第一篇蓄水枢纽的水工建筑物

水工建筑物专业：港口海岸及治河工程武汉大学水利水电学院.个人简介李典庆1975年湖北竹溪2008,12－至今武汉大学教授博导

2005,07-2008,11武汉大学副教授

2007,11-2008,01香港科技大学访问学者

2004,01-2005,06香港科技大学博士后

2001,03-2003,12上海交通大学博士1998,09-2001,02河海大学硕士1994,09-1998,07河海大学本科例题及考题网址基本要求/expert/dianqing国家重点实验室专家主页水工建筑物安全、健康诊断及寿命预测水工建筑物水工建筑物课程的重要性

课程定位港口海岸及治河工程专业重最要的专业课之一必修课课程内容主要讲授水工建筑物设计的基本理论和方法以及水工建筑物规划、施工和管理等方面的基本知识课程意义通过本课程的学习，使学生具备进行水工建筑物设计的基本技能，并能运用所学知识来解决工程实际问题，为毕业后在水利、水电等部门从事相关的规划、设计、施工和管理等工作打下一定的基础后果国内：75.8事故1975年8月河南省中部一场特大暴雨造成板桥、石漫滩两座大型水库及58座中小型水库溃坝。国外：美国提堂土石坝溃坝1976年，美国爱达河州蛇河支流提堂河上水库溃坝事故29个县12000km2土地受淹1700万亩耕地1100万人受灾

2.6万人死亡直接经济损失约百亿元工程开发费4000万美元780km2地区受淹、

14人死亡2.5万人无家可归52km铁路遭破坏40万亩农田受淹青海省沟后坝溃坝1993年1993年8月27日大坝溃决失事,当时库水位3277m,冲毁部分为坝体的50%。混凝土面板砾石坝沟后坝溃决后下游拍摄全景水工建筑物俄罗斯最大的水电站萨彦-舒申斯克水电站2009年8月17日发生事故，死亡75人水工建筑物绪论1第一章重力坝1第二章拱坝20第三章土石坝3绪论第一节水资源与水利水电工程建设一、世界水资源概况地球上的水总量很大，约为15亿km3，但绝大部分是海洋中的咸水；人类可以利用的淡水总量约为0.38亿km3，仅占全球总水量的2.5%，这其中有80%左右的淡水储藏在极地和冰山、冰川，还有一部分藏于地下；对人类起着特别重要作用的地表水，全球约为47万亿m3，人均约9000m3。淡水总量：

2.8万亿m3地下水：1000亿m3

地表水：2.7万亿m3河川径流地下水二、我国水资源状况建设节水型社会是必然的选择人均占有量010002000300040005000600070008000缺水警戒线734222001760世界目前人均我国目前人均m3/P我国2030年人均1700特点一：总量并不丰富，人均占有量更低

降雨主要集中在汛期；常有连续丰水或干旱年。大多数省份年降水量集中在2～3个月（6－8月）的时间内，即所谓的梅雨季节。汛期

70%30%

非汛期

特点二：年内年际分配不均，旱涝灾害频繁

须建水库增强调控能力。降雨量时间分布不匀的后果是梅雨季节多余的降水形成洪水，并且造成洪涝灾害、水土流失，而其余多数月份降水不能满足用水需要；2006广西梧州长江及以南

长江以北水土地020406080100%81%19%38%62%水土资源分布年降雨量400mm400mm800mm1600mm800mm特点三：地区分布不均，水土资源不相匹配

须建调水工程，提高水资源配置能力。

广西、海南的多年平均降雨量超过1800mm宁夏、甘肃的多年平均降水量小于300mm。我国除东北地区、内陆部分高寒山区及沿海个别地区之外，绝大多数地区的多年平均蒸发量大于多年平均降雨量

气温高或气候干燥。山西省多年平均降水量400～630mm，与西欧一些高原地区接近，不算太小。但是山西多年平均蒸发量高达1600～2000mm，几乎是降雨量4倍。甘肃、宁夏一些地方的多年平均蒸发量甚至是多年平均降雨量的10－20多倍。特点四：我国自然水分蒸发强烈所以，水资源是否短缺不仅要看降水量，还要看蒸发量。法国大巴黎地区属于温带平原和浅丘陵地区，多年平均降雨量只有619mm，可是该地区主要农作物基本不需灌溉降雨年内分布均匀，一年之内12个月的降雨量十分接近。正因为经常降雨，空气湿度大，加上气候温和，所以蒸发量很小。西欧地区很少发生洪水和干旱。以上三个方面因素我国水资源短缺的主要自然因素＋人为因素（水体污染＋用水需求急剧增加）正在加剧水资源危机。三、我国水能源状况我国的人均水资源并不丰富。我国可用于发电的水能资源十分丰富从青藏高原到海平面之间的巨大落差。总量

6.76亿kW可开发量

3.78亿kW年发电量

9200亿kWh人均约700度/年计算机375W杨房沟特点一：总量丰富，开发不足

可开发总量世界第一，占世界总量16.7％到2004年，开发量仅占可开发量1/4，远低于发达国家

60％的平均水平

美国82％；日本84％

欧洲是72%以上

瑞士达到100%以上

大有可为！2008年：火电约占76%,水电约占22%,核电只接近2%,其余为风力等其他电力.三、我国水能源状况

目前，发达国家大部分技术及经济可行的水电资源都得到了开发，发展中国家水电开发率还很低，尤其非洲，开发率还不到8%。中国水电劳务输出（就业机会）

作为首位在国际大坝委员会担任主席的中国科学家，贾金生在接受《科学时报》采访时说：从全世界的发展看，建设水库大坝是应对气候变化、促进人水和谐的关键。但大坝建设有一个认识及技术问题，还有一个利益协调问题，而把认识统一到科学发展观又是困难之最.攀枝花宜宾乐山二滩电站金沙江金沙江岷江大渡河长江雅砻江YibingPanzhihuaLeshang成都

昆明宜宾大理乐山攀枝花丽江澜沧江金沙江雅砻江大渡河岷

江白鹤滩小湾糯扎渡溪洛渡向家坝锦屏一级乌东德金沙江干流：规划20个梯级雅砻江干流：规划21个梯级大渡河干流：规划22个梯级库坝稳定与安全水电开发与保护工程移民与安置高效运行与管理挑战性问题三、我国水能源状况二滩水电站（中国已建最高拱坝）（坝高240m，装机330万千瓦）溪洛渡水电站(装机泄洪仅次于三峡)（坝高272m，装机1260万千瓦）.三、我胀国水能防源状况特点戚二：秧地区叉分布雾不均达，与杆经济洗发展樱不匹旅配78％周水能资蝇源集中于葬西部，东部伟仅6梨％；51％仁用电量令在东部叫。雅鲁藏布江西电东今送年内降微雨集中景在汛期颂；年际筛间江冶河来娱水量敞变化摆大。汛期70%30%

非汛期

须建设重（年调哥节、多困年幸调节）貌大型水奔库。特点皮三：各江河斑来水状量时作间分口布不畜均今后15－20年是水废利水电肯建设的良好罩机遇书期四、颈机遇孔？防汛抗剧旱、粮酷食安全箩、城乡冷供水、柔生态幼保护壮等需求爆；西部右大开初发战窜略的敲机遇东部：摊水能资刃源占6％，蛾开发想率大份于50％；西部：叨水能资册源占78题%，开欲发率终仅8％。水资源偷方面：我国目钩前面临供着水多（洪涝戏灾害）放＋水少（干移旱）前＋水脏（水污浇染）等肉一系列卸严峻问治题；水能源丹方面：开发率冲低、地群区分布招极不不晴均匀；HOW？必须修建各项工程设施，对天然来水进行合理的调配和利用，这些工程措施统称为水利水电工程。按照工程开发目标可分为治河防洪工程、农业水利工程、水力发电工程、航道与港口工程、给排水工程和综合利用水利工程。19景49年以来恰，水库迟大坝860颗00多座谢；江河内堤防决长度17伐00损00铁km；灌溉璃面积面积100克00亩以仔上的阻灌区250缠0多处；水电装诸机容量享。NO白.旅1三峡蔑工程基本眯建成先＋南水北题调工程尼已经肯开工轰（中融线工油程干稳线已全基本陆贯通牛，3月底溪将具榜备通勺水）据；东转线工升程每救年调贫水150亿m3三峡仪水利膛枢纽都江堰愚水利枢裂纽都江堰弃宝瓶口都江堰膜飞沙堰一、匆基本壁概念水工意建筑冒物:水利水上电工程去中采用顾的各种仇建筑物逝；第二辜节课水利肯枢纽厚和水半工建烦筑物水利枢霞纽:在水域周的适当进地点，骑为了一种或外多种目其的而集中猴布置若歉干个不吹同类型观的水工槐建筑物范，各自买发挥不同距作用并敲协调工猛作，构劣成一有以机综合闷体，称格为水利枢勒纽。水利枢纽的作用不同蓄水枢纽引水枢纽泵站枢纽蓄水显枢纽蓄水枢礼纽是在桨挡水建浓筑物（尽挡水坝路）上游阴形成较说大库容的幸水利继枢纽扯，也续叫水库轰枢纽。作用：抬高上朽游水位禾＋对河谊道天然哭流量进尺行年调但节或多年梢调节茄（调盏洪作恶用）垒。适用条棕件：当天热然来皂水量匀在各年之偿间或一该年内有戏较大变很化，但径流总计量可满正足要求的情况固下，一旧般需修记建较高抽的坝，雁以形成奏水库、享抬高上丹游水位盟，并用悠水库的精库容调斧节来水家流量。建筑物齿组成：挡水积建筑欲物（榴大坝低）＋盗泄水言建筑扣物＋炸取水河建筑恩物，痒俗称“水跑库三舟大件雄”。根免据水杠库的霸开发袜目的袖不同泻，如营水电套站和麻通航启船闸灭。葛洲盐坝水回利枢甩纽平时面布丧置图丹江截口水烫利枢胞纽平唱面图引水枢份纽以引水最为主要获目标的低水头水利栋枢纽艺。作用：雍高上低游水位封，控制阔引水流译量，满狱足用水识需要。适用嚷条件铲：河道天然跨流量侄充沛，但水位较阔低，水流霜不能进凳入渠道墓或管道谷。引水符枢纽无珠需对河显道天然训流量进鬼行调节佩，挡水利建筑物予高度不辨大，库紫容也不傅大。建筑物怖组成：进水砖闸、娱雍水佛坝（棚或拦赤河闸碑）、洗冲沙凭闸等俱建筑小物组网成。仍如果冈是综拢合利晴用的宏引水变枢纽蓄，还衫需建胡专门摔建筑衰物，株如水对电站寸和通翼航船痛闸。以泵眯站为佳主体匪的水稳工建屯筑物幸综合熟体。作用潮：把低有处的弱水抽筐送到召高处且，达估到灌趟溉、耗排涝厕、发电（匪抽水蓄蔑能电站裙）、航错运等目钢的。建筑物丢组成：最常馅见的山配套渴建筑俘物通攀常有非引水用闸（蒸灌溉聚泵站予）、口排水秧闸（掩排涝俭泵站冲）、折通航手船闸阵（兼扔有排孩洪、刚航运己功能婶的河捡道）赠。泵站枢瞎纽不属朱于本课不程教学驳内容，在泵及暖泵站课斥程中讲塞授泵站蝇枢纽“南水深北调”涛的东线脾工程，举即从江更都引水矿，通过屿13级度抽水台厕阶和黄厕河河底搁隧道，夸将长江地之水引肝到天津破及河北掏地区，每年丈调水嘱15铁0亿馆立方葛米。江都电旬排站蹲世界贫上最大锯的泵站申枢纽分类标衬准：按作用供分类：挡水建暖筑物葡（拦河劫坝、堤玩防，施涨工围堰障）泄水橡建筑线物（第溢洪洒道、意泄水要闸、俯泄水星隧洞禾）取水嫁建筑由物（排取水杠口、枣进水典闸、膝泵站腔）输水建绳筑物（秤渡槽、班输水隧畏洞等）整治建敬筑物（丁坝、导流紫堤、护深岸等）专门建鬼筑物（船闸、鱼道、筏道诞等）二、足水工姻建筑谜物分园类按使用云期限分返类：永久性碧建筑物欲：工程运用期使用的赢建筑物忌；按在工撑程发挥型的作用徒＋失事奇后造成翅的影响色程度（1）主要店建筑物熄（坝、斤水闸、督泄洪建穷筑物、水电炊站厂全房等陵）；（2）次要字建筑物伐（挡土哑墙、导剧流堤、仪护岸等凝）。临时性花建筑物佣：工程施工期使用正的建妹筑物（导流街建筑物拴、施工纯围堰等井）三、干水利驱水电捆枢纽才工程分等＋水渡工建传筑物分级修建拒的水岩利工寨程应保证凤其可识靠度（安员全性烫、适暴用性守、耐痰久性舞）同季时又泡要保梦证其彼经济担性。阅然而欢安全亦度与租经济镇性是餐相互间矛盾存的，璃工程北的安兔全度每越高岭，投载资也钢越大享。反犯之，南则相唇反。目的：使工程具有足够的、但又不是过分的可靠度，即可靠又经济（优化问题）为此，根据水利工程的重要性对水利枢纽分等和对其水工建筑物分级SL脚25挥2－趋20半00姿《水疾利水羞电枢钓纽工条程等阳级划串分及蚂洪水袍标准饼》工程等别工程规模库容（亿m3）防洪

灌溉发电

保护城镇及工矿区保护农田面积（104亩）灌溉面积（104亩）装机容量（104KW）

一大（1）型≥10特别重要≥500≥150≥120二大（2）型10~1.0重要500~100150~50120～30三中型1.0~0.1中等100~3050~530～5四小（1）型0.1~0.01一般30~55~0.55～1五小（2）型0.01~0.001<5<0.5<1几点卷说明横：（1坡）如超果按慨表中管分等笔指标允分属裹几个晌不同塞等别逢时，整谷个工且程的升等别密应以区其中最高的妹等别为候准。（2浆）水库铜总库容革为水库虹最高水卵位（校核楼洪水肯位）以下怜的静抬库容油。（3）宰治涝和谅灌溉面吨积为设计面积汽（不自是实蓄际）衬。（4炉）表简中防彼洪分家等指柔标，倾对于盗城市还和工爬矿企予业参考表0催－4确庙定（P敞5）故。工程等别ⅠⅡⅢⅣⅤ主要建筑物12345次要建筑物33455对水肆工建决筑物天而言调，是骨要划棚分级滨别依据：工程等禁别使用年卡限（永批久建筑警物或临姑时建筑晚物）重要性瓦（主要洗建筑物背或次要头建筑物滩）水工吵建筑去物可贵划分绳为5个级别永久鬼性水尖工建索筑物几点说柱明：（1）昏损失后悠果巨大接或影响稼十分严党重的2趋－5级愉主要永久性波水工建逐筑物，葵级别可攻提高1兔级；（2）袜对于高剥土石坝率也可提疤高1级搂。（3华）建妹筑物社基础贯工程麦地质们条件祝复杂顶或新才型结绝构，可提升高1牺级；（4）谁永久性骆主要建掘筑物在畜特殊情俱况下，钥建筑物级别可愿提高1策级，但岩是洪水项标准刊不提今高。（5）失事后州损失后记果不大促的可以纸降低1润级。等级摊划分趋是确祸定以降下设队计标狼准的民依据洪水怎标准曲（洪撞水频炎率）挡水建腿筑物的发安全超哥高结构强场度和稳敬定性的勾安全系保数建筑材访料的品猴种、标炉号设计番方法蚀的选及择级别低亦的小型傻或临时侧建筑物翠采用简化计得算方法；重大绝建筑眉物采苍用比故较精它确的稠计算意方法锤（FEA），甚至做辆模型试员验。第三节倚水谢利工程笔的设计酱程序项目建搜议书项目建美议书是娘在流域凉规划、混区域规择划的基粘础上编苍制的要虽求建设灵某项工哲程的建议枕性文到件要求桃政府误部门支将该除项工地程撑列入匆中长密期计不划。可行历性研蠢究在项目忘建议书堪的基础童上，对绿拟建工先程进行遮技术、经济切论证锣。初步设茫计在可行拴性研究润的基础散上，对层工程进休行的基裁本设计邪。包括保进一刮步论聚证在浴指定忆地点昏和规誓定期棵限内旱进行线工程建设漫的可行革性和合稼理性。招标积设计招标驳设计劫是为哗水利帝工程字招标锅而编养制的恨设计腥。它皱是编顶制施工招棚标文件隙和施工名计划的东基础，慰招标设筋计属于挨水利施工和妨招投标供课程教畜学内容般。施工详饿图施工蝴详图召是在和初步距设计磁和招威标设鉴计的捐基础元上，吗绘制稻具体施工嫩图的设污计，是皇现场建蜓筑物施隆工和设熟备安装再的依据。如虏建筑物要基础开翻挖图、喷地基处耕理图等妹等。注意：