《 航 道 整 治 》

1. 《航 道 整 治》 第二章 碍航滩险及其特性 河海学院：赵志舟

2. 第二章 碍航滩险及其特性 • 第一节 碍航滩险的分类 • 第二节 平原河段滩险的特性 • 第三节 山区河段滩险的特性 附：浅滩的演变分析

3. 第二章 碍航滩险及其特性 第一节 碍航滩险的分类

4. 第一节 碍航滩险的分类 • 一般碍航特征： ①平原河流主要为枯期航深不足； ②山区河流主要水浅、流急、险恶流态碍航并存，整个水文年均有可能碍航。 • 按碍航原因，滩险的三种基本类型： ①浅滩 ②急流滩 ③险滩

5. 一、浅 滩 1、定义 航道水深达不到现有航道维护标准或确定整治目标的局部河段，包括湖泊、运河、水网和通航渠道中的浅段。 （教材定义不准确） 河流纵剖面

6. 一、浅 滩 2、浅滩的组成 图1-1 浅滩的组成 a)平面图； b)沿深泓线纵断面； c)A-B断面 1-上边滩；2-下边滩；3-上深槽；4-下深槽；5-沙梗；6-上深槽尖潭； 7-下深槽倒套； 8-上沙梗； 9-下沙嘴； c-鞍凹；8～c～9滩脊

7. 一、浅 滩 3、浅滩的分类 （1）按滩形特征和碍航情况分： 正常浅滩、交错浅滩、复式浅滩、散乱浅滩。

8. 一、浅 滩 3、浅滩的分类 （2）按河床组成分：石质浅滩、卵石浅滩、砂(泥)质浅滩等。

9. 一、浅 滩 3、浅滩的分类 （3）按浅滩淤积部位分：过渡段浅滩、放宽段浅滩、峡口浅滩、分汊河段浅滩、支流河口浅滩。

10. 一、浅 滩 4、浅滩的成因 石质浅滩缘于地质构造因素外，其他浅滩均为河床演变的产物。 （1）冲积性河流形成浅滩的根本成因 输沙不平衡而产生的局部淤积。 • 具体成因： • （1）流速的减小 • （2）环流的消失或减弱 • （3）洪枯水流向不一致 • （4）局部地区来沙量的加大

11. 一、浅 滩 4、浅滩的成因 （2）石质浅滩缘于地质构造 • （3）因人类活动使河床发生再造过程，形成新的碍航淤积体。 • 多出现在：拦河建筑物的上下游、过河建筑物的上游、大型调（引)水过程的下游。

12. 二、急流滩 定义：河床过水断面狭小，流速、比降较大，导致船舶难以自航上滩的局部河段。 1、急流滩的分类 (1)按滩险成因分类 基岩急滩、卵石急滩、溪口急滩、崩岩与滑坡急滩。

13. 二、急流滩

14. 二、急流滩 1、急流滩的分类 (1)按滩险成因分类 (2)按滩形态分类 突嘴型、窄槽型、横埂型、汊道型急滩。 急滩滩型示意图 a)突嘴型；b)窄槽型；c)横埂型

15. 二、急流滩 1、急流滩的分类 (1)按滩险成因分类 (2)按滩形态分类 (3)按成滩水位分类：枯水滩、中水滩、洪水滩。 图a) 中洪水急流滩 图b) 枯水急流滩

16. 二、急流滩 2、急流滩的成因 主要原因：过水面积减小。 • 河床泄水面积减小的原因： (1)地质构造 (2)溪沟冲石 (3)崩岩滑坡 (4)卵石淤积 (5)枢纽下游不均匀冲刷，导致的局部隆起形成陡坡急流。

17. 二、急流滩 2、急流滩的成因 川江斗笠子枯水急流滩（卵石淤积）

18. 三、险 滩 定义：因航道过分弯曲、航宽不足或者存在严重的横流、滑梁水等碍航流态，致使船舶航行十分危险的局部河段。 多出现在山区、丘陵河段。 1、急流滩的分类 按滩险成因分类，主要有： 礁石险滩、泡漩险滩、滑梁险滩、扫弯险滩等。

19. 三、险 滩 2 、滩险成因 （1）因地质构造或灾害，形成过分狭窄或曲折的石质航槽； （2）水流长期塑造形成弯曲狭窄抗冲性强的河槽 弯曲半径R小、扫弯水 （3）自然形成碍航流态 （4）枢纽或大型调（引）水工程形成新的碍航滩险 库尾：滩槽异位，新槽位于礁石区易形成险滩 坝区：引航道口门区、连接段水流条件较差 取水口（排水口）：碍航横流、斜流

20. 第二章 碍航滩险及其特性 第二节 平原河段滩险的特性

21. 一、平原河段滩险特性 1、径流河段 （1）浅滩水深 （2）急弯、斜流 （3）人为因素影响：桥梁选址不当、无序采砂等 （4）礁石、沉船威胁航行安全

22. 一、平原河段滩险特性 2、感潮河段 （1）航道水深不足 （2）航道通过能力不足 （3）水道互通条件不良

23. 一、平原河段滩险特性 3、湖区航道 （1）湖泊航道（超越湖泊的航道） 近港航道水深不足 （2）河湖两相航道（洪水为湖、枯水为河的航道） 枯期出现浅滩、弯曲狭窄段、特殊的跌坎陡坡段。 （3）滨湖航道 （连接湖泊、汛期受湖泊壅水影响的入湖河段的航道） 浅滩碍航

24. 二、影响浅滩演变的主要因素 • 来水来沙条件 • 河床边界条件 • 上下游河段演变的影响 1．来水来沙条件 来水条件：来水总量、洪峰大小及洪峰过程线的形式、某一特定水位的持续时间。 来沙条件：来沙总量、含水量大小、粒径级配及过程线的形式。

25. 二、影响浅滩演变的主要因素 例：来水来沙条件对河床演变的影响 演变特点： 7～9月： 冲刷；11～4月：淤积。

26. 二、影响浅滩演变的主要因素 2．河床边界条件 河床的平面形状、纵向形态，河床的组成，边滩的尺度、部位及形状等。 （1）浅滩上、下游的边滩对其冲淤有很大影响 边滩的高低，标志水流归槽水位的高低及对水流导沙作用的强弱。

27. 二、影响浅滩演变的主要因素 2．河床边界条件 （2） 过渡段的长度对过渡段浅滩的影响 ①过渡段适当： 上下弯道的环流使浅滩对面形成两个大边滩。 ②过渡段太长： 常形成两个以上浅滩，浅滩不稳定。 ③过渡段长、河床宽： 泥沙大量在河床上淤积，形成心滩或江心洲。 ④过渡段太短 形成交错浅滩（不利航行）

28. 二、影响浅滩演变的主要因素 2．河床边界条件 （3）河道的放宽段 （4）在束窄（峡口）上游段 （5）支流河口 （6）入海河口

29. 二、影响浅滩演变的主要因素 3、上下游河段演变的影响 （1）上游河段的影响 主要表现在进入本滩段的水流动力轴线上； （2）下游河段的影响 主要表现在下游河床冲淤对本河段比降的变化、引导水流走向，使浅滩的冲淤水位和输沙力受到影响。

30. 三、浅滩演变的基本规律 • 1．浅滩的稳定性与活动性 • 稳定性：河床形态没有根本性变化，浅滩不会自行消失。 • 活动性：体现在滩脊高程和位置的变化。 2．浅滩演变的年周期性 水文条件的变化，是引起浅滩变化在直接条件，水文条件有年周期的变化，浅滩也有汛期淤、枯期冲刷的年周期变化。 3．浅滩演变的多年周期性 以多年水文周期性变化为依据

31. 三、浅滩演变的基本规律 3．浅滩演变的多年周期性 以多年水文周期性变化为依据 。 浅滩年际周期性的表现型式： （1）边滩反复消长，深泓线上下摆动 （2）岸线不断变化 ，过渡段时而延长时而缩短 （3）汊道兴衰交替，通航汊道易位

32. 四、浅滩上的水流和泥沙运动特点 1、浅滩上的比降和流速 （1）滩头比降 • 概化情况：洛西耶夫斯基试验 图2-17 浅滩上的水面变化

33. 四、浅滩上的水流和泥沙运动特点 1、浅滩上的比降和流速 （1）比降 • 天然情况：浅滩形态复杂 水面沿程变化图 长江东流水道1963年水位-比降关系图

34. 四、浅滩上的水流和泥沙运动特点 1、浅滩上的比降和流速 （2）流速　　 * 确定临界冲淤水位 水位-流速关系图

35. 四、浅滩上的水流和泥沙运动特点 1、浅滩上的比降和流速 （2）流速 不同水位纵向流速沿程变化图

36. 四、浅滩上的水流和泥沙运动特点 （2）流速:浅滩段流速分布的沿程变化 • 从纵剖面看：深槽到浅滩河底逐渐升高，水流流线呈收敛状态. • 从平面看：深槽到浅滩水面逐渐放宽，水流流线呈扩散状态。 • 深槽到浅滩水流流速分布沿程要发生变化，变化程度随水位而变。 图2-21 浅滩段流速分布的沿程变化

37. 四、浅滩上的水流和泥沙运动特点 2、浅滩上的环流 (1)上、下深槽具有一个单向环流，过渡段环流复杂 。 • (2) 过渡段长短对环流有着较大影响。 • 过长：环流减弱或消失 • 过短：急剧转变 • 适宜：平缓过渡 • 环流随Q、Z而改变 a)上深槽断面 b)浅滩断面 c)下深槽断面

38. 四、浅滩上的水流和泥沙运动特点 3、泥沙运动 （1）多数冲积性浅滩，推移质主要以沙波形式运动。 浅滩可以看做一巨形沙波，在水面通常还有次级沙波。次级沙波沿大沙波向下游移动，推移至浅滩脊，浅滩就淤高。 （2）一般情况下，浅滩洪淤枯冲。 （3）浅滩汛期和来沙量大的年份可能有悬移质泥沙淤积，退水一般 冲刷。

39. 第二章 碍航滩险及其特性 第二节 山区河段滩险的特性

40. 一、自然特征 1．河床地质特征 • 石质河床：河床变形主要是水流长期的下切或侧蚀，较稳定。 • 卵石河床：河床质由卵石和砂砾组成的较厚覆盖层 • 沙质河床：常出现在支流河口段 2．河谷地形特征： 峡谷段和宽谷段相间，水深分布不均匀，沿程变化大。 岸线不规则，河面突宽突窄，常有石盘、石梁或群礁林立，形成卡口、汊浩、窄槽；多急弯河道。

41. 第五节 山区河流滩险整治 一、自然特征 一、山区河流的主要特征 3．水文特征 （1）水位、流量特征：水位暴涨暴落、流量变幅大。 （2）比降特征：纵坡、水面比降陡，且沿程不均匀，平均比降：0.3%～1.3%。 （3）流速特征：滩上流速一般大于2m/s～3m/s。 （4）泥沙特征：悬沙常不饱和、可视为冲泄质，卵石推移质普遍存在。

42. 一、自然特征 4．碍航流态 （1）回流（又叫西流水，罗盘水，例流水）。 回流与主流的交界带，流速很小，机动船可利用此缓流上行。

43. 4．碍航流态 （2）漩水（漩涡、竖轴下漩水） 中心有明显凹限，每个漩水有逐渐形成加剧、消失的过程，平面位置产生移动。 危害：航船卷入漩水，偏离航行，失去控制酿成海事及甚至沉船。

44. 4．碍航流态 （３）泡水（鼓喷水） 危 害：使航船偏离航向或倾覆。大型船舷一般希望泡水高度小于0.4～0.55m。驾驶中必须迎泡、压泡，不宜随泡漂移。 产生原因:a）漩水伴生泡水； b）河底起伏

45. 4．碍航流态 （４）横流（斜流） 与航线交角较大的水流均可视为横流。

46. 4．碍航流态 （５）滑梁水 航道附近水下纵向石梁上的横溢流水（属横流）。 危害：航船易被横向溢流水吸引侧移，滑出航道而出海事。 （６）扫弯水：主流指向并紧贴凹岸而形成的流态，与航向始终保持很大的交角属横流。

47. 4．碍航流态 （７）剪刀水（滩舌） 被两岸相对突出物挑引的两股水流，逐渐向下游收缩成一束，以剪刀状。常在卡口急流滩出现，船舶因急流失去控制碍航。

48. 4．碍航流态 （８）跌水（门槛水） 河床展宽窄与河底起伏的突然变化处，常产生较大的水位落差。船舶上行困难而碍航。 （９）激浪 流速大的水流冲击障碍物、礁石，或河床凹凸不平的复杂河床地形引起的波浪。航行阻力大，使船抖动或倾斜可能导致沉船。

49. 二、碍航特点 1、浅滩的碍航特点 多为沙卵石浅滩、石质浅滩。 擦浅易发生海事事故，富裕深度大于平原河流。 2、急流滩的碍航特点 山区河流流急坡陡，航行阻力大，多急流滩。 3、险滩的碍航特点 • 山区河流流急坡陡，航行阻力大； • 航道弯曲狭窄，航道附近有礁石，航道尺度不足； • 边界不规则，产生较多不良流态碍航； • 设标困难或流标，不能正确引导船舶航行。

50. 二、碍航滩险特性分析 1、急流滩特性分析 （1）形态特征分析 急滩滩型示意图 a)突嘴型；b)窄槽型；c)横埂型 分析平面形态、溪口急流滩溪沟冲石、崩岩滑坡岸坡形态及其稳定性等。