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水工建筑物ppt课件

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水工建筑物管理完美版PPT

水工建筑物管理完美版PPT

〔1〕设计：理论和方法还不够完善，设计假定及 计算结果与实际情况还难以吻合。
〔2〕施工：可能出现与设计不符的情况及质量问 题，留下隐患与缺陷。
〔3〕环境及坝体、坝基自身条件：在运用中可能 发生的不利变化，建筑物材料老化〔开裂、冲蚀、腐 蚀、风化等〕。
〔4〕自然灾害：大洪水、地震、滑坡、泥石流、 雪崩、上游垮坝等。
〔2〕养护修理
对水工建筑物、机电设备、管理设施以及其它 附属工程等进行经常性养护和定期检修，以保 持工程完整，设备完好。
养护修理包括：经常性的养护维修、岁修和抢 修。
〔3〕调度运用
〔4〕管理自动化系统的运用
主要有：大坝平安自动监控系统，防洪调度自动化系统， 调度通信和警报系统，供水调度自动化系统。
〔5〕科研
在保障平安、提高社会经济效益、延长使用年限、降低运 行费及在采用新技术、新材料、新工艺等方面进行试验研究。
〔6〕积累、分析、应用技术资料，建立技术档案
管理依据：?中华人民共和国水法?，大坝平安管理条例、 相关标准等。
12.2 大坝平安
目前，我国已建坝约8.7万座。统计说明，我国年均垮坝率 为0.17％，近期世界大坝垮坝率为0.2％～0.4％。
〔3〕除了坝自身外，水库蓄泄的频次和幅度以 及地震、洪水、异常气候、生物侵害等各种不利
12.3 水工建筑物平安监测
➢通过监测，可以及时获得水工建筑物工作性态的第一手资料， 从而可评价其状态、发现异常、实时预警、制定适当的运行 规程、提出管理维修方案，以减少事故和保障平安。 ➢平安监测工作贯穿于坝工建设与运行管理的全过程。我国水 工建筑物平安监测分为设计、施工、运行三个主要阶段。 ➢监测工作包括：观测方法的研究，仪器设备的研制与生产， 监测设计，监测设备埋设安装，数据采集、传输和储存，资 料整理与分析，水工建筑物平安性态分析与平安评价等。
《水工建筑物介绍》PPT课件

《水工建筑物介绍》PPT课件


来承受外力，这些力不能准确得知；
以满足我们对公众安全职责的要求。
——改编自一位不知名作者 ]
整理ppt
24
1.4.2 解决水工问题的方法
常用的解决水工问题的方法： （1）理论分析 （2）数值分析（有限元数值方法等） （3）实验研究 （4）原型观测与监测 （5）工程经验
整理ppt
25
பைடு நூலகம்20
1.3.3 我国水利水电建设应走可持续发展之路 （我国水利水电建设的原则）
自行阅读、仅供参考和思考。
1.全面规划，统筹兼顾，标本兼治，综合治理 2.节流优先，治污为本，开源节流并重，开发保护并举，建设
节水型社会 3.建设水资源“南水北调”和“西电东送”工程 4.加强生态环境建设，合理安排生态环境用水 5.加强水资源统一管理，形成水资源合理配置的格局
9.处理软弱夹层和加固大坝、边坡，广泛采用了预应力锚索加 固技术。
整理ppt
19
10.大坝抗震分析与设计。采用计算机和有限元法，已经从拟 静力法分析进入动力分析阶段，并能考虑结构、地基、库水 之间的相互作用。模型试验和原型观测也有相应的发展。
11.计算机在水利水电工程建设中得到广泛应用。
整理ppt
（6）专门建筑物。水电站压力前池、调压室、电站厂房；灌
渠沉沙池、冲沙闸；过坝用船闸、
升船机、鱼整理道ppt、过木道等。
9
本课程将学习重力坝、拱坝、土石坝、水闸、岸边溢洪 道、水工隧洞、过坝建筑物、渠首及渠系建筑物、河道整治 建筑物等10种左右的建筑物。（这些是主要和常见的水工建 筑物。）
本课程学习这些建筑物的特点和设计方法。
5.建设了若干大规模调水工程。跨流域的南水北调工程已开工。
6.制定和完善了水利水电建设的法律、法规、规程、规范和建 设计划。
水工建筑物教学课件

水工建筑物教学课件

详细描述
水工建筑物施工方法包括传统施工方法和新型施工方法。传统施工方法包括预制施工、浇筑施工等，新型施工方 法包括3D打印技术、预制装配式施工等。同时，施工过程中还需采用相应的施工技术，如土石方开挖、混凝土浇 筑等，以确保工程质量和安全。
水工建筑物的建筑材料与结构
总结词
建筑材料与结构
详细描述
水工建筑物常用的建筑材料包括混凝土、石材、木材等，每种材料都有其特点和使用范 围。水工建筑物结构形式多样，包括重力坝、拱坝、土石坝等，每种结构形式都有其适 用的工程条件和优缺点。在选择建筑材料和结构形式时，应综合考虑工程需求、材料性
历史
水工建筑物的发展历程可以追溯到古代水利工程，如中国的 都江堰、古罗马的引水渠等。随着科技的不断进步，现代水 工建筑物在设计和建造上更加注重环保、节能和可持续发展 。
发展
现代水工建筑物的发展趋势是多元化、综合化和智能化。通 过新材料、新工艺和新技术的应用，水工建筑物在提高水资 源利用效率、保障生态环境安全和促进社会经济发展等方面 发挥着越来越重要的作用。
三峡水利枢纽
作为世界上最大的水利枢纽，三峡水利枢纽在防洪、发电、航运等方面发挥了巨大作用。 该工程采用了大坝、水电站、通航建筑物等主要水工建筑物，通过优化设计和施工，实现 了工程的可持续发展。
向家坝水电站
向家坝水电站是中国第二大水电站，位于四川省宜宾市境内。该工程采用了碾压混凝土坝 、地下厂房等主要水工建筑物，通过科学管理和技术创新，提高了工程的经济效益和社会 效益。
水工建筑物教学课件
• 水工建筑物概述 • 水工建筑物的设计与施工 • 水工建筑物的维护与管理 • 水工建筑物的案例分析 • 水工建筑物的前沿技术与发展趋势
01
水工建筑物概述
水库、水利枢纽、水工建筑物(ppt 74页)

水库、水利枢纽、水工建筑物(ppt 74页)


特征水位与特征库容
兴利库容—死水位与正常高水位之间的水库库容 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
二、水利枢纽—water project
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：
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，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 的通道，叫做溢洪道或泄洪隧洞，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 供水或进行水力发电等，还要建造通过坝身的引水管道或穿 过岸边山体的引水隧洞，为了发电、供电，还要建水电站、 开关站等等。
பைடு நூலகம்
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?
█ 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？
I. 设计洪水位是在泄洪设施全开时通过设计洪水流 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。
(1) 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 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。 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。
(2) 设计洪水位—design flood level
重力坝—重力坝泄水孔(水工建筑物课件)

重力坝—重力坝泄水孔(水工建筑物课件)


x
y y=x/2 6.25 2H
A压组进坡成口l段B：曲① X：面C段进D：1口E:O4曲～Yb1面1/4:6段椭F，、圆长压曲3坡面～段。6m、。检修门、工作无闸压门泄。水进水口示意图
2
2
h1
2
h1
2
检R修门①： JJ平21 ==面EBFC闸的 的门坡 坡。度 度
X
2ห้องสมุดไป่ตู้
O
axr222=+0.by12D22 =1
无压泄水孔体型设计与构造
三峡混凝土实体重力坝
故县混凝土实体重力坝
潘家口水库宽缝重力坝
伊泰普混凝土空心重力坝 涌溪碾压混凝土重力坝
南告浆砌石重力坝
无压泄水孔示意图
特点： 组成： 断面：
检修、工作闸门在进口处，门前有压、门后无压。
压力短管、闸门、明流段、
消能设施。
矩形、城门洞形。
A B DE
1 2
CF
Y =(0.05
0.08)W
l
A
X
O
①
B
DY C Eb
F
1:12 2
W=(1.5 2.0)D
R①
J1 =BC的坡度 J2 =EF的坡度
2
2
设计要求： 形成稳定的无压流态，严禁明满流交替。
办法：
孔顶应有安全超高。
顶部超高：
矩形断面： H (30% 50%)Hmax 城门洞形： H (20% 30%)Hmax 拱高 Hmax----最大流量时不掺气水深。
按自由射流水舌底缘曲线设计，槽底曲线方程为：
重力加速度
为防止负压产生而 采用的安全系数
设计步骤： 1.建立坐标系 2.方程 3.坐标点
《水工建筑物》课件

《水工建筑物》课件

方法
采用各种监测仪器和设备，对水工建筑物的结构、水位、流速、压力等关键参 数进行实时监测和数据采集，分析数据变化，评估结构安全状态。
维护与保养的要求与措施
要求
定期对水工建筑物进行检查、维护和保养，确保其结构完整、功能正常，防止出现老化、腐蚀和损伤等问题。
措施
对不同类型的水工建筑物采取相应的维护和保养措施，如定期清理、加固、涂装、更换破损部件等，保持其良好 的工作状态。
水资源的综合利用与开发
总结词
水资源的综合利用与开发对于水工建筑物设 计和建设至关重要，可以提高水资源利用效 率，促进可持续发展。
详细描述
水资源综合利用与开发包括雨水的收集和利 用、污水的处理和再利用、水能资源的开发 和利用等。在水工建筑物设计和建设中，应 充分考虑水资源的综合利用与开发，以提高 水资源的利用效率，缓解水资源短缺问题， 促进可持续发展。同时，应采取有效的措施
环境保护的重要性与要求
总结词
环境保护是水工建筑物设计和建设的重要考虑因素，需要采取有效措施减少对环境的负 面影响。
详细描述
环境保护的重要性在于维护生态平衡、保障人类健康和促进可持续发展。在水工建筑物 设计和建设中，应充分考虑环境保护的要求，采取有效的防护措施，减少对土地、水域
和生态环境的破坏和污染。
本课程旨在培养学生掌握水工建筑物的基本概念、设计原理、施工方法及工程实例等方面的知识和技 能，为将来从事水利工程、土木工程和环境工程等领域的工作打下基础。
学习目标
掌握水工建筑物的基本概 念、类型、特点和功能。
掌握水工建筑物的施工方 法和技术，包括地基处理 、混凝土施工等方面的技 能。
ABCD
理解水工建筑物的设计原 理和方法，包括静水力学 、流体力学、土力学等方 面的知识。
水利工程施工水工建筑物培训资料PPT课件

水利工程施工水工建筑物培训资料PPT课件

5、合理布置、加强保养、提高工效 严格执 行机械保养制度，使机械处于最佳状态， 合理布置工作面和运输道路。
堆石料的开采的基本要求（P171）
水利工程施工水工建筑物培训资料(pp t128页 )
水利工程施工水工建筑物培训资料(pp t128页 )
（二）挖运方案及其选择 1、人工开挖，马车、拖拉机、翻斗车运土 上坝 人工挖土装车，马车运输，距离不宜大于 1km； 拖拉机、翻斗车运土上坝，适宜运距2~4 km， 坡度不宜大于0.5%~1.5%。
2． 土石方调度优化
土石方调度优化的目的，是找出总运输量最 小的调度方案，从而达到运输费用最低， 降低工程造价。
3． 弃料处理
坝基与岸坡处理：
水工建筑的地基一般分为岩石地基、土壤 地基或砂砾石地基。由于工程地质和水文 地质作用的影响，天然地基往往存在一些 不同程度、不同形式的缺陷，经过人工处 理，使地基具有足够的强度、整体性、抗 渗性和耐久性，方能作为水工建筑物的地 基。
水利工程施工水工建筑物培训资料(料(pp t128页 )
（三）挖运强度与设备 分期施工的土石坝，应根据坝体分期施工的填筑 强度和开挖强度来确定相应的机械设备容量。 1、坝体分期上坝强度Qd（ m³／h）可按下式计算： Qd= V′·Ka·K/(T·K1)
水利工程施工水工建筑物培训资料(pp t128页 )
水利工程施工水工建筑物培训资料(pp t128页 )
土石料的开采与运输： 料场开采前的准备工作： 划定料场范围； 分期分区清理覆盖层； 设置排水系统； 修建施工道路； 修建辅助设施。
水利工程施工水工建筑物培训资料(pp t128页 )
水利工程施工水工建筑物培训资料(pp t128页 )
水利工程施工水工建筑物培训资料(pp t128页 )
水工建筑物教材ppt课件

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2.46
0.98
2.23

1.00
2.01 1.78 1.68 1.64 1.60 1.56 1.44 1.39 1.30 1.01
1.80 1.63 1.56 1.52 1.49 1.46 1.37 1.33 1.25 1.01
对计算风速，指水面以上10m高处10min多年最大平
均风速，当测点在水面上Zm处，应乘以高度修正系 数KZ（见表2-4）
表2-3
累积频率波高hp与平均波高Hm的比值
hp/Hm
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
p(%) 0.1 1 2 3 4 5 10 13 20 50
2.97 2.42 2.23 2.11 2.02 1.95 1.71 1.61 1.43 0.94
2.70 2.26 2.09 2.00 1.92 1.87 1.65 1.56 1.41 0.94
F i hG Eii/g
2）垂直地震惯性力
作用于质点i的垂直向地震惯性力代表值应按
下式计算：
F vvG Eii/g
以上二式中： Fi 、Fi—作用于质点i的垂直、水平地
震惯性力代表值，KN/m； ξ—地震作用的效应折减系数，一般取ζ=0.25；
地震作用力计算
（1）地震惯性力
地震时，各种水工建筑物随地壳而加速运动， 由于其自重而产生地震惯性力。地震惯力的 方向是任意的，和地震加速度的方向相反。 其可分为水平和竖向地震惯性力。
1）水平地震惯性力
采用拟静力法计算地震作用效应时，沿建筑物
高度作用于质点i的水平向地震惯性力代表值应按
下式计算：
求出hm、hp、Lm等，并根据坝闸前水深，计算作用 在坝闸上的波浪压力。
《水工建筑物》 课件

《水工建筑物》 课件

• （4）粘性土的施工填筑含水率应根据土料性质、填筑部位、 气候条件和施工机械等情况，控制在最优含水率－2％～＋3 ％偏差范围以内。
(三) 面板堆石坝各种筑坝材料的选择标准
（1）主堆石区宜采用硬岩堆石料或砂砾料填筑。枢纽建筑物开挖石料符合 主堆石区或下游堆石区质量要求者，也可分别用于主堆石区或下游堆石 区。
3）坝的反滤层必须符合下列要求： ① 使被保护的土不发生渗透变形； ② 渗透性大于被保护土，能通畅地排出渗透水流； ③ 不致被细粒土淤塞失效。
三、碾压土石坝坝体排水及构造设计
土石坝应设置坝体排水，降低浸润线和孔隙压力，改变 渗流方向，防止渗流出逸处产生渗透变形，保护坝坡土 不产生冻胀破坏。 坝体排水设备必须满足以下要求： ①能自由地向坝外排出全部渗水； ②应按反滤要求设计； ③便于观测和检修。 坝体排水一般有三种常用形式： （1）棱体排水，又称滤水坝趾。棱体排水设备适用于下 游有水的情况，其顶部高程应超出下游最高水位。 （2）贴坡式排水，又称表面排水 （3）坝内排水。坝内排水又分为竖式排水和水平排水。
3）反滤料、过渡层及排水体材料 反滤料、过渡层料及排水体材料应符合下列要求： ①质地致密，抗水性和抗风化性能满足工程运用条 件的要求； ②具有要求的级配； ③具有要求的透水性； ④反滤料和排水体料中粒径小于0.075mm的颗粒含 量应不超过5％。
(二) 土石坝各种筑坝材料的填筑标准
①坝的级别、高度、坝型和坝的不同部位； ②土石料的压实特性和采用的压实机具； ③坝料的填筑干密度和含水率与力学性质的关系，以及设计对
(三)坝体防渗体的选择
• 在土石坝中，土质防渗体是应用最为广泛的防渗结构 。所谓防渗体，是指这部分土体比坝壳其他部分更不 透水，它的作用是控制坝体内浸润线的位置，并保持 渗流稳定。土质防渗体断面尺寸应根据下列因素研究 确定：
第六章水工建筑物

第六章水工建筑物


图4-2-2 Ⅰ型反滤
图4-2-3 Ⅱ型反滤
六 坝体排水及构造要求
坝体排水的作用是：控制和引导渗流，降低浸润线 ，加速孔隙水压力消散，防止渗流出逸处产生渗透变形 ，并保护下游坝坡免遭冻胀破坏。 (1) 坝体排水必须满足以下要求： ① 应有充分的排水能力，以保证自由地向坝外排出全部渗
透水；
② 应按反滤原则设计，以保证坝体及地基土不发生渗透破 坏； ③ 便于观测和检修。
重力坝布置、设计基本要求及安全标准
重力坝坝体结构设计
重力坝坝身泄水建筑物型式
重力坝消能防冲结构设计 重力坝基础处理原则和主要方法
考 试 大 纲
第 三 节 拱 坝 设 计
拱坝布置、设计基本要求及安全标准
拱坝坝体结构设计
拱坝坝身泄水建筑物型式
拱坝消能防冲结构设计 拱坝基础处理原则和主要方法
考 试 大 纲
二 各种筑坝材料的选择标准及 其填筑标准
• （3）反滤料、过滤料及排水材料 • 1）反滤料、过滤层料和排水体料应采用质地致密坚 硬，具有高度抗水性和抗风化能力的材料，风化料 一般不能用作反滤料。 • 2）材料应具有要求的级配和透水性，其中反滤料和 排水体料中粒径小于0.075mm的颗粒含量应不超过5 ％。 • 3）宜尽量利用天然砂砾料筛选，当缺乏天然砂砾料 时，亦可人工轧制，但应选用抗水性和抗风化能力 强的母岩材料。 • 4）3级低坝经过论证可采用土工织物作为反滤层。
四 坝体防渗体的选择
在土石坝中，土质防渗体是应用最为广泛的防渗结构，且 可用作防渗体的土料范围很广。 土质防渗体的主要结构形式为心墙和斜墙（图4-1-1）。 防渗体顶部的水平宽度需要考虑机械化施工的要求，不应 小于3m。 土质防渗体顶部在正常蓄水位或设计洪水位以上的超高， 应按表4.1.2-1的规定取值。
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第十节 泄水重力坝
一、溢流重力坝
1
按功能可分为以下三类： （1）泄洪建筑物 （2）泄水孔（放水孔） （3）施工泄水道
2
溢流坝的工作特点
溢流坝既是挡水建筑物 又是泄水建筑物，除应满足 稳定和强度要求外，还需要 满足泄水的要求。
3
孔口设计
溢流坝孔口尺寸的拟定 包括泄水前缘总宽度、堰顶 高程以及孔口数目和尺寸。
4
1. 确定洪水标准
5
2.确定溢流坝的下 泄流量
Q = QZ -α Q0
6
3.孔口形式的选择
(1)坝顶溢流式
7
(2)大孔口溢流式
8
三峡工程
9
4.溢流孔口尺寸的确定
(1)单宽流量的确定 设L为溢流段净宽（不包
括闸墩的宽度），则通过溢 流孔口的单宽流量为： q= Q
L
10
(2)孔口尺寸 1) 溢流前缘总长L0应为：
堰面曲线方程如下：
xn

KH
n d
1
y
X
Y
式中：Hd—定型设计水头，按堰顶最大
作用水头Hmax 的75%～95%计算
17
对于设有胸墙溢流堰 的堰面曲线：
y

x2
4 2 H d
Hd ——定型设计水头，一般取孔口
中 心 至 校 核 洪 水 位 的 75% ～ 95% ；
φ ——孔口收缩断面上的流速系数，
22
1.消能工设计原则与形式 (1)消能工的设计原则 (2)消能 4.面流消能 5.消力戽消能 6.联合消能
24
溢流坝设计中有关高速水流
空化和空蚀、掺气、脉动、冲击波
25
二、坝身泄水孔
1.坝身泄水孔的作用
26
2.坝身泄水孔的形式
按水流条件，坝身泄水孔可 分为有压泄水孔和无压泄水孔； 按泄水孔所处的高程可分为中 孔和底孔；按布置的层数又可 分为单层和多层的。
L0 nb (n 1)d
11
2）溢流坝的堰顶高程
当采用开敞式溢流时，可利用下
式，计算出堰顶水头H0
Q Cm sL
2g
H
3 0
/
2
当采用大孔口泄洪时，可用下式
计算出堰顶水头H0
Q Ak 2gH0
12
5.闸门的类型与作用 水工闸门按其功用可
分为工作闸门、事故闸门 和检修闸门。
13
6.闸墩的作用
闸墩的作用是将溢流坝前 缘分隔为若干个孔口，并承受 闸门传来的水压力（支承闸 门），也是坝顶桥梁和启闭设 备的支承结构。
14
7.横缝的布置
①缝设在闸墩中间 ②缝设在溢流孔跨中
15
溢流曲线和剖面设计 1.溢流面曲线
溢流面曲线由顶部曲线 段、中间直线段和下部反弧 段三部分组成。
16
27
3.进口段 4.闸门段 5.孔身段 6.渐变段
28
平压管
为了减小检修闸门的启 门力，应当在检修闸门和工 作闸门之间设置与水库连通 的平压管。
29
一般取φ =0.95。
18
2.反弧段 溢流坝下游反弧段的作
用是使溢流坝面下泄的水流 平顺地与下游消能设施相衔 接。
19
3.直线段
中间的直线段与坝顶曲线 和下部反弧段相切，坡度一般 与非溢流坝段的下游坡相同。 具体应由稳定和强度分析及剖 面设计确定。
20
4.溢流重力坝剖面设计
21
消能工的形式与设计