1、中华人民共和国行业标准内河航道与港口水文规范J 214-2000 条文说明制定说明本规范是根据交通部交基发1996J1091号文关于下达1996年度标准定额编制计划的通知和交通部原基建管理司基技字1997JI88号文关于对河港水文规范编制工作大纲的批复制定。本规范主编单位为南京水利科学研究院，参加单位为交通部珠江航务管理局、交通部天津水运工程科学研究所、河海大学、中交第二航务工程勘察设计院、广西壮族自治区航务管理局、东南大学(原南京交通高等专科学校)和黑龙江航道局。本规范的制定，是从我国水运工程建设的实际情况出发，进行了广泛深入地调查研究，总结了我国50年来在内河航道、港口和通航建筑物工程水文
2、分析与计算的实践经验，纳入了科学试验研究的新成果。为便于使用、正确理解和掌握本规范的条文，在编写条文的同时，编写了条文说明。本规范条文、条文说明和附录的编写人员分工如下:第1章吴建树唐存本第2章蔡国正第3章王益良王茂林唐存本吴建树第4章贡炳生王茂林李安中高正荣唐存本龚延庆第5章缪寿田辛文杰潘宝雄张幸农第6章李安中张幸农王茂林附录A王茂林附录B、附录D和附录E缪寿田附录C张幸农附录F潘宝雄53 附录G蔡国正本规范总校人员:李永恒、余俊华、荣天富、刘金培、唐存本、李安中和蔡国正c本规范于2棚年7月19日通过部审，于2跚年12月25日颁布，则1年6月1日起实施。54 目次1 总则.(56) 3 基本
3、资料.(57) 3.1 一般规定.(57) 3.2 资料收集.(57)3.3 水文观测.(57) 4 航道.(59) 4.1 一般规定.(59) 4.2 设计最高通航水位.(59) 4.3设计最低通航水位. ., . . ., . . . () 4.4施工水位.(61)4.5 水流、泥沙.(61) 4.6通航期确定.(62)5港口.(63) 5.2设计高水位.(63) 5.3 设计低水位.(63)5.4施工水位.(63) 5.5 水流、泥沙.(63) 5.6 波浪. (64) 6通航建筑物.(65)6.1 一般规定.(65) 6.2 设计最高通航水位.(65)6.3 设计最低通航水位.(66)
4、 6.4 校核水位和施工、检修水位.(66) 6.5 水流、泥沙.(66) 55 1总贝。1. 0.4 条文所指的人类活动主要包括下列内容:(1)影响流域内气候、地理条件和引起河道水文要素变化的所有人类经济、生产活动;(2)流域内已建、在建和拟建的水利水电和水运工程。例如:水利水电、航运枢纽，调水与引水工程，大、中型取排水工程，河道疏泼、挖沙，沿河、跨河建筑物，水土保持，航道整治工程等。56 3基本资料3.1一般规定3. 1.1-3.1.4 收集到的基本资料和整理、统计分析的成果，需了解它的来源、观剧精度、计算方法和存在的问题。3.2资料收集3.2.1- 3.2.2 此两条执行时需注意以下事项
5、:(1)近期人类活动频繁已引起航道设计水位的变化，尤其是枢纽下游河道下切、河道中大量挖沙，引起相同流量下的水位下降更为突出，需予以重视;(2)收集工程相关河段设计最高、最低通航水位，以了解全河段通航现状，并为工程建设提供参考。3.2.4 北方通航河流工程河段冰凌资料短缺时，有关各特征值可采用邻近水文站资料，在分析该资料的代表性后，用地区经验计算式确定。3.3水文观测3.3.1 本条文执行时需注意以下事项:(1)观测流量时，先进行测流断面的地形测量，并根据断面形态特征布置测流垂线;(2)航道滩险中，主河道的测流横断面不少于2个，流向线不少于3条，分汉河流测流断面不少于(n+ 2)个(其中n为汉数
6、)，主航道流向线不少于2条。特殊情况可据工程需要酌情增补:57 (3)根据河型、滩性和工程需要，并以反映河段动力特征为原则来确定滩段比降水尺的数量和位置。3.3.4 观测冰凌项目时，还需同时进行气温、水温、风速、风向等的观测。58 4航道4.1一般规定4.1.3基本站之间或基本站至工程段间的距离较长，其间的水文要素难以确定时，需设临时站，对所需水文要素进行一段时期的观测，再与基本站进行相关分析后确定工程所在地水文要素。进行滩险治理时，需在滩上、滩中、滩下等位置设临时站，分析滩险各水文要素的变化。4.1.4水位相关线外延的幅度系参照现行行业标准水利水电工程水文计算规范(SDJ214-83)确定。
7、4.1.6在航道上修建拦河建筑物，大型整治、疏泼工程，大规模挖沙以及特大洪水等人类活动和自然因素影响，造成来水来沙条件及河床明显变化时，航道的设计通航水位需作相应的修正。4.1.7 本条依据为1988年1月21日第六届全国人民代表大会常务委员会第二十四次会议通过的中华人民共和国水法的第十二条、第十四条、第十六条、第二十条、第三十-条和现行国家标准内河通航标准HGBJ 139-90)。4.2 设计最高通航水位4.2.1 本条的依据为现行国家标准内河通航标准(GBJ139-90)。4.2.2 多年月平均潮位年变幅小于或等于多年平均潮差的河段，为潮沙影响明显河段;反之，为潮沙影响不明显的河段。多年月
8、平均潮位的年变幅可按下式计算:59 .1z=l_土(ZI一Z2)(4.2.2) n ,=1 式中.1 Z-一一多年月平均潮位的年变幅;n一一统计年数;Zj一一年内最高月平均潮位;Z2一一年内最低月平均潮位。潮沙影响明显的河段，其设计最高通航水位与现行行业标准通航海轮桥梁通航标准HITJ311-97)中的规定一致。4.2.3 - 4.2.4 此两条依据为现行国家标准内河通航标准(GBJ1390)。4.2.5 湖泊航道设计最高通航水位的确定，受多种因素制约，需权衡考虑。它与湖泊航线等级和防洪限制水位密切相关。防洪水位又与岸线防洪标准相关，岸线防洪标准高，设计最高通航水位也可提高，但需在河口建闸，增
9、加了建船闸投资，同时影响航运效益。湖泊防洪水位需对高、中、低水位方案进行综合比较。高水方案蓄洪量大，但人湖河口均需建闸排涝及建船闸通航;低水方案调洪能力弱，但河口开畅，航运投资少。4.2.6 - 4.2.7 连续渠化枢纽间的河段设计最高通航水位，需考虑上、下游枢纽间水位的衔接要求，下一级枢纽塞水太高影响上一级枢纽的效益，但又不能太低，以致形成较长脱水段，降低通航保证率。4.3 设计最低通航水位4.3.1 本条的依据为现行国家标准内河通航标准(GBJ139-90)。4.3.2乘潮水位是以设计船舶通过浅段持续历时为尺度，在潮位过程线上确定该持续历时的潮位，并对该潮位系列进行累积频率分析后所确定的、
10、满足设计船舶通过能力的相应保证率在累积频率曲线上量取的潮位。4.3.5 湖泊航道的设计最低通航水位的确定与湖泊特征有关。60 如都阳湖、太湖、南四湖和巢湖等为大面积水域的湖泊;洞庭湖经多年淤积、围垦，形成洪水一片、枯水归槽的河湖两相湖泊，需分别考虑。4.3.6水库非平水段在河床变化未达平衡之前，需定期检测、调整其设计最低通航水位。南方丰水地区枢纽的最低运行水位可能低于水库死水位。4.3.7 枢纽下游河段的设计最低通航水位，需考虑河床下切及复原的变化过程。国内外已建大坝水库下游河床均产生明显的冲刷下切现象。例如丹江口枢纽下游蓄水初期，1959-1979年下切1.55m，葛洲坝枢纽1978-198
11、7年下切0.9-l.Om;福建水口水库1993年蓄水，到1997年就下切了1.6m;广东三河坝航运枢纽建成不久就下切0.7-1. 1m;美国科罗纳多河Park水库下游95km处，历经35年下切了2m多;密苏里河Peck水库下游16.5km处，下切1m多。4.4施工水位4.4.1施工水位受多种因素影响。施工要求的水文要素，如水位、水深、流速、流向等需通过多年水文资料分析计算，推求出水位降落过程中的相应水位。当工程要延至第2年，还需通过涨水过程线确定。4.5 水流、泥沙4.5.1 航道水流、泥沙资料的收集和观测需根据河流特性有重点地进行。山区河流着重点流方面的资料;平原河流着重水流对泥沙的作用及河
12、床演变的资料;感潮河段需首先分析工程河段受潮沙影响的程度后，再确定其水流、泥沙资料收集和观测的内容;畅流运河与河网航道着重收集造成淤浅时段的水流、泥沙资料。关于船行波波要素和爬高值，曾在苏南运河对单体船和拖、顶船队匮速航行条件下，以及在广东小榄水道对双体客船快速航行条件下进行了原体观测和室内系列模型试验，指出了影响船行波61 披要素及爬高值的主要因素，得出了相应的经验计算式，可供参考。由于研究成果是在特定条件下完成的，在确定船行波波要素和爬高值时，需通过原体观测或模型试验论证。4.5.3 进行航道工程施工期及保修期的监测、分析，对及时修改工程设计、了解工程整体效果，以及工程对上、下游河段输水、
13、输沙和河床变形等有着十分重要的作用。4.6 通航期确定4.6.2在统计资料时，若发现某年某些项发生日期重复，则保留影响较大一项的天数，其余项重复的天数则从资料中扣除。内河航道中波浪与大风几乎同时出现，故大风与波浪放在一项中统计。各项换算天数如下:(1)湖区及库区中风和浪按统计资料中发生的天数确定，昼夜通航的航道按统计资料中发生天数的114确定，不夜航的航道按统计资料中发生天数的112确定;(2)大雾按统计资料中发生天数的112确定;(3)流凌按该河段内开始发生中度流凌至其完全结束的日期确定。62 5港口5.2 设计高水位5.2.1 本条的依据为现行国家标准河港工程设计规范(GB50192-93
14、)。5.2.4本条的依据为现行行业标准海港水文规范H盯J213-98)和通航海轮桥梁通航标准HITJ311-97)。5.3 设计低水位5.3.1 本条的依据为国家现行标准内河通航标准HGBJ13 90)和河港工程设计规范(GB5012争-93)。5.4施工水位码头工程施工水位的确定，涉及所处河段的河型、河道水文特性、地形、地质、气象条件、码头结构型式、工程量、工期及施工方法等诸多因素。为此，在对上述因素经综合分析后，通过水文分析计算以确定施工水位。5.5水流、泥沙5.5.1 感潮河段由于受到潮沙非恒定流作用，水流挟沙能力在潮周期内变化，水体悬浮泥沙颗粒比较细，在盐、淡水i昆合作用下，絮凝作用显
15、著增强，絮凝后的泥沙沉速往往是单颗粒的几倍至几十倍，快速落淤后易形成浮泥，其密度一般在1.05- 1. 25kglm3之间，具有明显的非牛顿流体的流变特性，是河口泥沙运动的一种特殊形式，也是河口泥沙淤积的重要因素。63 5.5.3 山区河流的最大流速与河道形态有关，需根据河道出现最大水面比降时的流速取值。如川江和西江的最大流速通常发生在河道水面比降最大的非汛期。有浮泥存在的河段，当河道临底流速大于浮泥扬动流速时，浮泥面层可被水流挟带悬浮。当河底切应力大于浮泥的临界切应力时，浮泥层发生整体运动。5.5.6 模拟方法包括物理模型和数值模拟，需根据工程要求和工程技术的复杂性选定。5.6波浪5.6.4
16、 现行的有关风浪要素的计算方法较多，具有代表性的有美国5MB法、前苏联的规范法、我国海港水文规范H12日-98)以及甫田试验站法等。本规范推荐采用甫田试验站法计算风浪要素。其计算式依据我国的现场实测，经统计、分析而得。又经长江口石洞口、外高桥、杭州湾等站的实测波浪资料验证，较适用于河口、海湾、水库和湖泊等小风区，且相对误差最小c近年来普遍被国家标准和行业标准引用，如碾压式土石坝设计规范(SDJ 218-84)、平原地区水闸设计规范(SD 133-84)、公路桥位勘测设计规范H汀J062-91)、蓄滞洪区建筑工程技术规范)(GB 50181-93)和堤防工程设计规范(GB50286-98)。5.
17、6.5 波浪爬高计算的累积频率标准采用了现行国家标准堤防工程设计( GB 50286 -98)。64 6 通航建筑物6.1一般规定6. 1.1 通航建筑物包括船闸、升船机等。枢纽下游主河道至通航建筑物下游引航道出口连接段的水流受水电站泄水、排洪等影响较大，对该河段需明确水文分析和计算的要求。锚地是在下游引航道出口以外的主河道中，现纳入本章的范围。6.2 设计最高通航水位6.2.1- 6.2.2 此两条依据是国家现行标准内河通航标准(G四13步钊)、渠化工程枢纽总体布置设计规范HJTJ212-98)和船闸设计规范H汀J261-87)。6.2.3感潮河段通航建筑物大多为船闸，往往与挡潮闸或节制闸、
18、抽水站组成枢纽。其上游为内河或运河，下游为潮沙影响河段，如苏北沿海河道和长江、珠江下游支流上的船闸均属此类通航建筑物3潮沙河道船闸上游洪水与下游高潮遭遇的情况往往较为复杂，需作专门的水文分析。6.2.4 - 6.2.5 畅流运河、通湖河流一般处于河网地区，干支流之间、河湖之间相互影响很大。如洞庭湖地区的长江与湘江等支流来水过程不同，有时长江来水人洞庭湖后对湘江水流产生顶托，严重时可产生倒流;又如太湖、洪泽湖地区的河网，各条河流相互影响也十分复杂。另外，这些河道往往同时有防洪排涝、工农业和城镇取排水等方面的需要，越岭运河还有跨流域调水、补水的需要，影响因素较多。畅流运河上和河湖交汇处的通航建筑物
19、的设计最65 高通航水位需作专项水文分析U6.3 设计最低通航水位6.3.1-6.3.2此两条依据是国家现行标准内河通航标准(GBJ1390)、渠化工程枢纽总体布置设计规范(JTJ212-98)和船闸设计规范(JTJ261-87)。6.3.3 - 6.3.5 影响这类河道上的通航建筑物设计最低通航水位的因素较多，须作专门的调查研究和水文分析。6.4 校核水位和施工、检修水位6.4.1 本条依据是国家现行标准防洪标准(GB5但01-94)、水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分) (SDJ 12一78)和船闸设计规范H汀J261-266)。6.4.4船闸检修水位是指船闸大修时检修门
20、的水位。船闸每隔5-6年需检修一次，检修期约3-5个月，检修期上、下游水位不能太高，以防结构因受力破坏。6.5 水流、泥沙6.5.2 20世纪80年代后，我国曾针对许多实际工程的通航水流条件进行过全面系统的研究，包括实船试验、水工和船模系列试验，如船队在不同的水流条件下的航迹、航迹带、漂角、漂移、偏转等航态和相互关系;以及感潮河段开通闸的水力条件和枢纽泄水波及其产生的涌浪对船队航行的影响等。本条就是依据这些研究成果，对通航建筑物在正常运行情况下，提出了有关上、下游引航道内通航水流条件的基本原则和标准。船舶由引航道进出闸时，其航速远小于引航道口门区，且一般为1.0-1.2m1s，故引航道内的水流
21、纵、横向流速限值均应比口门区小。根据实船试验结果，船队航速在1.2m1s时能克服的横向流速为O.I44m1s，由于通航建筑物平面富裕尺度小，要求船队调直才能进出闸，因而引航道导航段阳调顺段应为静水区，两段以外的66 引航道内的横向流速不应大于O.15m/s，再根据流向与航线的夹角关系，即可推断所规定的纵向流速不大于O.5m/so根据江苏有关船闸的模型试验结果以及实际运行经验，开通闸静水头差不宜大于O.3m，动水头差不宜大于O.2m。风浪、泄水波、涌浪会对船队的缆绳增加突然荷载和增加打到船舶干舷上的水面高度。风浪和泄水波还有可能传人寻|航道，对人字闸门的起闭机施加反向荷载。涌浪还会使引航道和中间
22、渠道水面降低，如长江上某船闸下游引航道长约3.6km，当船闸f世水时，其内最大浪高达1.15m，使水深减小，曾影响航行安全;苏北大运河上的船闸，洪泽湖风浪曾影响运载棉花的高重心船队的航行安全。我国目前尚未制订风浪、世水波、涌浪波高的限值，仅对具体工程作出过规定，一般情况下风浪波高大于O.6m就停航。通航建筑物输水时非恒定流在中间渠道和引航道中产生的涌浪属长波运动，只要考虑了涌浪对水深的影响，对船舶航行和闸门就不致于产生较大的危害。6.5.3本条中所列的泥沙淤积类型及其分析研究内容，是总结我国现有通航建筑物泥沙淤积存在的问题而得出的结果。通航建筑物引航道类似于天然盲肠河道或挖人式港池，对于这种河
23、道的泥沙淤积基本规律，目前虽有一些经验公式可供计算，但尚欠成熟。通常根据工程的具体情况分析判断或进行模拟研究。引航道口门区的回流主要是指有口门外河道动水与引航道内相对静水的磨擦、分离而引起的回流。影响回流的范围和强度的主要因素有:口门外主流的大小及分布、引航道与主流的交角、口门的平面布置形式等。泥沙淤积量及其分布取决于回流的范围、强度以及主流中的含沙量。处于感潮河段的引航道口门区，由于平潮时主流流速较小甚至为零，此时口门区不存在回流，因而需考虑回流淤积的产生条件和持续时间。引航道内异重流是指口门回流区含沙浑水与引航道内静水区67 的清水存在重度差造成的分层相对流动。其形成主要取决于主流含沙量以
24、及引航道内的水流流态。当引航道内的水流流动时，如船闸输水或引客水人引航道、感潮河段开通闸运行以及涨落潮等情况，均可使引航道内的水流缓缓流动，则不易形成异重流。引航道及口门区的缓流或往复流是指由通航建筑物灌、泄水或由口门外主流涨落较快(如洪峰水位陡涨、感潮河段水位波动等)而引起的水流缓慢流动。这种缓流或往复流形成时流速较大，当流动的浑水转为静水时，因挟沙能力锐减，使其携带的泥沙在引航道及口门区形成淤积。这种非恒定流泥沙淤积，取决于缓流的流速及其过程，其主要影响因素有通航建筑物的运行方式，如灌、泄水时间及过程，口门外主流汛期洪峰水位变动，此外，感潮河段还与口门外主流的涨落潮特征以及开通闸运行情况有关。处于弯道凸岸的引航道口门区泥沙淤积是指由口门外主流弯道横向环流形成的泥沙淤积。它主要与通航建筑物引航道的布置形式和所在主流河道的水流泥沙运动和河床演变有关。闸室内的局部泥沙淤积是指由船闸灌、泄水时所形成局部流态造成的泥沙淤积，其主要与闸室灌、泄水的方式与过程有关。6.5.6本条是根据目前我国许多已建通航建筑物所反映出的实际问题，从工程后的维护及扩建的角度出发，提出有关水流、泥沙的监测内容。68 ，、二00-MW一元-nu -nU A吁一-11-，、JI-匀，户、J-BEA- -A川-,nEt 口亏)书一二定统一
