水利水電工程的基礎(chǔ)知識(shí)ppt課件.ppt

1、第2章 水利水電工程的基本知識(shí),基本要求： 復(fù)習(xí)水文學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，熟悉河流的水文特性； 掌握水庫(kù)的特征水位及其庫(kù)容，了解河流規(guī)劃內(nèi)容； 熟悉水工建筑物的類型及特點(diǎn)； 理解水庫(kù)對(duì)周圍環(huán)境的影響，熟悉水利水電工程的等 級(jí)劃分； 了解水質(zhì)污染物的類型及防治措施。,1/69,1,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),2.1.1 自然界水的循環(huán)及水量平衡,自然界的水，分別存在于以下三個(gè)方面:,1）地球表面(地表水) 如海洋、河流、湖泊、冰川等,2）地表以下（地下水） 如暗河、暗湖、土壤巖石空隙中的水等,2/69,2,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),3）大氣中,地表的水，由于受到太陽(yáng)輻射熱的作用，會(huì)蒸發(fā)上升到大氣中，與大氣

2、中的水分一起，在一定的條件下，又凝結(jié)成降水（含降雨、降雪等）回到地表（含陸地、海洋、河流等）?；氐降乇淼乃?，一部分又蒸發(fā)，另一部分則經(jīng)各級(jí)溝澗江河匯人海洋。這種周而復(fù)始地運(yùn)行過(guò)程，稱為水循環(huán)。,3/69,3,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),4/69,4,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),5/69,5,1. 自然界的水分循環(huán),水的大循環(huán),水的小循環(huán),降雨到達(dá)地表后，一部分雨水沿地表坡面流動(dòng)，匯注入河道成為地面徑流；另一部分雨水滲入地下，它除增加土壤含水量外，還可能有一部分水以滲流方式補(bǔ)給河道，形成地下徑流（地面徑流與地下徑流之和稱河川徑流）；第三部分水又蒸發(fā)上升到大氣中。,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),6/69,

3、6,（3）凝結(jié)與降水過(guò)程,（4）地表徑流、水的下滲及地下徑流,水循環(huán)的過(guò)程,（1）水的蒸發(fā)作用,（2）水汽流動(dòng),2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),7/69,7,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),從海洋蒸發(fā)的水分中，一部分隨大氣運(yùn)行到陸地上空，凝結(jié)成為降水而降至陸地。降至陸地的水中，一部分在陸地上蒸發(fā)上升入大氣中，另一部分則如前所述形成徑流，并最后又重返回至海洋。這個(gè)過(guò)程稱為水的大循環(huán)。,局部性的水的小循環(huán)，例如：降至陸地上的水，在沒(méi)回到海洋之前，又被蒸發(fā)到空中，重又凝結(jié)成為降水而降至陸地上；陸地上有一部分地區(qū)，陸上的河流并不匯人海洋，而是匯人內(nèi)陸湖泊（如青海湖水系、羅布泊水系等）。,8/69,8,2.1 水文

4、學(xué)的基本知識(shí),（2）遷移交換作用,（3）平衡更新作用,（4）影響塑造作用,水循環(huán)的意義,（1）聯(lián)系調(diào)節(jié)作用,9/69,9,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),2. 自然界的水量平衡,海洋的水量平衡方程式為：,陸地的水量平衡方程式為：,地球上總的蒸發(fā)量 與總的降水量的多 年平均值是相等的,自然界（全地球）的水量平衡方程式：,海洋、陸地的多年平均蒸發(fā)量，,海洋、陸地的多年平均降水量,匯人海洋之河川多年平均徑流量,10/69,10,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),3. 水文現(xiàn)象及水文學(xué),* 自然界各種水體的變化現(xiàn)象稱為水文現(xiàn)象,* 研究自然界各種水體的變化規(guī)律的學(xué)科叫水文學(xué),海洋水文學(xué),陸地水文學(xué),河川水文學(xué),工程

5、水文學(xué),水文測(cè)驗(yàn)學(xué),水文地質(zhì)學(xué),11/69,11,2.1.2 河流的水文特性,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),1. 河流的流域及水系,流域的氣象條件,地形及地質(zhì)條件,土壤植被條件,流域的幾何特征等,對(duì)河流的水文特性有著重大的影響,12/69,12,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),2. 河道的縱橫斷面,河道橫斷面是指垂直于河道水流方向所切取出來(lái)的斷面，其在河道水位以下的部分稱為過(guò)水?dāng)嗝妗?沿河道縱向之最大水深線切取一斷面，并將其拉直即得河道縱斷面。,河段首尾的水面高差稱落差，此落差與其河段長(zhǎng)的比值稱河段的縱比降。,13/69,13,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),3. 河渠的流速、流量及水位,在水利水電工程上，常

6、把人工水道稱為渠道，而把一般的天然水道稱之為天然河道。,流速的一般分布規(guī)律是：近河底和河岸處較小，近河心主流處（即河渠的中泓線處）較大。,（1）流速,14/69,14,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),均勻流：均勻流時(shí)的斷面平均流速,可用以下的謝才公式來(lái)計(jì)算,C 常用下述的曼寧公式計(jì)算,C 謝才系數(shù)；, 河渠的水面比降；, 水力半徑，, 河渠的過(guò)水?dāng)嗝娣e，m2 ；, 濕周，即河渠橫斷面中與水接觸的周界長(zhǎng)度，m；, 糙率，亦稱糙率系數(shù),式中,15/69,15,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),16/69,16,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),（2）流量及水位,單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某過(guò)水?dāng)嗝娴乃捏w積稱為流量,常用單位為米3

7、/秒(m3/s), 流量，m3/s,17/69,17,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),18/69,18,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),4. 河渠的泥沙,河渠中的泥沙由于在不停的隨水流下移，因此，河渠存在一個(gè)固體徑流問(wèn)題。河渠中的泥沙常被分為兩類：懸浮于水中者稱浮沙或懸移質(zhì)；沿河底滾動(dòng)者稱底沙或推移質(zhì)。,19/69,19,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),5. 河川的徑流,* 河川徑流是指在河川中流動(dòng)的水流,* 年徑流量是指一年內(nèi)通過(guò)河流某一橫斷面的水量,* 年徑流量接近多年平均年徑流量的年份稱平水年,* 徑流量較大和較小的年份，分別稱豐水年和枯水年,* 豐水年的徑流量可達(dá)平水年的23倍,* 枯水年的徑流量可小至

8、平水年的 0. 10.2倍,20/69,20,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),6. 河流的洪水,一次洪水的流量最大值稱為洪峰流量,確定河川各種設(shè)計(jì)洪水的方法，是水文學(xué)的主要內(nèi)容之一,21/69,21,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),2.1.3 水文統(tǒng)計(jì)的若干基本知識(shí),1. 頻率,2. 重現(xiàn)期,研究暴雨及洪水時(shí),研究灌溉、發(fā)電、供水,22/69,22,2.1 水文學(xué)的基本知識(shí),3. 常用的幾個(gè)水文統(tǒng)計(jì)參數(shù),1算術(shù)平均值,2加權(quán)平均值,3均方差,4變差系數(shù),5偏差系數(shù),23/69,23,2.2 水利水電規(guī)劃,2.2.1 河川徑流調(diào)節(jié),河流的來(lái)水是極為不均勻的，所以河川徑流存在著一個(gè)徑流調(diào)節(jié)的問(wèn)題。即按人們的需

9、要，利用水庫(kù)來(lái)控制徑流并重新分配徑流的問(wèn)題。,1. 河川徑流調(diào)節(jié)的類型,（1）年調(diào)節(jié) ：,年調(diào)節(jié)就是將洪水時(shí)期（平常稱汛期）用不完的多余水量存蓄在水庫(kù)中，待枯水期用。年內(nèi)全部來(lái)水量完全按用水要求重新分配而不發(fā)生棄水的徑流調(diào)節(jié)，稱為完全年調(diào)節(jié)；發(fā)生棄水的年調(diào)節(jié)稱為不完全年調(diào)節(jié)或季調(diào)節(jié)。,24/69,24,2.2 水利水電規(guī)劃,（2）多年調(diào)節(jié)：,（3）日調(diào)節(jié)：,多年調(diào)節(jié)是把豐水年的多余水量存蓄于水庫(kù)中，待枯水年時(shí)用的一種調(diào)節(jié)。多年調(diào)節(jié)由于要求的庫(kù)容巨大，效益也相對(duì)較小，所以比較少見(jiàn)。,日調(diào)節(jié)是在一晝夜內(nèi)把來(lái)水按需要進(jìn)行重新分配的一種調(diào)節(jié)。例如，水力發(fā)電的用水量是隨其發(fā)電量的大小而變的，因此其用水量

10、是不斷變化的（晚上12時(shí)以前是高峰，后半夜則是其低谷），對(duì)水力發(fā)電來(lái)講進(jìn)行日調(diào)節(jié)常常是非常必要的。,25/69,25,2.2 水利水電規(guī)劃,2. 水庫(kù)的特征水位及其庫(kù)容,26/69,26,2.2 水利水電規(guī)劃,（1）水庫(kù)正常運(yùn)用情況下，允許庫(kù)水消落的最低水位稱死水位（ ),死水位以下的庫(kù)容稱死庫(kù)容（ ),死庫(kù)容不參與徑流調(diào)節(jié)，其中的蓄水一般不動(dòng)用。,（2）水庫(kù)正常運(yùn)用情況下，在設(shè)計(jì)枯水年，為滿足興利要求開(kāi)始供水時(shí)， 水庫(kù)應(yīng)蓄到的水位稱正常蓄水位，又稱正常擋水位或設(shè)計(jì)興利水位,該水位至死水位間的水庫(kù)深度稱消落深度或工作深度。,水庫(kù)正常蓄水位與死水位間的庫(kù)容稱興利庫(kù)容 或調(diào)節(jié)庫(kù)容,與多年平均年徑流

11、量之比稱庫(kù)容系數(shù),一般可進(jìn)行年調(diào)節(jié)的水庫(kù)，其 值約為0.080.30。,27/69,27,2.2 水利水電規(guī)劃,（3）水庫(kù)在汛期，允許興利蓄水的上限水位，稱防洪限制水位,對(duì)汛期的不同時(shí)期，可以根據(jù)洪水特性和防洪要求的不同， 規(guī)定出不同的防洪限制水位。,對(duì)于有防洪要求的水庫(kù)，一般防洪限制水位低于正常蓄水位， 其間的庫(kù)容是兼作興利和防洪用的共用庫(kù)容,（4）遇水庫(kù)下游防洪對(duì)象的設(shè)計(jì)洪水時(shí)，水庫(kù)應(yīng)攔蓄洪水以減小下泄流量,這時(shí)水庫(kù)中的最高蓄水位，稱為防洪高水位,該水位與防洪限制水位間的庫(kù)容稱為防洪庫(kù)容 V防洪,28/69,28,2.2 水利水電規(guī)劃,（5）遇攔河壩的設(shè)計(jì)洪水和校核洪水時(shí)，水庫(kù)中的相應(yīng)最高

12、蓄水位， 稱為設(shè)計(jì)洪水位5,和校核洪水位6,它們與防洪限制水位間的庫(kù)容，分別稱為攔洪庫(kù)容 V攔,和調(diào)洪庫(kù)容 V調(diào)洪,（6）校核洪水位以下的全部靜庫(kù)容稱為總庫(kù)容 V總,總庫(kù)容是確定工程重要性及工程規(guī)模等級(jí)的重要指標(biāo),總庫(kù)容與死庫(kù)容之差稱有效庫(kù)容 V效,29/69,29,2.2 水利水電規(guī)劃,30/69,30,2.2 水利水電規(guī)劃,3. 水庫(kù)的動(dòng)庫(kù)容,靜庫(kù)容是假定庫(kù)水面為水平時(shí)所算得的庫(kù)容,水庫(kù)水面由壩址起沿流上溯呈回水曲線，越向上游水面越上翹， 直至與河道天然水面平順相切交為止,某一壩前水位所相應(yīng)的庫(kù)容（即動(dòng)庫(kù)容）為上述靜庫(kù)容與相應(yīng) 附加容積之和。對(duì)于較小的山谷水庫(kù)，較大洪水時(shí)，由于回水所形 成

13、的這種附加容積將是很顯著的。,31/69,31,2.2 水利水電規(guī)劃,2.2.2 河流規(guī)劃,1. 開(kāi)發(fā)治理方針和任務(wù)的確定,欲確定擬規(guī)劃河流的開(kāi)發(fā)治理方針和任務(wù)，首先應(yīng)通過(guò)廣泛地調(diào)查研究，查明流域的自然情況和社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況，以摸清流域特點(diǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門對(duì)開(kāi)發(fā)治理該河流的要求，然后才能提出并研究確定編制河流流域規(guī)劃的方針和任務(wù)。,（1）對(duì)水土流失嚴(yán)重的干旱地區(qū)（例如黃土高原）的中小河流，應(yīng)以水土保持和發(fā)展灌溉為重點(diǎn)，兼顧防洪、發(fā)電、漁業(yè)、供水，同時(shí)對(duì)治澇防堿、航運(yùn)等也應(yīng)結(jié)合給以考慮。,32/69,32,2.2 水利水電規(guī)劃,（2）對(duì)山低坡緩、耕地連片、土地潛力大，但水源缺乏的丘陵山區(qū)的河流，應(yīng)以

14、灌溉為主進(jìn)行開(kāi)發(fā)：興建水庫(kù)蓄水、塘庫(kù)連串，以充分利用當(dāng)?shù)貜搅鳎蚣嬗舌徑饔蛞匝a(bǔ)充本流域水源不足的問(wèn)題；此外，還應(yīng)因地制宜地開(kāi)展機(jī)電提灌，以解決地勢(shì)較高區(qū)農(nóng)田的用水問(wèn)題。,（3）對(duì)山高坡陡、河谷窄狹、耕地稀少、落差集中的上游河段，應(yīng)以發(fā)電為主：一方面利用天然落差大的優(yōu)勢(shì)，多建引水式中小型水電站；另一方面要選擇合宜地點(diǎn)建庫(kù)發(fā)電，以同時(shí)收到加大水庫(kù)以下各引水式電站發(fā)電量和解決水庫(kù)下游的防洪、灌溉、航運(yùn)、供水等問(wèn)題的效益。,（4）對(duì)于平原地區(qū)的河流，應(yīng)以防洪、治澇防堿、航運(yùn)為重點(diǎn)，兼顧灌溉、供水、漁業(yè)等方面的要求。,33/69,33,2.2 水利水電規(guī)劃,2. 制定綜合利用規(guī)劃方案 這種規(guī)劃方案

15、，從范圍來(lái)看，包括全流域各部位、各階段除害興利的工程措施規(guī)劃；從專業(yè)來(lái)看，包括防洪、治澇、灌溉、水土保持、水力發(fā)電、供水、航運(yùn)、漁業(yè)、環(huán)境保護(hù)等的規(guī)劃；從時(shí)間來(lái)看，包括近期和遠(yuǎn)景規(guī)劃。因此綜合利用規(guī)劃涉及的內(nèi)容是廣泛而復(fù)雜的，一般在制定規(guī)劃時(shí)應(yīng)注意遵循下述原則。,（1）對(duì)流域的治理和開(kāi)發(fā)，一定要綜合利用、綜合治理、綜合平衡。力求做到水利、動(dòng)能和土地資源的綜合利用，而且還要力求使每一項(xiàng)工程措施也要綜合利用；綜合治理是指治山、治水、治沙、治堿等的統(tǒng)一考慮，合理解決，此外還應(yīng)注意上中下游統(tǒng)一考慮，大中小工程相結(jié)合的問(wèn)題；綜合平衡是指力爭(zhēng)做到建筑材料、資金、設(shè)備和勞動(dòng)力的需要與可能之間的綜合平衡，以求

16、達(dá)到耗費(fèi)小、效益大、經(jīng)濟(jì)效果好。,34/69,34,2.2 水利水電規(guī)劃,（2）妥善協(xié)調(diào)各部門的不同要求。這是規(guī)劃中的棘手問(wèn)題。要求各有關(guān)部門要有全局觀念，規(guī)劃要明確輕重緩急，以力求使國(guó)民經(jīng)濟(jì)總的效益最大為原則。,（3）在擬定規(guī)劃時(shí)，要有發(fā)展的觀點(diǎn)。不僅要看到目前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，還應(yīng)預(yù)計(jì)到將來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。此外，還應(yīng)看到鄰近其它流域國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。,（4）在流域規(guī)劃中，一般應(yīng)以小型工程為基礎(chǔ)，大中型工程為骨干。在河流上中下游及其主要支流上，一般應(yīng)因地制宜地安排若干大中型工程作為控制性的工程，綜合解決防洪、發(fā)電、灌溉、航運(yùn)、供水等方面的問(wèn)題。,35/69,35,2.3 水工建筑物,2.3.1

17、水工建筑物的類型,水利水電工程中，通常需要修建一些建筑物，用來(lái)?yè)跛?、泄水、輸水、排沙等，以便達(dá)到防洪、灌溉、發(fā)電、供水、航運(yùn)等的目的。這些建筑物稱為水工建筑物。,水工建筑物依其作用的不同，可以分為：一般性的水工建筑物，這是指服務(wù)于水利事業(yè)若干個(gè)部門的一類建筑物；專門性的水工建筑物，這是指服務(wù)于水利事業(yè)少數(shù)一兩個(gè)部門的一類建筑物，例如專為發(fā)電用的調(diào)壓井等。,36/69,36,2.3 水工建筑物,1. 檔水建筑物,（1）壩： 壩是一種垂直于水流方向攔擋水流的建筑物，因此亦常稱為攔河壩。它是水利水電工程中用的較多、造價(jià)也較高的一種建筑物。壩又常分為以下幾類。,37/69,37,2.3 水工建筑物,1

18、）按筑壩材料來(lái)分有,當(dāng)?shù)夭牧蠅?，包括土壩、堆石壩、干砌石壩、土石混合壩?非當(dāng)?shù)夭牧蠅危ɑ炷翂?、鋼筋混凝土壩、漿砌石壩、橡膠 壩等,2）按壩的構(gòu)造特征來(lái)分有,重力壩，這是靠自重來(lái)維持穩(wěn)定的一種壩,拱壩，這是靠拱形的壩身、把巨大的水平水壓力傳至河谷兩岸的 一種壩,支墩壩，這是把水壓力經(jīng)過(guò)擋水面板傳至支墩，而后再傳至 地基的一種壩，如平板壩、連拱壩、大頭壩等,混合結(jié)構(gòu)壩，屬于這一種的有拱形重力壩等,38/69,38,2.3 水工建筑物,39/69,39,2.3 水工建筑物,圖片名稱：貓?zhí)蛹t巖水電站 電站地點(diǎn)：貴州修文 所在河流：貓?zhí)?所在水系：長(zhǎng)江水系 主要壩型：雙曲拱壩 壩頂高程：89

19、0米 最大壩高：60米,貓?zhí)蛹t巖水電站,40/69,40,2.3 水工建筑物,3）按壩頂是否過(guò)水來(lái)分有,溢流壩，又稱滾水壩,非溢流壩。,4）按壩的任務(wù)來(lái)分有,蓄水壩，其主要任務(wù)是形成水庫(kù)以便攔蓄徑流,引水壩，亦常稱為壅水壩，其主要任務(wù)是抬高水位以便 引取河水（或改善航道）。,41/69,41,2.3 水工建筑物,4）按壩的任務(wù)來(lái)分有,蓄水壩，其主要任務(wù)是形成水庫(kù)以便攔蓄徑流,引水壩，亦常稱為壅水壩，其主要任務(wù)是抬高水位以便 引取河水（或改善航道）。,42/69,42,2.3 水工建筑物,(2)水閘 水閘是一種主要靠其閘門來(lái)?yè)跛慕ㄖ铮：?jiǎn)稱為閘，也有稱之為活動(dòng)壩的。水閘又常分為以下幾種類型

20、。 （1）按泄水條件來(lái)分有：?jiǎn)蜗蛐顾l、可逆泄水閘； （2）按閘的任務(wù)來(lái)分有：蓄水閘、引水閘、進(jìn)水閘、分洪閘、節(jié)制閘、排水閘、退水閘、擋潮閘等。,(3)堤 堤是指平行于水流方向擋水的一種建筑物。修建在湖邊防止湖水漫溢的叫湖堤；修建在海邊和河口兩岸防止土地被潮水淹沒(méi)的叫海塘。,43/69,43,2.3 水工建筑物,2. 泄水建筑物,泄水建筑物是用來(lái)宣泄水庫(kù)、渠道、前池等中之多余水量，以保證其安全的一類建筑物。例如河岸式溢洪道、泄洪隧洞等。,小浪底泄水,44/69,44,2.3 水工建筑物,3. 輸水建筑物 輸水建筑物是用以把水從一處輸引到另一處的一類建筑物。例如引水隧洞、放水涵管、渠道及渠系建筑

21、物等。,拱式渡槽,45/69,45,2.3 水工建筑物,4. 取水建筑物,取水建筑物亦常稱引水建筑物。因其常位于渠道的首部，故也常稱渠首建筑物或進(jìn)水口。它是一種把水庫(kù)、河渠、湖泊等與輸水建筑物聯(lián)系起來(lái)的一類建筑物。例如取水塔、渠首進(jìn)水閘及沖沙閘等。,5. 整治建筑物,整治建筑物是用以改善水流條件、保護(hù)岸坡及其他建筑物 安全的一類建筑物。例如順壩、丁壩、護(hù)底等。,46/69,46,2.3 水工建筑物,有些水工建筑物所起的作用并不是單一的。例如，溢流壩既是 擋水建筑物又是泄水建筑物，水閘既可以擋水又可以泄水還可以用 作取水。,2.3.2 水工建筑物的特點(diǎn),（1）較高的擋水建筑物承受著巨大的水平推力

22、和向上作用的揚(yáng)壓力的作用。因此，要求這類水工建筑物應(yīng)具有相應(yīng)的抗推能力和抗浮能力。,（2）由于建筑物上下游或內(nèi)外有水位差，所以在地基和建筑物內(nèi)部，將產(chǎn)生滲透水流，并因此而產(chǎn)生滲透壓力和滲透變形（包括溶蝕、管涌、流土等）。,47/69,47,（5）水工建筑物的基礎(chǔ)很多都是位于地下水位以下的，因此其基坑開(kāi)挖常常是比較困難的，特別是需要開(kāi)挖地下水位以下的均勻砂層時(shí)。,（6）水工建筑物的工程量大都比較浩大,（4）必須要進(jìn)行施工導(dǎo)流（即讓河水臨時(shí)改道）才能進(jìn)行河道水下部分的施工。,（3）通過(guò)水工建筑物的水流，具有巨大的能量。 例如，水位差50m,2.3 水工建筑物,48/69,48,（7）水工建筑物的型

23、式、尺寸和工作條件，與建筑物所在地區(qū) 的地形、地質(zhì)、水文和運(yùn)用條件等有著密切的關(guān)系,（8）由于水工建筑物，特別是大中型的擋水建筑物，施加給地基以巨大的荷載（水庫(kù)的水壓力甚至大到可以誘發(fā)地震），而且還伴有水的不利作用（滲透等），所以一般都要求進(jìn)行大量的地質(zhì)勘探工作,（9）水工建筑物大多是空間塊體結(jié)構(gòu),（10）混凝土和漿砌石的水工建筑物，由于水泥水化發(fā)熱等將引起溫度應(yīng)力,（11）水工建筑物大多工程量大、工期長(zhǎng),2.3 水工建筑物,49/69,49,2.4 水工建筑物,（12）其它幾個(gè)特點(diǎn)： 1）水工建筑物受有風(fēng)浪和冰的作用； 2）地震時(shí)水工建筑物將受到地震水荷載和地震土荷載及地震慣性力等的作用；

24、3）滲水會(huì)溶濾混凝土中的游離石灰質(zhì)及地基巖體中的可溶鹽，導(dǎo)致降低它們的力學(xué)性能和抗?jié)B抗凍性能； 4）混凝土和巖石會(huì)遭到凍融循環(huán)的作用，而降低強(qiáng)度或遭受破壞； 5）水對(duì)金屬和木材有腐蝕作用。有些水對(duì)混凝土也有破壞作用。,50/69,50,2.5 水利樞紐,2.5.1 水利樞紐及其特性,水利樞紐依其主要功用來(lái)分，有蓄水樞紐、取水樞紐等；,依其主要服務(wù)部門來(lái)分，有發(fā)電樞紐、灌溉取水樞紐、綜合利用水利樞紐,依其攔河壩建筑材料的不同來(lái)分，有當(dāng)?shù)夭牧蠅螛屑~和非當(dāng)?shù)夭牧蠅螛屑~,依其水頭的大小來(lái)分，有高、中、低水頭水利樞紐,為了綜合利用水利資源，常常需要把幾種不同類型的水工建筑物修建在一起，協(xié)同工作，用來(lái)控制

25、水流（兼收經(jīng)濟(jì)及施工和管理之便），這些水工建筑物的綜合體稱為水利樞紐。,51/69,51,2.5 水利樞紐,2.5.2 水庫(kù)對(duì)周圍環(huán)境的影響,1. 庫(kù)岸的崩落和滑塌,水庫(kù)蓄水后，抬高了河道水位和地下水位，易使庫(kù)岸充水飽和，特別是若又時(shí)逢連陰雨或庫(kù)水位驟然較大幅度降落時(shí)，常會(huì)發(fā)生庫(kù)岸崩落和滑塌現(xiàn)象。這一方面毀壞了兩岸農(nóng)田及建筑物，另一方面巖土滑落在水庫(kù)內(nèi)也減小了庫(kù)容。,52/69,52,2.5 水利樞紐,意大利1961年建成了一座壩高262m的瓦依昂拱壩（庫(kù)容 1.69億m3）。1963年時(shí)，由于庫(kù)岸發(fā)生大滑坡，致在不到一分鐘內(nèi)有近3億m3的土石方涌人庫(kù)內(nèi)，使大量庫(kù)水?dāng)D出漫壩。傾瀉而下的水體，以

26、約 150米的浪高沖向下游，致使下游的幾個(gè)小市鎮(zhèn)在七分鐘內(nèi)遭到了毀滅性的破壞。,2. 水庫(kù)的淤積,河川水流流入水庫(kù)后，流速逐漸減小，水流挾帶的泥沙便由粗到細(xì)地逐漸沉積于庫(kù)中（庫(kù)首沉積的為較粗的泥沙）。,黃河三門峽水庫(kù)，建成蓄水運(yùn)用不幾年，潼關(guān)處的河床便被淤 積抬高了5.5m, 使陜西關(guān)中受到了很大的危害，并波及了西安市。,53/69,53,2.5 水利樞紐,多沙河流上，水庫(kù)的淤積速度是很快的。對(duì)于這類水庫(kù)，不能采用常規(guī)的“攔蓄洪水”運(yùn)用方式。應(yīng)該采用“蓄清排渾”的水沙調(diào)節(jié)運(yùn)用方式，其要點(diǎn)是：,(1) 利用河流來(lái)水過(guò)程線與來(lái)沙過(guò)程線不一致的特性，采用避開(kāi)沙峰期來(lái) 攔蓄洪水的運(yùn)用方式。 (2) 利

27、用異重流排沙。這是在水庫(kù)已蓄水情況下，河道來(lái)洪水時(shí)的一種排 沙方法。 (3) 高渠泄水拉淤。,54/69,54,2.5 水利樞紐,(1) 大型水庫(kù)就是一座人工湖。可以改善周圍地區(qū)的航運(yùn)、灌溉、漁業(yè)、供水等條件，還可以美化周圍的環(huán)境，調(diào)節(jié)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，促使其發(fā)展為旅游勝地和魚米之鄉(xiāng)。,3. 水庫(kù)對(duì)上游的其它影響,(2) 水庫(kù)蓄水后，將會(huì)直接淹沒(méi)位于庫(kù)區(qū)內(nèi)的農(nóng)田、礦藏、森林,(3) 修建水庫(kù)可以顯著地抬高該處的河床水位及地下水位。地下水位的抬高將可能引起森林死亡、農(nóng)作物受澇、農(nóng)田發(fā)生沼澤化或鹽堿化，形成塌岸，影響已有建筑物的沉陷，使礦井積水、破壞古跡等。,(4) 水庫(kù)沿岸以及回水邊緣地帶，如果有

28、可能形成廣闊的1.5m水深以下的淺水區(qū)和死水區(qū)時(shí)，則將惡化那里的衛(wèi)生防疫條件,55/69,55,2.5 水利樞紐,5. 水庫(kù)對(duì)下游的其它影響,(1) 水庫(kù)建成后，下游可以收到減小洪水、改善航運(yùn)、發(fā)展灌溉,(2) 在電力系統(tǒng)中，擔(dān)負(fù)峰荷的大型水電站，其下泄流量變化較大,(3) 水庫(kù)下泄水流有可能存在折沖水流現(xiàn)象，這將會(huì)危及下游河岸的安全,(4) 由南向北流的那些我國(guó)北方的河段，可能形成冰壩或冰塞，阻礙河水下泄，抬高河床水位造成凌汛。,(5) 建庫(kù)后一旦垮壩，下泄的潰壩流量將是很大,56/69,56,2.5 水利樞紐,5. 其它 水庫(kù)在開(kāi)始蓄水前，除應(yīng)做好遷出移民、廠礦企業(yè)及預(yù)定的文物古跡等外，尚

29、應(yīng)做好下列清理工作。 (1) 清理會(huì)污染庫(kù)水的物質(zhì)，例如可溶鹽礦、屠宰場(chǎng)、患炭疽病的牲畜埋葬場(chǎng)、化工廠和醫(yī)院的一些物質(zhì)等。 (2) 清理妨礙下網(wǎng)捕魚的船舶航行的障礙物，例如樹(shù)木、電線桿等。,57/69,57,2.5 水利樞紐,2.5.3 水利水電樞紐工程的分等和水工建筑物的分級(jí),1. 等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn),2. 分等分級(jí)的意義,對(duì)于不同等級(jí)的樞紐和建筑物，采用不同的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行勘測(cè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工，才能便于達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。,58/69,58,2.5 水利樞紐,59/69,59,不同級(jí)別的建筑物，主要在以下幾方面有不同的標(biāo)準(zhǔn)和要求。 （1） 勘測(cè)、調(diào)查原始資料的深廣度不同，各規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的工作

30、內(nèi)容和要求不同； （2）防御洪水的標(biāo)準(zhǔn)不同，參見(jiàn)表2-6； （3）建筑物各部分尺寸裕度大小不同，對(duì)建筑物剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求不同； （4）對(duì)計(jì)算方法的完善、精確性的要求不同，對(duì)模型實(shí)驗(yàn)的要求也不同； （5）對(duì)選用建筑材料的要求不同，對(duì)施工質(zhì)量的要求不同，對(duì)運(yùn)用的靈活可靠性要求不同，對(duì)管理和觀測(cè)的要求亦不同等。,2.5 水利樞紐,60/69,60,2.6 水資源保護(hù),2.6.1 水資源保護(hù)的重要意義,隨著人口的增長(zhǎng)和工業(yè)的發(fā)展，廢物和污水迅猛地增長(zhǎng)起來(lái)。由于亂排污物的簡(jiǎn)便性，使得環(huán)境和水資源遭受污染的問(wèn)題日益變得嚴(yán)重起來(lái)。 近年來(lái)，我國(guó)水資源受污染的問(wèn)題也變得日益嚴(yán)重起來(lái)。 在受污染水資源的

31、“報(bào)復(fù)”下，人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到水資源保護(hù)的重要性。 水資源保護(hù)問(wèn)題不僅迫切，而且只要重視和認(rèn)真防治也是可以取得顯著效果的。,61/69,61,2.6 水資源保護(hù),2.6.2 水質(zhì)污染物,可造成水質(zhì)污染的物質(zhì)很多。可以把其分為物理的、化學(xué)的和生物的，也可以按污染物的性質(zhì)把其分為以下幾類。,1. 漂浮的油脂類物質(zhì) 這類物質(zhì)主要來(lái)自油船、煉油廠及其它工業(yè)廢水。據(jù)估計(jì)每年進(jìn)人海洋的石油就有幾百萬(wàn)噸。油脂舉物質(zhì)在水表面產(chǎn)牛難看的薄膜，使水產(chǎn)生難嗅的氣味，而且危害魚類、海鳥和其他生物（油膜影響水的通氣性和水生植物的光合作用）。,62/69,62,2.6 水資源保護(hù),2. 耗氧性有機(jī)物 這類物質(zhì)包括蛋白質(zhì)、木質(zhì)素及其它各種碳水化合物等。 這類物質(zhì)在氧化分解時(shí)會(huì)消耗水中的溶解氧，因而會(huì)影響魚類和水生生物的生長(zhǎng)。當(dāng)溶解氧被耗盡時(shí)，水生生物將無(wú)法生存，而且這類物質(zhì)在嫌氧條件下進(jìn)行分解，將產(chǎn)生有毒的甲烷、氨、硫化氫等，而使水變黑變臭。 有機(jī)物質(zhì)分解所產(chǎn)生的養(yǎng)分，可使水體形成富營(yíng)養(yǎng)化，其結(jié)果是藻類水草大量生長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致河湖的淤塞。,63/69,63,3. 工業(yè)廢熱水 廢熱水是工業(yè)企業(yè)用于冷卻的廢水，主要來(lái)自發(fā)電廠、焦化廠、鋼鐵廠等。 廢熱水會(huì)使水體水溫升高，這將影響魚類及水生生物的生長(zhǎng)。此外，水體水溫升高將導(dǎo)致一方面溶解氧減少，另一方面使有機(jī)物分解加快、細(xì)菌活動(dòng)性增高。,4. 致病微生物 屠宰場(chǎng)、