土木工程概論第6章課件

1、 目錄6.1水利工程概述6.2防 洪 工 程 6.3農(nóng)田水利工程 6.4水力發(fā)電工程6.5水利工程對環(huán)境的影響6.6我國典型水利工程介紹防洪與治河工程灌概、給水及農(nóng)田水利工程航運工程水力發(fā)電工程（1）（2）（4）（3）圖6-1 黃河改道示意圖6-2 西班牙塞哥維亞古羅馬高架引水渠圖6-3 愛爾蘭斯特蘭福特灣的潮汐電站圖6-4 波浪電站圖6-5 巴拿馬運河6.2.1概述防洪包括防御洪水危害人類的對策、措施和方法，它主要研究對象包括水的自然規(guī)律、河道、洪泛區(qū)狀況及其演變。防洪工作的基本內(nèi)容可分為建設(shè)、管理、防汛和科學(xué)研究。防洪工程是控制、防御洪水以減免洪災(zāi)損失所修建的工程，主要有堤、河道整治工程、

2、分洪工程和水庫等。6.2.1概述按照功能和興建的目的可以分為擋、泄和蓄幾類。213泄擋蓄6.2.2堤6.2.2堤圖6-6 堤6.2.3河道整治河道整治要遵循以下原則6.2.3河道整治河道整治的主要措施如下修建建筑物，控制調(diào)整河勢實施河道裁彎工程實施疏浚實施河道展寬工程（1）（2）（4）（3）6.2.3河道整治圖6-8 長江下荊江裁彎工程圖6-7 丁壩6.2.4分洪工程1 2 345進(jìn)洪設(shè)施分洪道蓄洪區(qū)避洪工程排水泄洪工程6.2.4分洪工程圖6-9 排水涵閘6.2.5水庫水庫是在山谷、河道或低洼地區(qū)形成的人工水域，其作用有防洪、水力發(fā)電、灌溉、航運、城鎮(zhèn)供水、養(yǎng)殖、旅游、改善環(huán)境等。水庫防洪是利

3、用水庫的防洪庫容調(diào)蓄洪水，以減免下游洪災(zāi)損失。水庫一般用于攔蓄洪峰或錯峰，常與堤防、分洪工程、非工程措施等配合組成防洪系統(tǒng)，通過統(tǒng)一的防洪調(diào)度共同承擔(dān)其下游的防洪任務(wù)。圖6-10 水庫6.3.1概述農(nóng)田水利工程就是通過興修為農(nóng)田服務(wù)的水利設(shè)施，包括灌溉、排水、除澇和防治鹽、漬災(zāi)害等，建設(shè)旱澇保收、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基本農(nóng)田。農(nóng)田水利工程的主要內(nèi)容是：整修田間灌排渠系，平整土地，擴大田塊，改良低產(chǎn)土壤，修筑道路和植樹造林等。6.3.1概述圖6-12 基塘圖6-11 井田示意6.3.1概述6.3.2取水工程無壩取水有壩取水水泵站引水水庫取水（1）（2）（4）（3）6.3.2取水工程圖6-14 有壩取水示意

4、1堤防；2導(dǎo)水墻；3壅水壩；4排沙閘；5沉沙池；6進(jìn)水閘；7干渠圖6-13 無壩取水示意1河流；2進(jìn)水閘；3干渠6.3.3灌溉泵站和排水泵站圖6-15 泵站示意(a)外觀(b)內(nèi)部6.3.3灌溉泵站和排水泵站1.泵站的組成213出水建筑物進(jìn)水建筑物泵房6.3.3灌溉泵站和排水泵站2.泵房的形式分基型泵房干室型泵房塊基型泵房濕室型泵房（1）（2）（4）（3）6.3.3灌溉泵站和排水泵站3.泵站的布置213排水泵站灌溉泵站排灌結(jié)合泵站6.3.3灌溉泵站和排水泵站圖6-16 某排灌結(jié)合泵站布置1灌溉渠；2交叉建筑物；3排水渠；4管理所；5泵房；6倉庫；73號閘；8防洪閘；9漢江；102號閘；111號

5、閘6.3.4渠道工程和渠系建筑物1.定義與分類渠系建筑物又稱為灌區(qū)配套建筑物，它是為渠道正常工作和發(fā)揮其各種功能而在渠道上興建的水工建筑物6.3.4渠道工程和渠系建筑物 070605落差建筑物04沖沙和沉沙建筑物03量水建筑物02專門建筑物和安全設(shè)備01控制、調(diào)節(jié)和配水建筑物交叉建筑物泄水建筑物6.3.4渠道工程和渠系建筑物2.渠道6.3.4渠道工程和渠系建筑物圖6-17 灌溉渠道6.3.4渠道工程和渠系建筑物6.3.4渠道工程和渠系建筑物3.渡槽渡槽是輸送渠道水流跨越河流、渠道、道路、山谷等障礙的架空輸水建筑物，是灌區(qū)水工建筑物中應(yīng)用最廣的交叉建筑物之一。主要由輸水的槽身、支撐結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)及進(jìn)

6、出口建筑物等部分組成。除用于輸送渠道水流外，渡槽還可以供排洪和導(dǎo)流之用。6.3.4渠道工程和渠系建筑物圖6-18 南水北調(diào)工程中的沙河渡槽（a）施工實圖（b）效果圖6.3.4渠道工程和渠系建筑物4.倒虹吸管進(jìn)口段管身出口段6.3.4渠道工程和渠系建筑物圖6-19 倒虹吸管示意1進(jìn)口漸變段；2閘門；3攔污柵；4進(jìn)水口；5擋水墻；6管身；7原地面線；8出口段；9消力池；10伸縮接頭；11放水沖沙孔；12鎮(zhèn)墩；13進(jìn)口渠道；14中間支墩；15沉沙池（a）圓形、單管（b）矩形、雙管圖6-20 倒虹吸管管身6.3.4渠道工程和渠系建筑物5.落差建筑當(dāng)渠道要通過坡度較大的地段時，為了保持渠道的設(shè)計縱坡，避

7、免大填方和深挖方，可將水流的落差集中，并修建建筑物來連接上下游渠道，這種建筑物稱為落差建筑物，主要有跌水和陡坡兩類。水流自跌水口流出后，呈自由拋投狀態(tài)，最后落入下游消力池內(nèi)的為跌水；而水流自跌水口流出后，受陡槽的約束而沿槽身下泄的叫陡坡。6.4.1水電站1.水電站分類6.4.1水電站2.壩式水電站圖6-22四川二灘水電站（壩式水電站）6.4.1水電站（1）具有日調(diào)節(jié)以上性能時，適宜擔(dān)任電力系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻和備用任務(wù)，可增大電站的電力效益和提高供電質(zhì)量。（2）樞紐布置集中，便于運行管理。（3）不會像引水式水電站那樣要出現(xiàn)脫水河段，相反其庫區(qū)可增加河道水深，有利于通航。（4）對調(diào)節(jié)性能好的水電站，

8、庫水位變幅較大，低水位時減少了利用水頭，有時會影響通航，在水輪機選擇時要考慮低水頭的影響。（5）水庫淹沒損失大。1）壩式水電站的特點6.4.1水電站2）壩式水電站的布置（3）廠房頂溢流式（1）壩后式（2）壩內(nèi)式（5）地下式（4）岸邊式（6）河床式壩式水電站的布置6.4.1水電站圖6-23 甘肅劉家峽水電站圖6-24 壩內(nèi)水電站6.4.1水電站圖6-25 新安江水電站（b）泄洪（a）大壩圖6-26 葛洲壩水電站（具有泄流功能的河床式廠房）6.4.1水電站引水式水電站包括大壩、泄洪建筑物和取水口建筑物。前者是為了取得調(diào)節(jié)庫容，后者使庫水通過取水口建筑物送入明渠，再經(jīng)前池、壓力鋼管到廠房發(fā)電（或送入

9、隧洞，經(jīng)調(diào)壓井、壓力鋼管到廠房發(fā)電）。3.引水式水電站6.4.1水電站圖6-27 引水式水電站示意6.4.1水電站混合式水電站是由壩和引水道兩種建筑物共同形成發(fā)電水頭的水電站，即發(fā)電水頭一部分靠攔河壩壅高水位取得，另一部分靠引水道集中落差取得。4.混合式水電站圖6-28 混合式水電站示意1水庫；2進(jìn)水口；3鋼管；4尾水梁；5交通洞；6地下廠房；7斜井；8隧洞；9水壩；10測壓井6.4.1水電站抽水蓄能電站按上水庫有無天然徑流匯入分為純抽水、混合抽水和調(diào)水式抽水三種。若上水庫水源僅為由下水庫抽入的水流，則為純抽水蓄能電站。若上水庫水源除下水庫抽入的水流外，還有天然徑流匯入的水流，則為混合抽水蓄能

10、電站。若一河的下水庫抽水至其上水庫，然后放水至另一河發(fā)電，則為調(diào)水式抽水蓄能電站。5.抽水蓄能電站6.4.1水電站圖6-29 山東泰安抽水蓄能電站（b）下水庫（a）上水庫6.4.2水電建筑物（3）取水建筑物（1）擋水建筑物（2）泄水建筑物（5）平水建筑物（4）電站引水建筑物（6）電、變電和配電建筑物水電建筑物6.5.1水庫對氣候、水質(zhì)、土壤、生物的影響氣候水質(zhì)生物土壤（1）（2）（4）（3）6.5.2引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害1.滑坡2.地震6.5.3淤積和滲漏1.淤積2.滲漏6.5.4水庫移民水庫移民是因水利工程建設(shè)引起土地占用、淹沒、浸沒、滑塌，進(jìn)而引起的人口遷移。水庫建設(shè)造成大面積土地淹沒，移民數(shù)千萬人。我國由于人口眾多，可供生存的地區(qū)又有限，在修建水庫時，移民問題幾乎是一個“瓶頸”，有些建庫條件好的地區(qū)，由于移民太多而不得不放棄修建。6.6.1長江三峽水利樞紐工程圖6-30 三峽水利工程樞紐（b）船閘（a）大壩6.6.2黃河小浪底水利樞紐工程圖6-31 黃河小浪底水利樞紐工程小浪底工程由攔河大壩、泄洪建筑物和電站建筑組成6.6.3南水北調(diào)工程南水北調(diào)總體規(guī)劃東線工程西線工程中線工程（1）（2）（4