水利工程基础知识
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一、重力坝的工作原理及特点
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重力坝的工作原理: 主要依靠坝体自身重量在滑动面
上产生的抗滑力来抵消坝前水压力以 满足稳定的要求大坝。
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重力坝的工作特点: 优点和缺点
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优点：
(1 ) 结构作用明确，设计方法简便， 安全可靠。
重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段， 各坝段独立工作 ，结构作用明确，稳定和应力 计算都比较简单。
我国年平均径流量2.7万亿m3，径 流总量居世界第6位，人均则为世界 平均水平的1/4，排名在110位之后。
影响水循环的因素 1、气象因素：风向 风速
湿度 2、下垫面因素：地形 地质
植被3特、点人：类时活动空：分水布利不措均施匀性
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温度 土壤
水利工程: 所谓水利工程
，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。
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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。
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重力坝 升船机
溢流重力坝 水电站
丹江口水利枢纽
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土石坝
都江堰工程 布置示意图
鱼嘴
金钢堤
内江
外江
பைடு நூலகம்
宝瓶口
图1-2 四川实省都用江文堰工档程布置示意图
(二)水工建筑物的分类
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(一) 水利枢纽
为了达到防洪、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。这些建筑物统称为水工建筑物。 而由不同类型的水工建筑物组成综合体， 称为水利枢纽。
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水利枢纽分类 水利枢纽按其所在地区
的地貌形态可分为：平原地 区水利枢纽和山区(包括丘陵 地区)水利枢纽。
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一、土石坝设计的基本要求
（1）具有足够的断面维持坝体的稳定 （2）设置良好的防渗和排水设施控制渗流 （3）设计合理 （4）泄洪建筑物具有足够的泄洪能力 （5）采取适当的构造措施
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土石坝的工作条件 ⑴ 渗流影响 ⑵ 冲刷影响 ⑶ 沉陷影响 ⑷ 其他影响
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二、土石坝的类型
按坝体高度可分为：高 坝、中坝、低坝。
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第二章 土石坝 第一节 概述
土石坝的特点与类型
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小浪底土石坝枢纽坝址
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小浪底坝体剖面图
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密云水库
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土石坝的优点 ①筑坝材料可以就地取材。 ②能适应各种不同的地形、 地质和气候条件。 ③适应大型机械化。 ④构造简单，运用管理方便。
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土石坝的缺点： ①坝顶不能溢流。 ②施工导流不方便。 ③坝体填筑工程量大。
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(1) 挡水建筑物
用以拦截江河，形成水库或壅高水位。 如各种材料和类型的坝和水闸，以及为
防御洪水或阻挡海潮，沿江河海岸修建的堤防 及海塘等。
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三峡水利枢纽
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(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。
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按施工方法可分为：碾 压式土石坝，冲填式土石坝， 水中填土坝和定向爆破堆石 坝等。
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按土料在坝身内的配置和防渗体 所用的材料又可分为：
均质坝
土质心墙坝
土质斜心墙坝
多种土质坝
人工材料斜墙坝
土质斜墙坝 人工材料心墙坝
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堆石体 （1）垫层区 （3）主堆石区
（2）过渡区 （4）下游堆石区
图 面板堆石坝主要分区示意图 1(1A)-上游铺盖区；2(1B)-盖重区；3(2A)-垫层区；4(2B)-特殊垫层区；5(3A)-过渡区； 6(3B)-主堆石区；7(3C)-下游堆石区；8(3D)-下游护坡；9-可变动的主堆石区与下游堆石区与下游 堆石区界面，角度依坝料特性及坝高而定；10(3E)-抛石区（或滤水坝趾区）；11(F)-混凝土面板
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小浪底泄水
(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。
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拱式渡槽
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(4) 取 (引)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。
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(5) 整治建筑物
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水利工程的特点
1、工程量大 2、投资多 3、工期长 4、工作条件的复杂性 5、受自然条件制约，施工难度大 6、工程效益大对环境影响大 7、失事后果严实重用文档
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水利工程分类
防洪工程 农田水利工程 水力发电工程 供水与排水工程 航道及港口工程 环境水利工程
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第二节 水利枢纽与水工建筑物
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第二节 土石坝的基本剖面 土石坝的坝体剖面由坝体、 防渗体、排水体、护坡四部 分组成。
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坝身主要用来保持坝体的稳定。 防渗体的作用控制渗流。 排水体的作用是引导渗流。 上游护坡为了防止风浪淘刷。
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排水设备 (常见的排水型式)
棱体排水
贴坡排水
褥垫排水
综合式排水
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第三章 岩基上的重力 坝
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。
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(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、电站厂房等。
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第三节 水利枢纽分等 和水工建筑
物分级
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首先按水利枢纽工程的规模、 效益及其在国民经济中的作用进 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。
在施工期可以利用坝体导流，一般不需要另设导 流隧洞。
(2 ) 对地形、地质条件适应性强。
任何形状的河谷都可以修建重力坝。因为 坝体作用于地基面上的压应力不高，甚至在土 基上也可以修建高度不大的重力坝。
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(3) 枢纽泄洪问题容易解决。
重力坝可以做成溢流的，也可以在坝身不同高 度设置世水孔，一般不需另设溢洪道或世水隧洞，枢 纽布置紧凄。
(4) 便于施工导流。
水利工程基本知识
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第一节 水资源与水利工程
全球总量约15亿km3，可利 用的淡水总量约0.38亿km3，仅占全球 总量的2.5%，其中约有0.3亿km3的淡 水储藏在极地和冰山冰川之中；另外 相当大的部分埋藏于地下。
对人类起着重要作用的江河 湖泊地表水资源，其水量的总和约为 47万亿m3。
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一、重力坝的工作原理及特点
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重力坝的工作原理: 主要依靠坝体自身重量在滑动面
上产生的抗滑力来抵消坝前水压力以 满足稳定的要求大坝。
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重力坝的工作特点: 优点和缺点
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优点：
(1 ) 结构作用明确，设计方法简便， 安全可靠。
重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段， 各坝段独立工作 ，结构作用明确，稳定和应力 计算都比较简单。
我国年平均径流量2.7万亿m3，径 流总量居世界第6位，人均则为世界 平均水平的1/4，排名在110位之后。
影响水循环的因素 1、气象因素：风向 风速
湿度 2、下垫面因素：地形 地质
植被3特、点人：类时活动空：分水布利不措均施匀性
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温度 土壤
水利工程: 所谓水利工程
，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。
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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。
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重力坝 升船机
溢流重力坝 水电站
丹江口水利枢纽
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土石坝
都江堰工程 布置示意图
鱼嘴
金钢堤
内江
外江
பைடு நூலகம்
宝瓶口
图1-2 四川实省都用江文堰工档程布置示意图
(二)水工建筑物的分类
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(一) 水利枢纽
为了达到防洪、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。这些建筑物统称为水工建筑物。 而由不同类型的水工建筑物组成综合体， 称为水利枢纽。
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水利枢纽分类 水利枢纽按其所在地区
的地貌形态可分为：平原地 区水利枢纽和山区(包括丘陵 地区)水利枢纽。
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一、土石坝设计的基本要求
（1）具有足够的断面维持坝体的稳定 （2）设置良好的防渗和排水设施控制渗流 （3）设计合理 （4）泄洪建筑物具有足够的泄洪能力 （5）采取适当的构造措施
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土石坝的工作条件 ⑴ 渗流影响 ⑵ 冲刷影响 ⑶ 沉陷影响 ⑷ 其他影响
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二、土石坝的类型
按坝体高度可分为：高 坝、中坝、低坝。
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第二章 土石坝 第一节 概述
土石坝的特点与类型
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小浪底土石坝枢纽坝址
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小浪底坝体剖面图
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密云水库
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土石坝的优点 ①筑坝材料可以就地取材。 ②能适应各种不同的地形、 地质和气候条件。 ③适应大型机械化。 ④构造简单，运用管理方便。
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土石坝的缺点： ①坝顶不能溢流。 ②施工导流不方便。 ③坝体填筑工程量大。
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(1) 挡水建筑物
用以拦截江河，形成水库或壅高水位。 如各种材料和类型的坝和水闸，以及为
防御洪水或阻挡海潮，沿江河海岸修建的堤防 及海塘等。
实用文档
三峡水利枢纽
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(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。
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按施工方法可分为：碾 压式土石坝，冲填式土石坝， 水中填土坝和定向爆破堆石 坝等。
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按土料在坝身内的配置和防渗体 所用的材料又可分为：
均质坝
土质心墙坝
土质斜心墙坝
多种土质坝
人工材料斜墙坝
土质斜墙坝 人工材料心墙坝
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堆石体 （1）垫层区 （3）主堆石区
（2）过渡区 （4）下游堆石区
图 面板堆石坝主要分区示意图 1(1A)-上游铺盖区；2(1B)-盖重区；3(2A)-垫层区；4(2B)-特殊垫层区；5(3A)-过渡区； 6(3B)-主堆石区；7(3C)-下游堆石区；8(3D)-下游护坡；9-可变动的主堆石区与下游堆石区与下游 堆石区界面，角度依坝料特性及坝高而定；10(3E)-抛石区（或滤水坝趾区）；11(F)-混凝土面板
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小浪底泄水
(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。
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拱式渡槽
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(4) 取 (引)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。
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(5) 整治建筑物
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水利工程的特点
1、工程量大 2、投资多 3、工期长 4、工作条件的复杂性 5、受自然条件制约，施工难度大 6、工程效益大对环境影响大 7、失事后果严实重用文档
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水利工程分类
防洪工程 农田水利工程 水力发电工程 供水与排水工程 航道及港口工程 环境水利工程
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第二节 水利枢纽与水工建筑物
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第二节 土石坝的基本剖面 土石坝的坝体剖面由坝体、 防渗体、排水体、护坡四部 分组成。
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坝身主要用来保持坝体的稳定。 防渗体的作用控制渗流。 排水体的作用是引导渗流。 上游护坡为了防止风浪淘刷。
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排水设备 (常见的排水型式)
棱体排水
贴坡排水
褥垫排水
综合式排水
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第三章 岩基上的重力 坝
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。
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(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、电站厂房等。
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第三节 水利枢纽分等 和水工建筑
物分级
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首先按水利枢纽工程的规模、 效益及其在国民经济中的作用进 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。
在施工期可以利用坝体导流，一般不需要另设导 流隧洞。
(2 ) 对地形、地质条件适应性强。
任何形状的河谷都可以修建重力坝。因为 坝体作用于地基面上的压应力不高，甚至在土 基上也可以修建高度不大的重力坝。
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(3) 枢纽泄洪问题容易解决。
重力坝可以做成溢流的，也可以在坝身不同高 度设置世水孔，一般不需另设溢洪道或世水隧洞，枢 纽布置紧凄。
(4) 便于施工导流。
水利工程基本知识
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第一节 水资源与水利工程
全球总量约15亿km3，可利 用的淡水总量约0.38亿km3，仅占全球 总量的2.5%，其中约有0.3亿km3的淡 水储藏在极地和冰山冰川之中；另外 相当大的部分埋藏于地下。
对人类起着重要作用的江河 湖泊地表水资源，其水量的总和约为 47万亿m3。
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