水工建筑課程要點(diǎn)

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(chǔ)量的有限性，補(bǔ)給更新的循環(huán)性，時(shí)空分布的不均勻性，利與害的兩重性，和可儲(chǔ)藏可輸移等特點(diǎn)。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(duì)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(diǎn)水利工程的特點(diǎn)：除工程量大，投資多，工期長(zhǎng)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(duì)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(lái)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(jì)綜述1.水利工程水利工程：是運(yùn)用科學(xué)知識(shí)與技術(shù)手段，為滿足社會(huì)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(cè)、規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、工程施工、工程管理、科技開發(fā)。2.水利工程設(shè)計(jì)步驟水利工程設(shè)計(jì)步驟：技術(shù)預(yù)測(cè)信息分析科學(xué)類比系統(tǒng)分析方案設(shè)計(jì)功能分析安全分析施工方案經(jīng)濟(jì)分析綜合評(píng)價(jià)3.水利工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)水利工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：①個(gè)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(guò)程中，不可能以避讓的方式擺脫外界的影響4.設(shè)計(jì)工作水平設(shè)計(jì)工作水平：開發(fā)型設(shè)計(jì)，更新型設(shè)計(jì)，適配型設(shè)計(jì)5.水工建筑物的設(shè)計(jì)步驟水工建筑物的設(shè)計(jì)步驟：收集資料及信息明確工程總體規(guī)劃及對(duì)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(duì)方案進(jìn)行分析，比較，評(píng)價(jià)，選定設(shè)計(jì)方案對(duì)建筑物進(jìn)行優(yōu)化定型及設(shè)計(jì)細(xì)部構(gòu)造初定建筑物的施工方案對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)及驗(yàn)證6.安全儲(chǔ)備安全儲(chǔ)備：為保證建筑物安全，必須在規(guī)劃，設(shè)計(jì)階段詳加分析，保證

5、其在蓄水及泄水能力，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及穩(wěn)定性等方面均有一定的安全儲(chǔ)備。7.極限狀態(tài)極限狀態(tài)：當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)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(shí)，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(lái)滿足要求，同時(shí)依靠壩體自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力來(lái)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(shí)具有較高的流量系數(shù)②使水流平順地流過(guò)壩體，不產(chǎn)生不利的負(fù)壓和振動(dòng)，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(yùn)行⑤有靈活控制水流下泄的設(shè)備，如閘門，啟閉機(jī)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(lái)調(diào)節(jié)下泄流量，需要在動(dòng)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(duì)工作閘門建筑物及機(jī)械設(shè)備進(jìn)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(shí)緊急應(yīng)用，要求能再動(dòng)水中關(guān)閉孔口）24.工作閘門：平面閘門（優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，閘墩受力條件好，各孔口可共用一個(gè)活動(dòng)式啟門機(jī)。

8、缺點(diǎn)：?jiǎn)㈤T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(diǎn)：?jiǎn)㈤T力小，閘墩較薄，無(wú)門槽，水流平順。缺點(diǎn)：閘墩較長(zhǎng)，且受力條件較差）。25.消能工的設(shè)計(jì)原則：1）盡量使下泄水流的大部分動(dòng)能消耗在水流內(nèi)部的紊動(dòng)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(yùn)行4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(guò)水躍，將泄水建筑物出的急流轉(zhuǎn)變?yōu)榫徚鳎韵嘤鄤?dòng)能的消能方式。具有流態(tài)穩(wěn)定，消能效果好，對(duì)地質(zhì)條件和尾水變幅適應(yīng)性強(qiáng)以及水流霧化很小等優(yōu)點(diǎn)多用于中低水頭，但護(hù)坦較長(zhǎng)（措施：a在護(hù)坦末端設(shè)置消力坎，在坎前設(shè)置消力池b降低護(hù)坦高程形成消力池c既降低護(hù)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(jià)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(yuǎn)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(kuò)散消能，射流落入下游尾水中淹沒(méi)紊動(dòng)擴(kuò)散消能。優(yōu)點(diǎn)：能通過(guò)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(duì)尾水變幅適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工維修方便，工程量小。缺點(diǎn)，下游沖刷嚴(yán)重，堆積物較多，尾水波動(dòng)與霧化都較大。適用于基巖比較堅(jiān)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(shí)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(jìn)行水工模型試驗(yàn)，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(kù)水，增大水庫(kù)的調(diào)蓄能力3）放空水庫(kù)以便檢修4）排放泥沙，減少水庫(kù)淤積5）隨時(shí)向下游放水，滿足航運(yùn)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