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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,SCODI,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,四川交通设计院,二,O,一,O,注册土木工程师（港口与航道工程专业）,执业资格考试考前专业课培训,渠化工程枢纽总体布置,1,1,、考试大纲要求,2,、概述,3,、河流渠化工程,4,、渠化工程枢纽坝址、坝线选择,5,、渠化工程枢纽总平面布置,6,、渠化工程主要建筑物高程布置,7,、渠化工程枢纽方案评价,8,、例题,主 要 内 容,掌握渠化工程枢纽,总体布置的原则和,渠化枢纽工程设计标准。,掌握渠化工程枢纽的总体布置。,掌握渠化工程枢纽主要建筑物的选型与布置要求。,熟悉渠化工程枢纽不同阶段所需的基础资料。,熟悉渠化工程枢纽方案评价的内容。,考试大纲要求,2,、概述,2.1,船舶航行对航道的要求,2.2,改善天然河流通航条件的工程措施,2.1,船舶航行对航道的要求,航道应具备的通航条件：,足够的深度、宽度和曲线半径；,合适的水流条件，包括流速、比降和流态；,足够的通航净空，包括净空高度和宽度。,航道标准尺度：在通航期内，航道能保证设计船型（船队）安全航行的最小尺度，包括：,在,设计最低通航水位下,的航道标准,水深、,航道标准,宽度,、航道,最小弯曲半径；,在,设计最高通航水位,时跨河建筑物的,净空高度,和,净空宽度,。,2.2,改善天然河流航行条件的工程措施,改善天然河流航行条件的工程措施主要有：,疏浚,整治,渠化,迳流调节,四种工程措施各有其特点和适用性，通常是相辅为用。选择改善河流通航条件的方法，应根据该河流的具有的特点来进行分析。,一、航道疏浚工程,航道疏浚工程是采用人力或机械施工的方法，为加深和拓宽水域而进行的水下土石方开挖工程。包括,挖泥、爆破、清石,和,利用所挖出的泥土修建整治建筑物,等。航道疏浚工程可分为三大类：,基建性疏浚,维修性疏浚,临时性疏浚,二、航道整治工程,整治工程是利用整治建筑物或其他工程措施，调整河槽形态和水、沙流路，从而改善航道条件的工程。,第二章 概述,三、渠化工程,渠化工程是指在天然河流上，以航运开发为主要目的，修建拦河闸坝和通航建筑物，壅高上游水位，改善航行条件的航道工程。,四、径流调节,径流调节主要是拦河筑坝形成水库，利用水库的容蓄能力，人工地改变天然河流的径流分配。,径流调节按调节周期的长短，可分为日调节、年调节和多年调节等。,第二章 概述,3,、河流渠化工程,3.1,河流渠化概念及分类,3.2,渠化工程规划,3.3,渠化工程设计的基本资料,3.1,河流渠化的概念及分类,河流的渠化通常是,对整个一条河流进行,的，即在该条河流上沿纵向建造一系列的拦河闸坝和通航建筑物（船闸或升船机），将整条河流划分成若干河段，利用闸坝的壅水作用增加上游河段的水深，利用通航建筑物来克服筑坝后所形成的水位落差，,以达到改善河流航行条件的目的,。,第三章河流渠化工程,亭子口,苍 溪,沙 溪,金银台,红岩子,新 政,金溪场,马 回,凤仪场,小龙门,青 居,东西关,桐子壕,利 泽,草 街,水东坝,已建,在建,拟建,黄海高程,(m),嘉陵江干流,(,广元,-,重庆,),规划梯级纵剖面示意图,第三章河流渠化工程,井 口,一、河流渠化的类型,1.,连续渠化和局部渠化,：根据渠化河段是否连续分类。,连续渠化是指在河流上建造一系列闸坝，将整条河流划分为若干河段，下一级闸坝的回水与上一级闸坝相衔接，并满足通航标准所规定的通航水深，从而使整条河流成为彼此连接的渠化河流。,局部渠化是只对局部河段进行渠化。,2.,高坝渠化和低坝渠化,：根据渠化水头的大小分类。,高坝渠化是拦河坝较高，渠化水头较大者。,低坝渠化是拦河坝较低，渠化水头较小者。,第三章河流渠化工程,二、河流渠化的影响,河流渠化后，表征河流特性的水文情势发生的根本变化，必将引起航行条件和陆上及水下生态环境的变化，主要有：,1.,提高航道等级和通过能力，改善河流的航行条件。,2.,对库岸再造的影响。,3.,对库区和邻域气侯有一定影响。,4.,对鱼类生长的影响。,5.,河床形态的变化。,第三章河流渠化工程,3.2,渠化工程规划,渠化工程规划的基本任务就是要,确定梯级的数目,，,枢纽的位置,以及,壅水的高度,等，也就是要拟定河流的渠化梯级开发方案，并从中,选定第一期工程,。,第三章河流渠化工程,一、渠化工程规划的内容与原则,渠化工程规划是在流域经济规划和营运规划的基础上进行的。,1,、渠化工程规划的内容,航道等级的拟定；,坝址的选择及梯级布置方案的拟定；,枢纽的平面布置及主要技术经济指标的计算；,梯级布置方案的比较及开发程序的确定。,第三章河流渠化工程,2,、渠化工程规划的原则,（,1,）综合利用水资源。,（,2,）统一航道标准。,（,3,）遵循经济规律，减小工程建设带来的副作用。,（,4,）贯彻近远结合的原则。,（,5,）国防建设的特殊要求。,（,6,）规划方案应技术先进、管理科学。,第三章河流渠化工程,二、渠化工程规划的方法,渠化工程规划的步骤：,根据河流自然条件及航运要求拟定航道等级；,根据河流的水文、地形、地质等自然条件，选择坝址，进行梯级布置；,渠化枢纽的总体布置，计算各枢纽的主要技术经济指标；,根据各梯级布置方案的技术经济指标，进行梯级组合的方案比选，选出最优方案，并确定梯级开发的程序。,第三章河流渠化工程,1.,渠化河流航道等级是在经济规划和营运规划的基础上拟定的。,2.,渠化梯级布置,（,1,）坝址选择,（,2,）渠化梯级布置基本要求：,必须满足航运要求，最大可能地改善航行条件。,渠化河段之间应彼此衔接；,两梯级间河段的长度不宜过小；,梯级上、下游应有足够长度的顺直河段及水域面积；,宜在支流河口的下游；,尽可能在主要滩险的下游。,第三章河流渠化工程,减少淹没损失。,在城镇、大片农田、工矿企业及主要交通设施的上游；,在河床开阔处。,充分发挥梯级的综合效益，实现水利资源的综合利用。,梯级位置尽可能靠近城镇；,梯级水头可适当提高；,梯级位置应接近排灌中心。,良好的地形、地质条件。,施工技术条件与建筑材料。,第三章河流渠化工程,3,渠化梯级组合方案的比较,渠化梯级布置组合方案比较，是对已拟定的梯级布置方案的各项技术经济指标进行论证比较，选择结构安全可靠、施工简易、运用方便、投资最省、淹没最少、综合经济效益最好的方案作为最优组合方案。,4,渠化梯级的开发程序,确定梯级开发程序及第一期工程项目应遵循的原则：,先期工程应具有,显著的综合效益,。,对航道通过能力,起控制作用的河段,，或运输要求迫切和运输强度较大的河段；,先建梯级对下一期相邻梯级的施工，应,无不利的影响或影响不大,；,梯级建成的先后顺序，应对上、下游航道尺度的逐步提高，,航线的逐步延伸及货运量的逐步增加有利,；,先期工程应选择工程技术不甚复杂，施工,条件好的枢纽,；,梯级开发的先后顺序，应保证梯级有足够的勘测、设计与施工的准备时间，以利于确保工程的质量。,第三章河流渠化工程,梯级组合方案比较,江西省赣江流域梯级开发方案,江西省赣江流域梯级开发方案,3.3,渠化工程设计的基本资料,资料收集的基本原则：,1.,按不同设计阶段的不同要求进行。,各设计阶段的工作重点不同，基本资料的内容和深度不同。预可行性研究阶段是在河流梯级开发规划的基础上,初步选择坝址,；工程可行性研究阶段是多方案比选,确定坝址并推荐坝线,；初步设计阶段是在工程可行性研究批准的坝址上，通过比较,确定坝轴线和船闸轴线,。,2.,资料的内容和深度应符合,内河航运建设项目可行性研究报告编制办法,、,内河航运工程初步设计文件编制办法,和,内河航运工程施工图设计文件编制办法,中的相应规定。,3.,对自然条件简单的,级及其以下航道上的小型渠化工程，资料可适当简化。,第三章河流渠化工程,4,、渠化工程枢纽的坝址、坝线选择,4.1,概述,4.2,渠化工程枢纽设计原则与标准,4.3,坝址的选择,4.4,坝线和通航建筑物轴线比选,4.1,概 述,一、枢纽的种类,按其功能可分为：渠化工程枢纽、发电枢纽、水利枢纽或综合枢纽等。,1.,以防洪、发电、航运、灌溉等为主要功能的大型综合枢纽,2.,以发电、航运为主要功能的综合枢纽,3.,以发电为主要功能的枢纽,4.,以航运为主要功能的枢纽,5.,以水利灌溉为主要功能的枢纽,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,二、渠化工程枢纽的特点,渠化枢纽是在河流上修建的以通航为主要目的的拦河闸坝、过船建筑物以及电站等设施的综合体。其特点主要表现在,枢纽的选址,和,枢纽的总体,布置上。,1.,枢纽的选址应综合考虑坝轴线和船闸轴线，船闸轴线的布置须满足上下游引航道与天然航道的平顺衔接；,2.,枢纽的总体布置应考虑渠化河段通航水位的彼此衔接以及枢纽运行时上下游水流泥沙对船舶进出闸的影响。,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,4.2,渠化工程枢纽设计原则与标准,一、渠化工程枢纽总体布置设计的主要内容,确定设计原则和建设标准；,梯级水位衔接方式、枢纽特征水位和工程规模,选择坝址、坝线和通航建筑物轴线；,主要建筑物选型和顶部高程设计；,枢纽总体布置方案,调度运用要求和安全监测等。,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,二、渠化工程枢纽设计原则,1,、渠化枢纽的通航设计标准，是,以工程所在河流或河段规划航道等级的通航标准为依据,，未经论证，不得任意改变其标准；,2,、枢纽工程总体布置设计，是在确保通航要求的基础上，根据工程建设任务要求，在充分发挥工程综合利用效益的前提下，,正确处理好近期与远期、上游与下游以及干流与支流等关系,；,3,、渠化枢纽工程总体布置设计应贯彻兴利除弊，保护及改善环境的原则，在满足通航要求的前提下，减少土地淹没、浸没、移民和拆迁。,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,三、渠化枢纽工程的分等和建筑物分级,1.,渠化枢纽工程的分等,（,1,）渠化枢纽工程的等别应根据工程规模、效益及其在国民经济中的重要性确定。,（,2,）渠化枢纽工程设计水位的确定，应保证上、下游梯级通航水位的衔接，满足通航标准要求，并兼顾水资源的综合开发利用。,2.,渠化枢纽工程的等别,渠化枢纽工程等别应根据工程规模,效益及其在国民经济中的重要性确定,.,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,枢纽工程,等别,通航,水库总,库容,(,亿,m,3,),发电,灌溉,防洪,供水,航道等级,设计通航,船舶等级,水电站装,机容量,(MW),灌溉面积,(,万亩,),保护城镇及,工矿企业的,重要性,保护农田,(,万亩,),供水对象,重要性,一,3000,10,1200,150,特别重要,500,特别重要,二,2000,10,1.0,1200,300,150,50,重要,500,100,重要,1000,三,500,1.0,0.1,300,50,50,5,中等,100,30,中等,四,300,0.1,0.01,50,10,5,0.5,一般,30,5,一般,五,100,0.01,10,0.5,5,50,渠化枢纽工程分等指标,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,当按上表中的分等指标确定的枢纽工程等别不同时，应以其中的最高等别作为枢纽工程的等别。,注,:,设计通航船舶吨级系指通过通航建筑物的最大船舶载重吨，当为船队通过时指组成船队的最大驳船载重吨；,跨省际,级航道上的渠化枢纽工程等别提高,1,级；,水库总库容指最高水位以下的静库容；,洪水期基本恢复天然状态的渠化枢纽水库总库容采用正常蓄水位下的静库容。,2.,建筑物的分级,（,1,）渠化枢纽工程的水工建筑物是按枢纽工程的等别及其在工程中的不同作用划分级别。,枢纽工程等别,永久水工建筑物级别,主要建筑物,次要建筑物,一,1,3,二,2,3,三,3,4,四,4,5,五,5,5,注：,主要水工建筑物系指其失事后，造成下游灾害或严重影响工程效益的水工建筑物；,次要水工建筑物系指其失事后，不致造成下游灾害或对工程效益影响不大并易于修复的水工建筑物。,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,永久性水工建筑物级别,(2),水工建筑物的级别可根据具体情况调整,:,位于同一挡水线上的各种水工建筑物级别不同时，其前沿挡水部位应采用其中最高级别作为统一设计标准。,失事后损失巨大的,2,5,级 主要永久性水工建筑物的级别和洪水标准，经技术经济论证后可相应可提高,1,级；当工程地质条件复杂时，其级别可提高,1,级，但其洪水标准不应提高。,失事后损失不大的,1,4,级主要永久性水工建筑物，经技术经济论证后级别可降低,1,级。,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,（,3,）施工期使用的临时性水工建筑物的级别，应根据保护对象的重要性、失事后果、使用年限和临时性水工建筑物的规模按下表确定。,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,级别,保护对象,失事后果,使用年限,（年）,临时性,水工建筑物规模,高度（,m,）,库容,（亿,m,3,）,3,有特殊要求的,1,级永,久性水工建筑物,淹没重要城镇、工矿企业、交通干线，或推迟总工期，造成重大灾害和损失,3,50,1.0,4,1,级、,2,级永久性水工,建筑物,淹没一般城镇、工矿企业，或影响总工期，造成较大经济损失,3,1.5,50,15,1.0,0.1,5,3,级、,4,级永久性水工,建筑物,淹没基坑，但对总工期影响不大，经济损失较小,1.5,15,0.1,临时性水工建筑物级别,注：,表中有特殊要求指施工期不允许过水等要求；,表中使用年限指,1,个施工导流期的使用年限，,2,个或,2,个以上施工导流期共用的临时建筑物，例如在,2,个施工导流期共用的纵向围堰，其使用年限不能叠加计算；,临时性水工建筑物规模一栏中，高度指临时挡水建筑物最大高度，库容指临时挡水建筑物在设计水位时所拦蓄的水量。,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,四、枢纽工程设计标准,1.,渠化枢纽工程通航建筑物的通航标准应符合国家标准,内河通航标准,（,GB50139,）的有关规定。,2.,渠化枢纽工程永久性水工建筑物的洪水重现期标准，应根据工程所在地区条件和建筑物的级别分别确定，并符合下列规定。,（,1,）平原区渠化枢纽工程永久性水工建筑物洪水重现期标准应按下表确定。,平原区永久性水工建筑物洪水重现期标准,水工建筑物级别,1,2,3,4,5,设计洪水（年）,300,100,100,50,50,20,20,10,10,校核洪水（年）,2000,1000,1000,300,300,100,100,50,50,20,注：当平原区渠化枢纽工程挡水建筑物的挡水高度高于,15m,，且上、下游水位差大于,10m,时，其洪水重现期标准宜按山区、丘陵区标准确定。,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,（,2,）山区、丘陵区渠化枢纽工程永久性水工建筑物洪水重现期标准应按下表确定。,山区、丘陵区永久性水工建筑物洪水重现期标准,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,水工建筑物级别,1,2,3,4,5,设计洪水（年）,1000,500,500,100,100,50,50,30,30,20,校核洪水,（年）,土石坝,可能最大洪水或,10000,5000,5000,2000,2000,1000,1000,300,300,200,浆砌坝,5000,2000,2000,1000,1000,500,500,200,200,100,注：当山区、丘陵区的渠化枢纽工程挡水建筑物的挡水高度低于,15m,，且上、下游水位差小于,10m,时，其洪水重现期标准宜按平原区标准确定。,3.,低水,头或失事后损失不大的渠化枢纽工程挡水和泄水建筑物，经专门论证后，其校核洪水重现期标准可降低,1,级。,4.,渠化,工程枢纽挡水和泄水建筑物施工期临时度汛洪水重现期标准，应根据建筑物的结构型式及其拦蓄库容按下表确定。根据其失事后对下游的影响程度，洪水重现期标准可适当提高或降低。,挡水和泄水建筑物施工期临时度汛洪水重现期标准（年）,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,拦蓄库容（亿,m,3,）,挡、泄水建筑物结构型式,1.0,1.0,0.1,0.1,土石坝,100,100,50,50,20,混凝土坝、浆砌石坝,50,50,20,20,10,5.,施,工导流和围堰等临时水工建筑物的洪水重现期，应根据建筑物的结构类型及其级别按下表确定。当临时性水工建筑物失事后果严重时，应考虑遭遇超标洪水的应急措施。,临时性水工建筑物洪水重现期标准（年）,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,临时性水工建筑物级别,3,4,5,土石结构,50,20,20,10,10,5,混凝土、浆砌石结构,20,10,10,5,5,3,6.,铁,路、公路、水运、水利、电力、电信、军事等设施和文物古迹等淹没对象，其设计洪水重现期标准应按照国家现行有关标准的规定确定。,7.,渠化枢纽工程建筑物抗震设计标准应符合下列规定。,（,1,）渠化枢纽工程建筑物抗震设计标准应符合现行行业标准,水运工程抗震设计规范,（,JTJ 225,）的规定。,（,2,）渠化枢纽挡水、泄水和水电站等建筑物的抗震设计标准应符合现行水利、水电行业有关标准的规定。,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,1.,有利于上、下梯级间通航水位的衔接，干支流航道网相互协调；,2.,避开不良工程地质，水文地质河段，主要水工建筑物地基良好；,3.,挡水闸坝与堤岸连接稳定且无绕坝渗漏；,4,.,满足近期和远期通航建筑物、挡水、泄水建筑物及水电站的布置要求；,5.,有利于枢纽的运行、维护和管理；,6,.,具有较宽广的施工场地和对外交通运输条件；,7.,具有良好的施工导流，分期施工的条件；易于解决施工通航问题；,8.,有足够的砂、石等建筑材料供应：,9.,减少淹没、浸没、征地和拆迁,；,10.,工程造价经济合理。,第四章渠化工程枢,纽的坝址坝线选择,梯级衔接条件：,地形地质条件：,布置及运行条件：,施工条件：,淹没条件：,工程造价：,4.3,坝址的选择,坝址选择应考虑的条件和要求：,4.4,坝线和通航建筑物轴线比选,比选应符合以下规定：,1,、首先考虑通航条件，并结合综合利用要求，通过技术经济比较确定；,2,、坝线宜选择在顺直或微弯河段，坝上、下游水域和地形条件满足通航建筑物引航道及其口门区、连接段航道、前港和锚地布置的要求；,3,、坝线宜按垂直于河道水流方向布置；,4,、坝线处及其附近应具有良好的地形、地质和对外交通条件；,5,、应符合“船闸总体设计规范”的有关规定。,5,渠化工程枢纽平面布置,5.1,枢纽建筑物的组成及选型,5.2,枢纽主要建筑物的布置要求,5.3,枢纽总体布置的原则、型式及要求,5.1,枢纽建筑物的组成及选型,渠化枢纽一般由挡水、泄水建筑物（或称拦河坝）、通航建筑物、水电站建筑物、坝岸连接建筑物，以及其他综合利用建筑物等组成。各建筑物间应有可靠的防渗连接设施。,渠首,坝岸连接建筑物,泄水建筑物,水力发电站,挡水建筑物,船闸,船闸管理所,渠化枢纽组成示意图,第五章 渠化工程枢纽平面布置,嘉陵江桐子壕航电枢纽鸟瞰图,第五章 渠化工程枢纽平面布置,右,岸挡水坝,船闸,电站,泄洪、冲沙闸,溢流坝,左岸接头坝,生活辅助区,船闸,:180233.5m,泄洪冲沙闸,:,24孔,单孔净宽20m,电站,:,总装机,117MW,左岸挡水坝,:,顶宽10m,右,岸挡水坝,:,顶宽10m,坝顶交通桥,:,10m宽,双向双车道,坝顶高程,63.5m,总长度,1637m,赣江石虎塘航电枢纽鸟瞰图,第五章 渠化工程枢纽平面布置,一、挡水、泄水建筑物,1.,挡水、泄水建筑物的型式,挡水、泄水建筑物的型式有泄水闸、溢流坝、低槛活动坝和非溢流坝等。,2.,挡水、泄水建筑物的选型,挡水、泄水建筑物的型式、尺度应根据枢纽工程的作用，所在河段的洪水特性以及地形、地质条件等，通过技术经济比较确定。,（,1,）平原河流或沿河两岸地势较低、淹没损失较大的枢纽，可采用泄水闸。,（,2,）沿河两岸地形较高、库区,淹没较少,的枢纽，可采用溢流坝。,（,3,）洪枯水位变幅大，水位暴涨、暴落的山区河流，当水头不大时，可选用低槛活动坝。,（,4,）根据具体条件也可选用泄水闸、溢流坝、低槛活动坝和非溢流坝组合的布置型式。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,二、通航建筑物,1,、通航建筑物的型式：主要有船闸、升船机。,2,、通航建筑物的选型,根据过坝客、货运量和船舶、船队的尺度以及地形、地质条件选定，在通常情况下应采用船闸，升船机应通过技术经济论证，慎重选用。,（,1,）当水级不大，运量大，枢纽用水不紧张时，优先采用船闸。,（,2,）当水级较大，运量较小，根据枢纽地形、地质、水源情况，经技术经济比较，若采用船闸有困难，采用升船机较经济、合理时，可采用升船机。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,（,3,）有下列情况之一者，应设置双线或多线通航建筑物：,采用单线船闸不能满足设计水平年内过闸船舶数量、总吨位数、客、货运输量过闸的通过能力要求的；,客、货运量大，船舶过闸繁忙的连续多级船闸，由于单线船闸迎向运转要等待和延长过闸时间、降低通过能力和船舶运输效率而不经济的；,运输繁忙和重要航道在年通航期内，不允许由于船闸检修、疏浚、冲沙和事故等原因造成断航的；,客运、旅游等船舶多，过闸频繁，需解决快速过闸的；,区间小船、渔船和农副业船舶数量多，过闸频繁影响通过能力的。,（,4,）当水级很高，货运量很大，需修建两线以上通航建筑物时，可建一线升船机，满足客轮与货物快速过闸；其余各线修建多级船闸，满足大型船舶或船队过闸的要求。,（,5,）船闸严禁用作泄洪。,当采用溢洪船闸时，必须经过技术经济论证和安全论证。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,三、水电站,渠化枢纽中的水电站布置宜采用河床式或引水渠式。,四、坝岸连接建筑物,渠化枢纽挡水、泄水建筑物、通航建筑物、水电站等与河岸或防洪堤的连接应设置接岸建筑物。,1,、当地基较好时，通过综合比较可用边墩直接连 接；,2,、当地基软弱时，宜采用独立的岸墙；,3,、建筑物接岸侧应设置刺墙等防渗设施。,五、其它综合利用建筑物,第五章 渠化工程枢纽平面布置,5.2,枢纽主要建筑物的布置要求,一、挡水、泄水建筑物的布置要求：,1,、泄水建筑物应布置在河流的主河槽中，其轴线宜与河流主流向垂直。,2,、泄水建筑物泄流壅高值应根据对上游淹没影响、允许过闸单宽流量和工程造价等因素综合比较确定，平原地区泄水建筑物在渲泄设计洪水或校核洪水时，其壅高值不宜大于,0.3m,。,3,、泄水建筑物泄流宽度应满足下列要求：,（,1,） 安全通过设计洪水和校核洪水；,（,2,） 泄流宽度与上、下游河道宽度相适应。,4,、泄水闸闸孔孔径和孔数及门型的选用，应根据确定的泄流宽度、地质条件、结构布置、运行要求和闸门制作、运输、安装等因素，经技术经济比较确定。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,5,、泄水闸宜采用开敞式的闸室结构，其底板型式选择应符合下列规定,（,1,）平原地区河流，泄水闸闸室底板宜采用平底板；软弱地基当荷载较大时，也可采用箱式平底。,（,2,）符合下列情况之一时可采用堰型底板：,* 闸前水深较大，需限制单宽流量时；,* 地基表面松软，需要降低闸底建基面高程时；,* 多泥沙河流上有栏沙要求时；,* 需要降低闸门高度时。,（,3,）当闸室高度不大，上下游河道底高程相差较大，地基条件较好时，可采用折线型底板。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,闸底板结构型式,平底板泄水闸,第五章 渠化工程枢纽平面布置,实用堰型底板泄水闸,二、通航建筑物的布置要求,1,、必须保证船舶、船队在通航期内安全畅通过闸，并利于船闸运行管理和检修；,2,、上、下游引航道口门区宜位于深泓线一侧，并于主航道平顺连接；,3,、当船闸布置在弯曲河段或河道外的引渠内时，其引航道口门及口门区均应处在河床稳定部位，并与原主航道平顺连接；,4,、船闸宜临岸布置，与溢流坝、泄水闸、电站等建筑物之间，必须有足够长度的隔流堤或隔流墙。枢纽泄水时，应满足船闸引航道口门区和连接段的通航水流条件。船闸不应布置在紧邻的溢流坝、泄水闸、电站等两过水建筑物之间；,5,、船闸闸室宜布置在挡水建筑物下游。双向水头的船闸闸室，可布置在设计水头较大的低水位一侧；,第五章 渠化工程枢纽平面布置,6,、建双线船闸的水利枢纽，在地形地质、河道条件允许时，宜采用两线分开布置，使冲沙闸冲沙、挖泥及船闸检修时互不干扰；,7,、船闸上,不宜采用活动桥,。桥梁不宜从引航道、口门区、连接段跨过，当不可避免时，应采用一跨跨过，其高度满足净空外，尚应不影响船闸、船队航行视野。架空电力线路不应在闸首、闸室和引航道跨越，当确有困难必须跨越时，应按现行国家标准,内河通航标准,（,GB50139,）和现行行业标准,船闸电气设计规范,（,JTJ310,）的有关规定执行,8,、在裁弯取直引水式枢纽中，船闸布置应满足通航条件的要求；,9,、船闸严禁用作泄洪。,10,、通航建筑物的上、下游引航道,口门外一定范围内不宜有支流、大溪沟汇入,，无法避免时应对支流、溪沟的水流和泥沙等问题进行研究，并采取相应措施。,。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,三、水电站的布置要求,河床式水电站宜与挡水和泄水建筑物布置在同一条坝轴线上。,四、坝岸连接建筑物的布置要求,坝岸连接建筑物的布置应保证河岸或防洪堤稳定，改善泄水建筑物、通航建筑物和水电站等进出水流条件，提高消能防冲效果，满足侧向防冲需要，减轻结构边载影响。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,5.3,枢纽总体布置的原则、型式及要求,一、枢纽总体布置的原则,枢纽总体布置应在渠化梯级布置坝址论证的基础上进行，枢纽总体应合理布置通航建筑物、挡水和泄水建筑物、水电站，解决好通航、泄洪、发电、灌溉、供水和排沙等间的关系，满足通航要求，保障船舶和船队安全航行，满足防洪要求，兼顾发电和灌溉，以取得综合效益。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,总体布置时应综合考虑下列因素：,（,1,）地形、地质、水文及泥沙条件；,（,2,）上、下游航道的衔接条件；,（,3,）主要水工建筑物的使用要求；,（,4,）淹没损失及环境影响；,（,5,）施工条件；,（,6,）施工周期及施工期通航条件；,（,7,）分期投产及其衔接条件；,（,8,）使用和管理条件；,（,9,）工程量及造价等。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,二、 渠化枢纽的布置型式,枢纽总体布置根据枢纽河段的地形条件可采用,集中布置,和,分散布置,两种型式。,1,、当坝址处河面开阔，河道顺直，河床内能同时布置挡、泄水建筑物，通航建筑物和水电站时，枢纽总体布置可采用集中布置的方式。其优点：,（,1,）布置形式紧凑，营运管理方便；,（,2,）开挖工程量较小，少占用耕地及折迁现有建筑物，因而投资一般也较少；,（,3,）引航道长度一般比分散式的短得多，可相对提高船闸通过能力。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,2.,当坝址处河面较窄、弯曲，其凸岸适宜布置通航建筑物时，或当坝址处河面虽开阔、顺直，但将通航建筑物或电站布置在岸上开挖的渠道内枢纽综合效益较佳时，枢纽总体布置可采用分散布置的方式。其优点：,（,1,）引渠进、出口距坝位较远，枢纽泄洪时水流对航行的影响较小，洪水期通航条件较好；,（,2,）船闸可旱地施工，不需做围堰，施工期不受洪水影响，可常年施工；,（,3,）船闸不占用河床断面，对降低坝上游洪水位是有利的；,（,4,）如原河道为迂回弯段，结合裁弯取直可缩短航程，避开困难滩险。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,三、枢纽集中布置的要求,集中布置的要求,* 通航建筑物不应布置在通航期泄水或过水建筑物之间；,* 通航建筑物的纵轴线与坝轴线宜正交；,* 泄水建筑物、通航建筑物和水电站三者之间应避免水流的互相干扰；,* 船闸闸室宜布置在坝轴线的下游，需将闸室布置在坝轴线上游时，应经技术经济论证，且船闸不得溢洪。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,2,、,集中布置时，通航建筑物与电站宜异岸布置,* 布置时应将通航建筑物布置在主航道一侧；,* 通航建筑物上、下游引航道与泄水建筑物相,邻的一侧，应布置足够长的隔水墙或分水堤。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,金溪场枢纽总平面布置图,3,、集中布置时，通航建筑物与电站同岸布置应考虑的因素,（,1,）通航建筑物和水电站上游进口应位于河流主流一侧,（,2,）通航建筑物应临岸布置，水电站应布置在临河一侧；通航建筑物上、下游引航道与泄水建筑物相邻的一侧，应布置足够长的隔水墙或分水堤。,（,3,）通航建筑物下游引航道轴线方向应与水电站尾水出流方向基本一致。当下游引航道与水电站尾水汇合口下游共用一河槽或渠道时，下游引航道出口段轴线与共用河槽轴线的交角不宜大于,25,。,（,4,）枢纽公路应满足通航建筑物和水电站使用和管理的要求，进出水电站的公路尚应满足机组运输安全和便利的要求。,（,5,）电力线路跨越通航建筑物应有必要的安全超高和安全保障措施。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,桐子壕枢纽总平面布置图,4.,分汊河道上枢纽集中布置的规定,（,1,）坝轴线宜与所在河槽的主流方向垂直。,（,2,）通航建筑物与水电站宜布置在不同河槽内。,（,3,）通航建筑物宜布置在主河槽的凹岸一侧，其下游引航道出口应与主航道平顺衔接。,（,4,）枢纽布置应避免建坝后由于河槽分流比的变化，导致对河势演变产生不利影响。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,四、枢纽分散布置的要求,1,、分散布置的渠化枢纽，有下列三种方式：,（,1,）,.,挡水、泄水建筑物与电站布置在河床内，通航建筑物布置在凸岸的渠道中；船闸宜置于渠道的中段或中下段。,大源渡枢纽总平面布置图,第五章 渠化工程枢纽平面布置,（,2,）挡水、泄水建筑物布置在河床内，通航建筑物和电站布置在同一渠道中；两建筑物宜布置在渠道的下段，电站出流段出口应位于通航建筑物下引航道出口的上游，两者之间应有足够长度的分水墙。,白禅寺枢纽平面布置图,第五章 渠化工程枢纽平面布置,（,3,）挡水、泄水建筑物布置在河床内，通航建筑物、电站分别布置在各自的渠道中。,通航建筑物的渠道上游进口应位于电站渠道进口的上游；其下游出口应位于电站出口的下游。两渠道进口间和出口间均应有足够的距离，保证通航、发电有良好的水流条件。,青居枢纽平面布置图,第五章 渠化工程枢纽平面布置,2,、枢纽分散布置时，渠道进出口段的布置规定,（,1,）渠道进口段与坝轴线间应有足够的距离。,保证船舶、船队安全进出渠道口门,（,2,）渠道进口段应与坝上游河岸走势平顺衔接，出口段应与下游主航道平顺衔接,3,、通航建筑物的渠道设计应满足同等级限制性航道标准尺度及水流条件的要求。通航建筑物与电站共用的渠道，在满足通航要求的前提下，尚应兼顾电站对渠道的设计要求。,第五章 渠化工程枢纽平面布置,渠化工程枢纽主要建筑物高程布置,6.1,设计水位的确定,6.2,挡、泄水建筑物顶部高程布置,6.3,船闸各部位高程布置,6.4,枢纽其他建筑物高程布置,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,6.1,设计水位的确定,一、枢纽正常蓄水位和消落水位,枢纽正常蓄水位和消落水位，经多方案技术经济比较确定，应考虑下列因素：,（,1,）满足航道等级相应通航标准的要求和设计船舶、船队安全航行的需要；,（,2,）与上游已建或拟建枢纽的通航水位衔接；,（,3,）水资源利用程度和动能经济指标；,（,4,）回水淹没损失及影响；,（,5,）河床形态改变引起的水位变化。,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,二、设计洪水和校核洪水,枢纽的上、下游设计洪水和校核洪水，应根据永久水工建筑物的洪水重现期标准结合枢纽的布置经计算确定。,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,三、船闸设计通航水位,船闸设计水位包括上下游设计最高通航水位、设计最低通航水位、校核高水位、校核低水位、检修水位和施工水位。,1.,船闸上游设计通航水位,（,1,）确定上游设计通航水位，应考虑的因素：,a.,满足航运的需要和船舶安全畅通的要求；,b.,改善上游航道滩险的需要；,c.,综合利用水资源对上游水位的要求；,d.,回水淹没的损失，以及对重要城镇、铁路、公路、厂矿、农业基地、文物古迹、环境保护等的影响；,e.,工农业生产和城镇生活用水对上游来水的影响；,f.,水电站运行、船闸灌水和风浪等引起的水位变化；,g.,船闸或船闸所在枢纽的特殊运行的水位情况；,h.,由于河床淤高引起的水位变化。,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,（,2,）船闸上游设计最高通航水位的确定,船闸上游设计最高通航水位是按下表规定的设计洪水频率分析计算确定，对水利水电枢纽不得低于正常蓄水位，对航运枢纽不得低于正常挡水位和设计挡水位。,船闸级别,、,、,洪水重现期（,a,）,100,20,20,10,10,5,频率（,%,）,1,5,5,10,10,20,对出现高于设计最高通航水位历时很短的山区性河流，,级船闸的洪水重现期可采用,10,年；,、,级船闸可采用,5,3,年；,、,级船闸可采用,3,2,年；,在平原地区运输繁忙的,级船闸设计最高通航水位，通过论证洪水重现期可采用,20,10,年；,山区中小型船闸经论证允许溢洪的，其上游设计最高通航水位，可根据具体情况通过论证后确定，但不应低于船闸建设前航道的通航标准。,注：,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,（,3,）船闸上游设计最低通航水位,船闸上游设计最低通航水位按下表规定的保证率分析计算确定，并应与枢纽的死水位和最低运行水位相比较取低值。,船闸级别,、,、,保证率（,%,）,99,98,98,95,95,90,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,2.,船闸下游设计通航水位,（,1,）确定下游设计通航水位，应考虑的因素：,a.,满足航运的需要和船舶安全畅通的要求；,b.,枢纽建成后对下游河床下切或下游河床冲淤变化引起的同级流量相应的水位下降或升高；,c.,引排水引起的水位变化和有关方面对水位的特殊要求；,d.,下游航道整治、疏浚引起的水位变化；,e.,重要建筑物或河道条件对水位的限制和影响；,f.,枢纽运行调节、船闸泄水及风浪波动引起的水位变化；,g.,位于潮汐河段的船闸、建闸后引起的潮位变化；,h.,交汇河口高水位或洪水顶托的影响；,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,（,2,）船闸下游设计最高通航水位的确定,船闸上游设计最高通航水位采用上表规定的设计洪水频率相应的最大下泄流量对应的下游最高水位，当下游有梯级衔接时，应考虑受下一梯级回水的影响。,（,3,）船闸下游设计最低通航水位,船闸下游设计最低通航水位，当下游为天然河道时，应采用表,4.1.3,规定的保证率分析确定；当下游有梯级衔接时，应采用下一梯级上游设计最低通航水位回水到船闸的相应水位。,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,3.,船闸校核高水位,（,1,）船闸上游校核高水位可采用枢纽（挡水、泄水建筑物）的校核洪水水位或非常运用水位；,（,2,）船闸下游校核高水位可采用枢纽的校核洪水位或非常运用时最大下泄流量相应的下游最高水位。,（,3,）不受枢纽影响的船闸，可按船闸级别、参照有枢纽的同级别情况，研究分析校核洪水或非常运用时的水位，确定上、下游校核高水位。,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,4.,船闸上、下游检修水位,船闸上、下游检修水位应根据船闸的规模、重要性、航运要求、水文情况、枢纽运行条件与检修情况、检修能力和检修延续时间等，综合分析确定。,5.,船闸施工水位,施工水位根据施工能力与强度，施工进度安排、河道洪、中、枯水期的水文情况、地形条件、施工导流与施工围堰设施等情况，以保证安全施工和满足施工需要为原则，对不同的施工期限和工程部位，经论证比较后，综合分析确定。施工围堰的洪水设计标准可参照水利、水电有关现行标准确定。,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,6.2,挡泄水建筑物顶部高程布置,一、泄水闸顶部高程确定,1,、泄水闸闸顶高程应根据挡水和泄水两种运用,情况确定。挡水时，闸顶高程不应低于正常 蓄水位或可能出现的最高挡水位加波浪计算高度与相应安全超高之和；泄水时，不应低于设计洪水或校核洪水位与相应安全超高之和。,2,、泄水闸露顶式闸门顶高程应按正常蓄水位或或可能出现的最高挡水位加,0.3,0.5m,超高确,定。,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,3.,泄水闸安全超高值下限值见下表。,建筑物级别,运用情况,1,2,3,4,、,5,挡水时,正常蓄水位,0.7,0.5,0.4,0.3,最高挡水位,0.5,0.4,0.3,0.2,泄水时,设计洪水位,1.5,1.0,0.7,0.5,校核洪水位,1.0,0.7,0.5,0.4,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,二、枢纽挡水建筑物的顶部高程，应根据枢纽的功能、使用要求、工程的重要性和枢纽间水位衔接要求等因素确定。,永久性挡水建筑物安全超高值,（,m,）,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,建筑物类型及运用情况,永久性挡水建筑物级别,1,2,3,4,、,5,土石坝,设计,1.5,1.0,0.7,0.5,校核,山区、丘陵区,0.7,0.5,0.4,0.3,平原、滨海区,1.0,0.7,0.5,0.3,混凝土坝,浆砌石坝,设计,0.7,0.5,0.4,0.3,校核,0.5,0.4,0.3,0.2,1,、枢纽挡水建筑物的坝体顶部高程应高于正常蓄水位和校核洪水位中的大值，土石坝坝体的顶部高程尚应高于该大值的,0.5 m,。,2,、无防浪墙的挡水建筑物顶部高程应为正常蓄水位和校核洪水位中的大值加上安全超高和波浪超高或波浪爬高之和。,3,、设有防浪墙的挡水建筑物，防浪墙顶高程应为正常蓄水位和校核洪水位中的大值加上安全超高和波浪超高或波浪爬高之和。,4,、斜坡式挡水建筑尚应加上风壅水面高度。,5,、安全超高值不应小于上表的规定。,6.3,船闸各部位高程布置,1.,船闸,挡水前缘闸首的闸门,顶部高程应为上游校核高水位加安全超高确定。溢洪船闸的闸门顶部高程应为上游设计最高通航水位加安全超高。,2.,船闸,非挡水前缘闸首的闸门,顶部高程应为上游设计最高通航水位加安全超高。,3.,船闸,闸门顶部最小安全超高值,，,级船闸不应小于,0.5m,，,级船闸不应小于,0.3m,，对于有波浪或水面涌高情况的闸首门顶高程应另加波高或涌高影响值。,4.,船闸,闸首墙顶部高程,应根据闸门顶高程和结构布置等要求确定，并不得低于闸门和闸室墙顶部高程。位于枢纽工程中的船闸，其,挡水前缘的闸首顶部高程,应不低于与之相互连接的枢纽工程建筑物挡水前缘的顶部高程。,5.,船闸,上、下闸首门槛的高度,应有利于船闸运用和检修，顶部高程应为上、下游设计最低通航水位值减去门槛最小水深值。,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,6.,船闸,闸室墙顶部高程,应为上游设计最高通航水位加超高值，超高值不应小于设计过闸船舶、船队空载时的最大干舷高度。,7.,船闸,闸室底板顶部高程,不应高于下闸首门槛顶部高程。,8.,船闸,上、下游导航和靠船建筑物的顶部高程,应为上、下游设计最高通航水位加超高值，超高值不宜小于设计过闸船舶、船队空载时的最大干舷高度。,9.,船闸,上、下游引航道和口门区及连接段的底部高程,应为上、下游设计最低通航水位减去引航道设计最小水深值。,10.,船闸与相邻建筑物或堤岸的连接建筑物属前缘挡水的，其顶部高程应与其他前缘非溢流挡水建筑物的顶部高程标准一致。涉及两侧堤岸工程的，堤岸顶部高程应根据船闸工程的安全需要和防洪要求研究分析确定。,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,6.4,接岸建筑物高程布置,接岸建筑物顶部高程的确定应考虑下列条件：,枢纽的挡水要求，并与相邻建筑物的高程相协调；,接岸的地形和地质条件；,坝岸交通连接的需要等。,第六章渠化工程枢纽,主要建筑物高程布置,7,方案评价,渠化工程枢纽总体布置在满足航运要求的前提下，应从技术上的先进性、经济上的合理性、综合利用效益以及环境保护等方面进行综合评价。,渠化工程枢纽总体布置应首先满足航运 需要，保证航行安全、通畅并结合下列条件进行综合比选：,上、下梯级水位相互衔接；,总体布置协调、合理；,综合利用好；,淹没和占地少；,主要工程量少，投资省；,符合环境保护要求；,施工条件好，便于施工通航；,便于运用和维护管理；,社会效益好。,例题及参考答案,1.,渠化工程枢纽总体设计的主要内容是什么？,根据,渠化工程枢纽总体设计规范,第,2.0.1,条，渠化工程枢纽总体设计的主要内容应包括：确定设计原则和标准,梯级水位衔接方式,枢纽特征水位和工程规模,选择坝址、坝线和通航建筑物轴线,主要建筑物型式和顶部高程,枢纽总体布置方案,调度运用要求和安全监测等,.,2.,渠化工程枢纽总体布置中，通航建筑物设置双线或多线的条件是什么？,根据,渠化工程枢纽总体设计规范,第,5.1.5,条,通航建筑物的线数应适应设计水平年内运输的需要,并根据航运远期发展予留具备建设条件的二线或多线通航建筑物位置,.,根据,船闸总体设计规范,第,3.2.1,条，凡属下列情况之一者,应设置双线或多线船闸：,采用单线船闸不能满足设计水平年内过闸船舶数量、总吨位数、客、货运输量过闸的通过能力要求的；,客、货运量大，船舶过闸繁忙的连续多级船闸，由于单线船闸迎向运转要等待和延长过闸时间、降低通过能力和船舶运输效率而不经济的；,运输繁忙和重要航道在年通航期内，不允许由于船闸检修、疏浚、冲沙和事故等原因造成断航的；,客运、旅游等船舶多，过闸频繁，需解决快速过闸的；,区间小船、渔船和农副业船舶数量多，过闸频繁影响通过能力的。,3.,渠化工程枢纽总体布置中，通航建筑物集中布置和分散布置的要求是什么？,根据,渠化工程枢纽总体布置设计规范,第,5.4.1,条、第,5.4.2,条、第,5.5.1,条、第,5.5.4,条。,当坝址处，河面开阔，河床内能同时布置挡水、泄水建筑物、通航建筑物及电站等水工建筑物时，枢纽总体布置可采用集中布置的方式。集中布置的枢纽：应避免泄水建筑物、通航建筑物、电站三者水流的互相干扰，三者之间应设置足够长度的分水堤。严禁将通航建筑物布置在紧邻泄水建筑物与水电站两过水建筑物之间。,当坝址河面较窄、弯曲，其凸岸适宜布置通航建筑物时；或当坝址处河面虽然开阔、顺直，但将通航建筑物及电站布置在岸上开挖渠道内，枢纽综合经济效益较佳时，经论证可采用分散式布置方式。分散式布置的渠化枢纽：渠道进口与坝轴线间应有足够的距离，保证船舶、船队安全进出渠道口门。渠道进口段应与坝上游河势平顺衔接，出口段应与下游主航道平顺衔接。,4.,分散布置的渠化枢纽有多种布置方式，如何判断渠化枢纽属分散布置？,判断渠化枢纽是否属于分散布置方式的唯一条件是船闸是否位于河床中，不在河床属分散布置；在河床属集中布置。,5.,什么是通航枢纽连接段航段？,通航枢纽连接段航段是船闸上、下游口门区末端与河流主航道之间的衔接航道。此航段的船舶是从大水域进出限制性航道（船闸引航道）的过渡段，对通航水流有特殊的要求，船舶须谨慎驾驶，以确保安全。,6.,在下列何种情况下泄水闸可采用堰型底板？,A,闸前水深较大，需限制单宽流量时；,B,地基表面松软，需要降低闸底建基面高程时；,C,多泥沙河流上有拦沙要求时；,D,需要抬高闸门高度时。,答案：,A,、,B,、,C,（,7,渠化工程枢纽中总体布置分为集中布置和分散布置。下列四种布置中属于集中布置的是,A,A,、船闸和枢纽中其他建筑物布置在同一河床中；,B,、船闸布置在河湾裁直引河中，其他建筑物布置在原河床中；,C,、挡水、泄水建筑物布置在河床内，通航建筑物和电站布置在同一渠道中；,D,、挡水、泄水建筑物布置在河床内，通航建筑物和电站分别布置在各自的渠道中。,
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