水利水电工程概论重点

第9章水利水电工程一、学习重点(一）基本概念1、水利工程：用于控制和调配自然界的地表水和地下水，以达到除害兴利目的而兴建的工程称为水利工程.2、水利科学：人类社会为了生存和发展的需要,采取各种措施，对自然界的水和水域进行控制和调配，以防治水旱和灾害，开发利用和保护水资源.研究这类活动及其对象的技术、理论和方法的知识体系称为水利科学.3、各级灌溉渠道、各级排水沟槽、各种渠系建筑物和田间工程等统称为灌溉排水系统。

4、防洪非工程措施：是指通过法令、政策、经济手段和工程以外的其他技术手段，以减少洪灾损失的措施。

(二）基本知识和基本理论水利工程具有以下特点：水工建筑物受水的作用,工作条件复杂；施工难度大；各地的水文、气象、地形、地质等自然条件有差异，水文、气象状况存在偶然性，因此大型水利工程的设计，总是各有特点，难以统一；大型水利工程投资大、工期长，对社会、经济和环境有很大影响,既可有显著效益，但若严重失误或失事,又会造成巨大的损失和灾害.1、农田水利。

农田水利工程主要是灌溉工程和排涝工程。

（1)灌溉与排水，是农田水利的两项主要措施.①灌溉方法:A、地面灌溉；B、喷灌；C、滴灌；D、微灌。

②灌溉水源：主要有天然河水,水库蓄水，湖、塘、洼地蓄水，经化验后的城市污水，高山融雪和地下水。

③农田排水排水系统可分为明沟排水系统和暗沟排水系统。

（2)取水工程取水工程的作用是将河水引入渠道，以满足农田灌溉、水力发电、工业及生活供水等需要。

有：①无坝取水；②有坝取水；③水库取水;④水泵站引水。

（3）灌溉泵站与排水泵站①灌溉泵站泵站规划和灌区划分：A、一站扬水，一区灌溉；B、多站分级扬水,分区灌溉C、多站单级扬水，分区灌溉;D、一站分级扬水，分区灌溉。

水泵站的建筑物一般包括引水渠、进水池、泵房、出水管道和出水池等.②排水泵站A、规划原则：高低水分开，高水高排、低水低排;主客水分开，使上下游各有排水沟渠,能分别畅排入河，防止客水集中下游，造成下游农田涝灾;洪涝水分开，治涝必先防洪;以自排为主，机排为辅；排水时间由各种作物能耐淹的水融和耐淹的时间确定,力求及时排水。

水利水电工程管理第一章水利水电工程概论1.中国的水资源（1）中国的水利资源概况及特点●水域：内陆17.47万km2●全国多年平均径流总量27115亿m3.●流域：长江、黄河、珠江、淮河、海河、松花江、辽河●水资源总量多，人均水资源量少；●水资源的时空分布不均●水资源集中但开发利用程度低（2）中国的水问题●水资源供需矛盾突出●全球变暖和人类活动加大水资源短缺●水资源安全无法保障●开发利用或治理不当，危害重重●资源浪费，管理失效（3）应对水问题的措施针对中国目前的水问题，治水思路为：从工程水利向资源水利转变，从传统水利向现代水利、可持续发展水里转变，以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展。

●优先加强制度建设和制度创新●实行管理转型●全面提升科技创新能力2.水利水电工程●水利工程：对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而修建的工程。

●水利工程的根本任务是除水害和兴水利（1）水利水电工程类型（社会效益）道工程、城市水务工程、环境水利工程、其他水利工程70m以上的电站；中水头水电站：水头70~30m的电站；低水头水电站：水头30m以下的电站。

目的：为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来，要对水利枢纽其组成的建筑物进行分等分级。

a.拦河水闸工程分等指标b.水利枢纽工程的分等指标（2）水利水电工程的特点●水利工程具有很强的系统性和综合性●水利工程设计的独特性●水利工程施工的艰巨性●水利工程效益具有显著性和随机性●水利工程工作条件的复杂性●水利工程对环境影响很大●水利工程失事后果的严重性（3）水利水电工程项目划分●单项工程，工厂内能够独立生产的车间、办公楼●单位工程●分部工程，土石方工程、基础工程、砌筑工程、钢筋混凝土工程●分项工程●单元工程，施工的最基本的一个单位，由1-2个程序组成3.水利水电工程建设与管理（1）水利水电工程建设管理建设管理体制是基本建设得到有效实施的根本保证，现阶段我国的建设管理体制是以国家宏观监督和调控为指导，主负责制为核心，管理体制。

水利水电实务资料总结2F311011掌握水利水电工程等级划分及特征水位一：水工建筑物等级划分1、水利水电工程分等指标(第一页表格），分为一二三四五等，分别是防洪、灌溉、发电、供水和治涝。

2、永久性水工建筑物级别：根据所在工程的等别、建筑物的重要性确定为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，穿堤水工建筑物按最高级别确定。

3、临时性水工建筑物级别：按第二页下方表格确定，对于3级临时性水工建筑物，符合该级别规定的指标不得少于两项。

二：水工建筑物的分类及作用1、按作用分类：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。

2、取（进）水建筑物：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扬水站等。

3、整治建筑物：用以改善河流的水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道以及为防护河流、水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡冲刷的建筑物，如顺坝、丁坝、导流堤、护底和护岸等。

4、专门建筑物：为灌溉、发电、过坝等需要兴建的建筑物。

如专为发电用的引水管道、压力前池、调压室、电站厂房；专为灌溉用的沉砂池、冲砂闸；专为过坝用的升船机、船闸、鱼道、过木道等。

三：水库与提防的特征水位：1、水库的特征水位：校核洪水位、设计洪水位、防洪高水位、正常蓄水位、防洪限制水位、死水位。

2、提防工程特征水位：设防（防汛）水位（开始防汛的水位）、警戒水位（准备抢险的水位）、保证水位（设计的洪水位）。

2F311012掌握土石坝与提防的构造及作用一、土石坝的类型1、按坝高分：低坝（30m以下）、中坝（30-70m之间）、高坝（70m以上）。

2、按施工方法分：碾压式土石坝（最常见，分为：均质坝（低坝）、土质防渗体分区坝、非土料防渗体坝）、水力冲填坝、定向爆破堆石坝。

二、土石坝的构造及作用1、坝顶构造：坝顶宽度（高坝选10-15m、中低坝选5-10m）、护面（Ⅳ级以下的坝下泳也可以采用草皮护面）、防浪墙（1-1.2m）。

❖水利水电工程概论❖第一章绪论❖第一节水资源与水利工程❖水资源是人类生存及社会发展的一项基本因素，随着生产的发展和生活水平的不断提高，人们对水的要求日益增多，而大自然的来水：地域、年际、年内分配不均，使来水与供水的矛盾日益尖锐，解决这种矛盾的根本措施是修建水利工程。

❖第一节水资源与水利工程❖第一节水资源与水利工程❖第一节水资源与水利工程❖人均水资源量（1950~2050）❖第一节水资源与水利工程❖第一节水资源与水利工程❖最大的世界性问题──水匮乏❖世界银行最新提供的报告警告：世界上近40%的人口难保有足够的洁净用水。

水资源已经到了严重不足的阶段。

一些环境和资源学家也指出，不远的将来，水缺乏将成为地球环境方面最大的难题。

❖第一节水资源与水利工程❖所谓水利工程，是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利目的而修建的工程。

❖水利工程对水资源的综合利用主要包括:❖水电站的优缺点能源回报率(Energy payback ratio)--以火力发电厂为例运行期内发出的所有电力建设期、运行期消耗的所有电力(Luc Gagnon，hydro2009)➢消耗的所有电力包括建设期、运行期所消耗的所有电力既包括直接能源消耗，如机械设备运行、照明耗能等，也包括建筑材料、煤炭等制造、运输等过程的耗能。

❖我国水电建设从解放初期装机16万千瓦，发展到2002年底装机8607万千瓦，尽管在发展进程中曾数度遭遇困难和挫折，但是仍然顽强地发展，从弱到强，由小到大。

❖在不同的历史时期，我国水电事业曾受到不同因素的制约，先后经历了技术制约、投资制约、市场制约和生态制约四个发展阶段。

❖1.技术制约阶段❖新中国成立初期，我国水电事业受建筑材料和技术等因素制约，发展速度缓慢。

由于缺乏科学的筑坝技术和现代化的建筑材料、施工机械，修建大坝主要靠人扛肩挑，机械化水平极低，制约了水电事业的发展。

❖如今技术制约阶段早已成为过去，中国目前有能力设计、修建任何类型的大坝。

复习第一章:我国水资源和水利电力建设概况1.依据所担当的任务，水利工程的分类（新书P3）1）河道整治和防洪工程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）水资源分布和人口、耕地布局不相适应5）水土流失严峻6）水资源利用效率低解决途径：修建水利工程，在时间上重新支配水资源，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匀整的工程措施（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P16）1）工作条件的困难性水工建筑物工作条件的困难性主要由于水的作用。

水工建筑物要抗拒静水压力、浪压力、冰压力、动水压力，还要解决防渗和渗流限制的问题，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）施工建立的艰难性施工导流的问题，开挖地基和地基处理，工期较长遇到洪水期的问题，大体积混凝土温度限制的问题。

3）设计选型的独特性水工建筑物的型式、构造和尺寸和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）实施后果的严峻性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，依据其工程规模、效益以及工程在国民经济中的重要性分，主要体现在防洪、浇灌、发电、供水和治涝等水利水电工程，拦河闸工程还依据其过闸流量的大小确定工程等别；浇灌、排水泵站的等别，应依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4.水库的特征水位和库容的意义和关系（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：水利在正常运用状况下，为了满足兴利要求在起先供水时应当蓄到的水位，它是确定水工建筑物的尺寸、投资、沉没、水电站出力等指标的重要因素。

水利水电实务资料总结2F311011掌握水利水电工程等级划分及特征水位一：水工建筑物等级划分1、水利水电工程分等指标(第一页表格），分为一二三四五等，分别是防洪、灌溉、发电、供水和治涝。

2、永久性水工建筑物级别：根据所在工程的等别、建筑物的重要性确定为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，穿堤水工建筑物按最高级别确定。

3、临时性水工建筑物级别：按第二页下方表格确定，对于3级临时性水工建筑物，符合该级别规定的指标不得少于两项。

二：水工建筑物的分类及作用1、按作用分类：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。

2、取（进）水建筑物：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扬水站等。

3、整治建筑物：用以改善河流的水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道以及为防护河流、水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡冲刷的建筑物，如顺坝、丁坝、导流堤、护底和护岸等。

4、专门建筑物：为灌溉、发电、过坝等需要兴建的建筑物。

如专为发电用的引水管道、压力前池、调压室、电站厂房；专为灌溉用的沉砂池、冲砂闸；专为过坝用的升船机、船闸、鱼道、过木道等。

三：水库与提防的特征水位：1、水库的特征水位：校核洪水位、设计洪水位、防洪高水位、正常蓄水位、防洪限制水位、死水位。

2、提防工程特征水位：设防（防汛）水位（开始防汛的水位）、警戒水位（准备抢险的水位）、保证水位（设计的洪水位）。

2F311012掌握土石坝与提防的构造及作用一、土石坝的类型1、按坝高分：低坝（30m以下）、中坝（30-70m之间）、高坝（70m以上）。

2、按施工方法分：碾压式土石坝（最常见，分为：均质坝（低坝）、土质防渗体分区坝、非土料防渗体坝）、水力冲填坝、定向爆破堆石坝。

二、土石坝的构造及作用1、坝顶构造：坝顶宽度（高坝选10-15m、中低坝选5-10m）、护面（Ⅳ级以下的坝下泳也可以采用草皮护面）、防浪墙（1-1.2m）。

二建《水利水电》常考知识点梳理水利水电是二建考试中的重点科目之一，知识点众多，具有一定的难度。

下面将对水利水电的常考知识点进行梳理，供考生复习参考。

一、水利水电工程基本概念与分类1.水利水电工程的定义和功能：指利用水力能源进行发电和实施排水、供水、灌溉等工程的总称。

2.水利水电工程的分类：包括水电站工程、灌溉工程、排水工程、供水工程等。

3.水电站工程的定义和组成：指利用水能转换为电能的工程，由发电厂房、水轮机、水电变压器等组成。

4.民用供水工程与工业供水工程的区别：民用供水工程以满足人民生活用水为主要目的，工业供水工程主要是为工业生产提供用水。

二、水利水电工程的水利规划和水文分析1.水利规划的定义和意义：指对水利水电工程合理选址和布置方案进行研究和规划，确保工程的可行性和经济效益。

2.划定流域的意义：通过流域划定可以确定水利水电工程的范围和影响范围，为工程设计提供重要依据。

3.水文分析的内容和方法：水文分析包括降雨分析、径流分析和河道水文分析，常用方法有统计分析法和模型模拟法等。

三、水利水电工程的水资源利用与节约1.水资源的概念和特点：水资源是指可供人类社会开发利用的水的总量，具有可再生性、可再生性和分布不均等特点。

2.水资源的开发利用原则：水资源开发利用应以人为本、科学合理、可持续发展为原则，合理配置和综合利用水资源。

3.水资源节约的措施和方法：节约用水包括改善用水标准、推广节水器具、提高农业用水效率等多方面措施。

四、水利水电工程的水力设计与结构设计1.水力设计的目的和内容：水力设计是根据工程的水力性能要求，确定水利水电工程的关键参数和计算方法，保证工程的顺利运行。

2.水力设计的方法：水力设计方法主要有模型试验法、理论分析法和经验公式法等。

3.结构设计的目的和内容：结构设计是根据工程的力学性能要求，确定各部位的尺寸、形状、材料和连接方式，确保工程的安全可靠。

五、水利水电工程的施工与监理管理1.水利水电工程的施工组织：施工组织是指对水利水电工程进行合理分工、计划安排和协调管理，确保工程按时、按质、按量完成。

长短来分5. 水库的特征水位与库容的关系：⑴正常蓄水位⑵.死水位与死库容⑶.兴利库容⑷防洪限制水位⑸防洪高水位和防洪库容⑹.设计洪水位和拦洪库容⑺.校核洪水位和总库容⑻水库的动库容6.合理的兴利调度：第三章：1.水利水电工程的等级2.水工建筑物的特点和分类：A、特点：⑴受自然条件约束⑵受水的影响大⑶施工复杂⑷失事后果严重B、分类：〔1〕按其作用分类①.挡水建筑物②.泄水建筑物③取水、输水建筑物④.专门建筑物〔2〕按其使用时间长短分类①永久性建筑物〔又分为主要建筑物和次要建筑物〕②.临时性建筑物第四章1.重力坝的工作原理和优缺点：A、原理：重力坝是主要依靠自身重量在地基上产生的摩擦力和坝与地基之间的凝聚力抵抗坝前巨大的水推力，来维持自身稳定的一种坝型B、优点：⑴平安可靠⑵容易解决泄水问题⑶对地质、地形条件适应性强⑷便于施工⑸适用于各种气候条件C、缺点：⑴水泥用量大，材料强度没用充分发挥⑵坝体场压力大⑶施工期温度应力和收缩应力大2.重力坝的可能破坏形式和平安运行的三个根本条件：A、破坏形式：⑴滑动⑵倾覆⑶坝址压碎B、三个根本条件：⑴抗滑稳定⑵上游面无拉应力⑶下游面不超过材料〔或坝基〕的允许压应力3.荷载的分类：⑴按作用方式可分为：①直接荷载②间接荷载；⑵按作用在建筑物上随时间变异情况可分为：①永久荷载②可变荷载③偶然荷载4.重力坝的消能方式、原理及特点：A、体形式有底流消能、挑流消能、面流消能和戽流消能。

坝体消能的形式有宽尾墩、阶梯效能工、联合效能工B、a底流消能的原理：①通过水跃将急流转变为缓流而消能；②主要靠水跃产生的外表旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混消能。

b挑流消能的原理：利用泄流建筑物出口处设置的挑流鼻坎，将急流挑向空中，再落入离建筑物较远的下游河道。

主要靠急流沿固体边界摩擦而耗能，射流在空中与空气摩擦、掺气和扩散等耗能，射流落入尾水中淹没紊动扩散耗能。

c面流消能的原理：利用鼻坎将急流挑至水面，在主流下面形成旋滚而消能。

第一章1.水利工程主要是对自然界的地表水和地下水进行控制、治理、调配、保护、开发利用，以达到除害兴利的目的而修建的工程；按服务对象可分为：防洪工程、灌溉排水工程、水力发电工程、航道和港口工程、城镇供水和排水工程、环境水利工程、水土保持工程、海涂围垦；按功能分类：蓄水工程、引水工程、提水工程、调水工程、地下水源工程。

2.水利枢纽工程：按装机容量：大型（>250MW）、中型（50~250MW）、小型（<50MW）；按水头分类；按水源利用性质：常规式水电站、抽水蓄能水电站、潮汐电站、波能电站3.抽水蓄能：蓄能、调峰填谷、事故备用、调频、调相（调节系统无功功率）、黑启动等多种功能，是当前最成熟、最经济的大规模电能储存工具。

4.按厂房与拦河坝位置关系：河床式（水电站厂房直接挡水，厂房本身承受上游水压力厂房成为挡水建筑物的一部分，适用低水头水电站，如葛洲坝水电站）、坝后式（厂房布置在坝后，适用于高中水头水电站，如三峡水电站）、引水式（用较长的引水道将水引到下游落差较大的地方集中水头发电）、混合式（是坝后式和引水式两种方式的结合，拦河大坝较高、上游形成有调节能力的水库，既可以布置在紧靠大坝的下游处，又可以用压力引水道将水电站厂房布置在距离水库较远处5．河床式水电站发电径流量大，坝后式水电站径流调节能力强，引水式水电站水库调节能力差，混合式水电站水库调节能力较强。

6.水工建筑物的分类：挡水建筑物：截拦河流、抬高水位、形成水库，坝，闸；泄水建筑物：泄放库水，或调节上游水位，如溢流坝、溢洪道、泄洪洞、泄水闸；进水建筑物：将水由水库/河道取出并导入引水建筑物，如进水口和渠首；引水建筑物：连接水库和水电站厂房（动力渠道、引水管、引水隧洞）；平水建筑物：平稳引水建筑物中的流量及压力波动，如调压室，调压井，压力前池；发电厂：主厂房和副厂房；升压变电站：将发电厂发电升压入网，如升压变电站、开关站；过坝建筑物：过船、过鱼、过木，如船闸、升船机。

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。