《水工建筑物》课程设计上课讲义
《水工建筑物介绍》PPT课件
来承受外力，这些力不能准确得知；
以满足我们对公众安全职责的要求。
——改编自一位不知名作者 ]
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1.4.2 解决水工问题的方法
常用的解决水工问题的方法： （1）理论分析 （2）数值分析（有限元数值方法等） （3）实验研究 （4）原型观测与监测 （5）工程经验
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பைடு நூலகம்20
1.3.3 我国水利水电建设应走可持续发展之路 （我国水利水电建设的原则）
自行阅读、仅供参考和思考。
1.全面规划，统筹兼顾，标本兼治，综合治理 2.节流优先，治污为本，开源节流并重，开发保护并举，建设
节水型社会 3.建设水资源“南水北调”和“西电东送”工程 4.加强生态环境建设，合理安排生态环境用水 5.加强水资源统一管理，形成水资源合理配置的格局
9.处理软弱夹层和加固大坝、边坡，广泛采用了预应力锚索加 固技术。
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10.大坝抗震分析与设计。采用计算机和有限元法，已经从拟 静力法分析进入动力分析阶段，并能考虑结构、地基、库水 之间的相互作用。模型试验和原型观测也有相应的发展。
11.计算机在水利水电工程建设中得到广泛应用。
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（6）专门建筑物。水电站压力前池、调压室、电站厂房；灌
渠沉沙池、冲沙闸；过坝用船闸、
升船机、鱼整理道ppt、过木道等。
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本课程将学习重力坝、拱坝、土石坝、水闸、岸边溢洪 道、水工隧洞、过坝建筑物、渠首及渠系建筑物、河道整治 建筑物等10种左右的建筑物。（这些是主要和常见的水工建 筑物。）
本课程学习这些建筑物的特点和设计方法。
5.建设了若干大规模调水工程。跨流域的南水北调工程已开工。
6.制定和完善了水利水电建设的法律、法规、规程、规范和建 设计划。
水工建筑物教学课件
水工建筑物施工方法包括传统施工方法和新型施工方法。传统施工方法包括预制施工、浇筑施工等，新型施工方 法包括3D打印技术、预制装配式施工等。同时，施工过程中还需采用相应的施工技术，如土石方开挖、混凝土浇 筑等，以确保工程质量和安全。
水工建筑物的建筑材料与结构
总结词
建筑材料与结构
详细描述
水工建筑物常用的建筑材料包括混凝土、石材、木材等，每种材料都有其特点和使用范 围。水工建筑物结构形式多样，包括重力坝、拱坝、土石坝等，每种结构形式都有其适 用的工程条件和优缺点。在选择建筑材料和结构形式时，应综合考虑工程需求、材料性
历史
水工建筑物的发展历程可以追溯到古代水利工程，如中国的 都江堰、古罗马的引水渠等。随着科技的不断进步，现代水 工建筑物在设计和建造上更加注重环保、节能和可持续发展 。
发展
现代水工建筑物的发展趋势是多元化、综合化和智能化。通 过新材料、新工艺和新技术的应用，水工建筑物在提高水资 源利用效率、保障生态环境安全和促进社会经济发展等方面 发挥着越来越重要的作用。
三峡水利枢纽
作为世界上最大的水利枢纽，三峡水利枢纽在防洪、发电、航运等方面发挥了巨大作用。 该工程采用了大坝、水电站、通航建筑物等主要水工建筑物，通过优化设计和施工，实现 了工程的可持续发展。
向家坝水电站
向家坝水电站是中国第二大水电站，位于四川省宜宾市境内。该工程采用了碾压混凝土坝 、地下厂房等主要水工建筑物，通过科学管理和技术创新，提高了工程的经济效益和社会 效益。
水工建筑物教学课件
• 水工建筑物概述 • 水工建筑物的设计与施工 • 水工建筑物的维护与管理 • 水工建筑物的案例分析 • 水工建筑物的前沿技术与发展趋势
01
水工建筑物概述
水工建筑物课程设计
水利水电工程专业《水工建筑物》课程设计1、课程设计目的：水工建筑物课程设计是在学习重力坝理论基础上进行的一次综合性的大坝断面设计，通过设计和实践，培养学生综合运用知识、设计计算与工程制图的能力，使学生牢固掌握课程中学到的重力坝的设计原理、应力与稳定的分析方法。
2、基本要求能根据课题要求，通过查阅资料，独立完成课题的方案设计、合理地选择挡水坝段断面并进行设计情况与校核情况的应力与稳定分析，撰写设计说明书，并应用CAD画出完整的挡水坝段的剖面图，通过离线作业系统提交。
3、课程设计任务及要求（1）基本资料一、气候特征1、根据当地气象局50年统计资料，多年平均最大风速14 m/s，重现期为50年的年最大风速23m/s，吹程：设计洪水位2.6 km，校核洪水位3.0 km 。
2、最大冻土深度为1.25m。
3、河流结冰期平均为150天左右，最大冰厚1.05m。
二、工程地质与水文地质1、坝址地形地质条件（1）左岸：覆盖层2～3m，全风化带厚3～5m，强风化加弱风化带厚3m，微风化厚4m。
（2）河床：岩面较平整。
冲积沙砾层厚约0～1.5m，弱风化层厚1m左右，微风化层厚3～6m。
坝址处河床岩面高程约在38m左右，整个河床皆为微、弱风化的花岗岩组成，致密坚硬，强度高，抗冲能力强。
（3）右岸：覆盖层3～5m，全风化带厚5~7m，强风化带厚1～3m，弱风化带厚1～3m，微风化厚1～4m。
2、天然建筑材料：粘土料、砂石料和石料在坝址上下游2~3km均可开采，储量足，质量好。
粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。
砂石料满足砼重力坝要求。
3、水库水位、水库规模①死水位：初步确定死库容0.30亿m3，死水位51m。
②正常蓄水位：80.0m。
注：本次课程设计的荷载作用只需考虑坝体自重、静水压力、浪压力以及扬压力。
表一本设计仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况：基本组合(2)为设计洪水位情况，其荷载组合为：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。
水工建筑物第二版课程设计
水工建筑物第二版课程设计1. 课程背景本课程是针对水工建筑物的设计和施工方面展开的, 主要内容涉及水电站、水闸、水库、渡槽、水利管渠等水工建筑物的设计及相关的安全、施工等要素。
本课程要求学生具备一定的土木工程知识和专业技能，能够独立完成水工建筑物的设计和施工，并且具备良好的工程监理能力和团队合作精神。
2. 课程目标本课程的目标是让学生了解水工建筑物的设计原理和施工技术，能够熟练掌握水工建筑物的相关知识和技能，具备独立完成水工建筑物设计和施工任务的能力，能够在工程建设中发挥巨大作用，安全高效地完成工程建设任务，为国家的水利工程建设事业做出贡献。
3. 课程安排第一周1.教师介绍课程，介绍课程目标和安排2.提出学生作业要求3.介绍水工建筑物基本概念及类型4.讲解水工建筑物的尺寸、地基设置等相关要素第二周1.介绍水电站设计及各部位结构的功能2.探讨水电站建设的安全问题及防范措施3.介绍水电站施工流程及纠错方法第三周1.讲解水闸构造及分类2.介绍不同水闸类型的设计标准和建设要求3.分析水闸设备的维护和保养事项第四周1.介绍水库设计及安全措施2.解析水库建设过程中的重点难点3.探讨水库相关法律法规第五周1.讲解不同类型的渡槽的设计原理2.探讨渡槽建设中的特别说明事项3.分析不同材质渡槽的优缺点第六周1.介绍不同类型的水利管渠结构特点及功能2.分析水利管渠的施工要素和标准3.探讨水利工程建设中的安全隐患及应急措施第七周1.团队合作演练2.学生进行个人练习第八周1.反馈和建议2.学生提交作业及出勤记录3.课程总结4. 评分标准学生的课堂出勤情况、学习表现，以及课外作业的完成情况将作为评分标准。
具体评分标准如下:•出勤率：30分•学生表现：30分•作业完成度和质量：40分5. 结论本课程旨在让学生能够独立完成水工建筑物的设计和施工任务，同时也充分考虑到了实际应用中的安全和监理问题。
通过本课程的学习，学生将能够掌握水工建筑物的相关知识和技能，具备独立完成水工建筑物设计和施工任务的能力，成为水利工程建设领域的人才储备。
水工建筑物课设
1.水闸根本设计资料1.1.根本资料1.1.1工程概况东风渠起自魏县北寨村南卫XX岸，经广平、肥乡，于曲周县城南入滏阳河，是黑龙港流域老沙河系的较大排水渠之一，担负东风渠以XX区排涝任务，排涝控制流域面积765k m2。
东风渠兼有输水任务，主要引蓄黄河水和卫河水，为XX市水网、魏县“梨乡水城〞及下游黑龙港地区提供灌溉用水和环境用水。
东风渠也是引黄入冀补淀输水渠道的重要组成局部。
1..2工程地质工程区位于XX平原南部，地势根本平坦开阔，总体自东南向西北略倾。
该段渠道水流方向亦由东南流向西北。
两岸地面高程45.75～55.10m，渠底高程为43.78～46.66m，现状渠道河口宽度为46～72m。
岸坡存在冲蚀、坍塌现象，渠底多处坑洼不平。
渠底浅部多分布有淤泥和杂物，厚度约0.5～1.0m。
1.1.3水文规划资料本水闸合理使用年限为50年,设计排沥流量为83.2m3/s，引黄设计流量为58m3/s，上游设计排沥水位为44.82m，下有设计排沥水位为44.72m，上游引黄设计水位为44.08m，下游引黄设计水位44.03m，蓄水位为46.02m，河底高程为40.30m，渠底宽度为17m，边坡顶部高程为48.5m。
1.2设计标准本水闸主要建筑物级别为3级，水闸等级为四级，闸室康华稳定平安系数，根本组合时［k］不小于1.20，特殊组合时［k］不小于1.05。
本水闸本身并无交通要求，考虑到农田耕作及水闸自身施工运行要求设人行便桥。
1.3设计任务1.3.1闸孔设计包括闸孔型式与尺寸，闸底板型式及高程。
1.3.2消能防冲设计包括消力池、海漫、防冲槽型式与尺寸，上下游护坡湖底等。
1.3.3 防渗排水包括地下轮廓线设计，渗流计算，抗渗稳定验算，反滤层设计等。
1.3.4闸室构造设计布置，分缝，止水布置，闸室稳定计算。
1.3.5两岸建筑物设计包括闸室与上下游连接与两岸岸坡的连接，侧向防渗设计与验算。
2.闸孔设计2.1闸孔型式确实定此处东风渠上建一排水闸，无通航要求，因此底板采用宽顶堰式水平底板。
水工建筑物第五版教学设计
水工建筑物第五版教学设计前言水利工程是国民经济的重要组成部分，也是人们生产生活中不可缺少的基础设施。
水工建筑物作为水利工程的重要组成部分，是实现水利目的的关键环节之一。
本文将针对水工建筑物第五版教材的教学设计进行探讨。
教学目标1.掌握水工建筑物的基础知识，包括水工建筑物的分类、构造、性质等；2.理解水工建筑物的设计方法和设计原则；3.学会水工建筑物的施工方法和施工技术；4.能够通过实例分析和综合设计等方式，解决实际问题。
教学内容第一章水工建筑物概述1.1 水工建筑物起源和发展 1.2 水工建筑物的分类及其特点 1.3 水工建筑物的功能和作用 1.4 水工建筑物的构造组成 1.5 水工建筑物的运用和发展第二章水工坝和塞子2.1 水工坝的概述 2.2 水工坝的分类及特点 2.3 水工坝的设计原则 2.4 水工坝的施工方法和施工技术 2.5 坝体的监测和维护第三章水工隧洞3.1 水工隧洞的概述 3.2 水工隧洞的分类及特点 3.3 水工隧洞的设计原则3.4 水工隧洞的施工方法和施工技术 3.5 隧洞的监测和维护第四章水工闸门和水闸4.1 水工闸门和水闸的概述 4.2 水工闸门和水闸的分类及特点 4.3 水工闸门和水闸的设计原则 4.4 水工闸门和水闸的施工方法和施工技术 4.5 闸门和水闸的监测和维护第五章水工渠道5.1 水工渠道的概述 5.2 水工渠道的分类及特点 5.3 水工渠道的设计原则5.4 水工渠道的施工方法和施工技术 5.5 渠道的监测和维护教学方法本课程采用讲授、案例分析和综合设计三种教学方法相结合的方式。
1.讲授：通过讲授掌握水工建筑物的基础知识和设计原则；2.案例分析：通过实际案例分析，加深对水工建筑物的理解和掌握；3.综合设计：通过实践性教学，提高学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。
教学评估1.课堂随堂测试：检查学生对知识点的掌握情况；2.课堂讨论和问题解答：检查学生对知识的理解情况；3.实验和考核：检查学生的操作技能和综合应用能力，如实验报告、论文写作和综合设计等。
《水工建筑物》课件
采用各种监测仪器和设备，对水工建筑物的结构、水位、流速、压力等关键参 数进行实时监测和数据采集，分析数据变化，评估结构安全状态。
维护与保养的要求与措施
要求
定期对水工建筑物进行检查、维护和保养，确保其结构完整、功能正常，防止出现老化、腐蚀和损伤等问题。
措施
对不同类型的水工建筑物采取相应的维护和保养措施，如定期清理、加固、涂装、更换破损部件等，保持其良好 的工作状态。
水资源的综合利用与开发
总结词
水资源的综合利用与开发对于水工建筑物设 计和建设至关重要，可以提高水资源利用效 率，促进可持续发展。
详细描述
水资源综合利用与开发包括雨水的收集和利 用、污水的处理和再利用、水能资源的开发 和利用等。在水工建筑物设计和建设中，应 充分考虑水资源的综合利用与开发，以提高 水资源的利用效率，缓解水资源短缺问题， 促进可持续发展。同时，应采取有效的措施
环境保护的重要性与要求
总结词
环境保护是水工建筑物设计和建设的重要考虑因素，需要采取有效措施减少对环境的负 面影响。
详细描述
环境保护的重要性在于维护生态平衡、保障人类健康和促进可持续发展。在水工建筑物 设计和建设中，应充分考虑环境保护的要求，采取有效的防护措施，减少对土地、水域
和生态环境的破坏和污染。
本课程旨在培养学生掌握水工建筑物的基本概念、设计原理、施工方法及工程实例等方面的知识和技 能，为将来从事水利工程、土木工程和环境工程等领域的工作打下基础。
学习目标
掌握水工建筑物的基本概 念、类型、特点和功能。
掌握水工建筑物的施工方 法和技术，包括地基处理 、混凝土施工等方面的技 能。
ABCD
理解水工建筑物的设计原 理和方法，包括静水力学 、流体力学、土力学等方 面的知识。
水工建筑物水闸教学讲义
三、闸门、启闭机的运用
1.运用前的准备工作 ● 严格执行启闭制度
启闭制度是管理人员进行闸门操作的主要依据， 一般情况下，不经批准，不得随意变动。当接 到启闭任务后，要迅速召集有关人员，作好各 项准备工作，特别是闸门开度较大，其泄流水 位变化对上下游有危害时，必须预先通知有关 单位，以免造成不必要的损失。
● 侧向绕渗
严重的侧向绕渗将引起下游边坡的渗透变形， 甚至造成翼墙歪斜、倒塌等事故。工程中防渗 措施较多，如经常维护岸墙、翼墙及接缝止水， 确保其防渗作用；对于防渗结构破坏的部位， 应用开挖回填，彻底翻修的方法；若原来没有 刺墙的，可考虑增设刺墙；但要严格控制施工 质量；对于接缝止水损坏的，应补做止水结构， 如橡皮止水、金属片止水、沥青止水。
讲授新课：
一、连接建筑物的形式和布置
连接建筑物包括:上、下游翼墙和边墩（或边墩 和岸墙），有时设防渗刺墙，其作用：
● 挡住两侧填土，维持土坝及两岸的稳定。
● 当水闸泄水或引水时，上游翼墙主要用于引 导水流平顺进闸，下游翼墙使出闸水流均匀扩 散，减少冲刷。
● 保持两岸或土坝边坡不受过闸水流的冲刷。
底板宽度由挡土墙稳定条件和基底压力分布条 件确定。调整后踵长度，可以改善稳定条件； 调整前趾长度，可以改善基底压力分布。直径 和底板近似按悬臂板计算。
3.扶壁式挡土墙
当墙的高度超过9～10m以后，采用钢筋混凝土 扶壁式挡土墙较为经济。扶壁式挡土墙由直墙、 底板及扶壁三部分组成。利用扶壁和直墙共同 挡土，并可利用底板上的填土维持稳定，当改 变底板长度时，可以调整合力作用点位置，使 地基反力趋于均匀。
● 控制通过闸身两侧的渗流，防止与其相连的 岸坡或土坝产生渗透变形。
● 在软弱地基上设有独立岸墙时，可以减少地 基沉降对闸身应力的影响。
水工建筑物课程整体教学设计
《水工建筑物》课程整体教学设计一、管理信息课程名称：水工建筑物制定时间：2011.03课程代码：所属系部：水利工程系制定人：赵辰批准人：二、基本信息学分：6 课程类型：水利工程等专业的专业技能课学时：120 授课对象：水利类专业五年制高职学生先修课：工程力学、水力学、建筑材料、水工混凝土结构、工程地质与土力学后续课：水利施工、水利工程管理、水利工程造价与预算三、课程设计（一）课程目标设计1.能力目标总体能力目标：使学生了解水工建筑物的设计理论和方法，理解各种水工建筑物在水利枢纽中的作用、相互关系及其布置原则，掌握各种水工建筑物的组成、构造及运用管理知识，锻炼学生运用所学知识解决实际工程问题的能力，结合其它相关课程的学习，为学生从事水利工程的设计、施工、监理、管理等工作打下基础，最终达到培养学生职业能力和职业素质的目标。
具体能力目标：⑴对重力坝、土石坝、水闸、水工隧洞、渠系建筑物及河岸溢洪道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基本型式和工作原理等也有一般的了解。
⑵懂得从安全、经济、实用的原则出发，根据任务和具体条件选择水工建筑物的型式和基本尺寸，理解并掌握其工作方法和步骤。
⑶能根据水工建筑物的工作原理和具体条件，拟定其主要细部构造，能进行水工建筑物的初步设计。
⑷能运用所学基本理论，选择合理的设计条件，进行各种水工建筑的一般水力计算，稳定计算，强度校核等。
⑸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。
⑹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，初步掌握进行水利枢纽布置的方法与步骤。
⑺会检索收集资料、使用相关规范手册，能撰写设计文件报告、识别绘制水利工程图、具有文字编写能力和语言表达能力。
2.知识目标⑴掌握水利枢纽的分等和水工建筑物的分级。
⑵掌握重力坝的主要荷载计算及组合；非溢流重力坝的剖面设计方法；抗滑稳定计算中基本参数选择、提高抗滑稳定性的措施；应力分析目的以及利用材料力学法进行边缘应力坝体应力的计算方法；溢流重力坝的剖面拟定、孔口尺寸的计算及下游消能建筑物的设计方法；重力坝的主要构造；重力坝地基处理的主要措施。
水工建筑物课程设计辅导资料
水工建筑物课程设计辅导资料一、水工建筑物的作用与分类1、作用的定义使结构产生内力和变形的各种原因总称为结构上的作用。
作用是结构设计的主要依据之一。
结构上作用可分为直接作用和间接作用。
直接作用是指直接施加在结构上的集中力或分布力，也可称为荷载；间接作用是指使结构产生外加变形或约束变形的原因，如地震作用、温度作用等。
长期以来，工程界习惯将上述两类作用不加区分均称为荷载，如自重荷载、水荷载、地震荷载、温度荷载等。
2、作用的分类为了便于分析和研究，可将结构上的作用按其随时间的变异、随空间位置的变异和对结构的反应特点进行分类。
（1）按随时间的变异分类①永久作用。
在设计基准期内量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。
例如结构自重、土压力、预应力等。
②可变作用。
在设计基准期内量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。
例如水压力、扬压力、浪压力以及风、雪、人群、堆放物品等作用。
③偶然作用。
在设计基准期内出现概率很小，一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。
例如校核洪水位时的水荷载（包括静水压力、扬压力和动水压力）、地震作用等。
（2）按随空间位置的变异分类①固定作用。
在结构空间位置上具有固定分布的作用。
例如结构自重、固定设备重等。
②可动作用。
在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布的作用，其作用位置和数值都是可以变动的。
例如水电站厂房内行车轮压作用，在吊车梁的长度方向可任意变化，起吊物及小车（天车）位置不同，则轮压不同。
（3）按引起结构的反应分类①静态作用。
在结构上不产生加速度或产生的加速度可以忽略不计的作用。
例如结构自重等。
②动态作用。
在结构上产生不可忽略的加速度的作用。
例如地震作用、设备振动等。
对于这类作用，在进行结构分析时，应当考虑其动力效应，有的可以用乘一个动力系数的办法来考虑，有的则应采用结构动力学的方法进行计算分析。
二、荷载效应组合作用效应是指施加在结构上的作用所引起的结构的反应，如轴力、弯矩、剪力、应力等内力引起的位移、应变、裂缝等变形。
水工建筑物教学课件
通过技术手段，如无人机、遥感探测等，巡检范围更广，更快更准确地发现问题，提高安 全性。
水工建筑物的案例分析
三峡大坝
是世界最大的水电站和水利 项目，是抗洪和供水的主要 调节工程。
南水北调
是中国目前规模最大、工程 技术最复杂的调水工程。
黄河勘测工程
是中国河流工程中规模最大、 成功率最高、技术难度最大 的综合型勘测工程。
3 水流状态
4 安全与环境保护
主要考虑水流速度、水质、水位和入流流 量等的规律，根据设计要求和实际情况进 行处理。
要充分考虑因洪水、地震、腐蚀等可能出 现的危险，防范环境污染和生态破坏。
水工建筑物的施工过程
1
钢筋混凝土坝
基础开挖-钢筋绑扎-混凝土浇筑-炮眼开挖-坝面修理-溢洪道施工
2
砌石坝
基础处理-砌体结构-堵缝灌浆-坝顶处理-溢洪道施工
水工建筑物教学课件PPT
让我们一起探索水工建筑物的世界吧！本课件将从定义、设计、施工、维修 等方面为您全面介绍水工建筑物的知识点。
水工建筑物的定义和分类
水坝
是拦截洪流、调节水流、提供水源和水力发电 的重要基础设施。
泄洪设施
是防止水库决堤和防洪调度的关键措施，通常 采用溢洪道、泄洪孔、闸门等形式。
船闸和运河
结语和总结
水工建筑物是人类智慧和工程学的结晶，在各种应用领域都具有广泛的应用价值。我们要充分利用科技 手段，执着追求新的发展，让更多更好的水工建筑物走进人们的生活和灾害预防。
3
取水工程
导流设备安装-进口闸门安装-溢流口安装-取水孔开挖-引水隧道掘进-外环境处理
水工建筑物的维修与检测
定期巡检
定期对水工建筑物进行外观和内部设备的检查，确保设施正常运行，并及时处理设备故障、 泄漏和裂缝等问题。
水工建筑物课程设计WORD
水工建筑物课程设计 WORD一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握水工建筑物基本原理和设计方法，了解水工建筑物在水利工程中的重要性。
具体目标如下：知识目标：1. 掌握常见水工建筑物的结构和设计原理；2. 了解水工建筑物的功能和使用范围；3. 熟悉水工建筑物设计的基本流程和方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识对水工建筑物进行简单的分析和设计；2. 具备一定的实践操作能力，如测量、计算和制图等；3. 能够独立思考和解决问题，具备一定的创新意识和能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对水工建筑物的兴趣和热情，提高他们对水利工程的认识和理解；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德，使他们意识到水工建筑物设计的重要性和责任感；3. 培养学生团队协作和交流沟通能力，使他们能够与他人合作完成项目任务。
二、教学内容根据教学目标，本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.水工建筑物的基本概念和分类：包括水工建筑物的定义、功能、分类及特点。
2.水工建筑物的设计原理：包括水工建筑物设计的依据、原则、方法和步骤。
3.常见水工建筑物的设计和分析：包括坝、闸、渠道、水电站等常见水工建筑物的设计和分析方法。
4.水工建筑物的结构类型和特点：包括混凝土结构、土石结构、木结构等不同结构类型的水工建筑物及其特点。
5.水工建筑物的施工技术和质量控制：包括水工建筑物施工的基本工艺、施工设计、质量控制方法等。
三、教学方法为了实现教学目标，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握水工建筑物的基本原理和设计方法。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解水工建筑物的功能和使用范围，提高他们的实践能力。
3.实验法：通过实验操作，使学生熟悉水工建筑物设计的基本流程和方法，培养他们的实践操作能力。
4.讨论法：通过分组讨论，使学生独立思考和解决问题，培养他们的创新意识和团队协作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的水工建筑物教材，为学生提供系统的理论知识。
07水工建筑物课程设计教学大纲
《水工建筑物课程设计》教学大纲开课系：水利工程系适用专业：水利水电建筑工程学时：1周学分：1撰稿人：曾越一、课程设计目的和任务技能训练：1、使学生对水工设计过程有更加深入的理解；2、增强学生使用水工设计规范的意识；3、提高学生收集相关设计资料的能力；4、使学生进一步掌握水工建筑物设计的原则、步骤及方法；5、提高学生的计算机辅助绘图能力。
通专结合点：1、通过分组共同完成设计任务提升团结协作能力；2、训练同学们利用设计规范的能力；3、训练同学们搜集参考资料、利用资料的能力；4、通过编写课程设计报告书训练学生写作能力和组织信息能力；5、通过出工程图训练学生利用计算机辅助绘图的能力；6、提高学生分析问题和解决问题的能力。
二、课程设计内容技能训练：1、确定水工建筑物的设计对象（重力坝、土石坝、水闸、渡槽）；2、分析基本设计资料；3、确定工程的等级；4、进行工程平面布置；5、水工建筑物的结构布置；6、荷载计算；7、水工建筑物的稳定分析；8、水工建筑物的结构计算；9、设计说明书的编写；10、设计图的绘制。
通专结合点：1、搜集相关资料与资料分析能力结合；2、工程平面布置与水工建筑物结构布置协调能力的训练结合；3、水工建筑物型式方案的选择和学生选择、判断、优化能力训练结合；4、计算工况与荷载计算训练结合；5、稳定分析、结构计算与计算分析能力训练结合；6、设计说明书编写和设计图与计算机能力、组织信息能力、空间思维训练结合。
三、对学生能力培养的要求技能训练：1、对设计的基本资料进行分析；2、熟悉水工建筑物相关的设计规范；3、熟悉相关参考资料的搜集方法；4、掌握水利枢纽分等及水工建筑物分级的原则；5、熟悉工程平面布置的基本原则；6、熟悉水工建筑物结构布置的原则；7、掌握荷载的计算方法；8、掌握水工建筑物稳定分析的方法；9、掌握水工建筑物结构计算的方法；10、掌握设计说明书的编写原则；11、掌握计算机辅助绘图的方法。
通专结合点：1、提升搜集相关资料与资料分析能力；2、提升选择、判断、优化能力；3、形成系统思维和全局观念；4、提高分析和计算能力；5、加强计算机应用能力、组织信息能力和空间思维能力；6、提升设计说明书的写作能力。
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
水工建筑物教学课件PPT
蚌埠闸枢纽
(1)挡水建筑物
用以拦截江河，形成水库或壅高水位。如各种类型的坝和水闸，以及为防御洪水或阻挡海潮，沿江河海岸修建的堤防、海塘等。
刘家峡水利枢纽
(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。水库枢纽中的泄水建筑物可以与坝体结合在一起，如各种溢流坝、坝身泄水孔；也可设在坝体以外，如各式岸边溢洪道和泄水隧洞等。
水利枢纽分类
也可按承受水头大小，分为：高、中、低水头水利枢纽。按水利枢纽的作用，可分为：蓄水枢纽、取水枢纽等。
水利枢纽分类
丹江口水利枢纽布置图
水电站
升船机
土石坝
重力坝
溢流重力坝
龙峡水利枢纽
都江堰工程布置示意图
内江
外江
鱼嘴
宝瓶口
飞沙堰
淮安水利枢纽
1.2 水工建筑物分类与特点
(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、倒虹吸等。
渡 槽
(4)取水建筑物
是输水建筑物的首部建筑，如引水隧洞的进口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。
(5)整治建筑物
用以改善河流的水流条件，调整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的冲刷。如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。
(6)专门建筑物
为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。如专为发电用的压力前池、调压室、电站厂房，专为渠道或航道设置的沉沙池、冲沙闸，以及专为过坝用的船闸、升船机、鱼道、过木道等。
1.1.2 水 利 枢 纽
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。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。
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《水工建筑物》课程设计前进闸设计计算说明书学号: 1100301041专业: 水利水电工程姓名: 黄文浩指导教师: 潘起来2014年 12 月 15日目录第一章设计资料和枢纽设计 (4)1.设计资料 (4)2.枢纽设计 (5)第二章闸孔设计 (6)1.确定闸室结构型式 (6)2.选择堰型 (6)3.确定堰顶高程及孔口尺寸 (6)第三章消能防冲设计 (10)1.消力池设计 (10)2.海漫的设计 (12)3. 防冲槽的设计 (13)第四章地下轮廓设计 (13)1.地下轮廓布置形式 (13)2. 闸底板设计 (14)3.铺盖设计 (14)4. 侧向防渗 (15)5. 排水、止水设计 (15)第五章渗流计算 (16)1.闸底板渗透压力计算 (17)2. 闸基渗透变形验算 (21)第六章闸室结构布置 (21)1. 闸室的底板 (21)2. 闸墩的尺寸 (21)3. 胸墙结构布置 (21)4. 闸门和闸墩的布置 (22)5. 工作桥和交通桥及检修便桥 (22)6. 闸室分缝布置 (23)第七章闸室稳定计算 (24)1.闸室抗滑稳定计算 (24)2. 闸基应力计算 (27)参考文献 (28)第一章设计资料和枢纽设计1、设计资料1.1工程概况前进闸建在前进镇以北的团结渠上，是一个节制闸。
本工程等别为Ⅲ等，水闸按3级建筑物设计。
该闸有如下的作用：（1）防洪。
当胜利河水位较高时，关闸挡水，以防止胜利河的高水入侵团结渠下游两岸的底田，保护下游的农田和村镇。
（2）灌溉。
灌溉期引胜利河水北调，以灌溉团结渠两岸的农田。
（3）引水冲淤。
在枯水季节，引水北上至下游红星港，以冲淤保港。
1.2 规划数据（1）团结渠为人工渠，其断面尺寸如图1所示。
渠底高程为2194.5m，底宽50m，两岸边坡均为1：2 。
（比例1：100）图1 团结渠横断面图（单位：m）m/3。
此时相应水（2）灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉，引水流量为300s位为：闸上游水位2201.83m，闸下游水位2201.78m；冬春枯水季节，由前进闸m/3，此时相应水位为：闸上游水位自流引水至下游红星港，引水流量为100s2201.44m，闸下游水位2201.38m。
（3）闸室稳定计算水位组合：设计情况，上游水位2204.3m ，下游水位2201.0m ；校核情况，上游水位2204.7m,下游水位2201.0m 。
消能防冲不利情况是：上游水位2204.7m,下游水位2201.78m ，引水流量是300s m /3。
（4）下游水位流量关系：（5）地质资料：① 根据地质钻探报告，闸基土质分布情况见下表：②根据土工试验资料，闸基持力层坚硬粉质粘土的各项参数指标为：凝聚力C=60.0Kpa ；内摩擦角19=ϕ°；天然孔隙比e=0.69；天然容重3KN/m 3.20=γ 建闸所用回填土为砂壤土，其内摩擦角26o ϕ=，凝聚力0c kPa =，天然容重318kN m γ=。
（6）本工程等别为III 等，水闸按3级建筑物设计。
（7）闸上有交通要求，闸上交通桥为单车道公路桥，桥面净宽4.5m,总宽5.5m ，采用板梁结构。
每米桥长约重80KN 。
（8）该地区“三材”供应充足。
闸门采用平面钢闸门，尺寸自定，由工厂加工。
本地区地震烈度在6度，不考虑风浪的作用，胜利河为少泥沙河道（含少量推移质泥沙）。
2. 枢纽设计2.1进水口防沙设施设计胜利河为少泥沙河流，防沙要求不高，为防止泥沙进入引水渠，防沙设施设拦沙坎即可，《水电站进水口设计规范》DL/T5398-2007中规定其高度为2.5m~3m，取其高度为2.5m。
2.2 引水渠的布置①取水方式确定: 由于胜利河为少泥沙河道，防沙要求不高，且取水期间河道的水位和流量能够满足取水要求，故取水方式可设计成无坝取水。
②引水口位置选择: 胜利河在流经灌区时有一个明显的弯道，可利用弯道环流原理，将引水渠的引水口设在胜利河凹岸顶点位置稍偏下游处，该位置距弯道水流拐点的长度可由公式计算：KB1RL/4+=B式中：L——进水闸至引水口弯道起点的距离K——与渠道分沙比有关的系数一般取0.6～1.0（K=0.8）R——河道的弯道半径B——河道河槽的宽度由此可确定引水口位置③引水渠的方位确定:为使弯道水流平顺进入引水渠，根据规范，取引水渠中心线与河道水流方向夹角即引水角不超过30度。
（取25度）第二章 闸孔设计1. 闸室结构型式的确定由于闸室地基土质为坚硬粉质粘土,土质均匀,承载力较大,因此选用整体式平底板闸室，且闸前水位最大可达到10.2m ，最低水位可达6.94m ，水位变幅3.26m ，为减少闸门高度，因此设计成胸墙式闸室。
2. 堰型选择由于水闸有防洪冲淤的任务，故堰型采用宽顶堰，它有利于泄洪，冲沙，排污，且泄流能力稳定，结构简单，施工方便。
3.确定闸顶高程及孔口尺寸3.1确定闸顶高程设计情况下，上游水位2204.3m ，下游水位2201.0m ；校核情况下，上游水位2204.7m,下游水位2201.0m 。
不考虑风浪情况，由水闸设计规范(SL265-2001)⎩⎨⎧=+=+=⎩⎨⎧++=m mh h c c c 2.22055.07.22040.22057.03.2204max H 校△△△考虑风浪，取m 0.2206H =△ 3.2确定闸底板高程闸底板应尽可能置于天然坚实的土层上，在满足强度等条件下，高程应尽可能高一些。
一般情况下，闸底板高程定为2194.5m ，和河底齐平。
3.3确定闸门孔口尺寸3.3.1计算闸孔总净宽①灌溉期：上游水位2201.83m ，下游水位2201.78m ，流量300s m /3上游水深m H 33.75.219483.2201=-=，下游水深m h s 28.75.219478.2201=-= 过水断面296.47333.7)33.7250(m A =⨯⨯+= 上游行近流速s m A Q v /633.096.4733000===行近水头m g v H H 35.781.92633.00.133.722200=⨯⨯+=+=α 8.099.035.728.70>==H h s 属淹没出流。
由《水闸设计规范》SL265—2001查得当99.00=H h s时，36.0=σ 初步设计认为385.0=m ，94.0=ε，m e 5=，65.068.0>=He，为堰流。
由公式m Hg m QL 10.2635.781.92385.094.036.030022/32/300=⨯⨯⨯⨯⨯==σε②枯水季节：上游水位2201.44m ，下游水位2201.38m ，流量100s m /3 上游水深m H 94.65.219444.2201=-=，下游水深m h s 88.65.219438.2201=-= 过水断面233.44394.6)94.6250(m A =⨯⨯+= 上游行近流速s m A Q v /226.033.4431000===行近水头m g v H H 943.681.92226.00.194.622200=⨯⨯+=+=α 8.0991.0943.688.60>==H h s 属淹没出流。
由《水闸设计规范》SL265—2001查得当99.00=H h s时，36.0=σ 初步设计认为385.0=m ，94.0=ε,m e 5=，65.072.0>=He，为堰流。
由公式m Hg m QL 472.9943.681.92385.094.036.010022/32/300=⨯⨯⨯⨯⨯==σε由于应选用最大过闸单宽流量，故应选最大闸孔总净宽，因此综合两种情况,闸孔总净宽取值为26.10m 。
此时单宽流量)*/(50.111.2630030m s m L Q q ===，由地质资料知闸地基处为坚硬粉质粘土，可取5)*/(3m s m ，故满足要求 3.3.2孔数及单孔宽度的选定为了保证闸门对称开启，使水流过闸均匀，孔数宜采用单数。
我国大中型水闸单孔宽度一般采用8-12m,故选3=n 孔，选单孔净宽m l 100=。
根据规范上游闸墩头部均采用半圆形，下游闸墩头部采用流线形，厚m d 2=，边墩取1.5m 。
闸孔总宽度为：m d n nl L 3422103)1(01=⨯+⨯=⨯-+=。
渠道宽50.0m ，闸室总宽度应与渠道宽度相适应，两者的比值为34/50=0.68大于0.6~0.75，符合要求。
闸孔尺寸示意图见图2-1（比例1：100）图3-1闸孔布置图（ 单位：m ）3.3.3水闸泄流能力验算（查阅《水闸设计规范》SL265-2001） 3.3.3.1灌溉期过流验算：上游水位2201.83m ，下游水位2201.78m ，流量300s m /3 对于中孔：m l 100=，m d 2=973.021010)210101(171.01)1(171.01440000=+⨯+-⨯-=++--=d l l d l l z ε 对于边孔：m l 100=， m b b 16.21233.72/)3750(=⨯+-=912.016.2111010)16.21110101(171.012)21(171.01440000=++⨯++-⨯-=++⨯++--=bb b b dl l b d l l ε则 953.03912.0)13(973.0)1(=+-⨯=+-=nn bz εεε水闸泄流能力sm H g mL Q /75.34935.781.9230385.0953.036.0232/32/300=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=σε大于300s m /3满足要求 。
3.3.3.2 枯水期过流验算：上游水位2201.44m ，下游水位2201.38m ，流量100s m /3 对于中孔：m l 100=，m d 2=973.021010)210101(171.01)1(171.01440000=+⨯+-⨯-=++--=d l l d l l z ε 对于边孔：m l 100=， m b b 38.20294.62/)3750(=⨯+-=9124.038.2011010)38.20110101(171.012)21(171.01440000=++⨯++-⨯-=++⨯++--=bb b b dl l b d l l ε则 953.039124.0)13(973.0)1(=+-⨯=+-=nn bz εεε水闸泄流能力：sm H g mL Q /90.32094.681.9230385.0953.036.0232/32/300=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=σε大于100s m /3满足要求 。
第三章 消能防冲设计1. 消力池设计1.1确定消能型式由于本闸所处渠道底部为粉质粘土，抗冲刷能力较低，故采用底流式消能。