航道整治課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(2016)

1、航道整治課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書重慶交通大學(xué)河海學(xué)院港航系航道整治課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書課程名稱：航道整治課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排：四年級第一學(xué)期2周系（部）、教研室：河海學(xué)院港海系執(zhí)筆人：趙志舟一、設(shè)計(jì)目的穩(wěn)固和提高同學(xué)們已學(xué)知識，初步掌握航道整治設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容、步驟和方法。二、設(shè)計(jì)任務(wù)本課題系采用順直治段上的過渡段沙質(zhì)淺灘。淺灘的基本特點(diǎn)為：能滿足航深要求的上、下深槽寬而淺，且水深相差不大，曲率甚小，但經(jīng)多年觀察，深槽仍然變化不大，基本穩(wěn)定；上、下邊灘低坦，過渡段河面寬闊，水流分散。擬統(tǒng)一采取整治筑壩和疏浚相結(jié)合的工程措施進(jìn)行整治。其具體整治措施為：沿溪線布置挖槽，吸引水流，增加航深；兩岸用對口丁壩束窄過渡段河面寬

2、度，抬高邊灘，穩(wěn)固中、枯水河槽及其主流方向，加大流速，提高水流輸沙能力，確保挖槽穩(wěn)定。這個(gè)方案是根據(jù)課程設(shè)計(jì)的需要擬定的，不一定是最好的方案。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟（一）設(shè)計(jì)水位、最低通航水位計(jì)算1 、基站設(shè)計(jì)水位用保證率頻率法推算。按皮III型曲線“求矩適線法”配線。采用工程水文學(xué)59、510和46表計(jì)算。資料表中缺1963年樣本水位，系由本人根據(jù)該年日平均水位資料，計(jì)算各年水位保證率曲線推求補(bǔ)入。此項(xiàng)計(jì)算亦應(yīng)提交成果。2 、用水位相關(guān)分析法求出回歸方程，推求淺灘基本水尺設(shè)計(jì)水位。用工程水文學(xué)49表計(jì)算。3、其它水尺設(shè)計(jì)水位，根據(jù)與基本水尺相關(guān)水位資料用“瞬時(shí)水位法”推求。4、水位樁及各計(jì)算斷面

3、設(shè)計(jì)水位用“比降圖解法”確定。二計(jì)算淺灘床沙特征粒徑，按資料和所附表式計(jì)算，點(diǎn)繪粒配曲線用半對數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)繪，該坐標(biāo)可自制，確定d50,d65等特征粒徑。按所附表式計(jì)算平均粒徑dcp作為本設(shè)計(jì)的計(jì)算粒徑。三根據(jù)地形圖資料，假定局部阻力損失為零，計(jì)算整治河段特征斷面至IIII斷面以及IIII斷面至IIIIII斷面繪圖水位時(shí)的原河床糙率供計(jì)算水面曲線用。計(jì)算斷面一律取圖中所標(biāo)注的II、IIII和IIIIII斷面。計(jì)算水面線時(shí)采用兩糙率的平均值。四用水利學(xué)法、輸沙平衡法計(jì)算整治線寬度，計(jì)算斷面一律取IIII斷面，且按圖中所標(biāo)注的點(diǎn)子點(diǎn)圖。整治水位在米范圍內(nèi)取。圖比:橫河寬1:2000、縱1:20。五勾出

4、原河床溪線和滿足航深要求的等深線取整數(shù)，根據(jù)計(jì)算的整治線寬度注意：根據(jù)計(jì)算值取整數(shù)。例如計(jì)算值為446米，可取440米或450米和參考溪線走向布置整治線。六按從上至下的順序布置兩岸丁壩。第一座丁壩宜在水深稍淺或適航的斷面上，壩間距按前壩投影長度的12倍確定，各壩按從上至下、左單右雙面向下游分左右的習(xí)慣編號。七計(jì)算各壩頭斷面的設(shè)計(jì)水位和整治水位，且將計(jì)算成果值匯總在同一表中。八將溪線修直作挖槽軸線并繪出挖槽平面布置圖，在淺灘上段、中段和下段垂直溪線點(diǎn)繪挖槽斷面以整治線為邊線用航道工程學(xué)n式4-8計(jì)算挖槽水深。取與設(shè)計(jì)航深相近或稍深的計(jì)算值作挖槽設(shè)計(jì)依據(jù)。九計(jì)算整治水位時(shí)的水流平面圖，校核在整治水

5、位時(shí)設(shè)計(jì)航道范圍內(nèi)河床是否沖刷。計(jì)算步驟如下：1、按航道工程學(xué)n3-7式估算整治河段水位壅高，以確定各計(jì)算橫斷面的水面線。2、確定計(jì)算橫斷面：每一丁壩斷面為當(dāng)然的計(jì)算斷面，上深槽因某種原因可不取計(jì)算斷面，下深槽計(jì)算斷面的位置按最下游一座丁壩投影長度的倍確定。3、按“累積流量法”繪制水流平面圖。累積流量圖圖比：橫河寬1:4000,縱水深1:50,以橫斷面圖的起伏點(diǎn)劃分“流帶”七等分累積虛流量。調(diào)整后的各“流束”也稱流帶虛流量不等值應(yīng)不大于土3%,附有計(jì)算表式。4、按1:4000圖比繪制平面縮圖。圖中應(yīng)表示出“流束”線，各橫斷面流速比較，判斷整治水位時(shí)航道是否沖刷，以及整治線寬度是否合適，且列表表

6、式自己定并附入平面縮圖上。5、計(jì)算各個(gè)橫斷面航道范圍內(nèi)各個(gè)流帶床沙流的起動(dòng)流速并與均該流束的平均流整比較，判斷整治水位時(shí)航道是否沖刷，以及整治線寬度是否合適，且列表表式自已定并附入平面縮圖上。整治水位時(shí)應(yīng)保證航道沖刷，因此航道范圍內(nèi)各流帶的斷面平均流速V必須大于起動(dòng)流速V06d；p/3H1/6,通常V/V0=。比值太小，表示沖刷較弱，宜縮窄整治線；比值太大，沖刷較強(qiáng)列，宜加寬整治線，本次課程設(shè)計(jì)假設(shè)不滿足這一要求，只需寫出結(jié)語，不必返工。十設(shè)計(jì)水位時(shí)挖槽穩(wěn)定性校核，設(shè)計(jì)方法可參考航道工程學(xué)n81頁。十一計(jì)算設(shè)計(jì)水位時(shí)的水面曲線、檢驗(yàn)是否滿足設(shè)計(jì)航深要求。1、計(jì)算方法，先按航道工程學(xué)n3-7式計(jì)

7、算各組丁壩的壅水高度，然后從上至下推算水面線。2、計(jì)算斷面：下游起算斷面可取作水流平面圖的相同斷面，上深槽取一個(gè)終止斷面，各丁壩斷面是當(dāng)然的計(jì)算斷面。3、回流區(qū)面積估算方法：下游回流按擴(kuò)散角？=7。11?？鄢?，上游回流區(qū)按=(46)?扣除。4、局部阻力系數(shù)：因本圖無合適的河段估算整治前局部阻力系數(shù)，故采用下式估算：2A大擴(kuò)散河段=1,A為過水面積，收斂河段局部阻力略去不計(jì)。A5、本設(shè)計(jì)應(yīng)計(jì)算斷面不多，宜用試算法計(jì)算。上述航深檢驗(yàn)方法沒有考慮河床沖刷情況，對石質(zhì)河床是適合的，對沙質(zhì)河床和卵生河床是不夠準(zhǔn)確的，但偏于安全。十二壩的縱橫斷面的設(shè)計(jì)和工程量計(jì)算按拋石壩設(shè)計(jì)。作出1號丁壩縱橫斷面設(shè)計(jì)圖。

8、橫斷面應(yīng)表示出壩的頂寬，上下游邊坡比等?？v斷面應(yīng)表示出壩的縱坡比、壩頭坡比、河底線、壩根與河岸的連接情況、高程尺寸尺以及設(shè)計(jì)水位、整治水位的具體數(shù)字等，工程量按規(guī)定表示，且緊貼縱斷面設(shè)計(jì)圖的底部用斷面法計(jì)算。十三挖槽縱橫斷面設(shè)計(jì)和工程量計(jì)算1、沿挖槽軸線點(diǎn)繪縱斷面，根據(jù)整治前的設(shè)計(jì)水面線和挖槽水深放出挖槽河底線；2、將進(jìn)出口布置成喇叭形；3、按縱斷面的起優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)繪、設(shè)計(jì)挖槽斷面，在挖槽斷面設(shè)計(jì)圖上，應(yīng)標(biāo)示出斷面號按從上至下的順序，用“百米樁”法編號設(shè)計(jì)水位、設(shè)計(jì)河底高程、挖槽底寬以及挖槽邊坡比等；4、列表用斷面法計(jì)算挖槽工程量。十四編寫設(shè)計(jì)說明書說明書通常包括如下內(nèi)容：1、灘險(xiǎn)概況例如地理位置、

9、淺灘和河段的主要特征、礙航原因、礙航程度以及歷次整治情況等等；2、灘險(xiǎn)成因和整治方案；3、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確實(shí)定及推算； 1設(shè)計(jì)航道尺度 2通航保證率及設(shè)計(jì)頻率 3基站、淺灘設(shè)計(jì)水位計(jì)算 4床沙粒徑的計(jì)算確定 5河床糙率計(jì)算4 整治工程設(shè)計(jì) 1整治水位和整治線寬度的計(jì)算確定 2整治線的布置 3整治建筑物的布置 4挖槽軸線的選定 5挖槽水深的計(jì)算確定5 水力計(jì)算 1航道的沖刷校核 2挖槽穩(wěn)定性校核 3水面曲線計(jì)算6其它例如施工建議及要求、整治效果估計(jì)等等7工程量及工程概算本設(shè)計(jì)不作概算同學(xué)們可根據(jù)自己的思路擬定說明書的目錄，編寫說明書。在說明書的目錄中，應(yīng)注明設(shè)計(jì)圖紙以及附圖、附表等的名稱和份數(shù)，設(shè)計(jì)說

10、明書宜簡煉，文字應(yīng)通順、工整，有關(guān)圖表圖用坐標(biāo)紙畫或CAD繪制應(yīng)編號附入相應(yīng)的內(nèi)容里大圖可附在后面四、設(shè)計(jì)資料及有關(guān)規(guī)定（1） 航道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1 通航保證率95%，重現(xiàn)期5年。2 保證航深1.50米，設(shè)計(jì)航寬60米，航道最小半徑300米。（2） 1962年1:20000淺灘地形圖（3） 水位、泥沙資料1 1963年年上游基站日平均水位。2 上游基站最枯水位和保證率95%水位。單位：米年份最枯水位P=95%水位年份最枯水位P=95%水位19551965195619661957196719581968195919691960197019611971196219721963自算197319641974

11、3 .上游水文站低水時(shí)水位流量相關(guān)方程：Q=504Z15060(m3/s)式中：Z基站水位(米)。4 .1962年淺灘基本水尺與上游基本水文站同步觀測水位單位：米日期基站32.28淺灘日期基站淺灘31.15日期基站淺灘日期基站淺灘日期基站淺灘日期基站淺灘5 .淺灘其他水尺與基本水尺同步觀測水位單位：米日期1#水尺2#水尺3#水尺4#水尺6 .水深改正系數(shù)y=0.90。7.淺灘槽沙篩分資料篩空直徑（毫米）75321篩內(nèi)泥沙重量（克）0（四）設(shè)有關(guān)規(guī)定1 .航道沖淤校核及工程量等，需圖表配合進(jìn)行計(jì)算，即在計(jì)算斷面底下，按規(guī)定表式列表計(jì)算。2 .面向下游點(diǎn)繪計(jì)算斷面，圖的左端為河道左岸，右端為河道右

12、岸。3 .壩的縱斷面設(shè)計(jì)，壩根一端放在圖紙的左端，壩的橫斷面設(shè)計(jì)，上游一端放在圖紙的左端。4 .平面設(shè)計(jì)圖包括設(shè)計(jì)航道中心線、整治線、壩軸線和挖槽航道邊緣線。5 .整治線用粗虛線表示，粗1.5毫米左右，線段長6毫米左右；平面設(shè)計(jì)圖上的壩軸線以及壩斷面設(shè)計(jì)圖上的壩面線，用粗實(shí)線表示，粗1.5毫米左右；設(shè)計(jì)航道中心線，用加箭頭的細(xì)點(diǎn)劃線表示，粗0.5毫米左右，線段長60毫米左右；計(jì)算斷面的河底線，用細(xì)的點(diǎn)劃線表示，線條中的“點(diǎn)”，表示地形點(diǎn)子的位置，河底線不能畫成曲線，水面線用0.6毫米粗實(shí)線表示。6 .設(shè)計(jì)圖表應(yīng)編號，且和設(shè)計(jì)說明書中交待的圖表號一致。7 .其余有關(guān)規(guī)定，將在設(shè)計(jì)中交待。五、設(shè)計(jì)

13、成果要求（一）每位同學(xué)必須提交全部設(shè)計(jì)內(nèi)容成果，且裝訂成冊。設(shè)計(jì)說明書封面名稱用“某淺灘航道整治課程設(shè)計(jì)說明書”，同時(shí)寫明班級、及日期。（二）設(shè)計(jì)圖紙須清晰，線條明顯，排列美觀整齊，圖名、縱橫圖比及單位等標(biāo)注應(yīng)完整。六、物資準(zhǔn)備1 .50X35坐標(biāo)紙6張；2 .裝訂紙1本；3 .圖板、丁字尺及繪圖工具、計(jì)算器等。七、主要圖式、表式1 .設(shè)計(jì)航道中心線、整治線2 .水位保證率曲線計(jì)算表3 .水流平面圖計(jì)算表4 .級配曲線計(jì)算表5 .加權(quán)平均粒徑計(jì)算表6 .挖槽工程量計(jì)算表床沙粒徑級配曲線計(jì)算表篩孔直徑（毫米）75321篩內(nèi)泥沙重量（克）小于某粒徑的沙重（克）小于某粒徑的沙重占總重的重量百分比（）

14、加權(quán)平均粒徑計(jì)算表篩孔直徑（毫米）75321平均粒徑di（毫米）64各組沙重（克）各組泥沙重量百分比pi（%）Pidl年水位保證率曲線計(jì)算表1963年（枯水年）1970年（洪水年）備注出現(xiàn)次數(shù)累計(jì)次數(shù)保證率（%）出現(xiàn)次數(shù)累計(jì)次數(shù)保證率（%）八、參考日程本次課程設(shè)計(jì)時(shí)間共兩周，參考日程如下:1 .2 .設(shè)計(jì)水位、泥沙粒徑和河床糙率等計(jì)算1天3 .整治參數(shù)計(jì)算、整治線布置及整治建筑物布置1天4 .挖槽布置和挖槽橫斷面計(jì)算1天5 .水流平面圖計(jì)算1天6 .水面線計(jì)算和挖槽穩(wěn)定性校核2天7 建筑物縱橫斷面設(shè)計(jì)及工程量計(jì)算2天8 挖槽斷面設(shè)計(jì)及工程量計(jì)算1天9編寫、整理、裝訂說明書天九、考核內(nèi)容和方式根

15、據(jù)學(xué)生課程設(shè)計(jì)期間的學(xué)習(xí)態(tài)度、紀(jì)律和設(shè)計(jì)任務(wù)完成質(zhì)量等方面，綜合評定畢業(yè)實(shí)習(xí)成績。分?jǐn)?shù)比例：學(xué)習(xí)態(tài)度、紀(jì)律10分獨(dú)立思考能力、動(dòng)手能力10分整治方案主要參數(shù)計(jì)算、整治線、整治建筑物布置的合理性25分整治建筑物設(shè)計(jì)、挖槽設(shè)計(jì)的正確性20分整治效果預(yù)測15分設(shè)計(jì)說明書、圖表質(zhì)量20分十、參考書目1水運(yùn)工程施工圖文件編制規(guī)定JTS110-7-2013；2內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)GB50139-2014；3航道整治工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTJ312-2003；4疏浚與吹填工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)JTS181-5-2012；5內(nèi)河航運(yùn)工程水文標(biāo)準(zhǔn)JTS145-1-2011；(6) 航道工程初步設(shè)計(jì)文件編制規(guī)定,人民交通出版社，2008(

16、7) 航道手冊,人民交通出版社，2004(8) 川江航道整治長江航道局，北京：人民交通出版社，19981963年長江上游某基站日平均水位表月正、一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月131.04204627026644638413130262560414133444283830884046242520442263726935056229205754402436186026220548356382235169670264107880653836193416800750466372133193116930.9787561614102720301930109392935133022620312803118994945287332432331286553679823832364069138244665322747458354070621482774470896138438567158086363271976438467481167875541978643750988317766608881460385070187465690046951660365235561974806195004161375248422074174839623252302