水电站水工建筑物概述(一)(常用版)
水工建筑物有哪些

水工建筑物有哪些水工建筑物,作为人类利用水资源的一种形式,是为了应对水文环境变化、满足社会需求而修筑的各种工程。
它们的建设既有助于防洪抗灾,保护生态环境,也为水资源的可持续利用提供了有效手段。
以下将介绍几种常见的水工建筑物。
一、大坝类建筑物大坝是水工建筑的重要组成部分,主要用于拦截河流流域的水,形成坝体蓄水,实现多种目的。
常见的大坝类型有重力坝、拱坝、土石坝等。
重力坝是最常见的大坝类型之一,其设计依靠坝体本身的重量来抵抗水压。
采用大量的混凝土建筑而成,可以有效抵御河流水压,保护下游地区免受洪水侵袭。
拱坝则是一种具有一定曲线形状的建筑物,它可以将来自水体的压力通过曲线分散到坝的两侧,以此增加了坝体的稳定性。
拱坝常见于陡坡河流和峡谷,其建造需要对地质条件进行充分考虑。
土石坝是以土壤和岩石作为材料建造而成的坝体。
它通常将填筑物均衡地分布在坝体两侧,以均衡水压。
土石坝相对于混凝土坝来说,成本较低,修建比较快捷,适用于一些中小型水利工程。
二、水闸类建筑物水闸作为控制河流水位、调整河道流量的建筑物,在水利工程中起着重要的作用。
它主要分为溢流闸和节制闸两类。
溢流闸主要用于控制河道的流量,它通常位于河口或者河流的中段,利用闸门的开闭来控制水流的大小,防止洪水泛滥或者干旱期的水位过低。
节制闸则是为了均衡河道两岸的水位差,以便于供水、灌溉等用途而建造的。
它根据需要通过开闭闸门来调整河道两侧的水位,供应水资源的均衡利用。
三、水利工程类建筑物水利工程类建筑物主要包括渠道、水库、引水渠等。
它们与大坝、水闸等结合构成了完整的水利体系。
渠道是用于引导水流的线性结构,通常分为开挖渠和挡水坝渠。
开挖渠是在地面上或者地下开挖形成的,用于引导和分配水资源。
挡水坝渠是在河道上建设的混凝土坝,可提高基底高程,增加水压力。
水库是为了储存水资源、调节河流流量而建设的。
它通常由大坝将河流拦截,形成人工湖泊,以储存水源,调节水量,满足下游需求。
水工建筑物工程概况

水工建筑物工程概况摘要:水工建筑物是各种建筑中很重要的一类,随着科技和经济的发展,这一建筑日益受到人们更多的关注,它的存在对人类历史的发展起着至关重要的作用。
关键字:水利工程,建筑物Abstract: the hydraulic structures of various construction is an important category, with the development of technology and economy, the building is being people more attention, its existence to the development of human history plays a vital role.Keywords: water conservancy project, building所谓水利工程,是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配,以达到除害兴利目的而修建的工程。
在时间上重新分配水资源,做到防洪补枯,以防止洪涝灾害和发展灌溉、发电、供水和航运等事业。
用来控制和分配水流。
这些建筑物统称为水工建筑物。
而由不同类型的水工建筑物组成综合体,称为水利枢纽。
一、水工建筑物的发展历程从公元前2900年埃及在尼罗河上建造的挡水坝到中国战国时期兴建并延用至今的都江堰工程,水利工程经过了漫长的历史,并在人类发展进程中起着非常重要的作用。
20世纪以来,水工建设取得了巨大的进步。
如重力坝剖面的底宽与坝高之比在逐渐减小;在适宜的条件下,改变结构形式(如腹拱坝)或采用减压排水系统,以减小坝体工程量;而碾压混凝土筑坝等技术的出现,又为简化坝体施工、加快工程进度和降低造价提供了有利条件。
随着土力学理论的发展,施工技术水平的提高和大功率、高效施工机械的采用,以及对上坝土料要求放宽,加之有些国家地质条件较好的坝址已经不多等原因,致使高土石坝的修建越来越多。
水工建筑物1概论

第一章概述学习要求● 目的:1.了解我国水利资源及分布状况,水利水电工程的现状与发展。
2.掌握水利枢纽的概念和组成,水工建筑物的分类和特点。
水利工程分等和水工建筑物分级,以及分等分级的意义。
● 重点:1.水利资源及分布状况,水利水电工程的现状与发展。
2.水利枢纽的概念和组成,水工建筑物的分类和特点,水利工程分等和水工建筑物分级。
● 难点:1.水利水电工程的现状与发展。
2.水利工程分等和水工建筑物分级。
学习要点● 章节学习内容:1.我国水利资源,水利事业及其在国民经济中的作用,水利工程的发展。
2.水利枢纽的概念和组成3.水工建筑物的分类和特点。
4.水利工程分等和水工建筑物分级,以及分等分级的意义。
● 学习要点:1.水利枢纽的概念和组成2.水工建筑物的分类和特点。
3.水利工程分等和水工建筑物分级。
第一节我国的水资源水资源:由大气降水补给的河流、湖泊、土壤水和地下水等淡水资源。
一、河流众多全国流域面积大于1000km2的河流约有1600条;长江属世界第三大河流,黄河为世界第六大河流(以长度计)。
(说明,世界上前六大河流排名为:南美:亚马逊河,流经秘鲁、巴西;非洲:尼罗河,流经埃塞俄比亚、苏丹、埃及;中国:长江;北美洲:密西西北河;非洲:刚果河;中国:黄河)形成我国主要的农业区、运输网和发达的工业区。
二、径流量大径流量:单位时间通过河流量某断面的水量:w=Q*t。
我国的年平均径流总量为2.8×1012m3,居世界第六位。
人均径流量为2400m3,为世界人均径流量的1/4。
三、水能资源丰富中国1977年~1980年第五次全国水能资源的大规模深入普查研究,确定我国的水能资源。
理论蕴藏量:6.878亿千瓦可开发利用量:3.7亿千瓦。
分1997年确定我国经济可开发水能资源:2.9亿千瓦(水力发电学报)。
四、水资源布在我国幅员辽阔的国土上,山地占全国总面积的33%,高原占全国总面积的26%,丘陵占全国总面积的10%,盆地占全国总面积的19%,平原占全国总面积的12%。
水工建筑物

水工建筑物1. 引言水工建筑物是指用于管理、调控和利用水资源的建筑和设施。
它们包括了水坝、水库、堤坝、渠道、防洪设施、水电站等等。
这些建筑物不仅对水资源的开发和利用起着重要作用,同时也承担着保护和维护水资源安全的责任。
本文将介绍水工建筑物的分类、特点和重要性。
2. 水工建筑物的分类水工建筑物可以按照不同的标准进行分类,如结构形式、功能用途、服役对象等。
下面是一些常见的分类方式:2.1 结构形式•水坝:用于拦截河流水流,形成水库或湖泊,通常由混凝土、土石材料或钢筋等材料构建。
•渠道:用于引导水流的人工水道,可以分为开放式渠道和封闭式渠道。
•堤坝:用于沿岸、河道或水体内的围堰,通常由土石材料、混凝土或钢筋等材料构建。
•防洪设施:用于预防河流洪水,如排洪渠、防洪墙等。
2.2 功能用途•水库:用于储存水资源,供给城市、农田灌溉等用途。
•水电站:利用水流产生动力,发电以供电力系统使用。
•排灌工程:用于排除农田中的积水、排洪排涝等用途。
•海洋工程:用于利用和保护海洋资源,如海上风电场、海上油气钻井平台等。
2.3 服役对象•农业水利工程:主要用于农田灌溉、渠道排灌等农业用途。
•城市水利工程:主要用于城市供水、排水、治理和防洪等城市用途。
•工业水利工程:主要用于工业生产中的水资源利用和处理。
3. 水工建筑物的特点水工建筑物具有以下几个特点:3.1 大规模性水工建筑物往往需要巨大的投资和广阔的土地面积,其建设规模庞大。
例如,水坝常常需要修建成千上万米长的水坝体,以承载巨大的水压力。
3.2 耐久性水工建筑物需要经受长期的水流冲击和自然力的作用,因此需要具备良好的耐久性。
在设计和施工过程中,需要选择合适的材料和结构形式,以确保水工建筑物能够经受住长期使用和自然环境的考验。
3.3 安全性由于水工建筑物的特殊性,一旦发生事故,可能会造成严重的人员伤亡和财产损失。
因此,水工建筑物的设计、施工和运营过程中需要高度重视安全性,确保水工建筑物的稳定和安全运行。
第十二章 水电厂主要水工建筑物和动力设备

3、水轮机的型号
(1)水轮机的比转速 比转速:当有效水头H=1m,水轮机出力P=1kW时,与原 型水轮机按一定相似关系建立起来的模型水轮机所具有的 转速。
反击式水轮机: 冲击式水轮机: 比转速越大,机组过流量越大
(2)水轮机的型号
我国生产的水轮机型号由三部分代码组成:
第一部分由汉语拼音字头和阿拉伯数字表示:指水
理想工况下。水流流经反击式水轮机的转轮流道 时,其势 能的降落与动能的变化之和转换成流水反作用于转轮的旋转 机械功。
冲击式水轮机只是利用水流动能做功的水力原动机
二、水轮机的基本方程
1、水轮机的转速 水轮机的转速n(r/min)是表明水轮机工作状态的参数之 一。大中型水轮发电机组的水轮机与发电机直接相连接, 发电机的定子具有一定的磁极对数。为保证发电机电压 和频率的稳定,水轮发电机组的转速必须保持是一个标 准的常数,称为水轮发电机组的工作转速。机组在正常 工作情况下,其转速基本保持不变。
适用水头范围为25m一下,单机出力可达几十MW的机组。
灯泡贯流式水轮机
全贯流式水轮机
5、斜流式水轮机
它的叶轮轮叶轴线与叶轮主铀的轴线斜交,进出叶轮的水流与叶 轮主轴线斜交。转轮可做成转桨式或定桨式、
适用水头范围在40~200m。可作为可逆机组用于抽水蓄能电厂。
2、水轮机的装置方式
水轮发电机组的主轴布置方式。目前2种:卧式和立式。
2、水轮机的安装高程
允许吸出高度:
H 10 (1.05 ~ 1.1)H 900
s
安装高程:
H
安 下
s
第三节 水轮机工作原理及效率
一、水轮机工作原理
水流流经转轮的叶道时,受叶轮叶形和流道断面的约束,水 流运动方向和流速大小不断发生变化,于是转轮在水流反作用 力作用下绕轴旋转做功,将水能转变成机械能。
水工建筑物知识点

水工建筑物知识点水工建筑物是指为调节水文情况而修建的,具有控制水流、蓄水、引水、排水、灌溉、发电、供用水等功能的建筑物。
这些建筑物在水利工程中具有重要的作用,成为了维护水资源安全和人民生活生产的重要基础设施。
在本文中,我们将介绍一些水工建筑物的知识点,帮助读者更好的了解和掌握这些建筑物的特点和运行原理。
水坝水坝是指在河流、湖泊等水域中筑起的隔水建筑物。
其主要功能是蓄水和调节河流水文情况,防止洪水和干旱,同时还可以发电、供水和向灌区输送水资源。
水坝的建造需要考虑水文地质、水文气象、地理环境等因素,同时还需要考虑坝体的选择、断面形式、稳定性等问题。
常见的水坝类型有重力坝、拱坝、土石坝、引水坝等。
水电站水电站是一种将水能转化为电能的场所。
水电站的主要组成部分包括水坝、水泵站、引水渠、发电机组等。
水电站的工作原理是利用水流驱动发电机转子转动,从而产生电能。
水电站的优点是清洁、可再生、储备能源丰富等,同时还可以作为调节电网负荷、发电峰谷的重要手段。
但水电站也会存在环境破坏和社会危害的问题,如水库淹没、河流生态退化、社区迁移等。
船闸船闸是一种水工建筑物,在河流、运河中使用,主要功能是调节水位高低,控制船只进出港口。
船闸包括闸室、闸门、鱼梁等部分。
其工作原理是通过升降闸门来控制水位的变化,以满足船只往来的需要。
船闸的设计要考虑水文特征、船只尺寸、水流速度等因素,以保证其运行安全和有效性。
水泵站水泵站是一种用于抽取地下水或河流水的建筑物。
其主要组成部分包括水泵、配电系统、管路系统等。
水泵站的工作原理是通过泵机将水从低处抽到高处,以供城市生活、农业灌溉、工业生产等需要。
水泵站的设计要考虑能耗、泵机选择、夏季内部温度上升等问题,以保证其运行效率和稳定性。
灌溉工程灌溉工程是指利用水利设施,向土地施肥施水的一种农业生产方式。
灌溉工程包括引水渠、虹吸井、灌区传输系统、水泵站等。
其主要功能是调节土地水分,保证作物生长需要,提高农业生产效益。
水工建筑物1概论doc

第一章概述学习要求l 目的:1. 了解我国水利资源及分布状况,水利水电工程的现状与发展。
2. 掌握水利枢纽的概念和组成,水工建筑物的分类和特点。
水利工程分等和水工建筑物分级,以及分等分级的意义。
l 重点:1. 水利资源及分布状况,水利水电工程的现状与发展。
2. 水利枢纽的概念和组成,水工建筑物的分类和特点,水利工程分等和水工建筑物分级。
l 难点:1. 水利水电工程的现状与发展。
2. 水利工程分等和水工建筑物分级。
学习要点l 章节学习内容:1. 我国水利资源,水利事业及其在国民经济中的作用,水利工程的发展。
2. 水利枢纽的概念和组成3. 水工建筑物的分类和特点。
4. 水利工程分等和水工建筑物分级,以及分等分级的意义。
l 学习要点:1. 水利枢纽的概念和组成2. 水工建筑物的分类和特点。
3. 水利工程分等和水工建筑物分级。
第一节我国的水资源水资源:由大气降水补给的河流、湖泊、土壤水和地下水等淡水资源。
一、河流众多全国流域面积大于1000 km2的河流约有1600条;长江属世界第三大河流,黄河为世界第六大河流(以长度计)。
(说明,世界上前六大河流排名为:南美:亚马逊河,流经秘鲁、巴西;非洲:尼罗河,流经埃塞俄比亚、苏丹、埃及;中国:长江;北美洲:密西西北河;非洲:刚果河;中国:黄河)形成我国主要的农业区、运输网和发达的工业区。
二、径流量大径流量: 单位时间通过河流量某断面的水量:w = Q*t 。
我国的年平均径流总量为2.8×1012m3,居世界第六位。
人均径流量为2400 m3,为世界人均径流量的1/4。
三、水能资源丰富中国1977年~1980年第五次全国水能资源的大规模深入普查研究,确定我国的水能资源。
理论蕴藏量:6.878亿千瓦可开发利用量:3.7亿千瓦。
分1997年确定我国经济可开发水能资源:2.9亿千瓦(水力发电学报)。
四、水资源布在我国幅员辽阔的国土上,山地占全国总面积的33%,高原占全国总面积的26%,丘陵占全国总面积的10%,盆地占全国总面积的19%,平原占全国总面积的12%。
水电站建筑物--整理

第一章一.坝式水电站是拦河筑坝,坝前壅水,在坝址处形成落差所建的水电站原理:用坝集中水头的电站称为坝式水电站。
分类:河床式(用于较低水头,如30—40m)坝后式特点:1水头取决于坝高。
2引用流量较大,装机容量大,水能利用较充分,综合利用效益高。
3投资大,工期长。
4适用:河道坡降较缓,流量较大,并有筑坝建库的条件。
二.引水道式水电站是在河段上游筑闸或低坝(或无坝)取水,经人工引水道引水到河段下游来集中落差所建的水电站原理:引水道集中落差的原理是人工引水道的糙率、流速和水面坡降均比原河段的小。
分类:无压的有压的特点:1闸或低坝(无坝)取水,用人工引水道集中落差,2水头大小取决于天然河道的落差,水头相对较高目前最大水头已达2Km以上3引用流量小,没有水库调节径流,水量利用率较低,综合利用价值较低4电站库容小,基本无水库淹没损失,不需建高坝,工程量较小,造价较低5适用条件:适合河道坡度较陡,流量较小的山区性河段三.混合式水电站是在同一河段上用坝集中上游部分落差,再通过有压引水道集中坝下游部分落差而形成总水头所建的水电站四.抽水蓄能电站是装设具有抽水及发电两种功能的机组,利用电力系统低谷负荷期间的剩余电能向上水库抽水储蓄水能,再在系统高峰负荷期间从上水库放水发电的水电站与常规电站的区别:1功能不同:同时具有发电和抽水的功能2机组不同:同时有发电机和水泵3结构组成不同:上下都有水库,进水口和出水口互为功能五.潮汐电站利用涨潮和退潮时所形成的水头发电的水电站六.水电站的建筑物组成:1.枢纽建筑物○1挡水建筑物,为坝或闸;○2泄水泄沙建筑物,如溢洪道、泄水洞、泄水泄沙孔;○3过坝建筑物,如过船、过水、过鱼建筑物。
2.发电建筑物○1引水建筑物,如进水口、沉沙池、引水道、前池或调压室、压力管道、尾水道等;○2发电厂房及其附属建筑物,如厂房、变电站、开关站等。
第二章一.进水口的分类:(对其进行方案经济比较——进行选择)(1)无压进水口:类似于水闸,水流为明流,引取表层水,适用于无压引水式电站(2)有压进水口:进水口在最低水位以下,水流为有压流,以引深层水为主,适用于坝式,有压引水式,混合式水电站二.有压引水口的分类:1、坝式进水口:适用:混凝土重力坝的坝后式,坝内式和河床式厂房2、岸式进水口:竖井式岸墙式竖井式:特征:在隧洞进口附近的岩体中开挖竖井,井壁一般要进行衬砌,闸门安置在竖井中,竖井的顶部布置启闭机及操纵室,渐变段之后接隧洞洞身适用:工程地质条件好,岩体比较完整,山坡坡度适宜,易于开挖平洞和竖井的情况岸墙式:特征:进口段、闸门段和闸门竖井的布置在山体之外,形成一个紧靠在山岩上的单独墙式建筑物,承受水压及山岩压力,要有足够的稳定性和强度适用:地质条件差,山坡较陡,不易开挖竖井的情况3、塔式进水口:特征:进口段、闸门段及其一部框架形成一个塔式结构,耸立在水库中,塔顶设操纵平台和启闭机室,用工作桥把岸边和坝顶相连,塔式进水口可一边或四边进水适用:当地材料坝,进口处山岩较差,岸坡又比较平缓三.进水口的功能与设施功能:1、要有必要的进水能力2、水质符合发点要求(防沙;防污物)3、水头损失要小4、流量可按要求控制5、施工、安装、运行和检修方便四.闸门及启闭设备(1)工作闸门(事故闸门)作用:紧急事故关闭,快速切断水流,以防事故扩大,也可用以关闭进水口以检修引水系统要求:动水中快速(1—2min)关闭,静水中开启(2)检修闸门作用:设在工作闸门前,检修工作闸门及门槽要求:静水中启闭五.通气孔位置:有压进水口的工作闸门之后作用:1、工作闸门开启时,引水道充水时用以排气(开排)2、工作闸门紧急关闭放空引水道时用以补气,以防出现有害真空(关补)六.沉砂池位置:位于无压进水口之后,引水道之前原理:加大过水断面,降低水流速度,从而减小其挟沙能力,使其有害泥沙在沉降池中逐渐沉积设计要素:1、断面积2、长度3、流速均匀七.引水道要求:1.有符合要求的输水能力2.减少水头损失3.保证水质渠道:渠道的水力设计的主要任务是根据已定的设计流量来选定渠道横断面尺寸、糙率、纵坡和水深分类:1、恒定流计算:2、非恒定流计算:八.压力前池(压力前池是把无压引水道的无压流变为压力管道的有压流的连接建筑物)功用:1、电站正常运行时把流量按要求分配给压力管道,并使水头损失最小2、电站出力变化或事故时,调节流量,平稳水压,平衡水量,排泄多余水量3、防止引水道中杂物、冰凌与有害泥沙进入压力管道组成:1、前室;2、压力管道的进水口及设备;3、泄水和排沙建筑物布置:1、连接无压引水道和压力管道及厂房的建筑物,应统一考虑这几个建筑物合理的布置和相互关系2、压力前池应尽可能接近厂房,以缩短用料而且对安全要求高的压力管道3、必须选择良好的地质条件,池身尽量能建在挖方中第三章一.压力管道的功用和类型(1)作用:从水库、压力前池或调压室,将水在有压状态下引入水轮机(2)特点:1、坡度陡;2、承受电站的最大水头,且受水锤动力压力;3、靠近厂房管道内径D(m)和水压力H(m)及其乘积HD值是标志压力管道规模及其技术难度的最重要特征值。
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水电站水工建筑物概述(一)(常用版)(可以直接使用,可编辑完整版资料,欢迎下载)水电站水工建筑物概述(一)一、水利枢纽1.什么是水利水电工程枢纽?为了满足防洪需求,获得发电、灌溉、供水、航行等方面的综合效益,需要在河流的适宜段修建不同类型的建筑物,用来控制和支配水流。
这些建筑物通称为水工建筑物,而不同功能的水工建筑物组成的综合体称为水利水电工程枢纽。
2.水工建筑物按其作用可分为几类?水工建筑物种类繁多,但按其作用可以分为挡水建筑物,泄水建筑物,输水建筑物,取(进)水建筑物,整治建筑物,专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物等六类。
但是,应当指出的是,有些水工建筑物的功能并非单一,难以严格区分其类型。
如各种溢流坝既是挡水建筑物,又是泄水建筑物;水闸既能挡水,又可泄水,有时还作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物,等等。
3.什么是挡水建筑物?用于拦截江河水流,形成水库或空高上游水位的建筑物。
如各种坝和水闸以及为抗御洪水或挡潮沿江河岸修建的堤防、海塘等。
4.水库有哪些特征水位及相应库容?库容大小决定着水库调节径流的能力和它所能提供的效益。
因此,确定水库特征水位及其相应库容是水利水电工程规划、设计的主要任务之一。
(1) 死水位和死库容水库正常运用情况下允许水库消落到最低的水位称为死水位,该水位以下的库容即死库容。
除特殊情况外,死库容不参与径流调节,即不能动用这部分水库的水量。
(2) 正常蓄水位和兴利库容水库正常运用情况下,为满足设计的兴利要求,在设计枯水年(或枯水段)开始供水时应蓄到的水位,称为正常蓄水位,又称设计兴利水位。
该水位与死水位间的库容即兴利库容。
正常蓄水位到死水位间的水库深度称为消落深度或工作深度。
(3) 防洪限制水位水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位称为防洪限制水位。
可根据洪水特性和防洪要求,对汛期不同时期分段拟定。
(4) 防洪高水位和防洪库容当退下游防护对象的设计洪水位时,水库为控制下泄流量而拦蓄洪水,这时在坝前达到的最高水位称为防洪高水位。
该水位与防洪限制水位间的库容称为防洪库容。
当防洪限制水位低于正常蓄水位时,防洪库容与兴利库容的部分库容是重叠的,可减小专用防洪库容,重叠部分称共用库容或重叠库容,在汛期是防洪库容的一部分,而在汛后则为兴利库容的一部分。
(5) 设计洪水位和拦洪库容水库遇设计洪水,在坝前达到的最高水位称为设计洪水位。
该水位与防洪限制水位间的库容称为拦洪库容。
(6) 校核洪水位和调洪库容水库遇校核洪水,在坝前达到的最高水位称为校校洪水位。
该水位与防洪限制水位间的库容称为调洪库容。
(7) 总库容和有效库容校核供水位以下的全部库容称总库容。
校核洪水位与死水位之间的库容称有效库容。
5.拦水坝按形式可分为几种?主要有土石坝、重力坝、拱坝、支墩坝和橡胶坝等。
其中土石坝又可分为心墙坝、斜墙坝、堆石坝、均质坝等。
6.土石坝的工作特点是什么?土石坝是土坝与堆石坝的总称。
土石坝历史悠久,在国内外广泛采用。
其优点是:①就地取材;②结构简单,便于维修和加高、扩建;③对地质条件要求较低,能适应地基变形;④施工技术较简单,工序少,便于组织机械化快速施工;⑤有较丰富的修建经验。
其主要缺点在于:①坝身不能溢流,需另设溢洪道;②施工导流不如混凝土坝方便;③粘性土料的填筑受气候条件的影响大等。
7.土石坝在设计、施工和运行中必须满足哪些要求?土石坝坝体主要由散粒材料构成。
为使其安全有效地发挥作用,在设计、施工和运行中必须满足以下各项要求:(1) 不允许水流漫顶由于规划设计时对洪水估计偏低,致使溢洪道行洪断面偏小;或因坝顶高程不足,或水库控制运用不当等原因,都可导致坝顶漫水直至溃坝的严重事故。
(2) 不发生危害性渗透变形水库蓄水后不仅在坝身和坝基内产生渗流,而且库水还会绕过坝端经两岸渗向下游,形成绕坝渗流。
渗透水流不但损失水量,更重要的是在渗流逸出处可能将土料中的细颗粒带走或局部主体被冲动,导致坝身、坝基产生危害性的渗透变形,甚至引起溃坝。
(3) 坝身和坝基应稳定可靠由于设计不当或施工质量不良,在外力作用下,可能造成坝坡或连同坝基的坍滑破坏。
国内外土石坝破坏事故中约有互/4是由滑坡造成的。
(4) 避免产生有害的裂缝由于受坝址地形、筑坝材料性质。
坝基不均匀沉陷、施工质量以及地震荷载等因素的影响,坝身可能产生不均匀沉陷,一旦形成大的裂缝,就会危及坝身安全。
(5) 能抵抗其他自然现象的破坏作用库区风浪在水位变化范围内可能淘刷上游坝被;雨水沿坡面流动可能冲毁坝坡;冰冻可能破坏坝坡;坝身粘性土料,冬季由干冻胀可能产生裂缝,夏季由于日晒又会龟裂,等等。
8.土石坝有几种类型?土石坝既可依筑坝施工方法分类,也可按土料在坝身内的配置划分类型。
(1) 根据筑坝施工方法可分为碾压式上石坝、抛填式堆石坝、定向爆破堆石坝。
水力冲填坝等。
其中应用最广的是碾压式上石坝。
(2) 按照土料在坝身内的配置和防渗体的材料,可分为以下几种主要类型:1) 均质坝。
坝身的绝大部分由一种主料筑成,整个剖面起防渗和稳定作用。
2) 粘土心墙和斜墙坝。
用透水性较好的砂石料作坝壳,以防渗性较好的土质做防渗体,设在坝中央或稍向上游倾斜的防渗墙坝称为心墙坝或斜心墙坝;设在靠近上游面的防渗墙坝称为斜墙坝。
3) 人工材料心墙或斜墙坝。
防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料制成,其余部分用土石料构成的坝称为人工材料心墙或斜墙坝。
4) 多种土质坝。
坝身主要部分由几种不同的土料所构成的坝称为多种土质坝。
5) 土石混合坝。
将多种土质坝的某些部位以石料代替,即成为土石混合坝。
为改善坝身应力状态,避免裂缝,近代修建的高土石坝常将心墙略向上游倾斜做成斜心墙土石混合坝。
9.土石坝主要由哪几动分组成?它们各自的作用是什么?土石坝四部分组成,即坝壳、防渗体、排水设备和护坡。
坝壳是土石坝的主体,坝的稳定主要靠它来维持;防渗体的作用是降低浸润线,防止渗透破坏坝体和减少渗流量;排水设备的主要作用是要全地排除渗漏水,增加坝体和下游坝坡的稳定性,降低扬压力;而护坡的作用则是防止波浪、冰层、温度变化、雨水和水流等对坝坡的破坏。
10.土坝的渗透变形有几种主要形式?土壤在渗透水流作用下可能产生渗透变形。
破坏性的渗透变形可以导致水工建筑物失事。
渗透变形主要有以下几种形式:管涌、流土、接触冲刷及接触流土和接触管涌。
11.什么叫管涌?坝身或坝基内的土壤颗粒被渗流带走的现象称为管涌。
12.什么叫流土?在渗流作用下,主体从坝身或坝基表面被掀起浮动的现象称为流土。
流立现象主要发生在粘性土及较均匀的非粘性主体的渗流出口处。
13.什么叫接触冲刷?电力资料网当渗流沿着两种颗粒不同的土层交界面流动时,在交界面处的土壤颗粒被冲动而使两种颗粒不同的土层混合起来的现象称为接触冲刷。
14.什么叫接融流土和接触管涌?当渗流垂直于两相邻土层的交界面,如粘土心墙(或斜墙)与坝体砂砾料之间、坝体或坝基与排水设备之间以及坝体内大小粒径土层之间,有可能出现由于粘性上的凝聚力降低,形成剥蚀区或一层的细颗粒被渗流带进粗颗粒层,前者称为接触流上,后者称为接触管涌。
15.重力坝的工作特点是什么?重力坝在水利水电工程中得到广泛应用,主要是因为它具有以下几方面的特点:(1) 安全可靠重力坝剖面尺寸大,应力较小,筑坝材料强度高,耐久性好,因而抵抗水的渗漏、洪水漫顶、地震和战争破坏的能力都比较强。
(2) 对地形、地质条件适应性强任何形状的河谷都可以修建重力坝,因为坝体作用于地面上的压应力不高,所以对地质条件的要求也较低。
(3) 枢纽泄洪问题容易解决重力坝可以做成溢流的,也可以在坝内设置泄水孔,一般不需要另设溢洪道或泄水隧洞,枢纽布置紧凑。
(4) 便于施工导流在施工期可以利用坝体导流,一般不需要另开设导流隧洞。
(5) 施工方便大体积混凝土,可以采用机械化施工,在放样、立模和混凝土浇捣方面都比较简便。
(6) 结构作用明确重力坝沿坝轴线用横缝分成若干段,各坝段独立工作,结构作用明确,应力分析和稳定计算都比较简单。
但是,重力坝也有下面一些缺点:(1) 坝体剖面尺寸大,水泥用量多。
(2) 坝体应力较低,材料强度不能充分发挥。
(3) 坝体与地基接触面积大,因而坝底的扬压力较大,对稳定不利。
(4) 坝体体积大,施工期混凝土的温度应力和收缩应力较大,在施工期对混凝土温度控制的要求较高。
16.重力坝主要有几种型式?重力坝主要分为混凝土重力坝、浆砌石重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝、碾压混凝土重力坝等型式。
17.作用于重力坝上的荷载主要有哪些?作用于重力坝上的荷载主要有自重、静水压力和扬压力、动水压力、冰压力、泥沙压力、浪压力、地震力、温度和其他荷载等。
二、泄水建筑物1.什么叫泄水建筑物?它有几种型式?在水利工程枢纽中,用来泄放水的水工建筑物称为泄水建筑物。
其型式有岸边溢洪道、溢流坝、泄洪隧洞及坝下涵洞四种型式。
2.岸边溢洪道主要有几种型式?岸边溢洪道主要有以下三种型式:(1) 正槽溢洪道:溢洪道的泄槽与溢流堰轴线正交,过堰水流与泄槽轴线方向一致。
(2) 侧槽溢洪道:溢流堰设在泄槽一侧,溢流堰轴线与泄槽大致平行。
(3) 井式溢洪道:进水口在平面上为一环形的溢流堰,水流过堰后,经竖井和隧洞流向下游。
3. 溢洪道由哪几部分组成?溢洪道从上游水库到下游河道通常由引水段、控制段、泄水槽、消能设施和尾水渠五个部分组成。
4.溢流堰有哪几种型式?它们的特点是什么?溢流堰纵断面一般有实用堰和宽顶堰两种基本型式。
实用堰的流量系数较大,但结构比宽顶堰复杂,当堰口狭窄、地面高程较低,或地面高程虽较高,但开挖容易且方量不大时可以采用。
宽顶堰的流量系数较实用堰小,但施工简单,当地面较高,开挖方量大且开挖比较困难时,采用这种堰型可以减小一些开挖量。
5.为什么溢洪道进口要设计成喇叭形状?溢洪道进口设计成喇叭形状的主要目的是使水流平稳均匀地流向溢洪堰,防止发生漩涡或横向水流,降低局部水头损失,提高溢洪道的泄洪能力。
6.溢洪道陡槽段底板破坏的主要原因是什么?溢洪道陡槽段底板破坏的主要原因有以下几方面:(l) 衬砌表面不平整,特别是横向接缝处下游块有升坎。
(2) 接缝止水不良,施工质量差。
(3) 地基处理不好,衬砌与地基接触不良。
(4) 衬砌底板下排水不畅。
以上因素都将导致底板下产生很大的扬压力和动水压力,以致使底板被掀起破坏。
7.为什么溢洪道下游容易引起冲刷破坏?从溢洪道下泄的水流,流速很高,单宽流量大,在泄水槽末端集中了很大的能量。
因此,末端必须设置消能设施。
在实际中,很多工程因消能设施考虑不当,高速水流与下游河道的正常水流不能妥善衔接,能量没有完全消除,致使下游河床和岸坡遭受冲刷破坏,危及大坝和溢洪道自身的安全。
8.为什么要在溢洪道陡槽段底板设置排水设施?为了排除地基渗水,减小衬砌所受的扬压力,须在衬砌层下面设置排水系统,排水系统必须确保畅通。