5 内河航运.ppt

内河航道的建设、维护与管理 戴文鸿：wdai@hhu.edu.cn 第一节 水运事业 一、水运特点： 运输成本低 运输能力大 综合利用 二、通航水道的要求 1 有足够的水深 2 有足够的航行宽度 3 有较大的弯曲半径 4 流速不宜过大（不超过2m/s） 5 通航时期长 6 航道中无障碍物 7 河道上建筑物有足够的通航净空 内河航道等级 一级航道：可通航　3000 吨级船舶 二级航道：可通航　2000 吨级船舶 三级航道：可通航　1000 吨级船舶 四级航道：可通航　500 吨级船舶 五级航道：可通航　300 吨级船舶 六级航道：可通航　100 吨级船舶 七级航道：可通航　50 吨级船舶 船舶吨级 三、内河船舶 分为：自航船舶和非自航船舶 竹、木材浮运 第二节 内河水道 一、天然水道航行条件的改善 河床演变：水和河床相互作用，河床的形态影响水流的流态，流态又反过来影响河床的形态。 天然河流迂回曲折，出现许多深坑、浅滩，同时水文条件的变化，难以满足通航条件。这就需要人为地加以整治。 改善措施 1 疏浚：挖泥、爆破、清石以及利用挖出的 泥土修建整治建筑物等 2 整治：修建整治建筑物（丁坝、顺坝、导 流坝以及潜坝）、塞支强干、裁弯取直 3 渠化：建造拦河闸坝 4 径流调节：利用水库调节河流的径流分配 5 绞滩工程：机械力拖引船舶上滩的工程 航道疏浚 挖泥船分类 挖泥船示意图及照片 挖泥船分类及照片（续） 挖泥船示意图 航道整治建筑物 整治建筑物（续） 渠化工程 作用：雍高水位，增加通航水深，调节径流 缺点：淹没损失、泥沙淤积、投资大工期长、影响大 可分为： 1 连续渠化 2 局部渠化 渠化工程的规划内容 1 渠化河流航道等级的确定 2 渠化河流枢纽坝址的选择及梯级布置方案的确定 3 枢纽平面布置及主要技术经济指标的计算 4 梯级开发布置方案及开发程序的确定 渠化枢纽的总体布置 1 闸坝并列式：顺直或微弯、河谷开阔的河流 2 闸坝分离式：平原地区或灌区 渠化枢纽的布置实例 二、人工水道---运河 开敞式运河：两端水面基本持平 设闸运河：每一航段持平、整体水平为梯级 著名运河---京杭大运河 著名运河---苏伊士运河 著名运河---巴拿马运河 第三节 过船建筑物 过船建筑物主要有船闸和升船机 船闸组成 船只过闸示意图 船闸的布置 二、升船机 1 垂直升船机 2 斜面升船机 升船机工作原理 第四节 过木、过鱼建筑物 一、过木建筑物 二、鱼道（fish way） 第五节 航道的维护与管理 航道疏浚可分为维护性疏浚和基建性疏浚 2 维护性疏浚的优化 1) 加强床底地形测量，深入研究泥沙运动 及淤积物发展规律 2) 布设防沙、沉沙设施，将泥沙拦截在航 道及港区之外（拦泥帘、气泡幕和沉沙 池） 3) 采用“适航水深”，利用浮泥层通航 4) 运筹学的应用（优化超挖深度、挖泥船 队部署以及判别疏浚设备改造的技术方 向） 二、加强航道日常维护 通过对航道经常性检测，探明最小水深和浅点位置，及时调整航标，保证船舶安全经济运行，提高航道维护质量 航道检测可分为 简测、探测和扫床 第六节 河道研究的技术手段 现场测量（GIS、ADCP水位测量记录、断面、 垂线、泥沙测量 ） 河床演变分析 物理模型试验（正态模型、变态模型、定床 和动床试验） 数学模型计算（一维河网模型、二维水沙模 型、三维水流模型） 一、现场测量 1 地形、泥沙测量 2 流量、流速 3 水位、含沙量、水质（水文站） ADCP(Acoustic Doppler Corrent Profiler ) 声学多普勒流速剖面仪 水下地形测量 1 GPS rtk Global Position System Real Time Kinematic 2 回声测深仪 3 侧扫声纳 4 多波束测深系统 5 机载激光测深系统 二、数学模型（Numerical modeling） 1 一维河网水沙模型 2 二维水沙模型 Riverbed deformation ： 部分结果（以赣江II级航道整治工程为例） 2 二维水沙模型 Suspended sediment transport： Riverbed deformation ： 控制体、方程离散及边界条件 计算结果（以宁波地铁穿江工程为例） 实际地图 工程线位断面地形变化分析 物理模型（以宁波地铁穿江工程为例） 1 正态模型：垂直比尺和水平比尺一样