航道工程学复习思考题-参考答案.doc

1、航道工程学复习思考题1水运的优缺点主要表现在什么地方？优点：1.内河水道的建设可以密切结合水力资源的综合利用、综合开发。2.水运的运输能力比较高。3.水运成本低。4.由于河流的分布面广，使水运便于实行大中小结合及长短途运输结合缺点：首先由于航道地形、船舶技术和营运管理方面的原因，水运的技术速度和商务速度都比较低。其次，水运受自然条件的影响较大，在有些地区不像汽车、火车哪样可以常年不分昼夜进行不间断的运输。此外，在建成四通八达的航道运输网以前，水系还自称体系，互不沟通，运输的连续性差，有时需要转驳倒载，甚至造成货损货差等。2航道整治的目的和任务是什么？航道整治的目的是：延长通航历程，提高航道标准

2、，改善通航条件和保障航道畅通3浅滩、急滩、险滩的区别何在？4航道的概念基本要求是什么？船舶在河流中行驶，要求有一条连续而通畅的航槽航道。航道也是为了组织水上运输所规定或设置的船舶航行的通道。基本要求：通航保证率、航道尺度（宽度、深度、净空及河弯半径） 、航道断面系数、航道水流条件。5航道工程主要有哪些内容？疏浚、整治、渠化、运河、航标、清障等6航道尺度有哪些内容？航道尺度包括：水深、宽度、转弯半径、净空7我国内河航船的航行方式有哪些？优缺点？我国内河航船的航行方式分为船舶和船队，船舶分为机动船和非机动船。船队分为拖带船队和顶推船队。与拖带船队相比，顶推船队的优缺点是船舶航行的阻力小；顶推船队螺

3、旋桨水流不对驳船产生干扰，可以提高推船的推进效率；长度通常短于拖带船队，推船和驳船连成整体，操纵较为灵活；驳船紧靠推船，为发展无人驳创造了条件。顶推船队的缺点是驳船刚性连接，要求航道有较大的弯曲半径；在有船闸的渠化河流上，船闸尺度和船队尺度彼此要相适应，负责需解队过闸，运输效益受到影响。8航道与航迹带有何区别？航道：为保证船舶安全航行所开辟的具备一定水深、宽度及航标的水道9如何确定航道标准水深、航道宽度？弯曲航道为什么要加宽？标准水深=设计船型标准吃水+富裕水深富裕水深=触底安全富余量+考虑波浪影响的富余量+船舶航行下沉量+考虑水体密度影响的富裕水深+考虑挖槽回淤影响的富裕量航道标准宽度 B=

4、2（bcos+Lsin)+b+2D式中：B航道宽度b设计船队（或单船）宽度L设计船队长度，拖带船队为最大单船长度（m）航行漂角b上、下行船队间的横向舷距（m）D船舷上航槽边线的距离船舶在经过弯道时，不仅要承受本身的转向力矩，离心力，还要受动水压力和扫弯水的作用10为什么船舶通过浅滩要减速行驶？并解释结构吃水、标准吃水、动吃水，变吃水有何意义？结构吃水是指该船设计时,船体结构所能承受的最大吃水 ,只在船舶结构设计过程中使用.设计吃水是指设计状态下,船舶满载时所对应的吃水11解释漂角、船吸、岸吸、航道断面系数。船舶在航行过程中，由于受外界因素影响，传播会偏离航向。为保持航行的正确方向，往往使船舶（

5、队）纵轴线与航向保持一定的夹角，即通常所说的航行漂角。船吸：两船队交会时，船队两侧存在着流速差和水位差，从而形成压力差而产生呼吸岸吸：船舶与河岸之间的水流会有推动船首离岸和吸引船尾靠岸的倾向。航道断面系数：是指最低通航水位时的航道过水断面与标准船舶（队）标准吃水时船中浸水断面的面积之比。12为什么要设置航标，内河航标分为那些类型？内河航标是船舶在内河航道安全航行的重要助航设施，它的主要功能是表示内河航道的方向、界限与障碍物，为船舶航行指示安全、经济的航道。内河航标可分为三类：航行标志，信号标志，专用标志航行标志分：过河标、沿岸标、导标、过渡导标、首位导标、侧面导标、左右同行导标、示位标、泛滥标

6、、桥涵标信号标志分：通告信号标、鸣笛标、界限标、水深信号标、横流标、节制闸标专用标志：管线标、专用标13浅滩的概念和成因？浅滩：河床凸起处枯水期航深不足而碍航，水流散乱或横流很强，船舶航行困难根本成因：输沙不平衡而产生的局部淤积具体成因：（1）流速的减小（2）环流的消失或减弱（3）洪枯水流向不一致（4）局部地区来沙量的加大14浅滩的组成有哪些？请用示意图指示。浅滩的组成a)平面图； b)沿深泓线纵断面； c)A-B 断面1-上边滩；2- 下边滩；3-上深槽；4-下深槽；5- 沙梗；6-上深槽尖潭；7-下深槽倒套； 8-上沙梗； 9-下沙嘴； c-鞍凹；8c 9 滩脊15浅滩的局部比降与什么因素

7、有关？16浅滩段上的水流（比降、流速、环流、切应力）和泥沙运动特点是什么？河流动力学 P12017解释浅滩的的周期变化及多年周期性变化？1浅滩演变的年周期性水文条件的变化，是引起浅滩变化在直接条件，水文条件有年周期的变化，浅滩也有汛期淤、枯期冲刷的年周期变化。2浅滩演变的多年周期性以多年水文周期性变化为依据。18试述弯道浅滩的环流特点？过渡段长短对环流有何影响？19河床形态对浅滩演变有何影响？利于浅滩稳定的河床形态有哪几个方面？20解释水流动力轴线、深泓线的含义，二者有何区别？、河道各横断面中沿水流流向的最大流速或最大动能点的连线深泓线：河道各横断面最大水深点的连线21水流动轴线的摆动对浅滩的

8、影响如何？22浅滩演变分析的方法及主要内容？23相对水深的含义？水深分析的方法有哪些？其内容？24浅滩的类型、出现地方、特点及主要整治方法。浅滩分为：正常浅滩、交错浅滩、复式浅滩、散乱浅滩正常浅滩多出现在曲率平缓的弯曲过渡河段和河身较窄的顺直河段上。一般情况下，这类浅滩不碍航，只有在洪水期到来，沙特别多的年份才会出现水深不足，但稍加整治即可同行，可以算是好的浅滩。整治正常浅滩，一般是采用丁坝固定边滩，加高上下游边滩高程，延长水流对浅滩的冲刷时间，如果边滩已较高，可采用护面固滩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。特点：上下神草在平面上互相交错，下深

9、槽的上端窄而深，称为倒套，边滩较低，横向漫谈水流比较强烈，浅滩脊宽浅，鞍凹斜窄或无明显鞍凹，浅滩冲淤变化较大，航道极不稳定，航行条件不好。整治交错浅滩的关键是消除倒套对水流的不利影响。整治措施可集中为：消除漫向倒套的横向水流，并固定、抬高下边滩。复式浅滩是由两个或领个以上的浅滩所组成的。他的冲淤变化大，航槽不稳定且存在横流，严重碍航。整治这种浅滩，应将上下浅滩作为一个整体来考虑，防止只改善下浅滩水深，引起上游水位过分降低，以至于上下浅滩水深更浅。一般是采取不知几组丁坝的措施，为了稳定中间深槽，并促使其发展，影特别注意提高中间边滩高程，为了防止由上浅滩冲下来的击杀在下浅滩淤积，下浅滩的整治宽度可

10、略小于浅滩禾草的整治线宽度。散乱浅滩特点 是河床宽浅，沙体散乱，没有明显的边滩和深槽，沙体位置随水位变化而频繁变动，很不稳定，航道弯曲，水深小且航槽位置经常摆动，因而航行条件极差。整治这类浅滩，一般是根据上下游河段的河势，规划处一条正常弯曲行的整治先，然后通过丁坝等整治建筑物将散乱的沙体联结和促淤成边滩，以固定河势，引导水流集中冲刷航槽。25绘图说明冲淤临界水位。26中、洪水整治与枯水整治有何不同，它们的主要任务是什么？27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？设计水位包括最低通航水位和最高通航水位。方法：水位相关法、比降插入法、瞬时水位法28整治水位、造床流量的概念，如

11、何确定整治水位？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作用的某个流量。整治水位确定方法：（一）经验法：1.根据各河流整治比较成功的经验数据确定。2.选择该河优良河段的边滩高程作为整治水位。3.采用多年平均水位或多年平均流量时的水位，此水位接近于平滩（边滩）水位。（二）造床流量法29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。整治线宽度是指整治水位时的河面宽度。确定方法：1.经验法：（1）优良河段上下游，根据调查和河道的地形图，寻找与被整治浅滩具有相似的水文、泥沙及河床

12、地质条件的优良河段。选取若干各具代表行的优良断面绘制其断面图，在图上直接两区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。 （2）河相关系法（3）实测河宽水深分析法 2.理论计算法：（1）水力学方法（2）输沙平衡方法 3.规范推荐的输沙平衡计算公式30整治线布置的内容和基本原则是什么？内容：1.确定整治线的位置与岸线之间的关系2.了解整治线范围内及边缘的水流泥沙特性3.确定整治线的水位与整治线宽度原则：1.布置整治线的方向和位置依靠主导河岸，整治线的起点和终点应以深槽的主导何为依托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

13、布置整治线5.全面考虑两岸工农业需要和防洪要求31解释稳定深槽和主导河岸？通常位于哪一岸？稳定深槽通常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32非淹没丁坝和淹没丁坝的水流各有何特点？非淹没丁坝：水流流向丁坝时受丁坝壅阻，必将逐渐减小，流速降低，接近丁坝时出现反比降，迫使水流流向河心，绕过坝头下泄淹没丁坝：丁坝束水作用大大降低，坝下回流区逐步消失，丁坝相当于堰流，水流漫过坝顶，形成跌水，在坝后产生横轴螺旋流33绘图说明上挑、下挑丁坝的水流现象？比较其冲淤特点。P3934对口丁坝和错口丁坝布置的水流特点及适用条件，确定丁坝间距原则有哪些，如何等高式丁坝系统的含义。对口丁坝水流

14、流过坝间比较平顺，流态良好，在流速较小的河流上比较实用。错口丁坝水流绕过坝头比较迂回曲折，在流速较大的山区河流上宜采用交错丁坝35顺坝的作用和布置原则是什么？顺坝的作用：1.调整急弯，规顺岸线，促使航槽稳定。对于一些不规顺的河岸引起的乱流，也可用顺坝构成新的河岸，平顺水流改善流态。2.堵塞倒套，尖滩。3.堵塞支汊，调整汇流出的交汇角。沿整治线束窄河宽布置原则：P4236锁坝、转流建筑物的作用是什么？转流建筑物分哪几类？其中什么型式的转流建筑物常用？为什么？锁坝作用：锁坝是为了在分汊河道上为了集中水流冲刷通航汊道，或在有串沟的河汊上，不使串沟发展，可在费通航汊道上或串沟上修建锁坝37鱼嘴和岛尾工

15、程的作用是什么？P51作用是稳定汊道鱼嘴（分水堤）为了保证各汊道在各级水位时都有一个比较稳定的分流比与分沙比岛尾：稳定汊道38平顺护岸的作用和原则是什么，崩坍有哪几种类型？P4239浅滩整治作哪方面水力计算？修筑丁坝后水面线计算分哪两种情况考虑？40用能量方程推导糙率公式（不计局部水头损失） ，影响 n 的因素有哪些？41用均匀流阻力公式推导筑丁坝后的水位壅高值的表达式。42山区河流主要有哪些特征？ （河流动力学）水流特征：洪峰暴涨猛落，流量与水位变幅很大，中水历时不长形态特征：1.山区河流的纵剖面通常比较陡峻，变化急剧，存在一系列这点，形态极不规则，急滩与深潭上下交错，且常出现台阶形；2.山

16、区河流在发育过程中，通常以下切为主，因此河谷横断面多呈 V 字形或 U 字形。3.山区河流一般多处于徐缓侵蚀下切，加上河道摆动不大，故两岸常存在阶地，表现为多级平台和与之相连的斜坡泥沙运动：山区河流含沙量视流域地面覆盖情况而定，有常年澄澈如镜的，也有水土流失比较严重的，但来沙多集中于汛期，平时很少有泥沙的搬运。组成山区河流河床的泥沙多为卵石、块石和基岩，而水流挟带的多为细沙、粉砂和粘土。河床除基岸裸露段以外，一般均覆盖有卵石43山区河流妨碍航行的两大原因？山区河流存在哪些碍航流态？碍航的两大原因：航道尺度不足和水流紊乱44什么叫“抱碛”？45从碍航原因，成滩水位及河床组成，山区河滩险的分类如何

17、？46绘图说明急流滩的滩段特征及碍航情况。P5347解释航行阻力、扎驳、打张、打戗，在什么情况下需对急滩进行整治或设绞滩站。48简述急滩的各种整治方法，并了解各方法的主要内容。P5349潜坝水力计算包括哪些内容？。50简述石质险滩的分类及相应整治方法。分类：急流滩，险滩，浅滩急流滩：扩大泄水断面法，对口滩改为错口滩险滩：1.清除礁石扩宽航槽 2.固定航槽位置改善流态 3.扩大曲率半径，消弱扫弯水 4.开辟新槽放弃老槽 5.调整岸线 6.避开滑梁水51简述石质浅滩的分类及整治方法。第 1 条 整治石质浅滩应采取炸礁开槽措施，必要时与筑坝壅水相结合。第 2 条 对有底沙运动的石质浅滩，整治时应分析

18、其冲淤规律和变化趋势，除炸礁开槽外，必要时可筑坝以增大输沙能力。第 3 条 对无覆盖层的石质浅滩，整治时宜按中枯水流向，合理确定航道走向和开挖断面尺寸，如开挖后引起水面线降落造成不利影响时，应在浅滩下游筑丁坝壅水，在枯水期有较大横流时，还应筑坝调整流向，但坝顶高程要选择适当。52简述峡口浅滩，长直浅滩，溪口滩的成因及整治方法。53河流渠化的定义、作用及分类，水运的特点 P1 有哪些？在天然河流上建拦河闸坝和船闸（或升船机），壅高上游河段水位，增加通航水深，以改善航行条件的航道治理工程措施作用：改善通航条件，利于航运事业的发展，同时也为其他国民经济部门更好的利用水力资源创造条件分类：连续渠化和局

19、部渠化54什么是综合利用，水库的特征水位有哪些？什么是防洪库容、调节库容？什么是消落深度、死水位、正常蓄水位和防洪特征水位？水电站有哪些布置型式、开发方式，其特点是什么？水电站的出力是什么、取决于哪些因素？P74出力取决于水头，流量和机组效率55渠化工程规划的原则是什么？主要布置原则是什么？渠化枢纽的组成有哪些建筑物？过鱼、过木建筑物有哪些类型？根据内容和深度不同，可行性研究包括哪三个阶段？渠化枢纽的组成：挡水建筑物，泄水建筑物，通航建筑物，坝岸连接及护岸建筑物，其他专门的水工建筑物类型：斜槽式和阶梯式三个阶段：1.渠化河流航道等级拟定，2.渠化枢纽坝址选择及梯级布置，3.梯级方案比较及开发程

20、序56船闸在水利枢纽中的布置有哪几种方式？船闸的组成及类型有哪些？其工作原理如何？P8857船闸的设计水位包括哪些？什么是船闸的有效长度、有效宽度和门槛水深？单级船闸的各部高程如何确定？上下游设计最高水位，上下游设计最高通航水位，上下游设计最低通航水位，检修水位闸室有效长度是指船舶过闸时，闸室内可供船舶安全停泊的长度闸室有效宽度是指闸室内两侧墙面最突出部分之间的最小距离门槛水深是指在设计最低通航水位时门槛上的最小深度58当多级船闸上、下游水位变幅不等时，常采用什么方法确定船闸各部高程？P98、59引航道的作用和型式有哪些，引航道包括哪些部分？直线段含哪几段？60什么是船闸的通过能力，其影响因素

21、有哪些，计算公式怎样？什么是船闸的过闸时间？船闸的通过能力是指每年通过船闸的船舶总数或货物的总吨数 P10861船闸有哪些过闸方式，过闸时间包括哪些作业项，单级船闸单、双向过闸时间如何计算？过闸时间包括 t1 开（关）闸门时间，t2 单向进闸时间，t3 闸室灌（泄）水时间 t4 单向出闸时间，t5 船队进（出）闸间隔时间 单向过闸时间 T1=4t1+t2+2t3+t4+2t5；双向过闸时间 T2=4t1+2t2+2t3+2t4+4t5；t2 双向进闸时间，t4 双向出闸时间62船闸的耗水由哪几部分组成？ 单级船闸的耗水计算公式是什么？船闸耗水包括船舶过闸用水与闸阀门漏水两部分单级船闸的耗水计算

22、公式为 V0=H z=（1.151.20）L zBzHz（m）：船闸上下闸门之间的水平面面积Hz：船闸的就算水头63船闸输水系统的基本作用、应满足的基本条件及所受的水流力有哪些？基本作用：为闸室灌泄水基本要求：（1）灌水和泄水时间不大于为满足船闸通过能里所规定的输水时间；（2）船舶（队）在闸室及上下游引航道内具有良好的停泊条件和航行条件；（3）船闸各部位不应因水流冲刷、空蚀造成破坏；（4）布置简单、检修方便、工程投资少。64船闸输水系统有哪些类型，各有什么特点？惯性力对船闸输水有什么影响？等惯性输水系统的特点是什么？分集中输水系统和分散输水系统集中输水的水力特点：水流力一般不大，灌水初期时的主

23、要作用力为波浪力，灌水中期时的主要作用力为局部力分散输水系统存在于集中输水系统相同的三种水流作用力，但作用力相对较小。各出水孔的流量不但是不均匀的而且是沿程变化的65有消能室的输水系统有哪些消能型式，消能措施分几类？P11466船闸水力计算的基本任务有哪些，短廊道水力计算的基本公式如何推导？确定输水系统各部分的尺寸及闸室灌泄水过程的水力特征，估计过闸船舶在闸室和上、下游引航道内的停泊条件，论证所选输水系统的合理性，进一步确定灌、泄水方式。67短廊道输水系统的设计步骤如何，船闸的停泊条件用什么衡量？ 船舶位于闸室总轴线上，且没有任何水平位移。 船舶的竖向位移不影响缆绳拉力的水平分力（浮式系船设施

24、） 。船舶绑系得很牢固，在水流作用下不产生水平方向的移动，缆绳拉力等于闸室灌、泄水时作用于过闸船舶上的全部水流作用力68软基上闸室结构型式有哪些，各有什么特点，适用条件如何？重力式结构按断面型式分有哪两种、按建筑材料分有哪三种？P128 衡重式闸室墙背的后伸平台有什么作用？使自重力和平台上的土重力的合力通过断面中心的后部，其产生的偏心力矩可抵消一部分倾覆力矩，同时后伸平台具有卸荷作用，使作用在平台以下倒坡部分的土压力减少，低级反力分布较均匀重力式、悬臂式、扶壁式69岩基上闸室结构型式有哪些，和岩层顶面高程有什么关系？重力式，衬砌式，混合式当基岩顶面高程高于闸顶高程时，可采用衬砌式闸室结构，低于时可采用混合式结构70闸首结构的特点、型式 P130 及其影响布置的因素有哪些？影响因素主要有船闸的总体布置，水头及闸室尺寸的大小，输水系统的形式，闸阀的型式及地基条件71作用在船闸结构上的荷载有哪些？土压力如何分类，对于不同闸室结构应该如何考虑？作用于船闸水工建筑物上的荷载包括： 建筑物自重、水重及建筑物内部或上部填料重 闸门、阀门及其他设备的重量 土压力 静水压力 扬压力（包括浮托压力和渗透压力） 船舶荷载 活荷载 波浪压力 水流力