水利水电工程导论3

第三章水库、水利枢纽及水工建筑物第一节水库第二节水利枢纽第三节水工建筑物第四节水利枢纽分等和水工建筑物分级3.1水库一、水库及其作用凡是拦蓄一定水量，并能起径流调节作用的蓄水水域，就称为水库。根据调节周期的长短，水库可分为日调节水库、年调节水库和多年调节水库。水库不仅可以使水量在季节重新分配，满足灌溉、防洪的要求，同时还可以利用大量的蓄水和抬高了的水头来满足发电、航运、旅游以及养殖等其他用水部门的需要。湖北清江高坝洲水电站水库库区安徽花凉亭水库二、水库的特征水位及其库容水库的水面高程称为库水位，库水位以下的蓄水容积称为库容。水库特征水位和特征库容划分示意图设计死水位和死库容水库在正常运用情况下，允许消落到的最低水位，称为设计死水位，或称设计最低水位。该水位以下的库容为死库容或称垫底库容。正常蓄水位和兴利库容正常蓄水位是水库在正常运用情况下，为满足兴利要求在起始供水时的蓄水位，又称正常高水位、设计兴利水位或设计蓄水位。正常蓄水位与死水位之间的库容称为兴利库容（调节库容）。其间的深度称为水库的消落深度或称工作深度。防洪限制水位和重叠库容水库在汛前和汛中允许蓄水的上限水位称为防洪限制水位。防洪限制水位一般低于正常蓄水位。防洪限制水位与正常蓄水位之间的库容称为重叠库容（也称共用库容），防洪与兴利共用。防洪高水位和防洪库容当洪水经水库调节后，达到下游防护对象的设计标准洪水时，坝前达到的最高库水位称为防洪高水位。该水位与防洪限制水位之间的库容称为防洪库容。设计洪水位和校核洪水位当发生大坝设计标准洪水时，坝前达到的最高库水位称为设计洪水位。当遇到比设计洪水更大的校核标准洪水时，受水库泄洪能力限制，水库水位将超过设计洪水位所达到的坝前最高水位，称为校核洪水位。调洪库容和总库容防洪限制水位以上至校核洪水位之间的库容，为水库总调洪库容。校核洪水位至库底的库容称为总库容。3.2水利枢纽一、水利枢纽分类水利枢纽一般按其作用、水头、规模和拦河坝的型式等来进行分类。按其作用可分为防洪枢纽、发电枢纽、取水枢纽、灌溉枢纽、航运枢纽等。按其上下游水位差（即水头H）可分为高水头枢纽（H70m）、中水头枢纽（30mH70m）和低水头枢纽（H30m）。按其规模可分为大型水利枢纽、中型水利枢纽和小型水利枢纽。按其拦河坝的型式可分为重力坝枢纽、拱坝枢纽、土石坝枢纽及水闸枢纽。二、著名水利枢纽实例1.三峡水利枢纽三峡水利水电枢纽是具有防洪、发电、航运等巨大综合利用大型工程，主要由拦河大坝、水电站厂房、通航建筑物三大部分组成。三峡水利枢纽平面布置图2.小浪底水利枢纽小浪底水利水电枢纽由大坝、泄洪排沙建筑物、引水发电建筑物组成。3.葛洲坝水利枢纽葛洲坝水利枢纽平面布置图4.二滩水利枢纽二滩主体工程包括混凝土双曲拱坝、地下厂房系统、泄水建筑物、过木道等。二滩水利枢纽双曲拱坝二滩水利枢纽厂房5.丹江口水利枢纽枢纽主要由挡水建筑物、泄洪建筑物、通航建筑物、发电建筑物等组成。丹江口水利枢纽平面布置图丹江口水利枢纽混凝土宽缝重力坝丹江口水利枢库区一般性水工建筑物1.挡水建筑物用以拦截水流、抬高水位形成水库的建筑物。如各种闸、坝、沿河岸修建用以挡御洪水的堤防等。3.3水工建筑物一、水工建筑物分类2.泄水建筑物用以宣泄水库（或渠道）在洪水期间或其他情况下的多余水量，以保证坝（或渠道）的安全的建筑物。如水库的溢洪道、泄洪洞，或引水枢纽的泄水闸等。天生桥一级水电站溢洪道舌型挑坎二滩泄洪洞3.取（引）水建筑物用以自水库或河流引出水流，供灌溉、发电、给水等需要的建筑物。如进水闸、抽水站等。湖北宜昌昭君电站进水闸江都抽水站4.输水建筑物用以将引水建筑物引出的流量输送到用水部门的建筑物。如隧洞、管道、渠道和渡槽等。西藏某渠道工程小河沟渡槽甘肃引大入秦工程渡槽引大入秦工程倒虹吸5.整治建筑物用以整治河道、稳定河槽、维持航道、保护河岸的建筑物。如丁坝、顺坝和护岸工程等。西藏某渠道工程护岸工程专门性水工建筑物是指为水利工程中某些特定的单项任务而设置的建筑物，主要包括有：1.水电站建筑物如水电站的压力管道、压力前池、调压井和电站厂房等。某水电站调压井施工某水电站压力前池的施工2.灌溉、排水建筑物如灌溉渠道上的节制闸、分水闸和渠道上的建筑物等。宁夏惠农渠节制闸分水闸3.水运建筑物保证河流通航及浮运木材而修建的建筑物，如船闸、升船机、筏道和码头等。三峡水利枢纽船闸欧阳海水库升船机4.给水、下水建筑物如自来水厂的抽水电站、滤水池和水塔，以及排除污水的下水道等。水塔下水道5.渔业建筑物为了使河流中的鱼类通过闸坝而修建的鱼道、升鱼机等。鱼道受自然条件约束受水的影响大施工条件艰巨、难度大失事后果严重对生态环境及社会经济影响大二、水工建筑物特点3.4水利枢纽分等和水工建筑物分级一、水利枢纽分等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重要性保护农田(×104亩治涝面积4亩灌溉面积4亩对象重要性装机容量(×104kW)Ⅰ大（1）型≥10特别重要≥500≥200≥150特别重要≥120Ⅱ大（2）型10~1.0重要500~100200~60150~50重要120~30Ⅲ中型1.0~0.10中等100~3060~1550~5中等30~5Ⅳ小（1）型0.10~0.01一般30~515~35~0.5一般5~1Ⅴ小（2）型0.01~0.001＜＜＜＜水利水电工程分等指标表工程等别工程规模过闸流量（3/sⅠ大（1）型≥5000Ⅱ大（2）型5000~1000Ⅲ中型1000~100Ⅳ小（1）型100~20Ⅴ小（2）型＜20拦河闸工程分等指标在综合利用的工程中，综合比较各项规模指标，取其中达到的最高等别为整个枢纽的等别标准。特殊工程在论证的基础上，可以提高一等或降低一等。二、水工建筑物分级工程等别永久性建筑物级别主要建筑物次要建筑物Ⅰ13Ⅱ23Ⅲ34Ⅳ45Ⅴ55根据水工建筑物的重要性和失事后果的严重程度，经有关部门批准，可将相应水工建筑物的级别提高或降低一级。水工建筑物级别的划分级别保护对象失事后果使用年限（年）临时性水工建筑物规模高度（m)库容(m3)3有特殊要求的1级永久性水工建筑物淹没重要城镇、工矿企业、交通干线或推迟总工期及第一台（批）机组发电，造成重大灾害和损失3501.041、2级永久性水工建筑物淹没一般城镇、工矿企业、或影响工程总工期及第一台（批）机组发电而造成较大经济损失3~1.550~151.0~0.153、4级永久性水工建筑物淹没基坑、但对总工期及第一台（批）机组发电影响不大，经济损失较小1.5150.1临时性水工建筑物级别