第四章整治工程規(guī)劃

第四章整治工程規(guī)劃主要講解內(nèi)容

第一節(jié)整治思想及原則

第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)

第三節(jié)整治線平面布置與控制

綜合治理（中、洪水綜合整治）航道治理的兩種指導(dǎo)思想單目標(biāo)治理（枯水航道整治）滿足防洪、航道、水能利用、農(nóng)業(yè)灌溉、漁業(yè)、工農(nóng)業(yè)用水、水環(huán)境治理等各方面要求。第一節(jié)整治思想及原則

航道整治：在水流條件復(fù)雜或航行困難的河段，為

使船舶能安全航行所采取的改善航道工程措施。沖積平原河流中、洪水期流量大，易造成河岸坍塌或河堤漫決，水流動(dòng)力軸線擺動(dòng)的變化引起河床變形，導(dǎo)致淺灘惡化和河道變遷。綜合治理（中、洪水綜合整治）控制河勢的變化，才能為防洪、航道、水環(huán)境治理等提供良好基礎(chǔ)。第一節(jié)整治思想及原則穩(wěn)定河勢：采取裁彎、拓寬卡口、堵汊等工程措施，促使各級(jí)水位下的水流動(dòng)力軸線趨于一致。主要工程措施：

固定岸線：在險(xiǎn)工段、河彎彎頂處進(jìn)行護(hù)岸，防止河岸沖蝕后退。束水工程：在寬淺河段和過渡段等處，束窄河寬，達(dá)到固定航槽和增加航深的目的。黃河護(hù)岸綜合治理（中、洪水綜合整治）第一節(jié)整治思想及原則例：采用丁壩、順壩束水導(dǎo)流整治，壩高在中水位至最低通航水位之間。實(shí)質(zhì)：在洪水降落的最后階段，提高沖刷能力，達(dá)到最低通航水位時(shí)的保證航深。

單目標(biāo)治理（如：枯水航道整治）

赤水河某灘丁順壩枯水是影響航行的關(guān)鍵時(shí)期，針對(duì)枯水礙航特性采取相應(yīng)整治措施。第一節(jié)整治思想及原則整治水位整治工程對(duì)灘險(xiǎn)的航行條件有顯著改善的水位；平原河流淺灘多采取筑壩束水攻沙，與整治建筑物頭部齊平的水位，一般稱為整治水位。第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)

整治斷面設(shè)計(jì)，包括整治水位和整治線寬度。（2）平邊灘水位法選擇優(yōu)良河段邊灘高程作為整治水位；（3）采用多年平均水位或多年平均流量時(shí)的水位（接近平灘邊灘水位）。

（1）超高設(shè)計(jì)水位法根據(jù)各河流整治較成功的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定:常取設(shè)計(jì)水位＋超高a(m)整治水位

經(jīng)驗(yàn)方法第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)造床流量法①按流量比降頻率乘積推求Q-PJQm曲線示意圖

造床作用因素：流量大小、相應(yīng)的比降及歷時(shí)有關(guān)。繪制Q～QmJP關(guān)系曲線第二造床流量Q2為整治流量第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)造床流量法②輸沙能力公式推求

斷面推移質(zhì)輸沙率：

圖2-7Z-P、Z-U、Z-U4P關(guān)系曲線

斷面懸移質(zhì)輸沙率：某級(jí)流量造床作用的大小與輸沙能力大小、歷時(shí)有關(guān)。第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)多數(shù)河流選用第二造床流量相應(yīng)水位作為整治水位偏高①基本站多設(shè)在深槽河段，水位流量關(guān)系、輸沙能力與淺灘不同；②造床流量是對(duì)河床塑造作用最大的流量，航道整治只要求中枯水階段的沖刷能力稍加提高；③造床流量與各級(jí)流量的歷時(shí)有關(guān)；④研究表明，丁壩在一定淹沒深度時(shí)，便于導(dǎo)沙。整治水位

整治水位的調(diào)整目的：使整治流量在整治建筑物束窄的范圍內(nèi)流動(dòng)。方法：整治流量進(jìn)行水面線計(jì)算，調(diào)整壩頂高程與水面線齊平。

第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)整治線寬度

整治線：指為改善和穩(wěn)定航道，在整治水位時(shí)由主導(dǎo)河岸和整治建筑物控制的新的河道平面輪廓線。整治線寬度：指整治水位時(shí)設(shè)計(jì)新河槽的河面寬度。

圖

湘江某淺灘整治線平面布置第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)

整治線寬度確定的方法經(jīng)驗(yàn)方法理論計(jì)算方法

a水力學(xué)計(jì)算方法

b輸沙平衡方法流速控制方法第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)法確定整治線寬度

尋找與被整治淺灘淺上下游具有相似水文、泥沙、地質(zhì)條件的優(yōu)良河段。

求整治水位時(shí)的水面寬B、平均水深Ｈ、航道邊緣水深t。

圖4-5優(yōu)良河段斷面圖圖4-6優(yōu)良河段H-B關(guān)系曲線第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)理論計(jì)算方法

（1）水力學(xué)計(jì)算方法BHUQ=

21321JHnU=

假定整治水位時(shí)整治前后的Q、n、J相同

35223511HBHB=

得：

352112)(HHBB＝

第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)

理論計(jì)算方法第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)輸沙平衡方法第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)k'常系數(shù)，整治前后d不變第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)輸沙平衡方法②懸沙造床為主QgHUKQSPscp)(

3w==2121,,ww===kkBHQU輸沙平衡方法第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)輸沙平衡方法①底沙造床為主②懸沙造床為主通常Q1=Q2第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)在非通航汊道內(nèi)建壩或在分流段建挑流壩作為分流工程后，兩汊的分流比會(huì)發(fā)生變化；在通航汊道內(nèi)建整治建筑物后，改變了汊道內(nèi)的阻力，也會(huì)使兩汊分流比發(fā)生變化。疏浚后兩汊分流比發(fā)生變化在以下幾種情況應(yīng)考慮流量的變化：

在山區(qū)少沙河流上，壩體滲流流較大，一部分流量從壩田流出，使整治線范圍內(nèi)的流量有所減少。第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)計(jì)算步驟→m→y1,y2→B2、H2選擇計(jì)算斷面，B1、H1、t，確定Q1、Q2，計(jì)算V1，VH1→?íì￠￠?￠￠?￠1￠=??=mm/UUBmmBmm/UUHHdd＝調(diào)整，為所求，222222

21第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)整治線寬度公式的統(tǒng)一形式

1）《航道整治工程技術(shù)規(guī)范（JTJ285-90）》推薦的整治線寬度計(jì)算公式如下：

2）流速控制法整治水位時(shí)設(shè)計(jì)水位時(shí)第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)存在的問題

除了河流來水來沙條件與河床形態(tài)之間關(guān)系較復(fù)雜外，計(jì)算公式有以下不足：１、沒有反映水位降落過程中水流對(duì)淺灘演變的作用。２、推導(dǎo)公式過程中的某些假定和簡化與實(shí)際情況不符。３、按計(jì)算公式求得的整治水位和整治線寬度，它們之間的最優(yōu)組合不清楚。第二節(jié)整治斷面設(shè)計(jì)第三節(jié)整治線平面布置與控制

某淺灘整治線平面布置

整治線布置原則整治線必須依托主導(dǎo)河岸

整治線的起點(diǎn)和終點(diǎn)應(yīng)以穩(wěn)定深槽的主導(dǎo)河岸為依托。

穩(wěn)定深槽：符合航行要求和歷年來變化不大的深槽，一般靠近凹岸。整治線與水流方向夾角要小整治線宜通過淺灘上最大流速區(qū)全面考慮兩岸工農(nóng)業(yè)需要和防洪要求示意圖示意圖示意圖

在兩岸有取排水口、港口等建筑物時(shí)，整治線布置應(yīng)防止淤塞。考慮對(duì)防護(hù)大堤的影響，彎頂不宜太靠近提防。第三節(jié)整治線平面布置與控制整治線平面尺寸的確定

整治線的平面形態(tài)彎曲半徑R：一般取R=(4~6)B2

直線段長度L：一般取L=(1~3)B2

沖積性河道總是彎曲，常由兩反向河彎組成，規(guī)劃布置時(shí)參照優(yōu)良河段選擇R和L。第三節(jié)整治線平面布置與控制整治線平面設(shè)計(jì)

受河道地形的限制，一般選穩(wěn)定航槽的軸線為規(guī)劃依據(jù),順其河勢確定整治線在河槽中的控制點(diǎn),用自由曲線繪制成平順的河彎形式,控制過渡段的長度及彎曲半徑。第三節(jié)整治線平面布置與控制整治線的控制工程瀾滄江曼廳大沙壩航道整治工程平面布置圖整治建筑物：能起到束水、導(dǎo)流、導(dǎo)沙、固灘和護(hù)岸等作用的建筑物；常采用平面控制整治線的整治建筑物：

丁壩、順壩、鎖壩、洲頭分流壩、洲尾導(dǎo)流壩及護(hù)岸等。第三節(jié)整治線平面布置與控制第三節(jié)整治線平面布置與控制整治線的控制工程丁壩丁壩是壩根與河岸相連，壩頭伸向河心，壩軸線與水流方向正交或斜交，在平面上與岸線構(gòu)成丁字形的橫向阻水整治建筑物。作用：束窄河床、導(dǎo)水歸槽、調(diào)整流向、改變流速、沖刷淺灘、導(dǎo)引泥沙等。順壩順壩是一種壩軸線與水流方向平行或成一銳角、順向布置的整治建筑物。作用：導(dǎo)流（主要），具有束水歸槽、改變水沙流向、增大航道流速等。丁壩示意圖順壩布置示意圖第三節(jié)整治線平面布置與控制鎖壩

鎖壩是一種攔斷河流汊道的水工建筑物，又稱堵壩。作用：塞支強(qiáng)干，增加主汊的流量或抬高河段水位，以增強(qiáng)主汊的輸沙能力。洲頭分流壩是一種建筑在汊道洲頭的分流建筑物。作用：保護(hù)江心洲，維護(hù)河勢的穩(wěn)定，調(diào)節(jié)通航汊道的流量，改善船舶通航條件。護(hù)岸護(hù)岸是保護(hù)岸坡，防止波浪、水流侵蝕的工程。鎖壩布置示意圖洲頭分流壩示意圖護(hù)岸示意圖第三節(jié)整治線平面布置與控制丁壩的作用（1）未淹沒時(shí)束窄河槽，提高流速?zèng)_刷淺灘；（2）淹沒后造成環(huán)流，橫向?qū)常{(diào)整分汊河道的分流比，淤高河灘，保護(hù)河岸或海塘；（3）控制分流挑出主流以防頂沖河岸和堤防等。丁壩

按丁壩軸線與水流方向的交角分丁壩軸線與水流交角a)上挑丁壩b)正挑丁壩c)下挑丁壩丁壩的分類第三節(jié)整治線平面布置與控制

普通丁壩：勾頭丁壩：Ｄ<0.4L

丁順壩：Ｄ>0.4L勾頭丁壩與普通丁壩相比：①壩頭流速減少,水流較平順②勾長比的增加減少了壩頭最大的沖刷坑深度③進(jìn)入壩田的泥沙減少按平面形狀分示意圖第三節(jié)整治線平面布置與控制按對(duì)水流的影響程度分：長丁壩(L＞B/3)、短丁壩三峽變動(dòng)回水區(qū)上洛磧?yōu)┦疽鈭D第三節(jié)整治線平面布置與控制丁壩前后水流現(xiàn)象丁壩非淹沒丁壩局部水流現(xiàn)象丁壩對(duì)局部水流和泥沙的影響第三節(jié)整治線平面布置與控制淹沒丁壩的水流泥沙現(xiàn)象淹沒丁壩水流泥沙運(yùn)動(dòng)情況第三節(jié)整治線平面布置與控制丁壩布置原則丁壩的布置（1）抬高水位、調(diào)整比降、減緩流速采用正挑丁壩；（2）起調(diào)整流向、平順?biāo)鞑捎孟绿舳?；?）加速?zèng)_刷航槽、淤積壩田采用上挑丁壩；（4）丁壩群的第一座丁壩布置在水流擴(kuò)散點(diǎn)或頂沖點(diǎn)上方；（5）河流流速較大，兩岸丁壩宜交錯(cuò)布置。示意圖第三節(jié)整治線平面布置與控制丁壩在平原河流整治中的使用

（1）多用于加高或固定邊灘，延長水流對(duì)淺灘的沖刷時(shí)間，或與疏浚相結(jié)合，減小挖槽回淤量，保持航道穩(wěn)定性；（2）有時(shí)也可用短丁壩群護(hù)岸，防止岸坡崩塌。第三節(jié)整治線平面布置與控制丁壩的間距（1）確定丁壩間距的原則使下一條丁壩壅水范圍達(dá)到上一條丁壩的壩頭

避免壩頭較大的水面跌落，同時(shí)使水流繞過壩頭后形成的擴(kuò)散水流流線能達(dá)到下一個(gè)丁壩的有效長度范圍內(nèi)。避免壩根沖刷，丁壩作用的連續(xù)性。有足以控制整治線的點(diǎn)，各壩后回水區(qū)邊線的連線組成平順的整治線。不致因間距過大，影響束水攻沙。防止壩田中產(chǎn)生較大的流速，影響壩田淤積。（2）由回流區(qū)確定丁壩間距第三節(jié)整治線平面布置與控制第三節(jié)整治線平面布置與控制順壩定義

壩軸線與水流方向大致平行，順流向布置的建筑物。作用調(diào)整急彎、歸順岸線、平順?biāo)?、改善流態(tài)堵塞倒套、尖潭堵塞支汊、上口調(diào)整分流角，下口調(diào)整交匯角束窄河床。普通順壩丁順壩洲尾順壩第三節(jié)整治線平面布置與控制順壩布置原則：

（1）順壩沿整治線方向，布置在凹岸或主導(dǎo)河岸一側(cè)。（2）順壩與水流交角不宜過大，洪、中、枯不一致，順壩與中水方向一致，以免中水位漫頂產(chǎn)生“滑梁水”。（3）兩岸不宜同時(shí)布置順壩，否則，施工后整治線寬度不合適，無法改正。

第三節(jié)整治線平面布置與控制順壩布置原則：

（4）壩頭延伸至下深潭，避免水流突然擴(kuò)散形成口門淺段；并保持水流平順。（5）壩根布置在主流轉(zhuǎn)向點(diǎn)上游充分發(fā)揮導(dǎo)流作用，避免壩跟沖刷。（6）順壩較長，在河岸之間加建格壩。第三節(jié)整治線平面布置與控制鎖壩（堵壩）

作用：塞支強(qiáng)干

壩頂高程：取決于設(shè)計(jì)水位下通航汊道需要的流量。位置：進(jìn)口、中部、出口長江中游界牌河段拋石壩體施工第三節(jié)整治線平面布置與控制作用：①壅高上游水位、調(diào)整比降、增加航深②促淤趕沙，減小過水面積、消除不良流態(tài)。

潛壩第三節(jié)整治線平面布置與控制洲頭分流壩保護(hù)江心洲頭，維護(hù)河勢的穩(wěn)定；調(diào)節(jié)汊道分流、分沙比。第三節(jié)整治線平面布置與控制陸溪口