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通航水位

2020-04-09 21:01

保证标准载重船舶在某一航道上能正常通航的设计水位,又称航道设计水位。航道中水位高于设计最高通航水位或低于设计最低通航水位,对于设计标准船舶都将中断航运或受到一定程度的影响。通航水位是通航标准的重要指标之一,是航道工程规划、设计和施工的基本依据。通航水位关系到航道工程规模大小以及航道维护的方法和维护量,而且对桥梁、公路、铁路等工程的投资也有一定的影响。通航水位分设计最高通航水位和设计最低通航水位。

设计最高通航水位

标准载重船舶在某一航道上能正常通航的最高水位,是确定桥梁、渡槽、管道等跨河建筑物及过江电缆的最低点高程,以及船闸闸首、船闸闸室顶面高程的起算水位。天然河流的设计最高通航水位是根据多年的水位、流量资料进行洪水频率分析确定的。进行洪水频率计算的样本采用历年的年最大流量(或年最高洪水位),计算系列不宜少于20年,系列中应尽量包括丰、中、枯典型年。根据频率计算(参见水文频率曲线),按规定的设计频率确定相应的水位,作为设计最高通航水位。在工程实践中,也有按规定的设计频率及允许停航的天数,在历年实测的流量过程线上以允许停航的天数来截取各年的能正常通航的最大流量,以它作为样本进行频率分析,确定设计最大流量,换算成相应的水位,即为设计最高通航水位。

确定设计最高通航水位的设计频率,应根据航道等级及航道的自然条件等选定,有时还应考虑洪水对沿河堤防安全的影响而限制航运等因素。JTJ 214—2000《内河航道与港口水文规范》规定:Ⅰ级~Ⅲ级航道采用20年一遇的洪水位,Ⅳ级、Ⅴ级航道采用10年一遇的洪水位,Ⅵ级、Ⅶ级航道采用5年一遇的洪水位。对于洪水属地区暴雨径流、水位陡涨陡落的山区河流,Ⅲ级航道可降为10年一遇,Ⅳ级、Ⅴ级航道可降低为5年一遇,Ⅵ级、Ⅶ级航道可按2~3年一遇标准执行。

设计最低通航水位

标准载重船舶在某一航道上能正常通航的最低水位,是确定航道水深、船闸闸首门槛、闸室底板高程的起算水位。设计最低通航水位的计算方法很多,有综合历时曲线法、保证率频率法、年最低水位平均法、年最低水位频率法、历时频率法和频率统计法等。JTJ 214—2000《内河航道与港口水文规范》规定:天然河流的设计最低通航水位可采用综合历时曲线法或保证率频率法计算确定。其他计算方法各有优缺点,在适应性和使用习惯上不如上述两法普遍,可用作比较或参考。

综合历时曲线法以多年的日平均水位进行分级计算,求出各级水位的保证率(参见通航保证率),并点绘出综合历时曲线(又称保证率曲线),按规定的保证率从曲线上查得相应的水位即为设计最低通航水位。

保证率频率法是根据通航标准按不同的航道等级确定通航保证率,将多年水位资料中各年的该保证率的水位进行频率计算,按规定的频率确定相应的水位,即为设计最低通航水位。

设计最低通航水位的标准应根据河流开发的经济价值、航道等级和航道的自然条件确定。在中国的工程实践中,采用综合历时曲线法推求设计最低通航水位的标准为:Ⅰ级、Ⅱ级航道的通航保证率为98%~99%,Ⅲ级、Ⅳ级航道的通航保证率为95%~98%,Ⅴ级~Ⅶ级航道的通航保证率为90%~95%。采用保证率频率法的标准为:Ⅰ级、Ⅱ级航道的通航保证率为98%~99%,重现期为5~10年;Ⅲ级、Ⅳ级航道的通航保证率为95%~98%,重现期为4~5年;Ⅴ级~Ⅶ级航道的通航保证率为90%~95%,重现期为2~4年。

航道工程河段各断面的设计最低通航水位可采用枯水瞬时水面线观测法确定,水面比降平缓河段可采用平均比降内插法确定。

由于天然河流不断冲淤摆动,河床形态调整;整治工程建闸坝对河流产生影响;国民经济发展提高了航运要求的标准;以及水文资料的不断积累,能更准确地反映河流的水文情势等原因,设计最低通航水位需不断进行调整。

渠化航道、河网区航道及运河的自然条件与天然航道不同,通航水位的计算也相应有所区别,可根据其水文特性及航行要求确定。

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