水利枢纽与建筑物讲义.ppt

1、2 水库、水利枢纽、水工建筑物水库、水利枢纽、水工建筑物一、水库一、水库reservoir1.作用作用 调节作用调节作用：把来水按用水要求在时间和数量上重新分配。：把来水按用水要求在时间和数量上重新分配。其他作用其他作用：利用大量的蓄水和抬高了的水头来满足发电、：利用大量的蓄水和抬高了的水头来满足发电、航运以及水产等其他用水部门的需要。航运以及水产等其他用水部门的需要。按调节周期分按调节周期分：日调节水库，如葛洲坝、富春江日调节水库，如葛洲坝、富春江 年调节水库，如三峡（不完全的）、九甸峡（完全）年调节水库，如三峡（不完全的）、九甸峡（完全）多年调节水库，如新安江、龙羊峡、丰满多年调节水库，如

2、新安江、龙羊峡、丰满水库与径流调节水库与径流调节水库调节及分类水库调节及分类水水库库调调节节兴兴利利调调节节防防洪洪调调节节日（周）调节日（周）调节年调节年调节多年调节多年调节调节周期：由库空到库满再到库空，循环一次所经历的时间。水库运用水库运用1 1 水库控制运用水库控制运用 水库调度水库调度任务：任务：制定合理的水库运用方案，对入库天然径流进行控制蓄泄，制定合理的水库运用方案，对入库天然径流进行控制蓄泄，最大限度发挥水资源综合效益。最大限度发挥水资源综合效益。依据（编方案）：依据（编方案）：根据承担任务、河川径流变化、各部门用水要求，根据承担任务、河川径流变化、各部门用水要求，保证水库安全

3、保证水库安全内容：内容：拟定各项水利任务的控制运用方式；编制调度规程、调度图、拟定各项水利任务的控制运用方式；编制调度规程、调度图、当年调度计划；制定面临时段（月、旬）的水库蓄泄方案；进行当年调度计划；制定面临时段（月、旬）的水库蓄泄方案；进行水库水量调度运用的实时操作等。水库水量调度运用的实时操作等。主要技术指标主要技术指标 实时调度依据、原则：实时调度依据、原则：上级批准或有关协议上级批准或有关协议水库泥沙淤积及其防治水库泥沙淤积及其防治1 1 水库泥沙冲淤现象和规律水库泥沙冲淤现象和规律1.11.1库区水流形态和输沙流态库区水流形态和输沙流态壅水：指因水流受阻而产生的水位升高现象。如在河

4、流中建造闸坝或壅水：指因水流受阻而产生的水位升高现象。如在河流中建造闸坝或桥墩。桥墩。库区水流形态：壅水流态和均匀流态库区水流形态：壅水流态和均匀流态均匀流态挟沙数量沿程不变，当来沙量大于挟沙量时，发生沿程淤积均匀流态挟沙数量沿程不变，当来沙量大于挟沙量时，发生沿程淤积或冲刷。或冲刷。壅水流态下三种输沙流态：壅水流态下三种输沙流态：1 1）浑水扩散到全断面，流速沿程递减，）浑水扩散到全断面，流速沿程递减，水流挟沙数量沿程递减；水流挟沙数量沿程递减；2 2）浑水沿库底运动，形成异重流输沙流）浑水沿库底运动，形成异重流输沙流态（高含沙水流进入库区遭遇清水后，由于挟沙水流的比重大于清态（高含沙水流进

5、入库区遭遇清水后，由于挟沙水流的比重大于清水而在适当的位置潜入水库底部向前运行的现象）。水而在适当的位置潜入水库底部向前运行的现象）。3 3）异重流在）异重流在坝前清水下面滞蓄。坝前清水下面滞蓄。1.21.2水库泥沙冲刷水库泥沙冲刷溯源冲刷：库水位下降时，产生的向上游发展的冲刷。溯源冲刷：库水位下降时，产生的向上游发展的冲刷。沿程冲刷：水沙条件改变后，原河床与之不相适应，为沿程冲刷：水沙条件改变后，原河床与之不相适应，为了调整河床适应变化了的水沙而发生的冲刷。了调整河床适应变化了的水沙而发生的冲刷。壅水冲刷：开启底孔闸门发生的冲刷。壅水冲刷：开启底孔闸门发生的冲刷。1.3 1.3 库区泥沙淤积

6、形态库区泥沙淤积形态纵剖面形态：三角洲淤积纵剖面形态：三角洲淤积 锥体淤积锥体淤积 带状淤积带状淤积横断面形态：全断面淤积横断面形态：全断面淤积 主槽淤积主槽淤积 沿湿周淤积沿湿周淤积三角洲淤积：发生在库容较大，库水位变幅较小的水库。挟沙水流三角洲淤积：发生在库容较大，库水位变幅较小的水库。挟沙水流进入回水末端以后，水流流速逐渐减小，挟沙能力沿程减小。进入回水末端以后，水流流速逐渐减小，挟沙能力沿程减小。椎体淤积：发生在库容较小，库水位变幅较大的水库。含沙水流将椎体淤积：发生在库容较小，库水位变幅较大的水库。含沙水流将大量泥沙带到坝前。大量泥沙带到坝前。带状淤积带状淤积:发生在库水位变动较大的

7、河道型水库。发生在库水位变动较大的河道型水库。1.4 1.4 水库泥沙冲淤规律水库泥沙冲淤规律冲淤平衡趋向性规律：冲淤结果是达到不冲不淤的平衡状态（水沙冲淤平衡趋向性规律：冲淤结果是达到不冲不淤的平衡状态（水沙平衡）。平衡）。淤积一大片：挟沙浑水到哪，哪里发生淤积。淤积一大片：挟沙浑水到哪，哪里发生淤积。冲刷一条带：水库泄流较大时，冲刷河槽，拉出一条深槽。冲刷一条带：水库泄流较大时，冲刷河槽，拉出一条深槽。死滩：指滩地不能通过冲刷来降低滩面，只能淤不能冲刷。死滩：指滩地不能通过冲刷来降低滩面，只能淤不能冲刷。活槽：指河槽能冲淤交替。活槽：指河槽能冲淤交替。2 2 水库淤积防止措施水库淤积防止措

8、施2.12.1减少泥沙入库（加强水土保持）：植树造林、种草绿化荒山、耕减少泥沙入库（加强水土保持）：植树造林、种草绿化荒山、耕种梯田。种梯田。2.2 2.2 减少水库淤积减少水库淤积引洪放淤引洪放淤 蓄清排浑蓄清排浑 异重流排沙异重流排沙2.32.3清除水库淤积清除水库淤积人工排沙法人工排沙法 机械清淤法机械清淤法 虹吸清淤法虹吸清淤法 高渠泄水冲淤法高渠泄水冲淤法水库对环境的影响水库对环境的影响1 1 对自然环境影响对自然环境影响1.11.1对地质的影响对地质的影响 水库蓄水后，水体压重引起地壳应力增加；水渗入断层，导致断层水库蓄水后，水体压重引起地壳应力增加；水渗入断层，导致断层间润滑度增

9、加；增加岩层中空隙水压力，诱发地震。间润滑度增加；增加岩层中空隙水压力，诱发地震。水库蓄水后水位升高，岸坡土体抗剪强度降低，易发生山体滑坡。水库蓄水后水位升高，岸坡土体抗剪强度降低，易发生山体滑坡。水库蓄水后，库区周围地下水位上升，引起低洼地带沼泽化、土壤水库蓄水后，库区周围地下水位上升，引起低洼地带沼泽化、土壤盐碱化、建筑物地基沉陷。盐碱化、建筑物地基沉陷。1.21.2对土壤的影响对土壤的影响 浸没浸没 沼泽化沼泽化 潜育化潜育化 盐碱化盐碱化潜育化：指土壤长期滞水，严重缺氧。潜育化：指土壤长期滞水，严重缺氧。2.特征水位特征水位characteristic water level(1)正常

10、高水位正常高水位normal high water level(2)设计洪水位设计洪水位design flood level(3)校核洪水位校核洪水位check flood level(4)汛前限制水位汛前限制水位preflood limit w.l.(5)死水位死水位dead w.l.正常蓄水位是水库和水电站最重要的设计参数之一，是确正常蓄水位是水库和水电站最重要的设计参数之一，是确定拦河坝高度、水库容积、利用水头和发电能力的基本依据；定拦河坝高度、水库容积、利用水头和发电能力的基本依据；对水工建筑物的工程量、水库调节性能和水头的利用对水工建筑物的工程量、水库调节性能和水头的利用,关系极关系

11、极大大;对水库和水电站的建设工期、投资、动能经济效益以及水对水库和水电站的建设工期、投资、动能经济效益以及水库淹没损失等均有重要影响。库淹没损失等均有重要影响。水位的设定依据水位的设定依据n当水电站除发电外，尚有其他综合利用任务时，则正常蓄水位选择应当水电站除发电外，尚有其他综合利用任务时，则正常蓄水位选择应统筹考虑统筹考虑水力发电水力发电、防洪、灌溉、航运、供水等综合用水部门的要求，、防洪、灌溉、航运、供水等综合用水部门的要求，进行多方案比较。一般应研究如下方面：进行多方案比较。一般应研究如下方面：地区国民经济发展对电力需求的增长情况；地区国民经济发展对电力需求的增长情况；综合用水部门对水资

12、源开发利用的要求；综合用水部门对水资源开发利用的要求；坝址及水库区地形地质条件的限制和河流年径流量的大小及分布；坝址及水库区地形地质条件的限制和河流年径流量的大小及分布；水库区淹没移民的许可程度，特别应注意重要城镇、铁路、公路及水库区淹没移民的许可程度，特别应注意重要城镇、铁路、公路及贵重矿藏资源提出的高程限制，其他如粮棉基地、旅游风景区以及重贵重矿藏资源提出的高程限制，其他如粮棉基地、旅游风景区以及重要名胜古迹等也应予考虑；要名胜古迹等也应予考虑；在各种边界河流上修建的水库和水电站，应对上下游、左右岸的要在各种边界河流上修建的水库和水电站，应对上下游、左右岸的要求进行协调，使确定的正常蓄水位

13、能为各方面接受。求进行协调，使确定的正常蓄水位能为各方面接受。u在选择正常蓄水位时应根据各方面要求先确定其上限和下限，在此范在选择正常蓄水位时应根据各方面要求先确定其上限和下限，在此范围内再拟定若干方案，进行水利、动能和经济方面的计算分析，然后围内再拟定若干方案，进行水利、动能和经济方面的计算分析，然后作政治、技术经济综合比较，并进行环境影响的评价，择优选定。在作政治、技术经济综合比较，并进行环境影响的评价，择优选定。在确定梯级水电站和水电站群正常蓄水位时，还应考虑其上下游水位间确定梯级水电站和水电站群正常蓄水位时，还应考虑其上下游水位间的合理联接和相互补偿调节的需要。的合理联接和相互补偿调节

14、的需要。(1)正常高水位正常高水位normal high water level水库在正常运用情况下，允许经常保持的最高水位。为保证水库在正常运用情况下，允许经常保持的最高水位。为保证各兴利部门枯水期正常用水，水库在丰水期末需要达到的水各兴利部门枯水期正常用水，水库在丰水期末需要达到的水位。位。它是确定水工建筑物尺寸、投资、淹没、电站出力等指标的它是确定水工建筑物尺寸、投资、淹没、电站出力等指标的最重要的参数。最重要的参数。(2)设计洪水位设计洪水位design flood level水库在正常运用情况下，当发生设计洪水时，水库达到的水库在正常运用情况下，当发生设计洪水时，水库达到的最高水位。

15、最高水位。水工建筑物必须按这种水位进行设计。水工建筑物必须按这种水位进行设计。(3)校核洪水位校核洪水位check flood level水库在非常运用情况下，当发生校核洪水时，水库达到的水库在非常运用情况下，当发生校核洪水时，水库达到的最高水位。最高水位。水工建筑物必须按这种水位进行校核。水工建筑物必须按这种水位进行校核。(4)汛前限制水位汛前限制水位preflood limit w.l.在汛期来临之前，预先把水库放空一部分，以腾出库容多蓄在汛期来临之前，预先把水库放空一部分，以腾出库容多蓄洪水，这时消落下来的水位。也称为汛期限制水位或防洪限洪水，这时消落下来的水位。也称为汛期限制水位或防洪

16、限制水位。制水位。(5)死水位死水位dead water level水库在正常运用情况下，允许消落的最低水位。为满足淤沙水库在正常运用情况下，允许消落的最低水位。为满足淤沙或灌溉、发电、航运、供水、养殖、旅游等需要，水库必须或灌溉、发电、航运、供水、养殖、旅游等需要，水库必须保持的最低水位保持的最低水位。通常由发电最小水头和灌溉最低水位决定。通常由发电最小水头和灌溉最低水位决定。l三峡三峡三峡水电站的限制洪水位145米，145米以下都应该是死水位。设计蓄水位175米，正常蓄水位175米，校核蓄水位加10%。什么情况下正常蓄水位比设计洪水位高什么情况下正常蓄水位比设计洪水位高?设计洪水位比正常蓄

17、水位低，是不是会影设计洪水位比正常蓄水位低，是不是会影响水电站经济效益？响水电站经济效益？I.设计洪水位设计洪水位是在是在泄洪泄洪设施全开时通过设施全开时通过设计洪水设计洪水流流量情况下的水位。电站运行时可通过闸门控制水量情况下的水位。电站运行时可通过闸门控制水位满足发电需要。位满足发电需要。II.一般来说一般来说设计洪水位设计洪水位小于小于正常蓄水位正常蓄水位是可减少工是可减少工程投资和减少洪水淹没损失的。如果程投资和减少洪水淹没损失的。如果设计洪水位设计洪水位高于高于正常蓄水位正常蓄水位，那么，那么校核洪水位校核洪水位将更高，挡水将更高，挡水建筑将加高，淹没也会加大，不经济。建筑将加高，淹

18、没也会加大，不经济。III.尤其是尤其是城市景观城市景观河道，为了蓄水形成景观水面，河道，为了蓄水形成景观水面，通常会出现通常会出现正常蓄水位正常蓄水位高于高于设计洪水位设计洪水位，蓄水高，蓄水高取决于挡水建筑物的拦蓄水位取决于挡水建筑物的拦蓄水位 3.特征库容特征库容characteristic reservoir capacity(1)死库容死库容死水位以下的水库库容，不能用于水量死水位以下的水库库容，不能用于水量调节，可用于泥沙淤积调节，可用于泥沙淤积(2)兴利库容兴利库容死水位与正常高水位之间的水库库容死水位与正常高水位之间的水库库容(3)设计调洪库容设计调洪库容设计洪水位与汛前限制水

19、位之间设计洪水位与汛前限制水位之间的水库库容的水库库容(4)校核调洪库容校核调洪库容校核洪水位与汛前限制水位之间校核洪水位与汛前限制水位之间的水库库容的水库库容(5)共用库容共用库容正常高水位与汛前限制水位之间的水正常高水位与汛前限制水位之间的水库库容，兴利和调洪公用的库容库库容，兴利和调洪公用的库容特征水位与特征库容特征水位与特征库容兴利库容兴利库容死水位与正常高水位之间的水库库容死水位与正常高水位之间的水库库容共用库容共用库容正常高水位与汛前限制水位之间的水库库容，兴利和调洪公用的库容正常高水位与汛前限制水位之间的水库库容，兴利和调洪公用的库容二、水利枢纽二、水利枢纽water proje

20、ct一个水利工程究竟要包括哪些组成建筑物，由河流综合利用一个水利工程究竟要包括哪些组成建筑物，由河流综合利用规划中提出的任务来确定。例如：规划中提出的任务来确定。例如：为满足防洪、发电及灌溉的要求，需要在河流适宜地点修建为满足防洪、发电及灌溉的要求，需要在河流适宜地点修建拦河坝拦河坝，用以抬高水位形成水库，调节河道的天然流量，把，用以抬高水位形成水库，调节河道的天然流量，把河道丰水期的水储蓄在水库中，供枯水期引用。即把洪水期河道丰水期的水储蓄在水库中，供枯水期引用。即把洪水期河道不能容纳的部分洪水，存蓄在水库里，以便削减河道的河道不能容纳的部分洪水，存蓄在水库里，以便削减河道的洪水流量，防止洪

21、水灾害的发生。另外，在运行过程中还可洪水流量，防止洪水灾害的发生。另外，在运行过程中还可能会遇到水库容纳不下的洪水，这就需要建造一个宣泄洪水能会遇到水库容纳不下的洪水，这就需要建造一个宣泄洪水的通道，叫做的通道，叫做溢洪道或泄洪隧洞溢洪道或泄洪隧洞，当用拦河坝的一段兼作溢，当用拦河坝的一段兼作溢洪道时称为溢流坝。为了引用库中蓄水以供农田灌溉和城市洪道时称为溢流坝。为了引用库中蓄水以供农田灌溉和城市供水或进行水力发电等，还要建造通过坝身的供水或进行水力发电等，还要建造通过坝身的引水管道引水管道或穿或穿过岸边山体的过岸边山体的引水隧洞引水隧洞，为了发电、供电，还要建，为了发电、供电，还要建水电站、

22、水电站、开关站开关站等等。等等。水利枢纽分为：水利枢纽分为：高水头高水头大多修建在山区峡谷河流上大多修建在山区峡谷河流上低水头低水头大多修建在平原河流上大多修建在平原河流上三峡水利枢纽工程平面布置图（实体重力坝）新安江水电站平面布置图（宽缝重力坝）二滩水电站枢纽平面布置图（拱坝）小浪底水利枢纽工程平面布置图（土坝）葛洲坝水利枢纽葛洲坝水利枢纽长江在该处原有两个江心洲（葛洲坝和西坝），分江流为长江在该处原有两个江心洲（葛洲坝和西坝），分江流为三，从右到左依次称大江、二江、三江，枢纽横跨长江及三，从右到左依次称大江、二江、三江，枢纽横跨长江及其两洲，施工比较方便，这是一座低水头大流量的水利枢其两洲

23、，施工比较方便，这是一座低水头大流量的水利枢纽。纽。1 左岸土石坝；左岸土石坝；2 3号船闸；号船闸；3 三江冲沙闸；三江冲沙闸；4 三江混凝土坝段；三江混凝土坝段；5 2号船闸；号船闸；6 黄草坝混凝土坝段；黄草坝混凝土坝段；7 二江电站；二江电站；8 左导墙；左导墙；9 二江泄水闸；二江泄水闸；10 右导墙；右导墙；11 大江电站；大江电站；12 1号船闸号船闸13 大江冲沙闸；大江冲沙闸；14 右岸土石坝；右岸土石坝；15 220kV开关站；开关站；16 500kV开关站；开关站；17 三江防淤堤；三江防淤堤；18 大江防淤堤；大江防淤堤；19、20 导沙坝导沙坝 富春江水电站枢纽布置图

24、淮河入海水道漫水闸枢纽工程淮河入海道淮安枢纽工程 水利枢纽布置水利枢纽布置一一 坝址和坝型的选择坝址和坝型的选择坝址、坝型的选择和水利枢纽布置是水利枢纽设计的重要内容，二者相互联系，不同的坝址可选用不同的坝型和枢纽布置。例如：当河谷狭窄、地形条件良好时，适合修建拱坝；河谷宽阔，地质条件较好，可以修建重力坝；河谷宽阔，河床覆盖层深厚，地质条件较差又有适宜土石料时，可以选用土石坝。不同的坝址选择不同的建筑物形式以及相应的枢纽布置方案，在选择坝址、坝 型和布置时，不仅要考虑枢纽附近的自然条件，还需考虑枢纽的施工条件、运行条件、综合效益、投资指标以及长远规划等。（一）（一）地质条件地质条件地质条件是坝

25、址、坝型选择的重要条件。拱坝和重力坝（低的溢流坝重力坝除外），需要建在岩基上；土石坝对地质要求较低，岩基、土基均可；二水闸多是建在土基上。但天然地基总是存在这样或那样的缺陷。如：断层破碎带、软弱地基、淤泥、细沙层等。在工程设计中应通过勘测研究，了解地质情况，采取不同的地基处理方法，使其满足要求。（二）（二）地形条件地形条件不同的坝型对地形的要求不一样。在高山峡谷地区不住水利枢纽，尽量减少高边坡开挖。坝址选在峡谷地段，坝轴线短，坝体工程量小，但对布置泄水、发电等建筑物以及施工导流均有困难。选用土石坝坝型时，应注意库区内有无天然垭口或天然冲沟可布置岸边溢洪道，上下游是否便于布置施工场地。因此，经济

26、与否由枢纽的总造价、总工期来衡量。对于多泥沙及有漂木要求的河道，还应注意河流的流态，在坝址选择时，要注意坝址的位置是否对取水防沙及漂木有利。对有通航要求的水利枢纽还应注意上下游河道与船闸、伐道等过坝建筑物的连接。此外还希望坝轴线上游山谷开阔，在淹没没有损失尽可能小的情况下，能获得较大的库容。（三）（三）建筑材料建筑材料坝址附近应有足够数量符合要求的建筑材料。采用混凝土坝时，要求有可作骨料用的沙卵石或碎石场。采用土石坝时，应在距坝址不远处有足够数量的土石料场。对于料场分布、储量、埋深、开采运输及施工期淹没等问题均应认真考虑。（四）（四）施工条件施工条件要便于施工导流，坝址附近应有开阔的地形，便于

27、布置施工场地；距交通干线较近，便于交通运输。在同一坝区范围内，施工条件往往是决定坝址的重要因素，但施工的困难是暂时的，工程运输管理方便则是长久的。应从长远利益出发，正确对待施工条件的问题。（五）（五）综合效益综合效益对不同的坝址就是合理的安排枢纽中各种建筑物的相应位置。在布置时应从设计、施工运用、管理、技术经济等方面进行综合比较，选定最优方案。二二 水利枢纽布置水利枢纽布置枢纽布置就是合理安排枢纽中各建筑物的相互位置。在布置时应从设计、施工、应用、管理、技术经济等方面进行综合比较，选定最优方案。（一）（一）枢纽布置的一般原则枢纽布置的一般原则（1）枢纽布置应保证各建筑物在任何情况下都能正常工作

28、。（2）在满足建筑物的强度和稳定的条件下，使枢纽总造价和年运费降低。尽量采用当地材料，节约钢材、木材、水泥等基建用料。采用新技术、新材料等设备是降低工程造价的主要措施。（3）枢纽布置应考虑施工导流、施工方法和施工进度等，应使施工方便、工期短、造价低。（4）枢纽中各建筑布置紧凑，尽量将统一工种布置在一起；尽量使一个建筑物发挥多种用途，充分发挥枢纽的综合效益。（5）尽可能使枢纽中的部分建筑物早日投产，提前受益。（6）考虑枢纽的远景规划，应对远期扩大装机容量、大坝加高、扩建等留有余地。（7）枢纽的外观与周围环境要协调，在可能情况下尽量美观。（二）（二）枢纽布置方案的选择枢纽布置方案的选择在遵循枢纽布

29、置一般原则的前提下，从若干个具有代表性的枢纽布置方案中选择一个技术可行、经济合理、运用安全、施工期短、管理维修方便的最优方案是一个反复优化的过程。需要对各方案进行具体分析、全面论证、综合比较而定。进行方案比较时，通常对以下项目进行比较：（1）主要工程量。如钢筋混凝土和混凝土、土石方、金属结构、机电安装、帷幕灌浆、砌石等各项工程量。（2）主要建筑物材料用量。如钢筋、钢材、水泥、木材、沙石、沥青、炸药等材料的用量。（3）施工条件。主要是包括施工期、发电日期、机械化程度、劳动力状况、物资供应、料场位置、交通运输条件。（4）运用管理条件。发电、通航、泄洪、灌溉是否相互干扰，建筑物和设备的检查、维修和操

30、作运用、对外交通是否方便，人防条件是否具备等（5）建筑物位置与自然界的适应情况。如地基是否可靠，河床抗冲能力与下游的消能方式是否适应，地形是否便于泄水建筑物的进、出口的布置和取水建筑物进口的布置等。（6）经济指标。主要比较总投资、总造价、年运费、淹没损失、电站单位千瓦投资、电能成本、灌溉单位面积投资以及能力航运。鲁布革枢纽布置鲁布革枢纽布置三、三、水工建筑物水工建筑物hydraulic structure(1)挡水建筑物挡水建筑物water retaining structure(2)泄水建筑物泄水建筑物water release structure(3)引水建筑物引水建筑物water div

31、ersion structure(4)整治建筑物整治建筑物regulating structure(5)专门建筑物专门建筑物special hydraulic structure引水建筑物包括取水建筑物和输水建筑物。引水建筑物包括取水建筑物和输水建筑物。1.分类分类(1)挡水建筑物挡水建筑物water retaining structure 用以拦截河流，形成水库或雍高水位。如坝、用以拦截河流，形成水库或雍高水位。如坝、闸、堤等。闸、堤等。(2)泄水建筑物泄水建筑物water release structure 用以宣泄水库（或渠道）在洪水期间或其他情用以宣泄水库（或渠道）在洪水期间或其他情况

32、下的多余水量，以保证坝（或渠）的安全。如况下的多余水量，以保证坝（或渠）的安全。如溢流坝、河岸溢洪道、泄洪隧洞和泄水涵洞等。溢流坝、河岸溢洪道、泄洪隧洞和泄水涵洞等。(3)引水建筑物引水建筑物water diversion structure 用以从水库（或河道）向库外（或下游）引水，用以从水库（或河道）向库外（或下游）引水，以满足灌溉、发电、供水等要求。如引水隧洞、以满足灌溉、发电、供水等要求。如引水隧洞、引水涵管、渠道等。引水涵管、渠道等。水利枢纽水利枢纽“三大件三大件”：挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物(4)整治建筑物整治建筑物regulating s

33、tructure 用以改善河流的水流条件，调整水流对河床及用以改善河流的水流条件，调整水流对河床及河岸的作用，防止水库、湖泊中的波浪和水流对河岸的作用，防止水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡的冲刷。如丁坝、顺坝、导流堤、护岸、护岸坡的冲刷。如丁坝、顺坝、导流堤、护岸、护底等。底等。(5)专门建筑物专门建筑物special hydraulic structure 为实现某一水利事业而修建的建筑物。如水电为实现某一水利事业而修建的建筑物。如水电站厂房、船闸、升船机、鱼道、鱼闸、过木筏道、站厂房、船闸、升船机、鱼道、鱼闸、过木筏道、过竹筏道等。过竹筏道等。2.水工建筑物的特点水工建筑物的特点（1）由于水

34、的作用，建筑物的工作条件复杂）由于水的作用，建筑物的工作条件复杂（2）设计独特性）设计独特性自然地形、地质条件千差万别，因此，设计只能按各自自然地形、地质条件千差万别，因此，设计只能按各自的特征进行。除非规模很小，一般不能采用定型设计。的特征进行。除非规模很小，一般不能采用定型设计。但某些部件可以标准化，如：水工闸门。但某些部件可以标准化，如：水工闸门。（3）施工条件复杂）施工条件复杂解决施工导流问题；解决施工导流问题；气温、雨季的影响，如：浇筑混凝土、填筑土坝；气温、雨季的影响，如：浇筑混凝土、填筑土坝；洪水威胁，要求在汛期前填筑到足够高程；洪水威胁，要求在汛期前填筑到足够高程；工程量大，工

35、期长，要求施工机械先进、管理科学工程量大，工期长，要求施工机械先进、管理科学现状（3）Teton分区土石坝（美國，1976）Teton坝位于美国Idaho州的Teton河上，是一座防洪、发电、旅游、灌溉等综合利用工程。大坝为土质肥心墙坝。最大坝高93m(至心墙齿槽底126.5m)。坝顶高程1625m，坝顶长945m。土基坝段坝上游坡：上部为1:2.5，下部为1:3.5。坝下游坡：上部为：1:2.0，下部为1:3.0。左岸为发电厂房，装机16MW。右岸布置有3孔槽式溢洪道。该坝于1972年2月动工兴建，1975年建成。节理流纹岩地基上的大坝典型剖面3 河川水利枢纽对环境的影响河川水利枢纽对环境的

36、影响一、物理影响一、物理影响1.淤积和冲刷淤积和冲刷 上游：流速降低，泥沙淤积上游：流速降低，泥沙淤积 下游：清水下泄，加大冲刷下游：清水下泄，加大冲刷2.气候变化、诱发地震、边坡失稳气候变化、诱发地震、边坡失稳 雾天增多雾天增多 高坝：坝高超过高坝：坝高超过100m，库容超过，库容超过10108m3，达，达17%二、生态影响二、生态影响1.水库养鱼，但阻碍回游2.调蓄水量，但水温不一定适应作物生长3.增加了传播疾病有利条件（钉螺、疟蚊）4.库水化学成分改变，影响生物5.大库影响气候变化6.大量淹没生态问题涉及范围很广，需研究。如：生态问题涉及范围很广，需研究。如：为了正确处理水利工程安全和经

37、济之间的矛盾，必须把为了正确处理水利工程安全和经济之间的矛盾，必须把水利工程及其水工建筑物按其在国民经济中的水利工程及其水工建筑物按其在国民经济中的重要性、工重要性、工程规模、效益程规模、效益划分成不同的等级，以此确定划分成不同的等级，以此确定（1）勘测工作的精度和广度）勘测工作的精度和广度（2）工程的设计标准）工程的设计标准（3）结构计算中采用的强度和稳定安全系数）结构计算中采用的强度和稳定安全系数（4）挡水建筑物应有的超高）挡水建筑物应有的超高（5）应采用的建筑材料）应采用的建筑材料 水利工程等级指标和水工建筑物级别，是根据国家的水利工程等级指标和水工建筑物级别，是根据国家的方方针、政策和

38、水利科学技术的发展水平针、政策和水利科学技术的发展水平制定的。制定的。4.水利枢纽分等和水工建筑物分级一、水利枢纽分等水利部水利部水利水电枢纽工程等级划分及设计标准水利水电枢纽工程等级划分及设计标准规定，水规定，水利水电枢纽工程分为五等。利水电枢纽工程分为五等。山区、丘陵区部分山区、丘陵区部分划分依据为划分依据为（1）总库容：校核洪水位以下库容）总库容：校核洪水位以下库容（2）防洪：保护城镇及工矿区，保护农田面积）防洪：保护城镇及工矿区，保护农田面积（3）灌溉面积（设计）灌溉面积（设计）（4）水电站装机）水电站装机平原、滨海地区平原、滨海地区划分依据为划分依据为（1）总库容：校核洪水位以下库容

39、）总库容：校核洪水位以下库容（2）防洪：保护城镇及工矿区，保护农田面积）防洪：保护城镇及工矿区，保护农田面积（3）排涝面积）排涝面积（4）灌溉面积（设计）灌溉面积（设计）（5）供水）供水城镇、工矿区城镇、工矿区（6）水电站装机）水电站装机山区、丘陵区水利水电枢纽工程的等别山区、丘陵区水利水电枢纽工程的等别平原、滨海地区水利水电枢纽工程的等别平原、滨海地区水利水电枢纽工程的等别二、水工建筑物分级二、水工建筑物分级（1）永久性建筑物）永久性建筑物枢纽工程运行期间使用的建筑物枢纽工程运行期间使用的建筑物 主要建筑物主要建筑物失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益，如：失事后将造成下游灾害或严重影响工

40、程效益，如：坝、泄洪建筑物、输水建筑物、电站厂房等坝、泄洪建筑物、输水建筑物、电站厂房等 次要建筑物次要建筑物失事后对下游没有灾害或对工程效益影响不大，如：失事后对下游没有灾害或对工程效益影响不大，如：导流墙、工作桥、护岸等导流墙、工作桥、护岸等（2）临时性建筑物）临时性建筑物枢纽施工期间使用的建筑物，如：导流建筑物枢纽施工期间使用的建筑物，如：导流建筑物根据工程等别、建筑物在枢纽中的重要性（根据工程等别、建筑物在枢纽中的重要性（永久、临时永久、临时），），确定水工建筑物的级别。在特殊情况下，可适当提高建筑物确定水工建筑物的级别。在特殊情况下，可适当提高建筑物级别级别1-2级。级。水工建筑物的

41、级别水工建筑物的级别不同级别水工建筑物的要求主要体现在：不同级别水工建筑物的要求主要体现在：抗御洪水能力、强度和稳定性、建筑材料、运行可靠性抗御洪水能力、强度和稳定性、建筑材料、运行可靠性5、学习方法和研究途径、学习方法和研究途径水工建筑物又称水工结构。特点是：水工建筑物又称水工结构。特点是：u综合性很强，涉及面广。综合性很强，涉及面广。u实践性很强。实践性很强。1、学习方法、学习方法 综合应用基础理论，并通过作业、试验、设计等教学环节，综合应用基础理论，并通过作业、试验、设计等教学环节，培养解决实际问题的独立工作能力。培养解决实际问题的独立工作能力。2、研究途径、研究途径理论分析与计算理论分析与计算数学模型、数值模型数学模型、数值模型实验研究实验研究水工水力学试验、水工结构试验水工水力学试验、水工结构试验原型监测原型监测工程类比工程类比3、参考文献、参考文献(1)各高校出版的各高校出版的水工建筑物水工建筑物(2)设计规范：重力坝、拱坝、土石坝、碾压混凝土坝、溢设计规范：重力坝、拱坝、土石坝、碾压混凝土坝、溢洪道、隧洞、抗震、荷载，等等洪道、隧洞、抗震、荷载，等等(3)设计手册设计手册