武漢大學课目：水利水电工程概论学院：数学与统计学院专业系别：数学与应用数学学生姓名：白亮学生学号：20133355501282014-12-01作业及思考题1、根据课堂教学内容完成以下思考题1）说明我国七大流域管理机构的名称及所在位置。

答：我国七大流域指①长江流域②黄河流域③珠江流域④淮河流域⑤太湖流域⑥松辽流域⑦海河流域。

其管理机构分别为：长江水利委员会、黄河水利委员会、珠江水利委员会、淮河水利委员会、太湖水利委员会、松辽水利委员会、海河水利委员会。

其所在位置分别为：①总部位于湖北省武汉市②总部位于河南省郑州市③总部位于广东省广州市④总部位于安徽省蚌埠市⑤总部位于上海市⑥总部位于吉林省长春市⑦总部位于河南省郑州市。

2）图示说明近年来发展势头比较好的大坝坝型及原因。

答：1、土石坝土石坝是利用当地土、石材料建造的一种坝型，也是现代世界各国所普遍采用的坝型。

这种坝型被广泛采用的原因是：能最大限度地利用坝址附近可开采的天然土、石材料，与其他坝型相比较，可节省水泥和钢材；较能适应地基变形，对地形、地质条件的要求在所有坝型中是最低的；结构简单，施工工序少，施工技术容易掌握，既可用简单机具施工，也可高度机械化施工；运用管理方便，寿命长，加高、扩建、维修较容易。

2、拱坝拱坝是坝体向上游突出，平面上呈拱形，拱端支承于两岸山体上的混凝土或浆砌石的整体结构。

这种坝型被广泛采用的原因是：（1）它是一种经济坝型。

对于有条件修拱坝的坝址，修建拱坝与修建同样高度的重力坝相比，拱坝工程量一般可比重力坝工程量省1／2－1／3。

（2）拱坝超载能力大、安全性能高。

由于拱坝是超静定结构当外荷加大或坝体局部开裂时，坝体的“拱”“梁”的受力状态将会自行调整，形成二次拱，只要拱坝坝肩有足够在的坚硬岩体，拱坝潜在的超载能力是很大的。

3）简述水利枢纽的基本形式及适用条件。

答：蓄水枢纽、引水枢纽和泵站枢纽。

蓄水枢纽：是在挡水建筑物（挡水坝）上游形成较大库容的水利枢纽，也叫水库枢纽。

适用条件：当天然来水量在各年之间或一年内有较大变化，但径流总量可满足要求的情况下，一般需修建较高的坝，以形成水库、抬高上游水位，并用水库的库容调节来水流量。

引水枢纽：以引水为主要目标的低水头水利枢纽适用条件：河道天然流量充沛，但水位较低，水流不能进入渠道或管道。

引水枢纽无需对河道天然流量进行调节，挡水建筑物高度不大，库容也不大。

泵站枢纽：以泵站为主体的水工建筑物综合体。

4）图示说明二级船闸的工作原理。

答：船从上游【B】驶向下游【A】时，先全部关闭A船闸，关闭B船闸上部，不让船进入闸区【即AB之间】。

打开B船闸的水下部分，使得上游的河水通过B船闸下部进入闸区【即形成一个连通器】，等到闸区内的水面与上游水位一样高时，打开B船闸的上部，让船行驶进闸区。

然后，全部关闭B船闸，打开A船闸的水下部分，使得闸区与下游形成一个连通器，那么闸区内的水就流出，水位逐渐减低，等到闸区内的水位与下游相同时，打开A船闸的水上部分，船就可以驶出闸区。

进而完成从上游到下游的过程。

【当然，等船驶出后，B船闸又要完全打开。

5）简要说明与武汉相关的主要分洪区名称、位置、作用等基本情况。

答：武汉相关的主要分洪区有：杜家台分洪区、荆江分洪区、洪湖分洪区。

杜家台分洪区：杜家台分蓄洪区位于武汉西南方向汉江交汇的三角地带，跨蔡甸、仙桃两市（区），由杜家台进洪闸、分洪道、蓄洪区、黄陵矶闸等组成。

它是武汉市附近长江、汉江之间的一片低洼地带，历史上曾经是长江的天然洪泛区。

据悉，启用杜家台分洪区后，可分蓄16亿立方米的洪水，大大缓解汉江防汛压力。

杜家台分蓄洪区系统工程自1956年建成以来，共运用19次，分洪总量191．25亿立方米，工程效益显著，为保障汉江下游和武汉市的防洪安全发挥了巨大作用。

荆江分洪区：荆江分洪区，位于荆江南岸的湖北省荆州市公安县境内。

总蓄洪面积1358平方公里，有效容积71.6亿立方米，现有人口87.01万人。

荆江分洪工程是长江中游防洪工程的一个重要组成部分，对确保荆江大堤、江汉平原和武汉市的防洪安全起到重要作用。

体工程包括进洪闸（北闸），节制闸（南闸）和208.38公里围堤。

工程的主要作用是：当长江出现特大洪水，为缓解长江上游洪水来量与荆江河槽安全泄量不相适应的矛盾，开启北闸分蓄洪水，确保荆江大堤，保证江汉平原和武汉市的安全。

洪湖分洪区：洪湖分蓄洪区位于长江中游、荆江北岸四湖中下区的洪湖市、监利县境内，一是当长江出现1954年型洪水时，洪湖分蓄洪区与洞庭湖分蓄洪区联合运用，按对等原则，共同承担城陵矶附近超额洪水320亿立方米；二是当荆江出现超1954年型洪水时，要求洪湖分蓄洪区承担荆江分蓄洪区蓄洪以后所不能容纳的超额洪水，洪水由荆江分蓄洪区的无量庵吐入长江，经人民大垸转泄洪湖分蓄洪区，形成荆江分蓄洪区、人民大垸与洪湖分蓄洪区联合运用的分蓄洪工程系统，控制沙市、城陵矶和武汉市的水位不超过设计防御水位，确保荆江大堤和武汉市的防洪安全。

6）简述抽蓄能电站的工作原理及在电力系统中的作用。

答：工作原理：利用电网中负荷低谷时多余的电力，将低处下水库的水抽到高处上水库存蓄，待电网负荷高峰时放水发电，尾水至下水库，从而满足电网调峰等电力负荷的需要。

作用：将水能转换为电能的综合工程设施.水库的高水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。

武漢大學数学与统计学院（本科生）课程论文论文题目：浅谈水坝类型课目：水利水电工程概论专业系别：数学与应用数学学生姓名：白亮学生学号：20133355501282014-12-01摘要人们常说的大坝一般指河床上的挡水建筑物，主要用来拦截江河，形成水库或壅高水位，为发电、防洪、灌溉、供水、航运等提供条件。

挡水建筑物是水电工程枢纽建筑物的重中之重，对上下游沿岸人民生命财产安全至关重要。

早期人们多以土石材料筑坝，19世纪后期随着水泥生产工艺的成熟和质量的提高，混凝土越来越多地用来筑坝。

19世纪中叶以前人们多凭经验建坝，随着科学技术的发展，国际筑坝技术的日新月异，大坝家族也日益枝繁叶茂。

水利枢纽--为开发利用河流水力资源，在河道上采取工程措施，按时国家相关规范，修筑的控制和支配水流的水工式建筑物，同时将其布置在合理的位置上，互相配合与协调工作，从而实现水力水利任务所组成的一个有机综合体.包括挡水建筑物，泄水建筑物，等.关键词：土石坝重力坝混凝土面板堆石坝拱坝一、绪论堤坝式水电站中的主要壅水建筑物。

又称拦河坝。

其作用是抬高河流水位，形成上游调节水库。

坝的高度取决于枢纽地形、地质条件，淹没范围，人口迁移，上、下游梯级水电站的关系以及动能指标等。

截至1989年，中国大陆水电站最高的大坝的高度为178米，世界上最高的大坝的高度为325米（土石坝）。

大坝的安全极其重要，所以应加强对大坝安全的监测。

建坝过程中及建坝后，对周围环境的影响也应充分考虑。

1.1我国为何兴修筑大坝和我国在修筑大坝行业的成果1.1.1 我国为何兴修大坝随着社会和经济的不断发展，人们对安全、环保和效率等都提出了更高的要求，有些坝型被逐渐淘汰，譬如宽缝式和空腹式重力坝，支墩坝，重力墙堆石坝，水力冲填式、抛填式和定向爆破土石坝，钢板防渗坝等。

而一些新坝型如碾压混凝土坝、碾压式堆石坝、胶凝砂砾石坝和堆石混凝土坝等，则展露出蓬勃生机，不断壮大和繁荣着大坝家族。

1.1.2 我国在修筑大坝行业的成果经过数十年的发展，我国大坝建设取得了丰硕成果，如现今最大的水利工程-三峡大坝，在充分保障安全性的前提下，筑坝技术已达到或正在向300米级高拱坝、300米级高土心墙堆石坝，300米级高面板堆石坝、250米级高碾压混凝土重力坝、深厚覆盖层上250米级高土石坝、150米级高碾压混凝土拱坝等方向发展。

1.2 我国筑坝技术发展我国的大坝建设起步较晚，筑坝技术发展可大致分为四个阶段，即艰难起步阶段（新中国建立之前）、自主创业阶段（新中国建立—改革开放前）、借鉴学习阶段（改革开放后—新世纪初）、突破发展阶段（新世纪以来）。

据统计，截至2011年，中国约有87000座大坝，约占世界的一半，其中200米以上的超级高坝多在2000年后建成。

经过数十年发展，我国在大坝数量、类型、坝高和筑坝技术上均有了突飞猛进的发展，重力坝、拱坝和土石坝等多种坝型都有了很大发展，新材料、新结构也在坝工建设中得到了发展和应用。

在不断研究和实践中，人们总结出控制大坝安全的主要因素，如抗滑稳定、抗渗稳定、应力稳定、变形稳定和耐久稳定等，坝型不同，稳定控制的重点也不同，目前已形成了相应规范体系，为大坝安全保驾护航。

二、大坝的分类介绍2.1 分类大坝可分为混凝土坝和土石坝两大类。

大坝的类型根据坝址的自然条件、建筑材料、施工场地、导流、工期、造价等综合比较选定。

2.1.1 作用大坝主要作用有：防洪，发电2.2 主要大坝类型和不同分类大坝类型繁多，分类没有统一模式，可按不同的方式进行分类：按工作性态，可分为刚性坝、柔性坝和半刚半柔坝三大类；按筑坝材料，可分为混凝土坝、浆砌石坝、土坝、堆石坝等；按受力方式，可分为重力坝、拱型重力坝、重力拱坝、拱坝、支墩坝、均质坝、面板坝、心墙坝、重力墙堆石坝等；按防渗形式，可分为混凝土防渗、沥青混凝土防渗、土防渗、土工膜防渗、橡胶防渗、钢板防渗等；按结构形式，可分为整体式、宽缝式、空腹式等重力坝，单曲、双曲等拱坝，连拱、大头、平板等支墩坝，均质、分区等土坝，土质、混凝土、沥青混凝土、土工膜、钢板等心墙堆石坝，混凝土、沥青混凝土、土工膜、喷混凝土等面板堆石坝，还有橡胶坝等；按坝身是否过水，可分为溢流坝、非溢流坝；按施工工艺，可分为浇筑混凝土坝、碾压混凝土坝、砌石坝、水力冲填式土石坝、抛填式土石坝、定向爆破土石坝、碾压式土石坝等。

此外，还有土——混凝土组成的混合坝，以及近年新兴的溶合混凝土坝、胶凝砂砾石坝和堆石混凝土坝等。

2.2.1 混凝土重力坝重力坝：依靠坝体自重与基础间产生的摩擦力来承受水的推力而维持稳定。

混凝土重力坝依靠结构自身重量维持稳定，对地形地质条件的适应性较好，便于布置泄水和引水设施，结构受力明确，安全可靠度高，在我国水利水电工程中得到了广泛应用，举世闻名的长江三峡大坝即采用此坝型。

20世纪末，我国重力坝坝高由150米级跨入200米级；碾压混凝土重力坝技术也得到大力发展，先后建成了世界上最高的龙滩和光照碾压混凝土重力坝。

重力坝由于材料强度不能充分发挥，坝体断面尺寸较大，相应水泥用量多，外来材料运输量大，且温度控制难度大，工程投资较高，制约了超高重力坝的大规模发展。

2.2.2 混凝土拱坝拱坝：为一空间壳体结构，平面上呈拱形，凸向上游，利用拱的作用将所承受的水平载荷变为轴向压力传至两岸基岩，两岸拱座支撑坝体，保持坝体稳定。