航道整治課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

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2008.10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(jí)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)目的鞏固和提高同學(xué)們已學(xué)知識(shí)，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(guò)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(guò)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

2、岸用對(duì)口丁壩束窄過(guò)渡段河面寬度， 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、5 10和4-6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

3、時(shí)水位法”推求。4、水位樁及各計(jì)算斷面設(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(duì)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II II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。

4、整治水位在0.901.20米范圍內(nèi)取。圖比:橫（河寬）1:2000、縱1:20。（五）勾出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(zhǎng)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(hào)。（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

5、道工程學(xué)II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)II37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(zhǎng)度的2.5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%，

6、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 七=61/3 H1/6，通常V/V0=1.11.3。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)若不滿足這一要求，只需

7、寫出結(jié)語(yǔ)，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)I81頁(yè)。（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)I37式計(jì)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、扣除。4、回流區(qū)面積估算方法：下游回流按擴(kuò)散角B = 711?？鄢?，上游回流區(qū)按a =（46）B 局部阻力系數(shù)：因本圖無(wú)合適的河段估算整治前局部阻力系數(shù)，故采用下式估算:2，A為過(guò)水面積，收斂河段局部阻力略去不計(jì)。、 JA ） 擴(kuò)散河段& =| 大 -11氣

8、J5、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(duì)石質(zhì)河床是適合的，對(duì)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(hào)丁壩縱橫斷面設(shè)計(jì)圖。橫斷面應(yīng)表示出壩的頂寬，上下游邊坡比等。 縱斷面應(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)

9、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(hào)（按從上至 下的順序，用“百米樁，法編號(hào)）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(shuō)明書說(shuō)明書通常包括如下內(nèi)容:1、灘險(xiǎn)概況（例如地理位置、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)的確定及推算;（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

10、的計(jì)算確定水力計(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)算其它（例如施工建議及要求、整治效果估計(jì)等等）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(shuō)明書的目錄，編寫說(shuō)明書。在說(shuō)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(shuō)明書宜簡(jiǎn)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(hào)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（一）航道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)通航保證率95%，重現(xiàn)期5年。保證航深1.50米，設(shè)計(jì)航寬60米，航道最小半徑300米。（二）1962年1:20000淺灘地形圖（三）水位、泥沙資料1963年年上游基站日平均水

11、位。上游基站最枯水位和保證率95%水位。年份最枯水位P=95%水位年份最枯水位P=95%水位195530.3930.40196530.1730.26195630.1930.26196629.8229.84195730.2530.26196730.3630.38195830.1630.17196830.5830.67195930.2030.38196930.6330.66196030.5530.60197030.5531.05196130.6830.74197130.1130.14196230.7530.78197230.0830.23196330.15自算197330.7330.9019643

12、0.3030.46197430.3330.35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)。1962年淺灘基本水尺與上游基本水文站同步觀測(cè)水位單位：米日期1.11.21.31.41.5基站32.2832.6733.1233.2233.05淺灘31.3531.6132.2832.6132.27日期1.61.71.81.91.10基站32.8132.5832.3332.2132.11淺灘31.8431.7531.2931.1530.92日期1.111.121.131.141.15基站32.0031.9531.8831.8431.81淺灘30.8530

13、.8230.7830.7030.64日期1.161.171.181.191.20基站31.8031.7630.7031.5831.56淺灘30.5530.5330.4430.3730.32日期1.211.221.231.241.25基站31.5431.5031.4431.4031.34淺灘30.3030.2730.2030.1830.10日期2.102.112.243.6基站30.8230.8030.7631.63淺灘29.4229.3929.3530.42淺灘其他水尺與基本水尺同步觀測(cè)水位單位：米日期1#水尺2#水尺3#水尺4#水尺3.2129.4529.5229.3429.273.2429

14、.3029.3729.2029.143.2729.2129.2829.0929.06水深改正系數(shù)y=0.90。淺灘槽沙篩分資料篩空直徑（毫米）753210.50.250.10.05篩內(nèi)泥沙重量（克）045.0422.5211.2639.4133.78101.34197.05112.65（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。面向下游點(diǎn)繪計(jì)算斷面，圖的左端為河道左岸，右端為河道右岸。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。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。整治線用粗

15、虛線表示，粗1.5毫米左右，線段長(zhǎng)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(zhǎng)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。設(shè)計(jì)圖表應(yīng)編號(hào)，且和設(shè)計(jì)說(shuō)明書中交待的圖表號(hào)一致。其余有關(guān)規(guī)定，將在設(shè)計(jì)中交待。五、設(shè)計(jì)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(cè)。設(shè)計(jì)說(shuō)明書封面名稱用“某淺灘航道整治 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書”，同時(shí)寫明班級(jí)、姓名及日期。（二）設(shè)計(jì)圖紙須清晰，線條明顯，排列美

16、觀整齊，圖名、縱橫圖比及單位姓名等標(biāo)注應(yīng)完整。六、物資準(zhǔn)備50*5坐標(biāo)紙6張；裝訂紙1本；圖板、丁字尺及繪圖工具、計(jì)算器等。七、主要圖式、表式設(shè)計(jì)航道中心線、整治線水位保證率曲線計(jì)算表水流平面圖計(jì)算表級(jí)配曲線計(jì)算表5 .加權(quán)平均粒徑計(jì)算表挖槽工程量計(jì)算表床沙粒徑級(jí)配曲線計(jì)算表篩孔直徑（毫米）753210.50.250.10.05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（%）加權(quán)平均粒徑計(jì)算表篩孔直徑（毫米）753210.50.250.10.05平均粒徑d；（毫米）642.51.50.750.380.180.08各組沙重（克）各組泥沙重量 百分比p；（%）P年

17、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（%）42.19-0041.99-.80.79-.6030.99-.90.89-.80.79-.6030.09-.00注：水位從42.19米到31.00米按20厘米分級(jí)；從30.99米到30.00米按10厘米分級(jí)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： TOC o 1-5 h z 布置課程設(shè)計(jì)任務(wù)，介紹有關(guān)情況0.5天設(shè)計(jì)水位、泥沙粒徑和河床糙率等計(jì)算1天 整治參數(shù)計(jì)算、整治線布置及整治建筑物布置1天 挖槽布置和挖槽橫斷面計(jì)算1天 水流平面圖計(jì)算1天 水面線計(jì)算和挖槽穩(wěn)定

18、性校核2天建筑物縱橫斷面設(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(shuō)明書1.5天九、考核內(nèi)容和方式根據(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(píng)定畢業(yè)實(shí)習(xí)成績(jī)。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(cè)15分設(shè)計(jì)說(shuō)明書、圖表質(zhì)量20分十、參考書目水運(yùn)工程施工圖文件編制規(guī)定(JTS110-7-2013)；內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)(GB50139-2014)；航道整治工程技術(shù)規(guī)范(JTJ 312-2003)；疏浚與吹填工程設(shè)計(jì)規(guī)范(

19、JTS 181-5-2012)；內(nèi)河航運(yùn)工程水文規(guī)范(JTS145-1-2011)；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航道手冊(cè)，人民交通出版社，2004川江航道整治長(zhǎng)江航道局，北京：人民交通出版社，19981963年長(zhǎng)江上游某基站日平均水位表月份、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131.0430.6331.8634.4132.5031.2432.8830.4830.2630.4630.3232.1520462703.652632.45644638413131.993026256041413344428383088404624232.585231.6004

20、4226372693505622920575431.784024361832.38602622031.9654835638223516967026410788065383619341633.0280075046633.2737213319311632.69930.978730.9856161410272030193010939293513330.98022620312803118994945234.108730.923324323331.83128631.0631.145536798238323640691382446653227474583540706214827732.184435.0270896138438567158086363236.1771976438467481167875541935.197831.00643750988317766633.050834.63881460385031.1770187465690046951660365235561974806195