第三节整治断面设计
一、设计水位
1、设计水位是保证设计水深的水位,
包括最低通航水位和最高通航水位,
是计算标准船队(舶)正常通航天数的依据。;2、基本站设计水位
与该浅滩有直接关系的相邻水文站的设计水位
3、浅滩上的设计水位推求
浅滩尾下深槽附近设临时水尺,
(该水尺读数将不受以后浅滩整治的影响)
记录逐日水位读数,取得一个时段的资料。
相关
基本站设计水位浅滩临时水尺;(1)浅滩临时水尺设计最低通航水位推求方法
????????
水位相关法;比降插入法
浅滩上缺乏水位观测资料,可利用上下游基本站设计水位
比降均匀插入法(河段内比降均匀);比降不均匀插入法(河段内比降不均匀);瞬时水位法
浅滩上缺乏水位观测资料,且没有上下游两个基本站可利用
;二、整治水位
——一般是指与整治建筑物头部齐平的水位。
整治水位直接关系到工程数量的大小和工程效果的好坏,
是航道整治工程总体设计的重要参数之一。
;
确定整治水位的方法:
经验方法
(1)根据各河流整治比较成功的经验数据确定。
(2)选择该河优良河段的边滩高程做为滩的整治水位。
(3)采用多年平均水位或多年平均流量时的水位,
此水位接近于平滩(边滩)水位。
;造床流量法
造床流量——其造床作用与多年流量过程的综合造床作用相当,
而对塑造河床形态起着控制作用的某个流量。
苏联马卡维也夫输沙率关系:G≈QmJ
Q—Q2J·P曲线上有两个Q2J·P峰值(P为各级流量出现的频率)
最大流量——第一造床流量,
相当与多年平均最大洪水流量,保证率1%~6%;
次大流量——第二造床流量,
略大于多年平均流量,保证率24%~45%。
整治流量(其相应水位即为整治水位);Z-P、Z-v、Z-v4P关系曲线;三、整治线宽度——整治水位时的河面宽度;整治线宽度的确定了整治建筑物(丁坝)的长度,
由此影响着整治工程数量和工程投资的大小。
整治线???度大小影响束水冲刷作用的强弱。
确定整治线宽度的方法:
经验法:参考优良河段法、河相关系法、实测河宽水深分析法
理论计算方法:水力学方法、输沙平衡方法
;(一)经验法
1、参考优良河段法
根据调查和河道地形图,寻找与被整治浅滩具有相似的
水文、泥沙及河床地质条件的优良河段。
选取若干个具有代表性的优良断面并绘制其断面图,
在图上直接量取整治水位时的自然河宽,
取多个断面的平均值为浅滩的整治线宽度。;2、河相关系法
首先寻找优良河断面的河相关系式,
然后根据浅滩的整治要求,
用河相关系式计算该浅滩的整治线宽度。
具体做法:
(1)绘制各优良河段的横断面图,
计算B——整治水位时的河宽,
H——断面平均水深,
H′——航道边缘水深。
;(2)在双对数纸上点绘B1/2H—H的相关线,
在相关线上求得截距为A,斜率为m,
则相关线的方程为
河相关系式
B——整治水位时的河宽
H——断面平均水深;优良断面
H-H相关曲线;3、实测河宽水深法
一般在稳定的河段上,河床形态与河流动力存在一定的
函数关系,也就是说在一定的地质条件和来水来沙相互作用下,
存在一定的宽深比关系。;;整治线宽度与航深相关图;(二)理论计算方法
1、水力学方法;水力学方法基本假定:
整治水位时整治前后的Q、n、J相同,不考虑泥沙因素。;η-(B/b)相关曲线;2、输沙平衡方法
浅滩上的输沙达到平衡状态时,整治前后浅滩断面的输沙率相等。;为了计算方便,将式中改写为:;(2)悬沙造床为主;(三)规范推荐的输沙平衡计算公式
《航道整治工程技术规范(JTJ312-98)》推荐的
输沙平衡方法计算公式的基本形式如下:;四、整治水位和整治线宽度的调整
(一)调整原因
1、没有正确反映在水位的降落过程中水流对浅滩演变的作用。
2、推导公式过程中的某些假定和简化与实际情况不符。
3、按计算公式求得的整治水位和整治线宽度,
它们之间的最优组合不清楚。
;(二)调整方法
整治水位的调整:
一般