水利工程概论笔记考试版

1、水资源特点:双重性、多样性、有限性、循环性、分布不均性
2、我国水资源特点:总量丰富、均量不足、时空分布不均、水土流失及严重污染
3、我国三大水利工程:都江堰、郑国渠、大运河、灵渠
4、河流: 汇集地面径流和地下径流的天然泄水通道。

5、七大江河依次为：松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、珠江
6、流域分类:闭合流域(地面分水线和地下分水线重合时);
非闭合流域
7、河流纵比降:单位河长的落差,用J表示。

8、河流的长度:自河源沿河流中心线至河口的距离，简称河长，以km计
9、河流的水文要素通常指水位、流量和含沙量等三项。

10、洪水三个基本要素:洪峰流量、洪水总量、洪水历时。

11、一次降雨所形成的典型流量过程线包括涨水段、峰段与退水段。

12、洪水统计规律:P<50% 丰水年 N=1/P
P=50% 平水年
P>50% 枯水年 N=1/1-P
当P=75%,N=4时,表示平均每四年就有一年出现小于该值的枯水流量。

13、
14、平原河流根据其形态和演变特性分为弯曲、汊道、顺直微弯、游荡四种类型。

15、
16、径流调节分类:
(1)、按调节周期分类:a、日调节 b、年调节 c、多年调节
(2)、按相对位置分类:a、补偿调度(特点：控制区间入流) b、梯级调节(特点：水库之间存在直接的水力联系) 金沙江的向家坝 c、反调节(特点：水库之间存在尖锐的泄水矛盾)葛洲坝
17、工程地质学是研究工程建设所涉及地质问题的学科
18、岩石是组成地壳的主要物质，是由一种或多种矿物组成的集合体。

岩石按成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩3类
(1).岩浆岩、又称火成岩，按照形成机理,岩浆岩可分为深成岩、浅层岩和喷出岩三种类型
花岗岩、玄武岩、花岗斑岩、流纹岩、辉长岩、安山岩等。

(2)沉积岩、沉积岩广泛分布在地表，覆盖面占陆地表面积70%。

沉积岩分为碎屑岩、黏土岩、化学岩、生物化学岩四种类型。

砾岩、石灰岩、角砾岩、砂岩、泥岩、页岩、白云岩、泥灰岩。

(3)变质岩、变质岩的分类:接触变质岩、动力变质岩、区域变质岩、气﹣液变质岩和混合岩五大类型。

片麻岩、石英岩、大理岩、片岩、板岩、千枚岩。

19、常见的地质现象:褶皱、节理、溶洞、断层、风化、地震、地下暗河、喷水承压井。

20、大地发生的突然震动。

地球岩石圈的某些部分在内力或外力的作用下发生破裂，所释放能量的一部分以弹性波
的形式传播，所到之处引起地面颠簸和摇晃，称为地震。

21、地震四要素:
震源:地震发生时地壳内岩石最先开始破裂的部位。

震源深度:震源到地表的垂直距离。

震中: 震源垂直向上投影至地表面的地区。

震中距:建筑物在地面上到震中的距离。

22、广义的地震包括:天然地震、人工地震、水库诱发地震
1、重力坝定义：依靠自身的重量产生的抗滑力维持其稳定性的坝。

2、受力特点：主要依靠坝体的重量，在坝体和地基的接触面上产生抗滑力来抵抗库水推力，以达到稳定的要求。

3、优点：a安全可靠。

b对地形、地质条件适应性强。

c枢纽泄洪容易解决，；施工导流方便，便于施工。

d结构作用明确，应力、稳定计算比较简单。

4、缺点：a剖面尺寸大，水泥石料等用量多。

b坝体应力低，材料强度不能充分发挥。

c.扬压力影响大，对稳定不利。

d砼体积大，温控要求较高。

易产生温度裂缝
5、作用于重力坝的主要荷载有：
①自重；②静水压力；③扬压力；
④动水压力；⑤波浪压力；⑥泥沙压力；
⑦冰压力；⑧温度；⑨风；⑩地震。

6、扬压力坝底扬压力包括两部分: ①浮托力；②渗透压力
7、重力坝的可能破坏形式：滑动、倾覆、坝址压碎
8、重力坝的类型
按坝高来分：高坝：大于70m 按材料分：混凝土重力坝
中坝：30m—70m 浆砌石重力坝
低坝：低于30m 按坝的内部结构分：实体重力坝：三峡、龙滩
宽缝重力坝：新安江、丹江口
空腹重力坝：湖南凤滩、枫树
按是否泄水：溢流坝段
非溢流坝段
8、横缝：横缝垂直坝轴线，将坝体分成若干坝段。

重力坝横缝作用：
1）减小温度应力，
2）适应地基不均匀变形，
3）满足施工要求（如混凝土浇筑能力及温度控制）
9、纵缝：平行于坝轴线方向设的缝。

10、施工缝（水平工作缝）
横缝纵缝水平工作缝
11、拱坝：拱坝是固接于基岩的空间壳体结构，在平面上呈凸向上游的拱形，能够把部分水平荷载一部分传给两岸的坝形建筑物。

12、受力特点：坝体结构是由水平的拱圈和竖向的悬臂梁共同组成。

拱坝所承受的水平荷载一部分通过水平拱的作用传给两岸的基岩，另一部分通过竖向的悬臂梁的作用传到坝底基岩
13、拱坝的优缺点：1）材料用量少 2）稳定性好 3）超载能力强
4）工程量小
14、坝址处河谷形状特征通常用两个指标来表示，即河谷“宽高比”及“河谷断面形状”。

15、宽高比：指拱坝基础开挖后对应坝顶高程处的河谷的宽度L与最大坝高H的比值。

L/H值小，说明河谷深窄，水平拱圈跨度较短，拱的刚度较大，受力大部分传给两岸，因而坝体较薄。

L/H值较大时，坝体较厚。

L/H＜1.5的深窄河谷中可建薄拱坝；
L/H=1.5～3.0的中等宽度河谷可修建中厚拱坝；
L/H>3～4.5的宽河谷多修建厚拱坝；
当L/H>4.5的宽浅河谷，宜建重力坝或拱形重力坝。

16、拱坝的类型：（1）按材料和施工：常规砼拱坝、碾压砼拱坝、砌石拱坝。

（2）按坝高：高坝H＞70m、中坝H=70–30m、低坝H＜30m。

（3）按拱圈：单心圆、双心圆、多心圆、抛物线、对数螺旋线、椭圆、双曲线拱坝等。

（4）按坝面曲率：单曲拱坝;双曲拱坝。

17、拱坝的地基处理
a.坝基开挖
b.固结灌浆和接触灌浆
c.防渗帷幕（防渗作用） d坝基排水 e.断层破碎带的处理
18、三大灌浆：固结灌浆、接触灌浆、帷幕灌浆。

19、黄河小浪底水利枢纽工程，这座大坝高154米，是我国当年最大的土石坝。

20、土石坝：土坝、堆石坝和土石混合坝的总称。

21、土石坝分类：a按坝高分：高（>70m）
中（30~70）
低（<30m）
b按施工方法分：碾压式土石坝、水力冲填坝、水中填土坝、定向爆破堆石坝
c按材料在坝体内的配置分：均质土坝（一种透水性弱的土料填筑）、土质心墙坝（心墙是粘土或沥青混凝土（钢筋））、土质斜墙坝（防渗体位于上游面，下游作支撑体（沥青或钢筋混凝土））、人工材料心墙坝、人工材料面板坝。

22、优点：1）就地取材，节省钢材﹑水泥﹑木材等重要建筑材料，
（2）结构简单，便于管理、维修、加高和扩建。

（3）坝身是土石散粒体结构，有适应变形的良好性能，因此对地基的要求低。

（4）施工技术简单，工序少，便于组合机械快速施工。

缺点：（1）坝身不能溢流，施工导流不如混凝土坝方便。

（2）粘性土料的填筑受气候等条件影响较大，影响工期。

（3）坝身需定期维护，增加了运行管理费用。

23、土石坝构造：坝身(反滤层）、防渗体、护坡、排水体
24、常用的排水设施有如下几种形式：
1）贴坡排水：经济，但不能降低坝体浸润线，常用于中小型工程下游无水的均质坝
2）棱体排水：安全可靠，可以降低浸润线，有支持体增加坝体稳定，但是造价高
3）褥垫排水：可降低浸润线，增加坝基渗透稳定，造价低，但不宜检修，施工时易堵塞
4）综合型排水
25、防渗体:土质防渗体：粘性土心墙和斜墙等；
非土质材料防渗体（人工）：沥青混凝土、钢筋混凝土心墙、斜墙、面板和复合土工膜等
(a)
(c)
(b)
26、土石坝土料不宜采用：沼泽土、地表土及含有未完全分解的有机质的土料。

27、土石坝的渗透变形及其防止措施
渗透变形类型：管涌（坝体或坝基内的土壤颗粒被渗流带走的现象）
流土（在渗流的作用下，土从坝体或坝基表面被掀起浮动的现象）
接触冲刷（当渗流沿两种不同的土层接触面流动时，沿层面夹带细小颗粒流失的现象）
接触流失（当渗流垂直于两种不同的土层流动时，把细颗粒带到渗透系数大的土层）
28、防止渗透变形的工程措施集中体现为降低渗透坡降及增加渗流出口处土体抵抗渗透变形的能力。

29、堆石坝：用堆石或砂砾石分层碾压填筑成坝体，用混凝土面板作防渗体的坝，简称“面板堆石坝”或“堆石坝”
30、面板堆石坝的优点：a、抗滑稳定性好。

b、振动碾压使得高密实度堆石体变形小；
c、面板兼有护坡防浪作用，经济合理；
d、透水性好，抗震性能强；
e、坝体填筑没有粘性土填方，施工干扰小，气候影响也小，基本可全年施工。

弱点：面板对基础沉陷敏感，不抗漂浮物冲击
31、泄水建筑物:溢流坝的消能方式：挑流消能，底流消能，面流消能，消力戽消能。

32、水闸的分类：a、按负担的任务（作用）：节制闸、进水闸、排水闸、分洪闸、挡潮闸、冲沙闸、排冰闸。

b、按闸室结构：开敞式（泄洪、排冰、排漂、过船，如：节制闸、分洪闸）
涵洞式（穿堤、取水、排水）
胸墙式水闸
33、水闸的组成：闸室、上游连接段、下游连接段。

34、水平防渗：铺盖
垂直防渗：板桩
35、
36、按形状分类：有水平底板、低实用堰底板
按底板与闸墩的联接方式分类：整体式、分离式。

37、水电站是水、机、电的综合体。

38、
39、水电站的基本类型：按调节能力分成：
无调节水电站——径流式
有调节水电站——蓄水式
按水电站的组成建筑物及特征分为：
坝式、河床式（引用流量大，水头低）、
引水式电站（流量小，水头高，又分为无压和有压引水电站）
抽水蓄能电站、潮汐电站、放水发电
梯级电站（金沙江的向家坝）
40、水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。

41、水轮机
冲击式
反击式
混流式
轴流式
斜流式
贯流式
水斗式
双击式
斜击式
轴流定浆式
轴流转浆式
全贯流式
半贯流式
灯泡式
轴伸式
竖井式
42、水轮机的参数、牌号及标称直径
43、反击式水轮机：
（1）轴流式适用于大流量、低水头。

一般水头在50m以下。

（轴流定桨式、转浆式）
（2）混流式：适用范围广，结构简单，运行稳定，效率高，适用高水头小流量电站。

（三峡水电站）
（3）斜流式水流经过转轮时是斜向的
（4）贯流式 H<20m，小型河床电站。

44、冲击式水轮机：适用：水头高，流量小，多用于400m以上，最高接近2000m。

（1）水斗式：目前，水斗式水轮机是冲击式水轮机中应用最广泛的一种机型。

（2）斜击式
（3）双击式斜击、双击水轮机构造简单，效率低，用于小型电站。

45、
46、冲击式水轮机的型号
2CJ30 — W— 120/2×10
转轮型号为30，水斗式水轮机，卧轴，一根轴上装设两个转轮，转轮直径为120cm，每个转轮两个喷嘴，设计射流直径为10cm。