水利枢纽与水工建筑物[详细]
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水利枢纽及水利工程一、水工建筑物的分类水工建筑物按其作用可分为以下几种:1.挡水建筑物:用以拦截江河水流,抬高上游水位以形成水库,如坝、堤防等。
赵州渡大坝坝是指拦截江河渠道水流以抬高水位或调节流量的挡水建筑物。
可形成水库,抬高水位、调节径流、集中水头,用于防洪、供水、灌溉、水力发电、改善航运等。
调整河势、保护岸床的河道整治建筑物也称坝,如丁坝、顺坝和潜坝等。
金东区堤防堤防指在江、海、湖、海沿岸或水库区、分蓄洪区周边修建的土堤或防洪墙等。
2.泄水建筑物:用于洪水期河道入库洪量超过水库调蓄能力时,宣泄多余的洪水,以保证大坝及有关建筑物的安全,如溢洪道、泄水孔等。
桥墩水库溢洪道溢洪道是水库等水利建筑物的防洪设备,多筑在水坝的一侧,像一个大槽,当水库里水位超过安全限度时,水就从溢洪道向下游流出,防止水坝被毁坏。
包括:进水渠控制段泄槽出水渠。
泄水孔泄水孔进口有一定淹没深度的坝体泄水建筑物。
可供泄洪、预泄库水、放空水库、排放泥沙或施工导流。
3.输水建筑物:用以满足发电、供水和灌溉的需求,从上游向下游输送水量,如输水管道、水工隧洞等。
输水管道从水库、调压室、前池向水轮机或由水泵向高处送水,以及埋设在土石坝坝体底部、地面下或露天设置的过水管道。
可用于灌溉、水力发电、城镇供水、排水、排放泥沙、放空水库、施工导流配合溢洪道宣泄洪水等。
水工隧洞在山体中或地下开凿的过水洞。
水工隧洞可用于灌溉、发电、供水、泄水、输水、施工导流和通航。
4.取水建筑物:一般布置在输水系统的首部,用于控制水位、引入水量或人为提高水头,如进水闸、进水口等。
张翔河进水闸进水闸水闸的一种,建在河道、水库或湖泊的岸边,用来控制引水流量,以满足灌溉、发电或供水的需要。
又称取水闸或渠首闸。
泵站进水口进水口,是输水建筑物和深式泄水建筑物的首部建筑。
进水口可分为开敞式进水口和深式进水口。
通常称进水口,多指深式进水口。
5.河道整治建筑物:用于改善河道的水流条件,防治河道冲刷变形及险工的整治,如导流堤、丁坝、护坡等。
绪论、设计综述1、什么是水利工程?水利工程按其承担的任务可分为哪几种?按其对水的作用可分为哪几种?水利工程: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兴建的各项工程。
其承担的任务可分为:防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、城市供水及排水工程、航道及港口工程、环境水利工程、综合利用水利工程等。
按其对水的作用可分为:蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化和污水处理工程等。
2、什么是水利枢纽?什么是水工建筑物?水工建筑物按其作用可分为哪几种?水工建筑物:为了满足防洪要求,获得灌溉、发电、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。
水利枢纽:由不同类型水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。
按其作用可分为:挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取(进)水建筑物、整治建筑物、专门建筑物。
3、水工建筑物的特点(也是水利工程的特点)有哪些?①工作条件复杂②受自然条件制约,施工难度大③效益大,对环境影响也大④失事后果严重。
4、我国水利部颁发的规范中水利枢纽和水工建筑物各划分了几个等别?水工建筑物的结构安全级别划分了几级?水利水电工程根据其规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等(Ⅰ-Ⅴ)水利水电工程中的永久性水工建筑物和临时性水工建筑物,根据其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性划分为五级和三级。
水工建筑物的结构安全界别分为三级(Ⅰ-Ⅲ)。
重力坝1、重力坝的概念、重力坝的工作原理是什么?重力坝的特点有哪些?按构造分、按作用分重力坝分别有哪些类型?重力坝是用混凝土或石料等材料修筑,主要依靠坝体自重保持稳定的坝。
重力坝的工作原理:重力坝在水压力及其他荷载作用下,主要依靠坝体自身产生的抗滑力来满足稳定要求,同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力,以满足强度要求。
重力坝的特点:优点:①安全可靠②对地形地质条件适应性强③枢纽泄洪问题容易解决④便于施工导流⑤施工方便⑥结构作用明确。
1、水利枢纽的概念。
答;了综合利用水资源,达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的,需要修建几种不同类型的建筑物,以控制和支配水流,满足国民经济发展的需要,这些建筑物称为水工建筑物,由不同水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。
2、重力坝的特点。
优点(1)工作安全,运行可靠。
(2)对地质、形条件适应性强。
(3)泄洪方便、导流容易。
(4)施工方便、维护简单。
(5)受力明确,结构简单。
缺点1)坝体剖面尺寸大,材料用量多,材料的强度不能得到充分发挥。
(2)坝体与坝基接触面积大,坝底扬力大,对坝基稳定不利。
(3)坝体体积大,混凝土在凝结过程中产生大量水化热和硬化收缩,将引起不利的温度应力和收缩应力。
3、土石坝的优缺点。
答:优点:(1)可以就地取材,节约大量水泥、木材、和钢材,减少工地的外线运输量。
(2)能适应各种不同的地形、地质和气候条件。
(3)大功率、多功能、高效施工机械的发展,提高了土石坝的施工质量,加快了进度,降低了造价,促进了土石坝建设的发展呢。
(4)岩土力学理论、实验手段和技术的发展,提高了大坝分析计算的水平,加快了设计进度,进一步保障大坝设计的安全可靠性。
(5)高边坡、地下工程结构、高速水流消能防冲等土石坝配套工程设计和施工技术的综合发展。
缺点:(1)稳定方面。
土石坝的剖面形状为梯形或复式梯形。
由于填筑坝体的土石材料松散,抗剪强度低,(2)渗流方面。
土石坝挡水后在坝体内形成由上游向下游的渗流。
(3)冲刷方面。
土石坝为散粒体结构,抗冲能力低。
(4)沉陷方面。
由于土石料存在较大的孔隙,且易产生相对的移动,在自重及水压力作用下,会有较大沉陷。
4、土石坝的渗透变形及防止措施。
答:(一)渗透变形的形式(1)管涌(2)流土(3)接触冲刷(4)接触流土和接触管涌。
为了防止渗透变形,常采用的工程措施有:全面截阻渗流、延长渗经、设置排水设施、反滤层或排水减压井等。
防渗体主要有心墙、斜墙、铺盖、截水墙等。
设置排水设施降低坝体浸润线及孔隙水压力,防止渗透变形,增加坝坡的稳定性,防止冻胀破坏。
水利水电工程技术术语——水工建筑物1、水利枢纽:为实现一项或多项水利任务,在一个相对集中的场所修建若干不同类型的水工建筑物组合体,以控制调节水流。
2、工程规模:对水利水电工程用库容、坝高、装机容量、灌溉面积等特性指标所反映的工程的大小。
3、水利水电工程等别:对水利水电工程按其规模、效益、及其在国民经济中的重要性所划分的等别。
4、水工建筑物级别:按水工建筑物所在工程的等别、作用及其重要性所划分的级别。
5、永久性建筑物:工程运用期间长期使用的建筑物。
6、临时性建筑物:仅在工程施工及维修期间使用的建筑物。
7、主要建筑物:在工程中起主要作用、失事后将造成严重灾害或严重影响工程效益的建筑物。
8、次要建筑物:在工程中作用相对较小、失事后影响不大的建筑物。
9、挡水建筑物:拦截水流、抬高水位以及阻挡河水泛滥或海水入侵的水工建筑物。
10、泄水建筑物:宣泄多余水量或排放泥沙、冰凌等的水工建筑物。
11、输水建筑物:输送水的水工建筑物。
12、取水建筑物:从水源取水的水工建筑物。
13、渠系建筑物:在各级渠道上修建的水工建筑物。
14、安全系数:建筑物为保持稳定或结构强度安全所应具有的抵抗力与作用力的比值。
15、安全超高:挡水建筑物顶部高程超出最高静水位加波浪高度或爬高后的富裕程度。
16、坝:修建在河道或山谷中拦截水流、抬高水位、调蓄水量的挡水建筑物。
17、堤:在江、河、湖、海沿岸或水库区、分洪区周边修建的挡水建筑物。
18、坝轴线:代表坝平面位置的一根基准线。
19、坝肩:坝体与两岸岩体的接触部位。
20、坝踵:坝底上游端部位。
21、坝址:坝底下游端部位。
22、重力坝:主要依靠自身重量抵抗水的作用力等荷载以维持稳定的坝。
23、混凝土坝:用混凝土或钢筋混凝土材料浇筑的坝。
24、碾压混凝土:将干硬性的混凝土拌合料分薄层铺开并经振动碾压密实而成的混凝土坝。
25、挑流鼻坎:建在泄水建筑物末端,能将下泄的高速水流向下游抛射,具有一定反弧半径和一定角度的坎。
1、水工建筑物分为哪几类?各自的作用是什么?答:挡水;泄水;输水;引水;整治;专门建筑物。
挡水建筑物:拦截或约束水流,抬高水位及调蓄水量。
泄水建筑物:保证水利枢纽安全宣泄水库,湖泊及河渠多余水量。
输水建筑物:输送库水或河水以满足灌溉,发电或工业用水.引水建筑物:从水库中或河流取水满足各种用水要求。
整治建筑物:改善河道水流条件,调整河势,稳定河槽,维护航道及保护河岸。
专门建筑物:专门为发电,航运,过鱼及过木等单一目的而设置。
2、水利工程等级划分的目的是什么?依据是什么?答:为了妥善解决水利工程建设中安全性和经济性的矛盾,对水利枢纽进行分等,水工建筑物进行分级,等级越高者,在规划,设计,施工和管理等方面要求也越高等级的划分通常依据,工程规模,水库总库量,防洪区域及面积,排涝面积,灌溉面积,供水范围及水电站装机容量。
3、水工建筑物特点有哪些?答:复杂性,艰巨性,个别性,显著性4、水库枢纽三大件指哪三类建筑物?答:挡水建筑物,泄水建筑物,输水建筑物是水库枢纽的三大件5、按水闸作用分有几类?按闸室结构形式如何分类?答:进水闸,节制闸,排水闸,分洪闸,挡潮闸按闸室结构:开敞式,涵洞式,双层式6、水闸由哪几部分组成?各起什么作用?答:闸室段,上游连接段及下游连接段闸室是水闸的主体部分起着挡水和调节水流的作用上游连接段包括上游翼墙,铺盖,护底,上游防冲槽及上游护坡,上游翼墙能使水流平顺的进入闸孔,保护闸前河岸不受冲刷,同时还有侧向防渗作用。
铺盖主要起防渗作用,护底起着保护河床的作用,上游防冲槽可防止河床冲刷,保护上游连接段起点不致遭受损坏下游连接段包括下游翼墙,消力池,海曼,下游防冲槽及下游湖泊,下游翼墙能使闸室水流均匀扩散,防冲和防渗作用,消力池作用是消除过闸水流动能,防冲作用。
海曼消除剩余能量,保护河床不受冲刷。
下游防冲槽是海漫末端的防冲措施。
7、闸孔型式有哪几种?各自优缺点及适用条件是什么?答:宽顶堰孔口,低堰孔口,胸墙孔口宽顶堰孔口:8、水闸底板高程如何确定?答:9、水闸采用什么消能方式?为什么?答:底流式,面流式和挑流式对于各类地基而言用中,低水头的水闸,采用底流式消能方式最经济适用水闸下游尾水深度较大且变化较小,河床及岸坡抗冲能力较强时,可采用面流式当水闸承受水头较高,闸后河床为较坚硬的岩体时可采用挑流式10、海漫的作用是什么?对材料有什么要求?海漫是消除过闸水流的剩余动能,减缓分布不均匀,流速的水流及紊动比较厉害的水流根据水流流速可以选着干砌块石,浆砌块石,混凝土,石笼,梢捆及堆石11、什么叫地下轮廓线和闸基防渗长度?如何确定闸基防渗长度?防渗长度有何特征?对于不同类型的地基应如何布置地下轮廓线?地下轮廓线即为水闸上游铺盖和闸底板等不透水部分和地基的接触线,其长度称为闸基防渗长度.《水闸设计规范》总结了我国四十多年来的建闸经验,提出了闸基防渗长度应满足:L=C△H(L :闸基防渗长度,C :容许渗径系数,△H:上下游水位差。
水利枢纽及水工建筑物相关知识一、水利枢纽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,需要修各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(这些为兴水利、除水害而修建的建筑物称为水工建筑物),水工建筑物的综合体称为水利枢纽。
二、水工建筑物的分类及特点(一)按具体水利枢纽中所起的主要作用分类:挡水建筑物:坝、闸和堤防等。
泄水建筑物:溢洪道、泄洪洞等。
输水建筑物:输水洞、引水管、渠道。
取水建筑物:进水口、进水闸、扬水站。
专门建筑物:电站厂、船闸、升船机、鱼道、筏道等。
整治建筑物:用来整治河道、改善河道的水流条件,如丁坝、顺坝、导流堤、护岸等。
(二)水工建筑物的分级水利水电工程中的永久性水工建筑物和临时性水工建筑物,根据其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性划分为五级和三级。
(三)水工建筑物的特点1.工作条件复杂:自重、风雪压力、地震作用、水压力、风浪等2.施工的艰巨⑴野外施工:深山老林、无路无水无电、生活难。
⑵解决河道来水:导流、截流、地下水等。
⑶地基处理:岩石开挖、洞挖、地基的复杂性。
⑷规模宏伟:工程量大、工期长、受气候影响。
(四)水工建筑物的独特:受地形、地质、水文、气象、技术、经济等方面的影响,各水工建筑物大小、形式不同。
(五)水利枢纽对环境的影响1.淤积和冲刷:造成库区泥沙淤积,造成下游河床的冲刷下切。
2.水文状态变化:水库蓄水上游淹没、浸没等,下游地下水位下降。
3.水质的变化:水温下降、水质改善的。
4.气候的变化:蒸发大,形成小气候,降雨增加。
5.地震的影响:水库诱发地震(大库容)。
6.对渔业影响:发展水产养殖,对野生鱼的回游形成障碍,需专门考虑。
(六)对国民经济影响巨大投资巨大、影响国家经济发展;防洪、供水、发电等关系到国计民生大事;水库移民问题复杂,影响深远;如规划、设计不当,很难改正;水库大坝失事:对国民经济、下游人民;群众生命、财产造成极大损失;水库形成避暑、旅游场所。
水利水电工程建筑物一、水利枢纽的概念1、水利工程①概念: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,以达到除害兴利的目的而修建的工程。
②根本任务:除水害和兴水利。
2、水工建筑物:为达到防洪、发电、灌溉、供水等目的,需要修建各种不同类型的建筑物,来控制和支配水流,这样的建筑物统称为水工建筑物。
3、水利枢纽:集中建造的几种水工建筑物配合使用,形成一个有机的综合体。
二、水工建筑物分类、作用和特点1、水工建筑物按在枢纽中的作用分类:挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取(进)水建筑物、整治建筑物、专门建筑物。
2、水工建筑物特点:①工作条件的复杂性②设计选型的独特性③施工建造的艰巨性④工程效益的显著性⑤环境影响的多面性⑥失事后的严重性三、水利枢纽分等及水工建筑物分级1、目的:为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来,所以要对水利枢纽及其组成的建筑物进行分等分级。
2、分等分级的依据: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,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.四、挡水建筑物(一)重力坝1、岩基上的重力坝重力坝的工作原理:在水压力及其他荷载的作用下,主要依靠自重在滑动面上产生的抗滑力来抵消坝前水压力满足稳定的要求,同时依靠坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力满足强度的要求.重力坝的类型:按坝的高度分类为:高坝、中坝、低坝三类。
按照筑坝材料分类可分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。
按照坝体的结构型式分类可分为:实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝。
按照坝体是否过水可分为:溢流坝和非溢流坝。
按照施工方法分类可分为:浇筑式混凝土重力坝和碾压式混凝土重力坝.2、重力坝的设计内容①总体布置首先选择坝址、坝轴线和坝的结构型式。
确定坝体与两岸及交叉建筑物联接方式。
最终确定坝体在枢纽中的布置。
②剖面设计可参照已建的类似工程,初拟剖面尺寸.③稳定分析用单一安全系数法和可靠度理论法,核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定安全性能.④应力分析用材料力学法和可靠度理论法,对坝体材料进行强度较核。