《水利工程基礎(chǔ)知識(shí)》

1、整理課件 水利工程基本知識(shí)水利工程基本知識(shí) 整理課件 第第一節(jié)一節(jié) 水資源與水利水資源與水利工程工程整理課件 全球總量約15億km333的淡水儲(chǔ)藏在極地和冰山冰川之中；另外相當(dāng)大的部分埋藏于地下。 對(duì)人類起著重要作用的江河湖泊地表水資源，其水量的總和約為47萬億m3。 整理課件 我國年平均徑流量萬億m3，徑流總量居世界第6位，人均則為世界平均水平的1/4，排名在110位之后。 影響水循環(huán)的因素 1、氣象因素：風(fēng)向 風(fēng)速 溫度 濕度 2、下墊面因素：地形 地質(zhì) 土壤 植被 3、人類活動(dòng)：水利措施特點(diǎn)：特點(diǎn)：時(shí)空分布不均勻性時(shí)空分布不均勻性整理課件 水利工程水利工程: : 所謂水利工程，是指所謂水

2、利工程，是指對(duì)自然界的地表水和地下對(duì)自然界的地表水和地下水進(jìn)行控制和調(diào)配，以達(dá)水進(jìn)行控制和調(diào)配，以達(dá)到到除害興利除害興利目的而修建的目的而修建的工程。工程。整理課件 1 1、工程量大、工程量大 2 2、投資多、投資多 3 3、工期長(zhǎng)、工期長(zhǎng) 4 4、工作條件的復(fù)雜性、工作條件的復(fù)雜性 5 5、受自然條件制約，施工難度大、受自然條件制約，施工難度大 6 6、工程效益大對(duì)環(huán)境影響大、工程效益大對(duì)環(huán)境影響大 7 7、失事后果嚴(yán)重、失事后果嚴(yán)重水利工程的特點(diǎn)水利工程的特點(diǎn)整理課件整理課件整理課件 水利工程分類水利工程分類防洪工程防洪工程農(nóng)田水利工程農(nóng)田水利工程水力發(fā)電工程水力發(fā)電工程供水與排水工程供水

3、與排水工程航道及港口工程航道及港口工程環(huán)境水利工程環(huán)境水利工程整理課件第二節(jié)第二節(jié) 水利樞紐與水工建筑物水利樞紐與水工建筑物 整理課件 ( (一一) ) 水利樞紐水利樞紐為了達(dá)到防洪、獲得發(fā)電、灌溉、供水為了達(dá)到防洪、獲得發(fā)電、灌溉、供水等方面的效益，需要在河流的適宜地段等方面的效益，需要在河流的適宜地段修建不同類型的建筑物，用來控制和分修建不同類型的建筑物，用來控制和分配水流。這些建筑物統(tǒng)稱為水工建筑物。配水流。這些建筑物統(tǒng)稱為水工建筑物。而由不同類型的水工建筑物組成綜合體，而由不同類型的水工建筑物組成綜合體，稱為水利樞紐。稱為水利樞紐。整理課件水利樞紐分類水利樞紐分類 水利樞紐按其所在地區(qū)

4、的水利樞紐按其所在地區(qū)的地貌形態(tài)可分為：平原地區(qū)水地貌形態(tài)可分為：平原地區(qū)水利樞紐和山區(qū)利樞紐和山區(qū)( (包括丘陵地區(qū)包括丘陵地區(qū)) )水利樞紐。水利樞紐。整理課件 也可按承受水頭大小，分也可按承受水頭大小，分為：高、中、低水頭水利樞為：高、中、低水頭水利樞紐。紐。 按水利樞紐的作用，可分按水利樞紐的作用，可分為：蓄水樞紐、取水樞紐等。為：蓄水樞紐、取水樞紐等。整理課件溢流重力壩溢流重力壩 水電站水電站升船機(jī)升船機(jī)土石壩土石壩重力壩重力壩丹江口水利樞紐丹江口水利樞紐整理課件圖1-2 四川省都江堰工程布置示意圖內(nèi)江內(nèi)江外江外江魚嘴魚嘴寶瓶口寶瓶口金鋼堤金鋼堤都江堰工程都江堰工程布置示意圖布置示意

5、圖整理課件 (二二)水工建筑物的分類水工建筑物的分類整理課件 (1) 擋水建筑物擋水建筑物用以攔截江河，形成水庫或壅高水位。用以攔截江河，形成水庫或壅高水位。 如各種材料和類型的如各種材料和類型的壩壩和和水閘水閘，以及為防御，以及為防御洪水或阻擋海潮，沿江河海岸修建的洪水或阻擋海潮，沿江河海岸修建的堤防堤防及海及海塘等。塘等。整理課件三峽水利樞紐三峽水利樞紐整理課件(2) 泄水建筑物泄水建筑物用以宣泄多余水量，排放泥沙和用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或?yàn)槿朔?、檢修而放空水冰凌，或?yàn)槿朔馈z修而放空水庫等，以保證壩和其他建筑物的庫等，以保證壩和其他建筑物的安全。安全。整理課件小浪底泄水小浪底

6、泄水整理課件(3) 輸水建筑物輸水建筑物 為灌溉、發(fā)電和供水的需要，從為灌溉、發(fā)電和供水的需要，從上游向下游輸水用的建筑物，如引水上游向下游輸水用的建筑物，如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。吸等。 整理課件拱式渡槽拱式渡槽整理課件(4) 取取(引引)水建筑物水建筑物 是輸水建筑物的首部建筑，是輸水建筑物的首部建筑，如引水隧洞的進(jìn)口段、灌溉渠首如引水隧洞的進(jìn)口段、灌溉渠首和供水用的進(jìn)水閘、揚(yáng)水站等。和供水用的進(jìn)水閘、揚(yáng)水站等。 整理課件 (5) 整治建筑物整治建筑物 用以改善河流的水流條件，用以改善河流的水流條件，調(diào)整水流對(duì)河床及河岸的作用，以調(diào)整水流對(duì)

7、河床及河岸的作用，以及為防護(hù)水庫、湖泊中的波浪和水及為防護(hù)水庫、湖泊中的波浪和水流對(duì)岸坡的沖刷。流對(duì)岸坡的沖刷。整理課件 (6) 專門建筑物專門建筑物 為灌溉、發(fā)電、過壩需要為灌溉、發(fā)電、過壩需要而興建的建筑物。而興建的建筑物。 如專為發(fā)電用的壓力前池、如專為發(fā)電用的壓力前池、調(diào)壓室、電站廠房等。調(diào)壓室、電站廠房等。整理課件 第三節(jié)第三節(jié) 水利樞紐分等水利樞紐分等 和水工建筑物分級(jí)和水工建筑物分級(jí)整理課件 首先按水利樞紐工程的規(guī)模、首先按水利樞紐工程的規(guī)模、效益及其在國民經(jīng)濟(jì)中的作用進(jìn)效益及其在國民經(jīng)濟(jì)中的作用進(jìn)行分等，分五等，然后再對(duì)各組行分等，分五等，然后再對(duì)各組成建筑物按其所屬樞紐的等別

8、、成建筑物按其所屬樞紐的等別、建筑物在樞紐中所起的作用和重建筑物在樞紐中所起的作用和重要性進(jìn)行分級(jí)，分五級(jí)。要性進(jìn)行分級(jí)，分五級(jí)。整理課件第二章第二章 土石壩土石壩第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 土石壩的特點(diǎn)與類型土石壩的特點(diǎn)與類型 整理課件小浪底土石壩樞紐壩址整理課件小浪底壩體剖面圖整理課件密云水庫整理課件 土石壩的優(yōu)點(diǎn)土石壩的優(yōu)點(diǎn)筑壩材料可以就地取材。筑壩材料可以就地取材。能適應(yīng)各種不同的地形、能適應(yīng)各種不同的地形、地質(zhì)和氣候條件。地質(zhì)和氣候條件。適應(yīng)大型機(jī)械化。適應(yīng)大型機(jī)械化。構(gòu)造簡(jiǎn)單，運(yùn)用管理方便。構(gòu)造簡(jiǎn)單，運(yùn)用管理方便。整理課件土石壩的缺點(diǎn)：土石壩的缺點(diǎn)： 壩頂不能溢流。壩頂不能溢流。施工導(dǎo)

9、流不方便。施工導(dǎo)流不方便。壩體填筑工程量大。壩體填筑工程量大。整理課件一、土石壩設(shè)計(jì)的基本要求一、土石壩設(shè)計(jì)的基本要求（1 1）具有足夠的斷面維持壩體的穩(wěn)定）具有足夠的斷面維持壩體的穩(wěn)定（2 2）設(shè)置良好的防滲和排水設(shè)施控制滲流）設(shè)置良好的防滲和排水設(shè)施控制滲流（3 3）設(shè)計(jì)合理）設(shè)計(jì)合理（4 4）泄洪建筑物具有足夠的泄洪能力）泄洪建筑物具有足夠的泄洪能力（5 5）采取適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施）采取適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施整理課件土石壩的工作條件土石壩的工作條件 滲流影響滲流影響 沖刷影響沖刷影響 沉陷影響沉陷影響 其他影響其他影響整理課件二、土石壩的類型二、土石壩的類型 按壩體高度可分為：高按壩體高度可分為：高

10、壩、中壩、低壩。壩、中壩、低壩。 按施工方法可分為：碾按施工方法可分為：碾壓式土石壩，沖填式土石壩，壓式土石壩，沖填式土石壩，水中填土壩和定向爆破堆石水中填土壩和定向爆破堆石壩等。壩等。 整理課件均質(zhì)壩均質(zhì)壩土質(zhì)心墻壩土質(zhì)心墻壩土質(zhì)斜墻壩土質(zhì)斜墻壩按土料在壩身內(nèi)的配置和防滲體按土料在壩身內(nèi)的配置和防滲體所用的材料又可分為：所用的材料又可分為： 土質(zhì)斜心墻壩土質(zhì)斜心墻壩多種土質(zhì)壩多種土質(zhì)壩人工材料心墻壩人工材料心墻壩人工材料斜墻壩人工材料斜墻壩整理課件堆石體堆石體（1 1）墊層區(qū)）墊層區(qū) （2 2）過渡區(qū)）過渡區(qū) （3 3）主堆石區(qū)）主堆石區(qū) （4 4）下游堆石區(qū)）下游堆石區(qū) 圖圖 面板堆石壩主

11、要分區(qū)示意圖面板堆石壩主要分區(qū)示意圖1(1A)-上游鋪蓋區(qū)；2(1B)-蓋重區(qū)；3(2A)-墊層區(qū)；4(2B)-特殊墊層區(qū)；5(3A)-過渡區(qū)；6(3B)-主堆石區(qū)；7(3C)-下游堆石區(qū)；8(3D)-下游護(hù)坡；9-可變動(dòng)的主堆石區(qū)與下游堆石區(qū)與下游堆石區(qū)界面，角度依壩料特性及壩高而定；10(3E)-拋石區(qū)（或?yàn)V水壩趾區(qū)）；11(F)-混凝土面板整理課件第二節(jié)第二節(jié) 土石壩的基本剖面土石壩的基本剖面 土石壩的壩體剖面由壩體、土石壩的壩體剖面由壩體、防滲體、排水體、護(hù)坡四部防滲體、排水體、護(hù)坡四部分組成。分組成。整理課件 壩身壩身主要用來保持壩體的穩(wěn)定。主要用來保持壩體的穩(wěn)定。 防滲體防滲體的作

12、用控制滲流。的作用控制滲流。 排水體排水體的作用是引導(dǎo)滲流。的作用是引導(dǎo)滲流。 上游護(hù)坡上游護(hù)坡為了防止風(fēng)浪淘刷。為了防止風(fēng)浪淘刷。 整理課件 排水設(shè)備排水設(shè)備 ( (常見的排水型式常見的排水型式) )棱體排水棱體排水貼坡排水貼坡排水褥墊排水褥墊排水綜合式排水綜合式排水整理課件 第三章第三章 巖基上的重力壩巖基上的重力壩整理課件 一、重力壩的工作原理及特點(diǎn)一、重力壩的工作原理及特點(diǎn)整理課件重力壩的工作原理重力壩的工作原理: : 主要依靠壩體自身重量在滑動(dòng)面主要依靠壩體自身重量在滑動(dòng)面上產(chǎn)生的抗滑力來抵消壩前水壓力以上產(chǎn)生的抗滑力來抵消壩前水壓力以滿足穩(wěn)定的要求大壩。滿足穩(wěn)定的要求大壩。整理課件

13、重力壩的工作特點(diǎn)重力壩的工作特點(diǎn): : 優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)整理課件優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：(1 ) 結(jié)構(gòu)作用明確，設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)作用明確，設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)便，安全可靠。安全可靠。 重力壩沿壩軸線用橫縫分成若干壩段，各壩段獨(dú)立工作 ，結(jié)構(gòu)作用明確，穩(wěn)定和應(yīng)力計(jì)算都比較簡(jiǎn)單。(2 ) 對(duì)地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。對(duì)地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。 任何形狀的河谷都可以修建重力壩。因?yàn)閴误w作用于地基面上的壓應(yīng)力不高，甚至在土基上也可以修建高度不大的重力壩。整理課件(3) 樞紐泄洪問題容易解決。樞紐泄洪問題容易解決。 重力壩可以做成溢流的，也可以在壩身不同高度設(shè)置世水孔，一般不需另設(shè)溢洪道或世水隧洞，樞紐布置緊凄。(4)

14、便于施工導(dǎo)流。便于施工導(dǎo)流。 在施工期可以利用壩體導(dǎo)流，一般不需要另設(shè)導(dǎo)流隧洞。(5) 施工方便。施工方便。 大體積混凝土可以采用機(jī)械化施工，在放樣、立模和1昆凝土澆筑方面都比較簡(jiǎn)單，井且補(bǔ)強(qiáng)、修復(fù)、維護(hù)或擴(kuò)建也比較方便。整理課件缺點(diǎn)缺點(diǎn):(1)壩體剖面尺寸大，材料用量多。(2) 壩體應(yīng)力較低，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮。(3) 壩體與地基接觸面積大，相應(yīng)壩底揚(yáng)壓力大，對(duì)穩(wěn)定不利。(4) 壩體體積大，由于施工期混凝土的水化熱和硬化收縮，將產(chǎn)生不利的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，因此，在提筑混凝士時(shí)，需要有較嚴(yán)格的溫度控制措施。整理課件重力壩的類型重力壩的類型 按壩的高度分類為：高壩、中壩按壩的高度分類為：高壩

15、、中壩、低壩三類。、低壩三類。 按筑壩材料分類可分為：混凝土按筑壩材料分類可分為：混凝土重力壩和漿砌石重力壩。重力壩和漿砌石重力壩。 按壩體的結(jié)構(gòu)型式分類可分為：按壩體的結(jié)構(gòu)型式分類可分為：實(shí)體重力壩、寬縫重力壩、空腹重力實(shí)體重力壩、寬縫重力壩、空腹重力壩壩 。整理課件朱莊漿砌石重力壩朱莊漿砌石重力壩整理課件寬縫重力壩寬縫重力壩工程量比實(shí)體重力壩要省工程量比實(shí)體重力壩要省10%10%20%20% 整理課件潘家口寬縫重力壩潘家口寬縫重力壩整理課件廣東楓樹壩空腹重力壩廣東楓樹壩空腹重力壩整理課件佛子嶺連拱壩佛子嶺連拱壩梅山連拱壩梅山連拱壩整理課件佛子嶺連拱壩佛子嶺連拱壩整理課件湖南鎮(zhèn)梯形支墩壩湖南

16、鎮(zhèn)梯形支墩壩整理課件寬縫重力壩寬縫重力壩整理課件 二二 泄水重力壩泄水重力壩整理課件溢流壩的工作特點(diǎn)溢流壩的工作特點(diǎn) 溢流壩既是擋水建筑物溢流壩既是擋水建筑物又是泄水建筑物，除應(yīng)滿足又是泄水建筑物，除應(yīng)滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求外，還需要穩(wěn)定和強(qiáng)度要求外，還需要滿足泄水的要求滿足泄水的要求。 整理課件(1)(1)壩頂溢流式壩頂溢流式整理課件(2)大孔口溢流式大孔口溢流式整理課件三峽工程三峽工程整理課件三三 閘門與類型閘門與類型 水工閘門按其功用可水工閘門按其功用可分為工作閘門、事故閘門分為工作閘門、事故閘門和檢修閘門。和檢修閘門。 整理課件四四 消能工的形式消能工的形式整理課件4.4.消力戽消能消力戽

17、消能2.2.底流式消能底流式消能3.3.面流消能面流消能5.5.聯(lián)合消能聯(lián)合消能1.1.挑流消能挑流消能整理課件圖片名稱：貓?zhí)蛹t巖水電站圖片名稱：貓?zhí)蛹t巖水電站 電站地點(diǎn)：貴州修文電站地點(diǎn)：貴州修文所在河流：貓?zhí)铀诤恿鳎贺執(zhí)铀谒担洪L(zhǎng)江水系所在水系：長(zhǎng)江水系 主要壩型：雙曲拱壩主要壩型：雙曲拱壩 壩頂高程：壩頂高程：890890米米最大壩高：最大壩高：6060米米貓?zhí)蛹t巖水電站貓?zhí)蛹t巖水電站整理課件二灘雙曲拱壩二灘雙曲拱壩圖片名稱：二灘水電站圖片名稱：二灘水電站 電站地點(diǎn)：四川省攀枝花市電站地點(diǎn)：四川省攀枝花市所在河流：雅礱江所在河流：雅礱江所在水系：長(zhǎng)江水系所在水系：長(zhǎng)江水系

18、 主要壩型：混凝土拱壩主要壩型：混凝土拱壩壩高：壩高：240 240 米米 整理課件石門拱石門拱壩壩圖片名稱：石門水庫圖片名稱：石門水庫電站地點(diǎn)：陜西漢中電站地點(diǎn)：陜西漢中所在河流：褒河所在河流：褒河所在水系：黃河水系所在水系：黃河水系主要壩型：混凝土拱壩主要壩型：混凝土拱壩 壩頂高程：米壩頂高程：米最大壩高：最大壩高：8888米米整理課件圖片名稱：佛子嶺水電站圖片名稱：佛子嶺水電站 大壩全景大壩全景 電站地點(diǎn)：安徽霍山電站地點(diǎn)：安徽霍山 所在河流：淠河所在河流：淠河 所在水系：淮河水系所在水系：淮河水系 主要壩型：連拱壩主要壩型：連拱壩 壩頂高程：米壩頂高程：米最大壩高：米最大壩高：米整理課

19、件 第四章第四章 拱拱 壩壩整理課件一、拱壩的特點(diǎn)一、拱壩的特點(diǎn)拱壩的結(jié)構(gòu)拱壩的結(jié)構(gòu) 拱壩是固接在基巖上拱壩是固接在基巖上的空間殼體結(jié)構(gòu)（高次超的空間殼體結(jié)構(gòu)（高次超靜定結(jié)構(gòu)）靜定結(jié)構(gòu)）整理課件 拱壩的受力拱壩的受力 拱壩所承受的水平荷拱壩所承受的水平荷載一部分通過拱的作用壓載一部分通過拱的作用壓向兩岸巖體，另一部分通向兩岸巖體，另一部分通過豎直梁的作用傳到壩底過豎直梁的作用傳到壩底基巖?；鶐r。整理課件 拱壩的穩(wěn)定拱壩的穩(wěn)定 壩體的穩(wěn)定主要依靠?jī)蓧误w的穩(wěn)定主要依靠?jī)砂豆岸说姆戳ψ饔?，并不全岸拱端的反力作用，并不全靠壩體自重來維持?？繅误w自重來維持。整理課件 1 1、用拱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，充分利用、用拱

20、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，充分利用 材料強(qiáng)度。材料強(qiáng)度。2 2、穩(wěn)定依靠?jī)砂豆岸说姆戳?、穩(wěn)定依靠?jī)砂豆岸说姆戳砭S持。來維持。3 3、超載能力強(qiáng)，安全度高。、超載能力強(qiáng)，安全度高。 4 4、抗震性能好。、抗震性能好。5 5、壩身泄流布置復(fù)雜。、壩身泄流布置復(fù)雜。整理課件 二、拱壩壩址的地形二、拱壩壩址的地形 和地質(zhì)條件和地質(zhì)條件 整理課件 用壩頂高程處的河谷用壩頂高程處的河谷寬度和壩高之比（稱為寬度和壩高之比（稱為寬寬高比高比L/HL/H）來描述河谷形狀。）來描述河谷形狀。 用壩底最大厚度和用壩底最大厚度和壩壩高之高之比（稱為厚高比比（稱為厚高比T/HT/H）來描述拱壩的薄厚程度。來描述拱壩的薄厚程度。（一）

21、地形條件（一）地形條件整理課件 寬高比寬高比 厚高比厚高比當(dāng)時(shí)，薄拱壩；當(dāng)時(shí)，薄拱壩； 時(shí)時(shí)，中厚拱壩；，中厚拱壩； ，重力拱壩；，重力拱壩； 時(shí)，不宜修建拱壩。時(shí)，不宜修建拱壩。 整理課件 （二）地質(zhì)條件（二）地質(zhì)條件 基巖比較均勻，堅(jiān)固完基巖比較均勻，堅(jiān)固完整，有足夠的強(qiáng)度，透水性整，有足夠的強(qiáng)度，透水性小，能抵抗水的侵蝕、耐風(fēng)小，能抵抗水的侵蝕、耐風(fēng)化、岸坡穩(wěn)定、沒有大斷裂化、岸坡穩(wěn)定、沒有大斷裂等。等。整理課件 三、拱壩的形式三、拱壩的形式 整理課件 按其厚高比特征可分按其厚高比特征可分為薄拱壩、中厚拱壩、厚為薄拱壩、中厚拱壩、厚拱壩拱壩( (或稱重力拱壩或稱重力拱壩) )。整理課件 按其壩體形態(tài)的特征可按其壩體形態(tài)的特征可分為定圓心等半徑拱壩分為定圓心等半徑拱壩( (或或稱單曲拱壩稱單曲拱壩) )；等中心角變；等中心角變半徑拱壩；變圓心變半徑半徑