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水利枢纽与水工建筑物[详细]
➢ 对地形条件适应性较好,对地质条件的要求不太高。除深厚覆盖 层一般不宜建高坝外,都能较好适应各类复杂和不均匀地基。
➢ 坝体断面和混凝土(砌体)方量大,坝内应力较低,材料强度未 能充分利用。
重力坝的类型
➢ 构造不同分为:实体重力坝,宽缝重力坝,空腹重力坝。 ➢ 按作用不同分为:溢流重力坝,非溢流重力坝。 ➢ 按筑坝材料的不同分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。
➢ 为满足各用水部门在枯水期或枯水年的需水量,水库要在丰水期 或丰水年积蓄一定的水量,以保证除损耗外,能满足水库正常运 行。这部分库容称为兴利库容或有效库容。
➢ 有效库容蓄满后的水位称正常高水位或设计蓄水位。
校核洪水位 设计洪水位
设计蓄水位 防洪限制水位
设计低水位
V超 V结 V防
V兴
V垫
(3)汛前限制水位与结合库容
(3)多年调节水库:这类水库库容一般都很大,将丰水年的多余 水量蓄存起来,以补枯水年水量的不足,进行多年内的水量重新 分配。这类水库同时也起年、周或日调节。
3)水库的特征水位与特征库容
(1)设计低水位与垫底库容
➢ 水库在正常用水调节条件下,所能允许泄空的最低水位,称为设 计低水位或死水位。该水位以下的水量,一般不许动用。
遂平县:全县共遇难18767人。其中文城乡9600人,全家死绝者有227户,魏 湾村1976人中929人遇难,丧生率47%。小许寺生产队117人仅存24人,丧 生率达80%。
1993年据世界银行专家评估为 30亿美元。全部经济损失达 100亿美元。
板桥水库
石漫滩水库
京广铁路
2 重力坝及其对地质条件的要求
➢ 1975年8月8日1:00,板桥水库漫溢决口。1:30溃坝,决口 宽372m。至9:00泄空,下泄水量7.1亿方。
➢ 形成南北宽150km、东西长300km的淹没区,水深都在2m以 上。
石漫滩水库 板桥水库
驻马店、南阳、许昌、周口、平舞等五个地区26个县(市) 425个乡(镇) 8997个行政村遭受严重水灾,受灾人口 1029.5万人,有450万人处在洪水 围困之中,冲走耕畜3023万头,猪72万头,1778万亩秋作物绝收,减产粮 食25亿公斤,倒塌房屋524万间。106万人一贫如洗,一无所有。
➢用浆砌石或混凝土材料修筑而成,主 要依靠坝体重量在坝体与坝基接触面 产生的摩擦力来抵抗库水推力,以达 到稳定。 ➢利用自重在上游面产生的压应力,使 之不产生拉张破坏。
重力坝的特征
➢ 重力坝靠自身重量维持稳定,结构作用清楚,设计方法简便。便 于其建筑物集中布置。
➢ 坝体断面尺寸较大,与地基接触面广,坝内应力较低,耐久性好。
4 水利枢纽和水工建筑物等级划分
山区、丘陵区水利枢纽工程等级划分
工
分等指标
程 等 级
工程规模 总库容 (亿m3)
防洪
保护城镇及 保护农田
工矿区
(km2)
设计灌溉面 装机容量 积(km2) (万kW)
一 大(1)型 >10
特重要城市、 工矿区
>3350
>1005
>75
二 大(2)型 10-1
重要城市、 3350-
3 水库
水库是拦蓄河川水流而成的人工蓄水湖泊。可在河流 的适当地点筑坝挡水,在坝体上游形成人工蓄水湖。
1)水库的作用
➢ 拦蓄洪水以防止水涝灾害; ➢ 按用水部门需要,有计划地分配径流; ➢ 抬高水位,为有关部门服务。
2)水库的类型
按水库在河流上的地貌类型分类: (1)山谷水库
这类水库是指山谷丘陵区的水库,包 括峡谷水库与丘陵水库。峡谷水库流 域面积小,水量少,河床坡降大,河 谷横断面多呈“V”字型。丘陵水库在 河流中、上游,流域面积较大,水量 较充沛,河床坡降较缓,横断面多为 “D”形,往往是河流开发重点,可以 防洪发电、灌溉和改善航运条件等。
2)专门性建筑物:凡仅为一项水利事业(如防洪、灌溉、发电、给 排水、航运、养殖)服务的水工建筑物称为专门性建筑物。
(1)水电站建筑物 包括水电站的压力管道、压力前池、调压塔 和电站厂房等。
(2)灌溉、排水建筑物 包括灌溉渠道上的节制闸、分水闸和渠 道上的建筑物等。
(3)水运建筑物 为保证河流通航及浮运木材而修建的建筑物, 如船闸、升船机、筏道、码头等。
(3)输水建筑物:为灌溉、发电、供水等,从水库(或河道)向 库外(或下游)输水用的建筑物,如引水隧洞、引水涵管、渠道 和渡槽等。
(4)取水建筑物:是输水建筑物的首部建筑,如为灌溉、发电、 供水用的进水闸、扬水站等。
(5)整治建筑物:用以改善河流的水流条件、调整水流对河床及 河岸的作用以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡的冲刷 而修筑的建筑物,如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。
设计蓄水位 防洪限制水位
V超 V结 V防
V兴 设计低水位
V垫
(5)校核洪水位与非常拦洪库容
➢ 按发生校核洪水累积频率的洪水进行水库蓄洪调节计算,将能达 到的最大高度,称为校核洪水水位。
➢ 这是水库非常运行情况的最高水位。校核洪水位高于设计洪水位。
➢ 自汛前限制水位到校核洪水位之间的库容积称拦洪库容。它对洪 水可以起暂时拦蓄和削减洪峰流量的作用。
(2)平原水库 位于河流的中、下游,河床坡降小,河面宽阔,淤积严重,横断面变化较大。 一般为低水头水利枢纽。
葛洲坝水电站
按水库调节周期的长短分类:
(1)日或周调节水库:在一日或一周之内按用水量调节一次的水 库。
(2)年调节水库:由于不同季节河流量变化较大,通常水库在汛 前放空到一定高程,汛期蓄存一部分洪水,以防止下游洪灾的发 生,或提高同年枯水期的河川流量,进行一年内的水量重新分配。 大多数中、小型水库均属于此种类型。
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非 溢 流 坝 (土石坝 重力坝) 非溢流坝不允许漫顶溢流!
非 溢 流 坝 (重力坝 钢筋混凝土坝)
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非 溢 流 坝 (双曲拱坝 钢筋混凝土坝)
拉西瓦大坝
锦屏水电站,包括锦屏一级和二级水电站,总装机840万kW。锦屏一级水电站位于四川省 凉山州盐源县与木里县交界处,混凝土双曲拱坝坝高305m,为世界同类坝型中第一高坝。
重力坝建设状况
目前国外已建高度前几位的混凝土重力坝 ➢ 瑞士:大狄克逊坝(高285m,1968) ➢ 墨西哥:阿尔瓦洛奥布雷贡坝(高260m,1980) ➢ 印度:吉绍坝(高236m,1995);巴克拉坝(高226m,1963) ➢ 美国:德沃歇克坝(高219m, 1972 ) ➢ 吉尔吉斯斯坦:托克托古尔坝(高215m,1978)
第二章 水工建(构)筑物
第一节 概述 第二节 水工建筑物的类型 第三节 坝的类型及其对地质条件的要求
第一节 概述
1 水利工程的根本任务
除水害和兴水利。除水害主要就是防止洪水泛滥和沥涝成灾;兴 水利则是从多方面利用水利资源为人民造福,主要包括:灌溉、 发电、供水、航运、养殖等。
2 水利工程的类型:
(1)防洪工程 (2)农田水利工程 (3)水力发电工程 (4)供水排水工程 (5)航运工程
(4)给水、排水建筑物 包括自来水厂的抽水站、滤水池和水塔, 以及排除污水的下水道等。
(5)渔业建筑物 为了使河流中的鱼类通过坝、闸而修建的鱼道、 升鱼机等。
碧口水电站 (心墙土石坝)-挡水建筑物
2 水工建筑物的特点
(1)水的作用使建筑物的工作条件复杂化 水的作用形式多样:静水压力、浮托力、渗透压力、动水压力、
➢ 为了维持水库的正常运行,死水位由河流泥沙淤积高程(在水库 有效使用年限内)、自流灌溉孔口高程、水电站保证出力所需水 头、上游航运所需的水深、养殖业的要求等方面的条件来决定。 最低水位以下的库容称垫底库容,也称死库容。
设计洪水位 设计蓄水位
防洪限制水位
设计低水位
V超 V结 V防
V兴 V总
V垫
(2)正常高水位与兴利库容
三峡工程正常蓄水位175m时水库调度图
注:<1>防破坏线,<2>限制供水线,(Ⅰ)防洪区,(Ⅱ)装 机预想出力区,(Ⅲ)保证出力区,(Ⅳ)降低出力区
三峡库区,汛期(6月中旬~9月底)水库限制水位为145m,以便洪水来临时 拦蓄洪水。若遇上洪水,坝前水位达到147.2m(5年一遇),20年、50年、100 年和1000年一遇洪水坝前水位分别为157.5m、162m、166.7m和175.0m。 洪峰过后,水库水位又迅速降低到防洪限制水位145米左右,以备可能再次发生 洪水。三峡水库坝前水位在145m~175m~145m之间波动,水库水位变幅为 30m。
1) 一般性建筑物: 不只为某一项水利事业服务的水工建筑物称为 一般性建筑物。
(1)挡水建筑物:用以拦截河流,形成水库或壅高水位。如各种 坝、水闸以及为抗御洪水用的堤防等。
(2)泄水建筑物:用以在洪水期间或其它情况下渲泄水库(或渠 道)的多余水量,以保证坝(或渠道)安全。如各种溢流坝、溢 洪道、泄洪隧洞和泄洪涵管等。
京广铁路 102 km受淹,有 31 km线路和 40座桥梁被毁,路基淘空,铁轨 掀起,1180节车厢、6台机车冲毁,铁路中断运行18天,影响运输47天。
驻马店地区:灾民540.6万人,伤亡120626人,其中淹死22564人。有大、中 型水库各一座和24座小水库溃坝,河堤上有 842处决口,总长度184.55 km, 冲坏桥梁 22606座,涵闸 1883座,淹没机井28853眼,电灌站 31处,冲毁 公路955 km,通讯线路 713.4 km,高低压电线 6000 km,财产损失按当 时币值计算达 26.2亿元人民币。
(6)渔业水利工程 (7)环境水利工程
3 水工建(构)筑物
为了综合利用水利资源,达到防洪、灌溉、发电、给水、航运等 目的,修建的用于控制、支配、利用江河水流的建筑物,称为 水工建(构)筑物。