水利水电工程概论ppt课件
合集下载
水利水电工程概论节水工隧洞PPT课件
第1页/共37页
水工隧洞可以设计成有压的，也可以设计 成无压的。即使是在同一条隧洞中，以主 闸门为界，闸门前有压，闸门后为无压的。 但是在隧洞的同一段内，除了流速低的导 流隧洞外，应严禁出现时而有压，时而无 压的明满交替的流态，以免造成因此引起 的震动与空蚀。
第2页/共37页
二、 水工隧洞的工作特点 1．深式过水建筑物的特点 （1）泄水隧洞出口流速高，单宽流量大，能 量集中，消能防冲措施要求较高。 （2）进口处于水下较深处，闸门承受的水压 力大，要求闸门刚度大，启闭机容量大。 （3)高水头无压泄水隧洞，容易在高速水流的 作用下引起的振动及洞身空蚀破坏。 （4)有压隧洞往往承受较大的内水压力，要求 有一定厚度的围岩和足够强的衬砌。
第30页/共37页
2)回填灌浆 回填灌浆的目的在于填充衬砌与围 岩之间的空隙，保证衬砌与围岩紧密结合，改善传 力条件及减少渗漏。回填灌浆多在顶拱中心角～以 内布置。孔距和排距一般为2～6m，灌浆压力常采 用0.2～0.3Mpa，孔深应深入围岩5cm以上。 3.防渗与排水
——闸门处孔的面积；
——作用水头。
h
第21页/共37页
在工作闸门之后的陡坡段,可用能量方程分别求出 其水面曲线。为保证洞内为明流状态，洞内必须留 有一定的净空。当流速较低，通气很好时，要求净 空面积不小于断面面积的15%，且净空高度不小于 40cm。当流速较大时，还因考虑掺气的影响，在 掺气水面以上的净空约为洞身断面积的15～20%； 对圆拱直墙式断面，水流波峰应限制在直墙范围以 内。
第25页/共37页
（2）受力衬砌 受力衬砌按其结构又可分为单层 衬砌、组合衬砌、预应力衬砌和喷锚衬砌等四种。 1）单层衬砌 单层衬砌是指由混凝土、钢筋混凝土、 喷混凝土及浆砌石等做成的衬砌。适用于中等地质 条件、高水头、高流速、大跨度的情况。衬砌的厚 度应根据受力、抗渗、结构和施工要求分析确定。 一般约为洞径和跨度的1/8～1/12。单层整体混凝 土衬砌，其厚度不宜小于20cm；单层钢筋混凝土 衬砌不宜小于25cm；双层钢筋的不宜小于30cm。
水工隧洞可以设计成有压的，也可以设计 成无压的。即使是在同一条隧洞中，以主 闸门为界，闸门前有压，闸门后为无压的。 但是在隧洞的同一段内，除了流速低的导 流隧洞外，应严禁出现时而有压，时而无 压的明满交替的流态，以免造成因此引起 的震动与空蚀。
第2页/共37页
二、 水工隧洞的工作特点 1．深式过水建筑物的特点 （1）泄水隧洞出口流速高，单宽流量大，能 量集中，消能防冲措施要求较高。 （2）进口处于水下较深处，闸门承受的水压 力大，要求闸门刚度大，启闭机容量大。 （3)高水头无压泄水隧洞，容易在高速水流的 作用下引起的振动及洞身空蚀破坏。 （4)有压隧洞往往承受较大的内水压力，要求 有一定厚度的围岩和足够强的衬砌。
第30页/共37页
2)回填灌浆 回填灌浆的目的在于填充衬砌与围 岩之间的空隙，保证衬砌与围岩紧密结合，改善传 力条件及减少渗漏。回填灌浆多在顶拱中心角～以 内布置。孔距和排距一般为2～6m，灌浆压力常采 用0.2～0.3Mpa，孔深应深入围岩5cm以上。 3.防渗与排水
——闸门处孔的面积；
——作用水头。
h
第21页/共37页
在工作闸门之后的陡坡段,可用能量方程分别求出 其水面曲线。为保证洞内为明流状态，洞内必须留 有一定的净空。当流速较低，通气很好时，要求净 空面积不小于断面面积的15%，且净空高度不小于 40cm。当流速较大时，还因考虑掺气的影响，在 掺气水面以上的净空约为洞身断面积的15～20%； 对圆拱直墙式断面，水流波峰应限制在直墙范围以 内。
第25页/共37页
（2）受力衬砌 受力衬砌按其结构又可分为单层 衬砌、组合衬砌、预应力衬砌和喷锚衬砌等四种。 1）单层衬砌 单层衬砌是指由混凝土、钢筋混凝土、 喷混凝土及浆砌石等做成的衬砌。适用于中等地质 条件、高水头、高流速、大跨度的情况。衬砌的厚 度应根据受力、抗渗、结构和施工要求分析确定。 一般约为洞径和跨度的1/8～1/12。单层整体混凝 土衬砌，其厚度不宜小于20cm；单层钢筋混凝土 衬砌不宜小于25cm；双层钢筋的不宜小于30cm。
水利水电工程概论课件
❖水利水电工程概论❖第一章绪论❖第一节水资源与水利工程❖水资源是人类生存及社会发展的一项基本因素，随着生产的发展和生活水平的不断提高，人们对水的要求日益增多，而大自然的来水：地域、年际、年内分配不均，使来水与供水的矛盾日益尖锐，解决这种矛盾的根本措施是修建水利工程。
❖第一节水资源与水利工程❖第一节水资源与水利工程❖第一节水资源与水利工程❖人均水资源量（1950~2050）❖第一节水资源与水利工程❖第一节水资源与水利工程❖最大的世界性问题──水匮乏❖世界银行最新提供的报告警告：世界上近40%的人口难保有足够的洁净用水。
水资源已经到了严重不足的阶段。
一些环境和资源学家也指出，不远的将来，水缺乏将成为地球环境方面最大的难题。
❖第一节水资源与水利工程❖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。
❖水利工程对水资源的综合利用主要包括:❖水电站的优缺点能源回报率(Energy payback ratio)--以火力发电厂为例运行期内发出的所有电力建设期、运行期消耗的所有电力(Luc Gagnon，hydro2009)➢消耗的所有电力包括建设期、运行期所消耗的所有电力既包括直接能源消耗，如机械设备运行、照明耗能等，也包括建筑材料、煤炭等制造、运输等过程的耗能。
❖我国水电建设从解放初期装机16万千瓦，发展到2002年底装机8607万千瓦，尽管在发展进程中曾数度遭遇困难和挫折，但是仍然顽强地发展，从弱到强，由小到大。
❖在不同的历史时期，我国水电事业曾受到不同因素的制约，先后经历了技术制约、投资制约、市场制约和生态制约四个发展阶段。
❖1.技术制约阶段❖新中国成立初期，我国水电事业受建筑材料和技术等因素制约，发展速度缓慢。
由于缺乏科学的筑坝技术和现代化的建筑材料、施工机械，修建大坝主要靠人扛肩挑，机械化水平极低，制约了水电事业的发展。
❖如今技术制约阶段早已成为过去，中国目前有能力设计、修建任何类型的大坝。
水利水电工程概论课件 第6章 水电站
潮汐：潮汐现象是海水因受日月引力 而产生的周期性升降运动，即海水的潮涨 潮落。
潮汐发电原理：利用潮水涨、落产生 的水位差所具有势能来发电的，也就是把 海水涨、落潮的能量变为机械能，再把机 械能转变为电能（发电）的过程。
潮汐发电原理
单向
仅在退潮时利用池中高水
潮汐
位与退潮低水位的落差发
潮
电站
电。
汐
电
坝
河床式 ( H＜30~40m)
式
水
电
引水道布置于坝内
站
厂房位置
坝后式
坝后式厂房 坝内式厂房
引水道布置于河岸
河岸式厂房
河床式水电站
当水头较小，厂房本身能承受水压力，与坝并排 建在河道中，而成为挡水建筑物的一部分。 工程实例：葛洲坝水电站，富春江水电站。
坝后式厂房
适用于水头较高的电站，厂房设置在坝后，厂 房本身不起挡水作用。典型实例：三峡水电站。
易于制作 ▪ 缺点：相同水头损失下，造价较高 ▪ 布置：平面尺寸大，与前室、调压室连接困难 ▪ 适用：(1) 单机流量大、长度短的地下埋管或明管；
(2) 混凝土坝内管道
▪ 压力管道的供水方式Ⅱ
2．联合供水： 一根主管，向多台机组供水。单机规模大，多分
岔管。机组前设快速阀门。 ▪ 优点：相同水头损失下，造价较低 ▪ 缺点：结构复杂（岔管）、灵活性差 ▪ 布置：较容易 ▪ 适用：广泛应用于地下埋管和明管，机组数较
6.3 压力管道的功用和类型
▪ 压力管道的概念
水库 引水管道末端的前池 调压室
有压状态
全部或大 部分水头
水轮机
对坝式电站，压力管道的起点一般是水库进 水口；对无压引水式的电站，压力管道的起点一 般是压力前池；对有压引水式电站，压力管道的 起点一般是从调压室开始。
潮汐发电原理：利用潮水涨、落产生 的水位差所具有势能来发电的，也就是把 海水涨、落潮的能量变为机械能，再把机 械能转变为电能（发电）的过程。
潮汐发电原理
单向
仅在退潮时利用池中高水
潮汐
位与退潮低水位的落差发
潮
电站
电。
汐
电
坝
河床式 ( H＜30~40m)
式
水
电
引水道布置于坝内
站
厂房位置
坝后式
坝后式厂房 坝内式厂房
引水道布置于河岸
河岸式厂房
河床式水电站
当水头较小，厂房本身能承受水压力，与坝并排 建在河道中，而成为挡水建筑物的一部分。 工程实例：葛洲坝水电站，富春江水电站。
坝后式厂房
适用于水头较高的电站，厂房设置在坝后，厂 房本身不起挡水作用。典型实例：三峡水电站。
易于制作 ▪ 缺点：相同水头损失下，造价较高 ▪ 布置：平面尺寸大，与前室、调压室连接困难 ▪ 适用：(1) 单机流量大、长度短的地下埋管或明管；
(2) 混凝土坝内管道
▪ 压力管道的供水方式Ⅱ
2．联合供水： 一根主管，向多台机组供水。单机规模大，多分
岔管。机组前设快速阀门。 ▪ 优点：相同水头损失下，造价较低 ▪ 缺点：结构复杂（岔管）、灵活性差 ▪ 布置：较容易 ▪ 适用：广泛应用于地下埋管和明管，机组数较
6.3 压力管道的功用和类型
▪ 压力管道的概念
水库 引水管道末端的前池 调压室
有压状态
全部或大 部分水头
水轮机
对坝式电站，压力管道的起点一般是水库进 水口；对无压引水式的电站，压力管道的起点一 般是压力前池；对有压引水式电站，压力管道的 起点一般是从调压室开始。
第五章 水利工程概论PPT课件
取水工程（渠首工程）
❖渠首的主要作用是引进河道或水库中的水以满足灌溉 、发电、工业和生活用水需要，是农田水利工程中的重 要建筑物之一。
灌溉取水方式示意图
有坝取水
有坝取水工程示意图
泵站
有引水渠泵站布置图
取水工程（渠首工程）
❖ 无坝取水：不在河流中修建拦河坝，直接引水灌溉。适用 于不经调节，河流水位、流量就能满足灌区用水要求时。
第五章 水利工程概述
你眼中的水利工程？
我国水资源现状
❖ 优点：水资源丰富，可开发利用的水能资源居世界首位。 水资源理论蕴藏量为6.76亿千瓦，其中可开发量3.78亿千 瓦（占全世界可开发水能资源总量的16.7％） ，年发电量 19200亿千瓦时。
❖ 缺点：水资源在时间和地域上的分布经常与对它的需要不 一致。（南多北少，春夏多秋冬少）
水的作用使得水工建筑物工作条件特殊，除一般荷载外，还要 承受水压力、浪压力、冰压力、渗透力、冻胀力等。
水利水电工程地质条件复杂多变，需对地基进行细致周密的处 理和研究。
水利水电工程施工受气候、温度等影响大。
❖ 大型水工结构不仅对社会、经济有很大影响，对自然环 境、生态环境也会产生很大的影响
通过防洪、农田水利、水力发电、港口、航运等为人类造福。 改变自然面貌，对自然环境产生影响（可能是积极的也可能带
中国七大江河
项目
长江
流域面积（万km2） 河长（km）
180.9 6300
年均降水深（mm） 1070
年均径流量（亿m3） 9513
注入
东海黄河 5Leabharlann 2 5464 475 658 渤海
松花江 55.7 2308 527 62 黑龙江
珠江 辽河 海河
水利水电工程概论课件-第2章
1、海洋水；
2、地表水（冰川与冰盖、湖泊、沼泽、河流）；
3、地下水（含重力水、地下水）、土壤水、大气 水和生物水等。
具体分布详见如下：
精选ppt
4
第一节 水文学与水力学
全球各水体水量分布（亿m³）：
水体种类
水量
淡水
咸水
海洋水 地表水 地下水 土壤水 大气水 生物水
133,8000 24254.1
23700 16.5 12.9 1.12
精选ppt
13
第一节 水文学与水力学
1、规划设计阶段：
水文计算的主要任务是确定工程的规模。 工程规模与河流水量的估算有关。工程的规划 设计需要水文计算来提供未来工程使用期间的 水文情势。
如果河流水量估算过大，就会使工程规模 过大，造成资金浪费。反之，若水量估算过小， 则工程规模过小，导致工程不安全，同时不能 充分利用水资源，造成水资源的浪费。
不到合格的清洁服务；每天大约有6000名儿童死于不
卫生的水和不合格的卫生和清洁条件所引起的疾病—
—相当于每天有20架大型客机坠毁；不卫生的水和不
清洁的环境估计造成了发展中国家所有疾病的80％。
精选ppt
8
第一节 水文学与水力学
1.2 水文学 一、水资源： 水资源特指地球上可供人类利用的淡水，通常 指陆地水，又称陆地水资源，简称水资源。 对人类最为实用的水资源，是陆地降水量、江 河径流量和浅层地下淡水量。 江河径流量是人类最重要和最经常利用的水资 源。
LOGO
水利水电工程概论
精选ppt
申艳 2008年8月19日
1
第二章 基础知识
1
水文学与水力学
2
工程地质
精选ppt
水利水电工程概论课件第6章 水电站建筑物
由于影响旋涡产生的因素很多，有些因素 无法定量估算，上式只能用来初估淹没深度。
在工程实践中，受地形限制及复杂的行近水 流边界条件影响，要求进水口在各种运行情况 下完全不产生旋涡是困难的，关键是不应产生 漏斗状吸气旋涡。此外，通过水力模型试验研 究并采取相应的工程措施，如在旋涡区加设浮 排和防涡梁等也有助于避免或消除旋涡。根据 统计，国内进水口淹没深度一般大于0.8d，个 别坝式进水口淹没深度仅为0.5d。
1、位置： 布置原则：合理布置进水口在枢纽总体中的位置。 ① 保持水流平顺、对称，不发生回流和漩涡，不出 现淤积，不聚集污物，泄洪时仍能正常进水。 ② 进水口后接压力隧洞，应与洞线布置协调一致， 要选择地形、地质及水流条件均较好的位置。
❖ 有压进水口
2、高程
① 顶部高程: 保证在最低运行水位以下 有足够淹没深度，淹没深度以不产生漏斗状 吸气旋涡为原则，防止引水道出现负压。
适用条有压进水口
5、主要设备
拦污栅 检修闸门 工作闸门
充水阀 通气孔
拦污栅、检修闸门、工作闸门
② 检修闸门：设在事 故闸门上游测，当检修 工作闸门及其门槽时用 于堵水。一般在静水中 开启和关闭。
③ 工作闸门： 当机组
或引水道内发生事故时，
紧急关闭闸门切断水流，
※2．有压进水口：供水入压力水道。 如压力管道和压力隧洞。 一般适用于河流水位变幅大或从水库引 水的水电站，即有压引水式、坝后式和 混合式电站。
无压引水式水电站 供水入无压水道。无压进水口后引水道是无压的。
有压引水式水电站 供水入有压水道。有压进水口后引水道是有压的。
有压引水式、坝后式、混合式
❖ 有压进水口
第二章 进水口及 引水建筑物
• 2.1 进水口 • 2.2 沉沙池 • 2.3 引水道 • 2.4 压力前池
水利水电工程PPT课件
土木工程概论 水利水电工程
本章内容
9.1 农田水利工程 9.2 水电工程 9.3 防洪规划 9.4 前景展望
引言
都江堰水利工程
都江堰及其示意图
引言
从古到今人类为了生存和发展的需要，采取各种措施， 对自然界的水和水域进行调控，以防治水旱灾害，开发利 用和保护水资源。
用于调控自然界的地表水和地下水，以达到除害兴利 目的而兴建的工程称为水利工程。
9.3.2 防洪工程
1、定义：是控制、防御洪水以减免洪灾损失所 修建的工程。主要有堤、河道整治工程、分洪 工程和水库等。
2、分类：按功能和兴建目的分为：挡、泄（排） 和蓄（滞）。
9.3.2 防洪工程
一、堤坝 1、它是沿河、渠、湖、海岸边或行洪区、分洪区（蓄 洪区）、围垦区边缘修筑的挡水建筑物。 2、常见形式有：土堤、石堤、防洪墙、及较先进的橡 胶坝。
三、水库
1、水库是用坝、堤、水闸、堰等工程，于山谷、 河道或低洼地区形成的人工水域。
防洪包括防御洪水危害人类的对策、措施和 方法。其基本内容可分为建设、管理、防汛和科 学研究。
9.3.1 防洪规划
1、定义：是指为防治某一流域、河段或者区域 的洪涝灾害而制定的总体部署。
2、原则：统筹规划、综合利用、蓄泄兼筹、因 地制宜、区别对待。
3、内容：收集资料、洪水分析、拟定规划目标 与防洪标准、制定防洪方案、确定防洪高度、 防洪效益分析。
河南信阳市 浉河橡胶坝工程
9.3.2 防洪工程
二、河道整治
1、河道整治包括控制和调整河势，裁弯取直，河 道展宽和疏浚。
2、分洪是当河道洪水位将超过保证水位或流量将 超过安全泄量时，为保障保护区安全，而采取的分 泄超额洪水的措施；是牺牲局部，保存全局的措施。
本章内容
9.1 农田水利工程 9.2 水电工程 9.3 防洪规划 9.4 前景展望
引言
都江堰水利工程
都江堰及其示意图
引言
从古到今人类为了生存和发展的需要，采取各种措施， 对自然界的水和水域进行调控，以防治水旱灾害，开发利 用和保护水资源。
用于调控自然界的地表水和地下水，以达到除害兴利 目的而兴建的工程称为水利工程。
9.3.2 防洪工程
1、定义：是控制、防御洪水以减免洪灾损失所 修建的工程。主要有堤、河道整治工程、分洪 工程和水库等。
2、分类：按功能和兴建目的分为：挡、泄（排） 和蓄（滞）。
9.3.2 防洪工程
一、堤坝 1、它是沿河、渠、湖、海岸边或行洪区、分洪区（蓄 洪区）、围垦区边缘修筑的挡水建筑物。 2、常见形式有：土堤、石堤、防洪墙、及较先进的橡 胶坝。
三、水库
1、水库是用坝、堤、水闸、堰等工程，于山谷、 河道或低洼地区形成的人工水域。
防洪包括防御洪水危害人类的对策、措施和 方法。其基本内容可分为建设、管理、防汛和科 学研究。
9.3.1 防洪规划
1、定义：是指为防治某一流域、河段或者区域 的洪涝灾害而制定的总体部署。
2、原则：统筹规划、综合利用、蓄泄兼筹、因 地制宜、区别对待。
3、内容：收集资料、洪水分析、拟定规划目标 与防洪标准、制定防洪方案、确定防洪高度、 防洪效益分析。
河南信阳市 浉河橡胶坝工程
9.3.2 防洪工程
二、河道整治
1、河道整治包括控制和调整河势，裁弯取直，河 道展宽和疏浚。
2、分洪是当河道洪水位将超过保证水位或流量将 超过安全泄量时，为保障保护区安全，而采取的分 泄超额洪水的措施；是牺牲局部，保存全局的措施。
(水利水电工程概论课件)第6章水电站
特点：这种管道布置灵活，能和围岩共同承 担水压力，并且运行不受干扰，维护简单。但是 在地下水压较大的地方，管道受外压失稳的威胁 比较大，因此对地下埋管一般需要进行衬砌。
地下埋管示意图
按照衬砌形式的不同，将地下埋管分为以下四类：
分类
适用条件
应用情况
不衬砌 地质条件很好
喷锚或钢筋 混凝土衬砌
地质条件稍差
1、坝式水电站
原理: 利用筑坝集中河道落差，形成水头。 优点: 水头高（水头由坝高决定），调节性 能好; 引用流量较大，电站的规模也大，水能利 用较充分，综合利用效益高。 缺点: 淹没多、移民工作量大。投资大，工 期长。 适用条件: 河道坡降较缓，流量较大，并有 筑坝建库的条件。
坝式水电站分类
厂房位置
▪ 组成 1）从设备布置及运行要求的空间划分：
①主厂房：布置机组及其辅助设备的主机间和安 装、检修设备的装配场组成。
②副厂房：电站运行、控制、监视、通讯、试验 、管理等房间。
③主变场：布置主变压器场所。
④开关站：布置高压配电设备，高压开关、母线 保护设备等。
主厂房：主机间 + 安装、检修设备的装配场
特点：它由于进水口设于坝体，结构 紧凑简单，因此引水长度最短，水头损失 小，机组调节保证条件好。但是管道的安 装会干扰坝体施工，同时，坝内埋管空腔 会削弱坝体，使坝体应力恶化。
混凝土坝身管按照管道在坝身 上的不同位置，可以分为以下三类：
a．坝内埋管 (penstock embedded in dam)
副厂房：电站运行、控制、监视、通讯、试验、 管理等房间。应紧靠主厂房，基本上布置在主厂 房的上游侧，下游侧和端部。
主变压器：电流运输损失随电压增加而减小。出 厂布置升压变压器，用户端布置降压变压器。
地下埋管示意图
按照衬砌形式的不同，将地下埋管分为以下四类：
分类
适用条件
应用情况
不衬砌 地质条件很好
喷锚或钢筋 混凝土衬砌
地质条件稍差
1、坝式水电站
原理: 利用筑坝集中河道落差，形成水头。 优点: 水头高（水头由坝高决定），调节性 能好; 引用流量较大，电站的规模也大，水能利 用较充分，综合利用效益高。 缺点: 淹没多、移民工作量大。投资大，工 期长。 适用条件: 河道坡降较缓，流量较大，并有 筑坝建库的条件。
坝式水电站分类
厂房位置
▪ 组成 1）从设备布置及运行要求的空间划分：
①主厂房：布置机组及其辅助设备的主机间和安 装、检修设备的装配场组成。
②副厂房：电站运行、控制、监视、通讯、试验 、管理等房间。
③主变场：布置主变压器场所。
④开关站：布置高压配电设备，高压开关、母线 保护设备等。
主厂房：主机间 + 安装、检修设备的装配场
特点：它由于进水口设于坝体，结构 紧凑简单，因此引水长度最短，水头损失 小，机组调节保证条件好。但是管道的安 装会干扰坝体施工，同时，坝内埋管空腔 会削弱坝体，使坝体应力恶化。
混凝土坝身管按照管道在坝身 上的不同位置，可以分为以下三类：
a．坝内埋管 (penstock embedded in dam)
副厂房：电站运行、控制、监视、通讯、试验、 管理等房间。应紧靠主厂房，基本上布置在主厂 房的上游侧，下游侧和端部。
主变压器：电流运输损失随电压增加而减小。出 厂布置升压变压器，用户端布置降压变压器。
水利水电工程概论(第一章)
飞沙堰的作用主要是当内江的水量超过宝瓶口流量上限时，多余 的水便从飞沙堰自行溢出；如遇特大洪水的非常情况，它还会自行 溃堤，让大量江水回归岷江正流。另一作用是“飞沙”，飞沙堰将 岷江上游带来的泥沙和卵石，甚至重达千斤的巨石，从这里抛入外 江（主要是巧妙地利用离心力作用），确保内江通畅。
关于杨柳湖工程
径流深 度(mm)
539 741 167
688
454 510 1031 237 75 863
四、要树立全方位的“水意识” 干旱缺水（水少）（08年底-09年初）
缺水类型 资源型缺水
产生原因 降水分布不均、自然地理差异
工程型缺水 供水工程缺乏或老化失修严重
增长型缺水 水质型缺水
人口和经济发展快速增长 污水未达标排放
的通航设施。沿南渠走不远，有一座明清风格的建筑四贤祠，它因纪
念四位在灵渠修建和维修过程中的杰出先贤而得名。还有一座三将墓，
是后人为了纪念秦时兴修灵渠的刘、张、李三将军的功德而建的。
灵渠自 1937 年铁路、公路通车后不再用作交通，但仍灌溉着两岸 的农田。现在，灵渠的流水依然清澈，大部分河段保存良好。它的濯 濯清流仍浇灌着两岸的 4 万余亩农田，并供应着城乡居民的生产生 活用水。
时空分布不均匀（世界）
3000
2500
2000
降水
1500
径流
1000
500
0
大洋洲 （各岛） 澳大利亚 欧洲 南极洲 南美洲 北美洲 非洲 亚洲
不可替代性
有的自然资源，是可以替代的或者说可以部分替 代。例如，石油、煤炭缺乏的国家，可以多发展 核电，以替代石化能源。木材缺乏，可以用塑料、 钢铁替代。但是，水对于人类生活，对于工农业 生产，是一种须臾不可缺少的自然资源，是无法 替代的。
关于杨柳湖工程
径流深 度(mm)
539 741 167
688
454 510 1031 237 75 863
四、要树立全方位的“水意识” 干旱缺水（水少）（08年底-09年初）
缺水类型 资源型缺水
产生原因 降水分布不均、自然地理差异
工程型缺水 供水工程缺乏或老化失修严重
增长型缺水 水质型缺水
人口和经济发展快速增长 污水未达标排放
的通航设施。沿南渠走不远，有一座明清风格的建筑四贤祠，它因纪
念四位在灵渠修建和维修过程中的杰出先贤而得名。还有一座三将墓，
是后人为了纪念秦时兴修灵渠的刘、张、李三将军的功德而建的。
灵渠自 1937 年铁路、公路通车后不再用作交通，但仍灌溉着两岸 的农田。现在，灵渠的流水依然清澈，大部分河段保存良好。它的濯 濯清流仍浇灌着两岸的 4 万余亩农田，并供应着城乡居民的生产生 活用水。
时空分布不均匀（世界）
3000
2500
2000
降水
1500
径流
1000
500
0
大洋洲 （各岛） 澳大利亚 欧洲 南极洲 南美洲 北美洲 非洲 亚洲
不可替代性
有的自然资源，是可以替代的或者说可以部分替 代。例如，石油、煤炭缺乏的国家，可以多发展 核电，以替代石化能源。木材缺乏，可以用塑料、 钢铁替代。但是，水对于人类生活，对于工农业 生产，是一种须臾不可缺少的自然资源，是无法 替代的。
水利水电工程导论ppt版(共49页)PPT
5.1 取水枢纽
二、取水枢纽的布置
④选择较短的输水干渠路线，并尽量避开陡 坡、深谷及塌方地段，以减少工程量。 2.无坝取水枢纽的布置
按取水口的数目可分为一首制取水及多首制 取水两种。多首制取水一般设2~3条引渠取水，各 引渠在下游一定距离处汇合成一条干渠。进水闸 设在每条引渠进口或设在引渠汇合处。一首制取 水设一条引渠取水，是工程中普遍采用的一种形 式。
5.1 取水枢纽
二、取水枢纽的布置
1.取水口位置的选择 选择取水口（特别是无坝取水）位置时，首
先要掌握河岸的地形、地质资料，研究河流水文 泥沙特性及河床演变规律，并遵循下述原则：① 根据弯道水流特性，取水口选在河岸坚固、河流 弯道顶点以下的凹岸处，以引取表层清水；②在 河流直段设置取水口时，选择河床稳定、水位较 高、流速较大且主流靠近引水岸的河段；③取水 口不宜设在分叉河段上，如必须设置，则选在比 较稳定的主叉道上，并对引水河段加以整治；
5.2 水工隧洞
二、水工隧洞的工作特点
的正常运行。过大的外水压力也可使埋藏式压力 隧洞失稳。故应做好勘探工作，使隧洞尽量避开 不利的工程地质、水文地质地段。
（3）施工特点 隧洞一般是断面小，洞线长， 从开挖、衬砌到灌浆工序多，干扰大，施工条件 较差，工期一般较长。施工导流隧洞或兼有导流 任务的隧洞，其施工进度往往控制整个工程的工 期。因此，采用新的施工方法，改善施工条件， 加快施工进度和提高施工质量是隧洞工程建设中 值得研究的重要课题。
5.1 取水枢纽
二、取水枢纽的布置
无坝取水枢纽主要包
括引水渠、进水闸、防沙
设施及上下游整治建筑物
等，取水口一般布置在河
流弯道凹岸的顶点以下水 深最大、环流作用最强的
图5−1 引渠式无坝取水示意图
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水利水电工程概论
李宗坤 教授
精品课件
目录
➢ 我国的水资源和水利电力建设概况
➢ 水利枢纽和水工建筑物
➢ 挡水建筑物
➢ 泄水建筑物
➢ 水利枢纽的施工导流
➢ 渠系及渠系建筑物
➢ 水力发电
➢ 水利工程的建设与管理
➢ 水工隧洞
➢ 水工建筑物管理
精品课件
第一章 我国的水资源和水利电力建设概况
➢ 水与水资源 ➢ 水资源面临的问题 ➢ 节水与调水 ➢ 我国的水利建设
水是生命的摇篮，是一切生物的命脉。水在维持 人类生存和生态环境方面是不可代替的，是比石 油、天然气、煤更加宝贵的自然资源。因此，保 护水资源、节约用水是一项事关子孙后的极端重 要的事情。
精品课件
2、水资源的社会属性：
➢ 社会共享性 ➢ 利与害的两重性 ➢ 多用途性 ➢ 商品性
精品课件
1.2 水资源面临的问题
增长型缺水 水质型缺水
人口和经济发展快速增长 污水未达标排放
精品课件
我国水资源短缺主要表现在：农业缺水、城市缺水和 生态缺水。
1.农业缺水： 我国全部耕地中只有40%能够确保灌溉，全国正常年 份农业缺水量达300亿立方米(全国总缺水量为近400 亿立方米)。有关资料显示，每年农业因缺水造成的 损失超过1500亿元。
精品课件
二、 水资源的特点
1、水资源的自然属性：
➢ 流动性 ➢ 可再生性
是指水资源在水量上的损失（如蒸发、流失、取用等） 后和（或）水体被污染后，通过大气降水和水体自净（或 其他途径）可以得到恢复和更新的一种自我调节能力。
精品课件
➢ 有限性
1400000 1200000 1000000
800000 600000 400000 200000
地面径流：长江多年平均径流量10000亿m3， 黄河多年平均径流量560亿m3
黄河经常断流，92年断流70d，95年断流122d，2000年断流180d
时间分布不均
集中在汛期：6～9月份
占全年降雨量：
南方 50％～60％
北方 70%~80%
通过水利工程来兴利除害。
精品课件
不可替代性
有的自然资源，是可以替代的或者说可以部分替 代。例如，石油、煤炭缺乏的国家，可以多发展 核电，以替代石化能源。木材缺乏，可以用塑料、 钢铁替代。但是，水对于人类生活，对于工农业 生产，是一种须臾不可缺少的自然资源，是无法 替代的。
0
我国水资源总量丰富，约28124亿m3，居世界第6位； 人均占有量少，约2200 m3，相当于世界人均占有量 的1/4，被联合国列为13个贫水国之一。
精品课件
生物水 河流水 沼泽水 大气水 土壤水 湖泊水 永冻层中冰 地下水 冰川与 永久积雪 海洋水
➢ 时空分布不均匀（世界）
3000
2500
2000
降水
1500
径流
1000
500
0
大洋洲 （各岛） 澳大利亚 欧洲 南极洲 南美洲 北美洲 非洲 亚洲
精品课件
➢ 时空分布不均匀（我国）
西南诸河 21%
西北诸河 5%
松花江
5%
辽河
1%
黄河
海河2%ຫໍສະໝຸດ 1%淮河3%
珠江
长江
18%
37%
东南诸河 7%
精品课件
降雨量：东南沿海地区：1500mm以上 华东、华北：400～800mm 西北： 400mm以下
原因：经济用水挤占生态用水 生态补水工程：扎龙湿地补水、 白洋淀补水等。
精品课件
三、水环境污染（水脏）
➢ 原因：人类活动排放的污水、废水量日益增加 ➢ 危害:（1）危害人体健康和生产用水；
（2）加剧水资源短缺危机
精品课件
2008年我国河流水质情况
劣Ⅴ类, 20.60%
Ⅴ类, 6.80%
Ⅰ类, 3.50%
原因：水资源分布与耕地分布不匹配
精品课件
2.城市缺水：
全国600多个城市中，有400多个城市存在供水不足， 其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总 量为60亿立方米。在32个百万人口以上的特大城市 中，有30个城市长期受缺水困扰 。 原因：人口增加、城镇化和经济社会发展加快。
精品课件
3.生态缺水：
走的氮、磷、钾就有4000万t，相当于我国全年生产化肥的 总量。 ➢ 水土流失带来的后果：
生态环境恶化 河床抬高（黄河开封段） 水库淤积（三门峡，小浪底）
精品课件
1.3 节水和调水
一、节水
我国农业用水占全国用水量的80％，每年约需水量 4000亿m3，但利用率仅有30～40％，必须采取节水灌溉措施。 如：渠道硬化、管道输水，喷灌、滴灌新技术。
一、洪涝灾害（水多） 1、原因：
水资源时空分布不均 全球气候变化与人类活动影响加剧 城市化发展迅速 江河防洪标准偏低
2、形式：河流洪水、突发洪水、城市洪涝灾害等
精品课件
二、干旱缺水（水少）（08年底-09年初）
精品课件
缺水类型 资源型缺水
产生原因 降水分布不均、自然地理差异
工程型缺水 供水工程缺乏或老化失修严重
Ⅱ类, 31.80%
Ⅳ类, 11.40%
Ⅲ类, 25.90%
西南诸河区、西北诸河区、长江区、珠江区和东
南诸河区水质较好，符合和优于Ⅲ类水的河长占
95%～64%；
海河区、黄河区、淮河区、辽河区和松花江区水 质较差，符合和优于Ⅲ类水的河长占35%～47%。
精品课件
四、水土流失严重 ➢ 水土流失原因：森林覆盖率低，只有12％，居世界120位 。 ➢ 水土流失面积：约367万km2，占国土面积38％。 ➢ 水土流失总量：50亿t/年。仅黄土高原每年因水土流失带
精品课件
1.1 水与水资源
水是人类生活和生产劳动所必须的，能 够补给的自然资源。它具有循环性和有限性， 时空分布不均匀性，有利性和有害性。
精品课件
一、水资源储量
➢ 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。
精品课件
➢ 中国水资源储量： 河流年平均径流量28000亿m3，居世界
的六位，位于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和 印尼之后。 ➢ 中国水能资源
河川水能资源蕴藏量6.67亿kw，可开发 利用的约3.78亿kw，居世界各国之首。但分布 不均，西南地区占70％，西北占12％，中南占 9.5％，华北、华南、东北仅占8％。
提高工业用水重复率，北京、天津已达到70％。（高 用水量行业定量，超出部分提高水价）
李宗坤 教授
精品课件
目录
➢ 我国的水资源和水利电力建设概况
➢ 水利枢纽和水工建筑物
➢ 挡水建筑物
➢ 泄水建筑物
➢ 水利枢纽的施工导流
➢ 渠系及渠系建筑物
➢ 水力发电
➢ 水利工程的建设与管理
➢ 水工隧洞
➢ 水工建筑物管理
精品课件
第一章 我国的水资源和水利电力建设概况
➢ 水与水资源 ➢ 水资源面临的问题 ➢ 节水与调水 ➢ 我国的水利建设
水是生命的摇篮，是一切生物的命脉。水在维持 人类生存和生态环境方面是不可代替的，是比石 油、天然气、煤更加宝贵的自然资源。因此，保 护水资源、节约用水是一项事关子孙后的极端重 要的事情。
精品课件
2、水资源的社会属性：
➢ 社会共享性 ➢ 利与害的两重性 ➢ 多用途性 ➢ 商品性
精品课件
1.2 水资源面临的问题
增长型缺水 水质型缺水
人口和经济发展快速增长 污水未达标排放
精品课件
我国水资源短缺主要表现在：农业缺水、城市缺水和 生态缺水。
1.农业缺水： 我国全部耕地中只有40%能够确保灌溉，全国正常年 份农业缺水量达300亿立方米(全国总缺水量为近400 亿立方米)。有关资料显示，每年农业因缺水造成的 损失超过1500亿元。
精品课件
二、 水资源的特点
1、水资源的自然属性：
➢ 流动性 ➢ 可再生性
是指水资源在水量上的损失（如蒸发、流失、取用等） 后和（或）水体被污染后，通过大气降水和水体自净（或 其他途径）可以得到恢复和更新的一种自我调节能力。
精品课件
➢ 有限性
1400000 1200000 1000000
800000 600000 400000 200000
地面径流：长江多年平均径流量10000亿m3， 黄河多年平均径流量560亿m3
黄河经常断流，92年断流70d，95年断流122d，2000年断流180d
时间分布不均
集中在汛期：6～9月份
占全年降雨量：
南方 50％～60％
北方 70%~80%
通过水利工程来兴利除害。
精品课件
不可替代性
有的自然资源，是可以替代的或者说可以部分替 代。例如，石油、煤炭缺乏的国家，可以多发展 核电，以替代石化能源。木材缺乏，可以用塑料、 钢铁替代。但是，水对于人类生活，对于工农业 生产，是一种须臾不可缺少的自然资源，是无法 替代的。
0
我国水资源总量丰富，约28124亿m3，居世界第6位； 人均占有量少，约2200 m3，相当于世界人均占有量 的1/4，被联合国列为13个贫水国之一。
精品课件
生物水 河流水 沼泽水 大气水 土壤水 湖泊水 永冻层中冰 地下水 冰川与 永久积雪 海洋水
➢ 时空分布不均匀（世界）
3000
2500
2000
降水
1500
径流
1000
500
0
大洋洲 （各岛） 澳大利亚 欧洲 南极洲 南美洲 北美洲 非洲 亚洲
精品课件
➢ 时空分布不均匀（我国）
西南诸河 21%
西北诸河 5%
松花江
5%
辽河
1%
黄河
海河2%ຫໍສະໝຸດ 1%淮河3%
珠江
长江
18%
37%
东南诸河 7%
精品课件
降雨量：东南沿海地区：1500mm以上 华东、华北：400～800mm 西北： 400mm以下
原因：经济用水挤占生态用水 生态补水工程：扎龙湿地补水、 白洋淀补水等。
精品课件
三、水环境污染（水脏）
➢ 原因：人类活动排放的污水、废水量日益增加 ➢ 危害:（1）危害人体健康和生产用水；
（2）加剧水资源短缺危机
精品课件
2008年我国河流水质情况
劣Ⅴ类, 20.60%
Ⅴ类, 6.80%
Ⅰ类, 3.50%
原因：水资源分布与耕地分布不匹配
精品课件
2.城市缺水：
全国600多个城市中，有400多个城市存在供水不足， 其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总 量为60亿立方米。在32个百万人口以上的特大城市 中，有30个城市长期受缺水困扰 。 原因：人口增加、城镇化和经济社会发展加快。
精品课件
3.生态缺水：
走的氮、磷、钾就有4000万t，相当于我国全年生产化肥的 总量。 ➢ 水土流失带来的后果：
生态环境恶化 河床抬高（黄河开封段） 水库淤积（三门峡，小浪底）
精品课件
1.3 节水和调水
一、节水
我国农业用水占全国用水量的80％，每年约需水量 4000亿m3，但利用率仅有30～40％，必须采取节水灌溉措施。 如：渠道硬化、管道输水，喷灌、滴灌新技术。
一、洪涝灾害（水多） 1、原因：
水资源时空分布不均 全球气候变化与人类活动影响加剧 城市化发展迅速 江河防洪标准偏低
2、形式：河流洪水、突发洪水、城市洪涝灾害等
精品课件
二、干旱缺水（水少）（08年底-09年初）
精品课件
缺水类型 资源型缺水
产生原因 降水分布不均、自然地理差异
工程型缺水 供水工程缺乏或老化失修严重
Ⅱ类, 31.80%
Ⅳ类, 11.40%
Ⅲ类, 25.90%
西南诸河区、西北诸河区、长江区、珠江区和东
南诸河区水质较好，符合和优于Ⅲ类水的河长占
95%～64%；
海河区、黄河区、淮河区、辽河区和松花江区水 质较差，符合和优于Ⅲ类水的河长占35%～47%。
精品课件
四、水土流失严重 ➢ 水土流失原因：森林覆盖率低，只有12％，居世界120位 。 ➢ 水土流失面积：约367万km2，占国土面积38％。 ➢ 水土流失总量：50亿t/年。仅黄土高原每年因水土流失带
精品课件
1.1 水与水资源
水是人类生活和生产劳动所必须的，能 够补给的自然资源。它具有循环性和有限性， 时空分布不均匀性，有利性和有害性。
精品课件
一、水资源储量
➢ 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。
精品课件
➢ 中国水资源储量： 河流年平均径流量28000亿m3，居世界
的六位，位于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和 印尼之后。 ➢ 中国水能资源
河川水能资源蕴藏量6.67亿kw，可开发 利用的约3.78亿kw，居世界各国之首。但分布 不均，西南地区占70％，西北占12％，中南占 9.5％，华北、华南、东北仅占8％。
提高工业用水重复率，北京、天津已达到70％。（高 用水量行业定量，超出部分提高水价）