讲义水利水电工程水工建筑物讲义 图文并茂

水工建筑物第一章总论我国的水资源：

河流总43万km，流域面积在1000km2以上的河流有1598条，流域面积在10000km2以上的河流有79条，大小湖泊2000多个。 年平均径流总量2.78万亿m3(人均约2100m3，只有世界人均水量1/4)。 水力资源：6.94亿kw，其中可开发利用的约为4.02亿kw。到2005年已开发1亿kw,装机容量居世界第二，2010年装机容量已超过2亿kw，居世界第一。规划发展到2020年的2.5亿kW，即在电力结构中的比例从24%左右增长到26.8%

。一、水资源与水利建设二、水利枢纽和水工建筑物三、河川水利枢纽对环境的影响四、水利枢纽与水工建筑物的等级划分五、水工结构可靠度设计原理六、分项系数极限状态设计方法七、水工建筑物的优化设计八、水工科技问题的研究途径第一节水资源与水利建设

一、中国水资源开发利用中存在的问题１、防洪安全缺乏保障重点工程完建后，防洪标准100年一遇；个别大中型城市20年一遇常遇洪水；中小河流防洪标准基本上为5~10年；各类型水库中，老、病、险水库占40%以上；２、资源紧缺与浪费并存农业用水：灌溉水利用系数0.45~0.4，先进国家该系数为0.7~0.8；工业用水：法国、美国、日本每吨钢耗水量仅为中国1/50~1/18。３、水质污染严重依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类：Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区；

Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等；

Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通到、水产养殖区等渔业水域及游泳区；

Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；

Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

５、人口、经济增长、供需矛盾突出 21世纪水资源正在变成一种宝贵的稀缺资源，水资源问题已不仅仅是资源问题，更成为关系到国家经济、社会可持续发展和长治久安的重大战略问题。本世纪以来，随着人口膨胀与工农业生产规模的迅速扩大，全球淡水用量飞快增长。

从1900－1975年，世界农业用水量增加了7倍，工业用水量增加了20倍，并且近几十年来，用水量正以每年4%－8%的速度持续增加，淡水供需矛盾日益突出。４、水资源开采过度，环境问题严重二、水利建设水利工程的重要作用

水资源是人类生存及社会发展的一项基本因素，随着生产的发展和生活水平的不断提高，人们对水的要求日益增多，而大自然的来水：地域、年际、年内分配不均，使来水与供水矛盾，解决这种矛盾的根本措施是修建水利工程。讨论我国在建的大型水利工程；我国主要风电、太阳能电站、核电站的建设概况。封建统治时期

封建统治，人民群众的力量与智慧受到压抑，生产力低下，科学技术落后，水利设施失修，灾患频繁，水利事业处于停滞状态。

1928年，遍及全国的旱灾，灾民人数为当时全国人口的1/41931、1933、1935、1939年，江、淮、黄、汉以及海河的洪灾，也使人民生命财产蒙受了巨大损失。

共和国成立后

中华人民共和国成立后，我国的水利建设才有了较大的发展。

（统计数据至上世纪末）整修和兴建了约26万Km的堤防疏浚整治了排水河道，开辟了海河和淮河的排洪通道兴建86000多座水库，面积10000亩以上的灌区有2500多处（1995、1996年水利工程抵御特大洪水，防止减免洪灾挽回经济损失达7800亿元）水电装机从1949年的16.3万KW发展到6400万KW共和国成立后（续）

中华人民共和国成立后，我国的水利建设才有了较大的发展。灌溉面积从2.4亿亩上升到7亿亩以上3.4亿亩易涝耕地，2/3得到初步的治理，1.1亿亩盐碱地，1/2得到改良城市、工业供水及农牧区人、畜饮水提供了相当数量的水源为工农业生长和人民生活提供了电能现状与理想的差距我国大江大河的防洪还没有真正的解决我国农业目前仍在很大程度上受制于自然地理和气候条件工业和城市用水增长速度快，一些沿海城市已经出现淡水供应困难，水源紧缺将日益成为限制我国生长和生活提高的重大障碍瓶颈。水能资源的开发比例较低。

坝工建设情况我国的大坝统计资料：（99年统计资料）坝高座数15～30m17526座>30m4578座>100m32座运行（99年底）坝工建设情况（续）大坝数量统计（ICOLD)第二节水利枢纽和水工建筑物

为了综合利用水利资源达到防洪、灌溉、发电、给水、航运等目的，需要修几种不同类型的水工建设物，例如：挡水、泄水、输水或其它专门建筑物等，以控制和支配水流，满足国民经济的需要，这些建设物称为水工建筑物，水工建筑物的综合体称为水利枢纽。

一个水利枢纽的功能可以是单一的；多数同时兼有几种功能，称为综合利用水利枢纽。水工建筑物分类-按其功用可划分挡水建筑物：拦截或者约束水流，并可以承受一定水头作用的建筑物，如坝、闸、堤。泄水建筑物：排泄水库、湖泊、河渠等多余水量，以保证让挡水建筑物和其他建筑物安全，或者在必要时降低库水位乃至放空水库而设置的建筑物，如溢流坝、溢洪道、泄洪洞等。

输水建筑物：为灌溉、发电、城市或者工业给水等需要，将水自水源或某处送至另一处或用户的建筑物。如引水隧洞、引水涵管、渠道、灌槽、倒虹吸管、输水涵洞等。取水建筑物：输水建筑物的首部建筑，如进水闸、扬水站等。整治建筑物：用以整治河道，改善河道的水流条件，如丁坝、顺坝、导流堤、护岸等。

专门建筑物：专门为灌溉、发电、治水、航运等用的建筑物，如电站厂房、船闸、升船机、鱼道、伐道。

按筑坝材料来分：土石坝、混凝土坝、浆砌石坝、木坝等。按构造特点来分：重力坝、拱坝、支墩坝等。按是否泄水来分：非溢流坝、溢流坝。按使用期限来分：永久性建筑物、临时性建筑物；永久性建筑物又按其重要性分为主要建筑物和次要建筑物。标志性工晕程:50年代的新安江水电站蔬，混凝照土宽缝王重力坝痒，坝高102习m60年代的刘家峡，混凝区土重力抓坝，强亚震区，着坝高147m70年代，乌江渡重力拱籍坝，石伯灰岩岩淘溶区，庄坝高165m80年代，葛洲坝工程，大昆江截流流旷量达440扣0～480奸0m3臭/s90年代，三峡工程，世界第伟一（库容度、发电量察、混凝土情工程量、委船闸等十欲个)；二滩拱坝，第一个鲜国际招标平，我国最输高拱坝；小浪底，第一个歌引进外资晕，出现惯洋工仔.葛洲坝靠水利枢跌纽开关站船闸大江厂工房泄洪闸二江厂房冲沙闸二三船逗闸西坝管理塞及生活区二滩水电授站是一座渣以发电为矛主的大型而水力发电煌枢纽，它请的坝型为孙混凝土双皇曲拱坝，取最大坝高240米，是申中国已歼建成的速最高坝项，它的伶高度在艳世界同属类型坝蒙中居第伙四位。二滩水电溪站枢纽布亩置图小湾抛物乌线型混凝虽土双曲拱叮坝，最大蚂坝高为292米世界在就建的最膀高双曲蒙拱坝：神锦屏一洒级混凝纷土双曲环拱坝，枝最大坝傲高为305米小浪底水历利枢纽位观置图高坝洲促水利枢恰纽凤滩水指电站水布垭水饶利枢纽隔河岩控水利枢车纽丹江口撇水电站水工建视筑物的属特点工作条族件复杂灰性。由于誓水的作盯用造成殿：静水夕压、扬紫压力、站渗水作胖用、泄铜水冲刷余等。设计选扑型独特嚼性。按当地刑地形、地推质条件设发计，因此管找不到两坡个完全相胀同的坝。施工建造咳的艰巨性。除自然破环境条件屡外，尚有声水的作用勒，要解决弓导流问题吸，施工进斗度与洪水扶“赛跑”扁问题。失事后恳果的严奋重性。失事后阶，水头急混泄、人民茧财产损坏困严重。工程效益阵大，对周瓣围的影响锹大。水利枢颗纽的多寇功能性绘，在社球会各方恭面都产们生巨大辅的效益见。现代水工淋建筑物的巾发展葛州坝271亭.5万kw二滩55×担6=3漂30万kw三峡70×先26=狐182鉴0万kw高坝：济目前世铅界上坝恐高120绍m的高坝已广超过200座。最高的原苏宗联罗贡滩土石坝335m。已建疗我国二遗滩电站晚拱坝245诸m。在建小兆湾拱坝292刻m，在建锦筐屏一级拱耀坝305m，。小结：高坝，工察期短，投异资效益高氏，泄洪消盒能问题多东，抗震、市边坡、朴稳定要胀求提高。第三节翼河祖川水利齿枢纽对傅环境的歌影响水利工评程的建剧设会使壳原有的筹平衡失弃调，特情别是高机坝大库岂的修建和运继用。（一）物超理的影响1、淤积吐和冲刷鱼：由于水乌库形成财后，流泥速减低滥，造成堂泥沙淤积，水峡库库容减监少，并影剧响水库的撤使用年限忌，高坝高讽速水流，会杀造成下泄游河床赤的冲刷授。2、水文状顽态的变化理：水库蓄农水造成栋上游地皂下水位霜的抬高，下游凝地下水位改下降。3、水质答的变化妨：一般水按库都有尽使水质途改善的耐效果。4、气候的妇变化：增加了下皮雾的频率乎，库内降酿雨增加。5、地震条的影响想：水库诱发粘地震（高弹坝、大库素容）。（二）娃生物的成影响水库对限渔业有献利，但积对鱼的窑回游是叨个主要屠障碍，哭对血吸虫等疾病挺增加了传私染的危险露性。（三）混对人类与的影响1、移民斧问题。2、一旦大螺坝失事，叙对下游造樱成的危害傍很大。3、修成水海库，形成店避暑旅游之的好地方仅。瓦依昂(Va仁jon争t)拱坝back瓦依昂搞拱坝上唐游大滑兽坡意大利的瓦依昂驶（Vajo闲nt）拱坝，196嫁3年10月9日上游大滑珠坡，造成150库m高涌浪翻京越坝顶，仁冲毁下游鉴村镇，死呀亡200他0人。坝高262m，当时世暂界最高滑坡体晨长1.8窃Km，宽1.6横Km，体积达2.7亿m3水库在30～45雁s内几乎算被滑冲执材料填捎没整个失毅事过程便历时仅7m严in沟后水胡库沙砾银石面板画坝

失仗事实录坝体溃谱口（下游视干图）沟后水睬库沙砾捕石面板共坝

失旗事实录厌（续）坝体溃赢口（上归游视图泰）板桥水库及失事758大洪水10多万人死应亡失事原胆因启示第四节陷水利野枢纽与件水工建俩筑物的地等级划腐分1、意义：按具有的焦作用和重安要性分等碍级。2、不同庆级别的其建筑物才，在下砖列方面拌要求也蹄不同：①设计基准听期②抗御灾害团的能力：范洪水标准动，坝顶安仿全超高等(p18低8)③安全性裹：强度吨和稳定施性(p1碑67)④建筑材驴料⑤运行可删靠性根据《水利水谅电枢纽自工程等继级划分摄及设计予标准》（山区桥、丘陵呢区部分让）SDJ1题2-78水利枢纽制分等：五等水工建虾筑物分持级：五级其中，建筑物的些级别取决于工程的州等别。水利