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水工建筑物基础知识一、水利水电工程等级划分(一)水利枢纽 1、水工建筑物为兴水利除水害目的 而修建的建筑物。是为了满足防洪要求, 获得发电、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,用来控制和分配水流,这些建筑 物称为水工建筑物。 2、水利枢纽由不同类型水工建筑物 组陈成的综合体称为水利枢纽3、水利枢纽分类: 蓄水枢纽-由挡水、泄水、放水三部分组成 取水枢纽-有坝、无坝及水闸 平原水利枢纽山区水利枢纽高、中、低水头的水利枢纽。 4、水利枢纽的规划原则:合理的开发利用水 资源,做到以最少的投资,最大限度地满足 国民经济各部门的需要。(二)水工建筑物 按作用可以分为:建筑物的属性可以多从叠加。1)挡水、壅水建筑物:用以拦截江河水流,抬高上游水位 以形成水库。如各种坝、闸等。2)泄水建筑物:用以宣泄洪水期河道入库洪量超过水库 调蓄能力的多余洪水。以保证大坝及有关建筑物的安全。 如河岸溢洪道、泄洪洞、重力坝溢流坝段、坝身泄水孔等 。3)输水建筑物:用以满足发电、供水和灌溉的需求,从 上游向下游输送水量。如输水渠道、引水管道、水工隧洞 、渡槽、倒虹吸管等。4)取水建筑物:一般布置在输水系统的首部,用以控制水 位、引水流量或人为提高水头。如进水闸、扬水泵站等。 5)河道整治建筑物:用以改善河道的水 流条件,防治河道变形及险工的整治。 如顺坝、导流堤、丁坝、潜坝、护岸等 。 6)专门建筑物:为水力发电、过坝、量 水而专门修建的建筑物。如调压室、电 站厂房、船闸、升船机、筏道、鱼道、 量水堰等。 (三)水利工程的特点 水利工程的特点:工作条件复杂、受自然条件制约,施工难度大、效 益大,对环境影响也大、失事后果严重。 1、工作条件复杂 地基:岩基可能有裂隙,节理;土基可能压缩性大,流动性强的细沙 层。 渗透压力大;水压力大; 泄流量达,泄流集中,须有消能防护措施;高水头泄流存在脉动、震动。 多沙河流有排沙减淤要求:小浪底9条排沙孔 2、受自然条件制约、给施工带来困难。 3、工程效益大,对周围环境的影响也大。库区水位高,对矿井、房 屋、耕地不利 4、失事后果严重;河南板桥水库、石漫滩水库“75、8”事件。 水利枢纽及水工建筑物分等分级 根据工程项目的规模、效益及其在国民经 济中的重要性将其分等;然后,再根据枢 纽中各水工建筑物的作用大小及重要性, 对建筑物进行分级。 不同级别的水工建筑物在安全系数、洪水 标准、安全超高等技术方面的要求则有所 不同水利水电工程分等指标工 程 等 别工程 规模水库总 库容 (108m3)防 洪治涝灌溉供水发电保护城镇及 工 矿企业的重 要性保护农 田 ( 1 04 亩 )治涝面 积 ( 1 04 亩 )灌溉面 积 ( 1 04 亩 )供水对 象 重 要 性装机容 量I大(1) 型10特别重要500200150特别重 要120II大(2) 型101重 要5001002006015050重 要12030III中型1.00.10中 等100306015505中 等305IV小(1) 型0.100.01一 般30515350.5一 般51V小(2) 型0.010.00 1530.51 根据重要性对水工建筑物分级主要建筑物、次要;永久和临时建 筑表1-2 永久水工建筑物级别 工程等别别主要建筑物 次要建筑物13 23344555表1-4临时性水工建筑物级别级 别保护 对象失事后果使用 年限建筑物规 模 高 度m库 容 亿 3特殊1级 永久淹没重要城镇 、工矿、交通 线3 50 1.041、2级 永久淹没一般城镇 、工矿、交通 线31.5 50 151.0 0. 1 53、4级 永久淹没基坑、对 发电影响不大1.5 15 0.1 不同级别的水工建筑物在安全系数、洪水标准、 安全超高等技术方面的要求则有所不同 不同级别的水工建筑物在以下几个方面应有不同 的要求: (1)抗御洪水能力:如建筑物的设计洪水标准 、坝(闸)顶安全超高等。 (2)稳定性及控制强度:如建筑物的抗滑稳定 强度安全系数,混凝土材料的变形及裂缝的控制 要求等。 (3)建筑材料的选用:如不同级别的水工建筑 物中选用材料的品种、质量、标号及耐久性等。水利水电工程的设计洪水标准及 堤坝安全加高 1、山区、丘陵区永久性水工建筑物的洪水标准 见表1-5。对平原及滨海地区的水利水电工程的 永久建筑物的洪水标准应按表1-6确定。 2临时性水工建筑物:临时性水工建筑物的洪 水标准,根据其结构类型、级别,结合风险度综 合分析,按表1-7合理选用。 3水工建筑物的安全加高:对永久性的挡水建 筑物、堤防工程和不允许过水的临时性挡水建筑 物,确定其顶高程时,在各种运用情况静水位上 加波浪高后,还须考虑安全加高,以确保其自身 安全。葛洲坝类 型都江堰水利工程三 峡 工 程三 峡 船 闸水库与堤防的特征水位特征水位主要有特征水位主要有:死水位、正常蓄水死水位、正常蓄水 位,防洪限制水位、防洪高水位、设位,防洪限制水位、防洪高水位、设 计洪水位及校核洪水位。计洪水位及校核洪水位。特征库容特征库容:死库容、兴利库容、防洪死库容、兴利库容、防洪 库容,设计调洪库容及校核调洪库容库容,设计调洪库容及校核调洪库容 (如图)。(如图)。校核水位设计水位防洪高水位正常水位死水位汛限水位 水 库 大 坝重 复 库 容死库容防 洪 库 容调 节 库 容兴 利 库 容总 库 容 死水位和死库容 死水位:是指水库正常运行情况下,允许 水库消落的最低水库。 死库容:指死水位以下的库容。 防洪限制水位、防洪高水位、防洪库容 。 防洪限制水位:水库在汛期允许兴利蓄水 的上限水位,水库汛期防洪运用时的起调 水位。 防洪高水位:水库遇到下游防护对象的设 计标准洪水时,在坝前达到的最高水位( 水库承担下游防洪任务时确定)。 防洪库容:指防洪限制水位至防洪高水位 之间的库容。 正常蓄水位和兴利库容。 正常蓄水位:水库在正常运用的情况下, 满足设计兴利要求时,允许蓄到的最高水 位。 兴利库容:水库正常蓄水位与死水库之间 的库容。 设计洪水位和设计调洪库容 设计洪水位:水库在设计洪水发生时,水 库从防洪防制水位开始通过调洪后所达到 的最高水位。 设计调洪库容:水库设计洪水位与防洪限 制水位之间的库容。 校核洪水位和校核调洪库容: 校核洪水位:水库在校核洪水发生的情况 下,水库从防洪限制水位开始通过调洪后 所达到的最高水位。 校核调洪库容:水库校核洪水位与防洪限 制水位之间的库容。
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