內(nèi)河航道通航條件關(guān)鍵技術(shù)研究三期.doc

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1、內(nèi)河航道通航條件關(guān)鍵技術(shù)研究（三期）報告簡本0引言0.1研究背景內(nèi)河航道通航條件關(guān)鍵技術(shù)三期的研究內(nèi)容主要包括：“山區(qū)河流通航建筑物引航道與河流主航道夾角的研究”和“彎曲航道尺度及通航水流條件的研究”兩個專題。山區(qū)河流蜿蜒曲折，彎曲航道比比皆是。在山區(qū)河流的航運樞紐中，通航建筑物上下游引航道、連接段航道中心線與河流主流往往呈一定的夾角，產(chǎn)生“斜向流”，使航行船舶發(fā)生偏轉(zhuǎn)、橫移，以致偏離航線，對船舶安全進出引航道構(gòu)成威脅，夾角過大時，甚至造成礙航或者斷航。因此，研究通航建筑物引航道與河流主航道的夾角是山區(qū)河流航運樞紐總體布置中的一個共性問題，也是確保船舶安全航

2、行、進出引航道所需解決的一個技術(shù)難題。在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)工程的實踐經(jīng)驗，對該夾角僅提出了建議值——即：“引航道、口門區(qū)和連接段的中心線與河流或引河的主流流向之間的夾角宜縮小。在沒有足夠資料的情況下，此夾角不宜大于25°”。這項規(guī)定對于河流寬闊、流速相對較小的平原河流或運河來說，夾角25°基本上是可行的。但對山區(qū)河流來說，在2年一遇或5年一遇洪水流量時，水流的縱向流速一般已達到2～3m/s，當(dāng)主航道軸線與引航道軸線呈25°夾角時，橫向流速已大大超過口門區(qū)的允許值。因此，25°的限值已不能起到安全保證的作用。特別是在樞紐采用混合式開發(fā)方式的情況下，通航建筑物采用

3、“截彎取直”14布置，其軸線與河流的夾角已接近90°，上下游引航道口門區(qū)及連接航道軸線常采用曲線布置，已無法用25°來衡量其優(yōu)劣。因此，專題一是針對山區(qū)河流渠化工程中，不同條件、不同水流夾角所能適應(yīng)的通航條件進行系列試驗，以取得不同條件下夾角的限制建議值；并提出在較大夾角時，改善通航條件的工程措施及原則，為山區(qū)河流通航建筑物的設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)，也為有關(guān)規(guī)范修編提供基礎(chǔ)技術(shù)資料。在我國，彎曲航道是一種常見的平面形態(tài)，受地形和水流條件的影響，航道尺度往往受到限制，對船舶安全航行帶來隱患。作為航道設(shè)計、施工和維護的一項基本理論和技術(shù)——研究彎曲航道的尺度和水流條件

4、標(biāo)淮是非常必要的。在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，僅對彎曲段的航道寬度作了原則性的規(guī)定——即“內(nèi)河航道彎曲段的寬度應(yīng)在直線段航道寬度的基礎(chǔ)上加寬，其加寬值可通過分析計算或試驗研究確定”。標(biāo)準(zhǔn)未給出不同航道等級、不同水流條件的彎曲河段適應(yīng)于代表航行船舶（隊）所需的航道尺度與水流條件的量化標(biāo)淮。因此，專題二是采用原型資料分析、已有的相關(guān)成果總結(jié)歸納、概化物理模型和遙控船模試驗等手段，結(jié)合平原河流、山區(qū)河流通航河段的實際情況，研究彎曲航道的水流結(jié)構(gòu)，彎曲航道演變的規(guī)律，船舶（隊）在彎曲航道航行的特點，以確定彎曲航道的通航尺度和通航水流條件指標(biāo)，為水運工程建設(shè)、維護標(biāo)準(zhǔn)的確定以及對現(xiàn)

5、行標(biāo)準(zhǔn)的14修訂提供技術(shù)支持和科學(xué)依據(jù)。同時，對推動航道水力學(xué)學(xué)科的發(fā)展，提高內(nèi)河航運的科技含量，提升我國的航道整治和維護技術(shù)水平也是十分必要的。0.2研究工作的技術(shù)路線和指導(dǎo)思想本項目是圍繞內(nèi)河航道建設(shè)工程所涉及有關(guān)通航水流條件的關(guān)鍵技術(shù)問題進行的兩個專題研究，因此，整個研究工作是在系統(tǒng)總結(jié)我國內(nèi)河航道建設(shè)在設(shè)計和運用情況的基礎(chǔ)上，緊緊圍繞項目研究的總體目標(biāo)，采用調(diào)研咨詢、資料收集、依托工程物理模型、概化物理模型、數(shù)學(xué)模型和綜合分析相結(jié)合的手段進行的一系列研究工作。研究工作的指導(dǎo)思想是研究內(nèi)容要有針對性，即緊密結(jié)合內(nèi)河航道建設(shè)工程的實際；研究成果要有實際應(yīng)

6、用價值、要有所提高、有所創(chuàng)新，既要服務(wù)于內(nèi)河航道建設(shè)工程的設(shè)計和實踐，為今后的類似工程提供參考和借鑒，又要為制定或修訂相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)內(nèi)容提供依據(jù)和豐富的素材，并力爭使研究成果達到國內(nèi)外的領(lǐng)先水平。1研究的內(nèi)容及主要成果本項目研究的總體目標(biāo)是提出山區(qū)河流通航建筑物引航道與主航道夾角的建議值；提出山區(qū)河流通航建筑物引航道與主航道夾角較大時改善通航條件的工程措施及原則；提出具有普遍適用性的彎曲航道船舶安全航行所需的寬度計算公式和方法，為內(nèi)河彎曲型河段航道整治工程的前期工作和設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)，為通航安全提供保障，并為今后有關(guān)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供基礎(chǔ)資料和參考依

7、據(jù)。1.1專題一——山區(qū)河流通航建筑物引航道與河流主航道夾角的研究1.1.1主要研究內(nèi)容14（1）廣泛收集和整理國內(nèi)通航樞紐工程總平面布置的相關(guān)資料，包括微彎河段、彎曲河段、裁彎取直和分叉河段布置通航樞紐的地形、水文及水流夾角情況；以及山區(qū)河流通航建筑物與河流主航道不同夾角情況下的通航水流條件及航行條件的實船試驗資料、模型試驗資料和工程改善措施；（2）采用概化物理模型和遙控自航船模試驗，對山區(qū)河流Ⅲ、Ⅳ級航道通航建筑物引航道與河流主航道夾角與通航水流條件和航行條件進行系列研究。包括不同流速與不同“夾角”對船舶（隊）通航條件的影響；（3）結(jié)合概化物理模型試驗成

8、果和相關(guān)資料的收集整理，歸納總結(jié)目前實際工程中不同夾