航道工程学 思考题

第二章 河流与航道

*1.天然河流有哪些主要特征？

答：1)河流形态特征: 主要指河流的几何特征和地貌特征 2)河流水力特征:河流系统中最活跃、最关键的因素，开发河流水能资源的主要依据，

影响河床变形的主导因素 主要包括四个方面：水位、流量特征、比降特征、流速 特征、流态特征

3）河流泥沙特征：包括静态特性（重力特性、几何特性、级配特性） 动态特性（沉降特性、运动特性、冲淤特性）

2.横断面：垂直于水流动力轴线的河槽断面。顺直过渡段、分汊段、游荡段、弯曲段 河流节点：由抗冲性较强的突岸形成，并对河势变化起控制作用的河岸形态。

答：河流节点有两种类型：一种是两岸皆有依托，位置固定，常年靠流。另一种是只有一 岸依托，另一岸是易于冲刷的滩地。

3.河流水力特征包括：水位、流量特征、比降特征、流速特征、流态特征

4.航道、通航保证率的定义

答：航道是为了组织水上运输所规定或设置的船舶航行的通道。

通航保证率是指在规定的航道水深下，一年内能够通航的天数与全年天数之比。

5.如何确定最佳航道标准尺度？

答：航道标准尺度是在设计通航期内,航道能保证设计船型安全航行的最小尺度。 设计最低通航水位考虑航道标准水深、航道标准宽度、航道最小弯曲半径 设计最高通航水位考虑净空高度、净空宽度

航道尺度的选择应综合考虑其必要性、可能性和经济合理性，最佳航道尺度 是在总成本最小时对应的航道尺度。

6.航道工程主要有哪些内容？

答： 以延长通航里程，提高航道标准，改善通航条件和保障航道畅通为目的，包括疏浚、 整治、渠化、 运河、航标、清障等工程措施的总称。

7.如何确定航道标准水深、航道宽度？弯曲航道为什么要加宽？

答：航道标准水深由设计船型的标准吃水和富裕水深两部分组成（H=t+?H） 航道标准宽度是指在设计最低通航水位下具有航道标准水深的宽度

(B=2（bcosa+Lsina)+?b+2D) 船舶在经过弯道时不仅要承受本身的转向力矩、离心力，还要受到动水压力和扫弯水 的作用，则船舶必须要用较大的漂角来克服这些用力。

8.船队的定义、优点、形式

答：船队是指将若干艘驳船按一定的方式编结在一起，由拖船或推船顶推航行的运输组合 体。

船队运输的优点是能充分发挥动力的效率、运输成本低；既适宜运输大宗货物，也适 宜运输批量大，货种多的货物，同时驳船又可以分散到各港点分散装卸，减少货物的

中转和倒载

形式可分为1.拖带船队：拖船在前，用缆绳拖带后面的若干艘编结在一起的驳船航行 的船队

2.顶推船队：推船在后，顶推前面的若干艘编结在一起的驳船航行的船队

9.船舶航行阻力：水阻力：一是突出于船体以外的舵、轴和船龙骨等所受的附体阻力；另一 是由船体本身所受的裸体阻力 裸体阻力分为摩擦阻力（由于水粘性作用引起的阻力）、漩涡阻力 和兴波阻力

10.船舶过滩能力：船舶过滩能力是指船舶在一定的载重下克服急流滩险自航过滩的能力。

11.为什么要设置航标？内河航标分为哪些类型？

答：为了标示内河航道的方向、界限和碍船物，为船舶航行指示安全、经济的航道 分为航行标志、信号标志、专用标志

12.航行漂角：为保持航行的正确方向，往往使船舶（队）纵轴线与航向保持一定的夹角。 影响漂角的因素：1.漂角的大小和船舶吃水与航道水深的比值成正比，比值越大，漂角越 大（t/H↑,a↑）

2.水流形态的好坏直接影响航行漂角，流态越坏漂角越大，流速越大漂 角越大，且下水船舶的漂角比上水船舶大

3.船舶长度与航道弯曲半径（L/R）的比值增加，漂角亦随之增加，反 之则减小

4.顶推船队的方形系数（L/b）较小时，产生的漂角较大

13.富裕水深：是指船底到河床底部的最小安全距离。

14.航道富裕宽度：保证船舶安全航行，不产生船吸和岸吸现象的最小富裕尺度。包括船队 间的富裕宽度、船队与航槽边线间的富裕宽度。

*14.净空高度：设计最高通航水位往上至跨河建筑物底部的垂直距离； 净空宽度：航道底标高以上桥墩（桥柱）间的最小净空。

15.船吸：两船队交会时，船队两侧存在流速差和水位差，从而形成压力差而产生互吸 岸吸：船舶与河岸之间的水流有推动船首离岸和吸引船尾靠岸的倾向。

第三章 航道整治工程

1.设计水位包括哪些方面？确定基本站与浅滩设计水位的方法有哪些？

答：设计水位包括最低通航水位和最高通航水位，是计算标准船队正常通航天数的依据。 水位相关法、比降插入法、瞬时水位法

2.整治水位、造床流量的概念，如何确定整治水位？ 答：整治水位一般是指与整治建筑物头部齐平的水位

造床流量是指在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。

确定整治水位：1）经验方法:根据各河流整治比较成功的经验数据确定、选择该河优 良河段的边滩高程作为整治水位、采用多年平均水位或多年平均流 量时的水位

2）造床流量法:用输沙率与历时的乘积最大时的流量作为造床流量 输沙率：G ≈ QmJ （m通常取2）

Q — Q2J*P曲线上有两个Q2J*P峰值（P为各 级流量出现的频率）

3.解释整治线，整治线宽度，确定整治线宽度的方法有哪些？各方法计算整治线宽度的原理 及步骤。

答：整治线是在整治工程设计流量下，在水面处所设计的稳定河槽的外形 整治线宽度指整治水位时的河面宽度 确定整治线宽度的方法：

1）经验法：?参考优良河段法： 寻找与被整治浅滩具有相似的条件的优良河段，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。

?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。

?实测河宽水深：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。 2）理论计算方法：?水力学方法：B2=B1（H1/H2）

1 ?输沙平衡方法: Y Y 2 (底沙造床) ?Q2? ? H1??? B2?B1???Q???H???1???

4 / 3 4 / 3 （悬沙

??QH ? ? Q2 H1 造床） B ? B ? 2 1 ???B1?21???? ?Q1H2??Q1?H??4.整治线布置的内容和基本原则是什么？ 答：原则：1.整治线的起点和终点应以稳定深槽的主导河为依托。 2.整治线一般应与枯水河槽相适应

3.整治线一般应通过浅滩上的最大流速区。 4.有支流或溪沟汇入的口门不宜布置整治线 。 5.全面考虑两岸工农业需要和防洪要求。

*5.解释稳定深槽和主导河岸？通常位于哪一岸？

答：稳定深槽是指符合航行要求和历年来变化不大的深槽，一般靠近凹岸。 主导河岸

6.优良河段：在天然河流中常出现河床形态比较规顺，来水和来沙适应情况的变化差别不大， 河段出现动态平衡，经过历年冲淤后河床的变化不很显著

7顺直河道的浅滩整治分为：正常浅滩、交错浅滩、复式浅滩和散乱浅滩等。

8.丁坝是坝根与河岸连接，坝头伸向河心，坝轴线与水流方向正交or斜交，在平面上与河 岸构成丁字形，形成横向阻水的整治建筑物。

丁坝的作用：未淹没时束窄河槽，提高流速冲刷浅滩；

淹没后造成环流，横向导沙，控制分流淤高河滩，保护河岸； 挑出主流以防顶冲河岸和堤防等。

*9.顺坝：坝轴线沿水流方向或与水流交角很小的建筑物。 顺坝的作用：1、调整急弯，规顺岸线，促使航槽稳定。 2、堵塞倒套、尖潭。

3、堵塞支汊，调整汇流处的交汇角。 4、沿整治线束窄河宽。

*10、锁坝：从一岸到另一岸横跨河槽及串沟的建筑物。

*11、潜坝：最枯水位时均潜没在水下而不碍航的建筑物。

*12、浅滩：河流中航道自然水深有时不能满足航行要求的局部河段。浅滩的形成是由于河 段输沙不平衡而产生的局部淤积。

13、正常浅滩多出现在曲率平缓的弯曲过渡段和河身较窄的顺直河段上。 正常浅滩整治：（i）丁坝固定边滩，加高上下游边滩高程，延长水流对浅滩的冲刷时间。 （ii）如果边滩已较高，可采用护面固滩。

14、交错浅滩：常出现在河宽较大、边滩比较发育的顺直河段上或曲率大、过渡段很短的弯 曲河段上。

倒套：上下深槽在平面上相互交错，下深槽的上端窄而深，称为倒套； 交错浅滩整治：消除漫向倒套的横向水流，并固定、抬高下边滩