《航道工程学》实验教材

《《航道工程学》实验教材》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、高等学校实验教材航道工程学重庆交通大学二○○六年三月前言1996年5月在湖北宜昌和1997年5月在海南海口先后召开的全国高等学校港口及航道工程专业教学指导委员会会议上，审订了“航道工程学教学内容与课程体系的改革”研究课题及《航道工程学》教学大纲。交通部(教高字[1996]128号)将《航道工程学》列入“九五”教材规划。为了配合新的课程体系改革，在原交通普通高等院校港口与航道工程专业实验教材《航道整治工程》（1993年、胡旭跃主编）、《渠化工程学》（1994年、张光平主编）的基础上，课程组对实验教材进行了改编。本实验教材重点介绍了航道工程中滩险水流特性、

2、理论验证、工程建筑物对水流的影响、船闸在航电枢纽中的布置、船舶过闸时间演示、船闸灌泄水特性及船闸停泊条件等实验的目的、原理和步骤，学生通过实验，加深对理论知识的理解，强化实验操作、分析和解决问题的能力，为从事本学科的研究和工程实践奠定良好的基础。　本教材适用的主要对象是：港口航道与海岸工程专业(原港口及航道工程)本科生以及水利类、土建类相关专业的本科生。　　　　　　　　　　　　　重庆交通大学水道教研室二○○六年三月目录实验一浅滩整治实验1实验二山区河流流态实验4实验三潜坝实验8实验四单丁坝及丁坝群实验10实验五渠化枢纽总体布置实验13实验六船舶过闸演示

3、实验16实验7船闸灌、泄水实验19实验八船闸停泊条件实验23实验一浅滩整治实验一、实验内容、要求通过对浅滩河段整治前后水流要素进行测量，了解浅滩的水流特性。实验包括测量浅滩上下游水位，滩脊段流向、流速等。实验后，根据所测资料的对比绘制整治前后的水面线、流速场变化图，并根据实验现场的观察和所测的资料分析整治效果。要求通过实验，学生能对浅滩的水力要素进行准确测量，对整治前后水力要素进行对比分析，并写出实验报告。二、目的意义浅滩是航道整治学科的主要研究对象，江河的中下游段中，碍航的主要问题是浅滩水深不够，引起水深不够的直接原因是泥沙输运不平衡，导致泥沙输运失

4、衡的因素有流向的变化、环流的变化、流向的变化等水流条件的改变。浅滩整治，就是针对这些原因采取工程措施以达到稳定和改善河段水流条件之目的。通过本实验，要能对浅滩河段的水力条件、出浅原因及整治方法有更正确和充分的认识。同时，熟悉研究航道整治工程问题的一般实验方法和手段。三、仪器设备本实验可根据实验室条件，利用为工程所作的浅滩整治模型进行，或在专门的浅滩模型槽中进行，模型如图1所示。在浅滩脊及其上下游深槽安装水位测针3对(水位测针测量水位原理如图2所示)，并准备流速仪一台。1－上边滩，2－下边滩，3－上深槽，4－下深槽图1浅滩平面图四实验准备工作1．排空测压

5、孔内空气，并接通针筒。2．连接流速仪，将测桥架设在浅滩段。3．根据整治方案事先制作好模型整治建筑物五实验步骤1．调节进水流量，使其控在所要求的流量级(一般用整治流量)。2．调节模型尾门，使河段水位控制在要求的情况(一般用整治水位)。3．记最基本数据，如首部量水堰读数、尾门水位测针读数、模型比尺、水位测针零点等。4．测读浅滩脊、上深槽、下深槽水位并记录。5．测量浅滩脊附近两个断面的流速分布。6．安装整治建筑物，完毕后约20分钟，待水流稳定后再进行实验。-17-7．按测量整治前浅滩段的水位和流速的要求测量整治后水力要素。六、注意事项1．因实验时间较长，可将

6、同学们分成两部分，一部分测量整治前的水流条件，另一部分量测整治后的浅滩水流条件。2.安装整治建筑物后，待水流完全稳定后再进行实验。3.水位测量读数时，注意采用正确的读数方法，并由其它同学进行效核。4．各垂线平均流速的测量精度由断面流量的测量精度进行控制，要求误差小于5％。5．整治前后流速测点的起点距取相同的值，以便对比。（a）水位测针（b）水位测针原理1－套筒，2－支座，3－测杆，4－微动机构1－测压孔，2－测针筒，3－水位测针5－微动轮，6－制动螺丝，7－螺帽，8－测针图2水位测量示意图七、结果整理分析1．对所测水位数值按下式进行计算：(单位：m)式

7、中：为测针零点高程(单位：cm)为模型垂直比尺为水位2．按以下步骤对所测流速分布进行效核，先计算流速仪量测的流量：式中：V为测点所控制部分平均流速，V=1/2(Vi十Vi+1)h为部分平均水深，h=1/2(Hi十Hi+1)Vi和Hi为测点垂线平均流速和测点水深对比上游施放的流量数值Q(量水堰计算值)，要求（Q-Q1）/Q1)小于5%。-17-对直角三角形堰，H为堰顶水头。3．分析对比整治前后相同断面垂线平均流速分布情况，对比两种情况下的动力轴线的位置。4．分析引起整治前后水位及流速变化的工程原因。八、实验报告1．本实验要求记录：①首部堰前水位，②其他脊

8、及其上下游深槽水位③各断面的各测点起点距及对应的垂线平均流速。表1水位记录表位置浅滩脊滩脊上游