水利工程 基础 知识
99页1、,水利工程基本知识,第一节 水资源与水利工程,第一章 水资源与水利工程,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,其水量的总和约为47万亿m3。,第一节 水资源与水利工程,我国年平均径流量2.7万亿m3,径流总量居世界第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:水利措施,特点:时空分布不均匀性,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而修建的工程。,1、工程量大 2、投资多 3、工期长 4、工作条件的复杂性 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,水利工程的特点,水利工程分类,防洪工程 农田水利工程 水力发电工程 供水与排水工程 航道及港口工程 环境水利工程,第二节 水利枢纽与水工建筑物,(一) 水利枢纽,为了达到
2、防洪、获得发电、灌溉、供水等方面的效益,需要在河流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。,水利枢纽分类 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。,也可按承受水头大小,分为:高、中、低水头水利枢纽。 按水利枢纽的作用,可分为:蓄水枢纽、取水枢纽等。,溢流重力坝,水电站,升船机,土石坝,重力坝,丹江口水利枢纽,图1-2 四川省都江堰工程布置示意图,内江,外江,鱼嘴,宝瓶口,金钢堤,都江堰工程 布置示意图,(二)水工建筑物的分类,(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。,三峡水利枢纽,(2) 泄水建筑物,用以宣泄多余水量,排放泥沙和冰凌,或为人防、检修而放空水库等,以保证坝和其他建筑物的安全。,小浪底泄水,(3) 输水建筑物,为灌溉、发电和供水的需要,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。,拱式渡槽,(4) 取(引)水建筑物
3、,是输水建筑物的首部建筑,如引水隧洞的进口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。,(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,以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡的冲刷。,(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、电站厂房等。,第三节 水利枢纽分等 和水工建筑物分级,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和重要性进行分级,分五级。,第二章 土石坝 第一节 概述 土石坝的特点与类型,小浪底土石坝枢纽坝址,小浪底坝体剖面图,密云水库,土石坝的优点,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,运用管理方便。,土石坝的缺点: 坝顶不能溢流。 施工导流不方便。 坝体填筑工程量大。,一、土石坝设计的基本要求,(1)具有足够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,土石坝的工作条
4、件 渗流影响 冲刷影响 沉陷影响 其他影响,二、土石坝的类型 按坝体高度可分为: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。,均质坝,土质心墙坝,土质斜墙坝,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,多种土质坝,人工材料心墙坝,人工材料斜墙坝,堆石体 (1)垫层区 (2)过渡区 (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,第二节 土石坝的基本剖面,土石坝的坝体剖面由坝体、防渗体、排水体、护坡四部分组成。,坝身主要用来保持坝体的稳定。 防渗体的作用控制渗流。 排水体的作用是引导渗流。 上游护坡为了防止风浪淘刷。,排水设备 (常见的排水型式),棱体排水,贴坡排水,褥垫排水,综合式排水,
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