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水利工程基础知识

发布人: 沙皇国际登录 来源: 沙皇国际平台 发布时间: 2020-07-05 10:44

  水利工程基础知识_建筑/土木_工程科技_专业资料。水利工程基础知识 主要内容 ?一、水文水资源知识、水库 ?二、水利工程的作用及特点 ?三、水工建筑物的分类 ?四、常见的水工建筑物 ?五、水利枢纽的分等与水工建筑物的分级 结 束 我国的水资源

  水利工程基础知识 主要内容 ?一、水文水资源知识、水库 ?二、水利工程的作用及特点 ?三、水工建筑物的分类 ?四、常见的水工建筑物 ?五、水利枢纽的分等与水工建筑物的分级 结 束 我国的水资源 ? 水资源 ? 水量:水的数量。全球水量为淡水资源中的动态储 备,也就是水循环的总量。 水质:水的质量。 ? ? 水能:水所蕴含的机械能。 我国的水资源 ? 我国的水资源分布 ? 总量多,人均少。 时空分布不均。 ? 降水 ? 雨量 – 一定时段内降雨在没有流失、渗润和蒸发的情况 下,累积的厚度,以毫米为单位。按,一般 降雨,以上午8点作为日分界,以本日8点到次日8 点的24小时内所有降水量为本日降水量;如遇暴 雨、大暴雨,一般按2小时或3小时加测;如降冰 雹,应在冰雹停止时测报。 降水 ? 降雨等级划分 – 小雨:24小时雨量在10毫米以下的降水。 – 中雨:24小时雨量在10~25毫米的降水。 – 大雨:24小时雨量在25~50毫米的降水。 – 暴雨:24小时雨量在50~100毫米的降水。 – 大暴雨:24小时雨量在100~250毫米的降水。 – 特大暴雨:24小时雨量在250毫米以上的降水。 河川径流的产生 ? 流域 – 河流所汇集雨水的区域。 – 相邻两流域的界线称为分水线。 – 常以地面分水线索控制的面积为流域面积(集水 面积)。 – 集水面积越大,汇集的水量越多。 河川径流的产生 河川径流的水文要素 ? 水位 – 水体的水面相对于某一固定基准面的高程。 – 基准面采用1985国家高程基准(黄海零点) – 水位观测设备为水尺或自己水位计。水位变化不 大时早晚8点观测两次;汛期加测。 河川径流的水文要素 ? 流量Q – 单位时间通过某断面的水量。 – 流量Q为断面面积与平均流速乘积。 洪水 ? 洪水过程线 – 一次洪水的流量随时间的变化曲线。 – 流量最大值为洪峰流量。 – 发生时间为洪水历时。 – 洪水总量为洪量。 洪水 洪水 ? 洪水的频率、重现期 – 例:50年一遇的洪水,其频率为2%,重现期为50 年; 20年一遇的洪水,其频率为5%,重现期为20 年; – 50年一遇的洪水规模大于20年一遇的洪水。 – 频率、重现期为统计定义,不确定。 水利工程 为了控制、利用水资源,达到除害兴利的目的, 必须采取各种工程措施和非工程措施,采取的工程 措施就是水利工程,工程中的建筑物称为水利工程 建筑物,简称水工建筑物。 几种不同类型的水工建筑物集合在一起,形成 一个综合体,用来支配、控制水流,此综合体称为 水利枢纽,其中蓄水枢纽称为水库。 水库 ? 水位 – 水库的水面高程。 ? 库容 – 水位以下的蓄水容积。 ? 水位库容关系曲线 水库 ? 特征水位与库容 – 死水位:正常运用允许的最低水位。以下的库容 为死库容。 – 正常蓄水位:最高的兴利水位。与死水位之间的 库容为兴利库容。 水库 ? 特征水位与库容 – 汛期水位:汛期允许蓄水的上限水位。 – 设计、校核洪水位:水库遇设计标准或校核标准 的洪水时水库最高水位。 – 汛期水位与设计、校核洪水位之间的库容称 防洪库容。 水库 ? 特征水位与库容 – 校核洪水位以下的库容为总库容。 – 正常蓄水位与汛期水位之间的库容为重复库 容。 水利工程的作用 ? 一、河道整治与防洪(防洪效益) ? 采用“上拦下排,两岸分滞”的工程体系 ? ? ? 上拦:在上游进行水土保持,修建水库拦蓄洪水。 下排:疏浚河道,修堤筑防,提高河道泄洪能力。 两岸分滞:设置分洪区。 典型工程:三峡水利枢纽工程 水利工程的作用 ? 二、农田水利(灌溉效益) ? ? ? 取水工程 输水配水工程 排水工程 典型工程:二龙山水库 水利工程的作用 ? 三、水力发电(发电效益) ? ? ? 坝式 引水 混合 典型工程:丰满水电站 水利工程的作用 ? 四、给排水(供水效益) ? ? 城市供水 污水处理 典型工程:石头口门水库 水利工程的作用 ? 五、航运(航运效益) ? ? ? 调整天然河道水流条件和水深,改善通航条件。 修建通航建筑物。 开挖运河。 典型工程:葛洲坝水利枢纽工程 水工建筑物的工作特点 ? ? ? 工作条件复杂。 受自然条件制约,施工难度大。 效益大,对影响大。 ? 失事后果严重。 水工建筑物的分类 ? 按作用—— 1. 挡水建筑物:拦截江河,形成水库。 ? 重力坝、土石坝、拱坝、水闸等 2. 泄水建筑物:宣泄洪水,水库安全。 ? 溢流坝、泄水孔、溢洪道、泄水隧洞等 3. 输水建筑物:从上游向下游输送水流。 ? 引水隧洞、渠道、引水涵管等 水工建筑物的分类 ? 按作用—— 4. 取水建筑物:输水建筑物的首部建筑。 ? 进水建筑物、进水闸、扬水站、渠首建筑物等 5. 整治建筑物:改善水流条件,河床。 ? 丁坝、顺坝、导流堤、护岸、护底等 6. 专门建筑物:完成某一专门任务的建筑。 ? 电站厂房、冲沙闸、船闸、升船机等 水工建筑物的分类 ? 按使用期限—— 1. 永久性建筑物:在工程运用中长期使用的建筑物, 如大坝、溢洪道等。按其在枢纽中的重要性又可 分为: ? ? 主要建筑物 次要建筑物 2. 临时性建筑物:仅在施工中使用的建筑物,如围 堰、导流建筑物等。 常见的水工建筑物 ? ? ? ? 重力坝 拱坝 土石坝 渠系建筑物 ? ? 水闸 溢洪道 ? 隧洞与涵管 分等分级的必要性 ? 为使工程的安全性和经济性合理的统一起来,将水利 工程及其所属建筑物按工程规模、效益大小及其在国 民经济中的重要性划分为不同的等级,并采取不同的 设计标准。 ? 我国《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》, 水利水电枢纽工程划分为五等,所属建筑物划分为5 级。 水利枢纽的分等 ? 水利水电枢纽工程划分为五等 分 等 方 法 ? ? 拦河闸工程按过闸流量分等。 灌溉、排水泵站按装机流量、功率分别分等,并选取高等别。 水工建筑物的分级 ? 永久性水工建筑物根据其所属工程等别及其在工程中的作用和 重要性分5级,临时性水工建筑物根据对象的重要性、失事 后果、使用年限和规模分3级。 永久性建筑物级别 工程等别 主要建筑物 一 二 三 1 2 3 次要建筑物 3 3 4 四 五 4 5 5 5 水工建筑物的提级 ? 水库的大坝,高度超过者,可提高一级,但洪水标准不提。 坝的原级别 坝高 土坝、堆石坝、干砌石坝 (M) 混凝土坝、浆砌石坝 2 3 4 5 90 130 70 100 50 70 30 40 ? 地质条件特别复杂或实践较少的新型结构,可提一级,洪水标准 不提。 ? 综合利用的水利枢纽工程,如按不同的分等指标,其中两项接近 同一级别上限,其共用建筑物提高一级。 对不同级别建筑物的不同要求 ? ? ? 抗御洪水的能力 ? 如:洪水标准、坝顶超高。 安全性 ? 如:强度、稳定安全度。 如:材料的品种、质量、耐久性。 如:建筑物的供水、供电、通航的率,闸门 等设备的可用性。 建筑材料 ? ? 运行可靠性 ? 洪水标准的确定 ? 正常运用(设计洪水) 建筑物级别 洪水重现期(年) 1 2000~500 2 500~100 3 100~50 4 50~30 5 30~20 ? 非常运用(校核洪水) 建筑物级别 不同坝型的枢纽工程 土坝、堆石坝、干砌石坝 混凝土坝、浆砌石坝 1 10000 5000 2 2000 1000 3 1000 500 4 500 300 5 300 200 洪水重现期(年)

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