水电站-水工基础知识

水电站－水工知识
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五、水利水电工程的分等和水工建筑物的分级
（三）
工程等别 I Ⅱ Ⅲ
水工建筑物级别
次要建筑物 3 3 4
主要建筑物 1 2 3
IV
V
4
5
5
5
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五、水利水电工程的分等和水工建筑物的分级




永久性建筑物：指枢纽工程运行期间使用的建筑 物，根据其重要性分为： 主要建筑物：指失事后将造成下游灾害或严重影 响工程效益的建筑物。如：坝、泄洪建筑物、输水建 筑物及电站厂房。 次要建筑物：指失事后不致于造成下游灾害或对 工程效益影响不大，易于恢复的建筑物。例如：失事 后不影响主要建筑物和设备运行的挡土墙、导流墙、 工作桥及护岸等。 临时建筑物系指枢纽工程施工期间使用的建筑物。 如：导流建筑物。
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六 洪水标准

4、洪水总量：洪水过程通过某一过水断面的水体总量。 5、洪水三要素：峰、型、量。


（二）、洪水频率与重现期 1、洪水频率：P=m/n m:在某一间断观测资料中大于或等于某一变量的累 积次。 n:观测资料的总次数。 2、重现期：某一个变量在长时间内平均多少年出 现一次，这个平均间隔期即重现期，N=1/p。
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六 洪水标准
（三）山区、丘陵区水利水电工程 永久性水工建筑物洪水标准[重现期（年）]
水工建筑物级别 项目 设计 校 核 土石坝 1 1000～500 可能最大洪水 （PMF）或 10000～5000 5000～2000 2 500～100 5000～ 2000 3 100～50 2000～1000 4 50～30 1000～300 5 30～20 300～200
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四
水库的特征水位和库容
5、设计洪水位和拦洪库容： 当遇到大坝设计标准洪水时，水库经调洪后，坝 前达到的最高水位，称为设计洪水位。它至防洪限制 水位间的水库容积称为拦洪库容。 6、校核洪水位和调洪库容： 当遇到大坝校核标准洪水时，水库经调洪后，坝 前达到的最高水位，称为校核洪水位。它至防洪限制 水位间的水库容积称为调洪库容。
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四

水库的特征水位和库容


1、水库分类： A、日调节：只能对当日的天然来水量进行重新 分配，可以承担负荷变化。 B、周调节：只能对一周内的天然来水量进行重 新分配，可以承担负荷变化。 C、年调节：汛期将多余水量蓄在水库内，供枯 水期使用，调节周期为一年。 D、多年调节：把丰水年多余水量拦蓄在水库内， 补充枯水年水量的不足。
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二、河流的水文特性




1、丰水年 某些年份雨量大，河流水量多，称为丰水年。 2、 枯水年 某些年份雨量少，河流水量少，称为枯水年。 3、汛期（洪水季节） 一年中，一般来说，夏秋季节雨量大，河流水量 多，称为汛期或洪水季节。（5月-10月） 4、枯期 冬春季节雨量小，河流水量小，称为枯期。（11 月至次年4月）


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三 水工建筑物的分类

（3）水运建筑物 保证河流通航及浮运木材而修建 的建筑物，如船闸、升船机、筏道等。 （4）给水、排水建筑物 如自来水厂的抽水站、滤


水池和水塔，以及排除污水的下水道等。 （5）、渔业建筑物 为了使河流中的鱼类通 过闸坝而修建的鱼道、升鱼机等。
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水工专业知识
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一 河流的水文要素



1、水位 河流某断面某时刻的水位，是指该时 刻在某断面的水面对于国家规定的水准零点的高程， 以米为单位。1956年国家规定各水准点采用黄海高程 系统，即以青岛验潮站求得的黄海多年平均海水面为 统一的高程零点基面。 （1）绝对高程：点X至大地水准面的铅垂距离， 又称为海拔。 （2）相对高程：点A与点X之间的铅垂距离。
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六 洪水标准

（一）、洪水特性： 1、洪水可分为： A、雨洪：由于暴雨形成的洪水。 B、春汛：由于融雪形成的洪水。 2、洪水过程线：描述洪水随时间变化的曲线，Q=F （T）。 3、洪峰流量：洪水过程最大达到的流量（某一时断）
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混凝土坝、 浆砌石坝
2000～ 1000
1000～500
500～200
200～100
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六 洪水标准
（四）水电站厂房洪水标准[重现期（年）]
水电站厂房级别 1 设计 200 校核 1000
2 3
4 5
200～100 100～50
50～30 30～20
500 200
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三 水工建筑物的分类


水工建筑物： 为满足发电、灌溉、供水等方面的效益，需要在 河流的适宜河段修建不同类型的建筑物，用来控制和 支配水流。这些建筑物通称为水工建筑物 水利枢纽：由不同水工建筑物组成的综合体称为 水利枢纽。 水工建筑物种类繁多,按其作用,可以分为以下几 类:一般性建筑物与专门建筑物。 （一）、一般性建筑物（不仅为某一水利事业部 门服务的水工建筑物）
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四
水库的特征水位和库容
1、死水位和死库容 指在正常运用情况下，允许水库消落的最低水位。 死水位以下的库容称为死库容或垫底库容。 2、正常蓄水位和兴利库容： 在正常运行条件下，为了满足兴利部门枯水期的正常用水，水库在供水 开始时应蓄到的最高水位，叫正常蓄水位，又称正常高水位。 正常蓄水位到死水位之间的库容，是水库实际可用于径流调节的库容， 称为兴利库容，又称调节库容或有效库容。 正常蓄水位与死水位之间的深度，称为消落深度，又称工作深度。
小(2)型 0.01～0.001
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五、水利水电工程的分等和水工建筑物的分级
（二）拦河水闸工程分等指标
工程等别 I Ⅱ Ⅲ IVV V 工程规模 大(1)型 大(2)型 中型 小(1)型 小(2)型 过闸流量(m3/s) ≥5000 5000～1000 1000～100 100～20 <20
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四
3
水库的特征水位和库容
防洪限制水位和结合库容： 水库在汛期允许蓄水的上限水位，又称汛期限制 水位。防洪限制水位与正常蓄水位之间的库容，称为 结合库容，又称共用库容。 4 防洪高水位和防洪库容： 水库下游有防洪要求时，遇到下游防护对象的设 计标准洪水时，水库经调洪后，坝前达到的最高水位， 称为防洪高水位。 防洪高水位至防洪限制水位间的库容称为防洪库 容。
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三 水工建筑物的分类




(1)、挡水建筑物 用以拦截水流，抬高水位或形成水库，如各种闸、 坝以及为抗卸洪水或挡潮沿江河海岸修建的提防等。 （2）泄水建筑物 用以宣泄多余水量、泥沙和冰凌或人防、检修而 放空水库、渠道等以保证坝和其它建筑物的安全。如 溢流坝、溢洪道、泄洪洞等。 （3）取水建筑物 用以自水库和河流取水以供灌溉、发电、给水的需 要，如进水闸、抽水站。 （4）输水建筑物
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一 河流的水文要素



泥沙按其不同的运动方式可分为悬移质和推移质。 悬移质是指悬浮在水中水流向下移动的泥沙。 推移质是指贴近河床的一层为水流推动而下移的泥 沙。 同一泥沙颗粒是悬移质还是推移质，一方面取 决于自身的重量，另一方面取决于水流的速度。一般 而言，河流中悬移质的数量多余推移质。
100 50
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七、取水枢纽工程



为了从水源引取符合一定要求的水流，以满足灌溉， 发电，城市工业和生活用水部门的需要，在渠首兴建 的取水建筑物的综合体，称为取水枢纽工程。取水枢 纽有两大类，一是自流取水，一是机械抽水。自流取 水有以下三种： 1）无坝取水枢纽。当河道枯水期水位流量能满足发 电引水要求时，不必在河床上修建拦河建筑物，只需 在适宜的地点修建必要的建筑物引水。这种枢纽不能 控制河道水位流量，枯期的引水可靠性差。无坝取水 枢纽的布置： A：位于弯道凹岸取水枢纽的布置 利用河流弯道环流原理，取水口建在河流的弯道凹
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三 水工建筑物的分类
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、引水函管、渠道、渡槽等。 （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，如导流堤、护底和护岸等。 （二）、专门性建筑物 （1）水电站建筑物 如水电站的压力管道、压力 前池、调压井和电站厂房等。 （2）灌溉建筑物 如灌溉渠道上的节制闸、分 水闸和倒吸虹等。
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一

河流的水文要素



2、流量 河流某断面某时刻的流量，是指在该时刻单位时间内流经 该断面的水体积。 测验方法很多，常用的方法为流速面积法，其中包括流速仪 测流法、浮标测流法、比降面积法。流速仪测流法和浮标测流 法是通过测量流速和断面来推求流量，则是我国目前使用的基 本方法。 3、降水量：指一定时段内降落在某一点或某一面积上的雨 量，单位为mm，记至小数后一位。（日雨量是以每天上午8点作 为分界，将本日8点至次日8点的降水量作为本日的降水量。） 4、含沙量 河流某断面某时刻的含沙量，是指单位体积的浑水中所含 悬移质的干重量。
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水库的特征水位和库容
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五、水利水电工程的分等和水工建筑物的分级


1. 工程等别（《水利水电工程等级划分 及洪水标准》SL252-2000） 本标准自2000年8月1日起实施。 1.1.1 水利水电工程的等别，应根据其工 程规模、效益及在国民经济中的重要性，按表 下表确定。
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四

水库的特征水位和库容

2、水库的特性曲线：水位~库容曲线（Z~V曲 线）。 3、水库的特征水位和库容： 水库的水面高程称为库水位，库水位以下 的蓄水体积称为库容。水库的总库容可分为死 库容、兴利库容和防洪库容三部分，由各种库 水位划分。
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五、水利水电工程的分等和水工建筑物的分级
（一）水利水电工程分等指标
工 程 等 别 I Ⅱ Ⅲ IV V 大(1)型 大(2)型 中型 小(1)型 工程规模 防洪 治涝 灌溉 供水 发电 装机容量 (104kW) ≥120 120～30 30～5 5～1 <1 水库总库容 保护城镇及工 保护农田 治涝面积 灌溉面积 供水对象重 (108m3) 矿企业的重要 (104 亩) (104 亩) (104 亩) 要性 性 ≥10 10～1.0 1.0～0.10 0.10～0.01 特别重要 重要 中等 一般 ≥500 500～100 100～30 30～5 <5 ≥200 200～60 60～15 15～3 <3 ≥150 150～50 50～5 5～0.5 <0.5 特别重要 重要 中等 一般
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二、河流的水文特性



5、过程线 表示水文要素随时间变化的曲线称为过程线。 6、流量（或水位）过程线 以横坐标表示时间，纵坐标表示流量（或水位）， 按照时间顺序将逐日平均流量（或水位点绘在纸上， 连接各点的曲线，即为流量（或水位）过程线。 7、洪水过程线 为研究一次洪水而绘制的短期流量过程线称为洪 水过程线（一般以瞬时流量为纵坐标，以时间为横坐 标。）
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二、河流的水文特性

8、洪峰流量：一次洪水的最大流量称为洪峰流量。 9、洪水总量：一次洪水的总流量称为洪水总量。 10、洪水历时：洪水涨落所经历的时间称为洪水历时。 11、重现期 指平均多少年可能出现一次（或多少年一遇）。 例如，百年一遇的洪水流量为800m3/s的洪水，就是 指平均一百年可能出现一次流量800m3/s的洪水，也 可以说等于或大于800m3/s的洪水的频率是1%。