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。特点：①受自然条件制约多，地形、地质、水文、气象等对工程选址、建筑物选型、施工、枢纽布置和工程投资影响很大。②工作条件复杂，如挡水建筑物要承受相当大的水压力，由渗流产生的渗透压力对建筑物的强度和稳定不利；泄水建筑物泄水时，对河床和岸坡具有强烈的冲刷作用等。③施工难度大，在江河中兴建水利工程，需要妥善解决施工导流、截流和施工期度汛，此外，复杂地基的处理以及地下工程、水下工程等的施工技术都较复杂。④大型水利工程的挡水建筑物失事，将会给下游带来巨大损失和灾难。

2.水利工程的分类、

分类：按目的或服务对象可分为：防止洪水灾害的防洪工程；防止旱、涝、渍灾为农业生产服务的农田水利工程,或称灌溉和排水工程;将水能转化为电能的水力发电工程；改善和创建航运条件的航道和港口工程；为工业和生活用水服务，并处理和排除污水和雨水的城镇供水和排水工程；防止水土流失和水质污染，维护生态平衡的水土保持工程和环境水利工程；保

护和增进渔业生产的渔业水利工程；围海造田，满足工农业生产或交通运输需要的海涂围垦工程等。一项水利工程同时为防洪、灌溉、发电、航运等多种目标服务的，称为综合利用水利工程。

3.河流是如何分段及其特点是什么？

每条河流一般都可分为河源、上游、中游、下游、河口等五个分段。

河源:河流开始的地方，可以是溪涧、泉水、冰川、沼泽或湖泊等。

上游:直接连着河源，在河流的上段，它的特点是落差大、水流急、下切力强、河谷狭、流量小，河床中经常出现急滩和瀑布。

中游:中游一般特点是河道比降变缓，河床比较稳定，下切力量减弱而旁蚀力量增强，因此河槽逐渐拓宽和曲折，两岸有滩地出现。

下游:下游的特点是河床宽，纵比降小，流速慢，河道中淤积作用较显著，浅滩到处可见。河口:河口是河流的终点，也是河流入海洋、湖泊或其它河流的入口，泥沙淤积比较严重。第二部分

一．重力坝枢纽

1.重力坝：依靠坝体自重所产生的抗滑力来满足稳定要求的挡水建筑物。

2.特点：优点：（1）工作安全，运行可靠。（2）对地形、地质条件适应性强。（3）泄

洪方便，导流容易。（4）施工方便，维护简单。（5）受力明确，结构简单。缺点：（1）坝体剖面尺寸大，材料用量多，材料的强度不能得到充分发挥。（2）坝体与坝基接触面积大，坝底扬压力大，对坝体稳定不利。（3）坝体体积大，混凝土在凝结过程中产生大量水化热和硬化收缩，将引起不利的温度应力和收缩应力。

3.重力坝的类型：

高度：（1）低坝:低于30m；（2）中坝:30m～70m；（3）高坝:高于70m

泄水条件：（1）溢流重力坝；（2）非溢流重力坝。

结构型式：（1）实体重力坝；（2）宽缝重力坝；（3）空腹（腹孔）重力坝；（4）预应力锚固重力坝；（5）装配式重力坝；（6）支墩坝（大头坝、连拱坝、平板坝）。

溢流重力坝：

溢流坝的设计要求：1有足够的孔口尺寸、良好的孔口体形和泄水时具有较大的流量系数。2使水流平顺地通过坝体，不允许产生不利的负压和振动，避免发生空蚀现象。3 保证下游河床不产生危及坝体安全的冲坑和冲刷。4 溢流坝段在枢纽中的位置，应使下游流态平顺，不产生折冲水流，不影响枢纽中其他建筑物的正常运行。5 有灵活控制水流下泄的设备，如闸门、启闭机等

溢流重力坝类型及特点：溢流重力坝的孔口70型式有开敞式坝顶溢流和大孔口溢流式两种。

1、开敞式坝顶溢流式①闸门承受的水头较小，孔口尺寸可以较大。②闸门全开时，下泄流量与堰顶水头H03/2成正比，超泄能力强。③闸门在顶部，操作方便，易于维修，安全可靠。④能排水及其他漂浮物。

2、大孔口溢流式：优点：可根据洪水预报提前放水，提高了调洪能力。可降低溢流堰顶高程，增大单宽流量，减小溢流坝段长度。

溢流坝的剖面设计：溢流坝的基本剖面呈三角形。上游坝面可以做成铅直面，也可以做成折坡面。

溢流面组成：顶部曲线段、中间直线段和底部反弧段三部分。

设计要求：有较高的流量系数，泄流能力大；水流平顺，不产生不利的负压和空蚀破坏；形体简单、造价低、便于施工等。

溢流坝的消能防冲

下泄水流主要消耗：1.水流内部的互相撞击和摩擦；2.下泄水体与空气之间的掺气摩阻；3.