航道整治课程设计任务书(2016)

航道整治课程设计任务书(2016)

《航道整治》课程设计指导书

重庆交通大学河海学院港航系

2008.10

《航道整治》课程设计指导书

课程名称：航道整治》课程设计

时间安排：四年级第一学期2周

系(部)、教研室：河海学院港海系

执笔人：赵志舟

一、设计目的

巩固和提高同学们已学知识，初步掌握航道整治设计的基本内容、步骤和方法。

二、设计任务

本课题系采用顺直治段上的过渡段沙质浅滩。浅滩的基本特点为：能满足航深要求的上、下深槽宽而浅，且水深相差不大，曲率甚小，但经多年观察，深槽仍然变化不大，基本稳定；上、下边滩低坦，过渡段河面宽阔，水流分散。拟统一采取整治（筑坝）和疏浚相结合的工程措施进行整治。其具体整治措施为：沿溪线布置挖槽，吸引水流，增加航深；两岸用对口丁坝束窄过渡段河面宽度，抬高边滩，稳固中、枯水河槽及其主流方向，加大流速，提高水流输沙能力，确保挖槽稳定。这个方案是根据课程设计的需要拟定的，不一定是最好的方案。

三、设计内容和步骤

(一) 设计水位、最低通航水位计算

1、基站设计水位用保证率频率法推算。按皮III 型曲线“求矩适线法”配线。采用《工程水文学》5－9、5－10和4－6表计算。资料表中缺1963年样本水位，系由本人根据该年日平均水位资料，计算各年水位保证率曲线推求补入。此项计算亦应提交成果。

2、用水位相关分析法求出回归方程，推求浅滩基本水尺设计水位。用《工程水文学》4－9表计算。

3、其它水尺设计水位，根据与基本水尺相关水位资料用“瞬时水位法”推求。

4、水位桩及各计算断面设计水位用“比降图解法”确定。

（二）计算浅滩床沙特征粒径，按资料和所附表式计算，点绘粒配曲线（用半对数坐标点绘，该坐

标可自制），确定d50,d65等特征粒径。按所附表式计算平均粒径d cp作为本设计的计算粒径。

（三）根据地形图资料，假定局部阻力损失为零，计算整治河段特征断面至II－II断面以及II－II断面至III－III断面绘图水位时的原河床糙率供计算水面曲线用。计算断面一律取图中所标注的I－I、II－II和III－III断面。计算水面线时采用两糙率的平均值。

（四）用水利学法、输沙平衡法计算整治线宽度，计算断面一律取II－II断面，且按图中所标注的点子点图。整治水位在0.90~1.20米范围内取。图比:横（河宽）1:2000、纵1:20。

（五）勾出原河床溪线和满足航深要求的等深线（取整数），根据计算的整治线宽度（注意：根据计算值取整数。例如计算值为446米，可取440米或450米）和参考溪线走向布置整治线。

（六）按从上至下的顺序布置两岸丁坝。第一座丁坝宜在水深稍浅或适航的断面上，坝间距按前坝投影长度的1－2倍确定，各坝按从上至下、左单右双（面向下游分左右）的习惯编号。

（七）计算各坝头断面的设计水位和整治水位，且将计算成果值汇总在同一表中。

（八）将溪线修直作挖槽轴线并绘出挖槽平面布置图，在浅滩上段、中段和下段垂直溪线点绘挖槽断面（以整治线为边线）用《航道工程学Ⅱ》式4－8计算挖槽水深。取与设计航深相近或稍深的计算值作挖槽设计依据。

（九）计算整治水位时的水流平面图，校核在整治水位时设计航道范围内河床是否冲刷。计算步骤如下：

1、按《航道工程学Ⅱ》3－7式估算整治河段水位壅高，以确定各计算横断面的水面线。

2、确定计算横断面：每一丁坝断面为当然的计算断面，上深槽因某种原因可不取计算断面，下深槽计算断面的位置按最下游一座丁坝投影长度的

2.5倍确定。

3、按“累积流量法”绘制水流平面图。

累积流量图图比：横（河宽）1:4000，纵（水

深）1:50，以横断面图的起伏点划分“流带”七等分累积虚流量。调整后的各“流束”（也称流带）虚流量不等值应不大于±3％，附有计算表式。 4、按1:4000图比绘制平面缩图。图中应表示出“流束”线，各横断面流速比较，判断整治水位时航道是否冲刷，以及整治线宽度是否合适，且列表（表式自己定）并附入平面缩图上。 5、计算各个横断面航道范围内各个流带床沙流的起动流速并与均该流束的平均流整比较，判断整治水位时航道是否冲刷，以及整治线宽度是否合适，且列表（表式自已定）并附入平面缩图上。 整治水位时应保证航道冲刷，因此航道范围内各流带的断面平均流速V 必须大于起动流速

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/13/106H d v cp =，通常V ／V 0＝1.1~1.3。比值太小，表示冲刷较弱，宜缩窄整治线；比值太大，冲刷较强列，宜加宽整治线，本次课程设计若不满足这一要求，只需写出结语，不必返工。 （十）设计水位时挖槽稳定性校核，设计方法可参考《航道工程学Ⅱ》81页。 （十一）计算设计水位时的水面曲线、检验是否满足设计航深要求。 1、计算方法，先按《航道工程学Ⅱ》3－7式计算各组丁坝的壅水高度，然后从上至下推算水面线。 2、计算断面：下游起算断面可取作水流平面图的相同断面，上深槽取一个终止断面，各丁坝断面是当然的计算断面。 3、回流区面积估算方法：下游回流按扩散角ß＝7°～11°扣除，上游回流区按α＝(4～6)ß扣除。 4、局部阻力系数：因本图无合适的河段估算整治前局部阻力系数，故采用下式估算： 扩散河段21⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-小大＝A A ξ，A 为过水面积，收敛河

段局部阻力略去不计。

5、本设计应计算断面不多，宜用试算法计算。

上述航深检验方法没有考虑河床冲刷情况，对石

质河床是适合的，对沙质河床和卵生河床是不够准确的，但偏于安全。

（十二）坝的纵横断面的设计和工程量计算

按抛石坝设计。作出1号丁坝纵横断面设计图。横断面应表示出坝的顶宽，上下游边坡比等。纵断面应表示出坝的纵坡比、坝头坡比、河底线、坝根与河岸的连接情况、高程尺寸尺以及设计水位、整治水位的具体数字等，工程量按规定表示，且紧贴纵断面设计图的底部用断面法计算。

（十三）挖槽纵横断面设计和工程量计算

1、沿挖槽轴线点绘纵断面，根据整治前的设计水面线和挖槽水深放出挖槽河底线；

2、将进出口布置成喇叭形；

3、按纵断面的起优点点绘、设计挖槽断面，在挖槽断面设计图上，应标示出断面号（按从上至下的顺序，用“百米桩”法编号）设计水位、设计河底高程、挖槽底宽以及挖槽边坡比等；

4、列表用断面法计算挖槽工程量。

（十四）编写设计说明书

说明书通常包括如下内容：

1、滩险概况（例如地理位置、浅滩和河段的主要特征、碍航原因、碍航程度以及历次整治情况等等）；

2、滩险成因和整治方案；

3、设计标准的确定及推算；

（1）设计航道尺度

（2）通航保证率及设计频率

（3）基站、浅滩设计水位计算

（4）床沙粒径的计算确定

（5）河床糙率计算

4．整治工程设计

（1）整治水位和整治线宽度的计算确定

（2）整治线的布置

（3）整治建筑物的布置

（4）挖槽轴线的选定

（5）挖槽水深的计算确定

5．水力计算