水工建筑物第一讲-2003绪论综述
水工建筑物——精选推荐
⽔⼯建筑物第⼀章绪论第⼀节我国的⽔利⼯程建设⼀、我国的⽔资源及开发⽔资源定义可供利⽤或可能被利⽤，有⼀定数量和可⽤质量，并在某⼀地区能够长期满⾜某种⽤途的⽔源。
主要指由⼤⽓降⽔补给的河流、湖泊、⼟壤⽔和地下⽔等淡⽔资源。
1.我国的⽔资源及其特征(1)河流众多，径流量⼤，⽔资源总量丰富河流流域超过1000Km2的⼤河流约有1600条多年平均径流总量约为2.71×104亿m3，居世界第六。
(2)⼈⼝众多，⼈均⽔资源少，是贫⽔国家⼈均⽔资源占有量为2163m3,为世界⽔资源占有量的1/4。
(3)⽔资源时空分布不均空间上，东南⾬⽔充沛，⽔资源丰富；西北⼲旱少⾬，⽔资源严重匮乏。
时间上，70%～80%降⽔集中在汛期。
(4)⽔资源分布与耕地、⼈⼝分布失调长江流域和长江以南：⽔资源总量为全国的82% ；耕地为全国耕地的36%；⼈⼝为全国⼈⼝的54%。
长江以北地区：降⽔量为全国降⽔量的18% ；耕地为全国耕地的64% ；⼈⼝为全国⼈⼝的46%。
2.我国⽔资源的开发利⽤⽔利：防洪兴利都江堰引⽔⼯程⽔能我国的⽔能资源理论蕴藏量6.878亿千⽡。
我国经济可开发⽔能资源2.9亿千⽡。
2003年底，装机容量达9300万kw。
2001年我国电⼒构成中的⽕电、⽔电、核电、其他发电量之⽐，分别为68.9%、24.5%、0.6%、6%。
⽔电能源是可再⽣、清洁、绿⾊资源。
⽔电每万kWh相当3.5t标煤。
以2000年年发电量2万亿kwh计算，每年⾄少可抵7亿吨标准煤。
⼆、我国的⽔利⼯程建设情况1.新技术、新理论发展迅速。
2.⼯程规模⼤，数量多。
3.理论推进了实际⼯程建设。
第三节本课程的性质、任务和学习⽅法⼀、本课程的性质。
⽔利⽔电专业的主要专业课。
理论性、实践性相结合⼆、课程内容各种主要⽔⼯建筑物的特点、荷载计算、剖⾯设计、结构设计、⼯程布置、泄流能⼒计算、渗流分析、应⼒和稳定分析的主要⽅法等。
预备课程：⽔⼒学、⼟⼒学、材料⼒学、结构⼒学、建筑材料、钢筋混凝⼟结构学、⽔⽂学等。
水工建筑物重点知识总结
水利专业《水工建筑物》复习资料第一章绪论1。
水利工程的分类方法及其分类（重点）（1）按工程承担的任务分类:防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、供排水工程、港航工程、环境水利工程、综合利用水利工程(2）按工程对水的作用分类:蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化及污水处理工程2.水利枢纽的概念由不同类型的水工建筑物组成的综合体.3.水工建筑物的类别有哪些？按其作用分为以下几类:（1)挡水建筑物:坝、闸和堤防等（2）泄水建筑物：坝身泄水孔、溢洪道、泄洪洞等（3）输水建筑物:输水洞、引水涵管、渠道、渡槽（4）取水建筑物:输水建筑物的首部建筑物：进水闸、泵站（5）专门建筑物:电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道（6)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. *注意:有时分类不十分严格,闸可取水也可挡水；渠道可取水也可输水；溢流坝可挡水也可泄水……4.水利工程的特点（了解）（1)工作条件复杂，考虑因素多；(2）受自然条件制约，施工难度大;(3)效益大,对环境的影响也大;（4)失事后后果严重；(5)工程量大，投资巨大,工期长第二章水工建筑物设计综述1.水电工程和水工建筑物如何分等分级？依据是什么？（重点）（1)水利工程(水利枢纽)的分等水利工程分等工程失常影响效益,工程失事造成灾难工程规模有大小，安全程度有高低分等依据：工程规模、效益、重要性级别：五等（2)水工建筑物的分级永久性主要建筑物：大坝、厂房、泄洪闸…水工建筑物永久性次要建筑物：挡墙、导墙、护岸…临时建筑物:施工围堰、导流建筑物…分级依据：工程等别、作用、重要性级别：五级2.永久性建筑物、临时性建筑物（重点)永久性建筑物是指工程运行期间使用的建筑物。
临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物。
3.表达水工建筑物安全储备的方法(重点)（1)单一安全系数法（2)分项系数极限状态设计法4。
极限状态的类型（重点）(1)承载能力极限状态当出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：①刚体失去平衡；②材料强度不足而破坏；③结构失稳；④结构转变为机动体系;⑤结构体产生渗透失稳等现象；（2）正常使用极限状态定义：当结构或构件影响正常使用或达到耐久性的极限值时,认为达到了正常使用极限状态。
(完整版)水工建筑物整理考点(2)
水工建筑物考试大纲(20124011)第一章绪论目前我国水利水电工程高坝建设的历史之最：世在建的最高双曲拱坝：锦屏一级水利枢纽工程，高305m。
界最高的面板堆石坝：水布垭面板堆石坝，高233m。
世界上最高碾压混凝土坝：龙滩水利枢纽，高216.5m。
最大的枢纽工程:三峡大坝各种水工建筑物的作用：一般(1)挡水建筑物：如坝、堤防、水闸及施工围堰等。
(2)泄水建筑物：如设于河床的溢流坝、泄水闸、泄水孔，设于河岸的溢洪道、泄水隧洞等。
(3)输水建筑物：如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸管、输水涵洞等。
(4)取(进)水建筑物：如深式进水口、进水塔和各种进水闸等。
(5)整治建筑物：如丁顺坝、潜坝、导流堤、防波堤、护底、护岸等。
专门(1)水力发电建筑物：如水电站厂房、前池、调压井等。
(2)农田水利建筑物：如专为农田灌溉用沉沙池、冲沙闸等。
(3)水运建筑物：如船闸、升船机、鱼道、过木道等。
水工建筑物、水利枢纽的定义：水工建筑物：为满足防洪、发电、灌溉、供水、航运等任务在河流的适宜段修建的建筑物。
(完成各项任务所需要的建筑物)水利枢纽：对于开发河川水资源来说，常须在河流适当地段集中修建几种不同类型与功能的水工建筑物，以控制水流并便于协调运行和管理，这一多种水工建筑物组成的综合体就称为水利枢纽。
（不同类型水工建筑物组成的综合体）防洪工程的措施，水利工程的优缺点：防洪工程的基本措施：（1）上拦：治本，拦蓄洪水控制泄量；（2）下排：治标，疏通河道，提高行洪能力。
（3）两岸分滞：设蓄滞洪区分洪减流。
（4）应着重关注水土保持。
（5）同时建立洪水预报、预警系统和洪水保险制度。
水利工程优缺点（1）工作条件的复杂性。
（2）受自然条件制约，施工难度大。
（3）对自然环境及社会环境影响大。
①利：兼顾发电、灌溉、供水、养殖、旅游、治理旱涝灾害等。
②弊：库区：淹没、滑坡坍岸、水库淤积、生态变化、水温变化、水质变化、气象变化、诱发地震、卫生条件恶化。
水工建筑物 绪论
第一章绪论第一节我国的水资源及水利工程建设引言水是自然界一切生命赖以生存不可替代的物质，又是社会发展不可缺少的重要资源。
据统计，地球上水的总量为13．86亿Km3,但大部分是不能直接用于生活、工业及农田灌溉的海水,占总量的96．54％。
和人类生活息息相关的淡水量仅为0．047亿Km3,占总水量的0．34％，它包括地表水和浅层地下水，我们称这部分淡水为水资源。
然而随着社会的发展，水资源不同程度地受到污染，造成水质恶化；同时由于社会生产力的局限及地理因素使某些水资源在目前条件下还得不到充分开发和利用。
由此可见，水资源是极其珍贵的。
本节主要讲述：我国水资源的分布、开发利用，按其所承担的任务分别介绍水利工程及我国水利工程建设的发展状况一、我国的水资源1．我国水资源的分布●我国水资源总量我国多年平均水资源总量为28124.4亿m3，其中河川多年平均年径流量27115.3亿m3，居世界第六位。
由于我国人口多，人均水资源量为2163.4 m3，仅为世界人均水资源占有量的1/4，列世界第121位，是世界上水资源贫乏的国家。
●水资源在空间上分布不合理我国幅员辽阔，自然条件相差悬殊。
东南沿海七省区（上海、江苏、福建、广东、广西、海南、台湾）年均水资源量占全国水资源量的25.2％，雨水充沛。
而西北五省区年均水资源仅为全国年均水资源量的7.9％，地区内干旱少雨。
●水资源在时间上分布不合理年际及年内汛期和枯水期的水量相差很大。
在汛期（北方6~9月份为汛期，南方为5~8月）内可集中全年雨量的60％~80％，而枯水季节或枯水年雨量又很小，雨量的偏多或偏少往往造成洪涝或干旱等自然灾害。
如黄河流域1877年~1879年连续三年大旱，使晋、冀、鲁、豫四省因饥饿而死者达1300万人。
1931年夏，长江沙市出现63600m3/s的洪峰，水灾遍及湘、鄂、浙、赣、豫、皖、苏七省206县，淹没农田5000余万亩，灾民800多万人，被洪水夺去性命者达14.5万人，死于饥饿、瘟疫者不计其数。
水工建筑物 绪论
西北农林科技大学水利与建筑工程学院水工建筑物讲稿主讲：辛全才绪论一、水资源与水利工程水既是自然界一切生命赖以生存不可替代的物资，又是社会发展不可缺少的重要资源。
在目前的经济技术条件下，人类可利用的水资源主要是指地表水体，如:江，河，湖，海和地下水体中的淡水资源。
水资源可以再生，可以重复利用，但受气候影响，在时间、空间上分布不均匀，不同地区之间、同一地区年际及年内汛期和枯水期的水量可能相差很大。
水量偏多或偏少往往造成洪涝或干旱等自然灾害。
因此，必须认识水资源的变化规律，据天然的时、空分布特点，国民经济各用水部门的需水需要，修建必要的蓄水、引水、提水或跨流域调水工程，以使水资源得到合理开发利用和保护。
水利工程的特点是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到兴利除害的目的而修建的工程。
兴建水利工程是除水害、兴水利最有效的工程措施。
在时间上重新分配水资源，做到蓄洪补枯，以防止洪涝灾害和发展灌溉、发电、供水等事业；改善水域环境，疏浚航道，建造码头，以利于水上运输；以及为防止水质污染、维护生态平衡，都需要因地制宜地修建一系列水利工程。
二、水利枢纽与水工建筑物1、水工建筑物为了满足防洪要求，获得发电，灌溉，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，这些建筑物称为水工建筑物。
水工建筑物按其承担的任务可分为：防洪工程、灌溉排水工程或农田灌溉工程、水力发电工程、供水和排水工程、水质净化和污水处理工程等。
按其对水的作用分为:蓄水工程排水工程，取水工程，输水工程，提水工程，水质净化和污水处理工程。
水工建筑物按其作用可以分为以下几类:1）挡水建筑物。
用以拦截江河，形成水库或雍高水位，如各种坝和水闸;以及为抗御洪水或挡潮，沿江河海岸修建的堤防、海塘等2）泄水建筑物。
用以宣泄多余的水量、排放泥沙和冰凌或为人防、检修而放空水库、渠道等，以保证坝和其它建筑物的安全。
3）输水建筑物。
为灌溉、发电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、渡槽等。
水工建筑物知识点总结.doc
水工建筑物知识点总结第一章绪论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：数学模型：物理模型（模型试验）经验类比解析法、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。
水工建筑物课件
重力坝的建设情况( 重力坝的建设情况(续3)
• 我国的发展 从1949～1985年，在已建成的坝高 ～ 年 在已建成的坝高30m以 以 上的113座混凝土坝中，重力坝达 座，占总 座混凝土坝中， 上的 座混凝土坝中 重力坝达58座 数的51％ 数的 ％ 50年代 新安江 、古田一级 年代: 年代 60年代 丹江口、 刘家峡、三门峡 年代: 年代 丹江口、 刘家峡、 70年代 黄龙滩、龚嘴重力坝 年代: 年代 黄龙滩、 80年代 乌江渡、潘家口 年代: 年代 乌江渡、 90年代 万家寨、三峡 年代: 年代 万家寨、
坝体及其上永久设备的自重
(Self-weight) Self混凝土的容重， 混凝土的容重，在初设可采用 2.35～2.4 T/m3（23.5～24 KN/m3）。 ～ ～ 施工详图阶段应由混凝土试验 施工详图阶段应由混凝土试验 决定。 决定。
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水压力-水压力--静水压力 --静水压力
(Hydrostatic Pressure) Pressure)
α 3＝0.15ediment pressure)
重力坝的特点—优点（续） 优点（
施工方便。大体积混凝土， 施工方便。大体积混凝土，可采用机械化施 放样、立模、浇筑都比较方便，补强、 工，放样、立模、浇筑都比较方便，补强、维 护和扩建也比较方便。 护和扩建也比较方便。 结构作用明确。 结构作用明确。重力坝沿坝沿坝轴线用横缝 分成若干坝段，各坝段独立工作， 分成若干坝段，各坝段独立工作，结构作用明 稳定和应力计算都比较简单。 确，稳定和应力计算都比较简单。 可采用块石筑坝。用浆砌石本身做材料筑坝， 可采用块石筑坝。用浆砌石本身做材料筑坝， 也可在混凝土加入块石，以节省水泥。 也可在混凝土加入块石，以节省水泥。
《水工建筑物》课程内容简介
《水工建筑物》课程内容简介课程名称：水工建筑物学分：4总学时：60—64适用专业：水利水电建筑工程专业先修课程：工程制图、工程力学、建筑材料、工程测量、土力学、工程地质、水力学、钢筋砼结构、水工钢结构、工程水文学与水利计算等为学习基础平台。
后续课程：水利工程施工、水利工程管理、课程设计、毕业设计一、课程内容简介：（一）绪论1.我国的水利工程建设其内容主要包括：国的水资源及开发；我国水利工程建设状况；我国水利事业发展前景2．水工建筑物及水利枢纽其内容主要包括：水利枢纽；水工建筑物的分类及特点；水利工程的等级划分；水工建筑物的设计洪水标准及安全加高。
3. 本课程的性质、任务及学习方法其内容主要包括：本课程的内容、性质、任务；该课程学习方法及注意的问题教学重点：水资源、水利枢纽、水工建筑物等概念；我国水利水电发展前景及当前改革方向。
难点：基本概念、当前水利事业发展及改革的方向。
（二）水工建筑物上的荷载1 荷载及计算建筑物及永久设备重；水压力；扬压力；土压力淤沙压力；浪压力；地震荷载；山体围岩压力及弹性抗力；风雪荷载；其它荷载。
2荷载分类及荷载效应组合荷载分类；荷载效应组合。
教学重点：水工建筑物荷载特点、各种荷载的计算方法及影响因素；荷载组和的实际状况选择。
难点：基本概念、扬压力、风浪压力、地震力、荷载组合。
（三）重力坝1．概述：重力坝的特点；重力坝的类型；外重力坝的发展2．重力坝的稳定分析抗滑稳定计算截面的选择；抗滑稳定计算；提高坝体抗滑稳定性的工程措施。
3 重力坝的应力分析概述；用材料力学法计算坝体应力。
4．非溢流重力坝的剖面设计基本剖面设计；非溢流重力坝的实用剖面。
5 溢流重力坝设计溢流重力坝剖面设计；溢流孔口布置；溢流重力坝的消能防冲措施。
6 重力坝的深式泄水孔泄水孔的作用及类型；有压泄水孔；无压泄水孔。
7 重力坝的材料及构造重力坝的材料；坝体材料分区；坝顶构造；坝体防渗排水设施；坝体的分缝与止水；坝内廊道。
水工建筑物1概论
第一章概述学习要求● 目的：1.了解我国水利资源及分布状况，水利水电工程的现状与发展。
2.掌握水利枢纽的概念和组成，水工建筑物的分类和特点。
水利工程分等和水工建筑物分级，以及分等分级的意义。
● 重点：1.水利资源及分布状况，水利水电工程的现状与发展。
2.水利枢纽的概念和组成，水工建筑物的分类和特点，水利工程分等和水工建筑物分级。
● 难点：1.水利水电工程的现状与发展。
2.水利工程分等和水工建筑物分级。
学习要点● 章节学习内容：1.我国水利资源，水利事业及其在国民经济中的作用，水利工程的发展。
2.水利枢纽的概念和组成3.水工建筑物的分类和特点。
4.水利工程分等和水工建筑物分级，以及分等分级的意义。
● 学习要点：1.水利枢纽的概念和组成2.水工建筑物的分类和特点。
3.水利工程分等和水工建筑物分级。
第一节我国的水资源水资源：由大气降水补给的河流、湖泊、土壤水和地下水等淡水资源。
一、河流众多全国流域面积大于1000km2的河流约有1600条；长江属世界第三大河流，黄河为世界第六大河流（以长度计）。
（说明，世界上前六大河流排名为：南美：亚马逊河，流经秘鲁、巴西；非洲：尼罗河，流经埃塞俄比亚、苏丹、埃及；中国：长江；北美洲：密西西北河；非洲：刚果河；中国：黄河）形成我国主要的农业区、运输网和发达的工业区。
二、径流量大径流量:单位时间通过河流量某断面的水量：w=Q*t。
我国的年平均径流总量为2.8×1012m3，居世界第六位。
人均径流量为2400m3，为世界人均径流量的1/4。
三、水能资源丰富中国1977年~1980年第五次全国水能资源的大规模深入普查研究，确定我国的水能资源。
理论蕴藏量：6.878亿千瓦可开发利用量：3.7亿千瓦。
分1997年确定我国经济可开发水能资源：2.9亿千瓦（水力发电学报）。
四、水资源布在我国幅员辽阔的国土上，山地占全国总面积的33%，高原占全国总面积的26%，丘陵占全国总面积的10%，盆地占全国总面积的19%，平原占全国总面积的12%。
（完整版）水工建筑物总结
（完整版）⽔⼯建筑物总结绪论、设计综述1、什么是⽔利⼯程？⽔利⼯程按其承担的任务可分为哪⼏种？按其对⽔的作⽤可分为哪⼏种?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兴建的各项⼯程。
其承担的任务可分为：防洪⼯程、农⽥⽔利⼯程、⽔⼒发电⼯程、城市供⽔及排⽔⼯程、航道及港⼝⼯程、环境⽔利⼯程、综合利⽤⽔利⼯程等。
按其对⽔的作⽤可分为：蓄⽔⼯程、排⽔⼯程、取⽔⼯程、输⽔⼯程、提⽔⼯程、⽔质净化和污⽔处理⼯程等。
2、什么是⽔利枢纽？什么是⽔⼯建筑物？⽔⼯建筑物按其作⽤可分为哪⼏种？⽔⼯建筑物：为了满⾜防洪要求，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。
⽔利枢纽：由不同类型⽔⼯建筑物组成的综合体称为⽔利枢纽。
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、专门建筑物。
3、⽔⼯建筑物的特点（也是⽔利⼯程的特点）有哪些？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。
4、我国⽔利部颁发的规范中⽔利枢纽和⽔⼯建筑物各划分了⼏个等别？⽔⼯建筑物的结构安全级别划分了⼏级？⽔利⽔电⼯程根据其规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等（Ⅰ-Ⅴ）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。
⽔⼯建筑物的结构安全界别分为三级（Ⅰ-Ⅲ）。
重⼒坝1、重⼒坝的概念、重⼒坝的⼯作原理是什么？重⼒坝的特点有哪些？按构造分、按作⽤分重⼒坝分别有哪些类型？重⼒坝是⽤混凝⼟或⽯料等材料修筑，主要依靠坝体⾃重保持稳定的坝。
重⼒坝的⼯作原理：重⼒坝在⽔压⼒及其他荷载作⽤下，主要依靠坝体⾃⾝产⽣的抗滑⼒来满⾜稳定要求，同时依靠坝体⾃重产⽣的压⼒来抵消由于⽔压⼒所引起的拉应⼒，以满⾜强度要求。
重⼒坝的特点：优点：①安全可靠②对地形地质条件适应性强③枢纽泄洪问题容易解决④便于施⼯导流⑤施⼯⽅便⑥结构作⽤明确。
水工建筑物重点知识总结
水利专业《水工建筑物》复习资料第一章绪论1.水利工程的分类方法及其分类(重点)(1)按工程承担的任务分类:防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、供排水工程、港航工程、环境水利工程、综合利用水利工程(2)按工程对水的作用分类:蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化及污水处理工程2.水利枢纽的概念由不同类型的水工建筑物组成的综合体。
3.水工建筑物的类别有哪些？按其作用分为以下几类：（1）挡水建筑物：坝、闸和堤防等（2）泄水建筑物：坝身泄水孔、溢洪道、泄洪洞等（3）输水建筑物：输水洞、引水涵管、渠道、渡槽（4）取水建筑物：输水建筑物的首部建筑物：进水闸、泵站（5）专门建筑物：电厂、船闸、升船机、鱼道、筏道（6）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。
*注意：有时分类不十分严格，闸可取水也可挡水；渠道可取水也可输水；溢流坝可挡水也可泄水……4.水利工程的特点（了解）（1）工作条件复杂，考虑因素多；（2）受自然条件制约，施工难度大；（3）效益大，对环境的影响也大；（4）失事后后果严重；（5）工程量大，投资巨大，工期长第二章水工建筑物设计综述1.水电工程和水工建筑物如何分等分级？依据是什么？(重点)（1）水利工程(水利枢纽)的分等水利工程分等工程失常影响效益，工程失事造成灾难工程规模有大小，安全程度有高低分等依据：工程规模、效益、重要性级别：五等（2）水工建筑物的分级永久性主要建筑物：大坝、厂房、泄洪闸…水工建筑物 永久性次要建筑物：挡墙、导墙、护岸…临时建筑物：施工围堰、导流建筑物…分级依据：工程等别、作用、重要性 级别：五级2.永久性建筑物、临时性建筑物(重点)永久性建筑物是指工程运行期间使用的建筑物。
临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物。
3.表达水工建筑物安全储备的方法(重点)（1）单一安全系数法（2）分项系数极限状态设计法4.极限状态的类型(重点)（1）承载能力极限状态当出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：①刚体失去平衡；②材料强度不足而破坏；③结构失稳；④结构转变为机动体系；⑤结构体产生渗透失稳等现象；（2）正常使用极限状态定义：当结构或构件影响正常使用或达到耐久性的极限值时，认为达到了正常使用极限状态。
水工建筑物
1 第一章绪论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。
水利工程的根本任务是：除水害兴水利。
资源水利就是从水资源开发、利用、治理、配置、节约、保护等六个方面系统分析，综合考虑，实现水资源的可持续利用。
水工建筑物：为了达到防洪、灌溉、发电、供水等目的，需要修建各种不同类型的水工建筑物，用来控制和支配水流。
这些建筑物统称为水工建筑物。
水利枢纽是指集中建造的几种水工建筑物配合使用，形成一个有机的综合体，称为水利枢纽。
水利枢纽分为蓄水枢纽（水库）和取水枢纽。
其中水库枢纽包括挡水、泄水、输水（或引水）三类建筑物，称为水库三大件。
水工建筑物的分类按其在枢纽中的作用分为：1挡水建筑物：用以拦截江河，形成水库或壅高水位。
如拦河坝、拦河闸。
2泄水建筑物：用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他建筑物的安全。
如溢流坝、溢洪道、隧洞。
3输水建筑物：为灌溉、发电和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物。
如：引水隧洞、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，如引水隧洞的进口段、进水闸等。
整治建筑物、专门建筑物。
水工建筑物的特点：（1）工作条件的复杂性；（2）设计选型的独特性；（3）施工建造的艰巨性；（4）工程效益的显著性；（5）环境影响的多面性；（6）失事后果的严重性；水利枢纽按其规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。
第二章重力坝重力坝的工作原理是在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自身重量产生的抗滑力来满足稳定的要求；同是也依靠坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力，以满足强度的要求。
其基本剖面为上游面近于垂直的三角形剖面。
重力坝的类型按其结构形式为：实体重力坝、空腹重力坝、宽缝重力坝。
扬压力是由上、下游水位差产生的渗透水压力和下游水深产生的浮托力两部分组成。
泥沙压力根据坝前淤积高程——淤积计算年限可取50-100年。
《水工建筑物》Word
湖北省高等教育自学考试大纲课程名称：水工建筑物课程代号：2464一、课程性质与目标（一）课程的性质与特点1、性质：本课程是研究水利工程与水电工程建筑规模，建筑物组成和布置，结构尺寸与构造设计及其地基基础处理的课程。
本课程是水利水电工程建筑专业的主干专业课之一，是一门综合性很强，涉及知识面相当广，与一系列基础课有关的课程。
2、地位：《水工建筑物》是水利水电工程建筑物专业的主干专业课程之一。
与以前学过的多门课程和同时学习的《水电站》及《水利水电工程施工》都有密切联系。
另外，水工建筑物型式多种多样，在学习过程中，通过对几种典型建筑物的分析，了解其一般规律，掌握水工建筑物的设计原则和方法。
3、目的任务：使学生初步掌握各种水工建筑物的设计理论和方法，运行管理及进行科学研究的基本知识，了解各种水工建筑物在水利枢纽中的相互关系及布置原则。
通过课堂听课、课程作业、课程设计、工程实地参观、实验和工地实习等环节，使学生受到运用有关知识解决实际工程问题的基本训练，为今后从事大中型水利水电工程的设计、施工、管理和科学研究打下基础。
（二）课程目标与基本要求1、学生学完本课程以后，应达到下列基本要求：（1）对混凝土重力坝、拱坝、土石坝、水闸河岸泄水建筑物及水工隧洞的工作原理及工作条件，有较深的理解、对其它水工建筑物的型式和工作原理等也有一般的了解。
（2）懂得从安全、经济、运用的原则出发，根据任务和具体条件选择水工建筑物的型式和基本尺寸。
（3）能运用所学基本理论，选择合理的设计条件，进行各种水工建筑物的一般水力计算、渗流分析、稳定验算和强度校验，并拟定其主要细部构造和地基处理方法。
（4）了解我国大中型水利水电枢纽及水工建筑物当前实施的设计阶段，设计程序的内容，以及所需的原始资料。
（5）了解水利枢纽及水工建筑物在布置上的要求，以及地形、地质、水文、建材、施工、运用和环境保护等条件对水利枢纽布置的影响。
初步掌握进行水利枢纽布置的方法和步骤。
水工建筑物各章总结
第一章绪论1. 什么是水利工程？水利工程的根本任务及分类？答：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兴建的各项工程，总称为水利工程；根本任务：除水害、兴水利；分类：1）按其承担的任务分：防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、城市供水及排水工程、航道及港口工程、环境水利工程等；2）按水利工程对水的作用可分为：蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化和污水处理工程等。
2. 什么是水工建筑物？什么是水利枢纽？二者之间是什么关系？答：水工建筑物：为了满足防洪要求，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；水利枢纽：不同类型水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽；二者关系：两者关系是个体与整体的关系，水工建筑物是个体，水利枢纽是整体。
3. 水工建筑物按作用分哪几类？答：水工建筑物按作用可分为：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、专门建筑物。
4. 水利工程的特点是什么？答：1）工作条件复杂；2）受自然条件制约，施工难度大（施工条件复杂）；3）效益大，对环境影响也大；4）失事后果严重。
5. 水利工程分等指标内容有哪些？答：1）水库总库容；2）保护城镇及工业区；3）保护农田面积；4）水电站装机容量；5）灌溉面积；6）排涝面积；7）城市供水。
6. 水利枢纽如何分等？水工建筑物如何分级？答：首先，按水利枢纽工程的规模、效益及其在国民经济中的重要性进行分等，分五等；然后再对各组成建筑物按其所属枢纽的等别、建筑物在枢纽中所起的作用和重要性进行分级，分五级。
7. 什么是永久性建筑物、临时性建筑物、主要建筑物、次要建筑物？答：永久性建筑物：指工程运行期间使用的建筑物；临时性建筑物：指工程施工期间使用的建筑物；主要建筑物：指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物；次要建筑物：指失事后不致造成下游灾害或对工程效益影响不大，并易于修复的建筑物。
水工建筑物课程课件
水 3.水力发电工程
概念：将具有巨大能量的水流通过
工
水轮机转换为机械能，再通过发电机将
机械能转换为电能的工程措施。
水力发电的两个基本要素：落差、
建
流量。为了有效地利用天然河道的水能，
常采用工程措施，修建能集中落差和流
量的水工建筑物，使水流符合水力发电
筑
工程的要求。
物
水工建筑物课程
水 4.供水和排水工程
斜墙堆石坝），用以截断水流、挡水蓄
工
水、形成水库。总库容209亿m3，水电
站装机容量90万Kw。
◆ 深孔坝段、溢流坝段：用以宣泄洪水
建
期河道入库洪量超过水库调蓄能力的多
余洪水，以保证大坝及有关建筑物安全
。
筑
◆ 水电站建筑物：用以将水能转变为电
能。
◆ 升船机：其作用是向上、下游运送过
物
坝船只。
水工建筑物课程
的不同建筑物按其所属工程的等别和重
要性分级。级别高的建筑物，对设计及
筑
施工的要求也高，级别低的建筑物则可 以适当降低。
物
水工建筑物课程
水
五、水利水电工程永久性水工建筑物洪水
标准
工
设计永久性建筑物所采用的洪水标
准分为正常运用（设计情况）和非常运
用（校核情况）两种情况。应根据工程
建
规模、重要性和基本资料等情况，按山
| “两岸分滞”
“两岸分滞”是在河道两岸适当位置，
工
修建分洪闸、引洪道、滞洪区等，将超
过河道安全泄量的洪峰流量通过泄洪建
筑物分流到该河道下游或其他水系，或
建
者蓄于低洼地区（滞洪区），以保证河 道两岸保护区的安全。滞洪区的规划与
水工建筑物概述
第一章绪论第一节我国水资源和水利发展概况一、水资源概况水是生命之源，是大自然赋予人类的宝贵财富。
水资源主要指与人类社会用水和生态环境保护相关，又能通过水循环逐年得到更新的淡水资源，包括地表水和地下水，其补给来源主要是大气降水。
水资源是土地、水、矿产、森林、海洋、气候、能源、物种、旅游、草地等十大资源之一，是自然资源的母体资源。
水资源总量为降水形成的地表和地下的产水总量。
我国多年平均河川年径流量为27115亿m3，地下水资源量为8288亿m3，扣除重复水量后，水资源总量为28124亿m3，约占世界水资源总量的7％，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位。
人均水资源量2170m3，居世界的109位，约为世界平均值的1／4。
我国年平均降水量648mm，比全球陆面平均年降水量800mm少19％，属于降水偏少的国家，且降水量的时空分布很不均衡，体现出由南至北逐渐减少和夏秋季节降水集中的特点。
我国水资源的地区分布很不均匀，南多北少，相差悬殊，水资源地区分布和人口、耕地等的分布不相适应。
淮河及其以北的北方地区，人口占全国总人口的46．5％，耕地占65．2％，但水资源量只占全国的19％，人均水资源占有量为1127m3，为南方的1／3，耕地亩均占有470m3，不及南方地区的1／6。
我国流域面积在lOOkm2以上的河流有5万多条，其中流域面积大于lOOkm2的约1500条，大小河流总长度约有42万km，绝大部分分布在东部和南部。
水面在lkm2以上的湖泊共有约2800个，其中大于1000km2的有12个。
湖泊总水面积约72000km2，总储水量7088亿m3，其中淡水储量2260亿m3，占总储量的32％。
全国可利用淡水资源量估计为9500亿m3，已开发利用的水资源约为5600亿m3，有3000多亿m3水资源量尚待开发，可开发利用的水资源主要分布在南方地区。
衡量水资源利用程度的主要指标为“水资源开发利用率”。
通常水资源开发利用率是指供水能力或保证率为75％时可供水量与多年平均水资源总量的比值，是表征水资源开发利用程度的一项指标。
水工建筑物
水工建筑物第一部分：工程绪论名词解释：土木工程：是建造各类工程设施的科学技术的统称。
它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；水利工程：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。
水利枢纽：为实现一项或多项水利任务，在一个相对集中的场所修建若干不同类型的水工建筑物组合体，以控制调节水流。
水工建筑物：为控制调节水流防治水患和开发利用水资源而兴建的承受水作用的建筑物。
降雨量：从天空降落到地面上的雨水，未经蒸发、渗透、流失而在水面上积聚的水层深度，称为降雨量洪水三要素：洪峰、洪量、峰现时间水位：河流，湖泊，海洋及水库等水体的自由水面离固定基面的高程，以m计流量：单位时间内通过某一过水断面的水量含沙量：单位体积水中所含泥沙的重量。
是研究河床演变的重要物理量。
流速：在某一特定方向上，水流在某点的运动速率。
设计水位：是指水利工程设计时所设计的水位，一般要考虑工程运行的抗洪能力及枯水季的可运行能力。
校核水位：是指历年高低水位统计计算得到的水位。
死水位：也叫枯水位，不能正常发挥甚至完全不能发挥功能的低水位。
一般为泄洪洞或引水洞、发电洞三者中的底口的最低高程。
兴利水位：能够在设计期内正常发挥功能的高水位和低水位范围；总库容：水库某一水位以下或两水位之间的蓄水容积表征水库规模的主要指标。
通常均指坝前水位水平面以下的静库容。
校核洪水位（关系水库安全的水位）以下的水库容积称总库容防洪库容：为了削减洪峰、防止下游洪水灾害而进行水库径流调节所需的库容。
一般是指汛期坝前限制水位以上到设计洪水位之间的库容。
兴利库容：正常蓄水位至死水位之间的水库容积。
死库容：水库死水位以下的水库容积。
除特殊情况外，死库容不参与径流调节，即不动用这部分库容内的水量。
问题简答：1.水工建筑物的分类、特点。
答：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、为灌溉、发电、过坝需要而兴建的专门建筑物。
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15
水利建设— 远古时期
远古以来，我国人民为治理水患、 开发水利，进行过长期的英勇斗争，取得 了光辉的业绩。 李冰主持修建的岷江都江堰 分洪灌溉工程，一直是成都平原农 业稳定高产的保证，堪称中华民族 的骄傲之一。
16
都江堰
17
封建统治时期
封建统治，人民群众的力量与智慧受到压 抑，生产力低下，科学技术落后，水利设施失修， 灾患频繁，水利事业处于停滞状态。
1928年，遍及全国的旱灾，灾民人数为 当时全国人口的1/4
1931、1933、1935、1939年，江、淮、 黄、汉以及海河的洪灾，也使人民生命财 产蒙受了巨大损失。
90年代，三峡工程，世界第一（库容、 发电量、混凝土工程量、船闸等)； 二滩拱坝，第一个国际招标，我国最 高拱坝；
小浪底，第一个引进外资 ，出现洋工 仔.
23
坝工建设情况（续）
我国的大坝统计资料：（99年统计资料 ）
坝高
15～30m > 30m > 100m
座数
17526座 4578座 32座运行（99年底）
水利建设对环境的影响
9
水是一种重要的资源
生命和工农业生长必需的物质
航运交通和水产事业必要的介质
是一种可利用的和可再生的重要能源
改善环境和发展旅游事业的必要条件
10
水资源分布情况
地球上的总水量很大，但是时 空分布极不均匀
地球总水量：约为13.86×108亿m3 ，但 是大部分为海水，淡水仅占2.5%
59
习
题
习题1、3
60
24
坝工建设情况（续）
大坝数量统计（ICOLD)
45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 1950
China World Other countries
Dams
1960
1970 Year
1980
1990
2000
25
我国总库容 20亿立方米以上的水库
53
水工建筑物分类 （续）
其他分类方法：
按建筑材料：土石坝、混凝土坝、 浆砌石坝、钢筋混凝土坝，木坝 等 按构造特点：重力坝、拱坝、支敦 坝等 按是否泄水：溢流坝和非溢流坝等
返回
54
水工建筑物的特点
工作条件复杂性。 由于水的作用造成：静水压、 扬水压、渗水作用、泄水冲刷等。
设计选型独特性。 按当地地形、地质条件设计， 因此找不到两个完全相同的坝。 施工建造的艰巨性。 除自然环境条件外，尚有 水的作用，要解决导流问题，施工进度与洪水 “赛跑”问题。 失事后果的严重性。 失事后，水头急泄、人民 财产损坏严重。 返回
See Reference:
―Dams and Disease‖ by William Jobin, E&FN SPON, 1998
35
几个水库失事 的实例
36
沟后水库沙砾石面板坝 失事实录
坝体溃口
（下游视图）
37
沟后水库沙砾石面板坝 失事实录（续）
坝体溃口（上游视图）
38
板桥水库失事
758大洪水 10多万人死亡 失事原因 启示：与自然和谐共处— —资源水利
大坝按库容统计
（具体数据列表）
系列1 48
单位（个）
60 40 20 0
2
大于350
2
大于300
3
大于250
6
大于200
7 13 17
大于150 大于100 大于50 大于20
单位（亿立方米）
26
返回
27
28
back
水利建设对环境的影响
一条河流、一个河段及其周围地区 在天然状态下，一般处于某种相对平衡状 态。水利工程的建设会破坏原来的平衡， 特别是具有高坝大库的水利枢纽的建成运 行，对周围的自然和社会环境都将产生重 大的影响。 其中包括：
水工建筑物(1)
—— 混凝土坝
任课教师： 李庆斌 新水207
qingbinli@
62771015 62785550 62773242
1
李鹏辉 张 冲
新水106 新水326
lpenghui@
zhangchong96@
52
水工建筑物分类-按其功用可划分（续）
整治建筑物(training or control works)：用 以整治河道，改善河道的水流条件，如丁坝、 顺坝、导流堤、护岸等。 专 门 建 筑 物 (special-purpose hydraulic structures) ： 专门为灌溉、发电、治水、航 运等用的建筑物，如电站厂房、船闸、升船 机、鱼道、伐道。
51
水工建筑物分类-按其功用可划分（续）
输水建筑物(water-conveying structures) ： 为灌溉、发电、城市或者工业给水等需 要，将水自水源或某处送至另一处或用 户的建筑物。如引水隧洞、引水涵管、 渠道、灌槽、倒虹吸管、输水涵洞等。 取水建筑物(intake structures)：输水建 筑物的首部建筑，如进水闸、扬水站等。
返回 30
瓦依昂(Vajont)拱坝
31
瓦依昂拱坝上游大滑坡
意大利的瓦依昂（Vajont）拱坝， 1963年10月9日上游大滑坡，造成150m高涌 浪翻越坝顶，冲毁下游村镇，死亡2000人。
坝高262m，当时世界最高 滑坡体长1.8Km，宽1.6Km，体积达2.7亿m3 水库在30～45 s内几乎被滑冲材料填没 整个失事过程历时仅7 min
中华人民共和国成立后，我国的水利建设才有 了较大的发展。 灌溉面积从2.4亿亩上升到7亿亩以上
3.4亿亩易涝耕地，2/3得到初步的治理， 1.1亿亩盐碱地，1/2得到改良
城市、工业供水及农牧区人、畜饮水提供 了相当数量的水源
为工农业生长和人民生活提供了电能
20
现状与理想的差距
我国大江大河的防洪还没有真正的解决 我国农业目前仍在很大程度上受制于自然 地理和气候条件 工业和城市用水增长速度快，一些沿海城 市已经出现淡水供应困难，水源紧缺将日益 成为限制我国生长和生活提高的重大障碍瓶 颈。 水能资源的开发比例相当低。
我国的情况
河流流域超过1000Km2的大 河流有1598条
年径流总量约为2.78×104 亿m3，人均为全球的1/4
13
水资源分布情况
我国的情况
不同地区，南方一日雨量可远超 过西北全年的降水量。 同一地区，一次暴雨可超过多年 的年均降水量，从而导致我国各地 历史上洪、涝、旱灾频繁发生。
14
我国水能资源丰富
全球年径流量：4.7×105亿m3，人均为 9000m3/年，分布不均
11
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。
12
水资源分布情况
6
学时安排（共32学时）
1.讲课：绪论（2）+重力坝 （14）+拱坝（8）
2.习题课（2）
3.机动或测验（2） 4.五一放假（4）
7
成绩组成（讨论稿）
1.平时成绩：含作业和纪律 40%
2.测验：60%
或
3.论文或报告：60%
8
第一章
绪论
§1.1 水利水电工程建设对 经济和生态的影响
水资源
水利建设
i. 物理影响 ii. 生态影响
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物理影响
上游：水库水深加大，流速降低，泥沙 淤积，库容减少。库岸由于水的渗入，原 来稳定的岩石边坡失稳破坏。(实例) 下游：水库的“沉沙池”作用，使过坝 调节下放的水流成为“清水”，悬移质以 及沉沙少，冲刷能力加大，下游河床被刷 深，可能影响河势。 小气候的变化：雾天增多，诱发地震
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共和国成立后
中华人民共和国成立后，我国的水利建 设才有了较大的发展。 整修和兴建了约26万Km的堤防
疏浚整治了排水河道，开辟了海河和淮河的排洪 通道
兴建86000多座水库，面积10000亩以上的灌区有 2500多处
水电装机从1949年的16.3万KW发展到6000万KW
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共和国成立后（续）
3
课程特点
属专业课 基础知识的综合运用 科学根据来自工程措施 多学习、勤思考4
水工建筑物（1）教学大纲
第一章 绪论 （2学时） §1.1 水利水电工程建设及 其对经济和生态的影响 §1.2 水工建筑物的分类分 级 第二章 重力坝 （18学时） §2.1 重力坝的特点 §2.2 荷载及其组合 §2.3 重力坝的断面 §2.4 重力坝的抗滑稳定分 析 §2.5 重力坝的应力分析 §2.6 分缝、分块及温度控 制 §2.7 重力坝的构造 §2.8 基础处理 §2.9 其它型式的重力坝 §2.10 泄水坝段的水力设计 、布置与构造 §2.11 泄水坝段的下游消能
教材
吴媚玲 编著 《水工建筑物》 清华大学出版社
祁庆和 主编 《水工建筑物》 中国水利电力出版社 以上两本任选一本即可！ 《水工建筑物》习题集 学水利系 清华大
2
参考书
1 P. Novak et al, Hydraulic Structures (3rd Ed.), Spon Press, 2001 2 张光斗、王光纶著，《水工建筑物》 （上册），水利电力出版社