水利枢纽与水工建筑物讲义

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。

第一章绪论1.水利枢纽与水工建筑物的基本概念为满足防洪要求，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，而不同类型的水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。

第二章水工建筑物设计综述1.水工建筑物的分类和水工建筑物的分级水工建筑物按承担任务分：挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取水建筑物、整治建筑物（导流堤、护岸、护底等）、专门建筑物（水闸、船闸、升船机等）将水利水电工程根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。

水利水电工程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在工程中的作用和重要性划分为五级和三级。

2.水利工程的特点（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（5）个别性强3.作用效应组合、作用效应分析方法作用：指外界环境对水工建筑物的影响。

主要作用有：重力、水作用、渗透水作用、风及波浪作用、冰及冰冻作用、温度作用、土及泥沙作用、地震作用等作用效应：建筑物对外界作用的响应。

如：应力、变形、振动等荷载：在进行结构分析时，如果一开始即可用一个明确的外力来代表外界环境的影响，则此作用称为荷载，也叫直接荷载。

直接荷载如：自重、水荷载间接荷载：在进行结构分析时，无法用一个明确的外力来表示，其作用及产生的作用效应只能在结构分析中同步求出。

建筑物的作用效应分析方法：○1数学模型：物理模型（模型试验）○2经验类比○3解析法、差分法、有限元第一类正常运用情况下的基本组合、第二类为施工检修组合、第三类为非常情况下的特殊组合作用效应组合4.水工建筑物安全储备的表达方法、设计准则安全储备：1.单一安全系数法； 2.分项系数极限状态设计法极限状态：当整个结构(包括地基)或结构的一部分超过某一特定状态，结构就不能满足设计规定的某种功能要求时，称此种特定状态为该功能的极限状态。

第二章水库、水利枢纽、水工建筑物水库控制运用水库调度任务：制定合理的水库运用方案，对入库天然径流进行控制蓄泄，最大限度发挥水资源综合效益。

依据（编方案）：根据承担任务、河川径流变化、各部门用水要求，保证水库安全内容：拟定各项水利任务的控制运用方式；编制调度规程、调度图、当年调度计划；制定面临时段（月、旬）的水库蓄泄方案；进行水库水量调度运用的实时操作等。

主要技术指标实时调度依据、原则：上级批准或有关协议水库泥沙淤积及其防治1 水库泥沙冲淤现象和规律1.1库区水流形态和输沙流态壅水：指因水流受阻而产生的水位升高现象。

如在河流中建造闸坝或桥墩。

库区水流形态：壅水流态和均匀流态均匀流态挟沙数量沿程不变，当来沙量大于挟沙量时，发生沿程淤积或冲刷。

壅水流态下三种输沙流态：1）浑水扩散到全断面，流速沿程递减，水流挟沙数量沿程递减；2）浑水沿库底运动，形成异重流输沙流态（高含沙水流进入库区遭遇清水后，由于挟沙水流的比重大于清水而在适当的位置潜入水库底部向前运行的现象）。

3）异重流在坝前清水下面滞蓄。

1.2水库泥沙冲刷溯源冲刷：库水位下降时，产生的向上游发展的冲刷。

沿程冲刷：水沙条件改变后，原河床与之不相适应，为了调整河床适应变化了的水沙而发生的冲刷。

壅水冲刷：开启底孔闸门发生的冲刷。

1.3 库区泥沙淤积形态纵剖面形态：三角洲淤积锥体淤积带状淤积横断面形态：全断面淤积主槽淤积沿湿周淤积三角洲淤积：发生在库容较大，库水位变幅较小的水库。

挟沙水流进入回水末端以后，水流流速逐渐减小，挟沙能力沿程减小。

椎体淤积：发生在库容较小，库水位变幅较大的水库。

含沙水流将大量泥沙带到坝前。

带状淤积:发生在库水位变动较大的河道型水库。

1.4 水库泥沙冲淤规律冲淤平衡趋向性规律：冲淤结果是达到不冲不淤的平衡状态（水沙平衡）。

淤积一大片：挟沙浑水到哪，哪里发生淤积。

冲刷一条带：水库泄流较大时，冲刷河槽，拉出一条深槽。

死滩：指滩地不能通过冲刷来降低滩面，只能淤不能冲刷。

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。