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.pptx

1第二节第二节 整治工程整治工程第五章第五章 顺直型河段的演变及整治顺直型河段的演变及整治 二、顺直型河段的整治工程二、顺直型河段的整治工程整治原则：整治原则：固定边滩，使其不向下游移动，从而达到稳固定边滩，使其不向下游移动，从而达到稳定整个顺直型河段的目的。定整个顺直型河段的目的。工程措施：工程措施：修建上挑式淹没丁坝群。修建上挑式淹没丁坝群。工程效果：工程效果：施工顺序：施工顺序：2第二节第二节 整治工程整治工程第五章第五章 顺直型河段的演变及整治顺直型河段的演变及整治 3第六章第六章 蜿蜒型河段的演变及整治蜿蜒型河段的演变及整治第一节第一节 河段特性河段特性三、弯道输沙特性三、弯道输沙特性1、弯道横向输沙率沿垂线分布、弯道横向输沙率沿垂线分布令相对水深令相对水深、则含沙量沿垂线分布的则含沙量沿垂线分布的Rouse方程式方程式 可改写为可改写为 （6-106-10）4三、弯道输沙特性三、弯道输沙特性、用垂线平均含沙量用垂线平均含沙量取代近底含沙量取代近底含沙量 5三、弯道输沙特性三、弯道输沙特性、单位面积输沙率单位面积输沙率 弯道横向流速的简化表达式为弯道横向流速的简化表达式为 因此弯道横向环流引起的横向输沙率沿垂线分布为因此弯道横向环流引起的横向输沙率沿垂线分布为（6-126-12）（6-46-4）（6-116-11）断面悬移质输沙率断面悬移质输沙率 6三、弯道输沙特性三、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因此弯道横向环流引起的横向输沙率沿垂线分布为（6-126-12）7三、弯道输沙特性三、弯道输沙特性、2、横向输沙率净值、横向输沙率净值（6-136-13）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水流挟沙力与参数水流挟沙力与参数成正比成正比挟沙力参数挟沙力参数可转换为可转换为水流挟沙力与参数水流挟沙力与参数成正比成正比因为因为9、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弯道段与过渡段的水流挟沙力分析比较比较洪水期洪水期枯水期枯水期 弯道段弯道段水深很大，比降也大，水深很大，比降也大，河床形态影响较小，河床形态影响较小，n n较小。较小。水深减小，比降受下游水深减小，比降受下游过渡段沙埂壅水影响大过渡段沙埂壅水影响大大减小，而河床形态作大减小，而河床形态作用突出，用突出，n n明显增大。明显增大。过渡段过渡段水深较大，但小于弯道水深较大，但小于弯道段水深，比降较枯水期段水深，比降较枯水期小，小，n n较小。较小。水深较小，但比降比洪水深较小，但比降比洪水期大许多，水期大许多，n n增大。增大。冲淤特性冲淤特性槽冲滩淤（弯道段主槽槽冲滩淤（弯道段主槽冲刷，过渡段浅滩淤积）冲刷，过渡段浅滩淤积）槽淤滩冲（弯道段主槽槽淤滩冲（弯道段主槽淤积，过渡段浅滩冲刷）淤积，过渡段浅滩冲刷）挟沙力挟沙力10、第二节第二节 蜿蜒型河段的整治蜿蜒型河段的整治、过分弯曲的蜿蜒型河段对防洪不利。、过分弯曲的蜿蜒型河段对防洪不利。一、不利的蜿蜒型河段给生产部门带来的影响一、不利的蜿蜒型河段给生产部门带来的影响第六章第六章 蜿蜒型河段的演变及整治蜿蜒型河段的演变及整治1 1、优良的蜿蜒型河段一般不需要整治、优良的蜿蜒型河段一般不需要整治2 2、不利的蜿蜒型河段给生产部门带来的影响、不利的蜿蜒型河段给生产部门带来的影响、就港埠而言，过急或过短的弯道，水域较小，船舶运、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。转不便，同时弯急流湍，船舶的停靠和启航也有困难。、弯道的曲率半径和中心角过大或过小，过渡段过长或、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。过短，对航运都会造成不利影响。、弯道过急，对取水工程不利。、弯道过急，对取水工程不利。11、第二节第二节 蜿蜒型河段的整治蜿蜒型河段的整治第六章第六章 蜿蜒型河段的演变及整治蜿蜒型河段的演变及整治二、蜿蜒型河段的整治二、蜿蜒型河段的整治稳定现状的措施，稳定现状的措施，主要是保护弯道凹岸，以防止弯道主要是保护弯道凹岸，以防止弯道的继续恶化。的继续恶化。改变现状的措施改变现状的措施:小规模的整治主要是对弯道和过渡段的现状加以改善。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。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。裁弯取直等。12、第二节第二节 蜿蜒型河段的整治蜿蜒型河段的整治第六章第六章 蜿蜒型河段的演变及整治蜿蜒型河段的演变及整治二、蜿蜒型河段的整治二、蜿蜒型河段的整治、应进行系统研究和综合论证，以最大限度地发挥裁、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。弯工程的经济效益。、应遵循因势利导的治河原则，使裁弯新河与其上、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。下游河道平顺衔接，形成顺乎自然发展的河势。、对于系列裁弯工程，须经过多方案比较，优化裁弯、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。工程的实施程序。、裁弯工程、裁弯工程1、规划设计的一般原则、规划设计的一般原则13、二、蜿蜒型河段的整治二、蜿蜒型河段的整治、裁弯工程、裁弯工程、对洪水位的影响；、对洪水位的影响；、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；、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；、缩短航程的距离；、缩短航程的距离；、对不利航行的急弯、浅滩的消除和改善；、对不利航行的急弯、浅滩的消除和改善；、对取水工程和港埠的影响；、对取水工程和港埠的影响；、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、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；经地带的土地利用情况；、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、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；制的影响等；、新河外形比较，如河道曲折系数，曲率半径、弯道中心角等；、新河外形比较，如河道曲折系数，曲率半径、弯道中心角等；、工程造价的高低。、工程造价的高低。2、裁弯工程多方案优化比较、裁弯工程多方案优化比较14、二、蜿蜒型河段的整治二、蜿蜒型河段的整治、裁弯工程、裁弯工程欧洲裁弯法：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。的剧烈冲刷及下游河势的突变。引河法：引河法：在选定的引河线路上，先开挖一条断面较小的引河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（小河，其断面仅为设计最终过水断面的1/51/51/301/30），利用），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。3、规划设计内容、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。设计两部分。15 二、蜿蜒型河段的整治二、蜿蜒型河段的整治、裁弯工程、裁弯工程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。弧及切线组成。曲率半径应满足下式要求曲率半径应满足下式要求4、引河设计、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。面设计。、引河定线、引河定线a a、平面形式、平面形式倍船队长度倍船队长度式中式中B B为平滩水位下河宽。为平滩水位下河宽。16 二、蜿蜒型河段的整治二、蜿蜒型河段的整治、裁弯工程、裁弯工程4、引河设计、引河设计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。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。b、引河位置、引河位置从当采用内裁形式时，进口应布置在上游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弯道顶点稍下方，引河与老河主流线夹角不宜过大。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中冲流平顺，同时可以利用下游弯道深槽水流将引河中冲出来的泥沙带往下游。出来的泥沙带往下游。、引河定线、引河定线17 二、蜿蜒型河段的整治二、蜿蜒型河段的整治、裁弯工程、裁弯工程4、引河设计、引河设计b、引河位置、引河位置当采用外裁形式时，引当采用外裁形式时，引河进口应选在上游弯顶河进口应选在上游弯顶稍上方，出口则应布置稍上方，出口则应布置在下游弯顶稍下方，使在下游弯顶稍下方，使水流出引河后，能与下水流出引河后，能与下游平顺衔接。游平顺衔接。、引河定线、引河定线18 二、蜿蜒型河段的整治二、蜿蜒型河段的整治、裁弯工程、裁弯工程4、引河设计、引河设计引河长度一般以裁弯引河长度一般以裁弯比作为控制标准。比作为控制标准。根据经验，裁弯比一根据经验，裁弯比一般控制在般控制在3 31010之间。之间。c、引河长度、引河长度、引河定线、引河定线19 二、蜿蜒型河段的整治二、蜿蜒型河段的整治、裁弯工程、裁弯工程4、引河设计、引河设计引河横断面一般设计成梯形，其引河横断面一般设计成梯形，其边坡系数由土壤性质确定。边坡系数由土壤性质确定。引河开挖断面，应力求土方量最引河开挖断面，应力求土方量最小，并应保证引河能及时冲开。小，并应保证引河能及时冲开。、引河断面设计、引河断面设计20 引河河底的开挖高程应以能保证枯水期通航为原则。引河河底的开挖高程应以能保证枯水期通航为原则。二、蜿蜒型河段的整治二、蜿蜒型河段的整治、裁弯工程、裁弯工程4、引河设计、引河设计、引河断面设计、引河断面设计如引河地区表层粘土较薄，沙土或沙如引河地区表层粘土较薄，沙土或沙壤土的顶板高于枯水期通航所要求的壤土的顶板高于枯水期通航所要求的高程，则可只将沙土或沙壤土顶板以高程，则可只将沙土或沙壤土顶板以上的粘土层挖去，下面的沙壤土留待上的粘土层挖去，下面的沙壤土留待水流自己冲走。水流自己冲走。如引河表层粘土深厚，沙土或壤土顶如引河表层粘土深厚，沙土或壤土顶板还低于枯水期通航所要求的高程，板还低于枯水期通航所要求的高程，则应挖至枯水期通航所要求的高程。则应挖至枯水期通航所要求的高程。21 二、蜿蜒型河段的整治二、蜿蜒型河段的整治、裁弯工程、裁弯工程4、引河设计、引河设计、引河断面设计、引河断面设计根据经验，引河放水后，根据经验，引河放水后，一般是先刷深河底后发生一般是先刷深河底后发生崩岸，只要所选定的河底崩岸，只要所选定的河底宽度不被第一次河岸崩塌宽度不被第一次河岸崩塌的粘性抗冲土块完全覆盖，的粘性抗冲土块完全覆盖，引河发展还是较快的。应引河发展还是较快的。应预估引河展宽的可能速度，预估引河展宽的可能速度，使能满足当年枯水期通航使能满足当年枯水期通航要求。要求。引河河底宽度，应考虑满足枯水通航要求，并保证引河引河河底宽度，应考虑满足枯水通航要求，并保证引河有不断展宽的可能。有不断展宽的可能。22 二、蜿蜒型河段的整治二、蜿蜒型河段的整治、裁弯工程、裁弯工程当引河发展到最终断面时，为了巩固裁弯成果，杜绝引河继当引河发展到最终断面时，为了巩固裁弯成果，杜绝引河继续发展成为河环，必须在凹岸作适当的护岸工程，做法与一续发展成为河环，必须在凹岸作适当的护岸工程，做法与一般护岸工程相同。般护岸工程相同。除此之外，为了保证引河能与上下游河段平顺衔接，形成有除此之外，为了保证引河能与上下游河段平顺衔接，形成有利的河道平面形式，在引河放水之后，应密切注意引河上下利的河道平面形式，在引河放水之后，应密切注意引河上下游河势变化，抓住有利时机，进行适当控制。游河势变化，抓住有利时机，进行适当控制。5、护岸工程规划设计、护岸工程规划设计23 二、蜿蜒型河段的整治二、蜿蜒型河段的整治在保护范围以外的上下端，到一定时期仍然表现出明显在保护范围以外的上下端，到一定时期仍然表现出明显的横向变形。这时，应将护岸范围延长。的横向变形。这时，应将护岸范围延长。、护岸后的河床演变、护岸后的河床演变弯道护岸以后，深槽比护岸前在长度、宽度、深度方面，弯道护岸以后，深槽比护岸前在长度、宽度、深度方面，都会得到发展，特别是会刷深较多。都会得到发展，特别是会刷深较多。护岸后，凹岸虽不再横移，但深度加深后凸岸仍有淤积。护岸后，凹岸虽不再横移，但深度加深后凸岸仍有淤积。护岸后深槽水深增加较多，流速也相应有所增加，对护岸后深槽水深增加较多，流速也相应有所增加，对宣泄洪水是有利的。宣泄洪水是有利的。24 1 1、顺直型河段的演变给生产部门带来哪些不利影响？其、顺直型河段的演变给生产部门带来哪些不利影响？其整治原则是什么？采取什么工程措施整治顺直型河段？整治原则是什么？采取什么工程措施整治顺直型河段？2 2、从水流挟沙力角度分析蜿蜒型河段洪水期与枯水期弯、从水流挟沙力角度分析蜿蜒型河段洪水期与枯水期弯道段和过渡段冲淤特性。道段和过渡段冲淤特性。3 3、裁弯工程规划设计和引河设计主要包括哪些内容？、裁弯工程规划设计和引河设计主要包括哪些内容？思考题：思考题：