距離或安全距離。其富裕尺度，見表1-8。長江上游已建葛洲壩水利樞紐和在建三峽水利樞紐船閘和升船機有效尺度，見表1-9；船舶（隊）通過葛洲壩船閘限制尺度，見表1-10專題05航道標準尺度第32頁/共278頁33②閘室有效寬度（effectivewidthof34三、內(nèi)河航道等級1.內(nèi)河航區(qū)分級規(guī)范（1）內(nèi)河航區(qū)級別1）根據(jù)水文和氣象條件，將內(nèi)河船舶航行區(qū)域劃分為A、B、C三級，其中某些水域，依據(jù)水流情況，又劃分為急流航段，即J級航段。2）航區(qū)級別按A級、B級、C級高低順序排列，不同的J級航段分別從屬于所在水域的航區(qū)級別。（2）內(nèi)河航區(qū)劃分標準1）各級航區(qū)的計算波浪尺度和波高范圍，見表1-11。2）在峽谷河流中，灘上流速超過3.5m/s的航段，定為急流航段。3）急流航段按灘上流速大小劃分：J1級航段——航區(qū)內(nèi)灘上流速為5m/s以上但不超過6.5m/s的航段；J2級航段——航區(qū)內(nèi)灘上流速為3.5m/s以上至5m/s的航段。4）航區(qū)級別劃分未考慮局部地區(qū)出現(xiàn)的特殊暴風、臺風、潮汐及山洪爆發(fā)的影響，船長應注意航區(qū)水文和氣象的變化，謹慎駕駛。（3）內(nèi)河航區(qū)劃分如書。專題05航道標準尺度第33頁/共278頁34三、內(nèi)河航道等級專題05航道標準尺度第33頁/共27352.內(nèi)河通航標準（navigationstandartsofinlandwaterway）

《標準》將通航載重量50t級至3000t級駁船的航道依次分級為七級。每級有幾種船隊形式，以適應廣泛的需要。具體河流的航道等級，應在近、遠期規(guī)劃的基礎上通過技術經(jīng)濟論證選定。凡不易擴建或改建的永久性工程應按核定的遠期航道等級執(zhí)行。（1）船型船隊的確定

1）一至五級航道以分節(jié)駁頂推為代表性船型船隊；六至七級航道以拖帶、機動駁頂推和分節(jié)駁頂推為代表性船型船隊。

2）表1-12所列船型主要尺度，在船舶設計建造時允許做少量調(diào)整。但所組成的船隊須適應《標準》所規(guī)定的各項通航尺度。

3）表列吃水是標準載重量時的數(shù)值，其最大吃水和最大裝載量可根據(jù)具體航道、水文及運輸?shù)葪l件確定。（2）主要通航尺度標準1）內(nèi)河航道、船閘、水上過河建筑物通航孔凈空的主要通航尺度按表1-12執(zhí)行。2）橋梁及其它水上過河建筑物的通航凈空范圍按表1-13執(zhí)行。（3）通航水位的確定通航水位包括設計最高通航水位（designedminimumnavigablestage）和設計最低通航水位（designedmaximumnavigablestage），它是各級航道設計代表船型或船隊正常運行的航道維護管理和有關工程建筑物的水位設計依據(jù)。

專題05航道標準尺度第34頁/共278頁352.內(nèi)河通航標準（navigationsta36Chaptertwo水文要素水文要素第35頁/共278頁36Chaptertwo水文要素水文要素第35頁/共2737專題06水位一、水位的基本概念河道中某時某地的自由水面至某一基準面的垂直距離，稱為水位（waterstage,waterlevel）。單位用“m”表示。如圖2-1所示。第36頁/共278頁37專題06水位一、水位的基本概念第36頁/共278頁38專題06水位1.水位基準面(waterstageplane)用于起算水位值的基準面稱為水位基準面。由于該基準面的水位值為零，故又稱為水位零點。根據(jù)需要的不同，水位零點又分為基本零點和當?shù)亓泓c。（1）基本零點（basiczero,fundamentalzero）以某一河口附近海域的某一較低的海平面作為零點，稱為基本零點，又稱絕對零點或絕對基準面。（2）當?shù)亓泓c（localzero）以當?shù)貧v年來最低水位或接近于該水位的水平面作為零點，稱為當?shù)亓泓c,又稱測站零點，或各港零點。1）重慶—宜昌段用的當?shù)亓泓c叫水尺基準面”或叫“航行水尺零點(navigationwatergaugezero)

。它是以當?shù)囟嗄昶骄羁菟凰孀鳛榱泓c起算的。2）宜昌—江陰段用的當?shù)亓泓c叫航行深度基準面”或叫“航行基準面(navigationsealeveldatum)。它是以歷年來大略最枯枯水面作為基點起算的，是當?shù)卦O計的最低通航水位。3）江陰—吳淞口段用的當?shù)亓泓c叫理論深度基準面(theoreticalsealeveldatum)。它是以理論上推算出該河段的最低低潮面為零時的基準面，它相當于歷年來平均最低低潮面。（3）基本零點與當?shù)亓泓c的關系第37頁/共278頁38專題06水位1.水位基準面(waterstage39專題06水位絕對水位=當?shù)厮?高程差絕對高程=相對高程+高程差〔例〕已知某日重慶的當?shù)厮粸?.20m，試求當日重慶的吳淞水位？解：因為重慶的吳淞高程為160.20m所以重慶的吳淞水位為7.20+160.20=167.40m二、水位與水深1.

水深（waterdeeps）從水表面至水底的垂直距離稱水深。某一基準面至河底的深度稱為圖示水深，或圖注水深。該基準面稱為深度基準面，又稱為繪圖基準面。以基準面為零值，凡在基準面以上的水深取負值，一般稱為干出高度(dryingheight)，凡在基準面以上的水深取正值，稱為深度(depth)，如圖2-3所示。當?shù)亓泓c與基本零點關系第38頁/共278頁39專題06水位絕對水位=當?shù)厮?高程差當?shù)亓泓c與基第40專題06水位圖2-3水深與水位關系1.實際水深的求法為便于計算，我國內(nèi)河的水位和水深基準面已統(tǒng)一。其關系式為：實際水深=圖示水深±水位值當某些河流的水位基準面與繪圖基準面不一致時，如圖2-4所示，其關系式為：實際水深=圖示水深±水位值±Δh式中Δh—水位零點與繪圖基面的高程差，當繪圖基面高于水位零點時為負值，反之為正值。圖2-4實際水深求法示意圖1-水位基準面，2-圖注水深，3-水位數(shù)，4-差值（?h），5-繪圖基準面第39頁/共278頁40專題06水位圖2-3水深與水位關系1.實際水深的41專題06水位〔例1〕已知長江某處礁石的圖示水深為零下1.2m，當時當?shù)厮粸?.0m，求礁石上的實際水深是多少？若某輪首吃水為4.5m，尾吃水為5.0m，當?shù)厥Ｓ嗨钜?guī)定為0.3m，問該輪能否從礁石上安全通過？解：該礁石的實際水深（H）=圖注水深±水位值

=1.2+4.0=5.2m

船舶通過時需要最小安全水深（h）=船舶最大吃水+剩余水深=5.0+0.3=5.3m

因為H＜h，所以，該輪不能從礁石上安全通過。

〔例2〕已知某地水位基準面的黃海高程為80m，而該地的繪圖基準面的黃海高程為81m，又知該地的當?shù)厮粸?0m，該地圖示水深為零上2m，則該地水位和繪圖基準面之間的高程差和當?shù)貙嶋H水深分別為多少？解：Δh=當?shù)亓泓c高程－繪圖基準面高程=80－81=－1m

當?shù)貙嶋H水深=當?shù)厮弧浪恢怠捆=10－2－1=7m

求某處實際水深利用其航行時要注意：（1）

沖淤變化較大的河段，因圖注水深僅代表航行圖出版時的情況，故利用圖注水深求實際水深，可能與實際情況不符僅作參考。（2）沉船等障礙物，殘存河底上時間已久，也會有變動現(xiàn)象。

第40頁/共278頁41專題06水位〔例1〕已知長江某處礁石的圖42專題06水位（3）暗礁一般比較穩(wěn)定，但其面上與周圍往往淤積一層泥沙，改變了原有的高度，航行時應放大剩余深度，以保安全。三、水位管轄的方法每條較長的河流，從上游至下游各地高程差異很大，常分成若干管轄段，每段用一個水位表示，這樣就能較為正確地反映各段的實際水面位置和推算各段航道內(nèi)的實際水深，這個水位就叫做該段的關系水位（correlatedwaterlevel）。內(nèi)插法求實際水深：[例]某地航行圖上水深為3．4m，求某月某日實際水深。推算前，先查得某地的上下港埠當天水位，如在漢口與黃石之間，該日漢口水位為8．99m，黃石水位為8．78m。漢口至黃石間距133km。某地至黃石間距為35km，某地至漢口間距為98km。漢口與黃石水位落差為0.21m.解：某地與黃石水位差為：(0.21/133)×35=0.06m

某地與漢口水位差為：(0.21/133)×98=0.15m

用上港埠漢口求某地實際水深：8.99－0.15＋3.4=12.24m

用下埠港黃石求某地實際水深：8.78+0.06+3.4=12.24m

第41頁/共278頁42專題06水位（3）暗礁一般比較穩(wěn)定，但其面上與周圍往43專題07水位與航行關系四、水位期的劃分水位期(waterlevelperiod)是指出現(xiàn)某一水位值這段時期，如出現(xiàn)、洪及中水位這段時期就叫枯、洪及中水位期。典型水位名稱示意圖五、影響水位變化的因素1．河水補給的影響2、風的影響3、潮汐的影響4、冰的影響5．河槽寬窄、深淺的影響6．支流水位變化的影響第42頁/共278頁43專題07水位與航行關系四、水位期的劃分典型水位名稱44專題07水位與航行關系六、水位變化與船舶航行的關系水位期不同，航道尺度、供船舶定位的目標就發(fā)生變化，影響著船舶航行安全。1．枯水期(lowwaterperiod)，有良好的按形憑借，天然標志多；流速慢，不正常水流減少；航道尺度減少。但槽窄水淺，礁石外露，會讓困難。不慎會吸淺吃沙包，擱淺觸礁。2．洪水期(floodperiod)，航道尺度大，但岸坪淹沒，引航中失去極其重要的岸形憑借，人工標志也常漂失移位，流速大，不正常水流增多，航行操作難度大。3．中水期(medianwaterperiod)，一般來說是航道的黃金水道。由于不同水位期，航行條件各異，引航和操作方法也不一樣，駕駛人員應密切注意水位的變化情況。七、船舶駕駛員了解水位的目的1．水位變化直接影響航道尺度，特別是航道水深、船舶可據(jù)此決定載量和調(diào)整吃水。2．水位變化影響著設標水深，根據(jù)水位漲落的情況還能預計航標可能產(chǎn)生變化和航槽是否改變。3．根據(jù)水位變化航路選擇也不同，引航操作方法也可能作相應的改變。4．水位變化影響流速和流態(tài)，而且流速會影響航速，流壓會使船位偏移，流態(tài)紊亂時會影響船舶操縱，均要采取相應的操作措施加以克服。第43頁/共278頁44專題07水位與航行關系六、水位變化與船舶航行的關系45專題07水位與航行關系5．水位變化關系到礁石，沉船障礙物等礙航程度及碼頭水性變化。

6．由于水位影響航速，能根據(jù)不同水位預計運行時刻和決定使用車速大小。

7．不同的水位大橋通航橋孔，通航高度及通航船隊尺度的規(guī)定有所不同；架空電纜的通航高度也有所不同。

8．

選擇錨地時既要考慮船舶吃水，錨地水深，也要考慮水位漲落帶來的影響。

9．長期記錄水位，還能分析水位漲落的趨勢，航道有否淤沙或走沙的可能，以便采取相應的措施。

10．船舶在山區(qū)河流航行，上行船可根據(jù)水位確定自行通過灘糟的能力。八、水位通電與水位觀測

1．水位通電當汛期洪峰到來，水位高漲到某一水位界限，再上漲將嚴重威脅沿岸堤防和建筑物以及人民生命財產(chǎn)的安全時，定為“警戒水位(warningwaterlevel)”。各主要城市的水利及航道、航運部門每天按規(guī)定時間將主要各港（站）的水位及漲落情況通過廣播電臺、電視臺和電訊臺發(fā)布水情預報。這種發(fā)布水位情報的形式，稱為水位通電（報）。

2．水位觀測第44頁/共278頁45專題07水位與航行關系5．水位變化關系到礁46專題07水位與航行關系3．水位資料的整理（1）水位過程線(curveofwaterlevel)水位過程線是水位隨時間而變化的過程線。以水位為縱坐標，時間為橫坐標，將逐日（時）平均水位點依次連接繪諸坐標點，即為水位過程線,如圖2-7所示。（2）水位歷時曲線(stagedurationcurve)水位歷時曲線，是表示一年中各級水位經(jīng)歷時間的長短曲線。繪制方法是，先將一年（或多年）內(nèi)各逐日平均水位按大小順序分級排列，找出各級水位出現(xiàn)的次數(shù)，根據(jù)其次數(shù)算出相應頻率，填制水位頻率表。然后以縱坐標表示各級水位的平均數(shù)據(jù)，橫坐標表示頻率（以百分比表示，根據(jù)頻率表在圖上列出點子，連成曲線，即為水位歷時曲線（或多年平均保證率曲線）。水位過程線水位過程線與歷時曲線圖第45頁/共278頁46專題07水位與航行關系3．水位資料的整理水位過程線47專題08比降任意兩端點間的高程差與兩點間的水平距離之比稱比降（gradient）。其值甚小，一般用千分比（‰）或萬分比表示。河流的比降：河底（或床面）比降和水面比降。河底比降——用以表示河床縱斷面地形的變化；水面比降(surfacegradientofstream)——河流中任意兩端點間的瞬時水面高程差與其相應距離之比，用以表明河流全程或分段的水面坡度，故又稱水力坡度，通常說的河流比降就是河流水面比降，它可分為縱比降與橫比降。一、

縱比降1．縱比降的概念在河流中上下游任意兩點的高程差與其相應流程的水平距離的比值,稱為縱比降（longtitudinalgradient）。河流中某河段兩端的水面高程差叫水面落差(streamfall)。河源和河口兩處之間的水面高程差，叫水面總落差。故縱比降又定義為水面落差與河長之比。

第46頁/共278頁47專題08比降任意兩端點間的高程差與兩點間的水平距離之48專題08比降水面呈折線時的縱比降圖2．影響縱比降變化的因素（1）河槽床面縱比降的影響（2）水位的影響（3）河槽斷面的影響（4）干支流匯合的影響（5）潮汐的影響風的影響3．縱比降對船舶航行的影響縱比降增大，流速增大，航行困難。水面近似于直線時的縱比降當河段縱斷面上水面近似于直線時的縱比降：

當河段縱斷面上水面線呈折線或曲線時，可先分若干段，再按下式計算。第47頁/共278頁48專題08比降水面呈折線時的縱比降圖2．影響縱比降變化49專題08比降

二、橫比降河流中橫斷面兩端點的水面高程差與相應河寬的比值稱為橫比降（traversegradient）可用下式表示：橫比降示意圖第48頁/共278頁49專題08比降二、橫比降橫比降示意圖第48頁/共250專題08比降1.產(chǎn)生橫比降的原因(1)慣性離心力的影響在順直河段上，作用在水質(zhì)點上的重力G等于水質(zhì)點的質(zhì)量和重力加速度g的乘積即G=mg。如果不計算其他因素的影響，橫斷面的水表面處于水平狀態(tài)ab,如圖2-12所示。在彎曲的河道，作用于水質(zhì)點上的力除重力外，還有慣性離心力f，可用下示表達：假定水流沒有內(nèi)摩擦阻力，并忽略不計水流底部的摩擦阻力，則圖2-15中r為f和G的合力。在離心力的作用下，部分水質(zhì)點向凹岸推移，由此產(chǎn)生橫比降，水面成cd位置，與合力r方向垂直。橫比降的大小可以由下式求得：由圖可見，三角形dob和三角形dce相似，且ce邊等于河床寬度B。根據(jù)三角形相似的原理，可以得出的另一個表達式：△h=V2/Rg×B

如果河寬100m，流速2m/s，彎曲半徑200m，根據(jù)上式計算，凹岸水位的升高約20cm。第49頁/共278頁50專題08比降1.產(chǎn)生橫比降的原因△h=V2/Rg×B51專題08比降離心力對橫比降影響

（2）水位急漲急落的影響水位漲落對橫比降影響a)水位急漲時b)水位急落時第50頁/共278頁51專題08比降離心力對橫比降影響（2）水位急漲急落的52專題08比降（3）地球自轉偏心力的影響下面我們來研究北半球的兩條河流如圖2-13所示。結論：與河流的地理走向無關，在北半球的河流中，水質(zhì)點所受到的自轉偏向力總是自左指向右的，造成右岸水面高于左岸水面，橫比降由右岸指向左岸，水流長期沖刷右岸，故大多數(shù)右岸高陡，節(jié)點較多，左岸沉積沙灘。南半球相反?？剖狭M比降的影響（4）風的影響當風向與流向成一定交角時，也會產(chǎn)生橫比降，其影響程度視交角及風力大小而定。2.產(chǎn)生橫比降的河段（1）彎道凹岸彎頂附近水面高于凸岸；（2）突出的岸嘴，河心石梁等障礙物阻水挑流；（3）滑梁地段；（4）分汊河段及干支流匯合處；（5）河槽縮窄處，水流集中變形或嘴下展寬段，水流分離擴散，產(chǎn)生橫向水流。（6）凡存在環(huán)流，產(chǎn)生橫向水流的地段。此外，在特殊條件下，下游水位高于上游水位，形成河水倒流現(xiàn)象，這時兩端點間的水面高程差與相應流程水平距離之比，稱反比降（reversegradient）。第51頁/共278頁52專題08比降（3）地球自轉偏心力的影響科氏力對橫比降53專53題09流速流量流向一、流速1．流速（velocity）的基本概念水質(zhì)點在單位時間內(nèi)沿某一特定方向移動的距離，稱流速。河水流速單位用m/s,海水流速單位用Kn。流速就時間和運動狀態(tài)來講，有瞬時流速u,脈動流速u′和時均流速之分，其關系為u=u′±

。如圖2-15所示。瞬時流速系指某一瞬間的流速，它時大時小很不穩(wěn)定；時均流速系指在一段時間內(nèi)流速的平均值；脈動流速系指瞬時流速與時均流速的差值；流速就空間來講有點流速、垂線流速和斷面流速之分。點流速系指水流中某一固定測點的水流速度；垂線流速系指從水面至河底沿鉛垂線上各點流速的總稱。垂線流速與斷面流速一般均取其平均值。流速的大小通常用謝才公式來表示：流速第52頁/共278頁53專53題09流速流量流向流速第52頁/共278頁54專題09流速流量流向2．天然河流中的流速分布（1）流速的平面分布，如圖2-15所示。1）在河底兩岸附近，流速最??；2）水面流速從兩岸最小處向最大水深處增大；3）陡岸邊或靠近凹岸邊流速大，坦岸邊或靠近凸岸邊流速小。

流速平面分布a)在順直河段中，b)在急彎河段中第53頁/共278頁54專題09流速流量流向流速平面分布第53頁/共55專題09流速流量流向（2）流速的垂直分布流速沿深度的垂直方向上分布，叫垂線流速分布，以水流H為縱坐標，點流速V為橫坐標，連接各點流速向量的末端，可得垂線流速分布圖。1）天然河流的一般河段，垂線流速分布曲線多呈拋物線或對數(shù)曲線形式，一般河底的流速近于零，垂線平均流速與離水面2/3H處的點流速相等，最大流速位于離水面1/3H深度范圍內(nèi)。垂線流速分布2）

河底有隆起的障礙物時，垂線流速分布曲線在障礙物頂部附近向下開始急劇收縮，而向上急劇增大，最大流速位置較一般河槽偏深一些，河底流速可能近于零。河底有障礙物的垂線流速分布第54頁/共278頁55專題09流速流量流向（2）流速的垂直分布垂線流速56專題09流速流量流向2）在深槽中或淺灘上，深槽比淺灘的深度愈大，則深槽中的流速分布曲線愈向下愈彎曲，最大流速接近水面，而淺灘上的最大流速則距水面較深。深槽與淺灘垂線流速分布4）當河流封凍時，流水像被限制在水管中流動著，由于冰蓋底面粗糙度影響，使最大流速從表面向深處移動，冰蓋底部愈粗糙移動的距離也愈大。

河流封凍時垂線流速分布第55頁/共278頁56專題09流速流量流向2）在深槽中或淺57專題09流速流量流向

4.在不同水位期的分布（1）枯水期：深槽處過水斷面大，流速小；而淺灘則相反，流速大。因為這時淺灘好似溢流壩，提高了水面比降，使流速增加。（2）洪水期：深槽處流速大，淺灘上流速小。因深槽處一般常是彎窄或峽谷河段，洪水期流速激增與過水斷面的增加不想適應時，水流壅阻不暢，比降與流速皆增大。而淺灘段，一般是河槽展寬段，汛期泄水斷面增大，比降與流速皆減小。當河槽寬窄不一，狹窄處流速大，寬闊處流速較小。這種情況在高水位時更為顯著。3.水流動力曲線（dynamicaxisofflow）河流中各過水斷面上最大流速點的連線，稱水流動力軸線，又稱主流線，如圖2-21所示。它溪線（河床各橫斷面最大水深點的連線，又稱深泓線）在平面上投影基本一致，在河彎處靠近凹岸；在洪水期，河槽內(nèi)障礙物相繼淹沒，控制水流能力減弱，水流依其運動慣性水流動力軸線取直循河心而下，故其有“枯水傍岸，洪水趨中”之說。水流動力曲線第56頁/共278頁57專題09流速流量流向4.在不同水位期的58專題09流速流量流向二、流向水流質(zhì)點的運動方向，稱流向（flowdirection）。下面介紹常用的幾種目測方法。1.根據(jù)水面漂浮物的運動方向，判斷該處表層水流的流向。2.根據(jù)水流流經(jīng)航標時，觀察標船的船向及其尾部水流跡線的方向。3.船舶拋單錨時，觀察錨鏈及船舶的首尾方向。4.從河岸岸形判斷，在順直河段，流向基本與岸形平行一致；彎曲河段，一般是凸岸水勢高，凹岸低，水流掃彎，水流從凸岸流向凹岸。彎頂以下，由于超高現(xiàn)象，水流自凹岸流向凸岸。5.根據(jù)河岸水生植物被水流沖擊的傾倒方向而判斷流向。6.在寬闊或水流較緩的河段，不易識別流向時，可根據(jù)船舶壓舵的情況及偏航的程度或前船尾跡線水流的偏擺來估計流向。三、流量1.流量的概念單位時間內(nèi)通過河槽某過水斷面的水量，稱流量(discharge)。單位以m表示。按時段不同可分為瞬時流量，日平均流量、年平均流量等。

2、流量與水位的關系河流水位的變化主要取決于流量的增減，在同一斷面上通過的流量愈大，則水位愈高，反之則變低。第57頁/共278頁58專題09流速流量流向二、流向第57頁/共278頁59專題10流態(tài)(1)水流運動的形態(tài)稱流態(tài)（flowpattern,flowstate），通常所指的流態(tài)是水流的表面形態(tài)。一、主流與副流流態(tài)從宏觀角度看，可分為主流和副流兩種流態(tài)。1．主流(mainstream,threadofchannel)河流中的水體，有部分沿河槽軸線總的方向流動，面流層流線基本平行運動，這部分水流稱主流。它是在重力作用下產(chǎn)生的。2．副流(secondaryflow)河流中除主流外，各種規(guī)模較大、范圍較廣、力量較強的繞豎軸或橫軸或斜軸等形式旋轉的水流，即內(nèi)部旋轉的或橫向流動的或上升的水流，統(tǒng)稱為副流。

環(huán)流大致有以下幾種形式：

(1)雙向環(huán)流two-waycircularflow1）水面對流、水底背流

2)水面背流、水底對流水面對流水面背流第58頁/共278頁59專題10流態(tài)(1)水流運動的形態(tài)稱流態(tài)（flowp60專題10流態(tài)(1)（3）混合環(huán)流(compositecircularflow）(2)單向環(huán)流(one-waycircularflow）第59頁/共278頁60專題10流態(tài)(1)（3）混合環(huán)流(composite61專題10流態(tài)(1)二、層流與紊流層流(laminarflow)

紊流(turbulentflow)三、面流流態(tài)從船舶駕駛角度出發(fā)，著重講述對船舶運動產(chǎn)生作用和影響的各種表層的水流流態(tài)。1．主流(mainstream)河槽中表層流速較大并決定主要流向的一股水流稱主流。

（2）主流對船舶航行的影響主流是選擇航路的依據(jù)，由于主流帶有寬、窄、彎、直、急、緩，隨河槽形態(tài)的變化而變化。在寬闊順直河段，下行船舶應“認主流、走主流”，上行船舶應“認主流、丟主流”，利用主流以提高航速；在彎曲狹窄河段，主流帶隨河形彎曲，主流兩側出現(xiàn)橫向分速水流掃彎而成強橫流，同時出現(xiàn)了流勢高低。一般指向凸岸一側橫向分速較低，為高流勢側。因此，無論上下水航行，應將航路（航跡線）選擇在主流上側航行，即稍靠凸岸一側航行。流態(tài)從微觀角度看，可分（1）主流位置判斷的方法岸形陡緩河道彎直水面色澤、波紋第60頁/共278頁61專題10流態(tài)(1)二、層流與紊流流態(tài)從微觀角度看，可62專題10流態(tài)(1)2．緩流（tranquilflow）主流兩側流速較緩的水流稱緩流。3．急流（rapidstream）與埂水(ridgedflow)急流與埂水縱斷面示意圖，急流與埂水平面示意圖1-急流段，2-埂水段

急流和埂水對船舶航行的影響上行船舶出角轉嘴，船首到達埂水的所在處習稱“抵埂(arrivingatridgeshapeflow)”。上行船舶抵埂后停滯不前，習稱“吊埂(ship’sstagnationonridgedflow)”。船舶出現(xiàn)吊埂時，將船首徐徐外揚，繼而調(diào)順船身，使船尾擺脫埂水以外習稱“撂埂(sternturningoutsideofridgeshapeflow)”。第61頁/共278頁62專題10流態(tài)(1)2．緩流（tranquilflo63專題10流態(tài)(1)

4．回流(returnflow)同主流流向相反的回轉倒流稱回流。因長江走向是自西向東，故長江的回流又稱“西流”。

將沱區(qū)各斷面流速為零的諸點連接起來就成為順流與逆流的分界面，稱為不連續(xù)面。該面并不穩(wěn)定，常分裂成連串的小形漩渦，故又稱為沱楞(smoothflowbesideslackstream)。（2）

回流出現(xiàn)的地段（1）回流產(chǎn)生的原因第62頁/共278頁63專題10流態(tài)(1)4．回流(returnflow64專題10流態(tài)(1)打張（bowoutwarddeflection）挖岸（bowcollisionagainstbank)（3）回流對船舶航行的影響

1）

對上行船舶航行的影響上行對面積大而力量弱的回流，上行船可適當利用，以增大航速，提高船舶的過灘能力。對回流面積小，力量強的回流區(qū)，上行船舶應避開航行。第63頁/共278頁64專題10流態(tài)(1)打張（bowoutwardde65專題10流態(tài)(1)2）

對下行船舶的影響在航道條件允許的情況下，下行船舶應避開回流區(qū)航行，以提高航速。若在急彎河段中航行，可利用嘴下回流出水作為支撐點直外舵提尾順向，縮小航跡帶寬度，達到掛高及船向與岸形、流線順向的目的。“吊鉤”，如圖2-31a)所示?！按驑尅?如圖2-31b)所示。以上合稱“吊鉤打槍（broachingandrushingobliquelytoshoreorreturnflowarea）”。打槍吊鉤第64頁/共278頁65專題10流態(tài)(1)2）

對下行船舶的影響打66專題10流態(tài)(1)

若下行船舶，在旋旋半徑不足的狹窄水域中掉頭時可采用船首插回流末端（上蕩）的方法，利用回流出水，增大船舶的旋轉力矩，縮小旋回圈半徑，迅速完成掉頭過程，如圖2-32所示。利用回流掉頭橫流

1-斜流2-出水3-掃彎水

4-背腦5-內(nèi)拖水6-滑梁水第65頁/共278頁66專題10流態(tài)(1)若下行船舶，在旋旋67專題11流態(tài)(2)5．橫流(crossflow)凡水流流向與河槽軸線成一交角具有橫向推力的水流統(tǒng)稱為橫流。如流向與船舶航線成一交角的水流，對船舶也能起到橫流的作用。（1）橫流按成因可分為三類（2）橫流按出現(xiàn)的地段和對船舶航行的影響，可分為以下幾種，如圖2-33所示。1）斜流(obliqueflow)2）出水(floatingupwardtosurface)又稱“護岸水”或“護岸泡”。3）背腦水與披頭水(flowrushingupwardtoshoreindentation)4）內(nèi)拖水(strongflowrushingtoshorefromrivercenter)5）掃彎水(bend-sweepingflow)6）滑梁水(overflowaboveledge)

挑流(transverseflowbesideobstruction)吸入流suctioncurrent推壓流flowrushingupwardtoshoreindentation第66頁/共278頁67專題11流態(tài)(2)挑流(transverseflow68專題11流態(tài)(2)（3）橫流對船舶航行的影響橫流具有較強的橫推力，對航行中的船舶產(chǎn)生強烈的水動力作用。由于橫流形成的原因及其作用于船體部位不同，因而引起船舶偏轉或橫移的狀況也不一樣。按對船舶的航行影響可將橫流分為局部橫流與橫流場。1)

局部橫流對船舶航行的影響局部橫流多以高流束出現(xiàn)，使船體局部受流力而產(chǎn)生偏轉或漂移。措施：一舵變?nèi)?，四舵還原，如圖2-34所示。

橫流場中船舶漂移局部橫流對船舶影響第67頁/共278頁68專題11流態(tài)(2)（3）橫流對船舶航行的影響橫流場中69專題11流態(tài)(2)1）

橫流區(qū)（場）對船舶航行的影響當橫向水流的水域大于一個大型船隊的長度時，可視為橫流區(qū)。如圖2-35所示。措施：修正航向，消除流壓差法。加車迎流，達到減小流壓差，增大舵效，提高船舶操縱靈活性的效果。

6、泡水(bubblingflow)一種自水下向水面翻涌，中心隆起并向四周輻射擴散的水流稱泡水或稱“上升流”。

1）泡水的成因（2）泡水的分類

1）枕頭泡（ellipticalbubblingflow）2）困堂泡(bubbleinjectiontoshore)3）分界泡(boundarybubble)4）攔馬泡(strongbubblewater)5）上泡與下泡6）分逕泡

泡水第68頁/共278頁69專題11流態(tài)(2)1）

橫流區(qū)（場）對70專題11流態(tài)(2)7）臥槽水（flowatsagbetweentwobubblingcurrents)。

8）沙泡

9）冷泡(variablebubblingflow)

（3）泡水對船舶航行的影響泡水具有較集中的橫推力，對船體一側具有顯著的水動力作用，使船舶發(fā)生橫傾、偏轉和橫移。因此，無論上、下行船舶在遇強大泡水或泡群時，應盡量避開航行；若當泡水阻擋航路時，應以適當方式用舵乘迎，以騎泡(steamingthroughtheboilinglikewater)、穿泡或旁泡而過，如圖2-38所示。旁泡而過可采用一泡四舵騎泡穿泡旁泡第69頁/共278頁70專題11流態(tài)(2)7）臥槽水（flowat71專題11流態(tài)(2)7、花水(rips)水流受阻后降速增壓所產(chǎn)生的上升流較弱，水面呈現(xiàn)紊亂或是鱗狀的水紋稱花水。（1）深水花水（deepwaterrips)（2）淺水花水(shallowwaterrips)深水花水淺水花水第70頁/共278頁71專題11流態(tài)(2)7、花水(rips)深水花水淺水花72專題12流態(tài)(3)8、漩水(eddyflow)由外向內(nèi)，自上而下，水面中心下陷的旋轉水流稱漩水。（1）漩水的成因（2）漩水的特征漩水及其附近的流速、壓力分布存在著特殊性。流速由漩水邊緣向漩渦中心逐漸加大，以渦心邊緣流速最大，在渦心的水流線速度則反而減小，水流匯集作下沉運動，壓力也隨之降低，如圖2-41所示。

漩水漩水流速流壓分布第71頁/共278頁72專題12流態(tài)(3)8、漩水(eddyflow)（273專題12流態(tài)(3)3）漩水對船舶航行的影響漩水對船舶的操縱性影響極大，因為漩水存在著流速壓力梯度，船舶從漩水一側駛過時會發(fā)生大角度橫向傾斜；若從中心穿過，則發(fā)生較大縱搖，且船首沉入水中產(chǎn)生強烈的扭擺和嚴重的起伏，強大的漩水將使船舶失控。因此，無論上、下行船舶在駛經(jīng)大的漩水時，應盡可能繞開航行，若航道條件限制，漩水阻擋航路時，必須把航路選擇在順漩水旋轉方向一側，使船位處于漩水的高水勢，并在水流作旋轉運動時的離心力作用下，船體不易陷入漩渦中心，此種操作方法稱為“上順漩”或稱“攆漩（sailingdirectionwitheddyedge）”。攆漩sailingdirectionwitheddyedge第72頁/共278頁73專題12流態(tài)(3)3）漩水對船舶航行的影響攆漩sai74專題12流態(tài)(3)9．夾堰水（disorderedcurrentatjunctionoftwoflowsofdifferentdirections）兩股不同流向的水流匯合時相互撞擊，在交界面上呈現(xiàn)渦流浪花的帶狀水流稱為夾堰水。微弱的夾堰水，習稱“眉毛水(weakandslowobliqueflowinturbulentwater)”。（1）夾堰水的形成及出現(xiàn)的地方夾堰水第73頁/共278頁74專題12流態(tài)(3)9．夾堰水（disordered75專題12流態(tài)(3)（2）夾堰對船舶航行的影響在急流灘，夾堰水內(nèi)側有較寬的緩流帶時，上行船舶可循夾堰內(nèi)側緩流航行，以避開河心高速水流及陡比降，以提高航速和過灘能力；較強的夾堰水伴有泡漩亂流，流速流壓梯度差大，船舶航經(jīng)夾堰水時，船向極易偏擺，船身顛簸起伏，甚至出現(xiàn)歪船扎駁，而且在夾堰處還會激起經(jīng)久不息的大浪，危及他船航行安全，船舶必要時應繞開航行或減速通過，防止浪損事故發(fā)生。10．旺水(backwater)水流受礁石、流壩或水工建筑物阻擋，在其下游形成的回流、泡漩、夾堰水及緩流等水流的總稱為“旺水”。這個局部區(qū)域稱“旺水區(qū)”。接旺（sailinginslowstreamarea）貪旺(runningintoinnerpartofreturnflowarea)搶旺旺水(backwater)第74頁/共278頁75專題12流態(tài)(3)（2）夾堰對船舶航行的影響第74頁76專題12流態(tài)(3)11．走沙水(sand-scouringflow)汛末，水位下退，水流歸槽，沖刷淤沙使其附近和下游段水流極為混濁，呈棕黑色，或出現(xiàn)間歇性的黑沙泡，這種水流稱“走沙水”。（1）走沙水的水文特征走沙時在走沙區(qū)外緣及下游段出現(xiàn)白色水泡沫，集聚一線或隨主流分散下流；水流含沙量重，流速大，沖刷力強，水色渾濁，呈深褐色或暗黑色，并伴有沙泡、沙漩；因水流湍急，在浮標尾部出現(xiàn)很長的暗黑色沙浪，并易造成浮標移位或流失。（2）對船舶航行的影響走沙水因水流含沙量激增，水流湍急，流態(tài)變壞，在其下游段激起沙浪，船舶航行的水阻力增大，航速下降，舵效降低，故上下行船舶均應增大車速，克服航行阻力，提高操縱靈活性。12．兩蕩水（chain-likeeddywater）河槽內(nèi)同一地點的水流流向作間歇性變換，時而是順流，時而是回流，稱“兩蕩水”。當碼頭附近有兩蕩水時，它對船舶的靠離作業(yè)有較大的影響。13．剪刀水(shearflow)急流灘灘舌處因兩岸對峙的岸嘴挑流而形成相對的兩道水埂，狀如剪刀，故稱“剪刀水”。14．兩來水(convergingcurrent)在水流湍急的兩河交匯區(qū)域所產(chǎn)生的泡、漩、波浪等紊亂水流稱“兩來水”。船舶通過往往發(fā)生橫傾，航向不穩(wěn)定，甚至造成船舶斷纜散隊的事故。第75頁/共278頁76專題12流態(tài)(3)11．走沙水(sand-scour77專題13潮汐成因一、

潮汐成因1.月球對地球的吸引力太陽與地球間平均距離為1490萬km，月球與地球間平均距離為38.44萬km，太陽離地球距離比月球離地球大389倍。月球引力大小不相等，其方向任何時刻都指向月心。2.地球繞月地系質(zhì)心作圓周平動，產(chǎn)生慣性離心力（1）

地月系質(zhì)心月球對地球有吸引力，同樣地球對月球也有吸引力。這樣月地之間就構成一個互相吸引的引力系統(tǒng)，并有一個公共質(zhì)心，稱“月地系中心”或稱“地月系質(zhì)心”。地月系質(zhì)心位于距地心0.73倍地球半徑的地方，并且地心、月心和質(zhì)心在一條直線上。（2）

地球繞“地月系質(zhì)心”運動特點地球表面各點的慣性離心力方向相同，大小相等，并且與月球對地心的引力的值相等,方向背向月球。吸引力離心力第76頁/共278頁77專題13潮汐成因一、

潮汐成因吸引力離78專題13潮汐成因（1）

月球引潮力的分布地球表面各點受著月球的吸引力，又受到繞地月系質(zhì)心轉動而產(chǎn)生的慣性離心力，這兩個力的合力，稱為月球引潮力（moontidegeneratingforce）。除地心外，地球上任意一點都要受到月球引潮力的作用。下面分析引潮力分布特點：設P點為地表上任一點，M為月球質(zhì)量，MP的距離為R，ME的距離為D（地月距離），r為地球半徑，G為萬有引力的常數(shù)，θ為月球天頂距（天體至天頂?shù)幕【喾Q天頂距）。引潮力分析第77頁/共278頁78專題13潮汐成因（1）月球引潮力的分布引潮力分析第79專題13潮汐成因P點所受到的慣性離心力f（其大小與月球對E點即地心的單位質(zhì)量的引力相等，但方向相反）把上面兩個力F和f分別分解為兩個不同方向的分力，一為EP方向的分力，稱為垂直分力；另一為垂直于EP方向的分力，稱為水平分力。f的垂直分力可得引潮力的垂直分力根據(jù)萬有引力定律得：月球對P點單位質(zhì)量的吸引力F的垂直分力第78頁/共278頁79專題13潮汐成因P點所受到的慣性離心力f（其大小與月80專題13潮汐成因經(jīng)驗算可得

討論（2-1）和（2-2）兩式θ=45°時,

（水平分力最大值），（量值為θ=00的，方向朝向月球)2-12-2第79頁/共278頁80專題13潮汐成因經(jīng)驗算可得討論（2-1）和（2-281專題13潮汐成因

將以上特殊點繪制到圖上，可以得出地球表面月球引潮力分布是以AC和BD軸為對稱的“潮汐橢圓”，如圖2-48所示。由“潮汐橢圓(tideellipse)”可以得出以下結論。引潮力分布

（1）在B、D處引潮力最大，使海水上漲得最高，稱高潮，在A、C處引潮力為B、D處的1/2，使海水向下運動最低，稱為低潮。（2)地表上的海水A、C圈向B、D兩點運動，這運動將持續(xù)到引潮力和地心的吸引力相平衡為止。（3)

潮汐橢圓的長軸指向與天頂距有