水利水电工程概论
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• 水资源的特点
– 自然属性：流动性；可再生性；有限性；时空分布不 均匀性；不可替代性。
– 社会属性：社会共享性；利与害的两重性；多用途性； 商品性。
1.2 水利工程
• 水利工程：是指对自然界的“水”进行控制和调 配，以达到兴利除害目的而修建的工程。
• 水利工程意义：人类可以利用的水资源是有限的， 且受气候影响，水资源在时间和空间上分布不均 匀。
– 一项工程兼有几种任务的，称为综合利用水利工程。 很多大型水利工程，如著名的长江三峡工程，就是一 座具有防洪、发电、航运、灌溉、供水等巨大综合利 用效益的特大型水利工程。
三峡工程
• 水利工程的特点
– 水利工程与一般土建工程相比，除了显而易见的工程 量大、投资多、工期长这些特点，还具有如下几个特 点。
• 水利枢纽：由不同的水工建筑物组成的综合体称 为水利枢纽。
2.2 水工建筑物的分类
• 水工建筑物按其作用可以分为六类。 – 挡水建筑物
• 用以拦截江河，形成水库或壅高水位，如：各种坝 和水闸
• 为抗御洪水或挡潮，沿江河、海岸修建的堤防、海 塘等
东北丰满重力坝
佛子岭水电 站大坝全景
② 泄水建筑物。用以宣泄多余水量、排放泥沙和冰凌或为
都江堰水利工程 鱼嘴分洪、飞沙堰泄洪排沙、宝瓶口引水 是世界上现存历史最长的无坝引水工程，至今仍有巨大的效益， 被誉为“世界水利文化的鼻祖”。
– 解放后：水利建设迅速发展
• 初步控制了一般性的洪涝灾害，如：黄河从1911～ 1946年的36年间，花园口发生1万m3/s以上的洪水8 次，有7次决口泛滥成灾，而在建国后50年间发生1 万m3/s以上的洪水15次，却没有一次决口（建小浪 底后，黄河下游泥沙淤积变化）。
锦屏一级 混凝土双曲拱坝
305
四川省雅砻江下游
糯扎渡
心墙堆石坝
265
澜沧江下游思茅市
两河口 水布垭
心墙堆石坝 面板堆石坝
293
四川省雅砻江干流上
233
湖Baidu Nhomakorabea清江
三峡工程
锦屏一级拱坝
糯扎渡心墙堆石坝
两河口心墙堆石坝
• 水力发电工程建设
– 水力发电优点 • 利用循环资源 • 不污染资源 • 成本低
– 水电开发情况 • 水电装机总容量约占电力的1/4～1/5 • 水能资源的开发利用率8％ • 以每年500万kW的速度递增
• 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。
• 中国河流年平均径流量2.8万亿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％。
– 水电开发前景广阔 • 如三峡工程，装机1820万kW，年发电量846.8亿 kWh，相当于10座装机200万kW的大型火电站和一 座年产5000万t原煤的特大型煤矿。
第二章 水利枢纽与水工建筑物
2.1 定 义
• 水工建筑物：为了满足防洪、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，这些建筑物统称水工建筑物。
• 初步建立一个综合性的防洪体系，如：修建水库近9 万座；修筑土堤1000亿m3 （折合成1m3土堤，可绕 地球2500圈）。
• 农田灌溉和城市供水得到较大的发展。
我国几座典型高坝如下表。
我国几座典型高坝
名称
坝型
坝高/m
三峡
混凝土重力坝
185
小湾
混凝土双曲拱坝
292
地点 湖北宜昌长江 云南省澜沧江中游
– 工作条件复杂：水文条件各不相同；地质条件复杂； 荷载条件复杂
– 施工难度大： 解决施工导流；工程进度紧迫；施工技 术复杂，如大体积混凝土温控；地下、水下工程多； 交通运输困难，如高山峡谷地区
– 效益大，对环境影响也大： 防洪、发电、养殖、美化 环境；需要移民和迁建；对生态平衡产生影响；可能 诱发地震
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。水利枢纽中的泄水建筑物可以与坝体结合在一起， 如：各种溢流坝、坝身泄水孔；也可设在坝体以外，如： 各式岸边溢洪道和泄水隧洞等。
泄洪洞
水利水电工程概论
王刚
水利工程学院 水利水电工程研究所
主要内容
➢ 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 ➢ 渠系及渠系建筑物（略） ➢ 水工隧洞（略） ➢ 水力发电建筑物（略） ➢ 水利枢纽的施工导截流（略） ➢ 水工建筑物健康监测与预警（略） ➢ 水利工程的建设与管理（略）
– 不同地区：内陆干旱少雨，东南沿海雨水充沛。 – 同一地区：汛期集中了全年雨量的60%~80%。
• 水量偏多造成洪涝；偏少造成干旱等自然灾害。
因此必须认识水资源的变化规律，根据水资源的时、空分 布特点，修建必要的水利工程，使水资源得到合理开发、 利用和保护。
• 水利工程的分类
– 水利工程按其服务对象（或承担的任务）可分为： ① 防止洪水灾害的防洪工程；②为农业生产服务的农田 水利工程；③将水能转化为电能的水力发电工程；④ 为水运服务的航道与港口工程；⑤为工业和生活用水 及排泄、处理废水和雨水服务的城镇供水及城镇排水 工程，等等。
– 失事后果严重：1975年板桥、石漫滩两座水库垮坝， 京广铁路中断，死亡达9万人；1993年青海沟后水库垮 坝，死亡320余人。
1.3 水利水电工程建设概况
• 水利工程建设
– 中国是最早修建水利工程的国家之一 • 4000年前的大禹治水，至今仍在使用的长达1800km 的黄河大堤 • 公元前250年，四川灌县修建的都江堰防洪灌溉工程 • 京杭大运河700多年前（公元485～1292年）全线通 航，纵贯祖国南北，长达1794km
第一章 我国水资源与水利电力建设概况
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。
• 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。
– 自然属性：流动性；可再生性；有限性；时空分布不 均匀性；不可替代性。
– 社会属性：社会共享性；利与害的两重性；多用途性； 商品性。
1.2 水利工程
• 水利工程：是指对自然界的“水”进行控制和调 配，以达到兴利除害目的而修建的工程。
• 水利工程意义：人类可以利用的水资源是有限的， 且受气候影响，水资源在时间和空间上分布不均 匀。
– 一项工程兼有几种任务的，称为综合利用水利工程。 很多大型水利工程，如著名的长江三峡工程，就是一 座具有防洪、发电、航运、灌溉、供水等巨大综合利 用效益的特大型水利工程。
三峡工程
• 水利工程的特点
– 水利工程与一般土建工程相比，除了显而易见的工程 量大、投资多、工期长这些特点，还具有如下几个特 点。
• 水利枢纽：由不同的水工建筑物组成的综合体称 为水利枢纽。
2.2 水工建筑物的分类
• 水工建筑物按其作用可以分为六类。 – 挡水建筑物
• 用以拦截江河，形成水库或壅高水位，如：各种坝 和水闸
• 为抗御洪水或挡潮，沿江河、海岸修建的堤防、海 塘等
东北丰满重力坝
佛子岭水电 站大坝全景
② 泄水建筑物。用以宣泄多余水量、排放泥沙和冰凌或为
都江堰水利工程 鱼嘴分洪、飞沙堰泄洪排沙、宝瓶口引水 是世界上现存历史最长的无坝引水工程，至今仍有巨大的效益， 被誉为“世界水利文化的鼻祖”。
– 解放后：水利建设迅速发展
• 初步控制了一般性的洪涝灾害，如：黄河从1911～ 1946年的36年间，花园口发生1万m3/s以上的洪水8 次，有7次决口泛滥成灾，而在建国后50年间发生1 万m3/s以上的洪水15次，却没有一次决口（建小浪 底后，黄河下游泥沙淤积变化）。
锦屏一级 混凝土双曲拱坝
305
四川省雅砻江下游
糯扎渡
心墙堆石坝
265
澜沧江下游思茅市
两河口 水布垭
心墙堆石坝 面板堆石坝
293
四川省雅砻江干流上
233
湖Baidu Nhomakorabea清江
三峡工程
锦屏一级拱坝
糯扎渡心墙堆石坝
两河口心墙堆石坝
• 水力发电工程建设
– 水力发电优点 • 利用循环资源 • 不污染资源 • 成本低
– 水电开发情况 • 水电装机总容量约占电力的1/4～1/5 • 水能资源的开发利用率8％ • 以每年500万kW的速度递增
• 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。
• 中国河流年平均径流量2.8万亿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％。
– 水电开发前景广阔 • 如三峡工程，装机1820万kW，年发电量846.8亿 kWh，相当于10座装机200万kW的大型火电站和一 座年产5000万t原煤的特大型煤矿。
第二章 水利枢纽与水工建筑物
2.1 定 义
• 水工建筑物：为了满足防洪、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，这些建筑物统称水工建筑物。
• 初步建立一个综合性的防洪体系，如：修建水库近9 万座；修筑土堤1000亿m3 （折合成1m3土堤，可绕 地球2500圈）。
• 农田灌溉和城市供水得到较大的发展。
我国几座典型高坝如下表。
我国几座典型高坝
名称
坝型
坝高/m
三峡
混凝土重力坝
185
小湾
混凝土双曲拱坝
292
地点 湖北宜昌长江 云南省澜沧江中游
– 工作条件复杂：水文条件各不相同；地质条件复杂； 荷载条件复杂
– 施工难度大： 解决施工导流；工程进度紧迫；施工技 术复杂，如大体积混凝土温控；地下、水下工程多； 交通运输困难，如高山峡谷地区
– 效益大，对环境影响也大： 防洪、发电、养殖、美化 环境；需要移民和迁建；对生态平衡产生影响；可能 诱发地震
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。水利枢纽中的泄水建筑物可以与坝体结合在一起， 如：各种溢流坝、坝身泄水孔；也可设在坝体以外，如： 各式岸边溢洪道和泄水隧洞等。
泄洪洞
水利水电工程概论
王刚
水利工程学院 水利水电工程研究所
主要内容
➢ 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 ➢ 渠系及渠系建筑物（略） ➢ 水工隧洞（略） ➢ 水力发电建筑物（略） ➢ 水利枢纽的施工导截流（略） ➢ 水工建筑物健康监测与预警（略） ➢ 水利工程的建设与管理（略）
– 不同地区：内陆干旱少雨，东南沿海雨水充沛。 – 同一地区：汛期集中了全年雨量的60%~80%。
• 水量偏多造成洪涝；偏少造成干旱等自然灾害。
因此必须认识水资源的变化规律，根据水资源的时、空分 布特点，修建必要的水利工程，使水资源得到合理开发、 利用和保护。
• 水利工程的分类
– 水利工程按其服务对象（或承担的任务）可分为： ① 防止洪水灾害的防洪工程；②为农业生产服务的农田 水利工程；③将水能转化为电能的水力发电工程；④ 为水运服务的航道与港口工程；⑤为工业和生活用水 及排泄、处理废水和雨水服务的城镇供水及城镇排水 工程，等等。
– 失事后果严重：1975年板桥、石漫滩两座水库垮坝， 京广铁路中断，死亡达9万人；1993年青海沟后水库垮 坝，死亡320余人。
1.3 水利水电工程建设概况
• 水利工程建设
– 中国是最早修建水利工程的国家之一 • 4000年前的大禹治水，至今仍在使用的长达1800km 的黄河大堤 • 公元前250年，四川灌县修建的都江堰防洪灌溉工程 • 京杭大运河700多年前（公元485～1292年）全线通 航，纵贯祖国南北，长达1794km
第一章 我国水资源与水利电力建设概况
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。
• 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。