河床演变学 顺直型河段的演变及整治 ﹠ 蜿蜒型河段的演变及整治

2
1
1
（6-12）
、
6
三、弯道输沙特性
2、横向输沙率净值
qsn
1
a 6US pj
h R
1 a
J1
、2
1
1
d
6US pj
h 1a
R J1
1 a
2
1
1
d
6qspj
h 1a
R J1
Jn
qsn
6qspj
h 1a
R J1
Jn
（6-13）
7
3、弯道段与过渡段的水流挟沙力
水流挟沙力与参数
U3
gh
15
二、蜿蜒型河段的整治 ㈠、裁弯工程 4、引河设计 ①、引河定线
b、引河位置
引河进出口位置的选择极为重要，其原则是进口迎流、出口顺畅。
从当采用内裁形式时，进口应布置在上游 弯道顶点稍下方，引河与老河主流线夹角θ 不宜过大。
引河出口则应布置在下游弯道顶点的上方，使出口 水流平顺，同时可以利用下游弯道深槽水流将引河
单位面积输沙率
QS qs A uS
弯道横向流速的简化表达式为
uz
6U
h 2
R
1
（6-4）
因此弯道横向环流引起的横向输沙率沿垂线分布为
qsz
uz S
6US pj
h 1a
R J1
2
1
1
（6-12）
5
三、弯道输沙特性
因此弯道横向环流引起的横向输沙率沿垂线分布为
qsz
uz S
6US pj
h 1a
R J1
11
第六章 蜿蜒型河段的演变及整治
第二节 蜿蜒型河段的整治 二、蜿蜒型河段的整治
㈠、裁弯工程
、
1、规划设计的一般原则
①、应进行系统研究和综合论证，以最大限度地发挥裁 弯工程的经济效益。 ②、应遵循因势利导的治河原则，使裁弯新河与其上、 下游河道平顺衔接，形成顺乎自然发展的河势。 ③、对于系列裁弯工程，须经过多方案比较，优化裁弯 工程的实施程序。
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二、蜿蜒型河段的整治
㈠、裁弯工程
2、裁弯工程多方案优化比较
①、对洪水位的影响； ②、彻底消除或部分改善旧、 险工的情况和出现新险工的可能性； ③、缩短航程的距离； ④、对不利航行的急弯、浅滩的消除和改善； ⑤、对取水工程和港埠的影响； ⑥、新河形成后对沿江工农业发展的有利和不利情况，包括新河所 经地带的土地利用情况； ⑦、新河线路的地质情况对开挖工程的难易程度，对新河发展和控 制的影响等； ⑧、新河外形比较，如河道曲折系数，曲率半径、弯道中心角等； ⑨、工程造价的高低。
a
1 a
1 a
Sa
1
a a
Z
1
Z
d
Sa
1 a
1
a a
Z
Z
1 a
1
d
Sa
1 a
1
a a
Z
J1
Sa
S pj 1 a
a 1 a
Z
J1
4
三、弯道输沙特性
S Sa
1
a
a
Z
1
Z
S S pj
1
J
1
a
、
1
Z
Sa
S pj 1 a
1
a
a
Z
J1
（6-11）
断面悬移质输沙率 Gs QS
水深减小，比降受下游 过渡段沙埂壅水影响大 大减小，而河床形态作 用突出，n明显增大。
水深较小，但比降比洪 水期大许多，n增大。
hJ 3 / 2挟沙力∝ n3 g Nhomakorabea冲淤特性
S*弯 S*过
S*弯 S*过
槽冲滩淤（弯道段主槽 槽淤滩冲（弯道段主槽 冲刷，过渡段浅滩淤积）淤积，过渡段浅滩冲刷）
9
第六章 蜿蜒型河段的演变及整治
13
二、蜿蜒型河段的整治 ㈠、裁弯工程 3、规划设计内容
裁弯工程规划设计，主、要包括引河规划设计、护岸工程规划 设计两部分。
欧洲裁弯法：是将引河一次性地开挖到通航标准，并在老河 弯上游修筑锁坝，使全河流量骤然通过新河下泄，极易造成 引河的剧烈冲刷及下游河势的突变。
引河法：在选定的引河线路上，先开挖一条断面较小的引河 （小河，其断面仅为设计最终过水断面的1/5～1/30），利用 水流自身的能量，将引河塑造成一条可通过全河流量的新河。
第五章 顺直型河段的演变及整治 第二节 整治工程
二、顺直型河段的整治工程
整治原则：固定边滩，使其不向下游移动，从而达到稳 定整个顺直型河段的目的。
工程措施：修建上挑式淹没丁坝群。
工程效果： 施工顺序：
1
第五章 顺直型河段的演变及整治 第二节 整治工程
2
第六章 蜿蜒型河段的演变及整治
第一节 河段特性
中冲出来的泥沙带往下游。
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二、蜿蜒型河段的整治 ㈠、裁弯工程 4、引河设计 ①、引河定线
b、引河位置
当采用外裁形式时，引 河进口应选在上游弯顶 稍上方，出口则应布置 在下游弯顶稍下方，使 水流出引河后，能与下 游平顺衔接。
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二、蜿蜒型河段的整治 ㈠、裁弯工程 4、引河设计
引河设计包括引河定线（平面形式，位置和长度）和引河 断面设计。
①、引河定线
a、平面形式
引河应设计成曲率适度，并与下游河道平顺衔接的曲线，一般由复合圆 弧及切线组成。 曲率半径应满足下式要求
R 3 ~ 5B
R 4 ~ 6 倍船队长度
式中B为平滩水位下河宽。
三、弯道输沙特性
、
1、弯道横向输沙率沿垂线分布
令相对水深
y
h
a
a h
则含沙量沿垂线分布的Rouse方程式
可改写为
S Sa
1
a
a
Z
1
Z
z
S Sa
h
y
y
h
a
a
（6-10）
3
三、弯道输沙特性
S Sa
1
a
a
Z
1
Z
用垂线平均含沙量 S pj 取代近底含沙量 Sa
、
1
S pj 1 a
1
Sd
1
第二节 蜿蜒型河段的整治 一、不利的蜿蜒型河段给生产部门带来的影响
1、优良的蜿蜒型河段一般不需要整治
、
2、不利的蜿蜒型河段给生产部门带来的影响 ①、过分弯曲的蜿蜒型河段对防洪不利。 ②、弯道的曲率半径和中心角过大或过小，过渡段过长或 过短，对航运都会造成不利影响。 ③、弯道过急，对取水工程不利。
④、就港埠而言，过急或过短的弯道，水域较小，船舶运 转不便，同时弯急流湍，船舶的停靠和启航也有困难。
成正比
因为
U
1 、h
2
/
3
J
1
/
2
n
挟沙力参数 U 3 gh
hJ 3 / 2
可转换为 n3 g
水流挟沙力与参数 hJ 3 / 2
n 3 g
成正比
8
3、弯道段与过渡段的水流挟沙力
弯道段与过渡段的水流挟沙力分析
比较
洪水期
枯水期
弯道段 过渡段
水深很大，比降也大， 河床形态影响较小，n 较、小。
水深较大，但小于弯道 段水深，比降较枯水期 小，n较小。
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第六章 蜿蜒型河段的演变及整治
第二节 蜿蜒型河段的整治
二、蜿蜒型河段的整治
稳定现状的措施，主要是保护弯道凹岸，以防止弯道 、
的继续恶化。
改变现状的措施:
小规模的整治主要是对弯道和过渡段的现状加以改善。 例如在弯道内切除凸嘴，调整弯曲半径，扩大水面宽 度；在过渡段束窄局部河道等。
大规模的整治则是根本改变河道现状。例如进行人工 裁弯取直等。