水工建筑物

1整理ppt第1章緒論第2章水工建筑物設計綜述第3章巖基上的重力壩第4章拱壩第5章土石壩第6章水閘第7章岸邊溢洪道第8章水工隧洞第9章閘門第10章過壩建筑物、渠首及渠系建筑物和河道整治建筑物第11章水利工程設計第12章水工建筑物管理2整理ppt1.1水與水利工程1.1.2水利工程水資源受氣候影響，在時間空間上分布不均。為了控制和利用水，就需要修建水利工程。對自然界的地表水或地下水進行控制和調配，以達到興水利（灌溉、供水、發電、航運、養殖、旅游、維護生態環境等）、除水害（防洪、排澇）目的而修建的各類工程，稱為水利工程。

第1章緒論3整理ppt水利工程按承擔的任務分類：防洪工程、農田水利工程、水力發電工程、城市供水及排水工程、航道及港口工程、環境水利工程等。一項工程常常兼有幾種任務，稱為綜合利用水利工程。水利工程按對水的作用分類：蓄水工程、排水工程、取水工程、輸水工程、提水工程、水質凈化和污水處理工程等。4整理ppt1.2水利樞紐與水工建筑物1.2.1水利樞紐水工建筑物：為了提供或滿足防洪、灌溉、發電、供水、航運等方面的效益，需要在河流的適宜地段修建不同類型的建筑物，用來控制和分配水流，這些建筑物稱為水工建筑物。（水工建筑物可以稱為水利工程的“硬件”）如圖1-1所示的水利工程中，有多種水工建筑物。5整理ppt水利樞紐：不同類型水工建筑物組成的綜合體，稱為水利樞紐。

6整理ppt水利樞紐類型：按功能分類：單一功能水利樞紐；綜合利用水利樞紐。按所在區域分類：平原地區水利樞紐；山區水利樞紐。按水頭大小分為：高水頭水利樞紐；中水頭水利樞紐；低水頭水利樞紐。7整理ppt水利樞紐規劃與布置原則：統籌安排，合理開發利用，充分發揮效益。8整理ppt1.2.2水工建筑物的類別（1）擋水建筑物（壅水建筑物）：閘、壩、堤防、海塘（塘：堤岸、堤防之意）等。（2）泄水建筑物：溢流壩、壩身泄水孔、岸邊溢洪道、泄水隧洞等。（3）輸水建筑物：引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽等。（4）取（進）水建筑物：引水隧洞的進口段、灌溉渠首、進水閘、揚水站等。（5）整治建筑物：丁壩、順壩、導流堤、護底、護坡等。（6）專門建筑物。水電站壓力前池、調壓室、電站廠房；灌渠沉沙池、沖沙閘；過壩用船閘、升船機、魚道、過木道等。9整理ppt

本課程將學習重力壩、拱壩、土石壩、水閘、岸邊溢洪道、水工隧洞、過壩建筑物、渠首及渠系建筑物、河道整治建筑物等10種左右的建筑物。（這些是主要和常見的水工建筑物。）本課程學習這些建筑物的特點和設計方法。水電站建筑物在“水電站”課程中學習，不作為“水工建筑物”課程的內容。

10整理ppt1.2.3水利工程的特點與一般土建工程相比，除了工程量大、投資多、工期長外，還經常有下面幾個特點：1.工作條件復雜（復雜的地基條件；水壓力作用；滲流問題；水流沖刷問題；高速水流問題；泥沙淤積問題；地震作用等。）2.受自然條件制約，施工難度大（存在施工導流；大體積混凝土溫度控制；復雜地基處理；地下水下施工；交通運輸比較困難等問題。）11整理ppt3.效益大，對環境影響也大（水利工程的效益常常是比較大的，尤其是大型綜合水利樞紐工程；對環境影響也是很大的，產生庫區淹沒，人口遷移，地下水位上升，庫區周圍氣候改變，誘發地震等。4.失事后果嚴重（水庫、堤防垮壩決口，可能造成嚴重生命財產損失。）12整理ppt1.3水利建設與可持續發展1.3.1我國水利建設的主要成就人類修建水利工程，從久遠的古代就開始了。我國古代建設的著名水利工程：（1）黃河堤防；（2）京杭大運河；（3）都江堰。有資料介紹，公元前2900年前后，古埃及在尼羅河上修建了水壩，距今有4900年的歷史。（有興趣的同學可以查閱中外水利工程發展歷史一類的文獻資料）現代仍然要進行水利工程建設。水利工程的作用和效益、建設規模、設計方法和施工手段等，在不斷發展進步。13整理ppt

新中國水利建設成就概要（可概括為7個方面）：1.新建、整修了堤防、水庫、水閘、分洪區、灌區等大量的水利工程，用于防洪、灌溉、供水等。2.有效治理了黃河、淮河、海河的洪澇災害，解決了幾千年來都沒有解決的問題。3.修建了若干大型水利工程和高壩。如長江三峽水利樞紐是世界上最大的水利工程，一些高壩在世界上名列前茅或居于首位。14整理ppt4.水電開發得到很大發展。2006年水電裝機總容量1.28億kW。水電設備制造、安裝取得很大進步。5.建設了若干大規模調水工程。跨流域的南水北調工程已開工。6.制定和完善了水利水電建設的法律、法規、規程、規范和建設計劃。7.培養和建成了一支素質可靠的水利水電建設事業的隊伍，包括勘測、設計、施工、管理、科研、教學等各個分支。15整理ppt1.3.2當今世界水利建設發展概況(11個較突出的方面)1.世界大型水庫庫容在1000億m3以上的大水庫有7座。2.已建和在建的各類型最高壩詳見表1-1。最高的混凝土重力壩285m（瑞士）；最高的土石壩300m（塔吉克斯坦）；最高混凝土拱壩305m、最高的碾壓混凝土重力壩216.5m、最高的碾壓混凝土拱壩132m、最高的混凝土面板堆石壩233m（均在中國）。16整理ppt17整理ppt3.碾壓混凝土壩和混凝土面板堆石壩，發展很快，是有發展潛力的兩種壩型。4.水電站規模。巴西巴拉圭合建的伊泰普水電站設計裝機容量達1260萬kW，我國三峽水電站設計裝機容量達1820萬kW。5.泄洪建筑物的總泄流量與單寬泄流量。葛洲壩水利樞紐總泄洪流量達到110000m3/s。單寬泄流量已經超過300m3/s。6.在峽谷河段、高地應力區、強地震區建設高水頭、長引水隧洞、大型地下廠房的水電站樞紐。18整理ppt7.出現了高度機械化的隧洞掘進機（TunnelBoringMachine，TBM），為大型地下工程和長隧道開挖提供了有力的施工手段。8.地基防滲處理方面。最深的地基混凝土防滲墻達131m（加拿大馬尼克3級壩）;最深的灌漿防滲帷幕達110m。9.處理軟弱夾層和加固大壩、邊坡，廣泛采用了預應力錨索加固技術。19整理ppt10.大壩抗震分析與設計。采用計算機和有限元法，已經從擬靜力法分析進入動力分析階段，并能考慮結構、地基、庫水之間的相互作用。模型試驗和原型觀測也有相應的發展。11.計算機在水利水電工程建設中得到廣泛應用。20整理ppt1.3.3我國水利水電建設應走可持續發展之路（我國水利水電建設的原則）自行閱讀、僅供參考和思考。1.全面規劃，統籌兼顧，標本兼治，綜合治理2.節流優先，治污為本，開源節流并重，開發保護并舉，建設節水型社會3.建設水資源“南水北調”和“西電東送”工程4.加強生態環境建設，合理安排生態環境用水5.加強水資源統一管理，形成水資源合理配置的格局21整理ppt1.4本課程的特點和解決水工問題的方法1.4.1本課程的特點

涉及知識范圍廣、綜合性強涉及多門基礎課和專業基礎課土力學、水力學、材料力學、結構力學、彈性力學、鋼筋混凝土、建筑材料、土工試驗、工程地質、水文學、地震工程、結構可靠度理論、結構設計優化理論等等。

22整理ppt如水壓力、泄流量、消能防沖計算用到水力學理論；壩體應力計算采用材料力學、結構力學、彈性力學理論；土壓力、地基承載力、邊坡壩坡穩定性采用土力學公式；大體積混凝土結構溫度場和溫度應力采用彈性力學理論；抗震分析用到結構動力學理論；重力壩極限狀態設計法來自概率論和工程結構可靠度理論。23整理ppt經驗性強。水工建筑物設計，既依據理論又要依靠經驗。水工建筑物的很多尺寸、構造、工序等是根據經驗確定的。[EdwardL.Wilson(美.土木工程教授)在《結構靜力與動力分析》一書扉頁中寫道：結構工程是這樣的一種藝術：使用的材料，這些材料屬性只能估算；