水利基本知识

❖ ④设计洪水位和设计调洪库容
❖ 设计洪水位：水库在设计洪水发生时，水库 从防洪限制水位开始通过调洪后所达到的最 高水位。
❖ 设计调洪库容：水库设计洪水位与防洪限制 水位之间的库容。
4）取水建筑物：一般布置在输水系统的首部，用 以控制水位、引水流量或人为提高水头。如进 水闸、扬水泵站等。
5）河道整治建筑物：用以改善河道的水流条件， 防治河道变形及险工的整治。如顺坝、导流堤、 丁坝、潜坝、护岸等。
6）专门建筑物：为水力发电、过坝、量水而专门 修建的建筑物。如调压室、电站厂房、船闸、 升船机、筏道、鱼道、量水堰等。
❖ 校核调洪库容：水库校核洪水位与防洪限制 水位之间的库容。
❖ ①死水位和死库容 死水位：是指水库正常运行情况下，允许水 库消落的最低水库。 死库容：指死水位以下的库容。
❖ ②防洪限制水位、防洪高水位、防洪库容。
❖ 防洪限制水位：水库在汛期允许兴利蓄水的 上限水位，水库汛期防洪运用时的起调水位。
2）按用途分类
A.一般性水工建筑物 具有通用性，如挡水 坝、溢流坝、水闸等。
B.专门性水工建筑物， 仅用于某一个水利工 程，只实现其特定的 用途。专门性水工建 筑物又分为水电站建 筑物、水运建筑物、 农田水利建筑物、给 水排水建筑物、过鱼 建筑物等。
3）按使用时期分类
A.永久性建筑物:工程运行期间长期使用的水工建 筑物,主要建筑物和次要建筑物。
土石坝
校 核
混凝土 坝、浆 砌石坝
可能最大洪 水（PMF）
10000 ～ 5000
5000 ～ 2000
2000 ～ 1000
1000 ～ 300
300 ～ 200
5000～2000
2000 ～ 1000 ～ 500 ～ 200 ～
1000
500
200
100
永久性水工建筑物的洪水标准
水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准，应按山区、丘陵 区和平原、滨海区分别确定。
➢特征库容：死库容、兴利库容、防洪库容，设 计调洪库容及校核调洪库容。
校核水位 设计水位
防洪高水位 正常水位
汛限水位 水 库
死水位 大 坝
调
节
总
防库
库
重
洪容
容
复
库
库
容
兴 利
容
库
容
死库容
❖ ⑤校核洪水位和校核调洪库容：
❖ 校核洪水位：水库在校核洪水发生的情况下， 水库从防洪限制水位开始通过调洪后所达到 的最高水位。
三中
1~0.1
型
四 小（1） 0.1~0.01
型
中 等城 市、 100~30 工矿区 一 般城 镇、 <30 工矿区
50~5 30~5 5~0.5 5~1
五 小（2） 0.01~0.001 型
<0.5 <0.05
当按各综合利用项目的分等指标确定的等别不同时，其工程等别应 按其中的最高等别确定。
拦河闸工程规模
＜1.5 ＜15 ＜0.1
❖ 不同级别的水工建筑物在安全系数、洪水标准、安 全超高等技术方面的要求则有所不同
❖ 不同级别的水工建筑物在以下几个方面应有不同的 要求：
❖ （1）抗御洪水能力：如建筑物的设计洪水标准、 坝（闸）顶安全超高等。
❖ （2）稳定性及控制强度：如建筑物的抗滑稳定强 度安全系数，混凝土材料的变形及裂缝的控制要求 等。
规模
过闸流量（M3/S）
大（1）型 大（2）型
中型
大于等于5000 5000-1000 1000-100
小（1）型 小（2）型
100-20 小于20
永久性水工建筑物级别
根据建筑物所在工程的等别，以及建筑物的重要性确定为五级，分 别为1、2、3、4、5级
工程等别 主要建筑物 次要建筑物 工程等别 主要建筑物 次要建筑物
❖ （3）建筑材料的选用：如不同级别的水工建筑物 中选用材料的品种、质量、标号及耐久性等。
洪水标准
洪水标准:水利水电工程设计中不同等级建筑物所采用的按某种频 率或重现期表示的洪水称为洪水标准，包括洪峰流量和洪水总量。
永久性水工建筑物所 采用的洪水标准，分 为设计洪水标准和校 核洪水标准两种情况。 按山区、丘陵地区， 平原地区、潮汐河口 段。
筑
按使用时期分
物
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
一般性建筑物
专门性建筑物 永久性建筑物 临时性建筑物
重要性
主要建筑物 次要建筑物
（二）水工建筑物
按作用可以分为：建筑物的属性可以多从叠加。 1）挡水、壅水建筑物：用以拦截江河水流，抬高上 游水位以形成水库。如各种坝、闸等。 2）泄水建筑物：用以宣泄洪水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 物的安全。如河岸溢洪道、泄洪洞、重力坝溢流坝 段、坝身泄水孔等。 3）输水建筑物：用以满足发电、供水和灌溉的需求， 从上游向下游输送水量。如输水渠道、引水管道、 水工隧洞、渡槽、倒虹吸管等。
临时性水工建筑物的 洪水标准，应根据建 筑物的结构类型和级 别，结合风险度综合 分析，合理选择，对 失事后果严重的，应 考虑超标准洪水的应 急措施。
山区、丘陵区永久性水工建筑物的洪水标准[重现期（年）]
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项目
水工建筑物级别
1
2
3
4
5
设计
1000～500
500 ～ 100
100～50
50～30
30 ～ 20
水利枢纽及水工建筑物分等分级
❖ 根据工程项目的规模、效益及其在国民经济 中的重要性将其分等；然后，再根据枢纽中 各水工建筑物的作用大小及重要性，对建筑 物进行分级。
❖ 不同级别的水工建筑物在安全系数、洪水标 准、安全超高等技术方面的要求则有所不同
水利水电枢纽工程的分等指标
工工 程程 等规 级模
分等指标
3、水利枢纽分类：
❖ 蓄水枢纽---由挡水、泄水、放水三部分组成
❖ 取水枢纽---有坝、无坝及水闸
❖ 平原水利枢纽 山区水利枢纽
❖ 高、中、低水头的水利枢纽。
4、水利枢纽的规划原则：合理的开发利用水资 源，做到以最少的投资，最大限度地满足国 民经济各部门的需要。
水工建筑物的类型
水 按作用分
工
建
按用途分
（三）水利工程的特点
水利工程的特点：工作条件复杂、受自然条件制约，施工难 度大、效益大，对环境影响也大、失事后果严重。 1、工作条件复杂 地基：岩基可能有裂隙，节理；土基可能压缩性大，流动性强 的细沙层。 渗透压力大；水压力大； 泄流量大，泄流集中，须有消能防护措施；高水头泄流存在脉 动、震动。 多沙河流有排沙减淤要求：小浪底9条排沙孔 2、受自然条件制约、给施工带来困难。 3、工程效益大，对周围环境的影响也大。库区水位高，对矿 井、房屋、耕地不利 4、失事后果严重；河南板桥水库、石漫滩水库“75、8”事件。
Ⅰ
1
3
Ⅳ
4
5
Ⅱ
2
3
Ⅴ
5
5
Ⅲ
3
4
临时性水工建筑物级别
级 保护 别 对象
失事后果
3 特殊1级 淹没重要城镇、
永久
工矿、交通线
4 1、2级永 淹没一般城镇、
久
工矿、交通线
5 3、4级永 淹没基坑、对发
久
电影响不大
使用年 建筑物规模 限 高度m 库容亿
＞3 ＞50 ＞1.0
3~1.5 50~15 1.0~0.1
❖ 防洪高水位：水库遇到下游防护对象的设计 标准洪水时，在坝前达到的最高水位（水库 承担下游防洪任务时确定）。
❖ 防洪库容：指防洪限制水位至防洪高水位之 间的库容。
❖ ③正常蓄水位和兴利库容。
❖ 正常蓄水位：水库在正常运用的情况下，满 足设计兴利要求时，允许蓄到的最高水位。
❖ 兴利库容：水库正常蓄水位与死水库之间的 库容。
水库总库
防
洪
灌溉面 水 电 站
容（亿 m3）保 护城 镇及 保 护 农 田 积 （ 万 装 机 容
工矿区
面 积 （ 万 亩） 量 （ 万
亩）
kW）
一 大（1） >10 型
二 大（2） 10~1 型
特 别重 要城 >500 市、工矿区 重 要城 市、 500~100 工矿区
>150 >120 150~50 120~30
主要水工建筑物:失事后将造成下游灾害或严重影 响工程效益的建筑物，如大坝、水闸、泄洪建筑 物、输水建筑物及电站厂房；
次要水工建筑物:失事后将不致造成下游灾害或对 工程效益影响不大易于修复的建筑物，如挡土墙、 导流墙、工作桥及护岸等。
B.临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物， 如围堰、导流明渠等。
注：山区、丘陵地区永久性水工建筑物的挡 水高度低于15m，上下游最大水头差小于 10m时，其洪水标准宜按平原、滨海区标 准确定。当平原、滨海地区的永久性水工建 筑物的挡水高度高于15m，且上下游最大 水头差大于10m时，其洪水标准宜按山区、 丘陵地区标准确定。
水库与堤防的特征水位
➢特征水位主要有：死水位、正常蓄水位，防洪 限制水位、防洪高水位、设计洪水位及校核洪水 位。
水工建筑物基础知识
一、水利水电工程等级划分
（一）水利枢纽
1、水工建筑物——为兴水利除水害目的而修 建的建筑物。是为了满足防洪要求,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。 2、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。