[分享]水利行业基本常识

发表于2021-02-21     46人浏览     1人跟帖     总热度:327  

水利水电工程等级划分及特征水位
一、水工建筑物等级划分
  1. 水利水电工程分等指标(第一页表格),分为一二三四五等,分别是防洪、灌溉、发电、供水和治涝。
  2. 永久性水工建筑物级别:根据所在工程的等别、建筑物的重要性确定为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级,穿堤水工建筑物按最高级别确定。
  3. 临时性水工建筑物级别:按第二页下方表格确定,对于3级临时性水工建筑物,符合该级别规定的指标不得少于两项。

水利水电工程等级
指水利水电的等级及其建筑物的分级。在规划设计水利水电枢纽及其水工建筑物时,为使工程既安全可靠,又经济合理,根据工程规模、效益、在国民经济中的作用及失事后的影响,将工程划分为若干等级。根据其工程规模、效益和在经济社会中的重要性,按表3.0.1确定:
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二、水工建筑物的分类及作用
  1. 按作用分类:挡水建筑物,泄水建筑物、输水建筑物、取(进)水建筑物、整治建筑物以及专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。
  2. 取(进)水建筑物:输水建筑物的首部建筑物,如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的扬水站等。
  3. 整治建筑物:用以改善河流的水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道以及为防护河流、水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡冲刷的建筑物,如顺坝、丁坝、导流堤、护底和护岸等。
  4. 专门建筑物:为灌溉、发电、过坝等需要兴建的建筑物。如专为发电用的引水管道、压力前池、调压室、电站厂房;专为灌溉用的沉砂池、冲砂闸;专为过坝用的升船机、船闸、鱼道、过木道等。
三、水库与堤防的特征水位
  1. 水库的特征水位:校核洪水位、设计洪水位、防洪高水位、正常蓄水位、防洪限制水位、死水位。
  2. 提防工程特征水位:设防(防汛)水位(开始防汛的水位)、警戒水位(准备抢险的水位)、保证水位(设计的洪水位)。
库容
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总库容:校核洪水位以下的全部水库容积。

死水位——又称设计低水位
水库在正常运用情况下,允许消落到的最低水位,称死水位。
死库容:死水位以下的水库容积。
确定死水位应考虑的主要因素:保证水库有足够的能发挥正常效用的使用年限,特别应考虑部分库容供泥沙淤积;保证水电站所需要的最低水头和自流灌溉必要的引水高程;库区航运和渔业的要求。

正常蓄水位——又称正常高水位、兴利水位,或设计蓄水位
水库在正常运用情况下,为满足兴利要求在开始供水时应蓄到的水位,称正常蓄水位。正常蓄水位决定水库的规模、效益和调节方式,也在很大程度上决定水工建筑物的尺寸、型式和水库的淹没损失,是水库最重要的一项特征水位。
兴利库容:正常蓄水位与死水位之间的库容,是水库可用于兴利径流调节的库容,又称调节库容或有效库容。正常蓄水位与死水位之间的深度,称为消落深度或工作深度。

防洪限制水位——又简称汛限水位
水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位,也是水库在汛期防洪运用时的起调水位,称防洪限制水位。
结合库容:当防洪限制水位低于正常蓄水位,则将两个水位之间的水库容积称为结合库容,也称共用库容或重叠库容。

防洪高水位
水库遇到下游防护对象的设计标准洪水时,在坝前达到的最高水位,称防洪高水位。只有当水库承担下游防洪任务时,才需确定防洪高水位。此水位可采用相应下游防洪标准的各种典型洪水,按拟定的防洪调度方式,自防洪限制水位开始进行水库调洪计算求得。
防洪库容:防洪高水位至防洪限制水位间的水库容积称防洪库容V防

设计洪水位
水库遇到大坝的设计洪水时,在坝前达到的最高水位,称设计洪水位。设计洪水位是水库在正常运用情况下允许达到的最高洪水位。也是挡水建筑物稳定计算的主要依据,可采用相应大坝设计标准的各种典型洪水,按拟定的调度方式,自防洪限制水位开始进行调洪计算求得。
拦洪库容——又称设计调洪库容
设计洪水位至防洪限制水位间的水库容积。

校核洪水位
水库遇到大坝的校核洪水时,经水库调洪后,在坝前达到的最高水位,称校核洪水位。校核洪水位是水库在非常运用情况下,允许临时达到的最高洪水位,是确定大坝顶高及进行大坝安全校核的主要依据。此水位可采用相应大坝校核标准的各种典型洪水,按拟定的调洪方式,自防洪限制水位开始进行调洪计算求得。
调洪库容:校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积称为调洪库容。

土石坝与堤防的构造及作用
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一、土石坝的类型
  1. 按坝高分:低坝(30m以下)、中坝(30~70m之间)、高坝(70m以上)。
  2. 按施工方法分:碾压式土石坝(最常见,分为:均质坝(低坝)、土质防渗体分区坝、非土料防渗体坝)、水力冲填坝、定向爆破堆石坝。
二、土石坝的构造及作用
  1. 坝顶构造:坝顶宽度(高坝选10~15m、中低坝选5~10m)、护面(Ⅳ级以下的坝下泳也可以采用草皮护面)、防浪墙(1~1.2m)。
  2. 防渗体:主要有心墙、斜墙、铺盖、截水墙等。作用:减少通过坝体和坝基的渗流量;降低浸润线,增加下游坝坡的稳定性;降低渗透坡降,防止渗透变形。心墙一般布置在坝体中部。斜墙在坝体上游。黏性心墙和斜墙顶部水平厚度一般不小于3m,防渗坝体与坝顶之间保护层不宜小于1m。
  3. 土石坝的护坡与坝坡排水:
    护坡:防止波浪淘刷、顺坝水流冲刷、冰冻和其他形式破坏。
    坝坡排水:纵横向联通的排水沟。坝较长时:50~100m设一横向排水沟。
  4. 土石坝排水设施:
    排水设施:贴坡排水(常用于中小型工程下游无水的均质坝或浸润线较低的中等高度坝)、棱体排水、褥垫排水、管式排水、综合式排水。
    反滤层:2~3层粒径不同的砂石料。
土坝的裂缝及其处理


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土坝滑坡及其处理

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三、堤防的构造与作用
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堤防
简称堤,亦称堤埝。指为防御水流漫溢而在岸边修筑的水工建筑物。一般用土修筑。堤高超过6m的背水坡应设戗台,风浪大的海堤、湖堤临水设置消浪平台。
水闸的组成及作用
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水闸
水闸是一种修建在河道、渠道或湖、海口,利用闸门控制流量和调节水位即能挡水又能泄水的低水头水工建筑物。
一、水闸的类型
  1. 按承担任务:进水闸、节制闸、泄水闸、排水闸、挡潮闸。
  2. 按闸室结构:开敞式水闸、涵洞式水闸。
二、水闸的组成部分及其作用
  1. 闸室:是水闸的主体,起挡水和调节水流的作用。包括:
    底板:整体式底板:底板与闸墩连成整体。中等密实以下的地基或地震区适宜采用整体式底板。分离式底板:底板与闸墩之间用用沉降缝分开。基地压力较大、适用于中等密实以上地基。
    闸墩:多用C15~C30的混凝土浇筑。
    工作桥。
    胸墙:挡水。减小闸门高度。5m以下用板式结构,5m以上用板梁式结构。
  2. 上游连接段:
    铺盖:防渗,不透水性,防冲。混凝土铺盖最常见,常用C15混凝土浇筑,厚度0.2~0.4m。
    护底与护坡:防止冲刷,长度为3~5倍堰顶水头。
    上游翼墙:结构形式有重力式、悬臂式、扶壁式和空箱式等。
    重力式翼墙:适用于地基承载力较高、高度在5~6m以下的。
    悬臂式翼墙:高度在6~9m,地质条件较好的。
    扶壁式翼墙:8~9m以上、地质条件较好的。
    空箱式翼墙:高度较高、地质条件较差的。
  3. 下游连接段:
    护坦:缝中应设止水。
    海漫与防冲槽(齿墙):消除水流余能,调整流速。海漫构造要求:表面粗糙、透水性好、有一定柔性。
    下游翼墙与护坡:总扩散角在15°~24°之间。

混凝土坝的构造及作用
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混凝土坝
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土坝
指拦截水流的挡水建筑物。在坝的上游形成水库,用以调节流量、抬高水位,为防洪、灌溉、发电、航运、给水等事业服务。
通常按筑坝材料分为混凝土坝、浆砌石坝 、土石坝 、草土坝 、橡胶坝、钢坝和木坝等,其中混凝土坝和土石坝是常的主要坝型。
混凝土坝和浆砌石坝按力学特点和结构特征又可分为重力坝、拱坝和支墩坝。
土石坝又称当地材料坝,分为土坝和堆石坝。坝体剖面为上窄下宽的梯形。优点是就地取材,结构简单,抗震性能好,除干砌石坝外均可机械化施工,对地形和地质条件适应性强。缺点是一般需要在坝体外另设泄洪过流和施工导流设施。
坝还按坝顶是否允许泄流分为溢流坝和非溢流坝。
按坝的高度分为高坝、中坝和低坝,对此各国标准不一。中国规定坝高70 米以上为高坝 ,坝高30~70米为中坝 ,坝高30米以下为低坝。
一、重力坝的分缝与止水
  1. 横缝:一般为15~20m,不均匀沉降较大时,需留缝宽1~2cm。
  2. 纵缝:沿缝面应布设灌浆系统。坝体温度冷却到稳定温度,缝宽达0.5mm以上时再进行灌浆。
二、拱坝的类型
定圆心等半径拱坝、等中心角变半径拱坝、变圆心变半径双曲拱坝。

水电站的组成及作用
水电站由进水口、引水建筑物、平水建筑物和厂区枢纽组成:
  1. 引水建筑物:有动力渠道、引水隧洞和压力管道。
    动力渠道:有非自动调节和自动调节渠道两种。非自动不能调节流量,自动能调节流量。
    引水隧洞:弯曲半径大于5倍洞径,转角不宜大于60°
  2. 平水建筑物:包括压力前池(设在无压引水的末端)、调压室。
  3. 厂区枢纽的主厂房:施工中、蜗壳外围混凝土、机墩、发电机风罩等为二期混凝土,其他为一期混凝土。

渠系建筑物的构造及作用
渡槽的构造及作用
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渡槽
渡槽,指输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽。
  1. 梁式渡槽的槽身结构:有矩形和U型,简支矩形槽身适应跨度为8~15m,U型槽身适应跨度为15~20m。
  2. 涵洞的构造及作用:涵洞分有压、无压、半有压式。
涵洞的洞身断面形式:
  1. 圆形管涵:适用于有压涵洞或小型无压涵洞
  2. 箱形涵洞:大中型有压或无压涵洞
  3. 盖板涵洞:小型无压涵洞。
  4. 拱涵。
洞身构造:基础、沉降缝、缝中要设止水、截水环或涵衣、产生集中渗流。
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船闸
船闸是克服河流上建坝(或天然)形成的集中水位差的一种过船建筑物,它是由上下闸首、闸门、闸室等组成。
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泵站俯视图
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泵站内景
机电灌排
指利用动力机(如内燃机、电动机)带动水泵或其他提水工具,进行排涝或灌溉。
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某鱼道示意图
鱼道
鱼道,就是供鱼类洄游的通道,由于人类活动破坏了鱼类洄游的通道而采取的补救措施,一般通过在水闸或坝上修建人工水槽来保护鱼类的习性。
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护坦和海曼
闸、坝下游的消力池底板,称为护坦。它是被用来保护水跃范围内的河床免受冲刷。一般用混凝土或桨砌石做成,护坦的高程和尺寸取决于护坦水跃旋滚的水力特性。紧接护坦或消力池后面的消能防冲措施,称为海漫。其作用是进一步消杀水流的剩余动能,保护河床免受水流的危害性冲刷。
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垛坝
坝垛布置与河岸平行,有调缓溜势保护堤岸作用,其形式多样,有人字形、月牙形、盘形、雁翅形、鱼鳞形等。
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丁坝
又称“挑流坝”,是与河岸正交或斜交伸入河道中的河道整治建筑物。该坝的端与堤岸相接呈“T”字形。
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消力池
消力池促使在泄水建筑物下游产生底流式水跃的消能设施。消力池的型式通常有下降式、消力槛式和综合式等3种。
溢洪道
用于宣泄规划库容所不能容纳的洪水,保证坝体安全的开敞式或带有胸墙进水口的溢流泄水建筑物。溢洪道一般不经常工作,但却是水库枢纽中的重要建筑物。溢洪道按泄洪标准和运用情况,分为正常溢洪道和非常溢洪道。前者用以宣泄设计洪水,后者用于宣泄非常洪水。按其所在位置,分为河床式溢洪道和岸边溢洪道。
导流洞
指用于施工导流目的的隧洞。隧洞导流主要适用于河谷狭窄、岸陡岩坚的山区河流。
冲砂洞
指防止泥沙进入建筑物(如渠道、引水洞、厂房)而修筑的一种冲沙设备。
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泄水洞
指水库向下游泄洪、放水灌溉和发电的通道,包括设在坝端或坝下的涵洞或在坝端附近岩石开凿的隧洞。
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水利枢纽
为了开发利用水利资源和防治水害,将几种水工建筑物集中修建在一起,它们各自发挥作用又互相配合工作。这些彼此直辖市工作的水工建筑物组成的综合体,叫水利枢纽。
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地下水库
地下水库是地下砂砾石孔隙、岩石裂隙或溶洞所形成的,或指修建于地下并以含水层为调蓄空间,通过修建地下截水墙以截蓄地下水或潜流而形成的有确定范围的贮水空间。
灌溉系统
指人工补给农田分水的工程技术措施。通过这些工程措施可以随时按农作物的需要,将水从水源输送到田间。灌溉系统主要的工程技术设备,包括有取水、输水、配水及泄水建筑物和渠道系统。
灌溉保证率
指灌溉设施对灌区用水的保证程度。它的灌溉设计标准的一种表示方法。即在多年中灌区作物对灌溉用水全部获得满足的年数与总年数之比,以百分数表示。

转自公众号:水利水电资料库
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