河口航道整治水位及宽度研究_丁兵

汉江碾盘山至兴隆段航道整治工程设计最低通航水位分析

摘要：本文通过二维水沙数学模型模拟计算碾盘山至陈家集河段整治工程前后的工程效果，分析确定设计最小通航流量，然后通过一维水沙数值模拟及水位流量关系等方法确定河段的设计最低通航水位。

关键词：数值模拟计算；水位流量关系；设计最低通航水位

Abstract:This paper through Numerical Modeling of Two-Dimensional

Folw-Sediment calculating the effect of waterway regulation works at Hanjiang

Nianpanshan to chenjiaji before and later,analysis to determine the design minimum

navigable discharge,and then through Numerical Modeling of One-Dimensional

Flow-Sediment and The relationship between water level and discharge determining

the designed lowest navigable stage。

Key words:mathematic model caculation；The relationship between water level

and discharge；designed lowest navigable stage

1 工程河段概况

汉江碾盘山至兴隆河段长约110km，地处汉江下游的上端，上接拟建碾盘山枢纽、下接在建兴隆枢纽，该段河道宽浅散乱、洲滩密布、河床冲淤变化大、流路多变且极不稳定，现状航道维护等级为Ⅳ级，规划航道等级为Ⅲ级。华家湾规划枢纽取消后，碾盘山至兴隆段存在航运不衔接段，需要通过航道整治工程来实现该河段的航道规划目标。碾盘山至兴隆110km河段包括21.6km天然不衔接段（沿山头坝址至狮子口）和88.4km兴隆水库回水影响段（狮子口至兴隆枢纽）。

山区弱支流河口段航道整治参数的确定方法

第３２卷第３期　

２０１　１年６月　水道　港　口　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒｗａｙ　ａｎｄ　Ｈａｒｂｏｒ　Ｖ０Ｉ．３２　Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．２０１１　

山区弱支流河口段航道整治参数的确定方法　

李一兵　

（交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室，天津３００４５６）　

摘要：由于受干流的顶托影响，弱支流河口段水流、泥沙运动规律复杂，其整治参数已不能用天然河段　的计算方法来确定，而经验方法也往往由于缺乏科学性而导致工程事倍功半。在总结赤水河口淤沙河段　航道整治成功经验的基础上，探讨了山区弱支流河口段航道整治参数的确定方法。提出应根据干流顶托　

水位降落过程，分段采用浅滩由淤积转入冲刷、流速较大、冲刷能力较强、历时相对较长的那一级流量作　为整治流量，并以此流量为基础，根据河段的不同位置和型态，采用改变整治建筑物高度及整治线宽度的　方法，利用整治建筑物提早冲刷时间，增大水流的输沙能力。　关键词：弱支流河口；干流顶托；浅滩；整治参数　中图分类号：Ｕ　６１７．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００５—８４４３（２０１　１）０３一Ｏ１８５—０５　

我国江河众多，有大小河流５　８００多条，水运资源极为丰富，具有发展内河航运的优越自然条件。这些河　

流纵横交错，干支交汇，形成众多的汇流河口，这些河口在我国干支直达、通江达海的航道网中发挥着重要　

的纽带作用。　

汇流河口涉及的影响因素、内在机理十分复杂，当支流人汇干流时，汇流河口的水流、泥沙运动特性不　

是由支流或干流的来水来沙条件决定，而是两者共同影响的结果。在这种影响中，又以干流对支流的影响占　

主导地位。特别是对山区弱支流河口来说，由于干流的壅水顶托作用，弱支流河口段在洪水期犹如水库的库　

区，支流的大部分来沙都在河口段淤积。并且随着干流顶托程度的不同，弱支流河口段的水流、泥沙运动特　

性均随之发生改变，河口段的淤积部位、强度也随之变化。而当干流退水后，支流已进入枯水期，因水动力强　

浅谈川江过渡段浅滩整治中丁坝_顺坝的作用与布置

航道

丁坝、

, 丁、顺坝的作用和布置等方面进行论述 , 并以整治实例予以说明。

关键词

过渡段浅滩整治

ABSTRACT

The formation mechanism of transition part shoal , function and arrangement of spur

dike and training dike are expounded and living examples are given for explanation.

1 概述

川江浅滩有 61处 , 大多为卵石浅滩 , 主要分布在万县至宜宾河段。其中过渡段浅滩 36处 , 约占总量的 60%, 所以过渡段浅滩的治理是浅滩治理中的重点。

过渡段浅滩的形成原因主要是洪水期卵石推移质在单向环流消失、转向及水流扩散等河段停积 , 枯水期又得不到充分冲刷而形成浅滩碍航。在川江 , 过渡段浅滩一般产生在下列河段中 :

(1 在两反向弯道的过渡河段 ;

(2 在较顺直开阔、上下边滩高程有显著差异的河段 ;

(3 在岸边有石梁挑流的河段。针对川江过渡段浅滩的成因 , 采取筑丁坝、

顺坝等整治建筑物予以治理 , 均能取得显著的整治效果。 2 丁坝与顺坝在过渡段浅滩整治中的作用与布置丁坝、顺坝用于过渡段浅滩治理中 , 主要作用为束窄河床、抬高边滩、调整河床形态 , 以达到提高归槽水位、增大流速、加强冲刷的目的。

丁坝横向拦截水流 , 产生较强的挑流。故丁坝可布置在离设计航槽稍远的地方。另外 , 水流绕过丁坝后 , 在惯性力的作用下 , 将进一步收缩 , 一般丁坝最大作用点在坝下游 1~2倍坝长的地方。丁坝一般布置在浅脊上游主导河岸一侧 , 使丁坝压缩水流最大的冲刷区 , 正处于航槽的浅脊范围 , 但需注意丁坝坝头应在浅脊上游有足够航深的断面处。丁坝长度以能拦截整治水位时总流量的 30%左右为宜。为平顺水流 , 便利航行 , 丁・ 1

赤水河河口回水变动区航道整治模型试验经验总结

赵连白，张秀芹，张波，马殿光

（交通部天津水运工程科学研究所，天津300456）

摘要：根据赤水河河口水文条件、泥沙运动、河床组成以及几个不同碍航特点的浅滩整治，在河床演变分析、模型设计、模型试验条件和整治工程等方面进行技术总结，为支流河口回水变动段的航道整治研究提供经验和借鉴。关键词：赤水河口；航道整治；回水变动段中图分类号：U617.3文献标识码：A文章编号：1005-8443（2005）S0-0049-06

赤水河河口段上起贵州赤水市，下迄四川合江县，全长约54km。其中楚滩到合江为河口淤沙段，为模

型试验范围，全长约26km。本河段地处低山丘陵地段，多年来河段内无明显的累积性冲刷或淤积现象，基

本处于冲淤相对平衡状态。该段年内洪水期由于受长江顶托影响，致使本河段洪水期流速很小，从而造成大

量的泥沙淤积，个别浅滩主航道甚至全部淤塞。在长江退水过程中，由于退水时间短，退水后赤水河的流量

小，而难以及时将淤沙冲走，造成中枯水出浅碍航。目前赤水河口段航道等级为Ⅵ级（航道尺度为0.8～0.9

m×25m×250m），现行的航道已难以适应经济发展的需要。为此，贵州省委托我所对该河段进行航道整治

工程方案试验研究，以解决中枯水时期因泥沙淤积而带来的碍航问题，使整治工程后达到V级航道尺度标准

（航道尺度为1.3m×25m×250m）。

1河段概况

1.1概况

本河段地处山区丘陵地段，具有山区和平原河流的共同特征。一方面，水位流量过程陡涨陡落，洪枯水

水位变幅可18.5m，流量变幅可达300倍，体现了山区河流特点；另一方面，河段内没有急流险滩，水流平缓，

枯水期平均水面比降0.32‰，中下段（新开滩以下）为沙质河床，没有明显的深槽，滩槽差较小，边滩和深泓

线多变，体现出了较为明显的平原河流特点。

本河段淤沙主要集中在香炉滩以下河段，其中香炉滩～新开滩11km河段，枯水期河段平均比降0.5‰，

河段内的滩险经过1974～1978年整治以后，航道尺度达到或超过了VI航道标准，枯水期航道比较稳定。但

绣江复航一期工程黄金洲至河口段航道整治工程可行性研究报告水文2017.5

绣江复航一期工程金鸡枢纽船闸工程工程可行性研究报告

广西交通规划勘察设计研究院 168 第3章建设条件

3.1 气象

绣江又名北流河，为西江一级支流，发源于广西北流市平政镇上梯村云开大山双子峰，干流由南向北流经北流、容县、藤县三县（市），于藤县县城汇入浔江，全长275km。

绣江属亚热带季风气候区，总的气候特征是冬短，夏长，冬无严寒，夏无酷热，春秋温暖，全年光热丰富，雨量充沛，雨季长，湿度大，光、热、水同季。无霜期长，春季多低温阴雨，降水地域差异明显。多灾害性天气，其中水、旱灾害频繁。流域内在上游有北流、容县和岑溪3个气象站，下游有藤县气象站，各站均在一九五七年先后设立，观测项目有降水量、气温、湿度，蒸发量、风向、风速等，资料整编完整。

3.1.1 气温

根据北流气象局资料统计，北流多年平均气温21.7℃。7月平均温度28.4℃，极端最高温度为38.3℃；一月平均温度为13℃，极端最低气温为0.4℃。日平均气温≥10℃的年累计积温为7466℃（保证率50％）。年总辐射量109.16千卡/cm2，年平均日照1724.2小时，年均无霜期351天。

根据容县气象局资料统计，容县多年平均气温21.3℃。7月平均温度28.3℃，极端最高温度为38℃；一月平均温度为12.2℃，极端最低气温为－2.3℃。日平均气温≥10℃的年累计积温为7110℃（保证率50％）。年总辐射量108.71千卡/cm2，年平均日照1753.6小时，年均无霜期332.5天。

据藤县气象站资料统计，多年平均气温21℃，实测极端最高气温39℃（1979年7月29日），实测极端最低气温－4.1℃（1963年1月绣江复航一期工程金鸡枢纽船闸工程工程可行性研究报告

广西交通规划勘察设计研究院 169 25日），年最高气温多出现在7、8月。

3.1.2 降水

黄河老牛湾至龙口段航运建设综合治理方案研究

第20卷第10期中国水运 Vol.20 No.10 2020年 10月 China Water Transport October 2020

收稿日期：2020-08-21 作者简介：

毛世伟（1963-），男，山西省交通建设中心高级工程师。黄河老牛湾至龙口段航运建设综合治理方案研究

毛世伟

（山西省交通建设中心，山西太原 030006）

摘要：黄河老牛湾至龙口段为两岸无堤防的峡谷河段，已先后开发万家寨水利枢纽、龙口水利枢纽两梯级枢纽工

程，河道相关特性发生明显变化。针对黄河老牛湾至龙口段航运建设工程，本文首先论述了该段航运建设开发的重

要性，再分别从航道工程、航标工程、码头工程三个方面对航运综合治理建设方案进行了详细的介绍分析。本文对

黄河老牛湾至龙口段河道特性的分析及提出的建设方案，对黄河河道开展类似航运建设工程提供了指导性参考。关键词：黄河中游段；库区航道；航运综合治理

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2020）10-0086-03

一、河道特征介绍

本工程位于黄河上游忻州市偏关县和河曲县境内，工程

河段上起偏关县老牛湾，下至河曲县龙口水电站，全长

37.7km。老牛湾至龙口河段属峡谷库区河段，工程河段自

老牛湾客运码头至龙口水利枢纽。其中老牛湾客运码头至万

家寨水库段长约12.1km，万家寨水库至龙口水利枢纽段长

约25.6km。所在河段无河道、航道整治工程，地理位置见

图1。

万家寨水库大坝距原设计的水库末端拐上村72km。拐

上是河道纵坡由缓变陡的转折点，拐上以上河段宽阔平缓，

河道比降0.161‰；拐上至龙口段为峡谷段，岸高百余米，

河谷呈U形，宽300~500m，平水期水深3.0~5.0m，主槽

为基岩，两岸滩地为沙卵石淤积物。

万家寨水库至龙口水利枢纽段，河道平面形态呈微弯顺

直，河宽一般在200~400m之间，水深变化幅度较大，万

家寨水利枢纽下游万家寨码头段水深不足1m，至龙口水利

再论航道整治线宽度与整治水位的确定

２０１０年３月　第３期总第．４３９期　水运工程　Ｐｏｒｔ＆Ｗａｔｅｒｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｍａｒ．２０１０　Ｎｏ．３　Ｓｅｆｉａｌ　Ｎｏ．４３９　

・航道及船闸・　

再论航道整治线宽度与整治水位的确定　

唐存本　，贡炳生　，左利钦　

（１．南京水利科学研究院，江苏南京２１００２９；２．东南大学，江苏南京２１００９６）　

摘要：在“河床断面法”的基础上提出进一步绘制整治水位与整治线宽度关系曲线的方法，简称Ｂ—ｚ曲线，从而得到　整治线宽度与整治水位的相关关系，以求二者的统一。此方法体现了航道整治线宽度与整治水位的统一的互补关系，改变了　以往研究中二者分别确定的模式。尤其是在人类活动对通航河流影响较大的今天，该方法具有明显的优点。　

关键词：整治参数；整治水位；整治线宽度；河床断面法　中图分类号：Ｕ　６１７　文献标志码：Ａ　文章编号：１００２—４９７２（２０１０）０３—００８５—０６　

Ｆｕｒｔｈｅｒ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　ｗｉｄｔｈ　ａｎｄ　ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　ｗａｔｅｒ　ｓｔａｇｅ　

ＴＡＮＧ　Ｃｕｎ－ｂｅｎ　，ＧＯＮＧ　Ｂｉｎｇ－ｓｈｅｎｇ　，ＺＵＯ　Ｌｉ－ｑｉｎ　ｆ１．Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００２９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００９６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｕｎｉｆｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　ｗｉｄｔｈ　ａｎｄ　ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　ｗａｔｅｒ　ｓｔａｇｅ　ｉ．ｅ．Ｂ—Ｚ　ｃｕｒｖｅ　ｍｅｔｈｏｄ，ｉｓ　

ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ“ｃｈａｎｎｅｌ　ｂｅｄ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ”ｆｏｒ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎ　ｃｕｒｖｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ“ｃｈａｎｎｅｌ　

ｂｅｄ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ”．Ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｈａｓ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ．　

河口航道整治水位及宽度研究

２００８年１月　第１期总第４ｌｌ期　水运工程　Ｐｏｒｔ＆Ｗａｔｅｒｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｊａｎ．２００８　Ｎｏ．１　Ｓｅｒｉａｌ　Ｎｏ．４１１　

河口航道整治水位及宽度研究木　

丁兵　，杨明远２　（１．河海大学水利水电工程学院，江苏南京２１００９８；２．广东省航道局，广东广州５１０１５０）　

摘要：对河口整治水位的确定进行了一些初步的分析，并基于输沙平衡原理，借助于挟沙力公式，推导了河口整治线宽　度计算式。运用前述的方法和公式，给出了虎跳门河口段（横山一虎跳门口）整治水位及整治线宽度。分析了虎跳门（南门　涌～虎跳门１３＇）河段航道整治工程的整治效果，结果表明，整治工程达到了预期的效果。同时，把整治后整治线内的实际冲　刷厚度与利用整治线宽度计算式反推的计算冲刷厚度进行了分析比较。综合分析表明，整治水位和整治线宽度的确定方法和　公式是合理的，可以给类似河口的航道整治提供参考。　关键词：航道整治；整治水位；整治线宽度；虎跳门　中图分类号：Ｕ　６１７．５　文献标志码：Ａ　文章编号：１００２—４９７２（２００８）０１—００８７—０７　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　Ｓｔａｇｅ　ａｎｄ　Ｗｉｄｔｈ　ｏｆ　Ｅｓｔｕａｒｉｎｅ　Ｃｈａｎｎｅｌ　

ＤＩＮＧ　Ｂｉｎｇ　，ＹＡＮＧ　Ｍｉｎ—ｙｕａｎ　（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｏｈａｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００９８，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｗａｔｅｒｗａｙ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０１５０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｍａｄｅ　ｏｎ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｓｔａｇｅ　ｏｆ　ｅｓｔｕａｒｉｎｅ　ｃｈａｎｎｅ１．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　

山区河流航道整治丁坝位置的理论确定及其试验研究

在航道整治工程中,经常采用的措施就是修建整治建筑物,丁坝就是最常用的整治建筑物之一。但是,丁坝的修建改变了原有的河道地形,会引起流线集中,造成局部流动结构的改变,引发新的河床演变,因此对修建丁坝的位置研究显得很有必要。

本文以长江上游与沱江交汇处金钟碛河段至小米滩河段航道整治工程作依托,全面收集相关资料,通过理论分析、原型观测和模型试验的方法对试验河段的河床演变规律进行详细的研究,采用平面二维水流数学模型试验与概化水槽试验相结合的研究手段,对丁坝位置的理论确定进行了科学的计算与验证,在此基础上研究分析了整治方案中丁坝附近的水流特性变化。本次研究成果主要如下:(1)在有丁坝与没有丁坝的三种工况下,通过对水槽水面线和流速的验证,不断的修改数学模型的网格大小与参数,成功的建立了水槽数学模型。

(2)分别从流量、坝长和丁坝偏转角度等影响因数出发,定量研究分析了丁坝5°绕流区宽度与它们之间存在的关系。研究发现,丁坝5°绕流区宽度与坝长存在正比关系,与流量存在反比关系,而与偏转角度没有直接的关系。

在只考虑流量与丁坝长度的条件下,拟合出了有关丁坝位置的经验公式。(3)通过理论分析和原型观测的方法,对研究工程河段进行了深泓线、河床横断面和滩险变化的分析,确定了工程河段近期演变基本稳定的结果。

(4)通过对小米滩天然河道水面线,断面表面流速和流向的验证,确定了数学模型的准确性。为了更好的掌握碍航河段的水力特性,进行了水沙特性认识性试验,最终得出金钟碛河段浅区为枯水浅滩,而小米滩河段在枯水期部分搁浅,中洪水期水流比较湍急。 (5)提出了四种整治方案,包括三种设计方案与一种优化方案。通过经验公式计算确定丁坝在方案中的位置,经全面分析比较,发现设计方案三的整治效果要优于方案一和方案二,而优化方案中以丁坝与顺坝长度都缩短10m的方案为最佳。

航道整治资料

第一章

航道基本要求：1、应有足够的水深、宽度和弯曲半径。2、适合船舶航行的水流条件，包括适宜的流速，良好的流态。3、水上跨河建筑物应满足船舶的通航净空要求。

顶推船队较拖带船队的优点：1、阻力小，消除了拖轮在前面搅起的水流对后面船队引起的冲击阻力；推轮在驳船队的附随水流之中，减小了水流对推轮的阻力；同时，螺旋桨也在附随水流之中，改善了螺旋桨的工作条件；减小或消灭了由于驳船在拖带船队中的偏转摆动所增加的阻力。2、顶推船队联结为一个整体偏转摆动幅度小，增加了船队的稳定性。3、顶推船队的船员数量大大减少。4、编队、解队的作业简便快速，提高了劳动效率。

弯曲半径：R是指湾区航道中心线的曲率半径，越大航行越便利。

漂角：1、弯曲半径：随R/L的增大而减小。2、弯道圆心角：与弯道圆心角成正比。3、流速和航速：下水船的漂角比上水船大，即下水航行时，流速越大，漂角越大；上水航行时，流速越大，漂角则越小。4、水深：H/T越大，漂角越大；越小，漂角越小。5、船队队形：一般L/b较小的队形其漂角较大。

航道断面系数=航道过水断面面积/船舯横断面面积断面系数与航行阻力关系密切，值越小，航行阻力越大，应随船速的提高而增大；航道流速大时，应增加其值。值为7时最经济合理，大于10时断面形状对航道阻力的影响可忽略，大于或等于14时，增加其值对阻力影响不明显。

净空高度：设计最高通航水位至建筑物底部的垂直距离。

航标功能：标示内河航道的方向、界限与碍航物，揭示有关航道信息，为船舶指引安全、经济的航线。

航标分类：按作用：视觉航标、音响航标、无线电助航设施。按水域：内河航标、海区航标。

按功能：航行标志、信号标志、专用标志。

对水流流向不明显的河流确定上下游：1、通往海口的一端为下游。2、通往主要干流的一端。3、河流偏南或偏东的一端。4、以航线两端主要港埠间的主要水流方向确定上下游。

内河助航标志：过河标、沿岸标、导标、过渡导标、首尾导标、侧面标、左右通航标、示位标、泛滥标、桥涵标。