第9章水利水電工程

1、土木工程概論土木工程概論第九章第九章水利水電工程水利水電工程本章內(nèi)容本章內(nèi)容u9.1 9.1 農(nóng)田水利工程農(nóng)田水利工程u9.2 9.2 水電工程水電工程u9.3 9.3 防洪工程防洪工程u9.4 9.4 發(fā)展趨勢及前景展望發(fā)展趨勢及前景展望簡述簡述引言引言( (introduction) )9.1 9.1 農(nóng)田水利工程農(nóng)田水利工程 農(nóng)田水利工程主要包括灌溉工程和排澇工程，以解農(nóng)田水利工程主要包括灌溉工程和排澇工程，以解決農(nóng)田的灌溉和排澇以及土壤改良工作。決農(nóng)田的灌溉和排澇以及土壤改良工作。 9.1.1 9.1.1 灌溉與排水灌溉與排水 地面灌溉、噴灌、滴灌、微噴等幾種形式。地面灌溉、噴灌、滴灌

2、、微噴等幾種形式。漫漫灌灌1.1.灌溉方法：灌溉方法：9.1.1 9.1.1 灌溉與排水灌溉與排水 漫漫灌灌9.1.1 9.1.1 灌溉與排水灌溉與排水 噴噴灌灌9.1.1 9.1.1 灌溉與排水灌溉與排水 噴噴灌灌9.1.1 9.1.1 灌溉與排水灌溉與排水 滴滴灌灌9.1.1 9.1.1 灌溉與排水灌溉與排水 滴滴灌灌9.1.1 9.1.1 灌溉與排水灌溉與排水 滴滴灌灌9.1.1 9.1.1 灌溉與排水灌溉與排水 微微噴噴微噴旋轉(zhuǎn)噴頭微噴旋轉(zhuǎn)噴頭9.1.1 9.1.1 灌溉與排水灌溉與排水 2.2.灌溉水源灌溉水源 我國的灌溉水源主要有：天然河水，水庫、湖泊、池塘、洼地蓄水，經(jīng)凈化處理后

3、的排放污水，高山融雪和地下水。 3.3.農(nóng)田排水農(nóng)田排水 主要是排除地面積水和降低地下水位，排水系統(tǒng)有明溝排水系統(tǒng)和暗溝排水系統(tǒng)。 9.1.2 9.1.2 取水工程取水工程 9.1.2 9.1.2 取水工程取水工程 1.1.無壩取水無壩取水無壩取水渠首一般由進(jìn)水閘、沖水閘和導(dǎo)流堤三部分組成。 無壩引水渠首的組成9.1.2 9.1.2 取水工程取水工程 2.2.有壩（低壩）取水有壩（低壩）取水 有壩取水由壅水壩、進(jìn)水閘、排沙閘、沉沙池及防洪堤等組成。 1-壅水壩 2-進(jìn)水閘 3-排沙閘 4-沉沙地5-導(dǎo)水墻 6-干渠 7-堤防9.1.2 9.1.2 取水工程取水工程 3.3.抽水取水抽水取水 河

4、流的水量比較豐富，但灌溉區(qū)位置較高時(shí)。4.4.水庫取水水庫取水 河流的流量、水位均不能滿足灌溉要求時(shí)。9.1.3 9.1.3 灌溉泵站與排水泵站灌溉泵站與排水泵站1.1.灌溉泵站灌溉泵站 當(dāng)灌區(qū)的位置比較高，水源的水不可能進(jìn)行自流灌溉時(shí)，需設(shè)置水泵站，進(jìn)行抽水灌溉。 （1 1）泵站規(guī)劃和灌區(qū)劃分）泵站規(guī)劃和灌區(qū)劃分 當(dāng)灌區(qū)面積小，地形單一，揚(yáng)程不大時(shí)，多采用單級(jí)揚(yáng)水、一處建站。 當(dāng)灌區(qū)面積大，地形復(fù)雜，高程又高有低時(shí)多采用分區(qū)建站、多級(jí)揚(yáng)水。1-進(jìn)水閘 2-引水渠 3-進(jìn)水池 4-泵房 5-出水管道 6-出水池 7-灌溉干渠9.1.3 9.1.3 灌溉泵站與排水泵站灌溉泵站與排水泵站（2 2）

5、泵站建筑物布置）泵站建筑物布置 當(dāng)水源與出水池之間地形比較平緩，且相距又較遠(yuǎn)時(shí)，通常采用有引水渠的形式。9.1.3 9.1.3 灌溉泵站與排水泵站灌溉泵站與排水泵站2.2.排水泵站排水泵站（1 1）規(guī)劃原則）規(guī)劃原則 排水必須統(tǒng)一規(guī)劃，分區(qū)進(jìn)行，因地制宜。 規(guī)劃原則：高低水分開；主客水分開；洪澇水分開；以自排為主，機(jī)排為輔；排水時(shí)間由各種作物能耐淹的水深和耐淹的時(shí)間確定，力求及時(shí)排水。9.1.3 9.1.3 灌溉泵站與排水泵站灌溉泵站與排水泵站2.2.排水泵站排水泵站（2 2）站點(diǎn)布局）站點(diǎn)布局 澇水可通過排水干渠匯集于蓄澇區(qū)時(shí)，宜集中修建較大泵站。 排水區(qū)水網(wǎng)密集，排水出口分散，地勢高低不平

6、，高低需灌水，低地需排水，宜分散建站。（3 3）排水泵站的布置）排水泵站的布置 與灌溉泵站無大差異，對(duì)河流來說只是進(jìn)水池與出水池的方向易位。9.1.4 9.1.4 渠道工程與渠系建筑物渠道工程與渠系建筑物1.1.渠道斷面渠道斷面 渠道斷面的形式取決于水流、地形、地質(zhì)以及施工等條件。渠道所經(jīng)過地方的建筑物，稱為渠系建筑物。9.1.4 9.1.4 渠道工程與渠系建筑物渠道工程與渠系建筑物2.2.渠道的流速與流量渠道的流速與流量 底坡降：渠道兩端底部高差與坡底的長度比。 流速的大小主要取決于底坡降的大小，不致引起渠道沖刷的最大允許流速稱為不沖流速；不致引起渠道淤積的最小流速稱為不淤流速。 流量：單位

7、時(shí)間內(nèi)通過特定表面的流體（液體或氣體）的量（體積或質(zhì)量）。9.1.4 9.1.4 渠道工程與渠系建筑物渠道工程與渠系建筑物3.3.渠道的滲透損失及防滲措施渠道的滲透損失及防滲措施 渠道的水量損失，主要是滲透，其次是蒸發(fā)。 防止?jié)B透的方法有兩種：一種是提高渠床土壤的不透水性；另一種是襯砌渠床。4.4.渠系建筑物渠系建筑物渠系建筑物根據(jù)作用可分為：交叉建筑物、聯(lián)接建筑物、水閘等。9.1.4 9.1.4 渠道工程與渠系建筑物渠道工程與渠系建筑物林縣紅旗渠渡槽（1 1）交叉建筑物）交叉建筑物9.1.4 9.1.4 渠道工程與渠系建筑物渠道工程與渠系建筑物柬埔寨沃代水電站引水隧洞（1 1）交叉建筑物）交

8、叉建筑物9.1.4 9.1.4 渠道工程與渠系建筑物渠道工程與渠系建筑物公路涵洞（1 1）交叉建筑物）交叉建筑物9.1.4 9.1.4 渠道工程與渠系建筑物渠道工程與渠系建筑物倒虹吸管（1 1）交叉建筑物）交叉建筑物9.1.4 9.1.4 渠道工程與渠系建筑物渠道工程與渠系建筑物（1 1）交叉建筑物）交叉建筑物9.1.4 9.1.4 渠道工程與渠系建筑物渠道工程與渠系建筑物（2 2）聯(lián)接建筑物）聯(lián)接建筑物 把上下兩端渠道聯(lián)接起來的建筑物，主要有跌水和陡坡。（a）地勢較緩 （b）地勢較陡9.1.4 9.1.4 渠道工程與渠系建筑物渠道工程與渠系建筑物（3 3）水閘）水閘 按其作用分為：進(jìn)水閘、分

9、水閘、節(jié)制閘、泄水閘、排沙閘。1-鋪蓋 2-閘門 3-閘墩 4-閘底板 5-邊墩 6-橋 7-護(hù)坦 8-翼墻 9-尾坎 10-海漫 11-板樁 12-防沖槽9.2 9.2 水電工程水電工程9.2 9.2 水電工程水電工程9.2.1 9.2.1 水電站開發(fā)方式和主要類型水電站開發(fā)方式和主要類型 水電站的開發(fā)方式可分為壩式水電站、引水式水電站、抽水蓄能電站、潮汐電站。1 1. .壩式水電站壩式水電站 根據(jù)壩式開發(fā)方式的水電站廠房與攔河壩或溢流壩的相對(duì)位置，可分為河床式、壩后式、溢流式或混合式等四種。9.2.1 9.2.1 水電站開發(fā)方式和主要類型水電站開發(fā)方式和主要類型富春江河床式水電站（1 1）

10、河床式水電站）河床式水電站9.2.1 9.2.1 水電站開發(fā)方式和主要類型水電站開發(fā)方式和主要類型 （2 2）壩后式水電站）壩后式水電站壩后式水電站9.2.1 9.2.1 水電站開發(fā)方式和主要類型水電站開發(fā)方式和主要類型 （3 3）溢流式水電站）溢流式水電站葛洲壩水利樞紐9.2.1 9.2.1 水電站開發(fā)方式和主要類型水電站開發(fā)方式和主要類型2.2.引水式水電站引水式水電站9.2.1 9.2.1 水電站開發(fā)方式和主要類型水電站開發(fā)方式和主要類型3.3.抽水蓄能電站抽水蓄能電站 廣州抽水蓄能電站布置圖浙江天荒坪抽水蓄能電站9.2.1 9.2.1 水電站開發(fā)方式和主要類型水電站開發(fā)方式和主要類型4

11、.4.潮汐電站潮汐電站 法國朗斯電站法國朗斯電站9.2.2 9.2.2 水電站建筑物水電站建筑物1.1.水電站建筑物的布置水電站建筑物的布置9.2.2 9.2.2 水電站建筑物水電站建筑物2.2.水電站建筑物的作用水電站建筑物的作用9.3 9.3 防洪工程防洪工程 防洪包括防御洪水危害人類的對(duì)策、措施和方法。它是水利科學(xué)的一個(gè)分支，主要研究對(duì)象包括洪水自然規(guī)律，河道、洪泛區(qū)狀況及其演變。 防洪工作的基本內(nèi)容可分為建設(shè)、管理、防汛和科學(xué)研究。9.3.1 9.3.1 防洪規(guī)劃防洪規(guī)劃9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程1.1.堤壩堤壩 定義：它是沿河、渠

12、、湖、海岸邊或行洪區(qū)、分洪區(qū)（蓄洪區(qū)）、圍墾區(qū)邊緣修筑的 擋水建筑物。 常見的形式：土堤、石堤、防洪墻及較先進(jìn)的橡膠壩。9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程河南信陽市浉河橡膠壩9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程2.2.河道整治河道整治 河道整治包括控制和調(diào)整河勢，截彎取直，河道展寬和疏浚。3.3.分洪工程分洪工程 分洪是河道洪水位將超過保證水位或流量將超過安全泄量時(shí)，為保障保護(hù)區(qū)安全而采取的分洪超額洪水的措施，是犧牲局部保存全局的措施。 分洪工程一般由進(jìn)洪設(shè)施與分洪量、蓄滯洪區(qū)、避洪措施、泄洪排水設(shè)施等部分組成。4.4.水庫水庫 水庫是用壩、堤、水閘、堰等工程，于山谷、河道或低洼地區(qū)

13、形成的人工水域。作用：防洪、水力發(fā)電、灌溉、航運(yùn)、城鎮(zhèn)供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游、改善環(huán)境等。同時(shí)要防止水庫的淤積、滲漏、塌岸、浸沒、水質(zhì)變化和對(duì)當(dāng)?shù)貧夂虻挠绊憽?.3.3 9.3.3 防洪非工程措施防洪非工程措施9.4 9.4 發(fā)展趨勢及前景展望發(fā)展趨勢及前景展望1.1.發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢水利工程的發(fā)展趨勢主要是： 防治水災(zāi)的工程措施與非工程措施進(jìn)一步結(jié)合，非工程措施越來越占重要地位。 水資源的開發(fā)利用進(jìn)一步向綜合性、多目標(biāo)發(fā)展。 水利工程的作用不僅要滿足日益增長的人民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，而且要更多地為保護(hù)和改善環(huán)境服務(wù)。 大區(qū)域、大范圍的水資源調(diào)配工程將進(jìn)一步發(fā)展。 由于新的勘探技術(shù)、新的分析計(jì)算和監(jiān)測試驗(yàn)手段以及新材料、新工藝的發(fā)展，復(fù)雜地基和高