工學(xué)水利工程概論P(yáng)PT課件

1、2021-5-11 第三節(jié) 擋水建筑物 2021-5-12 攔河壩 土石壩混凝土壩漿砌石壩 土 壩 堆 石 壩 拱 壩 支墩壩 重 力 壩 拱 壩 重 力 壩 大 頭 壩 平 板 壩 連 拱 壩 2021-5-13 土壩 土壩是歷史最悠久的一種壩型，遠(yuǎn)在紀(jì)元前，在我國、印度、埃及和其他國家中，就已經(jīng)修建了不少的土壩 2021-5-14 土壩按施工方法可分為以下幾種類型： （1）碾壓式土壩 （2）水力沖填壩 （3）水中填土壩 （4）水墜壩 （5）定向爆破壩 土壩按壩體構(gòu)造可分下列幾種類型 （1）均質(zhì)土壩 （2）心墻土壩 （3）斜墻土壩 （4）多種土質(zhì)壩 土壩類型 2021-5-15 均質(zhì)土壩 壩

2、體基本上由一種透水性較弱的粘性土料（如壤土、砂壤土 等）填筑而成，整個(gè)壩體起防滲作用 2021-5-16 心墻土壩 在壩體中采用弱透水性的土料或其它材料（如混凝土或?yàn)r青混 凝土）做成防滲心墻，兩側(cè)壩體采用透水性較大的材料 2021-5-17 斜墻土壩 在壩體迎水部分采用弱透水性的土料或其它材料做成防滲 斜墻，壩主體采用透水性較大的土料 2021-5-18 多種土質(zhì)壩 中間防滲體的型式，其防滲體 在中央，各種土料透水性自中央 向兩邊逐漸增大； 上游防滲體的型式，各種土料 透水性自上游向下游逐漸增大。 壩體由幾種不同性質(zhì)的土料筑成。按防滲體位置的不同又可壩體由幾種不同性質(zhì)的土料筑成。按防滲體位置的

3、不同又可 分為分為： 2021-5-19 濟(jì)南市歷城區(qū)狼貓山水庫大壩為均質(zhì)土壩，壩總長(zhǎng)濟(jì)南市歷城區(qū)狼貓山水庫大壩為均質(zhì)土壩，壩總長(zhǎng)585米，其中米，其中 主壩長(zhǎng)主壩長(zhǎng)530米，最大壩高米，最大壩高32.5米，壩頂高程米，壩頂高程192.5米，副壩長(zhǎng)米，副壩長(zhǎng)55米，米， 壩頂高程壩頂高程190.5米，壩頂寬米，壩頂寬7.5米米 2021-5-110 巴家咀水庫于巴家咀水庫于1958年年9月開工興建，初建最大壩高月開工興建，初建最大壩高58m，為黃土均質(zhì)，為黃土均質(zhì) 壩。壩。1965年、年、1973年分別從壩體背、迎水坡各加高年分別從壩體背、迎水坡各加高8m，大壩設(shè)計(jì)最，大壩設(shè)計(jì)最 大壩高大壩高

4、74m。壩頂高程。壩頂高程1124.7m，壩頂長(zhǎng)度，壩頂長(zhǎng)度539m，上游坡比為，上游坡比為1:2.5 1:3，下游坡比分別為，下游坡比分別為1:1.9、1:2、1:2.5和和1:3 2021-5-111 堆石壩 一、特點(diǎn) 1、和土壩一樣具有就地取材的優(yōu)點(diǎn)； 2、但不象土壩那樣受氣候條件的限制（塑性防滲體除外），所以可以全 年施工； 3、對(duì)壩基地質(zhì)條件要求較混凝土壩為低，但比土壩的要求為高。 4、堆石壩在施工方面如巖石爆破、運(yùn)輸、填筑都不如土料施工方便。 2021-5-112 二、堆石壩類型 堆石壩主要由堆石主體和防滲設(shè)備兩部分組成，兩者之間為反濾 層。大體可分為： （1）斜墻堆石壩 用粘性上

5、修建的斜墻稱為塑性斜墻，用鋼筋混 凝土、混凝土等材料做成的稱為剛性斜墻；此外，還有瀝青或 油碴混凝土做成的斜墻。 （2）心墻堆石壩 亦可分為塑性心墻和剛性心墻。 有時(shí)用干砌條石（方整的石料）來代替堆石體，干砌石對(duì)石料 形狀及施工的要求都比堆石嚴(yán)格，其邊坡較陡。 （3）面板堆石壩 鋼筋混凝土或?yàn)r青混凝土面板。 2021-5-113 堆石壩類型 a）剛性或?yàn)r青混凝土斜培，b）塑性斜墻,c）剛性心墻, （d）塑性心墻，e）剛性斜館及干砌石，f）混凝土防 水墻，g）剛性斜墻及全部干砌石 2021-5-114 黃河小浪底大壩 2021-5-115 北京 東平湖 濱州 河口 小浪底 2021-5-116

6、大壩典型剖面圖 小浪底大壩位于70余m的覆蓋層上，壩高160m，壩頂長(zhǎng)度1667m， 防滲線總長(zhǎng)2900m，總填筑量5080萬m3。垂直混凝土防滲墻最大 深度84m，是中國第一壤土心墻堆石大壩。 2021-5-117 黃河小浪底水利樞紐 2021-5-118 小浪底水利樞紐P84 小浪底水利樞紐是治理開發(fā)黃河的關(guān)鍵性工程，屬國家“八五” 重點(diǎn)項(xiàng)目, 工程于己于1991年9月1日正式開工，1997年10月 28日截流成功。2000年初第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電, 2001年底工程竣工。 工程位置: 小浪底工程位于河南洛陽市與濟(jì)源市交界處的黃 河中游最后一個(gè)峽谷的出口，上距三門峽水庫130km，下距花 園口1

7、28km，回水至三門峽壩下，下游是黃淮海平原。壩址控 制流域面積約69.42萬km2，占黃河流域總面積的92.2，壩 址控制徑流量和輸沙量分別占全河總量的91.2和近100， 處在承上啟下控制黃河水沙的關(guān)鍵部位，是治理黃河總體規(guī)劃 中的骨干工程。 2021-5-119 小浪底工程的開發(fā)目標(biāo)是“以防洪(包括防凌)、減淤為主，兼顧 供水、灌溉和發(fā)電，蓄清排渾，綜合利用，除害興利”。 工程建成后，可長(zhǎng)期保持有效庫容51億m3，與三門峽等水庫聯(lián) 合運(yùn)用后，可使黃河下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)由目前的六十年一遇洪水， 提高到千年一遇洪水，基本解除下游凌汛的威脅；水庫建成后， 可攔蓄泥沙，其減淤作用相當(dāng)于在20年內(nèi)下游

8、河床不淤積抬升； 水庫的防洪庫容，汛期防洪，非汛期調(diào)節(jié)徑流，平均每年可增 加調(diào)節(jié)水量，保證沿黃城市的生活和工業(yè)用水，提高下游引黃 灌區(qū)的灌溉用水保證率，增加灌溉面積，使灌區(qū)獲得較高的灌 溉效益；小浪底水電站裝機(jī)1800MW，可有效地改善河南電網(wǎng) 的電源結(jié)構(gòu)，是系統(tǒng)中理想的調(diào)峰電站，并可擔(dān)負(fù)調(diào)頻、調(diào)相 及緊急事故備用任務(wù)。 2021-5-120 混凝土重力壩 重力壩的特點(diǎn)主要是依靠自重作用來維持壩體的穩(wěn)定。在運(yùn)用 時(shí)承受的主要荷載是迎水面的水平推力（水壓力和泥沙壓力 等）、壩底面上的揚(yáng)壓力和壩體自重等。 2021-5-121 新安江水電站是中國第一座自行設(shè)計(jì)和自制設(shè)備的大 型水電站，寬縫重力壩，

9、壩高105米，水庫總庫容220 億立方米，總裝機(jī)容量66.25萬kw。工程于1957年4月 開工，1960年4月首臺(tái)機(jī)組發(fā)電，1965年建成 2021-5-122 三門峽水利樞紐，位于黃河中游河南省境內(nèi)，是黃河上 的第一座水利水電工程，大壩為重力壩，壩高為106m， 總裝機(jī)容量25萬kw，具有防洪、灌溉等經(jīng)濟(jì)效益 2021-5-123 水口水電站位于福建省閩江干流上，是中國華東地區(qū)最大的水電 站。該工程裝機(jī)容量為140萬kw，多年平均發(fā)電量49.5億kwh， 最大壩高為101m。工程于1987年開工，1996年建成 2021-5-124 古田溪一級(jí)大壩 2021-5-125 拱壩 拱壩是在平面

10、上向上游呈現(xiàn)拱形的混凝土和漿砌石壩。拱的兩 端支承于兩岸山坡巖體上，作用于迎水面的荷載，大部分依靠 拱的作用傳遞到兩岸巖體上，只有少部分通過梁（壩橫斷面相 當(dāng)于懸臂梁的作用）的作用傳至壩基。 拱作用力示意圖 2021-5-126 拱的傳力特點(diǎn) 拱的傳力特點(diǎn)主要是依靠軸力，傳向兩岸，能夠較好地利用混凝土或漿砌塊石等材料的抗壓強(qiáng)度，所以壩 體厚度較薄，可節(jié)省建筑材料，與同樣高度的重力壩相比，拱壩可較重力壩節(jié)省工程量12l3。 由于拱壩利用了本身材料的強(qiáng)度抵抗外荷載的作用，因此超載能力較大 。 2021-5-127 2021-5-128 二灘水電站位于四川省攀枝花市米易縣和鹽邊縣境內(nèi)雅礱江下游河段上

11、，距攀枝花市46公里。水電站是以 發(fā)電為主的綜合利用水利樞紐。水庫正常水位高程1200米，總庫容58億立方米。電站安裝6臺(tái)單機(jī)55萬千瓦的 水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量330萬千瓦，多年平均發(fā)電量170億千瓦小時(shí)。 壩：高240m，壩頂弧長(zhǎng)775m的溢流式雙曲拱壩，該壩高在同類壩型中居亞洲第一，世界第三； 2021-5-129 二灘水電站于1987年9月開始施工前期準(zhǔn)備，1991年9月14日主體工程開工。1993年11月26日二灘水電 工程實(shí)現(xiàn)大江截流；1997年11月4日導(dǎo)流洞下閘，由大壩臨時(shí)導(dǎo)流底孔進(jìn)行二期導(dǎo)流；1998年5月1日水 庫開始蓄水；同年8月18日第一臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電；11月第二臺(tái)機(jī)

12、組投產(chǎn)，其余4臺(tái)機(jī)組相繼在1999年3月、 6月、9月和12月投入運(yùn)行，1999年12月二灘水電站全部建成投產(chǎn)。 2021-5-130 2021-5-131 2021-5-132 2021-5-133 陳村拱壩陳村拱壩 位置：位置： 安徽省安徽省 涇縣，涇縣， 綜合效益：發(fā)電為主，兼有防洪、灌溉、綜合效益：發(fā)電為主，兼有防洪、灌溉、 航運(yùn)、養(yǎng)魚等。航運(yùn)、養(yǎng)魚等。 壩型：壩型： 混凝土重力拱壩、混凝土重力拱壩、 壩高：壩高： 76.3m 2021-5-134 浙江省開化碧家河水庫大壩于開化縣長(zhǎng)虹鄉(xiāng)，攔河大壩為砼浙江省開化碧家河水庫大壩于開化縣長(zhǎng)虹鄉(xiāng)，攔河大壩為砼 雙面拱壩、壩高雙面拱壩、壩高55

13、米，壩頂弧長(zhǎng)米，壩頂弧長(zhǎng)186.76米，頂寬米，頂寬3米，拱冠處米，拱冠處 壩底寬壩底寬12米，澆筑砼米，澆筑砼3.85萬立方米。萬立方米。1996年通過驗(yàn)收年通過驗(yàn)收 2021-5-135 隔河巖 清江隔河巖水利樞紐、壩長(zhǎng)674米,壩高 151米,總庫容34億立方米, 總裝機(jī)容量 120萬千瓦。1994年建成。 總庫容34.0億m3，其中防洪庫容為 5.0 億m3 2021-5-136 2021-5-137 2021-5-138 2021-5-139 2021-5-140 2021-5-141 支墩壩 支墩壩是由向上游傾斜的蓋面和支墩組成。水壓力由擋水蓋面?zhèn)鹘o支墩，再由支墩傳給地基。按照 蓋

14、面型式的不同，支墩壩可分為： （1）平板壩 蓋面為平板形式。 （2）連拱壩 蓋面為連拱形式。 （3）大頭壩 蓋面由支墩迎水面加厚形成。 2021-5-142 平板壩（巖基） 2021-5-143 平板壩（土基） 2021-5-144 連拱壩 2021-5-145 佛子嶺水庫建設(shè)地點(diǎn)在安徽霍山,淮河支流淠河?xùn)|源 ，始建于1952年1月，1954年 11月竣工，是新中國乃至當(dāng)時(shí)亞洲第一座鋼筋混凝土連拱壩，最大壩高74.4米,壩頂 長(zhǎng)度510米。壩基巖石為變質(zhì)巖,壩體工程量19.5萬立米,主要泄洪方式為岸邊溢洪道。 2021-5-146 壩型:鋼筋混凝土連拱壩 壩高:88.3米，壩頂長(zhǎng)度 545米

15、庫容:22.75億立米 裝機(jī)容量:4萬千瓦 淮河支流史河 1954年開工 1956年4月竣工 梅山水庫 2021-5-147 梅山水庫 2021-5-148 大頭壩 2021-5-149 控制流域面積570平方公里 總庫容3.39億立米， 設(shè)計(jì)灌溉面積660萬畝(與響洪甸、佛子 嶺兩水庫聯(lián)合運(yùn)用）， 裝機(jī)容量1.6萬千瓦。 壩型：混凝土雙支墩大頭壩， 最大壩高82 米， 壩頂長(zhǎng)度331米 壩體工程量29.4萬立米， 主要泄洪方式：岸邊溢洪道。 1956年9月開工1958年8月竣工 2021-5-150 湖南鎮(zhèn)水電站 位置：浙江衢縣的烏溪江, 總庫容：20.6億立米 裝機(jī)容量：17萬千瓦。 壩型

16、：混凝土梯形支墩壩, 最大壩高：128米, 壩頂長(zhǎng)度425米 壩體工程量113萬立米 主要泄洪方式：壩頂溢流。 2021-5-151 漿砌石壩 漿砌石的壩型主要是重力壩和重力拱壩 1石料 砌筑壩體常用的石料有毛石、塊石和條石等 2膠結(jié)材料 膠結(jié)材料的作用是將石料結(jié)成整體，防止上游庫水滲透，并能 將壩體承受的荷載均勻地傳到壩身的各個(gè)部位。膠結(jié)材料通常 用水泥砂漿、水泥細(xì)石砂漿（亦稱細(xì)石混凝土）、混合砂漿、 非水泥砂漿（石灰砂漿、粘土砂漿）等。 2021-5-152 3漿砌石壩的設(shè)計(jì)和施工 漿砌石壩的設(shè)計(jì)和消能設(shè)施基本上與混凝土壩相似。在砌石體的迎水面（為不用模板，在迎水面先砌一排漿 砌石）作一層

17、混凝土防滲體（圖240）。為防止發(fā)生裂縫，防滲體應(yīng)分段澆筑，兩段間有止水設(shè)施。施工 時(shí)，石料空隙間必須填滿膠結(jié)材料，采用坐漿法（先鋪漿后放石料），大空隙間用振搗器振動(dòng)膠結(jié)材料。 2021-5-153 2021-5-154 浙江省永嘉縣毛竹水電站大壩浙江省永嘉縣毛竹水電站大壩攔河壩為細(xì)石砼漿砌塊石三 心拱壩， 其中上、下游壩面采用水泥砂漿砌料石，最大壩高34米，壩底厚 7.45米，壩頂厚2.8米，頂弧長(zhǎng)128.63米。首次實(shí)現(xiàn)砌式壩無防滲面 板（或防滲芯墻）的設(shè)計(jì)施工。1997年竣工 2021-5-155 第四節(jié) 泄水建筑物 任何水庫都必須有泄水建筑物，借以排泄多余的水量。 土石壩泄洪主要依靠河

18、岸溢洪道，其次是泄水隧洞或涵管。 混凝土壩和漿砌石壩多利用溢流壩段和泄水底孔 2021-5-156 一、正槽式溢洪道 通常由引水段、控制段、泄水槽、消能設(shè)備和尾 水渠五個(gè)部分組成。 2021-5-157 2021-5-158 二、側(cè)槽式溢洪道 主要特點(diǎn)是大致沿等高線布置溢流堰的軸線，水 流經(jīng)過溢流堰后，即泄入與溢流堰軸線大致平行 的側(cè)槽內(nèi)，從而進(jìn)入泄水槽流向下游。側(cè)槽式溢 洪道包括溢流堰、側(cè)槽、泄水槽、消能設(shè)備和尾 水渠等部分組成 2021-5-159 三、非常溢洪道 為確保攔河壩（特別是土石壩）的安全和減輕下游災(zāi)害， 在樞紐中設(shè)置非常泄洪設(shè)備，一般為非常溢洪道。 2021-5-160 第五節(jié)

19、 引水建筑物 為了宣泄洪水、城市給水、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、放空水庫、施工 導(dǎo)流以及排沙等目的，水庫必須修建泄水建筑物。其型式有水工 隧洞、壩下涵管和壩體泄水孔等。 2021-5-161 2021-5-162 2021-5-163 2021-5-164 2021-5-165 第六節(jié) 附屬建筑物 水庫樞紐除主要建筑物擋水、泄水、引水建筑物以外，尚有一些附屬建筑物，如電站廠房、灌溉渠 渠首工程、通航建筑物、過壩建筑物和過魚建筑物等 2021-5-166 一、升 船 機(jī) 2021-5-167 2021-5-168 二、斜坡式升船機(jī)及筏道 斜坡式升船機(jī)，亦稱斜面升船機(jī)，一般是在攔河壩的一端修建連通上、下游的斜坡道。傳動(dòng)系統(tǒng)類似丹江 口水利樞紐斜面升船機(jī)所采用的，具有斜面提升機(jī)、斜坡道、承船箱以及電氣系統(tǒng)等。 在盛產(chǎn)竹木的山區(qū)，水利樞紐亦常采用筏道，其結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備與斜坡式升船機(jī)類似。 2021-5-169 三、水庫養(yǎng)魚及欄魚設(shè)施 水庫溢洪道或隧洞在泄洪放水時(shí)，流速大，漂浮物多，在設(shè)計(jì)和建造攔魚 設(shè)備時(shí)，應(yīng)注意以下問題： 1）能攔截不同的