复习第一章:我国水资源和水利电力建设概况1.按照所承担的任务,水利工程的分类新书P31）河道整治与防洪工程2）农田水利工程3）水力发电工程4）供水和排水工程5）航运工程2.我国水资源的特点以及解决我国水资源面临问题的途径新书P2、ppt水资源特点：1）水资源总量丰富,人均占有量少2）水资源在空间上分布不平衡3）水资源在时间上分布不平衡4）水资源分布与人口、耕地布局不相适应5）水土流失严重6）水资源利用效率低解决途径：修建水利工程,在时间上重新分配水资源,在空间上调配水资源,并且拦截水土;修建农田水利工程,提高水资源的利用效率;3.解决水资源时间和空间分布不均匀的工程措施找不到,自己总结的兴建水库,跨流域调水第二章水库、水利枢纽和水工建筑物1.水工建筑物的特点PPT、新书P161）工作条件的复杂性水工建筑物工作条件的复杂性主要由于水的作用;水工建筑物要抵抗静水压力、浪压力、冰压力、动水压力,还要解决防渗和渗流控制的问题,除此外,还要解决高速水流可能带来的问题,做好消能防冲设计;2）施工建造的艰巨性施工导流的问题,开挖地基和地基处理,工期较长遇到洪水期的问题,大体积混凝土温度控制的问题;3）设计选型的独特性水工建筑物的型式、构造和尺寸与建筑物所在地的地形、地址、水文条件密切相关;4）工程效益的显著性5）环境影响的多面性6）实施后果的严重性2.不同级别水工建筑物的不同要求主要体现在新书P29水利水电工程的等别,根据其工程规模、效益以及工程在国民经济中的重要性分,主要体现在防洪、灌溉、发电、供水和治涝等水利水电工程,拦河闸工程还根据其过闸流量的大小确定工程等别；灌溉、排水泵站的等别,应根据其装机流量和装机功率确定;3.水利水电工程的等级新书P30综合利用的水电枢纽工程,当其水库总库容、装机容量分属不同的等别时,工程等别应取其中最高的等别;1）永久性建筑物：主要建筑物：坝、泄洪建筑物、输水建筑物、电站厂房次要建筑物：挡土墙、导流墙、工作桥2）临时性建筑物：导流建筑物工程等别主要建筑物次要建筑物Ⅰ 1 3Ⅱ 2 3Ⅲ 3 4Ⅳ 4 5Ⅴ 5 54.水库的特征水位与库容的意义和关系新书P40特征水位：1）正常蓄水位：正常高水位、兴利水位、设计蓄水位意义：水利在正常运用情况下,为了满足兴利要求在开始供水时应该蓄到的水位,它是决定水工建筑物的尺寸、投资、淹没、水电站出力等指标的重要因素;2）防洪限制水位汛前限制水位意义：水库在汛期允许行李蓄水的上限水位,也是水库在汛期防洪运用使得起调水位;3）设计洪水位意义：水库遇到大坝的的设计洪水时,在坝前达到的最高洪水位;4）校核洪水位意义：水库遇到大坝的校核洪水时,在坝前达到的最高水位,是水库在正常运用的情况下,允许临时达到的最高洪水位、5）防洪高水位意义：是指水库遇下有保护对象的设计洪水时在坝前达到的最高水位; 6）死水位意义：水库在正常运用情况下,允许消落到的最低水位;特征库容：1）总库容：最高水位以下的水库经库容,一般指校核水位一下的水库容积,表示水库工程规模的代表性指标,可最为跨分水库等级、确定工程安全标准的重要依据;2）防洪库容：防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积,用以控制洪水,满足水库下游防护对象的防洪要求;3）调洪库容：校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积;4）兴利库容有效库容：正常蓄水位至死水位之间的水库容积;5）公用库容重复利用库容：当防洪限制水位低于正常蓄水位时,正常蓄水位至防洪限制水位之间汛期用于蓄洪、非汛期用于兴利的水库容积6）死库容：死水位以下的水库容积;第三章挡水建筑物1.重力坝、拱坝和土石坝的工作原理和作用荷载新书P40,41；P52,P581）重力坝工作原理：重力坝利用坝身自重在坝基面上产生摩擦阻力来抵抗水压力,满足抗滑稳定要求；依靠坝体自重在水平界面上产生的压应力来抵消有水压力引起的拉应力,满足强度要求;作用荷载：（1）自重：包括建筑物及其附属设备的重量（2）水压力：包括静水压力、动水压力、浪压力、扬压力（3）冰压力：包括经静压力与动压力（4）土压力：主动土压力、被动土压力、泥沙压力（5）地震力：包括建筑物惯性力和水的激荡力（6）温度变化2）拱坝工作原理：水平拱系统和竖直梁系统共同作用,拱坝利用筑坝材料的抗压强度和两岸拱座的反力来维持稳定;作用荷载：1）自重荷载：薄拱坝不考虑自重荷载,不考虑扬压力；中厚拱坝和重力拱坝要考虑自重,考虑扬压力；2）水平径向荷载：静水压力；泥沙压力、浪压力、冰压力3）温度荷载3）土石坝工作原理：土石坝利用坝身自重在坝基面上产生摩擦阻力来抵抗水压力,满足抗滑稳定要求；依靠坝体自重在水平界面上产生的压应力来抵消有水压力引起的拉应力,满足强度要求;利用防渗体来满足防渗、构造、施工和防裂等方面的要求；利用排水设备和反滤层降低浸润线,使坝体下游经常处于干燥的状态,增加坝体的稳定性,防止下游坝坡及地基土壤产生管涌和流土等现象;作用荷载：1)自重荷载2)水平径向荷载：静水压力,动水压力,浪压力,冰压力,泥沙压力2.重力坝的两项设计要求旧书P131）在任何一个截面上,必须满足抗滑稳定的要求2）坝内各点,一般地说,均应满足强度要求3.重力坝地基处理的措施新书P50,511）坝基开挖和清理将坝体置于坚固、稳定的地基上2）坝基加固处理固结灌浆：提高坝基的整体性和强度,降低低级的透水性,减少变形断层破碎带处理：软弱夹层的处理：设置混凝土塞、设混凝土深齿墙、钢筋混凝土抗滑桩3）坝基防渗和排水帷幕灌浆：降低渗透水压力,减少渗流量,防止坝基产生机械或化学管涌坝基排水：一般在防渗帷幕后设置排水孔帷幕和辅助排水孔幕4.拱坝的地基处理措施新书P691）坝基开挖高坝开挖至新鲜或微风化岩体,中底坝开挖至微风化或弱风化岩体,整个坝基利用岩基面的纵坡平顺无突变;2）固结灌浆坝基进行全面的固结灌浆,提高基岩的整体性和强度3）接触灌浆提高接触面上的抗剪强度,防止接触面渗漏;4）帷幕灌浆防止渗漏损失5）坝基排水设坝基排水孔和排水廊道,充分降低两岸岩体内的地下水位和坝基扬压力;6）断层破碎带处理开挖回填、混凝土塞或传力强等工程措施7）垫座设置在坝体岩基间,坝体更规则5.土石坝防渗排水的基本原则前堵后排上游堵下游排,减小扬压力6.土石坝的基本坝型新书P66,671）均质坝绝大部分由俊逸的透水性较弱的黏土填筑而成2）土质心墙坝和斜墙坝防渗体采用渗透性较弱的粘性土料,坝壳采用透水性较强的砂石料;防渗体设在中央或稍偏向上游；上游面或近上游面3）人工防渗材料心墙坝和斜墙坝防渗体采用沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料其余部分土石料构成4）多种土质坝5）土石混合坝7.土石坝的设计原则和要求新书P671）不允许水流漫顶,要求坝体有一定的超高；2）满足渗流控制要求：渗流量大,影响水库效益,还引起渗透变形3）坝体坝基稳定可靠：确保抗震破坏能力4）抵抗其他自然界的破坏作用,避免有害裂缝5）安全使用前提下,力求经济美观8.支墩坝的分类新书P85平板坝平面盖板、连拱坝拱形盖板、大头坝支墩头部扩大9.面板堆石坝的组成部分：新书P85堆石体、面板、底座趾板、垫层、过渡层、下游护坡10.不同坝型的超载能力上课讲的笔记拱坝> 重力坝> 面板堆石坝> 土石坝11.重力坝拱坝分缝的异同点新书P49,621相同点：由于温度控制和施工的需要都设置了横缝和纵缝2不同点：重力坝：横缝有永久缝和临时缝两种,纵缝都是临时缝,温度正常后要进行接缝灌浆；拱坝：横缝和纵缝都是临时缝,当坝体混凝土冷却到稳定温度用水泥浆将伸缩缝封填,保证坝体的整体性12.碾压混凝土坝的优缺点旧书P34,35优点：1）运输浇筑均可实现机械化2）单位水泥用量及用水量少3）水化热、温升及干缩率小4）采用普通薄层浇筑,一般不设纵缝,节约模板、接缝灌浆费用5）工程造价低缺点：1）含砂率高2）防渗、抗冻、抗裂性差,易形成渗流薄弱环节3）要求剖面结构尽可能简化13.渗流、管涌、流土的概念新书P73,741）渗流：土石坝挡水后,在上下游水位差作用下,水流将通过坝体、坝基和两岸坝肩自高水位侧向低水位侧运动,形成渗流场；2）管涌：渗透坡降足够大时,坝体或坝基中的无粘性土细颗粒被渗透水流带走并形成渗流通道的现象3）流土：渗透坡降足够大时,在渗流作用下产生的土体浮动或流失的现象; 第四章：泄水建筑物1.泄水建筑物的分类和适用条件泄水建筑物的按功用分类：1泄洪建筑物;用来宣泄水库容纳不下的洪水,溢洪道、泄洪隧洞2泄水孔或放水孔;用来放泄一定的流量供给下游的需要；检修枢纽建筑物时放空水库；在洪水期兼泄一部分洪水,同时还可以冲淤,中孔、深孔3施工泄水道;用来宣泄施工期的流量,泄洪隧洞、深孔2.泄水建筑物主要消能型式消能方式：1）底流消能：在坝趾下游设置一定长度的混凝土护坦,过坝水流在护坦上发生水跃,形成旋滚,使高速水流的能量通过掺气、水分子相互撞击、摩擦而消能;消力池、2）面流消能：在坝趾处设置鼻坎将水流挑向水面,挑向水面的主流形成波浪并逐步扩散,在坎后的主流下部产生负向旋滚消能;3）挑流消能：利用设在坝趾的挑流鼻坎把下泄的高速水流向下游空中挑射,在下游较远处落入河床,水流在挑射过程中经扩散、掺气消能;4）戽流消能：在坝趾设置一戽斗,下泄水流部分形成“三滚一浪”,戽内戽滚,戽后底滚,主浪涌浪及其后面滚;利用旋滚和涌浪,产生强烈的掺混和紊动消能;3.水闸闸基渗流的危害和防渗措施1．闸基渗流的主要危害⒈沿闸基的渗流对建筑物产生向上的压力,减轻建筑物有效重量,降低闸身抗滑稳定性,沿两岸的渗流对翼墙产生水平推力；⒉由于渗透力的作用,渗透力可能造成土的渗透变形；⒊严重的渗漏将造成大量的水量损失；⒋渗流可能使地基内可溶解的物质加速溶解;3）防渗措施：1.在闸底板的上游布置防渗设备水平铺盖或铅直木桩用来延长地板上游的神经,减少闸底板上的渗透压力,降低神流畅的平均渗透坡降；2.在闸底板的下游布置排水和反滤层,减少闸底板上的渗透压力,防止渗透变形;4.水闸的消能方式和设施消能方式一般采用底流消能底流式水跃消能,其工程措施通常采用挖深的办法形成消力池;设施：底流式的主要消能结构是消力池,在池中利用水跃进行消能;消力池后面紧接海漫,在海漫上继续消除水流的剩余动能,是水流扩散并调整流速分布,以减少底部流速,保护河床免受冲刷;还蛮末端需设置防冲槽或防冲齿墙;措施：1选用合适的单宽流量；2合理进行平面布置,以利于水流扩散,避免或减轻回流的影响；3消除水流的多余能量,采用合适的消能防冲设施,保护河床和岸坡；4拟定合理的运行方式,严格按照规定操作;第五章：水利枢纽的施工导流1.施工导流标准确定的重要性施工导流的设计标准简称导流标准,它是确定施工导流设计流量的依据; 导流标准的高低直接影响导流建筑物的工程量,造价和工期,如果定高了导流设计流量就大,导流工程量也大,从而延长了工期,提高造价；反之设计量就小,工程量也小;但当标准定得太低而来水较大时,就有可能危及标准施工的安全,一旦发生事故就要拖延工期,造成不应有的损失;所以在选择导流标准时,要认真分析河流的水文特性、导流建筑物的使命及其特点、工程各施工阶段与导流的矛盾、从实际出发,区别对待;2.施工导流建筑物的分类 &3.不同导流建筑物的适用条件一、围堰一种临时挡水建筑物分类：按材料分：土石围堰、草土围堰、木笼围堰、混凝土围堰;按位置分：横向围堰、纵向围堰;按过水分：过水围堰、不过水围堰;1土石围堰斜墙式：当地有足够防渗料,基岩河床,用于基础透水性小的地方;斜墙带水平铺盖式：当地有足够防渗料,河床覆盖层不厚,用于厚度不大的覆盖层基础;垂直防渗墙式、灌浆帷幕式: 当地没有足够防渗料、河床覆盖层较厚钢板桩截水墙：当覆盖层的粗粒粒径不大,又无较大的孤石;2草土围堰用于软基河床使用草捆和土料堆积而成;优点：施工简单、就地取材、造价低、防渗较好、适应沉陷;软基河床缺点：使用期短,抗冲性弱;3混凝土围堰优点：抗冲、防渗性好,挡水水头高,断面尺寸小,易于和永久性混凝土建筑物相连接,必要时还可过水;缺点：成本较高,拆除困难;4其它型式围堰钢板桩围堰：格形圆筒、扇形、花瓣形木笼围堰：木笼填石沉底竹笼围堰、浆砌石围堰二、施工泄水道1隧洞适用范围：山区岩质河岸,河床狭窄、河岸陡峭缺点：造价高,施工困难,工期长一洞多用兼做泄洪、取水、放空、发电;2明渠一般适用于水流不大、土质、平坦河道,截弯取直;是在河岸和河滩上开挖的渠道;3涵管适用于土石坝施工导流;缺点：若管与坝结合不好,接触面易漏水,地基沉陷易破坏涵管4渡槽适用于工期短、河床窄、流量小的工程第六章：防洪1、防洪措施的种类和特点一. 筑堤防洪防洪堤的主要作用：保护河流两岸平原洼地的农村和城市,使它们不受洪水淹没,防洪堤一方面扩大了河床断面,另一方面也增加了河道蓄水容积;且有约束水流,稳定河床的作用;二. 泄洪扩大河道过水能力,使洪水能畅通下泄所采取的措施;如1. 疏浚拓宽河道2. 截弯取直3. 护岸工程4. 消除障碍三. 分洪分洪工程是在河流的某一处或者某几处分泄一部分洪水直接入海,或如其他河流,或入附近湖泊,或入预筑的分洪区,以削减通过河流的流量,减轻洪水对堤防的威胁;1. 分流入海2. 分流入其它河流3. 分流入泛洪区并绕泄至下游四. 蓄洪利用山谷水库和湖泊洼地来调蓄调期洪水,防止洪水灾害的措施1. 利用上游水库拦蓄洪水;优点：综合效益大缺点：工程量大、投资大、淹没广、移民多、技术难、工期长2. 利用中下游湖泊、洼地拦蓄洪水;优点：工程简单、收效快缺点：四周堤线长、防汛负担重五. 滞洪洪峰来时、开闸引水；洪峰过后、开闸放水蓄洪：河道穿过湖泊、洼地,在出口处建闸,兼施蓄泄滞洪：河道在湖泊、洼地旁,在其间建一个闸,先蓄后泄分洪：河道在湖泊、洼地旁,在其间建两个闸,兼施蓄泄六. 蓄洪垦殖利用分洪、滞洪、蓄洪湖泊的滩地,小水年垦殖,大水年废田还湖;一方面可以增加农业产量,另一方面把湖水排干了搞一旱一水种地,还可治理钉螺,防治血吸虫病;七. 水土保持水土保持在防洪上的作用：1就地蓄水、减少底面径流2增加地面糙率,增加流程3减少河流中的泥沙,减少河道、水库、湖泊的淤积4保护地表肥土不流失,有利于农林发展2、防汛中堤防的常见险情和相应措施1）水位不断上涨可能漫顶：必须做到水涨堤高,把堤顶近挡水处的硬土、杂草锄松,沿堤开沟,然后填土夯实;2）堤内坡潮湿渗水：前堵后导;前堵是沿迎水坡倾倒粘土,使土粒随渗水带入堤身而阻塞渗水,后导是在堤内开沟导渗,让渗水集中在沟内流走,以稳定险情3）堤内坡漏洞冒浑水：外赌为主;说明土体被渗水带走,此时由于洞口一般都在迎水坡,应以外堵为主;4）堤内坡有弧形裂缝：滤水加固;办法是将塌坡处松土削成斜坡后挖沟, 沟内放砂石砖渣,先消除已滑动堤坡中的渗水,然后在削坡上填砂石等透水材料,再取土做撑稳定塌坡;5）堤上建筑物与堤结合部位比较薄弱：临时作坝,形成三级水位较小渗压, 或直接堵塞涵闸;3、汛期的种类桃汛：清明至其后20d伏汛大汛：立秋前20d秋汛：立秋至霜降凌汛：农历2月至次年2月,北方河流还有凌汛、沿海各海口还受潮汛影响;4、防汛的特征水位1.设防防汛水位：组织群众进行巡逻检查,筹备器材,迎接洪水到来2.警戒水位：此时,防洪堤随时可能出现,防汛大军赶往前线,准备抢险3.保证水位设计水位：设计频率洪水能到达的最高水位,保证堤不溃决第七章：农田水利1、灌溉取水的方式; P781水库、湖泊直接引水：通过水库大坝的引水涵管或湖堤上的涵闸引水灌溉；间接引水：利用水库的水电站发电尾水进行灌溉青弋江灌溉区2河流无坝取水河水位高,流量大有坝取水河水位低,地形、经济宜建坝、抽水站河水位低,地形、经济不宜建坝2、灌排系统的组成; P77（1）灌溉水源及取水枢纽河、湖、水库、当地地面径流、地下水,为了从水源适时适量地取水灌溉,就需要修建用以拦蓄来水、调节水量、获得水头以及控制曲水流量的壅水、取水建筑物坝、涵闸、抽水站;2输水、配水系统：各级固定渠道干、支、斗、农渠,渠上建筑物涵闸、渡槽、跌水、沉沙池,其任务是将渠首取来的水,有计划地输送并分配到田间灌溉调节系统和各耕作田块去;3田间灌排调节系统：包括灌水和排水;灌水的有临时毛渠、灌水沟；排水的有排水毛沟、地下集水管道,用于排除由于降雨或灌水过多造成的田面积水,或降低地下水;4排水泄水系统：排水沟干、支、斗、农,沟上建筑物,任务是将田间排水系统汇集的水排往容泄区;5容泄区河、湖、洼地、排水枢纽排水闸、抽水站第八章：内河航运1.过坝建筑物的种类过船建筑物又分船闸、升船机,过木、过鱼建筑物、2.船闸的分类 PPT不确定单级船闸水头小于30米：葛洲坝船闸多级船闸每个闸室水头小,总长度长、通过时间长：三峡船闸总水头113米,闸室总长度1621米,通过时间平均3.25小时;3.船闸的组成部分;组成：闸室,闸首包括上闸首和下闸首,引航道上游引航道和下游引航道4.船只过单级船闸的过程旧书P92,新书P126船舶上行时,先关闭上闸门和上游输水阀门,再打开下游输水阀门,使闸室内水位与下游水位齐平,然后打开下闸门,待船舶驶入闸室后再关闭下闸门及下游输水阀门,然后打开上游输水阀门并向闸室灌水,待闸室内水位与上游水位齐平后,打开上闸门,船舶便可驶入闸室而进入上游引航道;船舶下行,程序相反; 5.鱼道的几种形式低水头枢纽鱼道主要型式：槽式、池式、隔板式;图见P97高水头枢纽采用鱼闸原理同船闸或举鱼机原理同升船机、也有垂直的和斜面的;6．鱼道设计时应考虑的因素鱼道在枢纽中的布置应注意：1下游进口处流速比原河道流速略大；2下游防止其它泄水建筑物水流的干扰设鱼网和鱼栅；3上游出口处与其它泄水建筑物进水口保持距离;第九章：水力发电1. 水能资源的两大要素径流量、落差2、决定水电开发的因素 P991取得水流落差和造成淹没的关系：一般都需要修建拦河大坝,坝修得越高, 水库越大,水头越高、灌溉越大、淹没越大2防洪与发电的关系：库容的大小要兼顾防洪和发电两个方面,在一定的淹没条件下,下游对防洪要求愈高,防洪库容就愈大,发电库容越小;（3）发电与航运、灌溉、用水的关系：兼顾灌溉、航运、工业及民用供水等综合利用的要求,合理实行水库调度;4投资和修建速度的关系：分期装机,以电养电;其它间接效益：水库养殖、调节气候、节约燃料、发展旅游3、水电站的主要建筑物组成 P104挡水建筑物坝、闸、泄水建筑物：进水建筑物：坝式进水口：引水段短,孔前设施拦污栅岸式进水口：进水口布置在库岸,没有拦污栅前池进水口：前池前有一段引水明渠,前池后为进水口,其后为压力水管水工闸门：引水建筑物：动力渠道：足够输水能力,防冲,防淤,减少渗流损失隧洞调压室压力水管厂房：主厂房、副厂房、变电站4、堤坝式水电站的分类及其适用条件 P103按大坝和电站位置分类：1河床式：水头较低,厂房和坝体并列2坝后式：厂房靠着坝体下游3溢流式：河谷狭窄,机组较多,厂房在泄洪建筑物之下4坝内式：河谷狭窄,泄洪量大,厂房在坝体空腹内5地下式：河谷和坝内不适合布置厂房5、调压室的主要作用 P107调压室的主要作用是减小水流惯性力和缩短压力管道;当水电站的负荷突然发生变化时,通过调压室能均匀及时地作出相应的水量调节；当突然切断水流时,亦可借助调压室缓冲水流,减少水锤压力,防治水锤向压力隧洞扩散;调压井,调压塔6、不同型式水轮机的优缺点反击式水轮机：1. 混流式水轮机：幅向流入、轴向流出,经尾水管排入下游水头范围：20～500米容量：几十KW～几十万KW效率较高;2. 轴流式水轮机：轴向流入、轴向流出定浆式：水轮机叶片固定、结构简单、效率较低转浆式：水轮机叶片可改变角度、结构复杂、效率较高,造价较高3. 斜流式水轮机：斜向流入、斜向流出可以适应较大的负荷变化,性能稳定,高效率范围宽,在80～120米水头范围内效率最高,且抗气蚀性能好;4. 贯流式水轮机：无蜗壳,引水管、导叶、转轮、泄水管在同一直线上;水流直线运动,效率较高;厂房高度可降低,土建工程量省,但发电机在水下运行,止水密封要求高,通风散热条件差,结构复杂;冲击式水轮机：利用喷嘴将高压水流喷射在水轮机的轮叶上,推动水轮机转动,将动能转化为机械能;适用范围：高水头、小流量,引水式和混合式水电站;最大水头可达1760米;1.水斗式水轮机识图2.斜击式水轮机识图3.双击式水轮机识图7、堤坝式、引水式、混合式电站类型的特点和适用条件;。
