平原航道整治是一種在平原河流上修建整治建築物,調整河床與水流以改善航道航行條件的措施。平原河流上航道整治的主要對象是淺灘。要達到整治的目的,必須進行淺灘演變分析,以了解淺灘的成因和發展趨勢,從而確定整治原則和相應的工程措施。
基本介紹
- 中文名:平原航道整治
- 外文名:plain channel regulation
- 目的:調整河床與水流以改善航道航行
- 方法:丁壩、順壩、鎖壩和護岸
- 學科:交通工程
- 領域:工程技術
簡介,整治原則和措施,整治水位,整治線寬度,整治線的布置,整治建築物,平原河流航道整治線,平原河流航道整治線與主導河岸的關係,
簡介
平原航道整治是一種在平原河流上修建整治建築物,調整河床與水流以改善航道航行條件的措施。平原河流上航道整治的主要對象是淺灘。要達到整治的目的,必須進行淺灘演變分析,以了解淺灘的成因和發展趨勢,從而確定整治原則和相應的工程措施。
整治原則和措施
順應河勢,因勢利導,以航行條件優良的河段形態和尺度為依據,常常會收到良好的整治效果。經整治而改善航行條件是河流綜合利用的一部分,它不應給其他用水部門帶來不利。對於不同類型淺灘常採用以下整治措施。
①正常淺灘整治:河流形態較好,一般情況下不礙航,只有在枯水多沙年份才可能出淺時,採用臨時性疏浚措施比較經濟;河道有變壞趨勢時,如凹岸過度沖刷、邊灘下移及上下兩深槽間的過渡段太長等,應及時加以防護和調整。
②交錯淺灘整治:它的上下深槽交錯,其中下深槽與上深槽交錯的部分稱為倒套。有流向倒套的橫向水流,使淺灘上的水流分散,航深不足。應採取堵塞倒套,抬高和固定邊灘的措施。
③複式淺灘整治:它的上下淺灘相互影響,有共同的中間深槽並與上下深槽交錯。整治時應將上下深槽共同考慮,可固定抬高上、中、下邊灘並堵塞倒套。
④散灘整治:沒有明顯的深槽與邊灘,應根據上下遊河段的河勢,規劃出一條正常彎曲的整治線,通過丁壩等整治建築物,將散亂沙體促淤形成邊灘,以固定河勢,引導水流集中沖刷航槽。
⑤汊道淺灘整治:在汊道進口處有淺灘,可建丁壩束水;出口處有淺灘,可建島尾壩或島尾壩加丁壩,以減少水流相互衝擊產生的泥沙淤積,並可束水以增加航深;汊道內的淺灘可仿照上述單一河道淺灘的整治方法。若汊道中流量不足時,通常在非通航的汊道上建鎖壩等工程,以增加通航汊道的流量。
⑥支流河口淺灘整治:多用分水堤使兩股水流平順相交。
⑦湖區淺灘整治:航道受風浪影響大,可建導堤以減少風浪掀沙,維護航槽穩定。
整治水位
與整治建築物頂部高程相齊平時的水位,或指整治建築物頂部的高程。水流在從整治水位下降的過程中,由於整治建築物的束水作用,而衝去洪水期淤在航道中的泥沙,以滿足航道要求的水深。多以優良河段的邊灘高程來確定整治水位。
整治線寬度
整治水位時兩岸整治線(包括兩岸均布設整治建築物或一岸布設整治建築物,另一岸為天然狀態時的水邊線)間的寬度。在整治水位已定的情況下,要求航道的沖刷深度越大越好,整治線寬度越小越好,即要求整治建築物對河床的束窄程度越大越好。整治線寬度一般可參照優良河段相應的寬度確定,或根據整治前後斷面輸沙量不變的假定,通過計算確定。
整治線的布置
整治線應布置成緩和而均勻變化的連續曲線,一般採用正弦曲線或圓弧曲線,曲線間聯以短直線過渡段。從曲線的彎頂到過渡段,彎曲半徑逐漸變化,在彎頂處半徑最小。彎頂處的彎曲半徑與彎道的比降、來沙量和河岸的可沖性等因素有關,可根據優良河段的彎曲半徑結合航行要求來確定。彎曲半徑太小,水流向凹岸擠壓,使凸岸淤積;彎曲半徑太大時,環流作用不明顯,水流動力軸線不穩定。一般彎曲半徑為 5倍河寬左右。整治線的起點和終點應以穩定河床的主導河岸為依據,才能有效地控制淺灘河段的變化。整治線應通過淺灘脊的最大流速區,並儘可能與洪水流向偏離較小。
整治建築物
整治線是用整治建築物來控制的。常用的整治建築物有丁壩、順壩、鎖壩和護岸等。
平原河流航道整治線
航道整治線在一般情況下應當按照中、洪水期的主流方向來確定。中、洪水期的主流線具有巨大的自然造床(沖刷)力,在一定程度上表征淺灘河段發展的總趨勢(河勢) 。由建築物形成的枯水期的主流線具有一種人工造床(沖刷) 力,能固定枯水期淺灘本身的發展趨勢(灘勢) 。按中、洪水期的主流方向確定整治線,改變枯水流向使之適應中、洪水流向,即可充分利用自然造床力,使自然造床力與人工造床力在造床方向上協調一致,解決灘勢與河勢的矛盾,符合因勢利導的根本法則,又能降低建築物的高度,大大減小工程量,避免因築壩而抬高洪水位對防洪護岸帶來副作用。所調中、洪水期的主流方向主要是指洪水降落進入枯水期的過程中,水流的造床沖刷作用較大時,從穩定上深槽流過淺灘至穩定下深槽的主流線的方向。作為整治線設計,這種主流線的方向,可根據實測的流向線資料加以確定。當淺灘中水流向與洪水流向有較大差別時,必須根據淺灘河段的河床演變規律,按照河彎形態和自然造床特性進行選擇。在局限河彎段,有的要按洪水流向確定,有的按中水流向確定,在自由河彎過渡段一般都按中水流向確定。
平原河流航道整治線與主導河岸的關係
主導河岸對於形成淺灘中、洪水期的主流方向和河段總的發展趨勢有決定性作用。就航道整治而言,主導河岸是指上下穩定深槽段所依附的河岸。在河床演變歷史上,不管淺灘本身曾發生怎樣的變化,穩定深槽都沒有較大的改變。航道整治線必須將淺灘和上下穩定深槽連線起來,適應河流發展的總趨勢。因而,在淺灘的上游和下游,整治線的邊界必須有一邊依附於穩定深槽主導河崖湯利用主導河岸在各種水位下的導流作用,控制淺灘的來水和去水方向,固定淺灘的發展趨勢。