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内河航道

在内陆水域中用于船舶航行的通道。内陆水域包括江、河、湖、水库、人工运河和渠道等。内河航道可分为天然航道和人工航道。天然航道系利用天然水域提供的航道尺度行驶相应尺度的船舶。如果局部河段尺度不足,则通过整治与疏浚的手段使之达到要求的尺度。人工航道包括渠化河流航道和人工开挖的运河、渠道。渠化河流是在天然河流上分段筑坝,壅高水位,以提高航道水深,并在坝址处兴建过船建筑物(见通航建筑物)。

内河航道

inland waterway channel

在内陆水域中用于船舶航行的通道。内陆水域包括江、河、湖、水库、人工运河和渠道等。内河航道可分为天然航道和人工航道。天然航道系利用天然水域提供的航道尺度行驶相应尺度的船舶。如果局部河段尺度不足,则通过整治与疏浚的手段使之达到要求的尺度。人工航道包括渠化河流航道和人工开挖的运河、渠道。渠化河流是在天然河流上分段筑坝,壅高水位,以提高航道水深,并在坝址处兴建过船建筑物(见通航建筑物)。按航道对船行阻力的大小,内河航道可分为限制性航道和非限制性航道。人工运河和渠道属于限制性航道,天然航道大多为非限制性航道。

世界上很多国家为便于对内河航道管理和维护,都制定了航道(或通航)标准,将航道划分等级,统一航道尺度,使航道与船型、船队、通航建筑物和跨河建筑物等在尺度上,位置上协调一致。内河航道尺度包括水深、宽度和弯曲半径,在标准中给出最小值。

世界上内河航道里程较长的国家有俄罗斯、中国、巴西、美国。内河航道货运密度(每千米航道完成的货物周转量)美国和西欧一些国家高于其他国家,其中尤以美国和德国的水平较高。美国内河航道已形成以密西西比河为干线的航道网,其干线及主要支流已根据需要实现了渠化,其北部与五大湖相沟通,沿圣劳伦斯海道可东出大西洋,河口同墨西哥湾沿岸运河相连,采用统一的标准水深2.74米,长达9700千米,约占干支流总里程的50-。西欧莱茵河源于瑞士,经法国、德国,在荷兰入北海,其干、支流均已渠化或治理,并与易北河和威悉河相沟通。经过几十年的建设已完成了莱茵-美因-多瑙运河工程,使莱茵河与多瑙河相沟通,可东出黑海。这一航道网通航1350吨自航驳,航道网总长2万多千米。在中国,流域面积1000平方千米以上的河流有1500多条,大小湖泊有900多个。但可通航500吨级以上船舶的尚不足航道总里程的10- ,大部分航道仅能通航100吨级以下小船。中国内河航道主要分布在长江 、珠江、淮河及黑龙江水系。其中长江、珠江和淮河 3个水系通航里程占全国通航总里程82.3-。长江水系航道的总体条件最好,里程7万余千米,占全国通航里程70-,长江干线通航里程为3638.5千米。

内河航道与公路、铁路相比,其建设费用低,可利用天然水资源,但不及公路和铁路灵便,而受到内陆水域分布的限制。现代内河航道是向统一标准的深水航道发展。

河流、湖泊等内陆水域中供规定尺度的运输船舶安全航行的通道。内河航道有的是利用天然的河流或湖泊,有的则是人工开凿的运河。

人类最初是借天然河流通航,后来出于经济或军事需要,常开凿运河以利交通。中国古时多把航道称为“漕”、“漕水道”、“漕渠”等;把运河称作“沟”、“渠”。建设内河航道是发展水路运输的物质基础。世界上内河航道里程在一万公里以上的国家有八个(表1)。

各国内河航道的利用程度有很大差别。按内河航道货运密度(航道单位长度平均完成的货物周转量)计算,美国和西欧国家的内河航道利用程度较高,中国的内河航道尚未充分利用(表2)内河航道的货运密度指标在一定程度上反映内河运输的发展水平。

内河航道分为天然河流航道、渠化河流航道和限制性航道三类。

天然河流或处于山区,或流经平原,坡度有大有小;流量在洪枯水期呈季节性变化,时大时小。因此,河水的深浅、流速的大小随地理位置和季节而异。有些河道多礁石滩碛,河床变化频仍。天然河流有的河段可直接用作航道,有的河段则通航困难或仅可季节性通航,须采取工程措施,如炸礁疏浚工程整治工程等治理航道,改善通航条件。

以航运开发或水资源综合利用(航运、防洪、发电、灌溉等)为目标,实施渠化工程,即在天然河流上兴建一系列闸坝和通航建筑物,使河流成为相互衔接的梯级,以保证水深和通航条件。这种河流称为渠化河流。中国广东的连江,美国的俄亥俄河、田纳西河、苏联的伏尔加河等都是渠化河流。

限制性航道具有如下特征:河道狭窄,河床平坦稳定,水流平缓,水位变幅较小,断面形状比较规则,河道对船舶航速和阻力有显著限制作用。运河、某些通航的水利渠道以及河网地区的一些水道属于这一类。

内河航道尺度包括水深、宽度和弯曲半径。为保证航行安全和维持一定的运输效益,对内河航道尺度规定有最小值,作为航道建设和维护工作的依据。

天然河流和渠化河流的航道水深通常按允许通过的最大船舶的设计吃水加上安全富裕水深计算确定。航道的宽度则根据船舶航行密度(例如双线航行、三线航行或只允许船舶单线航行)和船舶操纵的需要确定。宽度的计算方法很多,以考虑船舶或船队的航行轨迹宽度加上安全富裕宽度的计算方法较佳。航道的弯曲半径通常指弯曲航道中心线的曲率半径,一般以不小于船舶(或顶推船队)长度的三倍为宜。但在特殊情况下,例如宽度很大和视线不受限制的弯道,也可略小于三倍。在较宽广的内河水域中,航道的位置一般有航标标示。

限制性航道的水深和宽度沿程变化不大。因此在航道横断面设计上必须考虑会对运输效益产生影响的航行阻力因素。通常以航道过水断面积与船舶(或船队)中部水下横断面积之比作为限制性航道的断面系数,用符号n表示。当n值一定时,航速增加,则船舶航行阻力增大。当航速不变时,阻力随n值的增大而减小。所以n值应根据运输经济效益和航道建设费用综合权衡确定。欧洲经济委员会1968年曾规定n=7。美国陆军工程师团规定n值不得小于6。中国一般采用n值为6~7。对限制性航道中船舶航行阻力的研究表明:具有最大水力半径的断面最为有利;在常遇的航道尺度范围内,同一断面系数,往往是较深而略窄的航道断面对船舶航行的阻力较小。因此,除n值外,对限制性航道尚应注意水深与船舶设计吃水的比值,一般以不小于1.5为好。

标准化就是使航道分等级统一尺度标准,并使航道与船型、船队、船闸(或其他通航建筑物)和跨河桥梁等在尺度上取得协调,相互适应。这样有利于运输船舶在相互沟通的河流之间通行。增长运距,消除中间倒载环节,才能充分显示水运的优越性。在实现内河航道标准化过程中,要着重处理好航道和船舶的关系。航道与船舶应该谁服从谁,主要通过航道建设和所带来的运输效益的综合技术经济论证确定。此外,要协调好航道建设和水利事业(防洪、发电、灌溉等)、城市建设、公路、铁路、环境保护等方面的关系。内河航道的标准化受到世界各内陆水运国家重视。1952年苏联国家建设委员会公布了内河航道分级标准,规定了七个等级航道的水深、船型和桥梁通航净空尺度等。1960年欧洲经济委员会修订了1954年的欧洲航道分级图表,列出了六个等级航道的代表船型,并确定以Ⅳ级航道作为欧洲内河航道网标准。多瑙河流经欧洲八国,1960年以来多瑙河委员会陆续公布了多瑙河2400多公里的航道标准,规定了航道、船闸和桥梁通航净空尺度。美国陆军工程师团统一管理美国内河航道,对密西西比河和五大湖水系等均规定了水深标准,船闸也逐渐实行标准化尺度。印度中央水利电力委员会也曾规定天然河流和运河的航道分级尺度标准。中国国家计划委员会1963年曾转发《全国内河通航试行标准》,在总结试行的基础上,80年代进行了修订。按这一修订后的标准,中国内河航道将划分为七级。

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