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目录一、滩险概况…………………………………………………………1二、险滩成因及整治方案……………………………………………2三、设计标准的确定和推算…………………………………………2附图1：床沙粒径级配曲线图………………………………………8四、整治建筑物的布置………………………………………………9附图2：整治线宽度和整治水位计算图……………………………10五、水力计算及结论…………………………………………………11附图3:𝟑丁坝断面冲於条件计算图…………………………………13附图4：𝟓丁坝断面图………………………………………………14附图5:𝟐丁坝断面图…………………………………………………15附图6:𝟒丁坝断面图…………………………………………………16六、施工建议和要求…………………………………………………18七、工程量计算………………………………………………………19附图7：𝟑丁坝断面设计及工程量计算图…………………………20参考文献资料…………………………………………………………21一、滩险概况该浅滩位于湘江湘钢附近，河床属于沙质，河宽为600～700m，一般枯水期水深较浅，妨碍航行。该浅滩属正常浅滩，上边滩较高，下边滩较低，边滩与深槽相互对应分布，上、下深槽相互对峙而不交错，它的两侧具有较高的边滩。上、下深槽在平面上相互交错，下深槽的上端（倒套）窄而深，边滩较低，横向漫滩水流强烈，浅滩脊宽浅，鞍凹斜窄，浅滩冲淤变化较大。该浅滩右岸有一钢铁厂，需要取水，故要求整治时不封死右边滩，预留水道，设计水位时分流量不小于15m³/s。中枯水期，水流向上深槽漫越上沙咀流向下深槽，形成扇形水流，水流分散，水深不足，严重影响航行，需要整治。二、险滩成因及整治方案该浅滩形成的原因是多方面的，但主要是水流分散，边滩较低，导致水流归槽时间迟，由于上边滩较高，水流到达过渡段后，下边滩较低，河面比上面宽，使水流流速减小，挟沙能力减弱，形成淤积。横向漫滩水流比较强烈，浅滩脊宽浅，鞍凹不明显，浅滩冲於变化较大。根据浅滩成因可知，滩险形成的主要原因是河面过宽，边滩低，故应针对这些因素采取相应的措施，制定整治方案如下：束窄河面，加高下边滩，使流速增大，形成对浅滩的冲刷。采取这些措施后，可使中枯水位时，水流归槽早，冲刷时间增加。具体实施方案如下：左边沿整治线布置一顺坝，起到引导水流、束狭河床的作用。考虑到右岸有钢铁厂取水需要，故整治河段应设计成人工分汊河段，而且在设计水位时右汊分流量应不小于15m³/s，因此须在右岸岸边预留水道河面宽度；再在河中修筑丁坝，使水流集中，流速增大，达到冲刷目的，同时也满足了钢铁厂的取水要求。主航道整治线宽度可按总的整治线宽度减去预留水道河面宽度确定。三、设计标准的确定和推算（一）航道基本尺度确定：I航道水深：航道标准水深包括船舶的标准吃水和富余水深，即H=T+ΔH式中：H——航道水深（m）T——船舶吃水（m）ΔH——富余水深（m）取T=1.62m，H=T+Δ+Δd按沙质河床浅滩考虑，触底安全富余量Δd=0.4m船舶航行下沉量Δ=m√v²船长船宽==7.1428m/s查表采用内插法求得m=0.00158v取20km/h，即取5.56m/s取0.877Δ=0.00158√=0.0457m=T+Δ+Δ=++=则航道水深H=2.07mII直线航道宽度：采用双向航道，B=2b+2L++2①式中：B——航道宽度；b——船队宽度；L——船队长度；α——漂角；——船队间的富余宽度；——船队与航道边缘间的富余宽度。取b=9.8mL=70m由于湘江主要为Ⅲ级与Ⅳ级航道，按Ⅰ级至Ⅳ级航道的漂角选用3°按平原、丘陵地区航道估算式得：=b′+=0.2b+1.2式中：b′——会船的两船队宽度的平均值，取9.8m则：=0.7×9.8+4=10.86m②=0.2×9.8+1.2=3.16m③将②③式代入①式得：B=2×9.8×+2×70×+10.86+2×3.16=44（m）（二）浅滩设计水位确定及浅滩床沙分析：I浅滩设计水位确定浅滩上游设有基本水文站，并收集到有浅滩基本水尺与基本水文站的同步水位观测资料，根据这些资料，采用水位相关法确定浅滩设计水位，过程如下：表1某年枯水期浅滩基本水位与基本水文站水位相关计算表项次浅滩（）基站（）（（-²（²-（131.3532.280.550.360.300.130.20231.6132.670.810.750.660.560.61332.2833.121.881.23.531.442.26432.6133.221.811.33.281.692.35532.2733.051.471.132.161.281.66631.8432.811.040.891.080.790.93731.7532.580.950.660.900.440.63831.2932.380.490.460.240.210.23931.1532.210.350.290.120.080.101030.9232.110.120.190.010.040.021130.8532.000.050.080.000.010.001230.8231.950.020.030.000.000.001330.7831.88-0.02-0.040.000.000.001430.7031.84-0.1-0.080.010.010.011530.6431.81-0.16-0.110.030.010.021630.5531.80-0.25-0.120.060.010.031730.5331.76-0.27-0.160.070.030.041830.4431.70-0.36-0.220.130.050.081930.3731.58-0.43-0.340.180.120.152030.3231.56-0.48-0.360.230.130.172130.3031.54-0.5-0.380.250.140.192230.2731.50-0.53-0.420.280.180.222330.2031.44-0.6-0.480.360.230.292430.1831.40-0.62-0.520.380.270.322530.1031.34-0.7-0.580.490.340.412629.4230.82-1.38-1.11.901.211.522729.3930.80-1.41-1.121.991.251.582829.3530.76-1.45-1.162.101.351.682930.4231.63-0.38-0.290.140.080.11总计893.10925.54-0.1-0.1420.9212.0715.80平均30.8031.92相关系数0.99根据上表计算相关系数并检验，首先计算均方差：δ=√∑（=√=0.86δ=√∑（=√=0.66然后计算相关系数：γ=∑（（√∑（√∑（=√=0.99显著水平检验：n=29，n-2=27；显著水平α取0.01，查《工程水文学》教材表4-8得γ=0.4687.因为γ=0.99γ=0.4687，故γ是显著的，可以进行相关分析计算，关系是密切的。建立回归方程，首先计算回归系数：R=γ=0.99=R=γ=0.99=9建立y倚x的回归方程：y-=R（x-）即y-31.92=0.76（x-30.80）得到水位相关方程为：y=0.76x+8.51根据回归方程插补延长y系列得到水位相关图如下图1：图1基本站与浅滩水位相关图由于上游基本水文站设计水位为30.40m，以y=30.40代入④式得：30.40=0.76x+8.51解得x=28.80m即得到浅滩设=28.80m再由浅滩设计水位推求整治水位。根据经验数值法，有整治水位超高值a=整-设式中：整——整治水位（与整治建筑物头部齐平的水位）根据该河段整治航道经验有a：0.8m～1.5m可取a=1.0，则有：整=设+a=+=9（）II浅滩床沙分析以下表2为筛分资料统计表：表2泥沙筛分资料统计表筛孔直径（mm）筛内泥沙重量（g）通过累积百分率（%）700.00%545.048.00%322.5212.00%211.2614.00%30.5031.0031.5032.0032.5033.0033.5029.0029.5030.0030.5031.0031.5032.0032.5033.00基本站水位浅滩水位系列1线性(系列1)139.4121.00%0.533.7827.00%0.25101.3445.00%0.1197.0580.00%0.05112.6100.00%总重563由浅滩沙样筛分资料可绘得浅滩泥沙级配曲线如附图1。由附图1知：=0.20mm=0.15mm（三）浅滩成因分析：I分析浅滩的组成、特性、成因在地形图上找出水深小于通航水深的区域，并圈之。从地形图所圈区域看出，该浅滩为正常浅滩。①组成情况：边滩与深槽相互对应分布，上、下深槽相互对峙而不交错，它的两侧具有较高的边滩。鞍凹明显，且宽度较小，顺直，鞍凹水深较大，航槽位置稳定，浅滩的冲淤变化不大。②形态特征：上、下深槽在平面上相互交错，下深槽的上端（倒套）窄而深，边滩较低，横向漫滩水流强烈，浅滩脊宽浅，鞍凹斜窄或无明显鞍凹，浅滩冲淤变化较大。③水流特征：浅滩鞍凹轴线与各级水位下的水流方向夹角均较小，流路集中，过渡段长度适当，水流平顺。④浅滩成因：主要是水流分散，边滩较低，导致水流归槽时间迟，由于上边滩较高，水流到达过渡段后，下边滩较低，河面比上面宽，使水流流速减小，挟沙能力减弱，形成淤积。横向漫滩水流比较强烈，浅滩脊宽浅，鞍凹不明显，浅滩冲於变化较大。II确定整治措施根据浅滩成因，即是因为河面宽、边滩低而形成的，所以根据以上原因确定整治方案：束窄河面，加深下边滩，使水流流速增大，形成对浅滩的冲刷，这样整治可使中、枯水时水流归槽，冲刷时间增加。具体情况是：考虑左边用顺坝引导水流，束窄河面。右边考虑到钢铁厂取水，而且在设计水位时河面宽不小于50m，水流量不小于15m³/s，所以在河中间修筑丁坝，使水流集中，流速增大，达到冲刷目的，同时也满足钢铁厂的取水要求。四、整治建筑物的布置I确定整治水位和整治线宽度在地形图上选用Ⅱ-Ⅱ断面，绘得该断面断面图如附图2。采用“流速控制法”确定整治水位和整治线宽度：浅滩整治水位=29.80m浅滩设计水位=28.80m由相关方程y=0.76x+8.51可推求得：基本站整治水位′=31.16m基本站设计水位′=30.40m根据上游基本水文站低水位时水位流量相关方程：Q=504Z-15060（m³/s）可求得：整治流量=504=m³/s设计流量=504=m³/s综合考虑整治流量与设计流量，可假设一个整治线宽度=380m通过划分流带，进行水流平面图的计算，并结合断面图可估算得：(1)整治断面面积整=∑=1391㎡整治水位时各流带垂线平均流速V=整==0.78m/s整治断面平均水深整=整==2.04m整治断面起动流速V=6=6（）=0.36m/s则有：满足V＞V（2）设计断面面积设=∑=730㎡设计水位时的垂线平均流速V=设==0.35m/s设计水位水面宽度B=372m设计断面平均水深设=设==1.92m根据当地情况，可求得：起动流速V=6=6（）9=0.36m/s止动流速V=3.83=3.83（）9=0.23m/s则满足：设计水位下：V＜V＜V即取整治线宽度=380m合理，根据计算值可取整数，最终取=380m.II布置整治线由于右岸有钢铁厂取水需要，预留大于50m的河宽，因此在布置整治线时要留取80m左右的河面宽度用于右岸取水，其余300m布置在左岸，如平面地形布置图所示。在上深槽，整治线依托主导河岸（右岸），在下深槽，整治线依托左岸主导河岸。在上深槽段布置380m宽的整治线，在下深槽布置300m宽的整治线，中间以圆滑的整治线平滑连接。III整治建筑物布置在上深槽以上区域有一支汊，为引导水流避免淤积，可在浅滩头部布置顺坝，坝长220m，在该坝下游340m处布置丁坝，即在II-II断面布置丁坝，坝长为110m，布置时丁