運河
壹種人工水道,用於溝通地區或水域之間的水上運輸。除了航運,運河還可以用於灌溉、分洪、排水和供水。世界各國都重視運河的發展。中國的運河建設歷史悠久。早在秦始皇二十八年(公元前219年),就開鑿了壹條靈渠,溝通湘江與漓江的航運。中國的京杭運河是世界上最長的運河。另壹個例子是,密西西比河、哈得遜河和五大湖(蘇必利爾湖、密歇根湖、休倫湖、伊利湖和安大略湖)都由運河相連。蘇聯用運河把莫斯科河、伏爾加河、頓河、裏海、黑海、亞速海、白海和波羅的海連接起來,形成壹個水路網。主要在德國,哪個已經開工建設?多瑙河運河建成後將把歐洲13個國家的河流連接成網。
分類運河可分為以下幾類:①海運河。位於近海陸地上,連接內河與海洋,或海洋與海洋,主要用於航行船舶。如蘇伊士運河和巴拿馬運河。(2)內河運河。位於內陸地區供內河船只航行的運河。(3)泄水渠。運河裏有壹座船閘,以克服大的水面坡度。(4)無閘渠道。水面坡度小,無船閘的運河。⑤跨壟溝。當運河穿越分水嶺或山丘時,為了減少開挖工程量,往往在兩側的斜坡上修建船閘,穿越山脈的運河,如蘇聯的伏爾加-豚豚運河。⑥旁通管。挖掘出來的壹條支渠,用來連接工廠和礦山與附近的水道。
運河的選線直接關系到運河的工程投資和綜合航運效益,應滿足以下要求:①運距短,運價低。②工程造價低。③管理維護方便,成本低。④綜合經濟效益高。壹般來說,線路應順直,盡量利用現有河道,減少工程量;避免穿越山脈、河流和道路,以減少建築物的數量;避免穿越地質裂隙區,減少水的滲漏損失;必須有足夠的供水來源。
橫斷面渠道的縱坡應通過最大水流,最大流速不應超過船舶允許流速和土壤的沖刷速度。為了減小縱向坡度,可采取以下措施:①加長渠道長度。(2)修建船閘和升船機,重點克服水位下降。兩者應通過技術經濟比較確定。渠道斷面的基本尺寸,包括底寬、水深、坡度等,應按照保證船舶通航要求、工程完整、費用低廉的原則確定。運河斷面系數n(運河截面積與船體中部水下截面積之比)與航行阻力成反比,n值越大,航行阻力越小。當船速增加時,減少航行阻力所需的N值也應增加。隨著n值的增加,渠道開挖量也增加。壹般n值不應小於7,德國美因-多瑙河運河采用7.4。
護坡水的沖刷、雨水的侵蝕、船舶行波的拍打都會破壞渠岸邊坡,因此必須對巖質邊坡進行防護。船舶行波是破壞運河岸坡的主要動力。壹般運河兩岸都需要護坡,工程量很大。船舶行波是由於水體受到運動船體的擠壓,速度發生變化而形成的波浪。當船行波到達岸邊時,波浪沿岸邊爬升,使岸坡受到很大的動水壓力,可能導致崩塌。壹般應根據渠道水位的變化範圍和船舶行波的波高來確定渠道的護坡範圍。常用的護坡形式有:①拋石護坡和漿砌石護坡。②混凝土和鋼筋混凝土護坡。③土工織物護坡。④瀝青及瀝青混凝土護坡。⑤垂直岸壁等。
建築物運河上的建築物壹般包括:①通航建築物,如船閘、升船機等,能克服集中水位落差。(2)用於解決渠水不足時的供水結構。(三)渠道承擔防洪和灌溉任務時的排水建築物和輸水建築物。④碼頭。⑤橋梁。⑥穿越有天然河流的建築物,如渡槽、隧道等。