水工建筑課程要點

1、第一章水利建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展1.水資源水資源主要是指某一地區(qū)逐年可以天然恢復(fù)和更新的淡水資源。具有儲量的有限性，補給更新的循環(huán)性，時空分布的不均勻性，利與害的兩重性，和可儲藏可輸移等特點。2.水利工程水利工程按其承擔(dān)的任務(wù)可分為：防洪，農(nóng)田水利，水力發(fā)電，城市供水及排水，航道及港口，環(huán)境水利等工程。按工程對水的作用可分為：蓄水，排水，取水，輸水，提水，水質(zhì)凈化和污水處理工等程3.水工建筑物的類別水工建筑物的類別：擋水，泄水，輸水，取水，整

2、治，專門等建筑物4.水利工程的特點水利工程的特點：除工程量大，投資多，工期長外，還有：①工作條件復(fù)雜②受自然條件制約，施工難度大③效益大，對環(huán)境影響也大④失事后果嚴(yán)重5.水工建筑物水工建筑物：為了滿足防洪要求，獲得灌溉、發(fā)電、供水等方面的效益，需要在河流的適宜地段修建不同類型的建筑物，用來控制和分配水源，這些建筑物統(tǒng)稱為水工建筑物，而不同類型水工建筑物組成的綜合體稱為水利樞紐。6.水利樞紐水利樞紐：按地貌形態(tài)分為平原地區(qū)和山區(qū)水利樞紐按

3、承受水頭分為：高、中、低水頭水利樞紐。第二章水工建筑物設(shè)計綜述1.水利工程水利工程：是運用科學(xué)知識與技術(shù)手段，為滿足社會興水利除水害，防災(zāi)減災(zāi)的需求而修建的工程。水利技術(shù)工作包含的任務(wù)：勘測、規(guī)劃、工程設(shè)計、工程施工、工程管理、科技開發(fā)。2.水利工程設(shè)計步驟水利工程設(shè)計步驟：技術(shù)預(yù)測信息分析科學(xué)類比系統(tǒng)分析方案設(shè)計功能分析安全分析施工方案經(jīng)濟分析綜合評價3.水利工程設(shè)計的特點水利工程設(shè)計的特點：①個性突出②工程規(guī)模一般較大③重視規(guī)程，規(guī)

4、范的指導(dǎo)作用④在施工過程中，不可能以避讓的方式擺脫外界的影響4.設(shè)計工作水平設(shè)計工作水平：開發(fā)型設(shè)計，更新型設(shè)計，適配型設(shè)計5.水工建筑物的設(shè)計步驟水工建筑物的設(shè)計步驟：收集資料及信息明確工程總體規(guī)劃及對樞紐和建筑物的功能要求提出方案篩選可行的比較方案對方案進行分析，比較，評價，選定設(shè)計方案對建筑物進行優(yōu)化定型及設(shè)計細(xì)部構(gòu)造初定建筑物的施工方案對方案進行評價及驗證6.安全儲備安全儲備：為保證建筑物安全，必須在規(guī)劃，設(shè)計階段詳加分析，保證

5、其在蓄水及泄水能力，結(jié)構(gòu)強度及穩(wěn)定性等方面均有一定的安全儲備。7.極限狀態(tài)極限狀態(tài)：當(dāng)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)，結(jié)構(gòu)不能滿足規(guī)定的某種功能要求時，稱此狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)。第三章重力壩1.重力壩重力壩：是用混凝土或石料等材料修筑，主要依靠壩體自重保持穩(wěn)定的壩。2.工作原理工作原理：重力壩在水壓力及其他荷載作用下，主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力來滿足要求，同時依靠壩體自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消由于水壓力所引起的18.溢流重力壩的

6、泄洪要求溢流重力壩的泄洪要求：①有足夠的孔口尺寸，良好的孔口體形和泄水時具有較高的流量系數(shù)②使水流平順地流過壩體，不產(chǎn)生不利的負(fù)壓和振動，避免發(fā)生空蝕現(xiàn)象③保證下游河床不產(chǎn)生危及壩體安全的局部沖刷④溢流壩段在樞紐中的位置，應(yīng)使下游流態(tài)平順，不產(chǎn)生折沖水流，不影響樞紐中其他建筑物的正常運行⑤有靈活控制水流下泄的設(shè)備，如閘門，啟閉機等。19.泄水重力壩泄水方式泄水重力壩泄水方式有：壩頂溢流和壩身泄水孔泄水。20.孔口形式孔口形式：開敞溢流式

7、，大孔口溢流式。。21.溢流面：溢流面：頂部曲線段、中間直線段、反弧段。22.底流、挑流、面流、消力戽消能。23.閘門：工作閘門（用來調(diào)節(jié)下泄流量，需要在動水中啟閉，要求有較大的啟門力），檢修閘門（用于短期擋水，以便對工作閘門建筑物及機械設(shè)備進行檢修，可在靜水中啟閉，啟門力較小），事故閘門（是再建筑物或設(shè)備出現(xiàn)事故時緊急應(yīng)用，要求能再動水中關(guān)閉孔口）24.工作閘門：平面閘門（優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，閘墩受力條件好，各孔口可共用一個活動式啟門機。

8、缺點：啟門力較大，閘墩較厚，設(shè)有門槽，水流條件差。）和弧形閘門（優(yōu)點：啟門力小，閘墩較薄，無門槽，水流平順。缺點：閘墩較長，且受力條件較差）。25.消能工的設(shè)計原則：1）盡量使下泄水流的大部分動能消耗在水流內(nèi)部的紊動中，以及水流和空氣的摩擦上2）不產(chǎn)生危及壩體安全的河床或岸坡的局部沖刷3）下泄水流平穩(wěn)，不影響樞紐中其他建筑物的正常運行4）結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠5)工程量小消能形式有底流消能，挑流消能，面流消能和消力（戶斗）消能等。①底流消能

9、是通過水躍，將泄水建筑物出的急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚?，以消除多余動能的消能方式。具有流態(tài)穩(wěn)定，消能效果好，對地質(zhì)條件和尾水變幅適應(yīng)性強以及水流霧化很小等優(yōu)點多用于中低水頭，但護坦較長（措施：a在護坦末端設(shè)置消力坎，在坎前設(shè)置消力池b降低護坦高程形成消力池c既降低護坦高程又建造消力坎形成綜合消力池），土石方開挖量和混凝土方量較大，工程造價較高。②挑流消能是利用泄水建筑物出口處的挑流鼻坎，將下泄急流拋向空中，然后落入離建筑物較遠的河床，與下游水流想銜

10、接的消能方式。能量耗散分3部分，急流沿固體便捷的摩擦消能，射流在空中與空氣摩擦摻氣擴散消能，射流落入下游尾水中淹沒紊動擴散消能。優(yōu)點：能通過鼻坎可以有效地控制射流落入下游河床的位置范圍和流量分布，對尾水變幅適應(yīng)性強，結(jié)構(gòu)簡單，施工維修方便，工程量小。缺點，下游沖刷嚴(yán)重，堆積物較多，尾水波動與霧化都較大。適用于基巖比較堅固的中高水頭各類泄水建筑物，是應(yīng)用非常廣泛的一種消能工。26.下游折沖水流及防止措施：1）在樞紐布置上，盡量使溢流壩的下

11、泄水流與原河床主流的位置和方向一致2）規(guī)定閘門操作程序，使各閘門同時均勻開啟或?qū)ΨQ開啟3）布置導(dǎo)流墻，使主流充分?jǐn)U散4）進行水工模型試驗，研究下游流態(tài)及改善措施。27.壩身泄水孔的作用壩身泄水孔的作用：1）宣泄部分洪水2）預(yù)泄庫水，增大水庫的調(diào)蓄能力3）放空水庫以便檢修4）排放泥沙，減少水庫淤積5）隨時向下游放水，滿足航運和灌溉等要求6）施工導(dǎo)流泄水孔形式：有壓泄水孔（工作閘門布置在出口，門后為大氣，可以部分開啟，出口高程低，作用水頭較