第二章-水工建筑物设计综述PPT课件
合集下载
《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 ]
整理ppt
24
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
整理ppt
25
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。
整理ppt
19
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。
整理ppt
（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。
9
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
详细描述
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
[讲义]水利水电工程水工建筑物PPT讲义(59页 图文并茂)
![[讲义]水利水电工程水工建筑物PPT讲义(59页 图文并茂)](https://img.taocdn.com/s3/m/a6e4e78dde80d4d8d05a4f46.png)
China World Other countries
1960
1970
1980 Year
1990
2000
第二节 水利枢纽和水工建筑物
为了综合利用水利资源达到防洪、灌溉、发电、 给水、航运等目的，需要修几种不同类型的水工建 设物，例如：挡水、泄水、输水或其它专门建筑物 等，以控制和支配水流，满足国民经济的需要，这 些建设物称为水工建筑物，水工建筑物的综合体称 为水利枢纽。
重点工程完建后，防洪标准100年一遇； 个别大中型城市20年一遇常遇洪水； 中小河流防洪标准基本上为5~10年； 各类型水库中，老、病、险水库占40%以上；
２、资源紧缺与浪费并存
农业用水：灌溉水利用系数0.45~0.4，先进国家该系数为0.7~0.8； 工业用水：法国、美国、日本每吨钢耗水量仅为中国1/50~1/18。
水域。
４、水资源开采过度，环境问题严重
５、人口、经济增长、供需矛盾突出
21世纪水资源正在变成一种宝贵的稀缺资源，水资源问 题 已不仅仅是资源问题，更成为关系到国家经济、社会可持续 发展和长治久安的重大战略问题。 本世纪以来，随着人口膨 胀与工农业生产规模的迅速扩大，全球淡水用量飞快增长。
从1900－1975年，世界农业用水量增加了7倍，工业用 水 量增加了20倍，并且近几十年来，用水量正以每年4%－8% 的速度持续增加，淡水供需矛盾日益突出。
一、水资源与水利建设 二、水利枢纽和水工建筑物 三、河川水利枢纽对环境的影响 四、水利枢纽与水工建筑物的等级划分 五、水工结构可靠度设计原理 六、分项系数极限状态设计方法 七、水工建筑物的优化设计 八、水工科技问题的研究途径
第一节 水资源与水利建设 一、中国水资源开发利用中存在的问题
１、防洪安全缺乏保障
1960
1970
1980 Year
1990
2000
第二节 水利枢纽和水工建筑物
为了综合利用水利资源达到防洪、灌溉、发电、 给水、航运等目的，需要修几种不同类型的水工建 设物，例如：挡水、泄水、输水或其它专门建筑物 等，以控制和支配水流，满足国民经济的需要，这 些建设物称为水工建筑物，水工建筑物的综合体称 为水利枢纽。
重点工程完建后，防洪标准100年一遇； 个别大中型城市20年一遇常遇洪水； 中小河流防洪标准基本上为5~10年； 各类型水库中，老、病、险水库占40%以上；
２、资源紧缺与浪费并存
农业用水：灌溉水利用系数0.45~0.4，先进国家该系数为0.7~0.8； 工业用水：法国、美国、日本每吨钢耗水量仅为中国1/50~1/18。
水域。
４、水资源开采过度，环境问题严重
５、人口、经济增长、供需矛盾突出
21世纪水资源正在变成一种宝贵的稀缺资源，水资源问 题 已不仅仅是资源问题，更成为关系到国家经济、社会可持续 发展和长治久安的重大战略问题。 本世纪以来，随着人口膨 胀与工农业生产规模的迅速扩大，全球淡水用量飞快增长。
从1900－1975年，世界农业用水量增加了7倍，工业用 水 量增加了20倍，并且近几十年来，用水量正以每年4%－8% 的速度持续增加，淡水供需矛盾日益突出。
一、水资源与水利建设 二、水利枢纽和水工建筑物 三、河川水利枢纽对环境的影响 四、水利枢纽与水工建筑物的等级划分 五、水工结构可靠度设计原理 六、分项系数极限状态设计方法 七、水工建筑物的优化设计 八、水工科技问题的研究途径
第一节 水资源与水利建设 一、中国水资源开发利用中存在的问题
１、防洪安全缺乏保障
水工建筑物精品课程PPT课件
◆ 水电站建筑物：用以将水能转变为
电能。
第19页/共27页
1.按建筑物的用途分类
二、水工建筑物的分类
物筑建工水
• 挡水建筑物 用以拦截江河，形成水库或壅高水位。如各种坝和 闸；以及为抗御洪水或挡潮，沿江河海岸修建的堤防、海塘等。
• 泄水建筑物 用以渲泄在各种情况下、特别是洪水期的多余入库 水量，以确保大坝和其他建筑物的安全。如溢流坝、溢洪道、 泄洪洞等。
物筑建工水
第16页/共27页
物筑建工水
第二节 水利枢纽和水工建筑物
一、水利枢纽 1.水利枢纽的概念
为了综合利用水资源，达到防洪、灌溉、发电、供水、航 运等目的，需要修建几种不同类型的建筑物，以控制和支配水 流，满足国民经济发展的需要，这些建筑物通称为水工建筑物， 而由不同水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。
第17页/共27页
物筑建工水
丹江口水利枢纽
第18页/共27页
• 物 丹江口水利枢纽主要组成 筑 建 工 水
◆ 拦河坝：为宽缝重力坝（副坝为粘 土斜墙堆石坝），用以截断水流、挡 水蓄水、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。
第7页/共27页
物筑建工水
水利工程按其所承担的任务可分为： 1.河道整治与防洪工程
河道整治主要是通过整治建筑物和其它措施，防止河道冲 蚀、改道和淤积，使河流的外形和演变过程都能满足防洪与兴 利等各方面的要求。一般防治洪水的措施是“上拦下排，两岸 分滞”的工程体系。
第8页/共27页
“上拦”
物筑建工水
第14页/共27页
水工建筑物课件
静冰压力表
比如，-25oC开始以2.5oC/h升温时，静冰 压力为（20～28）×104Pa
冰压力对于重力坝并不重要，而对于低坝、 闸墩、胸墙等结构物，往往成为比较重要的荷 载。
为避免过大的冰压力，可采用防冰、破冰 措施。
冰压力—动冰压力
冰块破碎后，受风或者流水 的作用而漂移，撞击在坝面或闸 墩上时，产生冲击压力，称为动 冰压力。
g2(45 on)
2
back
浪压力
(hydrodynamic wave pressure)
水库水面在风吹下生成波浪，并对 坝面产生浪压力。如图所示：
波浪三要素
波高2hl —从波峰到波谷的高差 波长2Ll —从波峰到波峰的距离 波浪中心线高度h0—波浪中心线距静水面的高度
水面波的分类
根据坝前水深与波长的关系可以分为以下三类：
上的113座混凝土坝中，重力坝达58座，占总 数的51％
50年代: 新安江 、古田一级 60年代: 丹江口、 刘家峡、三门峡 70年代: 黄龙滩、龚嘴重力坝 80年代: 乌江渡、潘家口 90年代: 万家寨、三峡
重力坝设计规范(Design Criteria)
1、中华人民共和国水利电力部，《混凝土重 力坝设计规范》（SDJ21-78), 1978年；
back
冰压力--静冰压力
(static ice pressure)
寒冷地区，水库表面在冬季会结成冰 盖，当气温回升时，冰盖发生膨胀，因而对 挡水建筑物表面产生压力，称为静冰压力。
静冰压力值与冰盖厚度、长度、气温 上升率以及开始升温时冰盖的温度等有关。 目前，尚无合理的公式用来计算静冰压力， 一般参照下表采用。
18
重力坝的荷载
（挡水坝段的主要荷载）
02水工建筑物设计综述
11
水工建筑物设计综述— 第二章 水工建筑物设计综述—水工建筑物 设计的步骤
• 水工建筑物设计的前提条件
• 自然地理；地质；水文；气象；社会经济；相关规程与规范。 自然地理；地质；水文；气象；社会经济；
• 水工建筑物设计阶段的划分
• 可行性研究报告阶段：论证拟建工程在技术上的可能 可行性研究报告阶段： 经济上的合理性、以及开发次序上的迫切性。 性、经济上的合理性、以及开发次序上的迫切性。包 括以下内容： 括以下内容： 初拟主要水文参数 查清主要地质问题 选定工程地 主要水文参数， 主要地质问题， 初拟主要水文参数，查清主要地质问题，选定工程地 址；估算淹没补偿和对环境的影响；初定工程等别、 估算淹没补偿和对环境的影响；初定工程等别、 淹没补偿和对环境的影响 工程等别 建筑物级别，主要建筑物的形式、 建筑物级别，主要建筑物的形式、轮廓尺寸和枢纽布 置方案，装机容量和机型；估算主要工程量 初拟施 主要工程量， 置方案，装机容量和机型；估算主要工程量，初拟施 工导流方案、主体工程的施工方法、 工导流方案、主体工程的施工方法、施工总体布置和 总进度；估算工程总投资 进行经济分析和评价 工程总投资， 经济分析和评价， 总进度；估算工程总投资，进行经济分析和评价，阐 工程效益。 明工程效益。
13
水工建筑物设计综述— 第二章 水工建筑物设计综述—水工建筑物 设计的步骤
• 水利水电枢纽分等与水工建筑物分级
• 水利工程是改造自然、开发利用及保护水资源的举 水利工程是改造自然、 影响巨大（ 对社会与自然系统影响巨大 带来经济效益、 措，对社会与自然系统影响巨大（带来经济效益、 环境生态效益，同时也可造成灾害与恶化生态环境） 环境生态效益，同时也可造成灾害与恶化生态环境） • 水利工程应从经济社会全局的利益出发，高度重视 水利工程应从经济社会全局的利益出发， 工程安全、经济合理、社会稳定与发展等因素， 工程安全、经济合理、社会稳定与发展等因素，将 水利水电枢纽按重要性分等 分等， 水利水电枢纽按重要性分等，将其中的水工建筑物 分级 • 分等与分级受国家有关技术规程与规范的约束
水工建筑物设计综述— 第二章 水工建筑物设计综述—水工建筑物 设计的步骤
• 水工建筑物设计的前提条件
• 自然地理；地质；水文；气象；社会经济；相关规程与规范。 自然地理；地质；水文；气象；社会经济；
• 水工建筑物设计阶段的划分
• 可行性研究报告阶段：论证拟建工程在技术上的可能 可行性研究报告阶段： 经济上的合理性、以及开发次序上的迫切性。 性、经济上的合理性、以及开发次序上的迫切性。包 括以下内容： 括以下内容： 初拟主要水文参数 查清主要地质问题 选定工程地 主要水文参数， 主要地质问题， 初拟主要水文参数，查清主要地质问题，选定工程地 址；估算淹没补偿和对环境的影响；初定工程等别、 估算淹没补偿和对环境的影响；初定工程等别、 淹没补偿和对环境的影响 工程等别 建筑物级别，主要建筑物的形式、 建筑物级别，主要建筑物的形式、轮廓尺寸和枢纽布 置方案，装机容量和机型；估算主要工程量 初拟施 主要工程量， 置方案，装机容量和机型；估算主要工程量，初拟施 工导流方案、主体工程的施工方法、 工导流方案、主体工程的施工方法、施工总体布置和 总进度；估算工程总投资 进行经济分析和评价 工程总投资， 经济分析和评价， 总进度；估算工程总投资，进行经济分析和评价，阐 工程效益。 明工程效益。
13
水工建筑物设计综述— 第二章 水工建筑物设计综述—水工建筑物 设计的步骤
• 水利水电枢纽分等与水工建筑物分级
• 水利工程是改造自然、开发利用及保护水资源的举 水利工程是改造自然、 影响巨大（ 对社会与自然系统影响巨大 带来经济效益、 措，对社会与自然系统影响巨大（带来经济效益、 环境生态效益，同时也可造成灾害与恶化生态环境） 环境生态效益，同时也可造成灾害与恶化生态环境） • 水利工程应从经济社会全局的利益出发，高度重视 水利工程应从经济社会全局的利益出发， 工程安全、经济合理、社会稳定与发展等因素， 工程安全、经济合理、社会稳定与发展等因素，将 水利水电枢纽按重要性分等 分等， 水利水电枢纽按重要性分等，将其中的水工建筑物 分级 • 分等与分级受国家有关技术规程与规范的约束
水工建筑物教材幻灯片
1．拱中心角2φA确定 由圆桶公式从应力条件得：
或
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
n 由式（4-2）可见，当应力条件相同时， 2φA越大，拱圈厚度T越小，坝体越经济。 2φA过大,拱圈弧线增长，则工程量增大。 相应抵消了由厚度减小所节省的工程量。
n 从公式（4-3）可得，当T一定，外荷载、 河谷形状相同时，2φA越大，拱端应力越 小，应力条件越好。若按与工程实际更为 接近的两端固端拱计算，当中心角>120° 时，拱圈截面将无拉应力。
因此，从减少拱圈厚度，改善坝体应力考 虑，选较大的中心角是比较有利的。
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
n 但从稳定条件考虑，选用过大的中心角将较 难满足坝肩稳定的要求。
图由图4-5（b）可知，最佳中心角2=60°～ 80°一般可比其稍大些。
现代顶拱圈中心角多为90°～110°，对于坝 址河谷平面上是漏斗形，其中心角可适当加 大，一般为110°～120°；当坝址下有软弱带 或坝肩支在较薄的山嘴时，则应适当减小拱 圈中心角，使拱端推力转向岩体内侧，以加 强坝肩稳定。1）单心圆拱 n （2）三心圆及椭圆拱 n （3）抛物线拱 n （4）对数螺旋线拱 n （5）二心拱
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
•浙江桐坑溪双曲拱坝
水工建筑物教材幻灯片
桐坑溪1972年建成。位于天台县三茅溪 支流桐坑溪上。枢纽属四等。
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
•
天 台 里 石 门 水 库
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
n 里石门水库位于天台县龙溪始丰溪上。
或
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
n 由式（4-2）可见，当应力条件相同时， 2φA越大，拱圈厚度T越小，坝体越经济。 2φA过大,拱圈弧线增长，则工程量增大。 相应抵消了由厚度减小所节省的工程量。
n 从公式（4-3）可得，当T一定，外荷载、 河谷形状相同时，2φA越大，拱端应力越 小，应力条件越好。若按与工程实际更为 接近的两端固端拱计算，当中心角>120° 时，拱圈截面将无拉应力。
因此，从减少拱圈厚度，改善坝体应力考 虑，选较大的中心角是比较有利的。
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
n 但从稳定条件考虑，选用过大的中心角将较 难满足坝肩稳定的要求。
图由图4-5（b）可知，最佳中心角2=60°～ 80°一般可比其稍大些。
现代顶拱圈中心角多为90°～110°，对于坝 址河谷平面上是漏斗形，其中心角可适当加 大，一般为110°～120°；当坝址下有软弱带 或坝肩支在较薄的山嘴时，则应适当减小拱 圈中心角，使拱端推力转向岩体内侧，以加 强坝肩稳定。1）单心圆拱 n （2）三心圆及椭圆拱 n （3）抛物线拱 n （4）对数螺旋线拱 n （5）二心拱
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
•浙江桐坑溪双曲拱坝
水工建筑物教材幻灯片
桐坑溪1972年建成。位于天台县三茅溪 支流桐坑溪上。枢纽属四等。
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
•
天 台 里 石 门 水 库
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
水工建筑物教材幻灯片
n 里石门水库位于天台县龙溪始丰溪上。
概述 水工建筑物课件
缺点： 坝身一般不能溢流，需另设溢洪道； 施工导流不如混凝土坝方便； 粘性土料的填筑受气候条件影响； 断面大，体积大。
2020/10/29
8
影响我国高土石坝建设的原因
坝址河谷狭窄，洪水流量大，施工导流和泄洪布置 工程量大； 防渗土料的选择局限于粘性较大的细粒土，施工要 求偏严，单价较高； 缺乏大容量，高效率的施工机械。
2020/10/29
14
设计基本要求 具有足够的断面维持坝坡的稳定。边坡稳定和坝基 稳定是土石坝安全的基本保证。施工期、水库水位降 落以及地震作用在坝坡的荷载和土石料的抗剪强度指 标都将发生变化，应分别计算。 设置良好的防渗和排水设施以控制渗流。土石坝挡 水后，坝体内形成渗流，饱和区土石料承受上浮力， 减轻了抵抗滑动的有效重量；浸水后土石料的抗剪强 度降低；渗流力可对坝坡形成不良作用；渗流从坝坡、 坝基或河岸逸出时可能引起管涌、流土等渗流破坏。 设置防渗和排水设施可以控制渗流范围、改变渗流方 向、减小渗流的逸出坡降以增加坝坡、坝基和河岸的 抗滑和抗渗稳定，还有利于减小坝体和坝基的渗流量。
2020/10/29
10
三、土石坝工作特点
工作特点： 坝基与坝身是透水的。 上下游水位对土石坝边坡的影响。波浪、冰层能 冲刷和破坏坝坡，上下游水位升降对坝坡稳定有不 利影响。 大气降水与温度对坝体的影响。大气降水使坝面 土石流失，冬季结冰使土料膨胀，融化时形成孔穴 及裂缝，夏季炎热坝坡干燥出现裂缝 坝基及坝身沉降。一般施工质量好的土石坝沉陷 量为坝高的0.2～0.4%，1～2m，不均匀沉降要产生 裂缝，均匀沉降影响坝高。
2020/10/29
12
四、地基基本要求
岩石地基：
•具有足够的强度（一般都能满足，但对页岩与粘土岩应做软基处理） •岩石的整体性，避免断层，不能有大裂隙 •无造成滑动的软弱夹层 •岩石具有足够的抗水性，岩石浸水后不致溶解和软化 石灰岩、石膏
2020/10/29
8
影响我国高土石坝建设的原因
坝址河谷狭窄，洪水流量大，施工导流和泄洪布置 工程量大； 防渗土料的选择局限于粘性较大的细粒土，施工要 求偏严，单价较高； 缺乏大容量，高效率的施工机械。
2020/10/29
14
设计基本要求 具有足够的断面维持坝坡的稳定。边坡稳定和坝基 稳定是土石坝安全的基本保证。施工期、水库水位降 落以及地震作用在坝坡的荷载和土石料的抗剪强度指 标都将发生变化，应分别计算。 设置良好的防渗和排水设施以控制渗流。土石坝挡 水后，坝体内形成渗流，饱和区土石料承受上浮力， 减轻了抵抗滑动的有效重量；浸水后土石料的抗剪强 度降低；渗流力可对坝坡形成不良作用；渗流从坝坡、 坝基或河岸逸出时可能引起管涌、流土等渗流破坏。 设置防渗和排水设施可以控制渗流范围、改变渗流方 向、减小渗流的逸出坡降以增加坝坡、坝基和河岸的 抗滑和抗渗稳定，还有利于减小坝体和坝基的渗流量。
2020/10/29
10
三、土石坝工作特点
工作特点： 坝基与坝身是透水的。 上下游水位对土石坝边坡的影响。波浪、冰层能 冲刷和破坏坝坡，上下游水位升降对坝坡稳定有不 利影响。 大气降水与温度对坝体的影响。大气降水使坝面 土石流失，冬季结冰使土料膨胀，融化时形成孔穴 及裂缝，夏季炎热坝坡干燥出现裂缝 坝基及坝身沉降。一般施工质量好的土石坝沉陷 量为坝高的0.2～0.4%，1～2m，不均匀沉降要产生 裂缝，均匀沉降影响坝高。
2020/10/29
12
四、地基基本要求
岩石地基：
•具有足够的强度（一般都能满足，但对页岩与粘土岩应做软基处理） •岩石的整体性，避免断层，不能有大裂隙 •无造成滑动的软弱夹层 •岩石具有足够的抗水性，岩石浸水后不致溶解和软化 石灰岩、石膏
《水工建筑物》课件
方法
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。
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。
水库、水利枢纽、水工建筑物(ppt 74页)
水库在正常运用情况下，当发生设计洪水时，水库达到的 最高水位。 水工建筑物必须按这种水位进行设计。
(3) 校核洪水位—check flood level
水库在非常运用情况下，当发生校核洪水时，水库达到的 最高水位。 水工建筑物必须按这种水位进行校核。
(4) 汛前限制水位—preflood limit w. l.
在汛期来临之前，预先把水库放空一部分，以腾出库容多蓄 洪水，这时消落下来的水位。也称为汛期限制水位或防洪限 制水位。
(5) 死水位—dead water level
水库在正常运用情况下，允许消落的最低水位。为满足淤沙 或灌溉、发电、航运、供水、养殖、旅游等需要，水库必须 保持的最低水位 。 通常由发电最小水头和灌溉最低水位决定。
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
（二） 地形条件
• 不同的坝型对地形的要求不一样。在高山峡谷地区 不住水利枢纽，尽量减少高边坡开挖。坝址选在峡 谷地段，坝轴线短，坝体工程量小，但对布置泄水、 发电等建筑物以及施工导流均有困难。选用土石坝 坝型时，应注意库区内有无天然垭口或天然冲沟可 布置岸边溢洪道，上下游是否便于布置施工场地。 因此，经济与否由枢纽的总造价、总工期来衡量。 对于多泥沙及有漂木要求的河道，还应注意河流的 流态，在坝址选择时，要注意坝址的位置是否对取 水防沙及漂木有利。对有通航要求的水利枢纽还应 注意上下游河道与船闸、伐道等过坝建筑物的连接。 此外还希望坝轴线上游山谷开阔，在淹没没有损失 尽可能小的情况下，能获得较大的库容。
(3) 校核洪水位—check flood level
水库在非常运用情况下，当发生校核洪水时，水库达到的 最高水位。 水工建筑物必须按这种水位进行校核。
(4) 汛前限制水位—preflood limit w. l.
在汛期来临之前，预先把水库放空一部分，以腾出库容多蓄 洪水，这时消落下来的水位。也称为汛期限制水位或防洪限 制水位。
(5) 死水位—dead water level
水库在正常运用情况下，允许消落的最低水位。为满足淤沙 或灌溉、发电、航运、供水、养殖、旅游等需要，水库必须 保持的最低水位 。 通常由发电最小水头和灌溉最低水位决定。
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
（二） 地形条件
• 不同的坝型对地形的要求不一样。在高山峡谷地区 不住水利枢纽，尽量减少高边坡开挖。坝址选在峡 谷地段，坝轴线短，坝体工程量小，但对布置泄水、 发电等建筑物以及施工导流均有困难。选用土石坝 坝型时，应注意库区内有无天然垭口或天然冲沟可 布置岸边溢洪道，上下游是否便于布置施工场地。 因此，经济与否由枢纽的总造价、总工期来衡量。 对于多泥沙及有漂木要求的河道，还应注意河流的 流态，在坝址选择时，要注意坝址的位置是否对取 水防沙及漂木有利。对有通航要求的水利枢纽还应 注意上下游河道与船闸、伐道等过坝建筑物的连接。 此外还希望坝轴线上游山谷开阔，在淹没没有损失 尽可能小的情况下，能获得较大的库容。
水工建筑物(2).ppt
第三章 土石坝
四、土石坝的工作特点及基本要求
5.其他问题
冰冻、地震、动物筑窝等。总之，土坝的破坏是多方面 原因造成的
➢ 漫顶失事的占30% ➢ 坝坡坍塌失事的占25% ➢ 坝基渗漏失事的占25% ➢ 坝下涵管出问题的占13% ➢ 其它占7%
第三章 土石坝
四、土石坝的类型
按材料在坝体内的配置＋防渗体的位置分类
（3）结构简单，工作可靠，便于维修和加高、扩建 （4）施工技术简单，便于组织机械化快速施工
第三章 土石坝
三、土石坝的缺点
（1）坝身一般不允许泄洪 ➢ 需另建泄洪建筑物，往往给枢纽布置带来困难
（2）施工导流困难 ➢ 由于坝身不能溢流，要求施工期洪水全部通过导流隧洞
或涵洞排泄
（3）施工受气候条件影响比较大 ➢ 在恶劣气候如雨季和严寒冰冻情况，填土质量难以保证
合理选择土料、合理设计坝坡、认真作好地基处理，严 格控制坝体施工质量
第三章 土石坝
四、土石坝的工作特点及基本要求
2.渗流问题
散粒体渗透性强，而且渗流对散粒体的影响又十分显著 土坝挡水后，在上下游水位差作用下经坝体和地基向下游 渗透，产生渗透压力和渗透变形，严重时会导致坝体失事
浸润面：渗流在坝体内的自由水面 浸润线：坝体横剖面与浸润面的交线
第三章 土 石 坝
岳城水库 ➢ 河北磁县 ➢ 总库容10.9亿立方米 ➢ 主坝坝型为均质土坝 ➢ 最大坝高53米 ➢ 坝顶长度3570米 ➢ 泄洪方式岸边溢洪道
第三章 土 石 坝
从目前的发展看，我国的高心墙堆石坝建设目前仅具有设计 上的经验，缺乏工程建设和运行管理上的经验。目前我国已建 成的最高的心墙堆石坝是小浪底斜心墙堆石坝，坝高154米。 而目前在建和待建的大量工程均为300米级坝高的心墙堆石 坝工程，如何实现心墙堆石坝从目前的水平向300米级坝高跨越， 有许多技术难题亟待解决。而相对而言，国外的心墙堆石坝建 设实践相对丰富，在已建成的大坝中，位于哈萨克斯坦的努列 克（坝高300米）、墨西哥的奇科森（坝高261米）、印度的特 里（坝高260米）、哥伦比亚的瓜维奥（坝高247米）、加拿大 的买加（坝高242米）、美国的奥洛维尔（坝高230米）等均可 为我国的高心墙堆石坝建设提供有益的借鉴。
水工建筑物教材ppt课件
2.46
0.98
2.23
1.00
2.01 1.78 1.68 1.64 1.60 1.56 1.44 1.39 1.30 1.01
1.80 1.63 1.56 1.52 1.49 1.46 1.37 1.33 1.25 1.01
对计算风速，指水面以上10m高处10min多年最大平
均风速，当测点在水面上Zm处，应乘以高度修正系 数KZ（见表2-4）
表2-3
累积频率波高hp与平均波高Hm的比值
hp/Hm
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
p(%) 0.1 1 2 3 4 5 10 13 20 50
2.97 2.42 2.23 2.11 2.02 1.95 1.71 1.61 1.43 0.94
2.70 2.26 2.09 2.00 1.92 1.87 1.65 1.56 1.41 0.94
F i hG Eii/g
2）垂直地震惯性力
作用于质点i的垂直向地震惯性力代表值应按
下式计算：
F vvG Eii/g
以上二式中： Fi 、Fi—作用于质点i的垂直、水平地
震惯性力代表值，KN/m； ξ—地震作用的效应折减系数，一般取ζ=0.25；
地震作用力计算
（1）地震惯性力
地震时，各种水工建筑物随地壳而加速运动， 由于其自重而产生地震惯性力。地震惯力的 方向是任意的，和地震加速度的方向相反。 其可分为水平和竖向地震惯性力。
1）水平地震惯性力
采用拟静力法计算地震作用效应时，沿建筑物
高度作用于质点i的水平向地震惯性力代表值应按
下式计算：
求出hm、hp、Lm等，并根据坝闸前水深，计算作用 在坝闸上的波浪压力。
水工建筑物--水利水电枢纽工程设计方法 ppt课件
规律以及水与环境的相互作用和影响为研究内容，通
过测验、计算和模型试验等，预测河流水量、水质的
变化，并能为开发利用水资源，控制洪水和保护水环
境等提供基本依据的学科。
工程水文是流域防洪规划、水资源利用规划以及水
能开发规划中最重要的基础性工作，水文资料、水文
信息及其分析计算成果也是水利水电工程建设和运行
采用考古手段和方法，获得古洪水信息。
利用航测照片及卫星遥感资料。
ppt课件
16
三、水文分析计算的主要内容
水库水量平衡计算。 设计径流计算：用于确定正常蓄水水位和兴利库 容。 设计洪水计算：用于确定最高洪水水位和防洪库 容。
厂、坝区水位流量关系。 水文预测预报。 泥沙分析计算。在多沙河流上，泥沙淤积是影响
类型，即表面滑动、浅层p滑pt课动件 和深层滑动。
20
四、地质勘测新技术
航天航空遥感技术：利用卫星遥感图象进行一些 区域地质和地貌的宏观研究。
钻探技术：钻探是坝址工程地质研究的主要手段， 通过钻进岩层取出岩芯式样。
物理勘测技术：在钻孔中观测和定位各种地质现 象，如钻孔彩色电视。
弹性波CT技术：地球物理层析成像技术。 GPS和GIS技术：卫星定位技术。
从单一整体、功能有限的模型结构形式，逐步发展为分散 的、多层次的、且能协调作用的多功能模型系统；
从策略导向的个人决策模式，逐步由“决策过程导向”的 模式发展。
ppt课件
11
第二节 环境影响评价
一、水利水电工程的环境问题
跨流域调水、修建大坝导致河流水沙情势和生态环
境的变化。
水库淹没、移民安置和工程施工，对人群健康、自
9162020第四节工程地质研究一基本概念水利水电工程地质是工程地质中专门研究与水利水电工程建设有关地质问题的学科研究工程区域的地形地貌地层岩性地质构造水文地质条件物理地质现象岩土物理力学参数研究工程地质条件与建设工程及各建筑物的相互作用和影响