水工建筑物專業：港口海岸及治河工程任課老師：李典慶李長城.個人簡介李典慶1975年湖北竹溪

2008,12－至今武漢大學教授博導

2005,07-2008,11武漢大學副教授

2007,11-2008,01香港科技大學訪問學者

2004,01-2005,06香港科技大學博士后

2001,03-2003,12上海交通大學博士1998,09-2001,02河海大學碩士1994,09-1998,07河海大學本科例題及考題網址基本要求http://國家重點實驗室專家主頁水工建筑物安全、健康診斷及壽命預測水工建筑物水工建筑物課程的重要性

課程定位港口海岸及治河工程專業重最要的專業課之一必修課課程內容主要講授水工建筑物設計的基本理論和方法以及水工建筑物規劃、施工和管理等方面的基本知識課程意義通過本課程的學習，使學生具備進行水工建筑物設計的基本技能，并能運用所學知識來解決工程實際問題，為畢業后在水利、水電等部門從事相關的規劃、設計、施工和管理等工作打下一定的基礎后果青海省溝后壩潰壩1993年1993年8月27日大壩潰決失事,當時庫水位3277m,沖毀部分為壩體的50%。混凝土面板礫石壩溝后壩潰決后下游拍攝全景水工建筑物俄羅斯最大的水電站薩彥-舒申斯克水電站2009年8月17日發生事故，死亡75人水工建筑物緒論1第一章重力壩1第二章拱壩20第三章土石壩3淡水總量：

2.8萬億m3地下水：1000億m3

地表水：2.7萬億m3河川徑流地下水二、我國水資源狀況建設節水型社會是必然的選擇人均占有量010002000300040005000600070008000缺水警戒線734222001760世界目前人均我國目前人均m3/P我國2030年人均1700特點一：總量并不豐富，人均占有量更低

降雨主要集中在汛期；常有連續豐水或干旱年。大多數省份年降水量集中在2～3個月（6－8月）的時間內，即所謂的梅雨季節。汛期

70%30%

非汛期

特點二：年內年際分配不均，旱澇災害頻繁

須建水庫增強調控能力。長江及以南

長江以北水土地020406080100%81%19%38%62%水土資源分布年降雨量400mm400mm800mm1600mm800mm特點三：地區分布不均，水土資源不相匹配

須建調水工程，提高水資源配置能力。

廣西、海南的多年平均降雨量超過1800mm

寧夏、甘肅的多年平均降水量小于300mm。我國除東北地區、內陸部分高寒山區及沿海個別地區之外，絕大多數地區的多年平均蒸發量大于多年平均降雨量

氣溫高或氣候干燥。山西省多年平均降水量400～630mm，與西歐一些高原地區接近，不算太小。但是山西多年平均蒸發量高達1600～2000mm，幾乎是降雨量4倍。甘肅、寧夏一些地方的多年平均蒸發量甚至是多年平均降雨量的10－20多倍。特點四：我國自然水分蒸發強烈所以，水資源是否短缺不僅要看降水量，還要看蒸發量。三、我國水能源狀況我國的人均水資源并不豐富。我國可用于發電的水能資源十分豐富從青藏高原到海平面之間的巨大落差。總量

6.76億kW可開發量

3.78億kW年發電量

9200億kWh人均約700度/年計算機375W楊房溝特點一：總量豐富，開發不足

可開發總量世界第一，占世界總量16.7％到2004年，開發量僅占可開發量1/4，遠低于發達國家

60％的平均水平

美國82％；日本84％

歐洲是72%以上

瑞士達到100%以上

大有可為！2008年：火電約占76%,水電約占22%,核電只接近2%,其余為風力等其他電力.三、我國水能源狀況

目前，發達國家大部分技術及經濟可行的水電資源都得到了開發，發展中國家水電開發率還很低，尤其非洲，開發率還不到8%。中國水電勞務輸出（就業機會）

作為首位在國際大壩委員會擔任主席的中國科學家，賈金生在接受《科學時報》采訪時說：從全世界的發展看，建設水庫大壩是應對氣候變化、促進人水和諧的關鍵。但大壩建設有一個認識及技術問題，還有一個利益協調問題，而把認識統一到科學發展觀又是困難之最二灘水電站（中國已建最高拱壩）（壩高240m，裝機330萬千瓦）溪洛渡水電站(裝機泄洪僅次于三峽)（壩高272m，裝機1260萬千瓦）.三、我國水能源狀況特點二：地區分布不均，與經濟發展不匹配

78％水能資源集中于西部，東部僅6％；51％用電量在東部。雅魯藏布江西電東送年內降雨集中在汛期；年際間江河來水量變化大。

汛期70%30%

非汛期

須建設（年調節、多年

調節）大型水庫。特點三：江河來水量時間分布不均水資源方面：我國目前面臨著水多（洪澇災害）＋水少（干旱）＋水臟（水污染）等一系列嚴峻問題；水能源方面：開發率低、地區分布極不不均勻；HOW？必須修建各項工程設施，對天然來水進行合理的調配和利用，這些工程措施統稱為水利水電工程。按照工程開發目標可分為治河防洪工程、農業水利工程、水力發電工程、航道與港口工程、給排水工程和綜合利用水利工程。1949年以來，水庫大壩86000多座；江河堤防長度170000km；灌溉面積面積10000畝以上的灌區2500多處

；水電裝機容量。NO.1三峽工程基本建成＋南水北調工程已經開工（中線工程干線已基本貫通，3月底將具備通水）；東線工程每年調水150億m3都江堰寶瓶口都江堰飛沙堰

一、基本概念水工建筑物:水利水電工程中采用的各種建筑物；

第二節水利樞紐和水工建筑物水利樞紐:在水域的適當地點，為了一種或多種目的

而集中布置若干個不同類型的水工建筑物，各自發揮不同作用并協調工作，構成一有機綜合體，稱為水利樞紐。水利樞紐的作用不同蓄水樞紐引水樞紐泵站樞紐蓄水樞紐蓄水樞紐是在擋水建筑物（擋水壩）上游形成較大庫容的水利樞紐，也叫水庫樞紐。作用：抬高上游水位＋對河道天然流量進行年調節或多年調節（調洪作用）。適用條件：當天然來水量在各年之間或一年內有較大變化，但徑流總量可滿足要求的情況下，一般需修建較高的壩，以形成水庫、抬高上游水位，并用水庫的庫容調節來水流量。建筑物組成：擋水建筑物（大壩）＋泄水建筑物＋取水建筑物，俗稱“水庫三大件”。根據水庫的開發目的不同，如水電站和通航船閘。葛洲壩水利樞紐平面布置圖

丹江口水利樞紐平面圖

引水樞紐以引水為主要目標的低水頭水利樞紐。作用：雍高上游水位，控制引水流量，滿足用水需要。適用條件：河道天然流量充沛，但水位較低，水流不能進入渠道或管道。引水樞紐無需對河道天然流量進行調節，擋水建筑物高度不大，庫容也不大。建筑物組成：進水閘、雍水壩（或攔河閘）、沖沙閘等建筑物組成。如果是綜合利用的引水樞紐，還需建專門建筑物，如水電站和通航船閘。以泵站為主體的水工建筑物綜合體。作用：把低處的水抽送到高處，達到灌溉、排澇、發電（抽水蓄能電站）、航運等目的。建筑物組成：最常見的配套建筑物通常有引水閘（灌溉泵站）、排水閘（排澇泵站）、通航船閘（兼有排洪、航運功能的河道）。泵站樞紐不屬于本課程教學內容，在泵及泵站課程中講授泵站樞紐“南水北調”的東線工程，即從江都引水，通過13級抽水臺階和黃河河底隧道，將長江之水引到天津及河北地區，每年調水150億立方米。

江都電排站世界上最大的泵站樞紐分類標準：按作用分類：擋水建筑物（攔河壩、堤防，施工圍堰）泄水建筑物（溢洪道、泄水閘、泄水隧洞）取水建筑物（取水口、進水閘、泵站）輸水建筑物（渡槽、輸水隧洞等）整治建筑物（丁壩、導流堤、護岸等）專門建筑物（船閘、魚道、筏道等）二、水工建筑物分類按使用期限分類：永久性建筑物：工程運用期使用的建筑物；按在工程發揮的作用＋失事后造成的影響程度（1）主要建筑物（壩、水閘、泄洪建筑物、水電站廠房等）；（2）次要建筑物（擋土墻、導流堤、護岸等）。

臨時性建筑物：工程施工期使用的建筑物（導流建筑物、施工圍堰等）三、水利水電樞紐工程分等＋水工建筑物分級

修建的水利工程應保證其可靠度（安全性、適用性、耐久性）同時又要保證其經濟性。然而安全度與經濟性是相互矛盾的，工程的安全度越高，投資也越大。反之，則相反。目的：使工程具有足夠的、但又不是過分的可靠度，即可靠又經濟（優化問題）為此，根據水利工程的重要性對水利樞紐分等和對其水工建筑物分級

SL252－2000《水利水電樞紐工程等級劃分及洪水標準》工程等別工程規模庫容（億m3）防洪

灌溉發電

保護城鎮及工礦區保護農田面積（104畝）灌溉面積（104畝）裝機容量（104KW）

一大（1）型≥10特別重要≥500≥150≥120二大（2）型10~1.0重要500~100150~50120～30三中型1.0~0.1中等100~3050~530～5四小（1）型0.1~0.01一般30~55~0.55～1五小（2）型0.01~0.001<5<0.5<1幾點說明：（1）如果按表中分等指標分屬幾個不同等別時，整個工程的等別應以其中最高的等別為準。（2）水庫總庫容為水庫最高水位（校核洪水位）以下的靜庫容。（3）治澇和灌溉面積為設計面積（不是實際）。（4）表中防洪分等指標，對于城市和工礦企業參考表0－4確定（P5）。工程等別ⅠⅡⅢⅣⅤ主要建筑物12345次要建筑物33455對水工建筑物而言，是要劃分級別依據：

工程等別使用年限（永久建筑物或臨時建筑物）重要性（主要建筑物或次要建筑物）水工建筑物可劃分為5個級別永久性水工建筑物幾點說明：（1）損失后果巨大或影響十分嚴重的2－5級主要永久性水工建筑物，級別可提高1級；（2）對于高土石壩也可提高1級。（3）建筑物基礎工程地質條件復雜或新型結構，可提高1級；（4）永久性主要建筑物在特殊情況下，建筑物級別可提高1級，但是洪水標準不提高。（5）失事后損失后果不大的可以降低1級。等級劃分是確定以下設計標準的依據洪水標準（洪水頻率）擋水建筑物的安全超高結構強度和穩定性的安全系數建筑材料的品種、標號設計方法的選擇級別低的小型或臨時建筑物采用簡化計算方法；重大建筑物采用比較精確的計算方法（FEA），甚至做模型試驗。第三節水利工程的設計程序項目建議書項目建議書是在流域規劃、區域規劃的基礎上編制的要求建設某項工程的建議性文件

要求政府部門將該項工程列入中長期計劃。可行性研究在項目建議書的基礎上，對擬建工程進行技術、經濟論證。初步設計在可行性研究的基礎上，對工程進行的基本設計。包括進一步論證在指定地點和規定期限內進行工程建設的可行性和合理性。招標設計招標設計是為水利工程招標而編制的設計。它是編制施工招標文件和施工計劃的基礎，招標設計屬于水利施工和招投標課程教學內容