江河大坝与水库大坝的异同
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(精品水工建筑物知识点整理水工建筑物是指人类利用水资源建造的各种工程设施,包括水库、大坝、水闸、船闸、引、引水渠、机井等。
这些建筑物在控制水资源的调度、水力发电、灌溉、供水、航运等方面发挥着重要的作用。
下面整理了一些与水工建筑物相关的知识点。
1.水库:水库是人工蓄水的水体,在水文循环中起储水、调节径流、调蓄洪水、供水等作用。
根据功能和用途可分为水能利用、调节和多功能型水库。
2.大坝:大坝是拦截和围堵河流的建筑物,主要用于蓄水和防洪。
按照结构形式可分为土坝、石坝、混凝土坝等。
大坝的建设需要考虑水库的容积、坝型选择、坝体安全等因素。
3.水闸:水闸是调节水位和水流的设施,主要用于航运、排涝和灌溉等。
水闸的结构包括闸门、闸墩和闸孔等。
4.引水渠:引水渠是将水源引入需要灌溉或供水的地区的渠道。
根据用途可分为灌溉渠、供水渠和排水渠等。
5.机井:机井是通过机械装置从地下水层地下获取地下水,主要用于农田灌溉和城市供水。
6.船闸:船闸是船舶通过水坝或河道的升降设施,主要用于调节水位和船舶通航。
7.灌溉系统:灌溉系统是将水源输送到农田的系统,用于农作物的生长和发展。
常见的灌溉方式包括引水渠灌溉、滴灌、喷灌和旋转喷灌等。
8.水力发电:水力发电是利用水的动能转化为电能的一种能源利用方式。
根据水轮机的类型可分为水轮发电机和潮汐发电机等。
9.水质处理:水质处理是指通过物理、化学和生物方法改善水质的过程,用于净化供水和处理废水。
10.环境生态保护:水工建筑物的建设和运营往往对生态环境产生一定的影响,需要采取相应的环保措施,包括生态修复、环境监测等。
11.安全管理:水工建筑物的安全管理是保证设施运行安全和防止事故发生的重要措施,包括坝体安全监测、设备维护、防洪措施等。
12.水工建筑物的设计:水工建筑物的设计包括结构设计、水流设计、水力学计算和稳定性分析等,需要考虑结构的强度、稳定性和安全性。
13.施工技术:水工建筑物的施工需要考虑土质、地质、地下水位等因素,采用合适的施工方法和技术,确保工程质量。
校本课程教材(物理科)身边的物理学古柏小学物理组编著目录第一课、自行车中的物理知识堂教学------------------(3)第二课、过山车中的物理知识 -----------------------(10)第三课、江河大堤与水库大坝-----------------------------------(13)第四课、体育中的物理------------------------------(16)第五课、汽车安全气囊系统组成及其工作原理----------------(23)第六课、电饭锅工作原理及保养常识----------------------------(30)第七课、微波炉的工作原理-----------------------------------------(33)第八课、了解冰箱的构造---------------------------------------------(42)第一课自行车中的物理知识自行车是我们日常生活中一种普遍的交通工具,常见的有普通载重自行车、轻便自行车、山地自行车、童车、赛车、电动自行车等.它结构简单,方便实用,下面分别介绍自行车的有关原理和其中涉及到的相关物理知识。
(一)自行车的有关原理一、车体设计原理A:手把连接前轮的转向机制是轮轴的运用,一般女装车手把大多比较宽,就是因为把“轮”的半径加大,可以更省力,骑起来很优雅.B:剎车把手是一个简单的杠杆,使用者用很小的力就可对剎车片产生很大的压力.C:前剎片是利用摩擦力使车轮减速,同时在接地点产生向后的摩擦力来使车体减速.以前轮夹式剎车和传统后轮轴心的盘式剎车来比较,对同样大小的剎车压力而言,前者因力臂较长,会比后者有较大的力矩,效果较佳.D:接地的轮胎也是靠摩擦力使车子前进,剎车也是同样道理.E:轮轴中央用滚珠轴承加黄油来减少摩擦,提高传动效率.F:踏板是轮轴的运用.G:前后齿轮是利用链条传动的齿轮系统,因为前大后小,所以费力而省时,可以把车子加速到很快.H:后齿轮传动给后轮是一种作用力施在轴上的轮轴系统.I:有些座垫下方是以弹簧为避震器,是弹簧在日常生活中除了做为弹簧秤外,另一大用途.J:新型自行车有些装上油压避震器,是帕斯卡原理的运用.二、为何自行车刚骑动时手把会不自觉转动?自行车基本上是两点着地,骑动时可以不倒下是因为两轮滚动时产生水平方向的角动量;当车子几乎静止时角动量消失了,质心要通过底座(人和车体在地面的投影)的机会非常少,不可避免就要倒下,此时若转动手把就会产生垂直方向的角动量,使车子保持平衡,这点和飞盘转动时可以保持平稳飞行有异曲同工之妙,但因为转动不是很完整,方向又一再改变,所以一般不能撑很久.三、变速原理设前齿轮半径a、后齿轮半径b,a/b的比值愈大,可以愈省力,但省力一定较费时,所以车骑得不快,一般在起动时会把a/b 调小一点,比较容易克服最大静摩擦力,之后再把比值变大.一辆十段变速的自行车有两个不同半径的前轮,后面有五个,以共有十种组合.四、剎车原理从运动学的角度来看,急剎车车子可能向前翻倒.先考虑前轮剎死的情形:此时以前轮着地点为支点,因车子有向前的惯性(人车的质心明显在支点右上方),很容易有向前翻的情形发生;那后轮剎车的情形又如何呢?如果后轮剎死了车子的惯性一样向前,但此时前轮对地面的压力会增大,相对减少后轮的下压力,所以翻车的机会较少,当然若是向前的惯性实在太大,车子一样会以前轮为支点旋转而使后轮会上跷.综合以上可知:自行车最好不要单独剎前轮,若只有一个剎车系统应装在后轮,当然两轮一起剎车最理想.不论用那一轮剎车,前轮的下压力一定会增大,后轮的一定减少,所以前轮的剎车摩擦力比后轮的大.所以在机车或汽车上,效果较佳(当然也较贵)的碟式剎车装在前轮,后轮再装鼓式剎车,此即常在汽车广告中听到的”前碟后鼓”,但注意使用的前提是前后剎车一定同时作用,以免翻车.(二)自行车中的物理知识图1和图2是两种常见的自行车,在其中涉及到很多物理知识,包括杠杆、轮轴、摩擦、压强、能量的转化等力学、热学及光学知识,下面具体来分析一下.一、力学知识1.摩擦方面(1)自行车车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车块处均刻有一些花纹,增大接触面粗糙程度.增大摩擦力.(2)车轴处经常上一些润滑油,以减小接触面粗糙程度,来减小摩擦力.(3)所有车轴处均有滚珠,变滑动摩擦为滚动摩擦,来减小摩擦,转动方便.(4)刹车时,需要纂紧刹车把,以增大刹车块与车圈之间的压力,从而增大摩擦力,(5)紧蹬自行车前进时,后轮受到的摩擦力方向向前,是自行车前进的动力,前轮受到的摩擦力方向向后,是自行车前进的阻力;自行车靠惯性前进时,前后轮受到的摩擦力方向均向后,这两个力均是自行车前进的阻力.2.压强方面(1)一般情况下,充足气的自行车轮胎着地面积大约为S=2×10Cm×5cm=100×cm2,当一普通的成年人骑自行车前进时,自行车对地面的压力大约为F=(500N+150N)=650N,可以计算出自行车对地面的压强为6.5×104Pa.(2)在车轴拧螺母处要加一个垫圈,来增大受力面积,减小压强.(3)自行车的脚踏板做得扁而平,来增大受力面积,以减小它对脚的压强,(4)自行车的内胎要充够足量的气体,在气体的体积、温度一定时,气体的质量越大,压强越大.(5)自行车的车座做得扁而平,来增大受力面积,以减小它对身体的压强.3.轮轴方面(1)自行车的车把相当于一个轮轴,车把相当于轮,前轴为轴,是一个省力杠杆,如图3所示.(2)自行车的脚踏板与中轴也相当于一个轮轴,实质为一个省力杠杆.(3)自行车的飞轮也相当于一个省力的轮轴.4.杠杆方面:自行车的刹车把相当于一个省力杠杆.5.惯性方面(1)当人骑自行车前进时,停止蹬自行车后,自行车仍然向前走,是由于它有惯性.(2)当人骑自行车前进时,若遇到紧急情况,一般情况下要先捏紧后刹车,然后再捏紧前刹车,或者前后一起捏紧,这样做是为了防止人由于惯性而向前飞出去.6.能量转化方面(1)当人骑自行车下坡时,速度越来越快,是由于下坡时人和自行车的重力势能转化为人和自行车的动能.(2)当人骑自行车上坡之前要紧蹬几下,目的是增大速度,来增大人和自行车的动能,这样上坡时动能转化为重力势能,能上得更高一些.(3)如图4所示,自行车的车梯上挂有一个弹簧,在它弹起时,弹簧的弹性势能转化为动能,车梯自动弹起.7.声学方面(1)自行车的金属车钤发声是由于铃盖在不停的振动,而汽笛发声是由于汽笛内的气体不断的振动而引起的.8.齿轮传动方面(1)线速度和角速度的关系,如图5所示,设齿轮边缘的线速度为v ,齿轮的半径为R,齿轮转动的角速度为ω,则有v = ωR.二、热学知识在夏天自行车轮胎内的气体不能充得太足,是为了防止自行车爆胎,因为对于质量、体积一定的气体,当温度越高,压强越大,当压强达到一定程度时,若超过了轮胎的承受能力,就会发生爆胎的情况.三、光学知识在日常生活中,自行车的后面都装有一个反光镜,它的设计很巧妙,组成如图6所示,它是由三个相互垂直的平面镜组成一个立体直角,用其内表面作为反射面,这叫角反射器.当有光线从任意角度射向尾灯时,它都能把光“反向射回”,当光线射向反光镜时,会使后面的人很容易看到.在夜间,当汽车灯光照到它前方的自行车尾灯上,无论入射方向如何,反射光都能反射到汽车上,其光强远大于一般的漫反射光,就如发光的红灯,足以让汽车的司机观察到.四、电学方面在有些自行车上装有小型的发电装置,它利用摩擦转动,就像我们在实验室中看到的手摇发电机一样,发出的电能供给车灯工作,起到一定的照明作用.第二课过山车中的物理知识过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。
水库大坝工程知识点总结水库大坝工程是指利用大坝拦截和储存水资源,用于灌溉、供水、发电等综合利用的一种水利工程。
水库大坝工程的建设对于社会经济的发展具有重要意义,因此对于水库大坝工程的知识点掌握也是至关重要的。
在本文中,我将从水库大坝工程的概念、分类、设计、施工和维护等方面进行详细的总结和介绍。
一、概念水库大坝工程是指在江河、湖泊、山谷等地形中修筑混凝土或土石方坝,以围堵河流,形成人工湖泊或水库,用以蓄水、防洪、发电或供水的工程。
水库大坝的主要功能包括:蓄水调洪、供水、发电、灌溉、航运和防洪。
水库大坝的主要组成部分包括:大坝本体、泄洪设施、水库底部、取水口、泵站、输水管线、调幅设施和水利枢纽等。
二、分类按照大坝的材料和结构型式不同,水库大坝可以分为混凝土大坝、土石坝和重力坝等。
1. 混凝土大坝混凝土大坝是指由混凝土建造的大坝。
混凝土大坝有重力坝、拱坝、泄水坝、堆砌坝等类型。
优点:抗水、耐腐蚀、抗冲刷、耐久性好。
缺点:施工难度大、成本高。
2. 土石坝土石坝是指由土石料物料性质作为主体材料,辅以其他材料施工而成。
优点:施工简便、成本低、渗流性好。
缺点:不耐冲刷。
3. 重力坝重力坝是指依靠坝体自身重量抵抗水压来拦截水的大坝。
优点:结构简单、成本低、施工容易。
缺点:对坝基要求高。
按照用途不同,水库大坝可以分为蓄水型、发电型、灌溉型、防洪型等。
1. 蓄水型蓄水型水库大坝主要用于蓄水、供水等功能。
蓄水型水库大坝应具有大的蓄水容量、稳定性好和水质等特点。
2. 发电型发电型水库大坝主要用于发电。
发电型水库大坝应具有较大的水头、大的流量和良好的水能资源等特点。
3. 灌溉型灌溉型水库大坝主要用于灌溉作物。
灌溉型水库大坝应具有稳定的水源、灌溉面积大和输水效率高等特点。
4. 防洪型防洪型水库大坝主要用于防洪。
防洪型水库大坝应具有大的蓄水容量、泄洪设施齐全和响应迅速等特点。
三、设计水库大坝设计的主要内容包括:大坝和附属设施结构设计、水利枢纽设计、防洪工程设计、水库环境与生态保护等。
水库大坝的作用与选址水库大坝是指为了调节水流,储存水资源并供应水源所建造的工程设施。
它在水资源管理、灌溉、发电、防洪等方面起着重要的作用。
本文将从作用、选址以及一些设计原则来探讨水库大坝的建设。
一、水库大坝的作用:1.调节水流:水库大坝可以储存水资源,在水流过剩或干旱季节调节水流量,确保水源供应的稳定性。
这对于农田灌溉、城市供水和工业用水非常重要。
2.储存水资源:水库大坝可以储存雨水、融雪和降水等水资源,以供人们的使用。
这对于水资源稀缺的地区尤为重要。
3.发电:水库大坝可以通过水力发电来提供清洁的能源。
当水水库大坝下游的水流通过水轮机时会驱动发电机产生电力。
水力发电是一种可再生的能源,对于减少对化石能源的依赖,保护环境具有重要意义。
4.防洪:水库大坝可以调节河流水流的速度和流量,减缓洪峰对下游地区的冲击,起到防洪的作用。
特别是在山区,水库大坝可以接收上游的雨水,降低洪水威胁,保护下游农田和城市。
二、水库大坝的选址:1.地理条件:选址应考虑流域面积、降雨量、水流特性等地理条件,以确保水库能够收集到足够的水资源。
2.水资源条件:选址应考虑水资源的多寡和可持续性,包括降水量、河流流量、融雪水等。
3.地质条件:选址应避免地震、滑坡、岩溶等地质灾害风险区域,确保水库大坝的稳定性和安全性。
4.环境条件:选址应考虑生态环境保护,避免对野生动植物和生态系统的破坏。
5.社会经济条件:选址应兼顾社会和经济利益,尽量减少对人口和农田的影响。
三、水库大坝的设计原则:1.安全性:水库大坝的设计应保证结构的安全可靠性,避免因水压力、地震等引起的破坏和溃堤。
2.经济性:水库大坝的建设应当考虑成本效益,选择合适的材料和工程设计,最大限度地降低建设和运行成本。
3.可持续性:水库大坝的设计应考虑可持续发展,包括生态保护、环境监测和社会经济效益的平衡。
4.灵活性:水库大坝的设计应具备一定的灵活性,以应对气候变化和水资源变化的未来挑战。
有关大堤与大坝的一个力学问题擦力冲击力大堤和大坝同是造福人类的水利工程,如图1,分别是太湖大堤与三峡大坝。
比较两图不难发现,江河堤的迎水面坡度缓,背水面坡度陡,而水库坝则恰恰相反,挡水面坡度陡,背水面坡度缓.两者可以简化成如图2所示。
这里有个问题,为什么江河大堤和水库大坝两边的坡度陡缓状况修得恰恰相反?大堤与大坝都受到水对其的作用力F,F有两种力的效果,一是使堤坝与它们的基座产生滑动,二是使对堤坝产生翻转效果。
1、对大堤的力学分析对于两岸拦水的大堤来说,奔腾的江河水的冲击力方向朝下游,水对堤坝的作用力主要是水的压力。
根据液体压强公式p=ρgh,由积分公式F=∫ρghds=∫ρghldh=hhpgl/2.(l为大堤的宽)又有水库大坝的挡水面各处承受的压强跟水深成正比,呈三角形分布,故总水压力通过压强的三角形分布距坝底H/3.如图3甲、乙所示,水的压力垂直于堤面,由图可见,F产生的倾覆力矩M1朝逆时针方向,与重力产生的倾覆力矩M2方向相同,它们可以与基座对大坝的抗倾覆力矩M3达到平衡。
有M1+M2=M3。
所以建造大堤时主要考虑的是水作用力对大堤产生的滑动效果。
根据力的分解知识有,Fx=Fsinθ,Fy=Fcosθ,因此,对于同样大小的水的压力F,坡度平缓的堤面所受横向水平压力较小,即Fx<Fx′;所受竖直向下的压力较大,即Fy>Fy′.所以对于江河大堤,迎水面坡度缓,水对大堤水平向外的推力Fx小.同时竖直向下的力Fy大,有利于增大堤坝基底与堤坝的静摩擦力,即可以防滑.2、对大坝的力学分析大坝受到了水流动的冲击力,和水对大坝的压力。
为便于分析,设水对大坝的总作用F水平向外,设水库大坝的总重力为G,重心在O′处,如图4所示。
.因受水的压力F的作用,坝体会以水库外侧大坝的坝脚O为支点有沿顺时针方向倾覆的趋势,其倾覆力矩为M1.而大坝依靠自身的重力G产生的抗倾覆力矩M2=Gd.把坝体修得沿背水面坡度缓一些,能够达到既增大重力,又增大力臂d的效果,从而达到增大抗倾覆力矩MG的效果.由此可见,在用料及造价相同的前提下,迎水面比背水面缓的江河大堤更牢固,挡水面比背水面陡的水库大坝更稳定。
高考地理微专题—水库与大坝修建水库的目的是为了解决降水季节分配不均的问题。
在选择水库修建的区位条件时,需要考虑自然条件和社会经济技术条件。
在自然条件方面,需要考虑气候、地形、地质和河流等因素。
例如,在山区的降水丰富、气候湿润的地方,河流多,水量大,可以选择在地形起伏、山高谷深、河流众多、落差大、峡谷多的山地、高原、丘陵等山区修建水库。
具体选址可以考虑在河流“口袋形”山谷或“狭长形”峡谷,因为这样的地形洼地宽大,蓄水量大,建坝工程量小,投资少,安全可靠。
在落差大、峡谷多的干支流上,可以采取梯级开发方法,建造多层水电站,提高水能利用率。
在社会经济技术条件方面,需要考虑科技、经济和交通等因素。
例如,水库建设投资较大,技术要求较高,需要确保水利工程的效率和安全。
水力资源丰富、人口密集、经济发达、用电量大的地方更有利于水电事业发展。
同时,水库尽可能少淹没城镇村庄、良田道路,减少损失,降低成本。
修建水库的利弊需要综合考虑。
修建水库可以防洪抗旱、发电、灌溉、航运、养殖、旅游、供水、调节径流、调节当地气候等,具有很多优点。
但是,在修建水库的过程中,也会对生态环境造成一定的影响,例如淹没土地、破坏生态系统等。
因此,在修建水库时需要进行科学规划,尽可能减少对生态环境的影响,保护生态环境的可持续发展。
螺山站的含沙量变化趋势不同,说明荆江河段的冲淤过程不稳定,丰水期可能淤积,枯水期可能冲刷,故选C。
2.根据图可知,三峡大坝蓄水后,荆江河段的含沙量整体下降,说明输沙能力减弱,河床冲刷减缓,流速减慢,故选B。
改写:四.蓄清排浑:蓄清排浑”是一种水库的运用方式,旨在减少库区泥沙沉积,保证库容量并蓄水。
在我国大多在汛期7~9月排浑,汛后10月~11月蓄清。
蓄清期是指水库在降水较少的季节,少水或无水进入水库,相对而言将水自然澄清的一个时期。
排浑期是指开闸放水,把浑浊的水排放出去,引进新的水源,以保证水质的时期。
蓄清排浑的运用方式可以减少库区地震、地质灾害发生的频率,同时也有助于保护鱼类的洄游产卵。
大坝水库知识点总结水库是指人工筑造的、用以蓄水调节水流以及发电、灌溉和供水等用途的水体。
大坝则是用来阻挡水流,形成水库的重要建筑物。
水库和大坝在现代社会中扮演着重要的角色,对水资源的合理利用和水灾的防范都起到了重要的作用。
以下是对水库和大坝的一些知识点进行总结:1. 水库的作用水库的主要作用有三个方面:蓄水调节、发电和灌溉供水。
蓄水调节是指水库可以调节水流,平衡雨水和地下水的供应,防止干旱和涝灾。
发电是指利用水库的水流,通过水轮机发电。
而灌溉供水则是指通过水库的蓄水能力为农田和生活用水提供水源。
2. 大坝的类型大坝的类型主要分为重力坝、拱坝、拱形重力坝、中空重力坝、挡土坝和矮坝等。
重力坝是当下最常见的大坝,其结构简单,操作容易,适用范围广泛。
拱坝则是利用大坝的曲线形状来承受水压,是一种结构安全性高的大坝。
随着科技的发展,人们对大坝的工艺和设计也在不断进行创新,以满足各种环境和水流条件下对大坝的需求。
3. 大坝的构造要素大坝的构造要素主要包括坝基、坝体、溢洪道、泄洪设施、泄水设施、大坝监测与安全防护系统等。
其中,坝基是大坝的基础,一般要求坚固、无渗漏等特性。
坝体是指大坝的主要构造部分,需要有足够的强度和稳定性。
溢洪道和泄洪设施则是用来在水位超过一定高度时,排放多余的水流。
大坝监测与安全防护系统是用来对大坝的安全进行监测和保护,以防止发生溃坝的事故。
4. 大坝的施工过程大坝的施工过程包括选址、规划、设计、地质勘测、施工准备、坝基处理、坝体施工、设施安装、大坝蓄水和运行等过程。
选址和规划是大坝施工的第一步,需要考虑到周边的地形、气候和水文条件。
设计则是根据选址和规划的情况来确定大坝的基本结构和特性。
地质勘测是用来研究大坝所在地的地质情况,为大坝的施工提供依据。
而施工准备阶段则是进行前期的各种准备工作,包括材料准备和人员培训等。
坝基处理和坝体施工是大坝施工的重点工作,需要依据设计要求进行操作。
设施安装阶段是将溢洪道、泄洪设施和监测系统等设施进行安装和调试,以准备大坝的投入使用。
校 本 课 程 教 材(物理科)溧阳市第三中学物理组 古旭海刘职璠 编著生活中的物理理目录第一课、过山车中的物理知识(1)第二课、自行车中的物理知识堂教学(4)第三课、江河大堤与水库大坝(11)第四课、体育中的物理(14)第五课、GPS-全球定位系统(21)第六课、汽车安全气囊系统组成及其工作原理(29)第七课、电饭锅工作原理及保养常识(36)第八课、微波炉的工作原理(39)第九课、激光(48)第十课、磁浮火车(54)第十一课、超声波的应用(57)第十二课、载人航天三大难题(61)第十三课、看照片的艺术(65)第十四课、了解冰箱的构造(70)第一课过山车中的物理知识过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。
那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。
如果你对物理学感兴趣,那幺在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感,还有助于理解力学定律。
实际上,过山车的运动包含了许多物理学原理,人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。
如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果,那感觉真是妙不可言。
这次同物理学打交道不用动脑子,只要收紧你的腹肌,保护好肠胃就行了,当然,如果你的身体条件和心理承受能力的限制,无法亲身体验过山车带来的种种感受,你不妨站在一旁仔细观察过山车的运动和乘坐者的反应。
在开始旅行时,过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最高点的,但在第一次下行后,就再也没有任何装置为它提供动力了。
事实上,从这时起,带动它沿着轨道行驶的惟一的"发动机"将是引力势能,即由引力势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程构成的。
第一种能,即引力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量,是由于它的高度和由引力产生的加速度而来的。
对过山车来说,它的势能在处于最高点时达到了最大值,也就是当它爬升到"山丘"的顶峰时最大。
当过山车开始下降时,它的势能就不断地减少(因为高度下降了),但它不会消失,而是转化成了动能,也就是运动能。
大坝知识点大坝是一种由人工建造的水利工程,主要用于拦截和储存水源,通过引导水流实现水资源的调节和利用。
大坝的重要性不容忽视,它不仅可以提供可靠的水源,还有助于防洪和发电等方面。
在这篇文章中,我们将逐步介绍大坝的相关知识点。
1.大坝的基本定义和分类大坝是指建筑在河流、河谷或峡谷中,由土石、混凝土、钢筋混凝土等材料构成的拦水工程。
根据建造材料和结构形式的不同,大坝可以分为土坝、石坝和混凝土坝等类型。
2.大坝的功能和作用大坝的主要功能是拦截水源,形成水库,以供城市、农田和工业用水。
此外,大坝还可以用于防洪和发电等方面。
通过调节水流,大坝可以减轻洪水的威力,并为发电站提供足够的水压力。
3.大坝的建设过程大坝的建设过程一般包括以下几个步骤:–地质勘测:确定大坝建设地点,并对地质条件进行详细调查。
–设计规划:根据勘测结果和工程要求,制定大坝的设计方案和施工计划。
–岩土开挖:挖掘建设地点的土石,为大坝的基础施工做准备。
–坝基处理:对大坝的基础进行处理,以确保其承载能力和稳定性。
–坝体建造:按照设计方案,逐步建造大坝的坝体,采用土石、砼等材料进行填筑或浇筑。
–溢流堤建设:在大坝上游建设溢流堤,以防止溢洪和洪水泄流。
–设备安装:安装大坝所需的各种设备和机械,如引水系统、泄洪闸门等。
–蓄水运行:大坝建成后,进行试运行和调试,逐步蓄水并开始正式运行。
4.大坝的安全管理和问题预防大坝是一项复杂而危险的工程,因此安全管理至关重要。
为确保大坝的安全运行,需要定期进行检查和维护,并采取有效的措施预防可能出现的问题,如渗漏、破坏和泄漏等。
5.大坝的环境影响和可持续发展大坝的建设对环境有一定的影响,如河流的生态系统和鱼类迁徙等。
因此,在大坝建设中,需要充分考虑环境保护和可持续发展的因素,并采取相应的措施减少对环境的影响。
总结:大坝作为一项重要的水利工程,对社会经济发展和人们生活起着重要的作用。
了解大坝的基本知识点可以帮助我们更好地理解其功能和意义,同时也提醒我们在大坝建设中要注重安全管理和环境保护,以实现可持续发展的目标。
江河大坝与水库大坝的异同
作者:齐相龙
内容摘要:本文将江河大坝与水库大坝作比较,分析各自坝型的特点及原理。
关键词:江河大坝,水库大坝,压力,倾覆力矩。
一般江河大堤和水库大坝的横截面如图1甲、乙所示。
图1
比较上面两图,不难发现,它们的共同之处都是上窄下宽,不同
的是江河堤的迎水面坡度缓,背水面坡度陡,而水库大坝则恰恰
相反,挡水面坡度陡,背水面坡度缓。
一、为什么江河大提与水库大坝都修成上窄下宽?
无论是江河大堤,还是水库大坝都修成上窄下宽,其目的主
要是为了“三防”。
1、防水压
根据液体内部压强公式p=ρgh可知,堤坝内的水越靠近
堤坝底,水深h越大,水产生的压强也越大。
堤坝下宽则能承受
较大的水压,确保堤坝的安全。
2、防渗漏
堤坝下部受到水的压强大,水容易渗进坝体。
把下部修得宽些,就可以延长堤坝内水的渗透路径,增大渗透阻力,从而提高堤坝的防渗透性能。
3、防滑动
堤坝内水的压力总有将大堤向外水平推动和将大坝推向下游的运动趋势,堤坝基底需要有与之抗衡的静摩擦力,才能保持堤坝平衡。
将堤坝下部修宽既可增大坝体的重力,也可增大迎水面(挡水面)上水对坝体竖直向下的压力,因此,可以增强坝体与坝基间的最大静摩擦力,达到防止堤坝滑动的目的。
二、为什么江河大堤和水库大坝两边的坡度陡缓状况修得恰恰相反?
(1)对于两岸拦水的大堤来说,奔腾的江河水的冲击力方向朝下游,水对堤坝的作用力主要是压力,如图2甲、乙所示,水的压力垂直于堤面,根据力的分解知识有,Fx=Fsinθ,Fy=Fcosθ,因此,对于同样大小的水的压力F,坡度平缓的堤面所受横向水平压力较小,即Fx<Fx′;所受竖直向下的压力较大,即Fy>Fy′。
所以对于江河大堤,迎水面坡度缓,水对大堤水平向外的推力Fx小。
同时竖直向下的力Fy大,有利于增大堤坝基底与堤坝的静摩擦力,即可以防滑。
图2
图3
图4
(2)对于水库大坝受力分析,如图3所示,根据液体压强公式p=ρgh,水库大坝的挡水面各处承受的压强跟水深成正比,呈三角形分布,故总水压力通过压强的三角形分布距坝底H/3。
设水库大坝的总重力为G,重心在O′处,为便于分析,设水库中水对大坝的总压力F水平向外(大坝外侧),如图4所示。
因受水的压力F的作用,坝体会以水库外侧大坝的坝脚O为支点有沿顺时针方向倾覆的趋势,其倾覆力矩为MF=F×H/
3。
而大坝依靠自身的重力G产生的抗倾覆力矩MG=Gd。
把坝体修得沿背水面坡度缓一些,能够达到既增大重力,又增大力臂d的效果,从而达到增大抗倾覆力矩MG的效果。
由此可见,在不增加建设大堤和大坝的土石方,用料及造价相同的前提下,迎水面比背水面缓的江河大堤更牢固,挡水面比背水面陡的水库大坝更稳定。
参考文献:《理论力学》-同济大学出版社
中国知网。