水利工程基礎知識

2023-01-22 13:39:04 字數 4647 閱讀 3321

水利工程基礎概念

水利工程:指為了控制、調節和利用自然界的地面水和地下水,以達到除害興利的目的而興建的各種工程。水利工程按其服務物件可以分為防洪工程、農田水利工程(灌溉工程)、水力發電工程、航運及城市供水、排水工程。

水利樞紐: 為了開發利用水利資源和防治水害,將幾種水工建築物集中修建在一起,它們各自發揮作用又互相配合工作。這些彼此直轄市工作的水工建築物組成的綜合體,叫水利樞紐。

水利水電工程等級:指水利水電的等級及其建築物的分級。在規劃設計水利水電樞紐及其水工建築物時,為使工程既安全可靠,又經濟合理,根據工程規模、效益、在國民經濟中的作用及失事後的影響,將工程劃分為若干等級。

護坦和海漫:閘、壩下游的消力池底板,稱為護坦。它是被用來保護水躍範圍內的河床免受沖刷。

一般用混凝土或槳砌石做成,護坦的高程和尺寸取決於護坦水躍旋滾的水力特性。緊接護坦或消力池後面的消能防沖措施,稱為海漫。其作用是進一步消殺水流的剩餘動能,保護河床免受水流的危害性沖刷。

壩:指攔截水流的擋水建築物。在壩的上游形成水庫,用以調節流量、抬高水位,為防洪、灌溉、發電、航運、給水等事業服務。

通常按築壩材料分為混凝土壩、漿砌石壩 、土石壩 、草土壩 、橡膠壩、鋼壩和木壩等,其中混凝土壩和土石壩是常的主要壩型。混凝土壩和漿砌石壩按力學特點和結構特徵又可分為重力壩、拱壩和支墩壩。土石壩又稱當地材料壩,分為土壩和堆石壩。

壩體剖面為上窄下寬的梯形。優點是就地取材,結構簡單,抗震效能好,除乾砌石壩外均可機械化施工,對地形和地質條件適應性強。缺點是一般需要在壩體外另設洩洪過流和施工導流設施。

壩還按壩頂是否允許洩流分為溢流壩和非溢流壩。按壩的高度分為高壩、中壩和低壩,對此各國標準不一。中國規定壩高70 公尺以上為高壩 ,壩高30~70公尺為中壩 ,壩高30公尺以下為低壩。

洩水洞:指水庫向下游洩洪、放水灌溉和發電的通道,包括設在壩端或壩下的涵洞或在壩端附近岩石開鑿的隧洞。

衝沙洞:指防止泥沙進入建築物(如渠道、引水洞、廠房)而修築的一種衝沙裝置。

溢洪道:用於宣洩規劃庫容所不能容納的洪水,保證壩體安全的開敞式或帶有胸牆進水口的溢流洩水建築物。溢洪道一般不經常工作,但卻是水庫樞紐中的重要建築物。

溢洪道按洩洪標準和運用情況,分為正常溢洪道和非常溢洪道。前者用以宣洩設計洪水,後者用於宣洩非常洪水。按其所在位置,分為河床式溢洪道和岸邊溢洪道。

水窖:亦稱旱井,是乾旱地區存蓄雨、雪水的一種實施。

船閘:船閘是克服河流上建壩(或天然)形成的集中水位差的一種過船建築物,它是由上下閘首、閘門、閘室等組成。

警戒水位:堤防臨水,達到一定深度,有可能出現險情,要加以警惕戒備的水位。到達這一水位時,開始進入防汛戒備狀態,要密切注意水情、工情、險情的發展變化,在各自防守堤段或區域內增加巡堤查險次數,開始晝夜巡查,並組織防汛隊伍上堤防守,做好防汛搶險人力、物力等的準備。

這一水位主要是防汛部門根據長期防汛實踐經驗和堤防等工程的抗洪能力/出險基本規律分析確定的,是制定防汛方案的重要依據。

閘門:是關閉水工建築物過水空的裝置。用它來控制流量、調節上下游水位、排除浮冰及其飄浮物等。

閘門使用在各種不同的水工建築物上,如閘壩、水電站、船閘等。按製造閘門的主要材料可分為:木閘門、鋼筋混凝土閘門和金屬閘門三種。

按閘門工作效能可分為:主要閘門、事故閘門和檢修閘門三種。

水位:江、河、湖、庫、海的自由水面和地下水層表面,在某一時刻、某一地點高於(或低於)基準面的高程,就稱作該地、該時刻的水位,單位為公尺。

防洪:指防止或減輕洪水氾濫危害的水利工作。

防洪標準:指防洪工程防護物件需達到防禦洪水的設防標準。

正常蓄水位:指水庫在正常運**況下,擋水建築物允許長期保持的最高庫水位,又稱為設計蓄水位、正常高水位、最高興利水位。

死水位:指水庫在正常執行的條件下,允許消落到達的最低庫水位,即興利庫容的下限水位。

設計洪水位:指遇到擋水建築物(壩、閘)的設計洪水標準時,壩(閘)上游達到的最高水位。

校核洪水位:當水庫遇到大壩的校核洪水位時,在壩前達到的洪水位,它是水庫在非常運用情況下,允許臨時達到的最高洪水位,也是確定大壩頂高及進行大壩安全校核的主要依據。

汛期限制水位:在汛期水庫允許興利蓄水的上限水位,也是水庫在汛期預留所需防洪庫容的下限水位。這一水位是根據防洪標準、工程現狀以及汛期洪水特性而制定的。

庫容:指水庫蓄水容積,以萬m3有、億m3計。水庫的主要特徵庫容有:

興利庫容(調節庫容)、死庫容、防洪庫容、調洪庫容、總庫容等。以之相應的有正常蓄水位、死水位、設計水位、汛期限制水位、校核洪水位等主要特徵水位。校核洪水位以下的庫容容積,稱為總庫容。

它是工程規模的一項重要標誌,也是劃分水庫等級、確定工程安全標準的依據。

洪水等級:以洪峰流量重現期劃分4級:

一般洪水 :5-10年一遇;

較大洪水 :10-20年一遇;

大洪水 :20-50年一遇;

特大洪水 :大於50年一遇。

死庫容:亦稱成墊低庫容,指水庫死水位一下的容積。水庫正常執行時,其水位不應低於死庫容。

跨流域調水: 將多水區的水引向乾旱區、缺水區,從而改變水資源在流域和地區上的分布不均。

防洪庫容:指為保證水工建築物安全,用於控制調節大洪水的水庫容積,也即汛期限制水位至校核洪水位之間的水庫容積。

水庫調洪:指在河流上修建水庫後,攔河壩起了阻擋洪水的作用,宣洩洪水的通道由原來的河槽斷面縮小為溢洪道或洩水孔斷面,這種天然條件的改變,導致了要水庫對洪水起調蓄作用,稱作調洪水庫。

水庫排程:指一種控制運用水庫的技術管理方法。它是根據各用水部門的合理需要,參照水庫每年蓄水情況與**的可能天然來水及含沙情況,有計畫地合理控制水庫在各個時期的蓄水和放水過程,即控制其水位公升降過程。

水庫滲漏:指水體向水庫庫盆以外滲流(指水在土壤或岩石孔隙中流動)而漏失水量的現象。

水庫淹沒:指水庫建成後,因抬高了庫周地下水位而導致沼澤化、鹽漬化和建築物地基發生沉陷,以及農田荒蕪、飲水和居住衛生條件惡化等現象。

農田水利:指為發展農業生產服務的水利事業。農田水利的內容包括:

中小河流的治理及農田防洪、除澇排水、灌溉、農牧業供水、水土保持、鹽鹼地改良、圍墾、改造沙漠等水利措施。中小河流的防洪措施,一般也屬農田水利的範圍。

農田基本建設:指通過水利和農業等綜合措施,改造不利農業生產的自然條件,建設旱澇保水、高產穩產農田。農田基本建設的主要任務是以治水改土為中心,實行山、水、田、林、路綜合治理,大搞園田化,做好田間工程。

灌溉系統:指人工補給農田分水的工程技術措施。通過這些工程措施可以隨時按農作物的需要,將水從水源輸送到田間。

灌溉系統主要的工程技術裝置,包括有取水、輸水、配水及洩水建築物和渠道系統。

灌溉渠道:指專供灌溉用的水道。灌溉渠道分乾、支、鬥、農渠等若干等級,由這些渠道組成的渠道系統,簡稱渠系,其作用是將灌溉水輸送、分配到全灌區。

灌溉保證率:指灌溉設施對灌區用水的保證程度。它的灌溉設計標準的一種表示方法。即在多年中灌區作物對灌溉用水全部獲得滿足的年數與總年數之比,以百分數表示。

機電排灌:指利用動力機(如內燃機、電動機)帶動水幫浦或其他提水工具,進行排澇或灌溉。

堤防:簡稱堤,亦稱堤埝。指為防禦水流漫溢而在岸邊修築的水工建築物。一般用土修築。

水土流失:指地表土壤及岩石因水力、風力、重力和凍融等外力的作用,而受各種破壞,並產生移動、堆積的過程,以及水本身的損失現象。這是指廣義的水土流失。

狹義的水土流失是特指水力侵蝕現象。

水土保持: 主要研究水土流失規律及其經濟有效的防治措施,研究水土流失同發展農業生產和**江河的矛盾,研究自然界中水、風的侵蝕力與土壤能力的矛盾。

施工導流:指在河道上修建工程時,為了創造在原河床施工的條件,通常圍堰圍護基坑,讓河水從部分河床或者通過臨時洩水道下洩的技術。

三通一平:在施工期間首先要把交信道路修通,聯結工地內外稱為路通。接著把生活用水引人工區稱為水通。

並要將生產生活用電接通,稱為電通。將整個施工場地平整好,以供建設,稱為一平。如將通訊設施包括在內,稱為四通一平。

圍堰:是導流工程中臨時擋水建築物。用來圍護施工中的基坑,以保證水工建築物能在幹地上工作。

圍堰往往需要在流水中進行修建,它在完成導流任務後,如果對永久建築物的執行有防礙,則應予拆除。

丁壩:壩身較長,有挑溜作用。壩頭多做成圓形或流線形,一般壩前水流湍急,主守困難。

險工:河道水流直接沖刷堤岸的地段,稱為險工,需要進行搶護。

垛壩:壩垛布置與河岸平行,有調緩溜勢保護堤岸作用,其形式多樣,有人字形、月牙形、盤形、雁翅形、魚鱗形等。

平順護岸:沿堤岸做防護工程延續較長,不改變河勢。

沉排:將梢料或薪柴用繩或鉛絲綁紮成把,編成上下兩層網格,其間平鋪梢料或薪柴,再用麻繩或鉛絲結紮成排。一般厚0.

5-1.2m,運到沉放點,排上壓石料,沉至河底,用來護岸或護底,防止水流掏刷。

捆枕:利用梢料和塊石捆成長10m、直徑1m左右的枕體,推至堤岸坡腳防沖,一般梢料鋪厚0.2m,中間石料厚0.6m,每間隔.離m捆紮一道。

導流洞:指用於施工導流目的的隧洞。隧洞導流主要適用於河谷狹窄、岸陡岩堅的山區河流。

截流:亦稱堵口。指在建造威儀圍堰的過程中,當河道被縮窄到一定程度後,所留缺口(龍口)的封堵工作。截流方式有平都、立堵和混合堵三種。

土壩和堆石壩:土壩是指用當地或附近地區的土料築成的壩。斷面一般呈梯形,邊坡較緩,靠自重維持穩定。堆石壩是指用當地或附近地區的石料築成的壩,在石料之間不用膠結材料。

土石混合壩:土石壩是指用當地或附近地區的土石料築成的壩。一般適用於當地有壩體防滲部分的土料和有效開挖供給的石料。

拱壩:拱壩成圓拱形,一般用混凝土及砌石築成,少數情況(如薄拱壩)也可以用鋼筋混凝土築成。

混凝土重力壩:指壩身用混凝土澆築的壩。其主要特點是依靠壩於地基表面的摩擦力來阻止水平力所引起的壩體滑動。

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第2章水利工程基礎知識 本章要求 一 了解洪水標準和工程等級的劃分 二 了解水庫的特徵水位和水庫特徵庫容 三 熟悉水工建築的分類及特點 四 了解水建築物失事的主要原因 五 掌握施工導流概念 導流標準 導流基本方法 六 掌握施工圍堰的型別,圍堰施工技術 七 熟悉截流的技術與方法。2.1 洪水標準及工程...

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二 九年九月 目錄1 農田水利學2 2 灌溉與排水工程4 3 水工建築物9 4 水法23 5 水文與水資源55 6 水力學練習題75 農田水力學 一 名詞解釋 1 凋萎係數 植物開始發生永久凋萎時的土壤含水率。2 作物需水量 在正常生育狀況和最佳水 肥條件下,作物整個生育期中,農田消耗於蒸散的水量。...