水利工程基础知识

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。按规定，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–水体的自由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–汛期限制水位：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。–汛期限制水位与设计、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。–正常蓄水位与汛期限制水位之间的库容为重复库容。典型工程：三峡水利枢纽工程水利工程的作用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：二龙山水库水利工程的作用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：丰满水电站水利工程的作用三、水力发电（发电效益）坝式引水混合典型工程：石头口门水库水利工程的作用四、给排水（供水效益）城市供水污水处理典型工程：葛洲坝水利枢纽工程水利工程的作用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。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，对环境影响大。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，保证水库安全。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，保护河床。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》规定，水利水电枢纽工程划分为五等，所属建筑物划分为5级。水利枢纽的分等分等方法水利水电枢纽工程划分为五等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保护对象的重要性、失事后果、使用年限和规模分3级。工程等别永久性建筑物级别主要建筑物次要建筑物一13二23三34四45五55水工建筑物的提级水库的大坝，高度超过规定者，可提高一级，但洪水标准不提。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。坝的原级别2345坝高（M）土坝、堆石坝、干砌石坝90705030混凝土坝、浆砌石坝1301007040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。建筑材料如：材料的品种、质量、耐久性。运行可靠性如：建筑物的供水、供电、通航的保证率，闸门等设备的可用性。洪水标准的确定正常运用（设计洪水）非常运用（校核洪水）建筑物级别12345洪水重现期（年）2000~500500~100100~5050~3030~20不同坝型的枢纽工程建筑物级别12345洪水重现期（年）土坝、堆石坝、干砌石坝1000020001000500300混凝土坝、浆砌石坝50001000500300200