第一章--水工建筑物基础知识
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1、水闸闸孔的计算（二）
闸底高程的确定 闸底板底面须定在地表腐植土层以下。 闸底低，可以缩小闸孔，有利于进流和
排水，但增加施工困难，提高工程造价。 闸底高层的选定必须从运用、管理、施
工、地形、地质和水文地质各方面加以充分 的分析和比较。
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1、水闸闸孔的计算（三）
闸孔尺寸的确定 水闸闸孔宽度与水闸上、下游水位及闸底高程有关。 计算闸孔的净宽，应考虑综合因素：
11
2、水闸的类型（一）
（一）按照水闸所担负的任务分类 进水闸：为了满足灌溉、发电等在河道、水库或湖
泊的岸边建闸引水，并控制入渠流量。 节制闸：枯水期借以截断河道抬高水位，以利航运
和进水闸取水；洪水期用以控制下泄流量。 排水闸：常位于江河沿岸，既可以排除洼地积水，
又可以挡住较高的外河水位。 挡潮闸：为了挡潮、御卤、排水、蓄淡，在入海河
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三、水利工程分等和分级
水利水电枢纽工程按照其工程规模、效益和在国民经济 中的重要性分为五等。
整个枢纽工程的等别应以其中的最高等别为准。建筑物 同时有几种用途时，按最高等别考虑。
不同级别建筑物的不同要求表现在四个方面：抗御洪水 能力，强度和稳定安全度，建筑材料的质量和耐久性， 运行可靠性。
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1、水闸的工作特点
水闸是一种低水头 “ 既能挡水，又能泄水 ” 的水 工建筑物，多建于平原地区软土地基上。
（一）水流方面： 渗流：在水头差的作用下渗流通过闸基及两岸，对 闸室及两岸连接建筑物的稳定不利，并可能产生有害的 渗流变形而危及建筑物的安全。 泄流：水闸泄流时，下游水深急剧变化，给闸下消 能带来困难；上下游水位差小时，容易产生水跃，消能 效果差，对河床和建筑物不利。当闸孔较多时，开启个 别闸孔容易形成折冲水流，淘刷两岸。 （二）地基方面： 平原地区的地基特点是土层分布复杂，常夹有压缩 性大、承载能力低的软土或松散容易液化、抗冲能力甚 低的细砂。对闸的稳定性、不均匀沉降、闸下冲刷、闸 基渗流等的影响均较复杂。
（二）水闸的布置 以技术先进、投资少、效益高、管理方便为 目的。主要考虑： ①必须满足规划提出的要求； ②闸址应尽可能选择在土质好、方量少、有 施工场地的地方； ③闸的布置应使进闸水流及出闸水流平顺； ④布置时应结合道路设置桥梁; ⑤应结合运行管理和各类水闸的特点合理布 置。
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二、水闸的水力计算和防渗设计
口附近所建的水闸。 分洪闸：常建于河道一侧，用以分泄天然河道所不
能容纳的多余洪水进入湖泊、洼地，及时消减洪峰，保 证下游河道安全。其特点是泄水能力大。
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2、水闸的类型（二）
（二）按照水闸结构形式分类 开敞式水闸：露天水闸，在水闸中应
用比较普遍。 涵管式水闸：修建在河、堤之下，与
涵洞的结构形式基本相同。只是多了闸门 和启闭设备。
四 小(1)型 0.1-0.01 一般城市、工矿区 <30
5-0.5
2.5-0.05
五 小(2)型 0.01-0.001
<0.5
<0.05
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2、水工建筑物分级
工程等别
永久建筑物级别 临时性建筑 主要建筑物 次要建筑物 物级别
一
1
3
4
二
2
3
4
三
3
4
5
四
4
5
5
五
5
5
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3、需要提高级别的坝高界限值
坝的原级别
目的：确定闸孔尺寸，保证引排所需的流 量；采取适宜的消能防冲措施；确定闸基 的防渗布置。主要有三方面的确定： 水闸闸孔的计算 消能防冲设施 防渗设计
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1、水闸闸孔的计算（一）
闸上、下游水位的确定 根据不同的水闸任务，确定的方法不同。 （1）进水闸 （2）节制闸 （3）排水闸 （4）分洪闸
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3、水闸的组成和布置（一）
（一）水闸的组成 上游连接段：包括河底部分的铺盖、
上游防冲槽及两岸的翼墙和护坡。 闸室段：水闸的主体。包括底板、闸
墩、闸门、胸墙、工作桥、交通桥等。 下游连接段：包括消力池、海漫、防
冲槽及翼墙、护坡等。
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开敞式水闸示意图
15
涵管式水闸示意图
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3、水闸的组成和布置（二）
二—五等工程，在以下情况下经过论证可提高其主要建 筑物的级别：水坝高度超过一定数值时；建筑物的工程 地质条件特别复杂或采用新坝型、新结构时；综合利用 工程按不同用途的分等指标有两项接近同一等别的上限 时；临时建筑物失事后将造成严重后果时。
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1、水利工程分等
工 程 工程
等 规模 别
分等指标
水库总容量 (亿M3)
①考虑水闸的整体布置，其宽度不应大于河道的平均底 宽； ②考虑便于施工； ③拟定闸的上下游水位差应小些，以减少水头损失，提 高灌溉效率； ④闸孔净宽较大时，应结合闸门形式以及启闭机设备的 容量等因素进行分孔，闸孔数目尽可能为奇数，以利消 能。
防洪
灌溉面积 水电站装机
保护城镇及工矿区
保护农田 面积(万亩)
(万亩)
容量(万KW)
一 大(1)型 二 大(2)型
>10 10-1
特别重要城市、工 矿区
>500
重要城市、工矿区 500-100
>150 150-50
>75 75-25
三 中型
1-0.1
中等城市、工矿区 100-30
50-5
25-2.5
水工建筑物基础知识
主 讲： 沙治银
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绪论
水工建筑物与水利枢纽的分类、分等、分级
◆水利枢纽的分类 ◆水工建筑物的分类 ◆水利工程分等 ◆水工建筑物分等
水工建筑物的特点
◆水对水工建筑物的作用 ◆水工建筑物的个别性 ◆施工条件的复杂性 ◆失事后果的严重性
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一、水利枢纽的分类
按作用分为：蓄水枢纽 取（引）水枢纽 抽水枢纽
2
3
4
5
土坝、堆石坝、干砌石坝 90
70
50 30
坝高（M）
混凝土坝、浆砌石坝
130 100 70 40
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水闸
水闸的工作特点、类型、组成和布置 水闸的水力计算和防渗设计 闸室的布置和构造 水闸与河岸的连接
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一、水闸的工作特点、类型、组成和布置
水闸的工作特点 ◆水流方面：渗流、泄流 ◆地基方面 水闸的类型 ◆按照水闸所担负的任务分类 ◆按照水闸结构形式分类 水闸的组成和布置 ◆水闸的组成 ◆水闸的布置
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二、水工建筑物的分类
一般按作用、用途和使用期限来分类。 按作用分为：挡水或壅水建筑物（坝、闸、
堤防等）；泄水建筑物（溢洪道、泄水孔 等）；取水建筑物（进水闸、取水塔等） 输水建筑物（输水渠、输水涵管等）和整 治建筑物（导流堤、护岸护底建筑物、防 浪堤等）。 按用途分为：一般性和专门性建筑物。 按使用时间分为：永久性和临时性建筑物
1、水闸闸孔的计算（二）
闸底高程的确定 闸底板底面须定在地表腐植土层以下。 闸底低，可以缩小闸孔，有利于进流和
排水，但增加施工困难，提高工程造价。 闸底高层的选定必须从运用、管理、施
工、地形、地质和水文地质各方面加以充分 的分析和比较。
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1、水闸闸孔的计算（三）
闸孔尺寸的确定 水闸闸孔宽度与水闸上、下游水位及闸底高程有关。 计算闸孔的净宽，应考虑综合因素：
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2、水闸的类型（一）
（一）按照水闸所担负的任务分类 进水闸：为了满足灌溉、发电等在河道、水库或湖
泊的岸边建闸引水，并控制入渠流量。 节制闸：枯水期借以截断河道抬高水位，以利航运
和进水闸取水；洪水期用以控制下泄流量。 排水闸：常位于江河沿岸，既可以排除洼地积水，
又可以挡住较高的外河水位。 挡潮闸：为了挡潮、御卤、排水、蓄淡，在入海河
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三、水利工程分等和分级
水利水电枢纽工程按照其工程规模、效益和在国民经济 中的重要性分为五等。
整个枢纽工程的等别应以其中的最高等别为准。建筑物 同时有几种用途时，按最高等别考虑。
不同级别建筑物的不同要求表现在四个方面：抗御洪水 能力，强度和稳定安全度，建筑材料的质量和耐久性， 运行可靠性。
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1、水闸的工作特点
水闸是一种低水头 “ 既能挡水，又能泄水 ” 的水 工建筑物，多建于平原地区软土地基上。
（一）水流方面： 渗流：在水头差的作用下渗流通过闸基及两岸，对 闸室及两岸连接建筑物的稳定不利，并可能产生有害的 渗流变形而危及建筑物的安全。 泄流：水闸泄流时，下游水深急剧变化，给闸下消 能带来困难；上下游水位差小时，容易产生水跃，消能 效果差，对河床和建筑物不利。当闸孔较多时，开启个 别闸孔容易形成折冲水流，淘刷两岸。 （二）地基方面： 平原地区的地基特点是土层分布复杂，常夹有压缩 性大、承载能力低的软土或松散容易液化、抗冲能力甚 低的细砂。对闸的稳定性、不均匀沉降、闸下冲刷、闸 基渗流等的影响均较复杂。
（二）水闸的布置 以技术先进、投资少、效益高、管理方便为 目的。主要考虑： ①必须满足规划提出的要求； ②闸址应尽可能选择在土质好、方量少、有 施工场地的地方； ③闸的布置应使进闸水流及出闸水流平顺； ④布置时应结合道路设置桥梁; ⑤应结合运行管理和各类水闸的特点合理布 置。
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二、水闸的水力计算和防渗设计
口附近所建的水闸。 分洪闸：常建于河道一侧，用以分泄天然河道所不
能容纳的多余洪水进入湖泊、洼地，及时消减洪峰，保 证下游河道安全。其特点是泄水能力大。
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2、水闸的类型（二）
（二）按照水闸结构形式分类 开敞式水闸：露天水闸，在水闸中应
用比较普遍。 涵管式水闸：修建在河、堤之下，与
涵洞的结构形式基本相同。只是多了闸门 和启闭设备。
四 小(1)型 0.1-0.01 一般城市、工矿区 <30
5-0.5
2.5-0.05
五 小(2)型 0.01-0.001
<0.5
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2、水工建筑物分级
工程等别
永久建筑物级别 临时性建筑 主要建筑物 次要建筑物 物级别
一
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三
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3、需要提高级别的坝高界限值
坝的原级别
目的：确定闸孔尺寸，保证引排所需的流 量；采取适宜的消能防冲措施；确定闸基 的防渗布置。主要有三方面的确定： 水闸闸孔的计算 消能防冲设施 防渗设计
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1、水闸闸孔的计算（一）
闸上、下游水位的确定 根据不同的水闸任务，确定的方法不同。 （1）进水闸 （2）节制闸 （3）排水闸 （4）分洪闸
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3、水闸的组成和布置（一）
（一）水闸的组成 上游连接段：包括河底部分的铺盖、
上游防冲槽及两岸的翼墙和护坡。 闸室段：水闸的主体。包括底板、闸
墩、闸门、胸墙、工作桥、交通桥等。 下游连接段：包括消力池、海漫、防
冲槽及翼墙、护坡等。
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开敞式水闸示意图
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涵管式水闸示意图
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3、水闸的组成和布置（二）
二—五等工程，在以下情况下经过论证可提高其主要建 筑物的级别：水坝高度超过一定数值时；建筑物的工程 地质条件特别复杂或采用新坝型、新结构时；综合利用 工程按不同用途的分等指标有两项接近同一等别的上限 时；临时建筑物失事后将造成严重后果时。
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1、水利工程分等
工 程 工程
等 规模 别
分等指标
水库总容量 (亿M3)
①考虑水闸的整体布置，其宽度不应大于河道的平均底 宽； ②考虑便于施工； ③拟定闸的上下游水位差应小些，以减少水头损失，提 高灌溉效率； ④闸孔净宽较大时，应结合闸门形式以及启闭机设备的 容量等因素进行分孔，闸孔数目尽可能为奇数，以利消 能。
防洪
灌溉面积 水电站装机
保护城镇及工矿区
保护农田 面积(万亩)
(万亩)
容量(万KW)
一 大(1)型 二 大(2)型
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特别重要城市、工 矿区
>500
重要城市、工矿区 500-100
>150 150-50
>75 75-25
三 中型
1-0.1
中等城市、工矿区 100-30
50-5
25-2.5
水工建筑物基础知识
主 讲： 沙治银
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绪论
水工建筑物与水利枢纽的分类、分等、分级
◆水利枢纽的分类 ◆水工建筑物的分类 ◆水利工程分等 ◆水工建筑物分等
水工建筑物的特点
◆水对水工建筑物的作用 ◆水工建筑物的个别性 ◆施工条件的复杂性 ◆失事后果的严重性
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一、水利枢纽的分类
按作用分为：蓄水枢纽 取（引）水枢纽 抽水枢纽
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土坝、堆石坝、干砌石坝 90
70
50 30
坝高（M）
混凝土坝、浆砌石坝
130 100 70 40
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水闸
水闸的工作特点、类型、组成和布置 水闸的水力计算和防渗设计 闸室的布置和构造 水闸与河岸的连接
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一、水闸的工作特点、类型、组成和布置
水闸的工作特点 ◆水流方面：渗流、泄流 ◆地基方面 水闸的类型 ◆按照水闸所担负的任务分类 ◆按照水闸结构形式分类 水闸的组成和布置 ◆水闸的组成 ◆水闸的布置
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wk.baidu.com
二、水工建筑物的分类
一般按作用、用途和使用期限来分类。 按作用分为：挡水或壅水建筑物（坝、闸、
堤防等）；泄水建筑物（溢洪道、泄水孔 等）；取水建筑物（进水闸、取水塔等） 输水建筑物（输水渠、输水涵管等）和整 治建筑物（导流堤、护岸护底建筑物、防 浪堤等）。 按用途分为：一般性和专门性建筑物。 按使用时间分为：永久性和临时性建筑物