跌水与陡坡

1．水利工程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．水利枢纽由不同水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。

3．水工建筑物为综合利用水资源，达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，修建的不同类型的建筑物，以控制和支配水流，满足国民经济的需要。

四、简答题1．我国水资源分布的特点是什么？我国水资源由于地理位置和地形等原因有以下几个特点：①我国水资源总量丰富，但人均稀少：总量世界排行第六，人均占有量是世界人均占有量的1/4。

水能资源总量位居世界第一。

②水资源在时间、空间上分布不合理：大部分地区都有汛期和非汛期之分，汛期雨量大且集中。

在空间上南部东南部很大，北部西北部极少。

③与人口、耕地布局不相适应：2．水利工程按所承担的任务分为哪几类？①河道整治与防洪工程②农田水利工程③水利发电工程④供水和排水工程⑤航运工程3．水工建筑物的特点？①工作条件复杂：水压力浪压力冰压力地震动水压力渗流高速水流等对建筑物的稳定安全和耐久性影响较大。

②施工条件复杂：施工需要导流，进度紧，工期长，施工技术复杂，受气候影响大，排水施工难度大，交通运输困难等③对国民经济影响巨大：水利工程不但可以防洪、灌溉、发电、航运同时还可绿化环境，改良土壤，发展旅游等。

但处理不好会有反面作用，一旦失事将会给下游人民的生命财产和国家建设带来灾难性的损失，甚至是灭顶之灾。

4．水工建筑物按用途分为哪几类？①挡水建筑物②泄水建筑物③输水建筑物④取水建筑物⑤整治建筑物⑥专门建筑物5．说明分等、分级的意义、对象、依据？分等分级的意义（或目的）：为贯彻执行国家经济、技术政策，达到既安全又经济的目的。

对象：分等对象是水利水电枢纽工程，分级的对象是水工建筑物。

依据：分等的依据是按工程规模、效益及其在国民经济中的重要性进行分等，分级的依据是按水工建筑物所属的工程等别、及其在枢纽中的最重性进行分级。

具体见我国的《水电水电工程等级划分及洪水标准》中的表格规定。

陡坡

陡坡和跌水的主要区别在于前者是斜坡代替 跌水墙。一般来说，单落差较大时，陡坡比 跌水经济。
（4）下游出口段
为了使消力池中紊动水流
能够较平顺地过渡到下游正
常渠道，在消力池和下游渠 道之间须设置一定长度的连
接段和整流护砌段以调整流
速、平顺流态，减小下游渠 道的冲刷。
出口段形式
2.2 多级跌水
1—防渗铺盖；2—进口连接段；3—跌水墙；4—跌水 护底；5—消力池；6—侧墙；7—泄水孔；8—排水管； 9—反滤体；10—出口连接段；11—出口整流段；12— 集水井
2 跌水的布置
跌水构造 上游进口连接段 进口控制段（跌水口、跌水墙） 消力池 下游出口段
2.1 单级跌水
单级跌水是根据渠道通过的地形状况，只作一次跌落 的跌水。单级跌水的落差一般为3～5m（不超过5m)
（1）进口连接段
进口连接段是将上游渠道与跌水进口控制段渐变 相接的过渡段。其作用在于平稳均匀地引导上游渠道 水流进入跌水控制堰口，以减少进口水头损失，并给 跌水泄流创造良好条件。常见进口连接段的形式有扭 曲面、八字墙、横隔墙和圆锥式。
（d）复式缺口
（3）消力池
消力池的横断面形式一般为矩形、梯形和复式（上部为 梯形，下部为矩形），见下图。消力池断面选取原则为： 1）复式缺口优先选用复式断面； 2）若不用复式缺口，则以矩形断面消力池为宜；
3）高寒地区，仍以矩形断面消力池为宜。
消力池尺寸由水力计算决定，在一般情况下其底板衬砌 厚度，根据实践经验，可取0.4～0口控制段设置闸门以调节上游渠道水位；也有 不设闸门而用缺口控制上游渠道水位。设置闸门多用于大 中型渠道的退水工程中的跌水、陡坡进口部分。 跌水缺口的形式，常采用横断面为矩形、梯形的，底部 加台堰或多缺口（复式缺口）等形式，见下图

或 Qeb 2gH
对平底 弧形闸门泄流，
在 2 5 9 0,0e/H 0 .6 5 范 围 内 ， 可 用 下 述 经 验 公 式 ：
= （ 0 .9 7 -0 .8 1） -（ 0 .5 6 -0 .8 1） e
1 8 0
1 8 0H
3）平底胸墙孔口泄流计算
Qab 2gH0,a为孔口高度，b为孔口总净宽。
求 T 1 和 T 2：
T1
Q1 3
M 1 H 1 2 2.099
T2
Q2 3
M 2 H 2 2 2.099
6.8
1.521 3.1
0.985
3 1.727
2
3 1.511
2
求 b c 和n c： L 1 5.5m 3 1.79m
5.37m
将T1、T2、H1、H2 代入公式：
扭曲面连接：
在上游渠道边坡系数 m 1 ~ 2 、缺口边坡系数 nc 0.25 ~ 1.00
连接段长度 L1 3H max (H max 为上游渠道最大水深) 的条件下：
M
2.25
- 0.15
b平均 H
，
b平均 bc 0.8n c H
八字墙链接：
在上游渠道边坡系数 m 1 ~ 2、缺口边坡系数 nc 0.4 ~ 0.9
Ki
0 .0 1- i2 0.352.652i
0.953i2, 为陡坡坡度
适用范围i： 2 1~0.005
对于一般工程：取hk（临界水深）作为控制断面水深。
二、落差较小的陡坡水力计算
设计目的：推求陡坡末端的跃前水深，作为考虑衬砌材 料和消能工设计计算的依据。
缺口下泄水流按自由跌落水流计算（ i2 ik ）：

建造师一级水利水电讲义之水工建筑物分类建造师一级水利水电讲义之水工建筑物分类水工建筑物一般按它的作用和使用时期等来进行分类。

（一）水工建筑物按作用分类水工建筑物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、整治建筑物以及专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。

1．挡水建筑物。

是用来拦截江河，形成水库或壅高水位的建筑物，如各种坝和水闸，或用以抗御洪水，如沿江河海岸修建的堤防、海塘等。

2．泄水建筑物。

是用于宣泄多余洪水量、排放泥沙和冰凌，以及为了人防、检修而放空水库、渠道等，以保证大坝和其他建筑物安全的建筑物。

如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道和泄水隧洞等。

3．输水建筑物。

是为了发电、灌溉和供水的需要，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。

4．取（进）水建筑物。

是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。

5．整治建筑物。

是用以改善河流的水流条仵，调整河流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冲刷的建筑物，如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。

6．专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。

（1）水电站建筑物：如水电站用的压力管道、压力前池、调压室、电站厂房。

（2）灌溉、排水建筑物：如灌溉渠道上的节制闸、分水闸和渠道上的建筑物（渡槽、倒虹吸、跌水等）。

（3）水运建筑物：保证河流通航及浮运木材而修建的建筑物，如升船机、船闸、筏道、码头等。

（4）给水、下水建筑物：如自来水厂的抽水站、滤水池和水塔，以及排除污水的下水道等。

（5）渔业建筑物：为了使河流中鱼类通过闸坝而修建的鱼道、升鱼机等。

有些水工建筑物在枢纽中所起的作用并不是单一的。

例如溢流坝既起挡水作用，又起泄水作用；水闸既可挡水，又能泄水，还可作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物等。

在水利枢纽布置时，应尽量使一个建筑物起到多种作用。

（二）水工建筑物按使用时期分类水工建筑物按使用时期分为永久性建筑物和临时性建筑物。