水利工程基础知识

1、 水利工程(shulgngchng)基本知识共一百页 第一节 水资源与水利工程(shulgngchng)第一章 水资源与水利工程(shulgngchng)共一百页 全球总量约15亿km3，可利用的淡水总量约0.38亿km3，仅占全球总量的2.5%，其中约有0.3亿km3的淡水储藏在极地和冰山冰川之中；另外相当大的部分(b fen)埋藏于地下。 对人类起着重要作用的江河湖泊地表水资源，其水量(shu lin)的总和约为47万亿m3。 第一节 水资源与水利工程共一百页 我国年平均径流量2.7万亿m3，径流(jngli)总量居世界第6位，人均则为世界平均水平的1/4，排名在110位之后。 影响水循环

2、的因素 1、气象因素：风向 风速 温度 湿度 2、下垫面因素：地形 地质 土壤 植被 3、人类活动(hu dng)：水利措施特点：时空分布不均匀性共一百页 水利工程: 所谓水利工程，是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的(md)而修建的工程。共一百页 1、工程量大 2、投资多 3、工期长 4、工作条件(tiojin)的复杂性 5、受自然条件制约，施工难度大 6、工程效益大对环境影响大 7、失事后果严重水利工程(shulgngchng)的特点共一百页共一百页共一百页 水利工程(shulgngchng)分类防洪工程农田水利工程(gngchng)水力发电工程供水与排水工程航道

3、及港口工程环境水利工程共一百页第二节 水利枢纽(shulshni)与水工建筑物 共一百页 (一) 水利枢纽(shulshni)为了达到防洪、获得发电、灌溉、供水等方面的效益，需要在河流(hli)的适宜地段修建不同类型的建筑物，用来控制和分配水流。这些建筑物统称为水工建筑物。而由不同类型的水工建筑物组成综合体，称为水利枢纽。共一百页水利枢纽分类(fn li) 水利枢纽按其所在地区的地貌形态可分为：平原地区水利枢纽和山区(包括丘陵地区)水利枢纽。共一百页 也可按承受水头大小，分为：高、中、低水头水利枢纽(shulshni)。 按水利枢纽的作用，可分为：蓄水枢纽、取水枢纽等。共一百页溢流(y li)

4、重力坝 水电站升船机土石坝重力坝丹江口水利枢纽(shulshni)共一百页图1-2 四川省都江堰工程布置示意图内江外江(wi jin)鱼嘴宝瓶口金钢(jn n)堤都江堰工程布置示意图共一百页 (二)水工(shu n)建筑物的分类共一百页 (1) 挡水建筑物用以拦截江河，形成水库或壅高水位。 如各种材料和类型(lixng)的坝和水闸，以及为防御洪水或阻挡海潮，沿江河海岸修建的堤防及海塘等。共一百页三峡(sn xi)水利枢纽共一百页(2) 泄水(xi shu)建筑物用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修(jinxi)而放空水库等，以保证坝和其他建筑物的安全。共一百页小浪底泄水(xi sh

5、u)共一百页(3) 输水建筑物 为灌溉、发电和供水的需要(xyo)，从上游向下游输水用的建筑物，如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。 共一百页拱式渡槽(dco)共一百页(4) 取(引)水建筑物 是输水建筑物的首部建筑，如引水(ynshu)隧洞的进口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。 共一百页 (5) 整治建筑物 用以改善河流的水流条件，调整水流对河床及河岸的作用(zuyng)，以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡的冲刷。共一百页 (6) 专门建筑物 为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。 如专为发电用的压力前池、调压室、电站(din zhn)厂房等。共一百页 第三节 水利枢纽

6、分等 和水工(shu n)建筑物分级共一百页 首先按水利枢纽工程的规模、效益及其在国民经济中的作用(zuyng)进行分等，分五等，然后再对各组成建筑物按其所属枢纽的等别、建筑物在枢纽中所起的作用(zuyng)和重要性进行分级，分五级。共一百页第二章 土石坝第一节 概述(i sh) 土石坝的特点与类型 共一百页小浪底土石坝枢纽(shni)坝址共一百页小浪底坝体剖面图共一百页密云水库(m yn shu k)共一百页 土石坝的优点(yudin)筑坝材料可以就地取材。能适应各种不同的地形、地质和气候条件。适应大型机械化。构造简单，运用(ynyng)管理方便。共一百页土石坝的缺点： 坝顶不能溢流。施工(

7、sh gng)导流不方便。坝体填筑工程量大。共一百页一、土石坝设计(shj)的基本要求（1）具有足够(zgu)的断面维持坝体的稳定（2）设置良好的防渗和排水设施控制渗流（3）设计合理（4）泄洪建筑物具有足够的泄洪能力（5）采取适当的构造措施共一百页土石坝的工作(gngzu)条件 渗流影响 冲刷影响 沉陷影响 其他影响共一百页二、土石坝的类型 按坝体高度可分为(fn wi)：高坝、中坝、低坝。 按施工方法可分为：碾压式土石坝，冲填式土石坝，水中填土坝和定向爆破堆石坝等。 共一百页均质坝土质(t zh)心墙坝土质(t zh)斜墙坝按土料在坝身内的配置和防渗体所用的材料又可分为： 土质斜心墙坝多种土

8、质坝人工材料心墙坝人工材料斜墙坝共一百页堆石体（1）垫层区 （2）过渡(gud)区 （3）主堆石区 （4）下游堆石区 图 面板堆石坝主要分区示意图1(1A)-上游铺盖区；2(1B)-盖重区；3(2A)-垫层区；4(2B)-特殊垫层区；5(3A)-过渡区；6(3B)-主堆石区；7(3C)-下游堆石区；8(3D)-下游护坡；9-可变动的主堆石区与下游堆石区与下游堆石区界面，角度依坝料特性及坝高而定；10(3E)-抛石区（或滤水坝趾区）；11(F)-混凝土面板共一百页第二节 土石坝的基本(jbn)剖面 土石坝的坝体剖面由坝体、防渗体、排水体、护坡(hp)四部分组成。共一百页 坝身主要用来保持坝体的稳

9、定。 防渗体的作用控制(kngzh)渗流。 排水体的作用是引导渗流。 上游护坡为了防止风浪淘刷。 共一百页 排水设备(shbi) (常见的排水型式)棱体排水贴坡排水褥垫排水综合(zngh)式排水共一百页 第三章 岩基上的重力坝共一百页 一、重力坝的工作原理(yunl)及特点共一百页重力坝的工作原理: 主要依靠坝体自身重量在滑动面上产生的抗滑力来抵消坝前水压力以满足稳定的要求(yoqi)大坝。共一百页重力坝的工作特点: 优点(yudin)和缺点共一百页优点：(1 ) 结构作用明确，设计方法简便，安全可靠。 重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段，各坝段独立工作 ，结构作用明确，稳定和应力计算都比较简单

10、。(2 ) 对地形、地质(dzh)条件适应性强。 任何形状的河谷都可以修建重力坝。因为坝体作用于地基面上的压应力不高，甚至在土基上也可以修建高度不大的重力坝。共一百页(3) 枢纽泄洪问题容易解决。 重力坝可以做成溢流的，也可以在坝身不同高度设置世水孔，一般不需另设溢洪道或世水隧洞，枢纽布置紧凄。(4) 便于施工导流。 在施工期可以利用坝体导流，一般不需要另设导流隧洞。(5) 施工方便。 大体积混凝土可以采用机械化施工，在放样、立模和1昆凝土浇筑(jiozh)方面都比较简单，井且补强、修复、维护或扩建也比较方便。共一百页缺点:(1)坝体剖面尺寸大，材料用量多。(2) 坝体应力较低，材料强度不能充

11、分发挥。(3) 坝体与地基接触(jich)面积大，相应坝底扬压力大，对稳定不利。(4) 坝体体积大，由于施工期混凝土的水化热和硬化收缩，将产生不利的温度应力和收缩应力，因此，在提筑混凝士时，需要有较严格的温度控制措施。共一百页重力坝的类型 按坝的高度分类为：高坝、中坝、低坝三类。 按筑坝(zh b)材料分类可分为：混凝土重力坝和浆砌石重力坝。 按坝体的结构型式分类可分为：实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝 。共一百页朱庄浆砌石(q sh)重力坝共一百页宽缝重力坝工程量比实体(sht)重力坝要省10%20% 共一百页潘家口宽缝重力坝共一百页广东(gung dng)枫树坝空腹重力坝共一百页佛子岭连

12、拱坝梅山(mi shn)连拱坝共一百页佛子岭连拱坝共一百页湖南镇梯形(txng)支墩坝共一百页宽缝重力坝共一百页 二 泄水(xi shu)重力坝共一百页溢流坝的工作特点 溢流坝既是挡水建筑物又是泄水建筑物，除应满足稳定和强度要求(yoqi)外，还需要满足泄水的要求(yoqi)。 共一百页(1)坝顶溢流式共一百页(2)大孔口(kn ku)溢流式共一百页三峡工程共一百页三 闸门与类型 水工闸门按其功用可分为工作(gngzu)闸门、事故闸门和检修闸门。 共一百页四 消能工的形式(xngsh)共一百页4.消力戽消能2.底流式消能3.面流消能5.联合(linh)消能1.挑流消能共一百页图片(tpin)名

13、称：猫跳河红岩水电站电站地点：贵州修文所在河流：猫跳河所在水系：长江水系主要坝型：双曲拱坝坝顶高程：890米最大坝高：60米猫跳河红岩(hn yn)水电站共一百页二滩双曲拱坝(n b)图片名称：二滩水电站 电站地点：四川省攀枝花市所在河流：雅砻江所在水系：长江水系主要(zhyo)坝型：混凝土拱坝坝高：240 米共一百页石门(sh mn)拱坝图片名称：石门水库电站地点(ddin)：陕西汉中所在河流：褒河所在水系：黄河水系主要坝型：混凝土拱坝坝顶高程：620.0米最大坝高：88米共一百页图片名称：佛子岭水电站 大坝全景(qun jn)电站地点：安徽霍山所在河流：淠河所在水系：淮河水系主要坝型：连拱

14、坝坝顶高程：128.46米最大坝高：75.9米共一百页 第四章 拱 坝共一百页一、拱坝(n b)的特点拱坝的结构 拱坝是固接在基岩上的空间壳体结构（高次超静定结构）共一百页 拱坝的受力 拱坝所承受的水平荷载一部分通过拱的作用(zuyng)压向两岸岩体，另一部分通过竖直梁的作用(zuyng)传到坝底基岩。共一百页 拱坝的稳定 坝体的稳定主要依靠两岸拱端的反力作用(zuyng)，并不全靠坝体自重来维持。共一百页 1、用拱结构特点，充分利用 材料(cilio)强度。2、稳定依靠两岸拱端的反力来维持。3、超载能力强，安全度高。 4、抗震性能好。5、坝身泄流布置复杂。共一百页 二、拱坝坝址的地形 和地质

15、(dzh)条件 共一百页 用坝顶高程处的河谷宽度和坝高之比（称为宽高比L/H）来描述河谷形状。 用坝底最大厚度和坝高之比（称为厚高比T/H）来描述拱坝(n b)的薄厚程度。（一）地形(dxng)条件共一百页 宽高比 厚高比当L/H1.5时，薄拱坝(n b)； T/H 0.35L/H4.5时，不宜修建拱坝。 共一百页 （二）地质条件 基岩比较均匀，坚固(jing)完整，有足够的强度，透水性小，能抵抗水的侵蚀、耐风化、岸坡稳定、没有大断裂等。共一百页 三、拱坝(n b)的形式 共一百页 按其厚高比特征可分为薄拱坝(n b)、中厚拱坝(n b)、厚拱坝(n b)(或称重力拱坝)。共一百页 按其坝体形

16、态的特征可分为定圆心(yunxn)等半径拱坝(或称单曲拱坝)；等中心角变半径拱坝；变圆心变半径（双曲拱坝）。共一百页四 拱坝(n b)的坝身泄水共一百页共一百页共一百页第五章 溢洪道 一、作用 宣泄水库(shuk)不能容纳的多余洪水，以保大坝安全。二 、型式 正槽式过堰水流与泄槽轴线大致(dzh)平行侧槽式竖井式虹吸式共一百页 正槽溢洪道平面布置图l引水渠; 2溢流(y li)堰; 3泄槽; 4一出口消能段;5一尾水渠共一百页侧槽式溢洪道共一百页共一百页竖井(shjng)式溢洪道共一百页共一百页共一百页引水渠控制段（溢流(y li)堰和两侧连接建筑物）泄槽出口消能段尾水渠2、组成(z chn)

17、共一百页第六章 水工(shu n)隧洞一、水工隧洞的作用(zuyng)辅助泄洪引水、输水排沙防空水库施工导流共一百页1. 有压洞 洞内始终处于满流有压状态； 工作闸门一般(ybn)设在洞出口处。2. 无压流 洞内始终处于明流无压状态； 工作闸门一般设在洞进口段。二、分类(fn li)（按水流条件分） 共一百页1. 水流特点(tdin)引水隧洞: 洞身流速低 要求: 洞壁光滑，减少水头损失泄水隧洞:洞内流速较高，易发生空蚀破坏. 要求：1)：顺直（避免弯道） 2)：洞壁平稳（多采用弧型闸门） 3)：材料防蚀，抗磨性能好。三、水工隧洞的工作(gngzu)特点共一百页地下结构(jigu)，施工条件差

18、（受地质条件影响大，塌洞现象时有发生）环境条件差（通风、排尘、供氧）工期长（工作面小、干扰大、出渣难）工序多（开挖、支护、衬砌、灌浆等） 2施工(sh gng)特点共一百页进口段位于隧洞进口部位，用以控制水流。 包括：拦污栅，进水喇叭口，闸门室和渐变(jinbin)段。洞身段用以输送水流，需要衬砌。出口段用以连接消能设施。 无压泄水隧洞的出口仅设有门框； 压力泄水隧洞的出口要设渐变段和工作闸门室。 四、水工(shu n)隧洞的组成部分共一百页有压洞一般(ybn)为圆形无压洞一般为门洞形、马蹄形或蛋形 五、洞身断面(dun min)形式共一百页共一百页内容摘要水利工程基本知识。水利枢纽按其所在地区的地貌形态可分为：平原地区水利枢纽和山