水利工程概论
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2.3.3构造运动
• 地壳在地球内部动力地质作用下不断地运 动、发展和变化,称为地壳运动,也叫构 造运动。地壳运动改变了地壳上岩层的原 始形态而形成的地壳构造称为地质构造。
• 地壳运动分为上下运动和水平运动。垂直 运动使地壳上拱下拗,引起海陆变迁;水 平运动产生褶皱和断裂。
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1.2.1灌溉工程
• 农田水利的任务 (1)通过修建水库、泵站和渠道等工
程措施提高农业生产用水保障。 (2)利用各种节水灌溉方法,按作物
的需求规律输送和分配水量。
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其他水利事业任务
• 1.2.3水力发电 • 1.2.4水土保持工程 • 1.2.5给排水工程 • 1.2.6水资源保护工程 • 1.2.7水生态及旅游
3.流域面积的大小和形状 4.土壤、岩石和地质构造 5.植被 6.湖泊与沼泽 人类活动因素: 1.植树造林、水土保持。 2.城市 化影响3.大、中型水库的兴建。4.其他水利工程和 堤内违章建筑
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2.2.6径流的特征值
1.径流量Q。单位时间内通过某一过水断面的水量 叫流量,单位为m2/s。
2.2.3降水
• (1)降水的成因
空气的垂直运动和空气中的水汽超过饱和水汽含量是产生 降雨的基本条件。
• (2)降雨的 四种类型
锋面雨:由于冷暖两种气团的移动,使得暖气团向上移动, 发生动力冷却而致雨,分为暖锋雨和冷锋雨。
地形雨:指暖湿气流在运动过程中,遇到山脉、高原的阻 挡,而被迫做上升运动,由于动力冷却而成云致雨。迎风
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第二章工程水利基础知识
学习目标: 1.学习水力学知识,掌握液体的特征和主要
物理性质,水在运动、静止时的基本规律。 2.学习工程水文学知识,了解水文循环的过
程,河川、流域概念,熟悉降水与河川 径流的形成过程,掌握径流的特征值及洪 峰频率的概念。 3.学习工程地质基础知识,了解岩石及其工 程地质性质,理解地质构造、岩石的风化、 地下水、岩溶的基本规律,掌握水利水电 的基本地质问题。
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2.2.4河川径流
河川径流:指降水到达流域表面,经地面和地下注入河
槽,并向流域出口断面汇集的水流。
河川径流的形成过程 (1)产流阶段
扣除土壤下渗、植物截留、洼地填蓄的水量,余者流入河 槽,成为地面径流。地面径流、表层流和浅层地下径流是 本次降水的总径流,称径流量或产流量。
2.径流总量W。某一时段T内通过某一断面的总水 量称为该时段的径流总量,单位为m3、万m3 。同 一时段T内径流总量W与时段平均流量Q之间的关 系:W=QT
径流深度R。计算时段的径流总量平均铺在流域面 积上所得的水层深度,称为该时段的径流深度。
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2.2.7洪水的频率和重现期
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1.3现代水利进程
• 1.3.1新中国成立后的水利成就 (1)河道治理 例如:黄河、淮河、海河 (2)水库建设 例如:已建水库8.6万多座 (3)水利发电 (4)农田灌溉 灌溉面积由2.4万亩增加到7
亿多亩 (5)河道疏通 提高航运能力 (6)调水工程 例如:引滦入津、引黄济青、
• 1.大水库、大水电站和高坝工程增多 • 2.新坝型、新材料的研究不断有成果出现。
如:碾压混凝土筑坝技术的出现 • 3.对高速水流的研究,在体型设计、掺气减
蚀方面技术日益成熟 • 4.地基处理和加固技术快速发展 • 5.高速度、大容量计算机的发展 • 6.大型试验设备和现场量测设备的发展
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上的压力,叫静水总压力,用P表示,,单位为N或KN.
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2.1.2液体的特征与主要物理性质
• 2.1.3.1静水压强。 水压力常用单位面积上所承受的静水总压 力的大小,叫静水压强。用p表示。 静水压强的特性: (1)静水内部任一各点方向的压强大小相 等。 (2)静水压强的方向垂直并指向受压面。 p=rh
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2.3.1岩石的形成及工程地质性质
• 地质作用:能使地壳的物质成分、内部构造和
地表形态发生变化的各种作用。如火山爆发、岩 浆活动、地壳运动、风化作用、搬运沉积和固结 成岩。
• 岩石是由矿物组成的,矿物是由具有一定 的化学成分和物理性质的自然化合物或自 然元素。根据岩石的成因分为岩浆岩、沉 积岩、变质岩三大类。主要研究岩石的物 理性质、力学性质和风化特征。
(3)陆地表面上蒸发的水汽,又在其上空冷凝成雨,降落 到地面。
水文循环的形成和途径,受着多种因素的影响,其 变化错综复杂,我过主要受冷暖两种气团的影响。
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2.2.2河流与流域的基本概念
• (1)河流
河流是接纳地面径流和地下径流的天然泄水通道。江、河、 溪、沟等大小不等的水道统称河流。
• 水利事业的首要任务是消除水、旱灾害, 保障人们的生命财产安全;第二是利用河
水灌溉,增加粮食产量;第三是利用水利
发电、城镇供水、交通航运、旅游、生态 恢复和环境保护。
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1.2.1防治洪水
• 1.2.1.1工程措施 (1)拦蓄洪水控制泄量 (2)疏通河道,提高行洪能力
1.2.1.2非工程措施 (1)蓄滞洪区分洪减流 (2)加强水土保持,减少洪峰流量和泥沙淤积。 (3)建立洪水预报、报警系统和洪水保险制度。
• 重现期是指某一随机变量在很长时间内平均多少年出现 一次。
• 1.洪水或暴雨,重现期指在很长时期T年内,出现大于某 水文变量XP事件的平均重现间隔期。
P﹤50%时, • 2.枯水问题,重现期指在很长时期T年内,出现小于某水
文变量XP事件的平均重现间隔期。
P﹥50%时
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2.3工程地质基础
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1.1.3我国水资源的特点
• 1.水资源相对缺乏 • 2.水资源时空分布不均 • 3.水资源的分布与耕地人口的布局严重失调 • 4.水质污染和水土流失严重
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1.2我国水利工程概况
• 对河流的天然径流进行控制和调节,合理 利用和调配水资源,为防止洪水泛滥成灾, 扩大灌溉面积,充分利用水能发电而采用 的各种工程,成为水利工程。
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2.1水利学基础
• 2.1.1水力学的应用 (1)水的作用力问题
如:水工建筑物承受的静水压力或动水压力,以及建 筑物中的渗透水压力
(2)建筑物的过水能力 (3)水流流态问题 (4)水流能量损失问题
水流的流动性和黏滞性,以及水流流态的改变和水流能量 的转变都将使水流的能量减少。
坡降雨,历时短,雨区小。
对流雨:在盛夏季节,局部地区被暖湿气团笼罩,地面受 热、气体膨胀而上升,引起强烈的上、下对流,产生降雨。
其范围小、强度大,历时短。
台风雨:热带海洋面上形成的气旋即台风,其中心气压很
低,气流的流动极为强烈,台风使高温、高湿气流急剧上
升产生暴雨,称为台风雨。常造成特大洪水,对水利工程
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1.3.3现代水利工程发展理念
• 实现工程水利向资源水利转变
• 资源水利就是从宏观上、战略上实现 工程水利向资源水利转变,是从水资 源开发、利用、治理、配置、节约和 保护等六个方面系统分析综合考虑, 实现水资源的可持续利用。
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1.3.4现代水利工程经验
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2.1.2液体的特征与主要物理性质
• 2.1.2.1液体的特征:
液体有一定的体积、无一定的形状,具有流动性,难被压缩。
• 2.1.2.2液体的主要物理性质 (1)质量和密度
单位体积内液体所具有的质量称为密度。 (2)重量和容重
单位体积内液体所具有的重量称为液体的容重。 2.1.2.3静水压强及特征 (1)静水压力 水在静止状态时的压力叫静水压力。作用在整个受压面积
利建设的概念
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1.1.1水资源含义
• 广义:自然界所有以气态、固态和液态等 各种形式存在的天然水
• 狭义:当前可被利用或可能被利用,且有 一定的数量和可用质量,并某一地区能够 长期满足某种用途的并可循环再生的水
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1.1.2水资源的特性
• (1)循环性 • (2)有限性 • (3)分布的不均匀性 • (4)水的利、害双重性 • (5) 利用的多样性 • (6)不可替代性
(2)汇流阶段
降雨产生的径流,通过河网有上游到下游,从支流到干流, 最后全部从流域出口断面流出,叫河网汇流。
实际降雨、蒸发、下渗和汇流等各种现象总是交织在一起, 相互联系。
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2.2.5影响径流形式的因素
气候因素 :1.降水2.蒸发 下垫面因素:1.流域的位置和地形 2.河道特征
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2.2水文学基础
2.2.1水文循环
水分的运动形式大致分三种
(1)从海洋表面蒸发的水汽,随大气运动到大陆上空后, 在一定的条件下,水汽凝结并以降水形式降落地面,其中 有的雨水渗入地下,有的则沿江河流入大海,还有一部分 雨水由于蒸发重返大气。
(2)从海洋上蒸发的水汽,又在海洋上空成云至雨,以降 水形式降落在海洋上。
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岩石的分类
岩石
深成岩 如花岗岩、辉长岩、正长岩等 岩浆岩 浅成岩 如辉绿玢岩、正长斑岩、闪长玢岩