航道整治講義緒論一、水運(yùn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用1.水運(yùn)是一種最古老而又有前途的運(yùn)輸方式運(yùn)輸方式：水運(yùn)、公路、鐵路、管道、航空古：著名政治、文化、經(jīng)濟(jì)中心都位于河流兩岸，介紹我國(guó)各流域情況。新：美國(guó)1952年后沿密西西比河建廠近10000家。2.水運(yùn)的優(yōu)點(diǎn)（5條）①運(yùn)量大一艘駁船：一列火車；萬(wàn)噸級(jí)船隊(duì)：3～4列火車；萬(wàn)噸級(jí)航道：3～4條鐵路；海船噸位：已達(dá)幾十萬(wàn)噸（特別是油輪）；長(zhǎng)、重、大件運(yùn)輸：長(zhǎng)航，上海進(jìn)口一件重達(dá)360噸、長(zhǎng)57m。②成本低（我國(guó)鐵路運(yùn)輸成本比水運(yùn)高5％左右）水運(yùn)1：鐵路4：公路15～20（世界先進(jìn)水平）；水運(yùn)1：鐵路4：公路15（美國(guó)）；水運(yùn)1：鐵路3.3:公路5.1（德國(guó)）。③省燃料、能耗低（噸km消耗燃料）水運(yùn)1:鐵路1.5:公路4.8:航空126。④投資省若運(yùn)量相同，鐵路投資為水運(yùn)的4.6倍。例：長(zhǎng)江干線，30年，運(yùn)5.5億噸，航道投資1.8億元，僅能修建山區(qū)鐵路幾十公里。長(zhǎng)江全線總投資29.3億元，襄渝線800km，36億元，約為81%。⑤占地少鐵路，每km占地25畝。上?！速e占7萬(wàn)畝。3.水運(yùn)的缺點(diǎn)：①速度低。火車30km/h，船上行4～5km/h，下行8～12km/h。②航道條件多變（水運(yùn)受航道條件的限制）。二、我國(guó)航道的歷史和發(fā)展1.歷史最悠久①公元前485年，吳王夫差攻打越國(guó)，開(kāi)“邛溝”，溝通淮河、長(zhǎng)江，是最早的運(yùn)河，后來(lái)發(fā)展為北京—杭州大運(yùn)河，全長(zhǎng)1782KM，屬世界上最長(zhǎng)。②公元前214年，秦，史祿，開(kāi)靈渠，溝通湘水—漓江（馬王堆，“長(zhǎng)沙國(guó)”地圖上有）。③公元前825年，唐，李渤，設(shè)“陡門”，世界上最早“船閘”。2.近百年來(lái)落后，解放后大力發(fā)展，但仍有差距①船：甲午海戰(zhàn)；②航道：武漢關(guān)水位尺（美國(guó)人設(shè)立）；松花江水下地形圖（俄國(guó)、日本各測(cè)一次）；③解放后大力發(fā)展：①機(jī)構(gòu)②隊(duì)伍③工程④科研水平；例，川江整治160余灘，長(zhǎng)江挖泥船由0→24艘。特別是近20年來(lái)：以水運(yùn)主通道中的長(zhǎng)江干線、西江、黑龍江、京杭運(yùn)河、淮河及江南水運(yùn)網(wǎng)為重點(diǎn)，建設(shè)以通航千噸級(jí)航道為骨架，以通航300噸、500噸級(jí)航道為基礎(chǔ)，各主要水系通航標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，干支直達(dá)，江湖河海貫通，水陸聯(lián)運(yùn)的內(nèi)河運(yùn)輸體系基本形成。內(nèi)河通航里程已達(dá)11萬(wàn)km以上（1999年），其中可通航千噸級(jí)船隊(duì)的航道5800km。3.目前存在的主要差距及發(fā)展方向①航道等級(jí)低密西西比河：長(zhǎng)6262km全水系中有2×104km為3～4萬(wàn)噸級(jí)航道。長(zhǎng)江：長(zhǎng)6300km，萬(wàn)噸級(jí)達(dá)南京，五千噸級(jí)達(dá)武漢，三千噸級(jí)達(dá)宜昌；密西西比河：1928年后的50多年，總投資66.6億美元，每年整治費(fèi)1.07億，利13.9億，修建了27個(gè)渠化梯級(jí)，丁壩800多條（總長(zhǎng)146km），裁彎16處，縮短航程245km護(hù)岸1200km。長(zhǎng)江：30年投資僅1.8億元。萊茵河：長(zhǎng)1320km，通航875km，瑞士、法國(guó)、盧森堡、比利時(shí)聯(lián)網(wǎng)，通行船舶1350噸“歐洲型”。每年運(yùn)量2.9億噸/年。湘江：長(zhǎng)969km，通航439km，每年運(yùn)量0.12億噸/年，約為萊茵河的4%。②干支流直達(dá)少，成本高密西西比河成本為鐵路的1/4～1/5，萊茵河為鐵路的1/3，中國(guó)水運(yùn)成本相當(dāng)或偏高于鐵路成本的3倍以上。湘江運(yùn)礦石每噸比鐵路貴7元。③通航里程逐年縮短，礙航閘壩多例；25～3～1課題：a、湖南，全省50年代通航里程16586km，1979年變?yōu)?0181km，減少6405km，永久性礙航閘壩317處。b、廣西、廣東，賀江，長(zhǎng)351km，1956年通航310km，船舶533艘，1963年后建閘壩13座，船舶減為263艘。c、丹江口：④對(duì)“航道整治”科學(xué)的認(rèn)識(shí)水平低，“指手為壩，三老定案”。⑤發(fā)展前景建立“標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一”，“河海聯(lián)運(yùn)”，“四通八達(dá)”的航道網(wǎng)。內(nèi)河航運(yùn)，按通航1000噸級(jí)的船舶標(biāo)準(zhǔn)，以提高通航等級(jí)為重點(diǎn)，集中力量建設(shè)“一縱兩橫兩網(wǎng)”，形成長(zhǎng)江干流、西江干流、京杭運(yùn)河水運(yùn)主通道和長(zhǎng)江三角洲江南航道網(wǎng)、珠江三角洲航道網(wǎng)基本貫通的格局。三、航道整治的主要任務(wù)1.利用整治建筑物調(diào)整水流與河床整治建筑物通過(guò)影響水沙運(yùn)動(dòng)可加大航道深度、寬度和彎曲半徑，減小航道中的流速和改善流態(tài)?；蛴檬杩５姆椒?、炸礁的方法實(shí)現(xiàn)上述目的。2.穩(wěn)定優(yōu)良航道對(duì)于目前航行條件尚好，但有惡化趨勢(shì)的河段，采取整治工程措施，將河勢(shì)穩(wěn)定下來(lái)，避免航道惡化。第一章航道與航道工程第一節(jié)航道與通航水域從一般意義上說(shuō)，船舶及排筏能夠通達(dá)的水域就是通航水域。從交通運(yùn)輸?shù)慕嵌葋?lái)看，應(yīng)該將具有能讓營(yíng)運(yùn)船舶和大中型排筏通達(dá)的水域定為通航水域。由于不同水位期的通航水域是變化的，而且在具體界定航道時(shí)受許多因素的影響，因此不能認(rèn)為通航水域就是航道。廣義的航道與河道或基本河槽等同，歐美常用水道（英文用waterway）一詞來(lái)表示。可以把航道理解為包括常遇洪水位線以下的基本河槽、或者是中高潮位以下的沿海水域的水道和河道整體。狹義的航道等同于“航槽”（navigationchannel），除了運(yùn)河、通航渠道和一些水網(wǎng)地區(qū)的航道以外，航道的范圍總是小于河槽的范圍，這是因?yàn)楹降缿?yīng)當(dāng)有尺度標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)標(biāo)界限，航道位置會(huì)隨河道演變和水位變動(dòng)而隨時(shí)移動(dòng)，航道尺度也可以隨季節(jié)與水位變化以及整治工程產(chǎn)生效果而有所調(diào)整。在天然條件下，不同水位期能供船舶安全航行的水域，不僅要有足夠的水深，而且要有平穩(wěn)的流態(tài)，這樣的水域不可能是無(wú)限寬闊的，在某些地方，還受過(guò)河建筑物的限制。因此，狹義的航道是一個(gè)在三維空間上既有要求，又有限制的通道。為了組織水上運(yùn)輸所規(guī)定或設(shè)置的船舶、排筏航行通道稱為航道。這里所謂的“規(guī)定”，是指在圖紙上畫(huà)定或在現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)志出；所謂“設(shè)置”，是指用疏浚或建筑物導(dǎo)治而形成的航道。一般說(shuō)來(lái)，航道標(biāo)準(zhǔn)尺度應(yīng)滿足一定船舶(隊(duì))安全、方便地航行，為此對(duì)航道有以下的基本要求。（1）應(yīng)有足夠的水深、寬度和彎曲半徑；（2）適合船舶航行的水流條件，包括適宜的流速，良好的流態(tài)；（3）水上跨河建筑物應(yīng)滿足船舶的通航凈空要求。由于泥沙堆積造成水深不足，出現(xiàn)所謂的淺灘。有些河段落差大，坡陡流急，船舶上行困難，下行危險(xiǎn)，即所謂的急流灘。有些河段彎曲半徑過(guò)小，并存在險(xiǎn)惡的流態(tài)，駕駛中容易發(fā)生故事，這樣的河段即所謂險(xiǎn)灘。航道可以根據(jù)多種原則進(jìn)行分類。1．按航道的級(jí)別劃分許多國(guó)家都制定了航道分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)將航道由高到低分成Ⅰ-Ⅶ級(jí)，達(dá)不到Ⅶ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的航道稱為等外級(jí)航道。2．按航道的管理屬性劃分為有效進(jìn)行管理，可將航道劃分為國(guó)家航道、地方航道和專業(yè)航道。國(guó)家航道系指構(gòu)成國(guó)家航道網(wǎng)，可通行500t級(jí)以上船舶的內(nèi)河干線航道，跨省、市、自治區(qū)、直轄市可常年通航300t級(jí)以上船舶的內(nèi)河干線航道，可通航3000t級(jí)以上海船的沿海干線航道，以及對(duì)外開(kāi)放的海港航道和國(guó)家指定的重要航道?？赏ㄐ?00t級(jí)以上船舶的內(nèi)河干線航道又稱為高等級(jí)航道。3．按航道所處地域劃分按航道所處地域可分為內(nèi)河航道和沿海航道兩大類。內(nèi)河航道包括河流、湖泊和水庫(kù)內(nèi)的航道，以及運(yùn)河和通航渠道。其中，河流航道又可以分為山區(qū)河流航道、平原河流航道和潮汐河流航道。沿海航道原則上是指位于海岸線附近，具有一定邊界、可供海船航行的航道。另外，還可以根據(jù)航道的形成因素，將航道劃分為天然航道、人工航道和渠化航道。湖區(qū)航道還可分為湖泊航道、河湖兩相航道和濱湖航道等。根據(jù)航道的通航時(shí)間的長(zhǎng)短分為常年通航航道和季節(jié)通航航道；根據(jù)有無(wú)對(duì)通航的限制劃分為單行航道、雙行航道和限制性航道等。第二節(jié)航道標(biāo)準(zhǔn)及航道尺度一、內(nèi)河船舶的航行方式根據(jù)船舶的動(dòng)力條件，內(nèi)河船舶可分為自航與非自航兩種。自航船就是船舶帶有動(dòng)力，可以自己?jiǎn)为?dú)行駛。非自航船也稱駁船，自己沒(méi)有動(dòng)力，需要由機(jī)動(dòng)船帶動(dòng)行駛。根據(jù)已經(jīng)發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及各大水系的現(xiàn)實(shí)情況，內(nèi)河貨運(yùn)船舶包括分節(jié)駁、普通駁船、機(jī)動(dòng)駁船、普通貨船、內(nèi)河集裝箱船及江海直達(dá)貨船等幾大系列。在內(nèi)河上常見(jiàn)船舶編隊(duì)航行，由多個(gè)駁船編結(jié)在一起，用機(jī)動(dòng)船帶動(dòng)。編隊(duì)航行的主要優(yōu)點(diǎn)為運(yùn)量大，比單船行駛運(yùn)輸單價(jià)低。目前我國(guó)內(nèi)河上采用的編隊(duì)方式為普通駁頂推船隊(duì)和分節(jié)駁頂推船隊(duì)，拖帶船隊(duì)多見(jiàn)于京杭大運(yùn)河。拖帶船隊(duì)是拖輪在前，用纜索拖帶后面的駁船隊(duì)。為了減少拖輪螺旋槳攪起的尾流沖擊到駁船隊(duì)，從而加大船隊(duì)的水流阻力，一般要求拖輪與第一艘駁船之間的纜索長(zhǎng)度較長(zhǎng)，具體長(zhǎng)度按拖輪的動(dòng)力大小而異。在航道尺度允許時(shí)，為了減小船隊(duì)阻力，逆流行駛時(shí)，可以采取多排一列式（圖1-1a)，順流行駛時(shí)，可以采用多排并列式（圖1-1b)。拖帶船隊(duì)的編隊(duì)方式行駛時(shí)的阻力大，運(yùn)價(jià)高，但由于它是軟聯(lián)結(jié)，要求的航道條件可以低些，彎曲半徑較頂推船隊(duì)為小。頂推船隊(duì)是作為動(dòng)力船的推輪放在船隊(duì)的后面，駁船之間聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，如圖（1-2a）所示，頂推船隊(duì)較拖帶船隊(duì)有以下優(yōu)點(diǎn)。（1）阻力小，消除了拖輪在前面攪起的水流對(duì)后面船隊(duì)引起的沖擊阻力；減少了水流對(duì)推輪的阻力；改善了螺旋槳的工作條件；減少由于駁船在拖帶船隊(duì)中的偏轉(zhuǎn)擺動(dòng)所增加的阻力。（2）頂推船隊(duì)聯(lián)結(jié)為一個(gè)整體，偏轉(zhuǎn)擺動(dòng)幅度小，增加了船隊(duì)的穩(wěn)定性。（3）頂推船隊(duì)的船員數(shù)量相對(duì)大大減少。（4）編隊(duì)、解隊(duì)的作業(yè)簡(jiǎn)便快速，提高了勞動(dòng)效率。圖1-1拖帶船隊(duì)a)多排一列式拖帶；b)多排并列式拖帶圖1-2頂推船隊(duì)a)普通駁頂推船隊(duì)b)分節(jié)駁頂推船隊(duì)1980年代開(kāi)始，我國(guó)長(zhǎng)江及其它一些水系，推行了分節(jié)駁頂推運(yùn)輸方式。分節(jié)駁頂推船隊(duì)類似鐵路列車，由許多艘統(tǒng)一規(guī)格駁節(jié)，編組成一支龐大的船隊(duì)，由一艘推輪在后面頂推前進(jìn)，如圖1-2b所示。這種船隊(duì)與普通頂推船隊(duì)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)。（1）船隊(duì)的整體線型得到改善，航速可提高。（2）由于取消了普通駁船的駕駛樓、舵設(shè)備、救生設(shè)備和船員住宿等設(shè)施，降低造價(jià)。（3）船型豐滿，在船隊(duì)長(zhǎng)度不變的情況下，其載重量可增加8～14%；若載重量不變，則船隊(duì)長(zhǎng)度可縮短，從而減少造船材料消耗量。（4）駁船上可不配船員，節(jié)省人力。（5）駁船建造易于標(biāo)準(zhǔn)化和系列化；線型簡(jiǎn)單，便于建造。（6）船隊(duì)駕駛操縱性能較好。應(yīng)該注意的是，由于船型自身的特點(diǎn)，分節(jié)駁不宜單獨(dú)使用；在同一船隊(duì)中只能編入尺度相同的分節(jié)駁船，在裝貨時(shí)要嚴(yán)格控制配載，保證各分節(jié)駁船吃水均衡，形成一定線型的整體。近年來(lái)，隨著船型標(biāo)準(zhǔn)化的加速推進(jìn)，頂推船隊(duì)和拖帶船隊(duì)逐步萎縮，自航機(jī)動(dòng)船舶發(fā)展迅速。二、通航標(biāo)準(zhǔn)與航道等級(jí)為了明確過(guò)河建筑物凈空、通航建筑物的尺度和通航水位標(biāo)準(zhǔn)，不少航運(yùn)發(fā)達(dá)的國(guó)家制定了相關(guān)的通航標(biāo)準(zhǔn)，使航道建設(shè)、管理和保護(hù)具有法律依據(jù)。航道等級(jí)技術(shù)指標(biāo)主要有兩種。一種是以航道尺度為主線，將航道分為各個(gè)等級(jí)（如俄羅斯）。另一種則以標(biāo)準(zhǔn)駁船的噸位及船型作為分級(jí)的標(biāo)志，以控制有關(guān)的航道尺度（如歐洲）。歐洲內(nèi)河航道等級(jí)的劃分始于1962年，并在1992年進(jìn)行修訂后由歐盟交通部委員會(huì)通過(guò)。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，歐盟交通部規(guī)定內(nèi)河運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)最低的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為：目前航道至少達(dá)到4級(jí)（1350t），將來(lái)目標(biāo)為5級(jí)（2000t以上）。美國(guó)雖然沒(méi)有明確頒布通航標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際工作中都遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果是其航道和船舶以及水運(yùn)干線的互通程度很高，形成了四通八達(dá)的現(xiàn)代化航道網(wǎng)。譬如，美國(guó)密西西比河水系以航道水深作為分級(jí)的指標(biāo)，結(jié)合選定船舶噸位和船型，航道按水深分為四級(jí)，即1.83m、2.74m、3.66m、12.20m，其中以2.74m為航道網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)水深，以3.66m為航道遠(yuǎn)景規(guī)劃水深的目標(biāo)。1963年1月國(guó)家計(jì)委轉(zhuǎn)發(fā)了交通部制定的《全國(guó)天然、渠化河流及人工運(yùn)河通航試行標(biāo)準(zhǔn)》。交通部于1980年代組織開(kāi)始對(duì)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行修編，至1990年完成，建設(shè)部批準(zhǔn)了該標(biāo)準(zhǔn)并于1991年8月1日起施行?！秲?nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》GBJ139-90經(jīng)過(guò)十多年的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)90標(biāo)準(zhǔn)仍然有些規(guī)定不便操作，使用困難，而且《條文說(shuō)明》未同《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》合在一起公開(kāi)發(fā)行，不利于對(duì)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》的準(zhǔn)確理解，出現(xiàn)了簡(jiǎn)單套用有關(guān)尺度的現(xiàn)象。隨著水運(yùn)事業(yè)的不斷發(fā)展，內(nèi)河船型、船隊(duì)和運(yùn)輸方式都發(fā)生了很大變化，內(nèi)河航道、通航建筑物和過(guò)河建筑物的建設(shè)也積累了許多新的經(jīng)驗(yàn)，為適應(yīng)新的發(fā)展要求，2000年開(kāi)始，建設(shè)部和交通部組織有關(guān)單位，在90標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂。2004年完成并于當(dāng)年5月1日開(kāi)始實(shí)施。現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)主要包括航道、船閘、過(guò)河建筑物、通航水位等技術(shù)內(nèi)容。三、航道尺度與通航水流條件1．航道尺度根據(jù)我國(guó)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，各級(jí)航道的尺度是航道工程要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，系指在設(shè)計(jì)最低通航水位下灘險(xiǎn)河段上保證通航的最小尺度，包括航道水深，航道寬度，航道彎曲半徑，以及在設(shè)計(jì)最高通航水位下跨河建筑物的凈空等。彎曲段最小寬度與直線段的值是不一樣的，而且，同一等級(jí)或檔次條件下的航道水深還存在一個(gè)幅度。因此，具體確定某個(gè)河段的航道尺度時(shí)，應(yīng)該依據(jù)不同河流或水域的性質(zhì)、通航船隊(duì)船型、過(guò)船的密度和運(yùn)量等情況進(jìn)行分析論證。一般地講，航道標(biāo)準(zhǔn)尺度是滿足一定船舶(隊(duì))安全有效航行條件下的最低技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。凡客觀條件許可，無(wú)需增加航道工程費(fèi)用，或費(fèi)用雖有增加，但經(jīng)論證仍屬合理的情況下，可采用較大的航道尺度。航道尺度的選擇，應(yīng)根據(jù)航道條件、工程量(包括基建性和維護(hù)性工程量)以及運(yùn)輸效益確定。大的江河具有能獲得大的航道尺度的自然條件，能航行大的船舶，能滿足大的貨運(yùn)要求；小河達(dá)到較大的航道尺度就較困難。圖1-3表示航道尺度與成本的定性關(guān)系，說(shuō)明如果航道尺度提高，花在工程方面的費(fèi)用必將增大；但由于大的航道尺度能滿足較大船舶（隊(duì)）航行要求，能使運(yùn)輸成本降低，經(jīng)濟(jì)效益提高。從這兩個(gè)因素中，就可以找到一個(gè)成本總量為最小的航道尺度。圖1-3航道尺度與建設(shè)成本關(guān)系2．航道水深平原和河口地區(qū)，航道水深不足是礙航的關(guān)鍵，采取的主要工程措施是解決航道水深問(wèn)題。航道標(biāo)準(zhǔn)水深是指設(shè)計(jì)最低通航水位下航道范圍內(nèi)的淺灘最小水深，其定義參見(jiàn)圖1-4。航道標(biāo)準(zhǔn)水深一般包括船舶的標(biāo)準(zhǔn)吃水和富裕水深，可用下式表示：（1-1）式中：—－航道水深（m）；－－船舶吃水（m）；－－富裕水深（m）。船舶吃水T是指代表船型的設(shè)計(jì)吃水。在設(shè)計(jì)駁船時(shí)，船體結(jié)構(gòu)所能承載的吃水稱最大吃水（亦稱結(jié)構(gòu)吃水）。最大吃水大于標(biāo)準(zhǔn)載重時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)吃水。例如，長(zhǎng)江中游的一種油駁標(biāo)準(zhǔn)載量3000t，標(biāo)準(zhǔn)吃水為3.3m，而其最大載重量約為3300t，最大吃水是3.6m。圖1-4航道標(biāo)準(zhǔn)水深定義圖富裕水深是指船舶在標(biāo)準(zhǔn)載重時(shí)，處于靜浮狀態(tài)船底龍骨下至河底的最小距離。在確定航道標(biāo)準(zhǔn)水深時(shí)，富裕水深應(yīng)著重考慮下列兩項(xiàng)因素。（1）船舶航行下沉量，也稱動(dòng)吃水。船舶航行時(shí)，因繞流作用，其四周流速增大，水位下降，水壓力降低，船體下沉，因而吃水增加。船舶航行下沉量主要受航道水深所制約，隨航道水深的減小而增大，淺水中船體下沉量比較大。還與船舶的航行速度有關(guān)，隨航行速度的增大而增大；另外與航道斷面系數(shù)和船型也有關(guān)。就天然（渠化）河流的航道而言，主要是淺水影響。我國(guó)的船模試驗(yàn)資料表明，分節(jié)駁船隊(duì)當(dāng)＞5.5時(shí)，淺水影響可不考慮。在確定航行下沉量時(shí)一般以中速為準(zhǔn)，因此，船舶在通過(guò)淺灘時(shí)不得快速行駛。目前確定航行下沉量通常采用實(shí)船試驗(yàn)的方法，有時(shí)也采用經(jīng)驗(yàn)公式估算，其中以俄羅斯霍密爾公式較為簡(jiǎn)便。(1-2)式中：－－船舶航行下沉量(m)；－－航道標(biāo)準(zhǔn)水深(m)；－－船舶標(biāo)準(zhǔn)吃水(m)；－－船舶相對(duì)于水的速度(m/s)；－－系數(shù)，見(jiàn)表1-1。航行下沉量系數(shù)表表1-1船長(zhǎng)/船寬3.54.05.06.07.08.00.00380.00290.00230.00200.00160.00145（2）觸底安全富裕量。由風(fēng)、浪引起的水面下降或船舶吃水增加；船舶編隊(duì)的吃水增值；為保證舵效，以達(dá)到操縱安全靈活所增加的吃水；為保證推進(jìn)器的安全運(yùn)轉(zhuǎn)所增加的吃水。所有這些因素，一并歸入觸底安全富裕量中。富裕水深除關(guān)系到船舶（隊(duì)）的航行安全外，還直接影響船舶的航行阻力及操縱性能，隨著富裕水深增大，船舶航行阻力減小，航速增快，船舶所需的動(dòng)力大大節(jié)省，效益提高。一般說(shuō)來(lái)，內(nèi)河頂推船隊(duì)采用的水深吃水比不小于1.2。我國(guó)通常采用的值在1.14～1.43之間，泥沙質(zhì)河床淺灘最小富裕水深為0.2～0.5m，石質(zhì)河床另加0.1～0.2m。在航道工程、船舶設(shè)計(jì)和航運(yùn)管理等方面都實(shí)行“變吃水”的航運(yùn)措施。（1）在船舶構(gòu)造上，使結(jié)構(gòu)吃水（最大吃水）大于標(biāo)準(zhǔn)吃水，例如我國(guó)建造的300t分節(jié)駁標(biāo)準(zhǔn)吃水1.30m，而最大可裝載350t，最大吃水1.45m。當(dāng)水位高于設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，船舶可加載，這樣使得年內(nèi)大多數(shù)時(shí)期能獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。（2）在航道建設(shè)上，規(guī)定同一級(jí)航道的標(biāo)準(zhǔn)水深有一個(gè)幅度范圍，標(biāo)準(zhǔn)值的下限等于船舶（隊(duì)）的標(biāo)準(zhǔn)吃水，上限為船舶標(biāo)準(zhǔn)吃水加富裕水深。凡采用小于上限值的航道，在接近或達(dá)到最低通航水位時(shí)，船舶減載通航。船舶枯水期雖然減載，經(jīng)濟(jì)效益有所損失，但航道工程費(fèi)用可大量減小。3．直線航道寬度航道寬度是指設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)具有航道標(biāo)準(zhǔn)水深的寬度（圖1-4）。航道寬度取值一般以保證兩個(gè)對(duì)開(kāi)船隊(duì)安全錯(cuò)船為原則，在船舶（隊(duì)）航行密度很小，航道狹窄段不長(zhǎng)，拓寬工程較大時(shí)可采用單線航道。如圖1-5所示，雙線航道的寬度可用下式表示：（1-3）式中：－－航道寬度；－－船隊(duì)寬度；－－船隊(duì)長(zhǎng)度（拖帶船隊(duì)為最大單船長(zhǎng)度）；－－漂角；－－船隊(duì)間的富裕寬度；－－船隊(duì)與航道邊緣間的富裕寬度。由式（1-3）可概括成兩部分，其中為船舶航行時(shí)占有的水域?qū)挾?，也稱航跡帶，而為航道富裕寬度。航跡帶不僅決定于船隊(duì)寬度，還與船隊(duì)長(zhǎng)度，船隊(duì)操縱性能及航行條件等密切有關(guān)。圖1-5雙線航道寬度示意圖式中的漂角定義如圖1-5所示。船舶（隊(duì)）作直線航行時(shí)，常受側(cè)風(fēng)和斜向水流的外力作用，船舶（隊(duì)）本身也往往有兩側(cè)阻力不均衡現(xiàn)象，因此需經(jīng)常用舵來(lái)保持航向。此時(shí)，船舶（隊(duì)）縱軸線與航向線之間形成一個(gè)角度，漂角的大小主要受制于水流流態(tài)。由實(shí)船試驗(yàn)可知，由于各河段間的流態(tài)不同，引起航向不斷發(fā)生變化，漂角也隨之變化。另外，漂角還受船(隊(duì))型及操縱性能和駕駛技術(shù)的影響，直線航行的船舶(隊(duì))所受的作用力主要是流體動(dòng)力，不同船型的流體動(dòng)力和力矩不同，因而漂角不同。目前我國(guó)根據(jù)實(shí)船試驗(yàn)成果，并參照國(guó)外資科，一般一級(jí)至四級(jí)航道的漂角選用3°，五級(jí)至七級(jí)航道的漂角選用2°。航道富裕寬度是保證船舶安全航行，不產(chǎn)生船吸和岸吸現(xiàn)象的最小富裕尺度，兩船隊(duì)交會(huì)時(shí)，船隊(duì)兩側(cè)存在著流速差和水位差，形成壓力差而產(chǎn)生互吸。船舶與岸線之間的水流有推動(dòng)船首離岸而引船尾靠岸的傾向。影響航道富裕寬度的因素有船型、隊(duì)型、系結(jié)方式；船隊(duì)的航速及推輪的舵效；水流流速，流向、流態(tài)；河岸的土質(zhì)及坡度等。航道富裕尺度可由實(shí)船試驗(yàn)確定，也可參照下式估算：（1）平原、丘陵地區(qū)航道：式中：－－會(huì)船的兩船隊(duì)寬度的平均值，其它符號(hào)意義同前。（2）山區(qū)航道：Ⅳ級(jí)以上（含Ⅳ級(jí)）航道：Ⅳ級(jí)以下航道：我國(guó)目前確定的直段雙線航道寬度大致是船隊(duì)寬度的4倍，即＝4，隨著航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展，船舶趨向大型化，高速化，這一比值將會(huì)增加。根據(jù)資料，美國(guó)一般＝5.0～6.0，西歐≥4.4。4．航道彎曲半徑和彎曲航道加寬航道彎曲半徑是指彎曲航道中心線的曲率半徑，彎曲半徑越大航行越便利。但是受自然河道地形及兩岸地物限制，船舶往往不得不在半徑較小的彎曲河道中行駛。因此，就規(guī)定一個(gè)彎曲半徑的最小限值，作為航行保障的一個(gè)條件。我國(guó)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定航道最小彎曲半徑為頂推船隊(duì)長(zhǎng)度的3倍、拖帶船隊(duì)最大單船長(zhǎng)度的4倍，特殊困難航道難以達(dá)到此值時(shí)，彎曲半徑可適當(dāng)縮小，但不得小于頂推船隊(duì)長(zhǎng)度的2倍、拖帶船隊(duì)最大單船長(zhǎng)度的3倍。隨著內(nèi)河運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，頂推船隊(duì)逐步推廣，船隊(duì)尺度日益增大，船舶航速提高，操縱性能改進(jìn)，彎曲半徑的最小限值可適當(dāng)減小。美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為他們的船隊(duì)可以在彎曲半徑與船隊(duì)長(zhǎng)度相等的航道中轉(zhuǎn)彎，彎曲半徑一般采用船隊(duì)長(zhǎng)度的1.5～2.5倍。眾所周知，航道彎曲后，流向發(fā)生變化，面流掃向凹岸，底流指向凸岸?？v向流速在橫斷面上分布也不均勻，外側(cè)較大，內(nèi)側(cè)偏小，在凸岸下游，常出現(xiàn)回流或泡漩，流態(tài)紊亂。航行在彎曲航道中的船舶，在前進(jìn)中的同時(shí)必須圍繞彎道中心旋轉(zhuǎn)，不斷改變航向。改變航向的過(guò)程，會(huì)使船舶承受力矩、離心力和動(dòng)水壓力，船舶必須用較大的漂角來(lái)克服這些作用力，因此要求船舶有更高的靈活性和自控能力，亦即是說(shuō)，當(dāng)船舶條件相同時(shí)，在彎道上行駛的航跡要比直段上寬得多，其寬度隨彎曲半徑減小而增加。彎曲航道的航行漂角是指船隊(duì)縱軸線與通過(guò)船隊(duì)回轉(zhuǎn)中心圓弧的切線間夾角。目前對(duì)彎曲航道的研究多將航道寬度同彎曲半徑結(jié)合在一起考慮，而集中注意船舶（隊(duì)）轉(zhuǎn)彎時(shí)的航行漂角。因?yàn)槠亲钅艽泶埃?duì)）在彎道航行時(shí)的航態(tài)，反映船舶（隊(duì)）尺度、彎曲航道尺度、流速、航速等多種因素的關(guān)系。根據(jù)我國(guó)實(shí)船試驗(yàn)并結(jié)合國(guó)外的研究資料，影響漂角的各項(xiàng)因素有：（1）彎曲半徑：漂角與的比值呈反比關(guān)系，此處為航道的彎曲半徑，為船舶（隊(duì)）長(zhǎng)度。（2）彎道圓心角：在彎曲航道中航行的船舶（隊(duì)），其漂角是變化的。當(dāng)彎道圓心角較大時(shí)，產(chǎn)生的最大漂角亦大。（3）流速和航速：在有一定流速的彎道上，下水船的漂角比上水船大。在一定的彎曲半徑下，船對(duì)岸的航行速度與船對(duì)水的航行速度的比值越大，漂角越大，亦即下水航行時(shí)，流速越大，漂角亦越大，上水航行時(shí)，流速越大（但仍比?。?，漂角則越小。（4）水深：一般越大，漂角越大，越小，漂角亦越小。（5）船隊(duì)隊(duì)形：一般較小的隊(duì)形其漂角較大。綜合我國(guó)多次實(shí)船試驗(yàn)資料，漂角值如表1-2。彎曲航道的船舶（隊(duì)）航行漂角表1-2（下水)（上水）2.03.04.05.028°～35°21°～25°16°～20°13°～17°9°5°4°3°在彎道上的航道寬度應(yīng)在直段寬度的基礎(chǔ)上加寬。影響彎曲航道加寬值的因素很多：如漂角、船長(zhǎng)、航速、彎曲半徑、視距和船舶控制性能等。其中加寬值與漂角、船長(zhǎng)、航速成正比，與彎曲半徑、視距和船舶控制性能成反比。彎曲航道的航跡帶寬度可采用直線航道的相同方法計(jì)算，只是漂角不同而已，而彎曲航道的富裕寬度一般比直線航道大，各級(jí)航道隨彎曲半徑變化的寬度取值亦可查相關(guān)表格。由于船舶在彎曲航道中行駛時(shí)下行的航跡帶寬度大于上行的航跡帶寬度，故單線航道的尺度按下行需要確定，雙線航道則按上下行要求寬度之和計(jì)算。在彎道上航行，還必須有足夠的通視距離，以便安全會(huì)讓對(duì)方來(lái)船。彎道的通視距離S可由圖1-6所示。通視距離以不小于船隊(duì)長(zhǎng)度的3倍為宜，由圖可得：（1-4）式中：－－通視距離；－－航道寬度；－－彎曲半徑。圖1-6彎曲航道視距計(jì)算圖從直線段的正常寬度到彎曲段的加寬度，應(yīng)采取逐步平緩的過(guò)渡，形成一個(gè)漸變段。一般采用直線漸變過(guò)渡段，其最小擴(kuò)寬率為1：20，如圖1-7所示。圖1-7航道擴(kuò)寬過(guò)渡段示意圖5．航道斷面系數(shù)航道斷面系數(shù)是指設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，航道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e與船舶（隊(duì)）標(biāo)準(zhǔn)載量時(shí)船舯橫斷面面積的比值式中：－－航道斷面系數(shù)；－－航道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e；－－船舯橫斷面面積。航道斷面系數(shù)與船舶航行阻力關(guān)系密切，值越小，航行阻力越大；值應(yīng)隨船速的提高而增大；航道流速大時(shí)，同樣也應(yīng)增加值。國(guó)內(nèi)外的研究成果表明：=7是最經(jīng)濟(jì)合理的。當(dāng)＞10時(shí)，斷面形狀對(duì)航道阻力的影響可忽略不計(jì)，當(dāng)≥14時(shí)，再增加值對(duì)阻力影響不明顯。在平原河流上，由于河流橫斷面面積大，值一般都能滿足要求。新開(kāi)的狹窄淺水航道或運(yùn)河上必須考慮值。6．流速流態(tài)航道中的表面流速和局部比降不能過(guò)大，否則航行船舶的推力不能克服逆流阻力前進(jìn)，下行船舶的舵效難以發(fā)揮，使船舶操縱困難。航道中允許的最大縱向表面流速和局部比降的數(shù)值與船型和整治措施有著密切關(guān)系，應(yīng)進(jìn)行綜合比較確定。垂直航道軸線的橫向流速亦不應(yīng)過(guò)大，否則會(huì)將船舶推離航道，發(fā)生事故。例如，船閘引航道口門區(qū)要求最大橫向流速不大于0.3m/s，回流流速不大于0.4m/s。航道中的流態(tài)應(yīng)滿足船舶（隊(duì)）航行安全要求。7．水上跨河建筑物的凈空跨河橋梁、渡槽、管道、電纜等應(yīng)有足夠的水上凈空高度和凈空寬度，以便船舶能安全順利地通過(guò)。凈空高度是指設(shè)計(jì)最高通航水位至建筑物底部的垂直距離。設(shè)計(jì)最高通航水位的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)航道等級(jí)依據(jù)國(guó)家頒布的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。凈空高度的數(shù)值應(yīng)滿足設(shè)計(jì)船舶空載的水上高度加富裕值。凈空寬度系指航道底標(biāo)高以上橋墩(或墩柱)間的最小凈寬度，包括船舶過(guò)橋航行軌跡寬度和富裕寬度兩部分。一般說(shuō)來(lái)，為了使橋梁通航孔的凈寬尺度盡量小些，較大船舶(隊(duì))應(yīng)避免在橋孔會(huì)船。所以，凈空寬度按單線航道寬度擬定，應(yīng)該特別注意航道兩側(cè)安全距離的取值。橋墩(墩柱)的順?biāo)鎽?yīng)盡可能與水流流向平行，其偏角超過(guò)5°時(shí)，凈寬必須相應(yīng)加大。天然、渠化河流上的水上跨河建筑物，一般應(yīng)不少于兩個(gè)通航孔，水運(yùn)很繁忙的河流上，應(yīng)設(shè)多孔通航。若在限制性航道上，凈寬應(yīng)采用航道寬度值，一般宜一孔跨過(guò)。第三節(jié)內(nèi)河助航標(biāo)志一、航標(biāo)的基本概念和作用航標(biāo)，即助航標(biāo)志，是船舶安全航行的重要助航設(shè)施。它的主要功能是標(biāo)示內(nèi)河航道的方向、界限與礙航物，揭示有關(guān)航道信息，為船舶指引安全、經(jīng)濟(jì)的航線。航標(biāo)分類，因不同的分類方法和標(biāo)準(zhǔn)而不同。1．按航標(biāo)的作用分類可以分為視覺(jué)航標(biāo)、音響航標(biāo)和無(wú)線電助航設(shè)施。1）視覺(jué)航標(biāo)是固定的或浮動(dòng)的供直觀的助航標(biāo)志。它具有易辨認(rèn)的形狀與顏色，可安裝燈器及其他附加設(shè)備。廣泛設(shè)置于沿海及內(nèi)河上，是一種最重要、最基本的助航標(biāo)志。國(guó)際航標(biāo)協(xié)會(huì)亦稱為傳統(tǒng)航標(biāo)（TraditionalAids）。視覺(jué)航標(biāo)常用標(biāo)身的形狀、顏色或頂標(biāo)來(lái)區(qū)分或表示不同的航標(biāo)功能，供駕駛?cè)藛T在白天觀察使用，而在夜間則以燈質(zhì)即燈光顏色、燈光節(jié)奏、周期來(lái)區(qū)分識(shí)別。2）音響航標(biāo)音響航標(biāo)是指能發(fā)出聲音傳送信息以引駕駛?cè)藛T注意其概略方位的助航標(biāo)志，一般與視覺(jué)航標(biāo)共同設(shè)置，多用于沿海地區(qū)。音響航標(biāo)，在能見(jiàn)度不良的天氣里，發(fā)出具有一定識(shí)別特征的音響信號(hào)，使駕駛?cè)藛T知道船舶的概略方位，起警告船舶避免發(fā)生危險(xiǎn)的作用。3）無(wú)線電助航設(shè)施無(wú)線電助航設(shè)施，是以無(wú)線電波傳送信息供船舶接收以測(cè)定船位的助航標(biāo)志。無(wú)線電助航設(shè)施能在大霧或惡劣的天氣下遠(yuǎn)距離地保證船舶準(zhǔn)確測(cè)定船位和航行安全。無(wú)線電助航設(shè)施包括：無(wú)線電指向標(biāo)、無(wú)線電測(cè)向儀、雷達(dá)應(yīng)答器、雷達(dá)反射器、雷達(dá)指向標(biāo)、羅蘭、臺(tái)卡、奧米加和衛(wèi)星導(dǎo)航等。2．按航標(biāo)設(shè)置水域分類按照航標(biāo)設(shè)置在不同的水域，可分為內(nèi)河航標(biāo)（包括湖泊、水庫(kù)）和海區(qū)航標(biāo)，當(dāng)航標(biāo)在不同地點(diǎn)如岸上或水中時(shí)，也可簡(jiǎn)單劃分為岸標(biāo)與浮標(biāo)。3．按航標(biāo)的功能分類內(nèi)河航標(biāo)按功能分為航行標(biāo)志、信號(hào)標(biāo)志和專用標(biāo)志。航行標(biāo)志包括過(guò)河標(biāo)、沿岸標(biāo)、導(dǎo)標(biāo)、過(guò)渡導(dǎo)標(biāo)、首尾導(dǎo)標(biāo)、側(cè)面標(biāo)、左右通航標(biāo)、示位標(biāo)、泛濫標(biāo)、橋涵標(biāo)；信號(hào)標(biāo)志包括通行信號(hào)標(biāo)、鳴笛標(biāo)、界限標(biāo)、水深信號(hào)標(biāo)、橫流標(biāo)、節(jié)制閘標(biāo)；專用標(biāo)志包括管線標(biāo)和專用標(biāo)。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《內(nèi)河助航標(biāo)志》的規(guī)定，內(nèi)河航標(biāo)配布可分為以下四類。（1）一類航標(biāo)配布：配布的航標(biāo)夜間發(fā)光。船舶能從一座標(biāo)志（燈）看到次一座標(biāo)志(燈)。（2）二類航標(biāo)配布：發(fā)光航標(biāo)和不發(fā)光航標(biāo)分段配布。在晝夜通航的河段上配布發(fā)光航標(biāo)；在夜間不能通航的河段上配布不發(fā)光航標(biāo)。（3）三類航標(biāo)配布：航標(biāo)配布的密度比較稀，不要求從一座標(biāo)志看到次一座標(biāo)志，但每一座標(biāo)志所表現(xiàn)的功能與次一座標(biāo)的功能應(yīng)互相邊貫，指引船舶在白天安全航行。（4）重點(diǎn)航標(biāo)配布：只在航行困難的河段和個(gè)別地點(diǎn)配布航標(biāo)。優(yōu)良河段一般僅標(biāo)示出礙航物。根據(jù)需要與條件配布發(fā)光航標(biāo)或不發(fā)光航標(biāo)。根據(jù)《內(nèi)河助航標(biāo)志》按水流方向確定河流的上、下游；面向河流下游，左手一側(cè)為左岸，右手一側(cè)為右岸。對(duì)水流流向不明顯的河流，按下列順序確定上、下游（圖1-8）：（1）通往?？诘囊欢藶橄掠?；（2）通往主要干流的一端為下游；（3）河流偏南或偏東的一端為下游；（4）以航線兩端主要港埠間的主要水流方向確定上、下游。圖1-8確定航道左右方向示意圖航道右側(cè)的標(biāo)志漆紅色，夜間閃紅燈，航道左側(cè)的標(biāo)志漆白色，夜間閃白燈或綠燈。二、內(nèi)河助航標(biāo)志及布設(shè)在沙質(zhì)河床河段，由于沖淤活動(dòng)頻繁，淺灘航道位置、水深等經(jīng)常處于變化這中，故航標(biāo)配布應(yīng)根據(jù)隨時(shí)探測(cè)及測(cè)量結(jié)果予以調(diào)整，使航標(biāo)能隨時(shí)為船舶標(biāo)示出或提供安全而經(jīng)濟(jì)的航行條件。1．過(guò)河標(biāo)標(biāo)志跨河航道的起點(diǎn)或終點(diǎn)，指示由對(duì)岸駛來(lái)的船舶在接近標(biāo)志時(shí)沿著本岸航行，或指示沿本岸駛來(lái)的船舶在接近標(biāo)志時(shí)駛往對(duì)岸，如圖1-9所示。其形狀在標(biāo)桿上端裝正方形頂標(biāo)兩塊，分別面向上、下、方航道。如跨河航道距離過(guò)遠(yuǎn)以致目標(biāo)不夠顯著時(shí)，可以在標(biāo)桿前加裝面向航道的梯形牌，梯形牌的顏色按背景的明暗來(lái)確定，背景深暗處為白色，背景明亮處為黑色。燈質(zhì)左岸為白光，莫爾斯信號(hào)“A”（·一）或“M”（--），右岸為白光，莫爾斯信號(hào)“N”（一·）或“D”（--）。圖1-9過(guò)河標(biāo)布置2．沿岸標(biāo)標(biāo)桿頂端裝球形頂標(biāo)一個(gè)，標(biāo)示沿岸航道的方向，指示船舶繼續(xù)沿著本岸行駛，如圖1-10所示。燈色左岸為白色或綠色單閃，右岸為紅色單閃。圖1-10沿岸標(biāo)布置3．導(dǎo)標(biāo)由高低不同的兩座標(biāo)志(前低后高)前后豎立組成。前后標(biāo)所構(gòu)成的導(dǎo)線標(biāo)志狹窄航道方向，引導(dǎo)船舶沿該導(dǎo)線行駛，如圖1-11所示。導(dǎo)標(biāo)的每一座標(biāo)志由標(biāo)桿頂端加一塊正方形板制成。如導(dǎo)線航道過(guò)長(zhǎng)以致目標(biāo)不夠顯著時(shí)，可以在標(biāo)桿前加面向航道方向的梯形牌。導(dǎo)標(biāo)燈質(zhì)前、后標(biāo)均為白色單面定光，如背景燈光復(fù)雜白色容易混淆時(shí)，可以改為紅色單面定光。圖1-11導(dǎo)標(biāo)標(biāo)志河心航道4．過(guò)渡導(dǎo)標(biāo)由前標(biāo)同過(guò)河標(biāo)，后標(biāo)同導(dǎo)標(biāo)的兩座標(biāo)志組成，標(biāo)示一方為導(dǎo)標(biāo)指示的狹窄航道，另一方為較寬闊的沿岸航道或跨河航道，指示沿導(dǎo)線駛來(lái)的船舶在接近標(biāo)志時(shí)駛?cè)胼^寬闊的沿岸航道或跨河航道（或反之），如圖1-12所示。燈質(zhì)前標(biāo)同過(guò)河標(biāo)，后標(biāo)同導(dǎo)標(biāo)。圖1-12過(guò)渡導(dǎo)標(biāo)布置5．首尾導(dǎo)標(biāo)由三座標(biāo)志前后鼎足組成，前一座同過(guò)河標(biāo)，后兩座與導(dǎo)標(biāo)相同。三座標(biāo)志組成兩條導(dǎo)線分別標(biāo)示上、下方狹窄航道的方向，指示循導(dǎo)線駛來(lái)的船舶在接近標(biāo)志時(shí)轉(zhuǎn)向另一條導(dǎo)線航道，如圖1-13所示。燈質(zhì)前一座同過(guò)河標(biāo)，后兩座同導(dǎo)標(biāo)。圖1-13首尾導(dǎo)標(biāo)布置6．側(cè)面標(biāo)設(shè)在淺灘、礁石、沉船或其他礙航物靠近航道一側(cè)，標(biāo)示航道的側(cè)面界限；設(shè)在水網(wǎng)地區(qū)優(yōu)良航道兩岸時(shí)，標(biāo)示岸形、突嘴或不通航的汊港。其形狀浮標(biāo)可采用柱形、錐形、罐形，桿形或燈船，燈樁可采用框架形。也可以固定設(shè)置在水中。燈質(zhì)左岸為綠色或白色，右岸為紅色，均為單，雙閃光。7．左右通航標(biāo)設(shè)在航道中個(gè)別河心礙航物或航道分汊處，標(biāo)示該標(biāo)兩側(cè)都是通航航道。在同一標(biāo)體中線兩側(cè)分別為紅色和白色，燈質(zhì)為綠色和白色，三閃光。8．示位標(biāo)設(shè)在湖泊、水庫(kù)、水網(wǎng)地區(qū)或其他寬闊水域，標(biāo)示河口、島嶼、淺灘、礁石等位置，供船舶確定航向，指示船舶循標(biāo)志進(jìn)入河口或警告船舶避離危險(xiǎn)區(qū)。其形狀可采用各種形狀的塔形體。燈質(zhì)為白光，綠光或紅光莫爾斯信號(hào)。9．泛濫標(biāo)設(shè)在被洪水淹沒(méi)的河岸或島嶼靠近航道一側(cè)，標(biāo)示岸線或島嶼的輪廓。其形狀為標(biāo)桿上端裝截錐體頂標(biāo)一個(gè)，也可以安裝在具有浮力的底座上作為浮標(biāo)設(shè)置，左岸為白色或黑色，右岸為紅色。燈質(zhì)左岸為綠光或白光，右岸為紅光，都為定光。10．橋涵標(biāo)在橋梁通航孔中央設(shè)置正方形紅色或圓形白色標(biāo)牌，分別指引大輪或小輪通過(guò)該橋孔。正方形標(biāo)牌夜間為紅色單面定光，圓形標(biāo)牌為綠色單面定光。三、淺灘河段航標(biāo)配布航標(biāo)配布應(yīng)根據(jù)河段的具體情況設(shè)計(jì)，此處以平原淺灘河段為例說(shuō)明航標(biāo)的配布。在過(guò)渡段淺灘航道上，一般是在過(guò)河航道的兩端河岸上設(shè)置過(guò)河標(biāo)或過(guò)渡導(dǎo)標(biāo)，但當(dāng)過(guò)河處的岸邊灘較大或岸上一時(shí)無(wú)法設(shè)標(biāo)時(shí)，在不影響視距條件下，過(guò)河標(biāo)可改用浮標(biāo)形式設(shè)置。淺灘過(guò)河航道通往上、下深槽的兩端出入口，應(yīng)各設(shè)一對(duì)側(cè)面浮標(biāo)（圖1-14）。如該段航道較長(zhǎng)，可以在它中間適當(dāng)加設(shè)側(cè)面浮標(biāo)，如果航道彎曲，應(yīng)當(dāng)在凸彎處加設(shè)側(cè)面浮標(biāo)，標(biāo)示彎曲航道的界限（圖1-15）。圖1-14淺灘過(guò)河航道航標(biāo)配布圖1-15彎曲淺灘過(guò)河航道航標(biāo)配布淺灘航道設(shè)置側(cè)面浮標(biāo)應(yīng)設(shè)在淺灘、礁石伸向航道一側(cè)。每對(duì)側(cè)面浮標(biāo)的設(shè)置，應(yīng)當(dāng)盡量互相錯(cuò)開(kāi)。任何礙航物，應(yīng)根據(jù)它有形狀、大小和礙航程度，用一座或幾座側(cè)面浮標(biāo)標(biāo)示（圖1-16）。淺灘航道的上、下深槽和出入口在同一岸時(shí)，應(yīng)在上、下兩端的河岸上各設(shè)置沿岸標(biāo)。圖1-16用浮標(biāo)標(biāo)示障礙物平原河流深槽航道多位于優(yōu)良形態(tài)的微彎河段及彎曲河段的凹岸一側(cè)。淺灘航道在中洪期或洪水期由于水位抬高也成為深槽航道。深槽過(guò)河航道的兩端河岸上應(yīng)設(shè)置過(guò)河標(biāo)。如果過(guò)河航道為礙航物所束窄，可改過(guò)渡導(dǎo)標(biāo)，必要時(shí)在礙航物近道一側(cè)設(shè)置側(cè)面浮標(biāo)，標(biāo)示船舶偏離導(dǎo)線的允許范圍（圖1-17）。圖1-17窄深槽過(guò)河航道航標(biāo)配布如果同岸相鄰兩座過(guò)河標(biāo)之間的沿岸航道距離過(guò)遠(yuǎn)或者為岸邊突出部分所遮擋，不能從一座標(biāo)志看到它同岸的另一座標(biāo)志，應(yīng)當(dāng)在兩標(biāo)中間或在岸邊突出處設(shè)置沿岸標(biāo)(圖1-18)。如因航道彎曲，同岸相鄰兩標(biāo)之間的連線超出航道界限，應(yīng)在河岸凹入處設(shè)沿岸標(biāo)（圖1-19）。圖1-18凸岸深槽沿岸航道航標(biāo)配布圖1-19凹岸深槽沿岸航道航標(biāo)配布狹窄沿岸航道的陡岸河段，設(shè)置沿岸標(biāo)有因難時(shí)，可以將錐（罐）形浮標(biāo)改設(shè)在岸上，作為岸標(biāo)式設(shè)置，也可設(shè)在露出水面的孤立礙航物上（礙航物附近必須有足夠水深）。河心航道，主要用標(biāo)示航道界限的側(cè)面浮標(biāo)標(biāo)示（圖1-20），如果航道外狹窄，也可以用一系列的導(dǎo)標(biāo)標(biāo)示航道方向（圖1-21）。圖1-20河心航道航標(biāo)配布圖1-21用導(dǎo)標(biāo)表示河心航道第四節(jié)航道工程一、航道工程的內(nèi)容航道工程包括整治工程、疏浚工程、渠化工程、徑流調(diào)節(jié)、運(yùn)河工程及一些輔助工程措施。1．整治工程狹義的整治工程專指建造整治建筑物，用于改變和調(diào)整水流結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定、控制和調(diào)整水流和泥沙在河槽內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，集中水流沖刷淺灘河床，增加航道水深；改善或消除不利于航行的急彎與汊道，減緩過(guò)大的縱向和橫向流速；調(diào)整不利的水流流態(tài)，以達(dá)到改善險(xiǎn)灘的流態(tài)和降低急流灘的流速。采取護(hù)岸等工程保護(hù)河岸，穩(wěn)定目前的良好河勢(shì)。2．疏浚工程一般而言，是指采用機(jī)械、人工或其他措施在水中疏挖河槽的工作，這里特指通過(guò)疏挖河槽調(diào)整河床邊界達(dá)到改善通航條件的工程措施。對(duì)于沙質(zhì)和沙卵石河床，采用挖泥船挖除礙航的泥沙堆積體，增加航道水深。對(duì)于石質(zhì)河床，采用爆破的方法(常稱炸礁)炸除礙航的石嘴、石梁、孤石、巖盤等。3．渠化工程在河道中建造攔河閘壩，抬高上游水位，在閘壩的壅水河段內(nèi)，由于水位抬高，增加了航深，減緩了流速，消除了急、險(xiǎn)灘段。河流建造攔河閘壩以后，為了使船舶通過(guò)存在上下游水位差的閘壩，需建造船閘或其它類型的通航建筑物。4．徑流調(diào)節(jié)根據(jù)河流流量加大，水深也相應(yīng)加大的道理，利用淺灘上游水庫(kù)調(diào)節(jié)流量，洪季攔蓄，枯季泄放，使靠近水庫(kù)下游的淺灘枯季水深增加。以徑流調(diào)節(jié)增加航深，一般是航運(yùn)受到的間接利益。單純?yōu)榱嗽黾涌菁竞缴钚枰a(bǔ)充的流量很大，必須建造大型水庫(kù)，同時(shí)水庫(kù)距淺灘段越遠(yuǎn)，增深的效果越差。二、助航措施航道治理和管理中還有一些其它（助航）措施。1．絞灘在急流灘上，可直接采用卷?yè)P(yáng)機(jī)一類的設(shè)備牽引船舶過(guò)灘，俗稱絞灘。絞灘一般宜在下列情況下采用：上游有不少灘險(xiǎn)緊鄰，經(jīng)論證，徹底整治該灘，灘頭水位將降落，會(huì)惡化上游若干灘險(xiǎn)；因工程量大，目前難徹底整治為了解決急需，可考慮設(shè)絞；不久將渠化淹沒(méi)的急流灘，宜設(shè)絞解決當(dāng)前需要；屢經(jīng)整治，但整治效果不能鞏固，灘勢(shì)反復(fù)重演的急流灘，宜設(shè)絞。2．掃床在河口區(qū)也稱掃海，目的是探明航道內(nèi)影響航行的障礙物的位置，為清槽工作做準(zhǔn)備。掃床工作可分目力觀察、探測(cè)、用專門的掃床工具清掃等三種方法。目力觀察最簡(jiǎn)單，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，由水面上的浪花、亂流和漩渦等現(xiàn)象，推測(cè)障礙物的位置。探測(cè)則利用測(cè)深桿、測(cè)深錘、回聲測(cè)深儀等進(jìn)行探測(cè)，遇到特別淺的地方，就可以判定有障礙物。用與航道相適應(yīng)的刮刀與鏈條構(gòu)成掃床工具，將掃床工具沿整個(gè)航道拖曳，如遇到障礙物，它們自己就會(huì)做出反映。3．清槽主要是清除打撈航道內(nèi)的障礙物，其次是清除水草，爆破沙灘。一般說(shuō)來(lái)，清槽工作需要進(jìn)行潛水作業(yè)。4．布設(shè)航標(biāo)由于航道只是河道中滿足航行要求的部分范圍，為了在自然水域的水面上保證船舶能安全方便地在航道中行駛，就需要布設(shè)航標(biāo)，供船舶確定船位、航向，避免危險(xiǎn)。三、改善航道的工程措施比較一般說(shuō)來(lái)對(duì)于山區(qū)河流宜采取渠化工程，但有些山區(qū)河流枯水流量豐沛，比降和流速不是特別大，灘險(xiǎn)也不甚密集，航道尺度與擬達(dá)到的尺度差別不是很大，也可以考慮采取整治、炸礁和疏浚等措施。對(duì)于平原地區(qū)的河流和潮汐河口的攔門沙治理，宜采用整治措施和疏浚措施相結(jié)合，而對(duì)于平原地區(qū)的大江大河，用疏浚辦法維護(hù)航道尺度比較簡(jiǎn)單易行，可以明顯地增加航道水深。河網(wǎng)地區(qū)和湖區(qū)航道，應(yīng)以疏浚為主，但不排除在個(gè)別河段設(shè)置少量導(dǎo)治建筑物。應(yīng)該明確的是，進(jìn)行航道整治，目的不是消滅淺灘形態(tài)，而是改善礙航淺灘；每個(gè)淺灘可以達(dá)到的枯水穩(wěn)定深度，與各河流和各河段的自然條件有關(guān)。一般說(shuō)來(lái)該值與枯季流量成正比關(guān)系；此外，尚可參考同類河流上整治得比較好的淺灘所取得的結(jié)果。正確的整治方案必須建立在對(duì)河性及淺灘演變規(guī)律充分掌握的基礎(chǔ)上。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，在大范圍內(nèi)建設(shè)現(xiàn)代化航道網(wǎng)，離不開(kāi)河流的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。相對(duì)而言，渠化工程量比較大，工程技術(shù)等問(wèn)題比較復(fù)雜，投資比較多，對(duì)環(huán)境的影響較明顯，因此，通常在可以滿足運(yùn)量需要的前提下，應(yīng)首先考慮疏浚和整治措施，如果不能滿足運(yùn)量的需要時(shí)，才考慮采取渠化。疏浚的特點(diǎn)是工程完成后，航道尺度即刻增加，通航條件即可改善，不需要大量的工程材科和人力。隨著挖泥船的生產(chǎn)能力日益加大，疏浚措施在航道工程中得到越來(lái)越多地應(yīng)用。在較大的平原河流下游和河口地區(qū)，由于河流尺度大，采用其他工程措施，工程量常常很大，還可能引起一系列其他問(wèn)題，相對(duì)而言，疏浚所引起問(wèn)題后果就容易處理一些。采用疏浚措施整治航道最主要的問(wèn)題是挖槽回淤，由于挖槽尺度與河床的尺度相比常常很小，因而在淤積季節(jié)挖槽常常產(chǎn)生大量回淤，以致有不少挖槽每年都要進(jìn)行定期維護(hù)。另外，長(zhǎng)距離和大量的挖泥疏浚會(huì)導(dǎo)致上游水位的下降，使上游已經(jīng)整治好的淺灘水深重新不足。四、航道管理的現(xiàn)代化近年來(lái)，航道管理手工化操作暴露出了諸多不足和缺陷，主要表現(xiàn)在：（1）航道資料歸檔紙張化，難以迅速查詢到所需的技術(shù)信息。（2）航道資料的利用率很低，在歷史資料中挖掘出有用的信息非常困難。難以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程航道信息的資源共享，難以快速實(shí)現(xiàn)航道實(shí)時(shí)信息的查詢。（3）信息統(tǒng)計(jì)耗費(fèi)大量人力、物力，耗費(fèi)是時(shí)間長(zhǎng)，容易出現(xiàn)差錯(cuò)。（4）長(zhǎng)期以來(lái)，航標(biāo)導(dǎo)航系統(tǒng)的監(jiān)控和維護(hù)手段沒(méi)有大的改進(jìn)，一直沿用人工出航巡視的方式檢查航標(biāo)狀況。針對(duì)航道管理中的上述問(wèn)題，近年來(lái)國(guó)內(nèi)多個(gè)省市的航道管理部門開(kāi)展了技術(shù)攻關(guān)，將地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感遙測(cè)技術(shù)、監(jiān)控?cái)z像等技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。浙江嘉興市在市區(qū)運(yùn)河整治后，進(jìn)行了管理系統(tǒng)的自動(dòng)化升級(jí)，GPS技術(shù)、攝像監(jiān)控系統(tǒng)等技術(shù)的應(yīng)用大大提高了航道管理的效率，水上運(yùn)輸安全得到保障，經(jīng)濟(jì)效益大幅提升。湖南省航道管理部門組織技術(shù)攻關(guān)，在新型航標(biāo)燈、航標(biāo)的遙感遙測(cè)等方面進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，新材料、新能源、通訊平臺(tái)等多方面得到應(yīng)用。第二章礙航灘險(xiǎn)及其特性天然狀態(tài)下的河流，不是處處都能滿足航道的三大基本要求的（航道尺度、水流條件、通航凈空）。即淺灘、急流灘、險(xiǎn)灘，這些妨礙船舶航行的部位或河段統(tǒng)稱為礙航灘險(xiǎn)。第一節(jié)礙航灘險(xiǎn)的分類按照礙航原因，可將礙航灘險(xiǎn)分成三種基本類型：淺灘、急流灘和險(xiǎn)灘。一、淺灘天然河流的河床，在縱向及橫向總是高低起伏的，水深有深有淺，天然湖泊也有類似情況。凡枯水期（有的是汛后的退水過(guò)程中）水深不能滿足設(shè)計(jì)船舶通航水深的通航水域，即為淺灘。1．淺灘的組成沖積性河道中，水流與河床相互作用形成各種淤積體。其中與河岸相聯(lián)結(jié)，枯水時(shí)出露，洪水時(shí)淹沒(méi)的沙體為邊灘，連接上、下邊灘的水下沙埂為淺灘，典型的淺灘形態(tài)構(gòu)成見(jiàn)圖2-1。a)平面圖b)Ⅰ-Ⅰ剖面圖c)縱剖面圖①上邊灘、②下邊灘、③上深槽、④下深槽、⑤沙埂、⑥尖潭、⑦倒套、⑧上沙咀、⑨下沙咀圖2-1典型淺灘的組成2．淺灘的分類1）按淺灘形態(tài)分類（1）正常淺灘圖2-2正常淺灘示意圖（2）交錯(cuò)淺灘圖2-3交錯(cuò)淺灘示意圖（3）復(fù)式淺灘圖2-4復(fù)式淺灘示意圖（4）散亂淺灘圖2-5散亂淺灘示意圖2）按河床質(zhì)分類淺灘按河床質(zhì)可分為沙（泥）質(zhì)淺灘、卵石淺灘、石質(zhì)淺灘等，但也不能絕對(duì)分開(kāi)，因?yàn)槁咽瘻\灘中會(huì)含有粗、細(xì)沙，沙質(zhì)淺灘中可能含有小卵石，石質(zhì)淺灘上也可能有沙卵石運(yùn)動(dòng)。（1）沙（泥）質(zhì)淺灘（2）卵石質(zhì)淺灘（3）石質(zhì)淺灘3）按淤積部位分類（1）過(guò)渡段淺灘（2）放寬段淺灘（3）峽口淺灘（河槽束窄處上游淺灘）如廣東省北江飛來(lái)峽峽口淺灘，位于峽口上游3km范圍內(nèi)（圖2-6），洪水河寬800～1000m，至飛來(lái)峽口，河床突然束窄為290m左右。中洪水上漲時(shí)期，水流因受峽口壅水影響，汛期大量泥沙落淤，以致在該河段內(nèi)形成多處淺區(qū)，每年枯水期水深不足，需疏浚維護(hù)。圖2-6廣東飛來(lái)峽上口淺灘（4）分汊河段淺灘（5）支流河口淺灘圖2-7嘉陵江與長(zhǎng)江匯合口示意圖3．淺灘的成因淺灘的形成原因可歸結(jié)為：上游來(lái)沙量大于本河段的輸沙能力，上游來(lái)沙不能被本河段水流所帶走落淤而成。（l）因泥沙輸移在時(shí)間和空間上不平衡，形成沙質(zhì)或沙卵石礙航淤積體（2）因多年乃至長(zhǎng)期泥沙沉積，形成淤泥質(zhì)或粘土質(zhì)礙航淤積體（3）因地質(zhì)構(gòu)造形成水下礙航巖盤（4）因人類活動(dòng)使河床發(fā)生再造過(guò)程，形成新的礙航淤積體二、急流灘河床過(guò)水?dāng)嗝妾M小，流速和比降較大，流急坡陡，以急為主，船舶航行困難的局部河段稱為急流灘。急流灘主要出現(xiàn)在山區(qū)河段，平原、丘陵河段相對(duì)比較少見(jiàn)。1．急灘的分類1）按灘險(xiǎn)成因分類（1）基巖急灘圖2-8基巖急灘（2）卵石急灘圖2-9卵石急灘（3）溪口急灘圖2-10溪口急灘（4）崩巖與滑坡急灘圖2-11崩巖急灘2）按灘險(xiǎn)形態(tài)分類（1）突嘴型急灘由岸邊伸向江中突嘴所形成的急灘（圖2－12），又可分為單口、對(duì)口、錯(cuò)口與多口等灘型。圖2-12突嘴型急灘（2）窄槽型急灘由于基巖或其它地質(zhì)原因，形成窄長(zhǎng)形河道（圖2－13），如峽谷型急灘。圖2-13窄槽型急灘（3）橫埂型急灘由于基巖或崩巖原因，形成橫亙江中的石埂，埂頂高低不平，或潛入水下，或露出水面，產(chǎn)生跌水，多在枯水期成灘（圖2－14）。圖2-14橫埂型急灘（4）汊道型急灘在有些分汊河道中，由于基巖突嘴或潛埂，縮小河床泄水?dāng)嗝?，可能在通航汊道?nèi)形成急灘。3）按灘險(xiǎn)成灘期水位分類（1）枯水灘在枯水期成灘礙航。一般其成灘期的上限水位較低，隨著水位的下降，礙航情況越來(lái)越嚴(yán)重，水位下降到設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)，礙航往往最嚴(yán)重，即最洶水位往往在設(shè)計(jì)最低通航水位附近。（2）洪水灘在洪水期成灘礙航。一般其成灘期的下限水位較高，隨著水位的上升，礙航情況越來(lái)越嚴(yán)重，水位上升到設(shè)計(jì)最高通航水位時(shí)，礙航往往最嚴(yán)重，即最洶水位往往在設(shè)計(jì)最高通航水位附近。（3）中水灘在中水期成灘礙航。其成灘期的下限水位高于設(shè)計(jì)最低通航水位，上限水位低于設(shè)計(jì)最高通航水位，礙航最嚴(yán)重的最洶水位在成灘下限水位和上限水位之間。2．急灘的成因急灘的成因主要是由于河床泄水?dāng)嗝娴目s小，造成局部河段水流能量的急劇變化。在縮小斷面的上游，水位壅高，位能增大，在位能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的過(guò)程中，形成陡坡急流，給上行船舶產(chǎn)生較大的坡降阻力與流速阻力。當(dāng)船舶的推力小于上述兩阻力之和時(shí)，上行船舶需借助施絞設(shè)施上灘，而成為礙航的急灘。造成河床泄水?dāng)嗝婵s小，主要有以下原因：1）地質(zhì)構(gòu)造2）溪溝沖石3）崩巖滑坡4）卵石淤積5）因興建攔河壩，樞紐下游河床發(fā)生不均勻沖刷，在河底局部隆起處形成陡坡急流段三、險(xiǎn)灘因航道過(guò)分彎曲、或者因存在嚴(yán)重的橫流、滑梁水等礙航流態(tài)，致使航行十分危險(xiǎn)的局部河段稱為險(xiǎn)灘。險(xiǎn)灘多出現(xiàn)在山區(qū)河段，也有少數(shù)險(xiǎn)灘存在于丘陵河段。較復(fù)雜的險(xiǎn)灘，往往出現(xiàn)多種礙航因素，往往是險(xiǎn)淺、險(xiǎn)急或險(xiǎn)淺急并存。1．險(xiǎn)灘的分類1）按照灘險(xiǎn)成因分類險(xiǎn)灘的種類很多，當(dāng)一個(gè)險(xiǎn)灘有幾種礙航現(xiàn)象并存時(shí)，可按照礙航原因的主次，命名為急險(xiǎn)灘、淺險(xiǎn)灘等，以下四種是主要的險(xiǎn)灘。（1）礁石險(xiǎn)灘（2）泡漩險(xiǎn)灘（3）滑梁險(xiǎn)灘（4）掃彎險(xiǎn)灘2）按灘險(xiǎn)成灘期水位分類和急流灘一樣，險(xiǎn)灘按照其成灘期水位也可分為枯水灘、中水灘和洪水灘三類。2．險(xiǎn)灘的成因1）因地質(zhì)構(gòu)造或地質(zhì)災(zāi)害，形成過(guò)分狹窄或曲折的石質(zhì)航槽2）在水流的長(zhǎng)期塑造下形成過(guò)分彎曲狹窄的粘土質(zhì)或其它抗沖性強(qiáng)的河槽3）因自然因素形成強(qiáng)烈的泡水、漩水、泡漩水、剪刀水、滑梁水、掃彎水等礙航水流4）因興建攔河壩或大型調(diào)（引）水工程等形成新的礙航險(xiǎn)灘第二節(jié)平原河段灘險(xiǎn)的特性一、平原河段灘險(xiǎn)的特性1．不受潮汐影響的徑流河段1）淺灘變化，水深不足2）急彎、斜流，妨礙通航3）建橋、采砂，導(dǎo)致不利變化4）礁石、沉船威脅航行安全2．感潮河段這類河段是從河流的潮區(qū)界直至?？跀嗝?，亦可稱之為河流近海段。在各條通海河流中，因潮汐特點(diǎn)、河口形態(tài)、河床縱坡和潮流比的差別，其長(zhǎng)度各不相同，但與不受潮汐的徑流河段比較，其河段長(zhǎng)度總是較短的。就多數(shù)受潮汐影響的徑流河段而言，由于河寬、水深且流速緩慢，通航條件一般是比較好的。存在一定問(wèn)題的主要像珠江這樣網(wǎng)狀三角洲的近口段。其礙航因素主要有以下幾點(diǎn)：l）航道水深2）航道通過(guò)能力3）水道互通條件：基于水運(yùn)交通發(fā)展的要求，水道互通構(gòu)成四通八達(dá)的網(wǎng)絡(luò)就提上了議事日程，達(dá)不到規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)的通道就成了需要突破的障礙。3．湖區(qū)航道湖區(qū)航道包括湖泊航道、河湖兩相航道和濱湖航道等三個(gè)組成部分，它們有各自的特點(diǎn)和礙航問(wèn)題。1）湖泊航道2）河湖兩相航道3）濱湖航道二、影響淺灘演變的主要因素水文條件和河床邊界條件是影響淺灘演變的兩大主要因素。此外，河床質(zhì)及其分布情況也對(duì)淺灘演變有不可忽視的影響。1．水文條件對(duì)淺灘演變的影響歸納起來(lái)，水文條件對(duì)淺灘沖淤一般有如下特點(diǎn)：（1）大水、少沙，淺灘一般少淤或沖刷；（2）小水、多沙，淺灘一般淤積；（3）洪峰在前，沙峰在后，淺灘一般淤積；（4）沙峰在前，洪峰在后，淺灘一般少淤或沖刷；（5）漲水慢（淤），落水快（沖），淺灘一般淤積（淤多、沖少）；（6）漲水快（淤），落水慢（沖），淺灘一般沖刷（淤少、沖多）。從以上可以看出：河流的來(lái)水、來(lái)沙條件及其變化過(guò)程對(duì)淺灘沖淤的影響是很明顯的，水文條件的變化是引起淺灘變化的直接條件。2．河床邊界條件對(duì)淺灘演變的影響1）河床平面形態(tài)的影響河道順直、放寬、束窄、分汊、彎道過(guò)渡段長(zhǎng)短等河床平面形態(tài)，直接影響到河道的水流流速分布、環(huán)流結(jié)構(gòu)等，也影響到淺灘的演變。圖2-15淺灘平面形態(tài)與演變2）豎向形態(tài)的影響3）上、下游河勢(shì)的影響三、淺灘演變的基本規(guī)律平原沖積性河流河床演變，是含沙水流和可動(dòng)河床之間交互作用的產(chǎn)物。沖積性淺灘作為沖積性河流的組成部分，其河床演變當(dāng)然也是如此。1．絕對(duì)活動(dòng)性2．相對(duì)穩(wěn)定性3．年內(nèi)周期性在出現(xiàn)淺灘的許多河段往往都具有洪水淤積、枯季沖刷的規(guī)律，即淺灘具有“洪淤枯沖”的一般規(guī)律和年內(nèi)周期性。同時(shí)，淺灘鞍凹（槽口）位置：洪、中、枯不同，但具有年周期性。這種“洪淤枯沖”是符合多數(shù)淺灘段年內(nèi)變化的實(shí)際情況的。具體又可分四階段：（1）漲水初期：沖淤交替；（2）洪水期：明顯淤積；（3）落水的中、枯水期：明顯沖刷；（4）枯水末期：相對(duì)穩(wěn)定。4．年際周期性從統(tǒng)計(jì)的角度看，淺灘演變也呈現(xiàn)多年周期性，這是以水文、氣象的多年周期性為基礎(chǔ)的。某一頻率的大洪水發(fā)生以后，河床將發(fā)生劇烈的變化，形成一定形式的邊灘和淺灘，以后若干年內(nèi)，邊灘及淺灘不發(fā)生根本性的變化，而保持著這一基本形態(tài)，呈現(xiàn)略淤或略沖周期性的少量變化。年際周期變化大體有如下幾種表現(xiàn)形式。1）邊灘反復(fù)消長(zhǎng)，深泓線上下擺動(dòng)2）岸線不斷變化，過(guò)渡河段時(shí)而延長(zhǎng)時(shí)而縮短3）汊道此興彼衰，通航汊道易位圖2-16長(zhǎng)江監(jiān)利水道年際周期變化圖四、淺灘上的水流和泥沙運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)淺灘的沖刷和淤積取決于上游的來(lái)沙量和淺灘上輸沙力的對(duì)比關(guān)系。淺灘上的輸沙力又決定于淺灘上的水流條件和泥沙條件，一般淺灘與深槽的距離不長(zhǎng)，泥沙條件變化不大，其輸沙力主要決定于水流條件。1．淺灘上的比降和流速特點(diǎn)淺灘縱向水面形態(tài)復(fù)雜，前蘇聯(lián)洛西也夫斯基根據(jù)試驗(yàn)得出灘上局部比降和流速關(guān)系式如下：淺灘上局部比降與流速水頭、灘頂水深以及河底的倒坡有關(guān)。倒坡愈大，水深愈小，則比降愈大。國(guó)內(nèi)也有學(xué)者做過(guò)類似的研究，各家研究成果相似。研究成果表明，在低水期，淺灘上比降大，流速大，有利于淺灘沖刷。圖2-17淺灘上的水面變化以上為特定條件下的情況。天然河流淺灘形態(tài)是多樣的，淺灘段的比降變化要復(fù)雜得多。圖2－18和圖2－19為柴挺生1963年分析長(zhǎng)江東流淺灘和窯集老淺灘的比降變化圖。圖2-18東流淺灘和深槽的比降變化圖圖2-19長(zhǎng)江窖集老淺灘比降與水位關(guān)系圖圖2-20水位與流速關(guān)系圖圖2-21淺灘上流速沿程分布圖淺灘河段的比降和流速特點(diǎn)如下：（1）枯水期：＞，隨著水位上升，減小，增大，到洪水期時(shí)＜；（2）同一水位，淺灘上：＜，深槽上：＞；（3）枯水期：＞，隨著水位上升，增大，增大更多，到洪水期：＜；（4）以上為一般情況下水位與流速的關(guān)系，也有特殊情況，不符合上述規(guī)律的，原因：可能是斷面形狀復(fù)雜所致。2．淺灘上的環(huán)流環(huán)流是淺灘上的重要水流現(xiàn)象，橫向輸沙主要是環(huán)流橫向分速的作用。a)上深槽斷面b)淺灘斷面c)下深槽斷面圖2-22淺灘河段斷面環(huán)流分布圖淺灘上的環(huán)流有如下特點(diǎn)：（1）兩個(gè)反向彎道的環(huán)流方向相反，因此過(guò)渡段淺灘上也可能存在兩個(gè)反向環(huán)流；（2）穩(wěn)定的環(huán)流，有利于河槽的穩(wěn)定，過(guò)渡段長(zhǎng)度過(guò)大時(shí)，其上環(huán)流消失或方向不定，導(dǎo)致淺灘散亂；（3）淺灘上不一定都有環(huán)流，如復(fù)式淺灘、散亂淺灘等。3．泥沙運(yùn)動(dòng)（1）運(yùn)動(dòng)形態(tài)：以沙波運(yùn)動(dòng)為主要形態(tài)；（2）運(yùn)動(dòng)規(guī)律：沖淤有一定規(guī)律，一般情況下，漲水期淺灘淤高，落水期淺灘沖刷。第三節(jié)山區(qū)河段灘險(xiǎn)的特性一、自然特征1．地質(zhì)特征山區(qū)河流經(jīng)過(guò)山地，穿越丘陵地帶，主要是石質(zhì)河床和卵石河床，也有少量的沙質(zhì)河床。山區(qū)河段以石質(zhì)河床為主，間有卵石河床；丘陵河段則相反，以卵石河床為主，間有石質(zhì)河床。1）石質(zhì)河床2）卵石河床3）沙質(zhì)河床2．地形特征1）平面形態(tài)2）橫斷面形態(tài)3）縱斷面形態(tài)圖2-23川江奉節(jié)至三斗坪河床深泓線變化圖3．水文特征1）水位山區(qū)河流一般來(lái)說(shuō)，匯流面積小，匯流時(shí)間短，徑流系數(shù)大。加之河谷狹窄，河槽調(diào)蓄能力低，因此，在汛期水位暴漲暴落是山區(qū)河流水位變化的主要特點(diǎn)。圖2-24嘉陵江北碚站1952年日平均水位過(guò)程線圖2）流量很多山區(qū)河流都分布在雨量充沛，暴雨強(qiáng)度較大的地區(qū)，河流的徑流來(lái)源，洪水期主要是降雨或靠高山融雪，枯水期主要靠地下水補(bǔ)充。由于汛期受暴雨影響，流量也有明顯的暴增暴減現(xiàn)象，極不穩(wěn)定。圖2-25川江寸灘站1983年日平均流量過(guò)程線圖3）流速山區(qū)河流流速普遍較急，淺、險(xiǎn)灘流速一般2～4m/s，急灘流速更大，一般4～8m/s。4）比降山區(qū)河流的水面縱比降很陡，大多數(shù)山區(qū)河流的平均水面縱比降一般為0.3～1.3‰，有些急灘的局部比降可達(dá)20‰以上。山區(qū)河流有較多的河彎與突出石梁挑流，因而存在過(guò)大的橫比降，淺灘的橫比降一般在0.5‰左右。急、險(xiǎn)灘橫比降可達(dá)1.0‰以上。5）泥沙4．流態(tài)特征由于山區(qū)河流崎嶇曲折，往往產(chǎn)生各種各樣的副流，形成嚴(yán)重礙航的不良流態(tài)。礙航流態(tài)產(chǎn)生的原因很多，也較復(fù)雜，主要有以下10種。1）回流圖2-26回流位置示意圖2）泡水圖2-27泡漩水形態(tài)示意圖3）漩水4）橫流5）滑梁水圖2-28滑梁水示意圖6）掃彎水圖2-29掃彎水示意圖7）剪刀水圖2-30剪刀水示意圖8）走沙水9）跌水圖2-31跌水示意圖10）激浪二、礙航特點(diǎn)1．淺灘礙航特點(diǎn)2．急灘礙航特點(diǎn)圖2-32船舶在急流灘發(fā)生事故示意圖a）上行船舶“倒頭打張”b）下行船舶“打戧沖岸”3．險(xiǎn)灘礙航特點(diǎn)險(xiǎn)灘主要是危害船舶的安全航行。礁石險(xiǎn)灘是由于江中明暗礁石密布，使航道彎曲狹窄。船舶航行極易發(fā)生觸礁事故。不良流態(tài)的礙航情況較為復(fù)雜。三、礙航灘險(xiǎn)特性分析1．急灘灘性分析1）形態(tài)特征分析礙航位置、數(shù)量、地質(zhì)組成和分布；縱向、橫向斷面形態(tài)和船舶上、下行航線順直程度及其曲率半徑的大小，對(duì)錯(cuò)口急灘進(jìn)一步確定錯(cuò)口長(zhǎng)度。圖2-33卡口急流灘水流狀態(tài)2）水力特性分析分析確定急灘成灘水位、最洶水位和消灘水位的灘勢(shì)及其持續(xù)時(shí)間。特別重視上述各特征水位時(shí)航線上沿程的流速、比降、流向的變化。采用計(jì)算方法或觀測(cè)方法進(jìn)一步確定船舶自航上灘的水力指標(biāo)。3）船舶航行阻力特性分析船舶航行阻力主要由水流阻力和坡降阻力兩部分組成。設(shè)推輪推力為，駁船隊(duì)阻力，坡降阻力為。當(dāng)≥＋時(shí)，船舶能自行上灘，當(dāng)＜＋時(shí)，船舶不能自行上灘。4）急灘水力判數(shù)分析急灘的洶急程度和急灘的比降、流速大小成正比關(guān)系。比降的大小可以用一定范圍內(nèi)落差大小來(lái)表達(dá)。原交通部西南水利水運(yùn)科學(xué)研究所在青灘模型試驗(yàn)中總結(jié)以下公式作為表達(dá)急灘成灘的水力判數(shù)。式中：—水力判數(shù)（m）；—灘口的水面落差（m）；—灘口段的最大表面流速（m/s）；—重力加速度。最大的表面流速由灘口斷面平均流速和航槽最大流速的關(guān)系曲線求得。圖2-34川江青灘水力判數(shù)與水位關(guān)系圖2．險(xiǎn)灘水流特征分析險(xiǎn)灘水流特性分析主要任務(wù)包括：確定成灘水位、最洶水位和消灘水位；具體分析險(xiǎn)灘產(chǎn)生礙航流態(tài)的原因；確定出礙航流態(tài)出現(xiàn)的位置和強(qiáng)度。1）礙航特征水位分析2）礙航流態(tài)分析第三章整治工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)航道整治工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)是航道建設(shè)的主要環(huán)節(jié)，是構(gòu)思工程實(shí)施的方法、步驟和措施的具體工作，對(duì)工程的可靠性、耐用性、效果和經(jīng)濟(jì)性起決定性作用，應(yīng)該給與足夠的重視。國(guó)內(nèi)外航道整治實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)表明，在工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意貫徹水資源的可持續(xù)開(kāi)發(fā)與利用，水路運(yùn)輸與綜合交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)相配合，工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益與航道發(fā)展規(guī)劃適當(dāng)超前相協(xié)調(diào)，普遍規(guī)律與不同地域的具體情況相適宜等指導(dǎo)思想。第一節(jié)河道治理的理念前人在治理河流和利用河流資源的過(guò)程中，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。從以往的工程實(shí)踐看，由于河道治理目標(biāo)的不同，河流治理的出發(fā)點(diǎn)有兩種。一種是河道的綜合治理，充分考慮各方面對(duì)水資源的要求，實(shí)現(xiàn)綜合利用河道的目的。所謂綜合治理，即全面考慮國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的利益，采取穩(wěn)定河勢(shì)，調(diào)整河線等措施，以滿足防洪、航運(yùn)、發(fā)電、灌溉、漁業(yè)和工農(nóng)業(yè)用水及水環(huán)境保護(hù)等各方面的要求。由于這些要求既對(duì)立又統(tǒng)一，要實(shí)現(xiàn)這種河道治理的目標(biāo)，必須秉持綜合開(kāi)發(fā)、可持續(xù)利用河流資源的理念，統(tǒng)籌兼顧、合理安排、遠(yuǎn)近期結(jié)合及等級(jí)逐步提高的理念，既符合整體利益、又兼顧各部門的要求及尊重自然、保護(hù)生態(tài)和因勢(shì)利導(dǎo)治理河流的理念。河流是一個(gè)有機(jī)整體，在一條不斷變遷的河流上，不僅不能對(duì)其進(jìn)行綜合利用，而且還可能發(fā)生嚴(yán)重的洪水災(zāi)害。若控制住河道，不使其崩退、變遷，保證各級(jí)水位下的主流一致，才可望給水能利用、農(nóng)業(yè)灌溉、水環(huán)境治理和航道建設(shè)提供良好的基礎(chǔ)。從河流的整體分析，洪水期是河流造床的關(guān)鍵時(shí)段，控制了中、洪水的流向，在一定程度上也就穩(wěn)定了河流發(fā)展的總趨勢(shì)，為保證河槽的穩(wěn)定性創(chuàng)造了條件。應(yīng)根據(jù)水流、泥沙和河床的條件，規(guī)劃出由平緩曲線構(gòu)成的治導(dǎo)線；采取一些工程措施，對(duì)一些河段進(jìn)行改造裁彎，使各級(jí)水位下的水流動(dòng)力軸線趨于一致。固定岸線，防止河岸沖蝕，并將防洪、航道治理、生態(tài)保護(hù)、環(huán)境治理、景觀建設(shè)等多目標(biāo)結(jié)合。對(duì)全河流進(jìn)行綜合統(tǒng)一規(guī)劃，不同的河型、不同的河段采取不同的措施和手段分期實(shí)施，實(shí)現(xiàn)綜合治理的目標(biāo)，此時(shí)，航道條件相應(yīng)得到改善。發(fā)達(dá)國(guó)家已有一些全面治理河流的經(jīng)驗(yàn)，如美國(guó)密西西比河綜合治理的效果是比較滿意的。另一種是對(duì)河道進(jìn)行單目標(biāo)治理，例如從航運(yùn)要求出發(fā)，以改善河道航行條件為目的的河道整治。當(dāng)資金受到限制，對(duì)河性還不十分了解的情況下，為慎重起見(jiàn)，一般都是考慮在中枯水位以下，對(duì)河段的局部進(jìn)行治理，可在有限的投資下，達(dá)到立竿見(jiàn)影的效果。我國(guó)在許多河流的建設(shè)中采用這種辦法，取得了直接的成效。枯水季節(jié)是影響航行的關(guān)鍵時(shí)期，因此，必須著重研究枯水河槽的演變規(guī)律和水流特性，針對(duì)枯水期礙航河段的特性采取具體的整治措施。采用丁、順壩束水導(dǎo)流整治時(shí)，壩頂高程一般均定在中水位與最低通航水位之間，壩高較低，只要求在洪水降落的最后階段，通過(guò)丁壩等整治工程適當(dāng)提高沖刷能力，達(dá)到最小通航保證水深就可以了。強(qiáng)調(diào)以保證通航安全為主要目標(biāo)。這種方法針對(duì)性強(qiáng)，投資小見(jiàn)效快。通常情況下，航道整治應(yīng)遵循以下指導(dǎo)思想：1）與河道治理規(guī)劃相協(xié)調(diào)在我國(guó)，許多江河都已制訂了流域規(guī)劃，其中下游平原河段有些也已建立治理規(guī)劃，包括河岸防護(hù)及利用規(guī)劃，河勢(shì)控制規(guī)劃，洪道拓卡裁直規(guī)劃，分洪口治理規(guī)劃等等?？偟膩?lái)說(shuō)，平原航道整治工程應(yīng)與相關(guān)的江河治理工程相互協(xié)調(diào)。這種協(xié)調(diào)應(yīng)當(dāng)是互動(dòng)的，因?yàn)樽o(hù)岸和河勢(shì)控制工程，如果規(guī)劃和實(shí)施得當(dāng)，可以為航道整治提供前提條件或者打下良好基礎(chǔ)；而通過(guò)航道整治穩(wěn)定了中枯水河槽，避免河泓頻繁擺動(dòng)，也有利于堤防安全。2）以中枯水整治為主，利于行洪一般整治建筑物都只起控制枯水或中枯水河槽的作用，并促其刷深；為利于行洪，，避免壅高洪水位，整治建筑物不宜做得過(guò)高。當(dāng)有的河段因河道較狹窄，或河床抗沖能力較強(qiáng)，布置整治建筑物后，河床不能得到及時(shí)的沖刷和調(diào)整時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)考慮疏浚開(kāi)挖和整治筑壩先后次序的合理安排，做到航道能及時(shí)成槽，又不影響河道行洪。3）因勢(shì)利導(dǎo)，掌握工程實(shí)施的有利時(shí)機(jī)平原航道基本上都處于沖積性河流范國(guó)內(nèi)，演變較為頻繁。除了年內(nèi)變化外，不少淺灘段年際變化也比較大，整治時(shí)需要掌握其演變規(guī)律，因勢(shì)利導(dǎo)，這是取得工程成效的關(guān)鍵所在。對(duì)于年際變化較大、具有年際間好壞轉(zhuǎn)化周期性變化規(guī)律的淺灘段，宜抓住灘段相對(duì)好轉(zhuǎn)的有利時(shí)機(jī)，及時(shí)布置整治建筑物，達(dá)到事半功倍的效果。4）動(dòng)態(tài)管理，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工平原河流（特別是大中型平原河流）的沙質(zhì)淺灘，無(wú)論是在不受潮汐影響的徑流河段，還是在潮汐河口，淺灘的變化是時(shí)刻存在的，即使抓住有利時(shí)機(jī)實(shí)施整治，由于工程量較大，全部工程往往不是一個(gè)水文年所能完成，工程的設(shè)計(jì)、施工要實(shí)行“動(dòng)態(tài)管理”。無(wú)論是“動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)”，還是“動(dòng)態(tài)管理”，不是要搞“三邊工程”（邊勘測(cè)、邊設(shè)計(jì)、邊施工），而是要在基建程序允許范圍內(nèi)，在控制總概算、總工期及達(dá)到工程效果的前提下，適應(yīng)河床不斷演變中出現(xiàn)新的局部變化或特異變化，對(duì)施工圖設(shè)計(jì)和施工順序進(jìn)行優(yōu)化安排。實(shí)踐證明，這種動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化的管理模式是合理和必要的。5）盡可能采用“聯(lián)合治水”方式在治河規(guī)劃上各部門相互協(xié)調(diào)是河道成功治理的前提，在治河行動(dòng)上各部門相互配合也是非常重要的一個(gè)方面。在我國(guó)涉及江河治理的部門不只一個(gè)部門，由于分工職責(zé)不同，資金渠道各異，以往在日常工作和工程治理上都曾出現(xiàn)一些糾葛，甚至嚴(yán)重的矛盾。在設(shè)計(jì)、施工中既各有分工，又相互協(xié)作，工程投資合理分?jǐn)?，工程進(jìn)度協(xié)調(diào)安排，從而取得全河段防洪、航運(yùn)綜合治理的成功經(jīng)驗(yàn)。本章主要從航道的角度出發(fā)，詳細(xì)介紹航道整治設(shè)計(jì)參數(shù)確定，航道的平面規(guī)劃和整治建筑物的布置等內(nèi)容。第二節(jié)航道整治設(shè)計(jì)參數(shù)航道整治設(shè)計(jì)參數(shù)包括設(shè)計(jì)水位、整治水位和整治線寬度等。這些基本參數(shù)都是整治工程實(shí)施的重要依據(jù)。取值是否合理，將直接影響到整治工程的成敗和工程量的大小，因而必須慎重。有關(guān)尺度的取值，宜參考類似河流或附近已整治好的河段的情況，必要時(shí)還要依靠模型試驗(yàn)等手段進(jìn)行確定。一、設(shè)計(jì)水位1．設(shè)計(jì)水位的意義規(guī)定河流中可以正常通航的最低水位，即航道標(biāo)準(zhǔn)尺度的起算水位，稱為設(shè)計(jì)最低通航水位，常簡(jiǎn)稱設(shè)計(jì)水位，有的河流又稱航行基準(zhǔn)面或航行零水位。規(guī)定可以正常通航的最高水位，控制橋、閘等跨河建筑物凈高的水位，稱為設(shè)計(jì)最高通航水位。世界各國(guó)根據(jù)各自不同的國(guó)情，確定設(shè)計(jì)通航水位的方法不盡相同。我國(guó)按《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定確定標(biāo)準(zhǔn)船型、航道尺度和通航保證率，依水文統(tǒng)計(jì)分析方法確定設(shè)計(jì)水位。萊茵河稱等值水位，是根據(jù)萊茵河航運(yùn)委員會(huì)的規(guī)定，以1950年至1970年，平均每年非冰凍期內(nèi)有20天達(dá)不到的水位，作為設(shè)計(jì)水位，相當(dāng)于通航保證率為94.4%，并且每隔一段時(shí)間調(diào)整一次。俄羅斯的河流設(shè)計(jì)水位基本上是按航道等級(jí)確定保證率推求出的，同時(shí)考慮了寒帶冰凍的影響，扣除冰凍期，按通航保證率計(jì)算設(shè)計(jì)水位。美國(guó)密西西比河上、中、下游的設(shè)計(jì)最低通航水位標(biāo)準(zhǔn)不同，隨河流向下游發(fā)展，貨運(yùn)要求增高，最低通航水位的保證率也隨之增高。上游及各主要支流以渠化為主，枯水流量小，貨運(yùn)量也少，都以正常渠化水位作為最低通航水位，相當(dāng)于流量保證率90%的水位。中游灘險(xiǎn)礙航嚴(yán)重，以最低枯水位為最低通航水位，或用多年平均最小流量的相應(yīng)水位校核調(diào)整，保證率比上游高。下游則取多年流量保證率97%的相應(yīng)水位作為最低通航水位。河口取40年的枯水平均值。由于河流的自然演變及受到人類活動(dòng)的影響，河流的水位流量關(guān)系是在發(fā)生變化的，而且近年來(lái)這種變化不斷地加劇。因此在每隔一定年限后，設(shè)計(jì)水位值要做相應(yīng)的修改調(diào)整。另外，設(shè)計(jì)水位需要根據(jù)多年觀測(cè)的水位和流量資料推求，但在要整治的淺灘上不可能有這么多的觀測(cè)資料。因此，確定各淺灘的設(shè)計(jì)水位，首先必須確定基本水位站及其控制的河段，其次推求基本站設(shè)計(jì)水位，最后相關(guān)到各淺灘上求出淺灘的設(shè)計(jì)水位。2．基本水文站的選擇我國(guó)在各河流上均設(shè)有水文站，進(jìn)行長(zhǎng)年觀測(cè)，已經(jīng)積累了大量資料。這些水文站就可作為基本站。一般根據(jù)擬整治的淺灘河段，選擇上下游鄰近水文站做基本站，基本站與淺灘河段之間應(yīng)符合以下基本原則。1）水文站與淺灘之間沒(méi)有攔河閘壩，兩者的水位漲落幅度和水面縱比降大致相近；2）相距不能太遠(yuǎn)，其間無(wú)較大的支流匯入或分出，也沒(méi)有較大的引水工程，流量相差很小；3）有連續(xù)多年實(shí)測(cè)可靠的資料并能換算為統(tǒng)一的水準(zhǔn)基面。一般要具有15～20年以上的資料系列．而在這期間沒(méi)有大的人工改造河道的工程影響。如以湘江長(zhǎng)沙河段為例，長(zhǎng)沙河段有長(zhǎng)沙水文站，但由于該站沒(méi)有流量資料，因此在進(jìn)行水文分析時(shí)，必須結(jié)合分析其上游最近的湘潭水文站的資料，共同確定長(zhǎng)沙河段航道整治的參數(shù)。在湖區(qū)、入海河口情況就比較復(fù)雜，選擇基本站比較困難，往往需從數(shù)個(gè)水文站分析比較后選擇。3．基本站最低通航水位的確定方法和適用條件根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，天然河流的設(shè)計(jì)最低通航水位可采用保證率頻率法或綜合歷時(shí)曲線法計(jì)算。1）保證率頻率法天然河流設(shè)計(jì)最低通航水位，采用保證率頻率法的標(biāo)準(zhǔn)如表3-1所示。表中所列保證率系各年內(nèi)高于和等于某一水位的天數(shù)占全年天數(shù)的百分?jǐn)?shù)。天然河流設(shè)計(jì)最低通航水位保證率頻率表表3-1航道等級(jí)保證率（%）重現(xiàn)期（年）Ⅰ～Ⅱ98～995～10Ⅲ～Ⅳ95～984～5Ⅴ～Ⅶ90～952～4圖3-1頻率曲線2）綜合歷時(shí)曲線法該法的標(biāo)準(zhǔn)如表3-2所示。表中所列保證率是指統(tǒng)計(jì)年限內(nèi)高于和等于某一水位的天數(shù)占總天數(shù)的百分比。歷時(shí)曲線又稱保證率曲線、累積頻率曲線，取每年的逐日平均水位或流量資料，分級(jí)統(tǒng)計(jì)各級(jí)天數(shù)累積的曲線，根據(jù)保證率要求，求出相應(yīng)水位即為保證率水位值；綜合歷時(shí)曲線則以多年的日平均水位或流量分級(jí)統(tǒng)計(jì)各級(jí)天數(shù)累積曲線，根據(jù)保證率要求，求出相應(yīng)水位即為保證率水位值（如圖3-2所示）。這方法便于掌握，計(jì)算方便，但其保證率只反映在統(tǒng)計(jì)年份內(nèi)平均保證情況，這個(gè)方法確定的設(shè)計(jì)水位偏高。天然河流設(shè)計(jì)最低通航水位綜合歷時(shí)曲線法保證率表3-2航道等級(jí)保證率（%）Ⅰ～Ⅱ≥98Ⅲ～Ⅳ95～98Ⅴ～Ⅶ90～95圖3-2綜合歷時(shí)曲線4．最高通航水位的確定方法根據(jù)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，設(shè)計(jì)最高通航水位洪水重現(xiàn)期如表3-3所示。設(shè)計(jì)最高通航水位洪水重現(xiàn)期表3-3航道等級(jí)洪水重現(xiàn)期（年）I~III20IV~V10VI~VII5處于綜合利用的水利水電樞紐下游的平原航道，其設(shè)計(jì)最高通航水位，應(yīng)按庫(kù)水位不高于上游設(shè)計(jì)最高通航水位時(shí)下游也能保證通航的原則確定，以上游設(shè)計(jì)通航洪水頻率的最大值確定下游的設(shè)計(jì)最高通航水位。壩址處航道的取用標(biāo)準(zhǔn)與通航建筑物相同，如表3-4所示。通航建筑物設(shè)計(jì)最高通航水位的洪水頻率表3-4通航建筑物等級(jí)I~IIIII~VV~VII洪水重現(xiàn)期（年）100~2020~1010~5洪水頻率（%）1~55~1010~20最高允許通航水位一般可采用以下方法推求。流量頻率法：先確定設(shè)計(jì)頻率及允許停航天數(shù)，在歷年實(shí)測(cè)流量過(guò)程線上，以截取各年通航流量作為樣本進(jìn)行頻率計(jì)算，求出設(shè)計(jì)流量后，換算成相應(yīng)的設(shè)計(jì)水位。歷時(shí)頻率法：首先假定，在歷年流量過(guò)程線上截取不同停航天數(shù)，以為樣本進(jìn)行頻率計(jì)算，根據(jù)規(guī)定的頻率求得，、等，以同樣方法求得、等。最后建立流量與停航或減載天數(shù)的關(guān)系曲線，按允許的停航天數(shù)在曲線上找到設(shè)計(jì)最高通航流量，再換算成最高通航水位。其它還有從歷年最高水位為樣本作頻率統(tǒng)計(jì)?；蛱岢鲆欢ūＷC率下求出各年洪水流量為樣本，再進(jìn)行頻率統(tǒng)計(jì)求出最高通航水位。5．淺灘設(shè)計(jì)水位的確定方法基本站設(shè)計(jì)水位求得后，相關(guān)到淺灘上，求出淺灘上的設(shè)計(jì)水位，這才是我們所要求的設(shè)計(jì)水位值。淺灘上一般沒(méi)有長(zhǎng)期的水位、流量觀測(cè)資料，為了能找到基本站與淺灘的相互關(guān)系，在整治該淺灘開(kāi)始就要在淺灘尾部下深槽附近設(shè)臨時(shí)水尺，該水尺的水位讀數(shù)將不受以后淺灘整治的影響。記錄逐日水位讀數(shù)，尤其注意觀測(cè)中枯水時(shí)段的水位值取得一個(gè)時(shí)段的資料后，就可將基本站設(shè)計(jì)水位相關(guān)到淺灘上來(lái)。山區(qū)河流中，比降很大，灘段又長(zhǎng)，往往要