11水工概论-第二章解析
21central_水利工程概论 第二章 大坝
a) 水电站建筑物，如前池、调压室、压力水管、水电站厂房； b) 渠系建筑物，如节制闸、分水闸、渡槽、沉沙池、冲沙闸 ； c) 港口水工建筑物，如防波堤、码头、船坞、船台和滑道 ； d) 过坝设施，如船闸、升船机、放木道、筏道及鱼道等。
2）按结构和力学特点分为：重力坝、拱坝、支墩坝等 坝型。 重力坝包括实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝等； 拱坝包括单曲拱坝、双曲拱坝、重力拱坝等； 支墩坝包括大头坝、连拱坝、平板坝等；
我国大坝之最 (1)
1912年 云南螳螂川上的石龙坝水电站建成，为中国大陆最早的水电站。 1954年 安徽霍山的佛子岭水库竣工。坝体高74.4m，为中国第一座混凝土连拱坝。 1956年 安徽金寨建成梅山水库，坝高88.24m，为中国最高的混凝土连拱坝。 1960年 浙江建德新安江水电站，中国第一座自己勘测、设计、施工和自制设
水利枢纽的规划、设计、施工和运行管 理应尽量遵循综合利用水资源的原则。
1.1 水工建筑物分类
按功用分
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 专门性水工建筑物
按使用期限可分
永久性建筑物 临时性建筑物
挡水建筑物
挡水建筑物--用以拦截江河，雍高水位或形成水库，并可承受 一定水头作用的建筑物，如各种类型的坝和水闸；以及为抗御 洪水或挡潮，沿江河海岸修建的堤防、海塘等。
②水利工程对地基的要求比较严格，工程又常处于地质条件比较复杂 的地区和部位，地基处理不好就会留下隐患，事后难以补救，需要采取 专门的地基处理措施。
③水利工程多在河道、湖泊、沿海及其他水域施工，需根据水流的自 然条件及工程建设的要求进行 施工导流、截流及水下作业。
水利工程第二章
自然界（全地球）的水量平衡方程式为
式中
Z0s , Z0c ——分别为海洋、陆地的多年平均蒸发量
X 0 s , X 0c
Z 0 s Z 0c X 0 s X 0c
Y0
——分别为海洋、陆地的多年平均降水量 ——汇入海洋之河川多年平均径流量
地球上 总的蒸发量与降水量的多年平 均值是相等的
（三）水文现象及水文学
洪水涨 落时的 河道水 流属于 变量流， 这时的 水位流 量关系 有其特 殊性， 参见图 2 －3
（四）河渠的泥沙
河渠中的泥沙可分为两类：悬移质和推移质 单位体积水流中所含的泥沙的重量称为含沙量
河流 黄河 长江 渭河 测站 陕县 宜昌 华县 测站以上流域 平均年 面积 径流 68.79 100.55 10.65 426 4510 91 平均年输 沙量 15.7 5.14 4.25 最大断面含 沙量 590 10.5 735
泾河
张家山
4.32
2.97 4.25 14 32.97
16
14 13 544 2206
2.84
1.82 0.81 1.3 0.72
1430
1520 436 16.9 4.1
无定河 白家川 永定河 官厅 汉江 西江 碾盘山 梧州
测站以上流域面积 120 100 80 60 40 20 0
陕县 宜昌 华县 张家山 白家川 官厅 碾盘山 梧州
（二）重现期T
水文中的重现期T一般是指所研究的随机变量 的某值，在长时期内平均每T年出现一次（即 T年一遇）。实际工程中的重现期有两个不同 的含义： 1、在研究暴雨及洪水时，
T 1/ P
2、在研究灌溉、发电、供水等用水部门的需 要时，
T 1 / 1 P
水工概论分享
过程
荷载计算和荷载组合 应力计算
检验坝体各部位的应力 是否满足强度要求
方法
模型试验法 材料力学法
非溢流坝坝体断面拟定
剖面拟定原则
强度和稳定要求，安全 剖面小，省工程量
外轮廓简单，施工方便 便于管理和运用
基本剖面
三角形
实用剖面
1.剖面形式 2.坝顶高程确定
溢流重力坝
06
闸墩
05
堰顶结构
04
工作形 式
03
新型消 能方式
溢流坝的下游消能设计
设计原则
结构简单 工作可靠 能量尽量消耗在水体内和空中 不危机大坝安全 不影响其他建筑物正常工作
底流 挑流 面流 戽流
溢流坝的下游消能设计
工作形式
溢流坝的下游消能设计
新型消能方式
宽尾墩 T形墩 台阶式溢流坝
材料及构造
A
砼
浆砌
B
石
重力坝的
C
分缝分块
溢流面体形设
计
03
溢流坝布置及
孔口尺寸确定
02
泄水方式
01
基本知识
特点 要求 分类
溢流重力坝
基本知识
溢流重力坝
泄水方式
坝顶溢流(表孔) 大孔口溢流(中孔)
溢流重力坝
溢流坝布置及孔口尺寸确定
布置原则 孔口尺寸确定
溢流重力坝
溢流面体形设计
组成 分類
闸门 工作桥 交通桥 启闭设备
溢流重力坝
堰顶结构
作用
溢流重力坝
闸墩
坝身泄水孔
A
基础 知识
B
作用
C
工作 条件
D
布置 形式
水利工程概论复习解析
《水利工程概论》复习资料第一章绪论一、地球上及我国水资源的总量地球上138.6×108亿m³；我国2.77万亿m³二、我国水资源的特点1、水资源总量丰富，人均占有量低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、耕地布局不相适应三、水利工程的分类河道整治与防洪工程；农田水利工程；水力发电工程；供水和排水工程；航运工程四、水力发电工程的两个基本要素落差、流量第二章水库、水利枢纽、水工建筑物一、水库的概念及分类（按库容，径流调节周期）水库是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。
按库容大小水库分为：大（1）型水库<库容不小于10×108 m3>；大（2）型水库<库容为（1.0~10）×108m3>；中型水库<库容为（0.10~1.0）×108m3>；小（1）型水库<库容为（0.01~0.10）×108m3>；小（2）型水库<库容为（0.001~0.01）×108m3>。
按径流调节周期长短分为：无调节、日调节、周调节、年调节和多年调节水库。
二、水库的径流调节水库的径流调节是指利用水库的蓄泄功能有计划地对河川径流在时间上和数量上进行控制和分配。
三、水库的特征水位和特征库容的概念特征水位：水库工程为完成不同任务，在不同时期和各种水文情况下，需控制达到或允许消落的各种库水位。
特征库容：相应于水库的特征水位以下或两特征水位之间的水库容积。
四、水工建筑物的分类1、挡水建筑物2、泄水建筑物3、输水建筑物4、取水建筑物5、整治建筑物6、专门性水工建筑物五、水利枢纽布置水利枢纽布置是水利工程设计研究首要的主要内容。
在选择水利枢纽布置方案时，既要满足枢纽的各项任务和功能要求，又要适应枢纽工程区的自然条件，还要便于施工布置，有利于节省投资和缩短工期，因此应在保证运行方便和安全可靠地前提下，力求做到节省工程量、便于施工、缩短工期。
水工建筑物 第二章预习报告
通过本章的学习，我们需要了解在进行水工建筑物设计时所需的原始资料；了解水利工程的一般设计阶段，程序及其内容。
了解水利枢纽中各种水工建筑物在布置上的要求，以及当地的地形、地质、水文、施工、运用等条件对水利枢纽布置的影响，初步掌握水利枢纽布置的方法与步骤。
与其他设计机械工程类似，水工建筑物的设计同样是一个人工的系统，其共同遵循着大体一致的规律，其可分为下列几个步骤：技术预测、信息分析、科学类比、系统分析、方案设计、功能分析、安全分析、施工方案、经济分析、综合评价。
一、水工建筑物设计工作步骤，以及设计所需资料的要求；建筑物设计阶段的主要工作步骤为:(1)收集资料及信息。
如水文、气象、地形、地质资料,地区经济资料,施工力量,资金渠道，国家及地方的有关政策及法规等。
首先进行技术预测（技术预测是对科技发展的未来目标和可能途径及资源条件作出的预先推测或测定），再利用收集的资料与实际掌握信息进行信息分析，对信息进行收集、整理、鉴别、评价、分析、综合等系列化的加工过程。
(2)明确工程总体规划及其对枢纽和建筑物的功能要求。
这是设计工作的目标。
(3)提出方案。
以初步选择的建筑物型式为基础,考虑与外部的联系和制约条件(如与其他建筑物的配合,与施工、管理、投资等的关系等) , 修正方案使其可行。
(4)筛选可行的比较方案。
(5)对方案进行分析、比较、评价,选定设计方案。
(6)对建筑物进行优化定型及设计细部构造。
(7)初定建筑物的施工方案。
(8)对方案进行评价及验证。
在实际过程中，部分水利工程的设计步骤可以在一定程度上进行简化，例如信息收集过程中若设计和参证两流域的各种影响径流的因素非常相似，则可将参证流域的径流特征值、参数和分析成果,按设计要求有选择地直接移用到设计流域。
例如，直接移用多年平均径流量、代表年的径流量、年径流变差系数、偏态系数对变差系数的比值、径流年内分配比例系数、径流系数以及降雨和径流关系成果等。
对水利工程的方案的分析，将考虑到自然影响、社会影响、经济效益等各方面的因素，大量涉及到《水利工程经济》、《水利工程制图》、《水利工程施工》、《水利工程管理》等一系列学科间的融会贯通，协调配合。
《水力学》第二章答案
第二章:水静力学 一：思考题2-1.静水压强有两种表示方法,即:相对压强和绝对压强2-2.特性(1)静水压强的方向与受压面垂直并指向手压面;(2)任意点的静水压强的大小和受压面的方位无关,或者说作用于同一点上各方向的静水压强都相等. 规律:由单位质量力所决定,作为连续介质的平衡液体内,任意点的静水压强仅是空间坐标的连续函数,而与受压面的方向无关,所以p=(x,y,z)2-3答：水头是压强的几何意义表示方法，它表示h 高的水头具有大小为ρgh 的压强。
绝对压强预想的压强是按不同的起点计算的压强，绝对压强是以0为起点，而相对压强是以当地大气压为基准测定的，所以两者相差当地大气压Pa.绝对压强小于当地大气压时就有负压，即真空。
某点负压大小等于该点的相对压强。
Pv=p'-pa2-4.在静水压强的基本方程式中C g p z =+ρ中，z 表示某点在基准面以上的高度，称为位置水头，g p ρ表示在该点接一根测压管，液体沿测压管上升的高度，称为测压管高度或压强水头，g p z ρ+称为测压管水头，即为某点的压强水头高出基准面的高度。
关系是：（测压管水头）=（位置水头）+（压强水头）。
2-5.等压面是压强相等的点连成的面。
等压面是水平面的充要条件是液体处于惯性坐标系，即相对静止或匀速直线运动的状态。
2-6。
图中A-A 是等压面，C-C,B-B 都不是等压面，因为虽然位置高都相同，但是液体密度不同，所以压强水头就不相等，则压强不相等。
2-7.两容器内各点压强增值相等，因为水有传递压强的作用，不会因位置的不同压强的传递有所改变。
当施加外力时，液面压强增大了Ap∆，水面以下同一高度的各点压强都增加Ap∆。
2-8.（1）各测压管中水面高度都相等。
（2）标注如下，位置水头z,压强水头h,测压管水头p.图2-82-9.选择A2-10.(1)图a 和图b 静水压力不相等。
因为水作用面的面积不相等，而且作用面的形心点压强大小不同。
水利水电工程概论课件-第2章
1、海洋水；
2、地表水（冰川与冰盖、湖泊、沼泽、河流）；
3、地下水（含重力水、地下水）、土壤水、大气 水和生物水等。
具体分布详见如下：
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4
第一节 水文学与水力学
全球各水体水量分布（亿m³）：
水体种类
水量
淡水
咸水
海洋水 地表水 地下水 土壤水 大气水 生物水
133,8000 24254.1
23700 16.5 12.9 1.12
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13
第一节 水文学与水力学
1、规划设计阶段：
水文计算的主要任务是确定工程的规模。 工程规模与河流水量的估算有关。工程的规划 设计需要水文计算来提供未来工程使用期间的 水文情势。
如果河流水量估算过大，就会使工程规模 过大，造成资金浪费。反之，若水量估算过小， 则工程规模过小，导致工程不安全，同时不能 充分利用水资源，造成水资源的浪费。
不到合格的清洁服务；每天大约有6000名儿童死于不
卫生的水和不合格的卫生和清洁条件所引起的疾病—
—相当于每天有20架大型客机坠毁；不卫生的水和不
清洁的环境估计造成了发展中国家所有疾病的80％。
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8
第一节 水文学与水力学
1.2 水文学 一、水资源： 水资源特指地球上可供人类利用的淡水，通常 指陆地水，又称陆地水资源，简称水资源。 对人类最为实用的水资源，是陆地降水量、江 河径流量和浅层地下淡水量。 江河径流量是人类最重要和最经常利用的水资 源。
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水利水电工程概论
精选ppt
申艳 2008年8月19日
1
第二章 基础知识
1
水文学与水力学
2
工程地质
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河海大水利水电工程概论讲义02水库、水利枢纽、水工建筑物
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。
水工概论2
水工概论2第一篇：水工概论2第一节施工导流的任务水利水电枢纽工程中的主体建筑物一般都是在河流中兴建并在干地上施工，需采取相应的工程措施。
形成基坑——使用临时建筑物（围堰）挡水，围护基坑，把基坑内的水抽干；原有河水（洪水）下泄——将水流引向预定的临时（永久）泄水建筑物泄向下游；施工期间水的综合利用——施工期的水运、下游给水、度汛，施工后期临时泄水建筑物的封堵。
施工导流的作用——对原河流各个时期的流水采取导、截、拦、蓄、泄等施工措施，为建筑物施工创造必要的条件，并尽可能少地影响国民经济各部门对用水的需要。
施工导流方案——根据水文变化规律（枯水期/洪水期），分期建筑，采取相应的导流措施，各期导流措施的总和就是工程的施工导流方案。
施工导流方案设计需解决的主要问题——确定设计标准，选择施工导流方案确定导流建筑物的型式、尺寸和布置方式确定截流方案制定封孔蓄水计划并进行封堵设计第二节施工导流的设计标准我国规定导流标准采用频率法——根据河流水文特性及工程的具体条件，合理确定施工时段，按各施工时段相应频率的最大洪峰流量进行设计。
导流标准高低的影响——标准高了，导流工程量大，延长工期，成本高；标准低了，虽工程量小，但来水较大时，有可能危及施工安全，发生事故反而拖延工期，抬高成本。
第三节施工导流的方式按水利工程的修建过程，导流一般分两个阶段：第一阶段（初期）——修筑围堰与泄水建筑物，使水流绕过全部或部分拟建工程宣泄；第二阶段（后期）——利用永久建筑物挡水，水流通过或绕过建成或即将建成的建筑物宣泄。
一、第一阶段的导流方式分一次断流和分期导流两种。
一次断流（全段围堰法、河床外导流）——在河床上修筑围堰将河流一次截断，利用位于河床之外的泄水建筑物宣泄施工流量。
优点：工作面大，河床内的建筑物在一次性围堰的围护下建造，如能利用水利枢纽中的永久泄水建筑物导流，可大大节约工程投资。
可利用围堰沟通两岸交通，创造有利的施工条件。
缺点：需修筑临时泄水建筑物，推迟了主体工程的开工日期，对原河流的航运有较大影响。
水利水电工程概论重点
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;。
水利工程概论
2.2.5影响径流形式的因素
气候因素 ：1.降水2.蒸发 下垫面因素：1.流域的位置和地形 2.河道特征
3.流域面积的大小和形状 4.土壤、岩石和地质构造 5.植被 6.湖泊与沼泽 人类活动因素： 1.植树造林、水土保持。 2.城市化 影响3.大、中型水库的兴建。4.其他水利工程和堤 内违章建筑
引碧入连
1.3.2现代水利发展问题
1.我国大江大河的防洪问题还没有根本 解决，提防和城市防洪标准还比较低。
2.我国农业生产仍很大程度上受制于自 然地理和气候条件，抗自然灾害能力 低。
3.水污染问题严重 4.水土流失严重，水生态失衡。 5.水资源利用率低下
1.3.3现代水利工程发展理念
在褶皱的中心位置，应力集中，裂隙发育，岩层破碎，风 化较深，渗透较强，不易在此上建坝、闸、电站。
•背斜
2.3.5断裂构造和地震
节理和断层
断裂后两边的岩层无明显的位移叫节理；产生位 移的叫断层
断层和破碎带
岩层发生位移的错动面称为断层面；破碎带是指 因断层错动而 破裂和搓碎的岩石碎块、碎屑部分。
2.2.1水文循环 水分的运动形式大致分三种
（1）从海洋表面蒸发的水汽，随大气运动到大陆上空后， 在一定的条件下，水汽凝结并以降水形式降落地面，其中 有的雨水渗入地下，有的则沿江河流入大海，还有一部分 雨水由于蒸发重返大气。
（2）从海洋上蒸发的水汽，又在海洋上空成云至雨，以降 水形式降落在海洋上。
（3）陆地表面上蒸发的水汽，又在其上空冷凝成雨，降落 到地面。
实现工程水利向资源水利转变
资源水利就是从宏观上、战略上实现 工程水利向资源水利转变，是从水资 源开发、利用、治理、配置、节约和 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。
给排水科学与工程概论之水资源的保护与利用
第二章 水资源的保护与利用
2.3.1 给水水源及其特点
城 市 水 工 程 概 论
（1）水源分类 1）地下水源 按水文地质体条件：潜水(无承压水)、自流水 (承压地下水)、泉水 2）地表水源
按水体的存在形式：江河、湖泊、蓄水库和海 洋
含水层
隔水层
含水层
隔水层
第二章 水资源的保护与利用 城 市 水 工 程 概 论
含水层与隔水层（划分依据非含不含水，而是岩 石的透水与给水性能）
岩石中含有各种状态的地下水，可将各类岩石层划分 为含水层和隔水层。 含水层指能够给出并透过相当数量重力水的岩层或土 层。构成含水层的条件，一是岩石中要有空隙存在，并充 满足够数量的重力水；二是这些重力水能够在岩石空隙中 自由运动。 如：卵石层、砂层和石灰岩层 隔水层指不能给出并透过水的岩层、土层（如花岗 岩），也包括那些给出与透过水的数量微不足道的岩层、土 层，如粘土层。
① 管井（应用最多，埋深大时适宜）
第二章 水资源的保护与利用
城 市 水 工 程 概 论
1）组成：井室、井壁管、过滤器、 填砾、沉淀管 2）作用 井室：安装各种设备，保持井口 不受污染，进行维护管理的场所 井壁管：加固井壁，隔离水质不 良或水头较低的含水层，足够强 度，钢管/铸铁管/钢筋混凝土管 过滤器：集水、保持填砾与含水 层的稳定 填砾反滤层：有一定级配的砾石 层，用于过滤 沉淀管：接在过滤器下面，沉淀 进入井内的细小砂砾和地下水中 1、井室 2、井壁管 3、过滤器 4、沉淀管 5、粘土封闭（井管与井壁） 6、规 析出的沉淀物 格添砾 7、深井泵
第二章 水资源的保护与利用
2.3.3 地下水取水
水利工程概论第二章(3-6)精品
小浪底水利枢纽是治理开发黄河的关键性工程， 属国家“八五”重点项目, 工程于己于1991年9月 1日正式开工，1997年10月28日截流成功。2000 年初第一台机组发电, 2001年底工程竣工。
工程位置: 小浪底工程位于河南洛阳市与济源 市交界处的黄河中游最后一个峡谷的出口，上距 三门峡水库130km，下距花园口128km，回水至 三门峡坝下，下游是黄淮海平原。坝址控制流域 面积约69.42万km2，占黄河流域总面积的92.2％， 坝址控制径流量和输沙量分别占全河总量的91.2 ％和近100％，处在承上启下控制黄河水沙的关 键部位，是治理黄河总体规划中的骨干工程。
堆石坝主要由堆石主体和防渗设备两部分组成，两 者之间为反滤层。大体可分为：
（1）斜墙堆石坝 用粘性上修建的斜墙称为塑性斜 墙，用钢筋混凝土、混凝土等材料做成的称为刚 堆石坝 亦可分为塑性心墙和刚性心墙。 有时用干砌条石（方整的石料）来代替堆石体， 干砌石对石料形状及施工的要求都比堆石严格， 其边坡较陡。
（3）面板堆石坝 钢筋混凝土或沥青混凝土面板。
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堆石坝类型 a）刚性或沥青混凝土斜培，b）塑性斜
墙,c）刚性心墙,（d）塑性心墙，e）刚 性斜馆及干砌石，f）混凝土防水墙，g） 刚性斜墙及全部干砌石
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黄河小浪底大坝
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北京
滨州 河口
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小浪底工程的开发目标是“以防洪(包括防凌)、 减淤为主，兼顾供水、灌溉和发电，蓄清排浑， 综合利用，除害兴利”。 工程建成后，可长期保持有效库容51亿m3，与 三门峡等水库联合运用后，可使黄河下游的防洪 标准由目前的六十年一遇洪水，提高到千年一遇 洪水，基本解除下游凌汛的威胁；水库建成后， 可拦蓄泥沙，其减淤作用相当于在20年内下游河 床不淤积抬升；水库的防洪库容，汛期防洪，非 汛期调节径流，平均每年可增加调节水量，保证 沿黄城市的生活和工业用水，提高下游引黄灌区 的灌溉用水保证率，增加灌溉面积，使灌区获得 较高的灌溉效益；小浪底水电站装机1800MW， 可有效地改善河南电网的电源结构，是系统中理 想的调峰电站，并可担负调频、调相及紧急事故 备用任务。
11水工概论-第二章
径流式水电站没有水库，或水库库容相对很小，落差 较小，主要利用天然径流发电。径流式水电站适用于河 道较平缓，河道流量较大的情况，如长江葛州坝水电站、 汉江王甫洲水电站。
水能经济上和技术上的可行性，选定水电站 的装机容量、水库的库容和各个特征水位，以及其他综 合利用项目的主要技术参数。
水库的兴利调节计算和防洪调节计算依据的是典型年 来水过程和典型洪水过程线。典型设计来水过程线能够 较好地反映该河流的特征。
年调节水库在汛期结束时， 应该蓄水到正常蓄水位。进 人枯水期后，天然来水量减 少，不足以满足用水部门的 要求，水库供水量大于来水 量，水库水位逐渐下降。至 枯水期结束时，水库降至死 水位。洪水期开始后，来水 量增大，水库在满足用水外， 蓄集多余的水，水库水位上 涨。当水库水位蓄到正常蓄 水位后，维持此水位不变。 多余的来水通过泄水建筑物 弃往下游。
第二节 水 利 水 电 规 划
一、水电站在电网中的作用 在电力系统中，用户在某一
时刻所需电力功率称为负荷。 负荷在一天中是不断变化的。 日负荷可以分为三部分:最小负 荷以下部分称为基荷,日平均负 荷线以上部分称为峰荷,基荷和 峰荷之间部分称为腰荷。
水电站在电网中的工作特性: 1、发电能力和发电量随天然径流情况变化。 2、发电机组开停灵活、迅速。 3、建设周期长，运行费用低廉。
第一节 水文学及水力学
水文学是研究自然界中各种水体变化规律的学科。 在水利水电工程中，重点研究对象是工程水文学。 水力学是研究水在静止或流动时的力学规律的学科。 如挡水建筑物承受的水荷载、输水和泄水建筑物的过 流能力、水流通过河渠和建筑物时的流动形态和受力 特征等。 一、自然界中的水循环及水量平衡 自然界的水主要存在于三个方面: 1、地表水。2、地下水。3、大气中的水。
水利水电工程导论第二章
第二章 水利水电工程专业教育 基本知识
第二章 水利水电工程专业教育基本知识
作为水利学科创办最早、培养学生最多的高等 教育专业，历经100多年的发展，水利水电工程专 业培养的人才表现出知识面宽、工作适应性强、综 合素质高等特点，这主要因为该专业具有较完备的 教育内容和知识体系，其中合理的课程体系设置更 是最主要的因素。本章将简要介绍该专业人才培养 基本要求和通识教育、学科基础及专业知识课程主 要内容，使人们对水利水电工程专业主要学习内容 有所了解。
2.1 水利水电工程专业本科教育简介
五、水利专业发展环境
力争通过 5 年到10 年努力，从根本上扭转水利建设 明显滞后的局面。到2020年，基本建成防洪抗旱减 灾体系，重点城市和防洪保护区防洪能力明显提高 ，抗旱能力显著增强，“十二五”期间基本完成重 点中小河流（包括大江大河支流、独流入海河流和 内陆河流）重要河段治理、全面完成小型水库除险 加固和山洪灾害易发区预警预报系统建设；基本建 成水资源合理配置和高效利用体系，全国年用水总 量力争控制在6700亿m3以内，城乡供水保证率显著 提高，城乡居民饮水安全得到全面保障，万元国内 生产总值和万元工业增加值用水量明显降低，农田 灌溉水
2.1 水利水电工程专业本科教育简介
二、专业教育的主干学科和相关学科
识、创新精神等；身心素质包括身体素质，心理素 质等。 （ 2 ）能力结构 包括获取知识能力、应用知 识的能力、创新能力等。获取知识能力包括自学能 力、表达能力、社交能力、计算机及信息技术应用 能力；应用知识能力包括综合应用知识解决问题的 能力、综合实验能力、工程实践能力、工程综合能 力；创新能力包括创造性思维能力、创新试验能力 、科技研究及开发能力。 （ 3 ）知识结构 包括工具性知识、人文社会 科学知识、自然科学知识、工程技术知识、经济管
水工概论复习题
水工概论复习题第一章：1. 举例说明水利工程在国民经济中起到哪些重要的作用？2. 水资源特点、特点带来的不利影响、解决办法3. 什么叫水资源？我国的水资源状况如何？4. 什么叫水利事业？5. 举例说明水利工程一旦失事，将会对社会、人民造成什么样的危害？6. 我国水利建设的主要目标是什么？第二章：1. 什么是水循环？2. 什么是水文现象？什么学科称为水文学？1．什么是流城？分水岭？干流？一级、二级支流？2．什么是河道横段面？纵断面？河槽？过水断面？大断面？落差？3．什么是悬移质泥沙？推移质泥沙？含沙量？年输沙量？4．什么是年径流量？中水年？丰水年，枯水年？5．什么是重现期T？6．什么是年调节水库，多年调节水库，日调节水库？7．水库的特征水位有哪些？相应的库容名称是什么？8．与其它的土木工程相比，水利工程有哪些特点？9. 什么叫水利枢纽？怎样分类？10. 按在水利枢纽中所起的作用，水工建筑物可以分为哪些类型？11．水利工程分几等？考虑因素有哪些？12．水工建筑物分几级？13．为什么要将水利工程分等？水工建筑物分级？14．什么是永久建筑物？临时建筑物？主要建筑物？次要建筑物？在设计上如何区别对待？第三章：挡水建筑物——重力坝1．重力坝有哪些特点？．重力坝通常可以按照什么分成哪些类型？2．3．什么是浮托力？什么是渗透压力？什么是扬压力？试绘出实体重力坝的坝基扬压力图。
4．作用在重力坝上的荷载有哪些？各种荷载如何计算？5．重力坝的失稳破坏形式有哪些？在稳定验算中主要控制的是哪一种？为什么？6．非溢流重力坝剖面的拟定原则？7．非溢流坝实用剖面有哪几种形成？8．在已知设计洪水位和校核洪水位的基础上，如何确定非溢流重力坝的坝顶高程？9．当重力坝的稳定性不满足要求时，可以采取哪些措施增加稳定？并阐述各种措施达到增稳作用的原因。
10．溢流重力坝的剖面如何拟定？11．溢流坝的有什么特点？溢流坝下游为什么要进行消能？消能工形式有哪些？挑流及底流消能工的消能机理有什么不同？它们各自的优缺点及适用条件怎样？12．溢流坝下游设置护坦的目的是什么？13．坝身泄水孔的有什么作用？坝身泄水孔工作条件是什么？14．坝身泄水孔有哪些布置型成？各有何特点？15．重力坝的材料是什么？16．混凝土重力坝有哪些分缝？哪些缝在坝体投入运行前必须进行灌浆处理，哪些缝可以不灌浆？17．什么叫永久缝？什么叫临时缝？各起什么作用？18．在重力坝的设计中应设置哪些廊道？它们各起什么作用？如何布置各种廊道系统？19．重力坝的地基应当进行哪些方面的处理？各项处理的目的是什么？20．重力坝为何要进行帷幕灌浆？固结溉浆？基础排水？第三章§3-1挡水建筑物——拱坝1. 与实体重力坝相比，拱坝在形式，工作原理、工程量等方面有哪些特点？2 按拱冠梁的厚高比，拱坝可以分为哪几种类型？各适合于什么样的地形条件修建？3. 按拱坝的平面布置分类，拱坝有哪些类型？4. 拱坝设计中应计及哪些荷载？哪些荷载与重力坝不同？为什么？5. 拱坝的泄流方式有哪些？各适用什么条件？6. 在什么情况下拱坝需要设重力墩？7. 拱坝的分缝处理与重力坝有何不同？8. 拱坝的基础处理与重力坝有何不同？第三章§3-1挡水建筑——土石坝1．什么是土石坝？2．土石坝的工作特点？3．土坝为什么能够得到广泛的采用和发展？它的主要优缺点有哪些？4．土坝可以按哪些情况分成哪些类型？5. 根据在运行中所引起的作用，土坝的坝体主要由哪几个部分组成？6．均质坝，心墙坝，斜墙坝各有何优缺点？7．怎样确定土石坝的坝顶高程？8．在相同情况下，土坝的上游坝坡与下游坝坡相比，哪一边要缓一些？为什么？9．为什么土石坝不能在坝身设泄水建筑物？10．发生水流漫顶的一般原因是什么？11．土坝发生渗透的类型有哪几种？什么叫管涌？什么叫流土？它们有什么不同之处？12．在土坝的什么位置需要设置反滤层或过渡层？为什么？如何设置？13．土坝为什么要设置护坡？护坡的类型有哪些？上、下游护坡的范围如何确定？14 在土坝的坝坡上设计马道有什么作用？设计中如何布置马道？15．土坝设置排水的主要目的是什么？在土坝设计中，应考虑在哪几个方面设排水？．土坝的坝体排水有哪些类型？各适用什么条件？各种排水有什么优缺16．点？17．土坝与地基，土坝与两岸，土坝与其它建筑物的连接应怎样设计？为什么？18．砂卵石地基防渗处理有哪些型式？19．混凝土重力坝，拱坝、土坝的最小坝顶宽各为多少？第三章§3-2泄水建筑物——正槽溢洪道1．泄水建筑物有哪些型式？2．什么叫正槽溢洪道？侧槽溢洪道？3．正槽溢洪道有何优点？4．说明溢洪道由哪些组成部分？各部分起的作用是什么？5．如何选择溢洪道的线路？6．正槽溢洪道的有哪些布置原则？7．正槽溢洪道控制段溢流堰有哪些类型？8．正槽溢洪道泄槽有什么特点？有什么布置要求？9．正槽溢洪道泄槽设置收缩段和扩散段的目的是什么？10．泄槽由陡变缓怎样连接？泄槽由缓变陡怎样连接？11．泄槽衬砌的目的是什么？第三章§3-3放水建筑物——水工隧洞1．水工隧洞的作用？2．按用途和洞内水流情况分，水工隧洞可以分为哪些类型？3．水工隧洞有哪几部分组成？4．水工隧洞有什么工作特点？5. 选择水工隧洞线路时，应考虑什么样的条件？达到什么样的要求？6．隧洞转弯时有何要求？7．隧洞进出口及洞身对围岩厚度有何要求？8．什么叫工作闸门？什么叫检修闸门？什么叫事故闸门？它们在运行方式上有什么不同？各种闸门设置位置？9．水工隧洞中的工作闸门一般可以布置在隧洞的什么位置？各适用什么样的条件？10．隧洞进口建筑物有哪些型式？各优缺点？适用条件？11．隧洞进口设喇叭口的作用？12．隧洞什么情况要设置渐变段？13．水工隧洞中的通气孔在运行中和检修时各起什么作用？14. 什么叫压力隧洞？什么叫无压隧洞？15．隧洞洞身有哪些断面型式？16．隧洞衬砌作用是什么？17．隧洞衬砌按目的分为哪几种？18．隧洞为何要进行回填溉浆？19．隧洞是否必须行固结溉浆？20．什么是喷锚支护？有哪些类型？第四章：闸坝工程1．水闸在水利枢纽中起的作用是什么？如何分类？2．与其他挡水建筑物相比，水闸有哪些特点？3．水闸的孔口形式有哪些？常用哪些堰型？各有什么特点？4．如何设计水闸的净宽和水闸的总宽？5．过闸水流特点？6．水闸消能防冲的特点是什么？通常采用哪些措施进行消能？7．在水闸的运行中，海漫起到的作用是什么？8．在闸底板的设计中，整体式底板和分离式底板各有什么优缺点？各适用什么条件？第五章水力发电工程1．水流所作功的大小由什么主要因素决定？2．水能开发型式有哪些？3．坝式水电站有何特点？引水式水电站有何特点？河床式水电站有何特点？混合式水电站有何特点？4 有压进水口和无压进水口有何特征？．什么是压力钢管？5．6．压力钢管的供水方式有哪些？7．镇墩布置在何处？8．压力前池作用是什么？布置在何处？9．调压室作用是什么？布置型式有哪些？10．调压室按结构型式分为哪些类型？11．什么是水轮机？12．水轮机的类型？各有何特点？13．水轮机导水机构有什么作用？14．水轮机引水机构有什么作用？15．水轮机尾水管有什么作用？16．发电机有哪些类型？17．厂房枢纽有哪些部分？第六章农业水利工程1．弯道水流有何特点？2．什么叫无坝取水枢纽？有何优缺点？无坝取水枢纽适用什么情况？由哪些建筑物组成？3．如何选择无坝取水枢纽的位置？应考虑哪些因素？有哪些布置型式？4．什么叫有坝取水枢纽？适用条件如何？在什么情况下应当修建有坝取水枢纽，与无坝取水枢纽相比，有哪些特点？5．如何选择有坝取水枢纽的渠首位置？6．渠道系统分为哪几级？7．渠道内流速有何要求？8．渠系建筑物的类型有哪些？9．渠系上的建筑物，哪些属于交叉建筑物，哪些属于落差建筑物？10．交叉建筑物有哪些类型？11．落差建筑物有哪些类型？12．修建渡槽的目的是什么，它由哪些部分组成？．什么叫倒虹吸，与渡槽相比有何特点？13．14．倒虹吸管的布置型式有哪些？15．渠道在什么情况下需要设置跌水和陡坡？16．单级跌水和多级跌水的适用条件是什么？第七章：治河防洪工程1．河道治理措施分为哪两大类？2．河流分为哪几段？3．河流上游段、中游段下游段各有何特点？4．平源河流分为哪几段？各有什么特征？5．河道整治有何原则？6．什么是整治线？7．河道整治建筑物有何基本要求？8．护岸建筑物有哪些型式？9．丁坝的作用？10．导流坝的作用？11．销坝的作用？第八章：内河航运工程1．航运对河道的要求有哪些？2．什么是河流渠化？3．什么是运河？4．码头有何布置型式？5．码头有何类型？6．实践中常用的通航建筑物有哪些，各有何优缺点？适用条件？7．试说明船闸的组成及其各部分的作用。
水利工程概论复习题及答案
第一章1. 水资源的概念及特质：A、地球上（地表，地下，和空气中）用于满足人类生活和生产需要的水源统称为水资源。
B、a资源的循环性b储量的有限性c分布的不均匀性d 利用的多样性e利、害的双重性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：㈠特点：⑴水资源总量丰富⑵水资源均量相对不足⑶时空分布不均⑷水土流失及水质污染情况不容忽视㈡解决途径：⑴水资源短缺和用水许可⑵地下水资源的利用和保护⑶生态流量⑷水污染的控制和治理3. 水利事业的涵义及效益、防洪措施、水力发电原理：A、涵义：为了充分利用水资源，研究自然界的水资源，对河流进行控制和改造，采取工程措施合理使用和调配水资源，以达到兴利除害的各部门从事的事业统称为水利事业B、效益：主要有防洪、农田水利、水力发电、工业及生活供水、排水、航运、水产、旅游等C、防洪措施：⑴增加植被、加强水土保持⑵提高河槽行洪能力⑶提高蓄洪、滞洪能力D、水利发电原理：树立发电就是利用蓄藏在江河、湖泊、海洋的水能发电，现代技术，主要是利用大坝栏蓄水流，形成水库，抬高水位，依靠落差产生的位能发电第二章1.河川径流形成过程及阶段：河川径流是自降水开始，到河水从海口断面留出的整个过程。
一般要经历降水、蓄渗（入渗）、产流和汇流几个阶段2.与其他电站相比，水电站的工作特性：（1）发电能力和发电量随天然径流情况变化（2）发电机组开停灵活、迅速（3）建设周期长，运行费用低廉. 3坝式、引水式和混合式水电站类型的运行特点、投资特点、适用条件A、坝式水电站是在河道上修筑大坝，截断水流，抬高水位，在靠大坝的下游建造水电站厂房，甚至用厂房直接挡水B、引水式水电站一般仅修筑很低的坝，通过取水口将水引取到较远的、能够集中落差的地方修建水电站厂房。
引水式水电站对上游造成的影响小，造价相对较低，为许多中小型水电站采用C、混合式水电站修建有较高的拦河大坝，用水库调节水量，水电站厂房修建在坝址下游有一定距离的某处合适地方，用输水隧洞或输水管道将发电用水从水库引到水电站厂房发电，混合式多用于土石坝枢纽，以及建于山区性狭窄河谷的枢纽4.兴利调节原理及类型的判断：A、原理：径流调节的原理为水量平衡，即W 来-W用=△V式中，W来为时段T内从河道进入水库的天然来水量；W用为时段T内水库的供水量，△V为库容增量，即蓄积在水库中的水量，△V>0表示水库库容增加，水库蓄水，△V<0表示水库库容减少，水库供水。
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四、河川径流 径流是指河川中流动的水流量。 河川径流形成的过程是指自降水开始，到河水出海口断
面流出的整个过程。
一般要经历降水、蓄渗 (入渗)、产流和汇流几个阶段。
径流特点：循环性、不重复性和地区性等。
表示径流的特征值主要有: 1、径流量Q：单位时间内通过河流某一过水断面的水 体体积。 2、径流总量W：一定的时段T内通过河流某过水断面的 总水量，W=QT。 3、径流模数M：平均径流量在流域面积上的平均值， M=Q/F。 4、径流深度R：流域单位面积上的径流总量，R = W/F。 5、径流系数a，某时段内的径流深度与降水量之比a = R/P。
描述流域形状特征的主要几何形态指标有: 1、流域面积F：流域的封闭分水线内，区域在平面上的 投影面积。 2、流域长度L：流域的轴线长度。流域长度通常可用干 流长度代替。 3、流域平均宽度B：流域面积与流域长度的比值， B=F/L 4、流域形状系数KF：流域宽度与流域长度的比值， KF= B/L 影响河流水文特性的主要因素有:流域内的气象条 件 ，地形和地质条件 ，流域的形状特征 ，地理位置 ， 植被条件和湖泊分布，以及人类活动等。
自然界水循环示意图
水循环在地球上不间断地进行着，使存储于不同水域和空间的水量
在不断地变化中。但是，地球作为一个封闭系统，自然界中的水体 总量是一定的。水量平衡表现为，海洋与陆地的多年平均降水量之 和等于多年平均蒸发量之和。用下式表示:
式中: Zos 、Zoc分别为海洋、陆地的多年平均蒸发量;Xos, Xoc分 别为海洋、陆地的多年平均降水量;Yo为河川汇人海洋的多年平均 径流量，也就是水文大循环中，海洋与陆地之间的水交换量。
学来研究其变化规律，为工程设计提供依据。水文学
研究的重要方法之一是数理统计法。
采用数理统计法分析以收集的实测水文资料为样本。
方法之二是相关分析。在水文现象中，许多随机变量
之间存在一定的联系。将两组相互独立的水文资料进
行共同分析，找出其中的内在关联规律的分析方法，
称为相关分析法。
第二节 水 利 水 电 规 划
降雨形成径流过程示意图
地下径流形成示意图
五、河流的洪水 河流的洪水过程是从河道流量较小、较平缓的某一 时刻开始，河流的径流量迅速增长，并到达一峰值， 随后逐渐降落到趋于平缓的过程。 工程设计中，通过分析诸多洪水过程线，选择其中
具有典型表该流域 (或河道断面)的洪水特征，
一、水电站在电网中的作用 在电力系统中，用户在某一 时刻所需电力功率称为负荷。 负荷在一天中是不断变化的。
日负荷可以分为三部分:最小负
荷以下部分称为基荷,日平均负
荷线以上部分称为峰荷,基荷和
峰荷之间部分称为腰荷。
水电站在电网中的工作特性:
1、发电能力和发电量随天然径流情况变化。
因此作为设计依据。
六、河流的泥沙 在多沙河流上建造水利水电枢纽工程时，需要考 虑泥沙淤积对水库和水电站的影响。需要在适当的位 置设置专门的冲砂建筑物，用以减缓库区淤积速度， 阻止泥沙进人发电输水管(渠)道，延长水库和水电站 的使用寿命。
七、水文学研究方法
在工程上，河流水文分析主要应用概率与数理统计
二、河流和流域 地表上较大的天然水流称为河流。 河流分为河源、上游、中游、下游和河口几段。 长江，河源发源于青海的唐古拉山。湖北宜昌以上为 上游, 宜昌至安徽安庆的河段为中游，安庆以下河段 为下游，河口位于上海市。 在水利水电枢纽工程中，习惯上以面向河流下游为
准，左手侧河岸称为左岸，右手侧称为右岸。
5、落差△Z：河流两个过水断面之间的水位差。 6、纵比降i：水面落差与此段河流长度之比，i=△Z/ △ L。河道水面纵比降与河道纵断面基本上是一致的， 但是在某些河段并不完全一致，与河道断面面积变化、 洪水流量有关。 7、水深h：河道横断面上水位 Z与最深点的高差。 8、流速：单位m/s。河道过水断面上各点流速不一致， 一般情况下，水面流速大于河底流速。常用断面平均 流速作为其特征指标。 9、流量Q：单位时间内通过某一河道 (渠道、管道)的 水体体积，单位M3/s. 10、水头：某一点相对于另一水平参照面所具有的水 能。
流能力、水流通过河渠和建筑物时的流动形态和受力 特征等。 一、自然界中的水循环及水量平衡 自然界的水主要存在于三个方面: 1、地表水。2、地下水。3、大气中的水。
把自然界中水的这种相互转化的过程称为水(文)循环。
地球上不同空间位置水的存储量并不是静止不变的。根据 水在自然界的循环路径，水循环可分为大循环和小循环。 大循环是指水在大气圈、水圈和岩石圈之间的循环过程。 小循环是指陆地、湖泊或海洋本身的水，在其自身所在的 小区域内单独进行循环的过程。
直接流入海洋或内陆湖的河流称为干流，流入干流 的河流为一级支流，流入一级支流的河流为二级支流，
依下类推。
河流的干流、支流、溪涧和流域内的湖泊彼此连接所
形成的庞大脉络系统称为河系或水系。
流域是一个水系的干流及其支流的全部集水区域。
分水线是两个流域之间的分界线，是分隔两个流域的
界限。
流域或水系形状示意图
第二章
水利水电基本知识
本章内容：
第一节 水文学及水力学
第二节 水 利 水 电 规 划
第三节 工 程 地 质
第一节 水文学及水力学
水文学是研究自然界中各种水体变化规律的学科。
在水利水电工程中，重点研究对象是工程水文学。
水力学是研究水在静止或流动时的力学规律的学科。
如挡水建筑物承受的水荷载、输水和泄水建筑物的过
三、河 (渠)道的水文学和水力学指标 1、河 (渠)道横断面：垂直于河流方向的河道断面地 形。天然河道的横断面形状常见的有V形、U形、复式 等，人工渠道的横断面形状则比较规则，一般为矩形、 梯形。河道水面以下部分的横断面为过水断面。过水 断面的面积A随河水水面涨落变化，与河道流量相关。 2、河道纵断面：沿河道纵向最大水深线切取的断面。 3、水位Z：河道水面在某一时刻的高程，即相对于海 平面的高度差。我国目前采用黄海海平面作为基准海 平面。 4、河流长度L：河流自河源至河口的距离。