第一篇蓄水樞紐的水工建筑物

水工建筑物專業(yè)：港口海岸及治河工程武漢大學(xué)水利水電學(xué)院.個人簡介李典慶1975年湖北竹溪2008,12－至今武漢大學(xué)教授博導(dǎo)

2005,07-2008,11武漢大學(xué)副教授

2007,11-2008,01香港科技大學(xué)訪問學(xué)者

2004,01-2005,06香港科技大學(xué)博士后

2001,03-2003,12上海交通大學(xué)博士1998,09-2001,02河海大學(xué)碩士1994,09-1998,07河海大學(xué)本科例題及考題網(wǎng)址基本要求/expert/dianqing國家重點實驗室專家主頁水工建筑物安全、健康診斷及壽命預(yù)測水工建筑物水工建筑物課程的重要性

課程定位港口海岸及治河工程專業(yè)重最要的專業(yè)課之一必修課課程內(nèi)容主要講授水工建筑物設(shè)計的基本理論和方法以及水工建筑物規(guī)劃、施工和管理等方面的基本知識課程意義通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備進(jìn)行水工建筑物設(shè)計的基本技能，并能運(yùn)用所學(xué)知識來解決工程實際問題，為畢業(yè)后在水利、水電等部門從事相關(guān)的規(guī)劃、設(shè)計、施工和管理等工作打下一定的基礎(chǔ)后果國內(nèi)：75.8事故1975年8月河南省中部一場特大暴雨造成板橋、石漫灘兩座大型水庫及58座中小型水庫潰壩。國外：美國提堂土石壩潰壩1976年，美國愛達(dá)河州蛇河支流提堂河上水庫潰壩事故29個縣12000km2土地受淹1700萬畝耕地1100萬人受災(zāi)

2.6萬人死亡直接經(jīng)濟(jì)損失約百億元工程開發(fā)費(fèi)4000萬美元780km2地區(qū)受淹、

14人死亡2.5萬人無家可歸52km鐵路遭破壞40萬畝農(nóng)田受淹青海省溝后壩潰壩1993年1993年8月27日大壩潰決失事,當(dāng)時庫水位3277m,沖毀部分為壩體的50%。混凝土面板礫石壩溝后壩潰決后下游拍攝全景水工建筑物俄羅斯最大的水電站薩彥-舒申斯克水電站2009年8月17日發(fā)生事故，死亡75人水工建筑物緒論1第一章重力壩1第二章拱壩20第三章土石壩3緒論第一節(jié)水資源與水利水電工程建設(shè)一、世界水資源概況地球上的水總量很大，約為15億km3，但絕大部分是海洋中的咸水；人類可以利用的淡水總量約為0.38億km3，僅占全球總水量的2.5%，這其中有80%左右的淡水儲藏在極地和冰山、冰川，還有一部分藏于地下；對人類起著特別重要作用的地表水，全球約為47萬億m3，人均約9000m3。淡水總量：

2.8萬億m3地下水：1000億m3

地表水：2.7萬億m3河川徑流地下水二、我國水資源狀況建設(shè)節(jié)水型社會是必然的選擇人均占有量010002000300040005000600070008000缺水警戒線734222001760世界目前人均我國目前人均m3/P我國2030年人均1700特點一：總量并不豐富，人均占有量更低

降雨主要集中在汛期；常有連續(xù)豐水或干旱年。大多數(shù)省份年降水量集中在2～3個月（6－8月）的時間內(nèi)，即所謂的梅雨季節(jié)。汛期

70%30%

非汛期

特點二：年內(nèi)年際分配不均，旱澇災(zāi)害頻繁

須建水庫增強(qiáng)調(diào)控能力。降雨量時間分布不勻的后果是梅雨季節(jié)多余的降水形成洪水，并且造成洪澇災(zāi)害、水土流失，而其余多數(shù)月份降水不能滿足用水需要；2006廣西梧州長江及以南

長江以北水土地020406080100%81%19%38%62%水土資源分布年降雨量400mm400mm800mm1600mm800mm特點三：地區(qū)分布不均，水土資源不相匹配

須建調(diào)水工程，提高水資源配置能力。

廣西、海南的多年平均降雨量超過1800mm寧夏、甘肅的多年平均降水量小于300mm。我國除東北地區(qū)、內(nèi)陸部分高寒山區(qū)及沿海個別地區(qū)之外，絕大多數(shù)地區(qū)的多年平均蒸發(fā)量大于多年平均降雨量

氣溫高或氣候干燥。山西省多年平均降水量400～630mm，與西歐一些高原地區(qū)接近，不算太小。但是山西多年平均蒸發(fā)量高達(dá)1600～2000mm，幾乎是降雨量4倍。甘肅、寧夏一些地方的多年平均蒸發(fā)量甚至是多年平均降雨量的10－20多倍。特點四：我國自然水分蒸發(fā)強(qiáng)烈所以，水資源是否短缺不僅要看降水量，還要看蒸發(fā)量。法國大巴黎地區(qū)屬于溫帶平原和淺丘陵地區(qū)，多年平均降雨量只有619mm，可是該地區(qū)主要農(nóng)作物基本不需灌溉降雨年內(nèi)分布均勻，一年之內(nèi)12個月的降雨量十分接近。正因為經(jīng)常降雨，空氣濕度大，加上氣候溫和，所以蒸發(fā)量很小。西歐地區(qū)很少發(fā)生洪水和干旱。以上三個方面因素我國水資源短缺的主要自然因素＋人為因素（水體污染＋用水需求急劇增加）正在加劇水資源危機(jī)。三、我國水能源狀況我國的人均水資源并不豐富。我國可用于發(fā)電的水能資源十分豐富從青藏高原到海平面之間的巨大落差?？偭?/p>

6.76億kW可開發(fā)量

3.78億kW年發(fā)電量

9200億kWh人均約700度/年計算機(jī)375W楊房溝特點一：總量豐富，開發(fā)不足

可開發(fā)總量世界第一，占世界總量16.7％到2004年，開發(fā)量僅占可開發(fā)量1/4，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家

60％的平均水平

美國82％；日本84％

歐洲是72%以上

瑞士達(dá)到100%以上

大有可為！2008年：火電約占76%,水電約占22%,核電只接近2%,其余為風(fēng)力等其他電力.三、我國水能源狀況

目前，發(fā)達(dá)國家大部分技術(shù)及經(jīng)濟(jì)可行的水電資源都得到了開發(fā)，發(fā)展中國家水電開發(fā)率還很低，尤其非洲，開發(fā)率還不到8%。中國水電勞務(wù)輸出（就業(yè)機(jī)會）

作為首位在國際大壩委員會擔(dān)任主席的中國科學(xué)家，賈金生在接受《科學(xué)時報》采訪時說：從全世界的發(fā)展看，建設(shè)水庫大壩是應(yīng)對氣候變化、促進(jìn)人水和諧的關(guān)鍵。但大壩建設(shè)有一個認(rèn)識及技術(shù)問題，還有一個利益協(xié)調(diào)問題，而把認(rèn)識統(tǒng)一到科學(xué)發(fā)展觀又是困難之最.攀枝花宜賓樂山二灘電站金沙江金沙江岷江大渡河長江雅礱江YibingPanzhihuaLeshang成都

昆明宜賓大理樂山攀枝花麗江瀾滄江金沙江雅礱江大渡河岷

江白鶴灘小灣糯扎渡溪洛渡向家壩錦屏一級烏東德金沙江干流：規(guī)劃20個梯級雅礱江干流：規(guī)劃21個梯級大渡河干流：規(guī)劃22個梯級庫壩穩(wěn)定與安全水電開發(fā)與保護(hù)工程移民與安置高效運(yùn)行與管理挑戰(zhàn)性問題三、我國水能源狀況二灘水電站（中國已建最高拱壩）（壩高240m，裝機(jī)330萬千瓦）溪洛渡水電站(裝機(jī)泄洪僅次于三峽)（壩高272m，裝機(jī)1260萬千瓦）.三、我脹國水能防源狀況特點戚二：秧地區(qū)叉分布霧不均達(dá)，與桿經(jīng)濟(jì)洗發(fā)展櫻不匹旅配78％周水能資蠅源集中于葬西部，東部偉僅6梨％；51％仁用電量令在東部叫。雅魯藏布江西電東今送年內(nèi)降微雨集中景在汛期頌；年際篩間江冶河來娛水量敞變化擺大。汛期70%30%

非汛期

須建設(shè)重（年調(diào)哥節(jié)、多困年幸調(diào)節(jié)）貌大型水奔庫。特點皮三：各江河斑來水狀量時作間分口布不畜均今后15－20年是水廢利水電肯建設(shè)的良好罩機(jī)遇書期四、頸機(jī)遇孔？防汛抗劇旱、糧酷食安全籮、城鄉(xiāng)冷供水、柔生態(tài)幼保護(hù)壯等需求爆；西部右大開初發(fā)戰(zhàn)竄略的敲機(jī)遇東部：攤水能資刃源占6％，蛾開發(fā)想率大份于50％；西部：叨水能資冊源占78題%，開欲發(fā)率終僅8％。水資源偷方面：我國目鉤前面臨供著水多（洪澇戲災(zāi)害）放＋水少（干移旱）前＋水臟（水污澆染）等肉一系列卸嚴(yán)峻問治題；水能源丹方面：開發(fā)率沖低、地群區(qū)分布招極不不晴均勻；HOW？必須修建各項工程設(shè)施，對天然來水進(jìn)行合理的調(diào)配和利用，這些工程措施統(tǒng)稱為水利水電工程。按照工程開發(fā)目標(biāo)可分為治河防洪工程、農(nóng)業(yè)水利工程、水力發(fā)電工程、航道與港口工程、給排水工程和綜合利用水利工程。19景49年以來恰，水庫遲大壩860顆00多座謝；江河內(nèi)堤防決長度17伐00損00鐵km；灌溉璃面積面積100克00畝以仔上的阻灌區(qū)250纏0多處；水電裝諸機(jī)容量享。NO白.旅1三峽蔑工程基本瞇建成先＋南水北題調(diào)工程尼已經(jīng)肯開工轟（中融線工油程干穩(wěn)線已全基本陸貫通牛，3月底溪將具榜備通勺水）據(jù)；東轉(zhuǎn)線工升程每救年調(diào)貧水150億m3三峽儀水利膛樞紐都江堰愚水利樞裂紐都江堰棄寶瓶口都江堰膜飛沙堰一、匆基本壁概念水工意建筑冒物:水利水上電工程去中采用顧的各種仇建筑物逝；第二辜節(jié)課水利肯樞紐厚和水半工建煩筑物水利樞霞紐:在水域周的適當(dāng)進(jìn)地點，騎為了一種或外多種目其的而集中猴布置若歉干個不吹同類型觀的水工槐建筑物范，各自買發(fā)揮不同距作用并敲協(xié)調(diào)工猛作，構(gòu)劣成一有以機(jī)綜合悶體，稱格為水利樞勒紐。水利樞紐的作用不同蓄水樞紐引水樞紐泵站樞紐蓄水顯樞紐蓄水樞禮紐是在槳擋水建濃筑物（盡擋水壩路）上游陰形成較說大庫容的幸水利繼樞紐扯，也續(xù)叫水庫轟樞紐。作用：抬高上朽游水位禾＋對河誼道天然哭流量進(jìn)尺行年調(diào)但節(jié)或多年梢調(diào)節(jié)茄（調(diào)盞洪作惡用）壘。適用條棕件：當(dāng)天熱然來皂水量勻在各年之償間或一該年內(nèi)有戲較大變很化，但徑流總計量可滿正足要求的情況固下，一舊般需修記建較高抽的壩，雁以形成奏水庫、享抬高上丹游水位盟，并用悠水庫的精庫容調(diào)斧節(jié)來水家流量。建筑物齒組成：擋水積建筑欲物（榴大壩低）＋盜泄水言建筑扣物＋炸取水河建筑恩物，癢俗稱“水跑庫三舟大件雄”。根免據(jù)水杠庫的霸開發(fā)襪目的袖不同瀉，如營水電套站和麻通航啟船閘滅。葛洲鹽壩水回利樞甩紐平時面布喪置圖丹江截口水燙利樞胞紐平唱面圖引水樞份紐以引水最為主要獲目標(biāo)的低水頭水利棟樞紐藝。作用：雍高上低游水位封，控制闊引水流譯量，滿獄足用水識需要。適用嚷條件鏟：河道天然跨流量侄充沛，但水位較闊低，水流霜不能進(jìn)凳入渠道墓或管道谷。引水符樞紐無珠需對河顯道天然訓(xùn)流量進(jìn)鬼行調(diào)節(jié)佩，擋水利建筑物予高度不辨大，庫紫容也不傅大。建筑物怖組成：進(jìn)水磚閘、娛雍水佛壩（棚或攔赤河閘碑）、洗沖沙憑閘等俱建筑小物組網(wǎng)成。仍如果岡是綜攏合利晴用的宏引水變樞紐蓄，還衫需建胡專門摔建筑衰物，株如水對電站寸和通翼航船痛閘。以泵瞇站為佳主體匪的水穩(wěn)工建屯筑物幸綜合熟體。作用潮：把低有處的弱水抽筐送到召高處且，達(dá)估到灌趟溉、耗排澇廁、發(fā)電（匪抽水蓄蔑能電站裙）、航錯運(yùn)等目鋼的。建筑物丟組成：最常餡見的山配套渴建筑俘物通攀常有非引水用閘（蒸灌溉聚泵站予）、口排水秧閘（掩排澇儉泵站沖）、折通航手船閘陣（兼扔有排孩洪、剛航運(yùn)己功能嬸的河撿道）贈。泵站樞瞎紐不屬朱于本課不程教學(xué)駁內(nèi)容，在泵及暖泵站課斥程中講塞授泵站蠅樞紐“南水深北調(diào)”濤的東線脾工程，舉即從江更都引水礦，通過嶼13級度抽水臺廁階和黃廁河河底擱隧道，夸將長江地之水引肝到天津破及河北掏地區(qū)，每年丈調(diào)水囑15鐵0億館立方葛米。江都電旬排站蹲世界貧上最大鋸的泵站申樞紐分類標(biāo)襯準(zhǔn)：按作用供分類：擋水建暖筑物葡（攔河劫壩、堤玩防，施漲工圍堰障）泄水橡建筑線物（第溢洪灑道、意泄水要閘、俯泄水星隧洞禾）取水嫁建筑由物（排取水杠口、棗進(jìn)水典閘、膝泵站腔）輸水建繩筑物（秤渡槽、班輸水隧畏洞等）整治建敬筑物（丁壩、導(dǎo)流紫堤、護(hù)深岸等）專門建鬼筑物（船閘、魚道、筏道誕等）二、足水工姻建筑謎物分園類按使用云期限分返類：永久性碧建筑物欲：工程運(yùn)用期使用的贏建筑物忌；按在工撐程發(fā)揮型的作用徒＋失事奇后造成翅的影響色程度（1）主要店建筑物熄（壩、斤水閘、督泄洪建窮筑物、水電炊站廠全房等陵）；（2）次要字建筑物伐（擋土啞墻、導(dǎo)劇流堤、儀護(hù)岸等凝）。臨時性花建筑物傭：工程施工期使用正的建妹筑物（導(dǎo)流街建筑物拴、施工純圍堰等井）三、干水利驅(qū)水電捆樞紐才工程分等＋水渡工建傳筑物分級修建拒的水巖利工寨程應(yīng)保證鳳其可識靠度（安員全性燙、適暴用性守、耐痰久性舞）同季時又泡要保夢證其彼經(jīng)濟(jì)擔(dān)性。閱然而歡安全亦度與租經(jīng)濟(jì)鎮(zhèn)性是餐相互間矛盾存的，璃工程北的安兔全度每越高嶺，投載資也鋼越大享。反犯之，南則相唇反。目的：使工程具有足夠的、但又不是過分的可靠度，即可靠又經(jīng)濟(jì)（優(yōu)化問題）為此，根據(jù)水利工程的重要性對水利樞紐分等和對其水工建筑物分級SL腳25揮2－趨20半00姿《水疾利水羞電樞釣紐工條程等陽級劃串分及螞洪水袍標(biāo)準(zhǔn)餅》工程等別工程規(guī)模庫容（億m3）防洪

灌溉發(fā)電

保護(hù)城鎮(zhèn)及工礦區(qū)保護(hù)農(nóng)田面積（104畝）灌溉面積（104畝）裝機(jī)容量（104KW）

一大（1）型≥10特別重要≥500≥150≥120二大（2）型10~1.0重要500~100150~50120～30三中型1.0~0.1中等100~3050~530～5四?。?）型0.1~0.01一般30~55~0.55～1五?。?）型0.01~0.001<5<0.5<1幾點卷說明橫：（1坡）如超果按慨表中管分等筆指標(biāo)允分屬裹幾個晌不同塞等別逢時，整谷個工且程的升等別密應(yīng)以區(qū)其中最高的妹等別為候準(zhǔn)。（2漿）水庫銅總庫容革為水庫虹最高水卵位（校核樓洪水肯位）以下憐的靜抬庫容油。（3）宰治澇和諒灌溉面噸積為設(shè)計面積汽（不自是實蓄際）襯。（4爐）表簡中防彼洪分家等指柔標(biāo)，傾對于盜城市還和工爬礦企予業(yè)參考表0催－4確廟定（P敞5）故。工程等別ⅠⅡⅢⅣⅤ主要建筑物12345次要建筑物33455對水肆工建決筑物天而言調(diào)，是骨要劃棚分級濱別依據(jù)：工程等禁別使用年卡限（永批久建筑警物或臨姑時建筑晚物）重要性瓦（主要洗建筑物背或次要頭建筑物灘）水工吵建筑去物可貴劃分繩為5個級別永久鬼性水尖工建索筑物幾點說柱明：（1）昏損失后悠果巨大接或影響稼十分嚴(yán)黨重的2趨－5級愉主要永久性波水工建逐筑物，葵級別可攻提高1兔級；（2）襪對于高剝土石壩率也可提疤高1級摟。（3華）建妹筑物社基礎(chǔ)貫工程麥地質(zhì)們條件祝復(fù)雜頂或新才型結(jié)絕構(gòu)，可提升高1犧級；（4）誰永久性駱主要建掘筑物在畜特殊情俱況下，鑰建筑物級別可愿提高1策級，但巖是洪水項標(biāo)準(zhǔn)刊不提今高。（5）失事后州損失后記果不大促的可以紙降低1潤級。等級攤劃分趨是確禍定以降下設(shè)隊計標(biāo)狼準(zhǔn)的民依據(jù)洪水怎標(biāo)準(zhǔn)曲（洪撞水頻炎率）擋水建腿筑物的發(fā)安全超哥高結(jié)構(gòu)強(qiáng)場度和穩(wěn)敬定性的勾安全系保數(shù)建筑材訪料的品猴種、標(biāo)爐號設(shè)計番方法蝕的選及擇級別低亦的小型傻或臨時側(cè)建筑物翠采用簡化計得算方法；重大絕建筑眉物采蒼用比故較精它確的稠計算意方法錘（FEA），甚至做輛模型試員驗。第三節(jié)倚水謝利工程筆的設(shè)計醬程序項目建搜議書項目建美議書是娘在流域涼規(guī)劃、混區(qū)域規(guī)擇劃的基粘礎(chǔ)上編蒼制的要雖求建設(shè)靈某項工哲程的建議枕性文到件要求桃政府誤部門支將該除項工地程撐列入匆中長密期計不劃?？尚袣v性研蠢究在項目忘建議書堪的基礎(chǔ)童上，對綠擬建工先程進(jìn)行遮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)切論證鑼。初步設(shè)茫計在可行拴性研究潤的基礎(chǔ)散上，對層工程進(jìn)休行的基裁本設(shè)計邪。包括保進(jìn)一刮步論聚證在浴指定憶地點昏和規(guī)誓定期棵限內(nèi)旱進(jìn)行線工程建設(shè)漫的可行革性和合稼理性。招標(biāo)積設(shè)計招標(biāo)駁設(shè)計劫是為嘩水利帝工程字招標(biāo)鍋而編養(yǎng)制的恨設(shè)計腥。它皺是編頂制施工招棚標(biāo)文件隙和施工名計劃的東基礎(chǔ)，慰招標(biāo)設(shè)筋計屬于挨水利施工和妨招投標(biāo)供課程教畜學(xué)內(nèi)容般。施工詳餓圖施工蝴詳圖召是在和初步距設(shè)計磁和招威標(biāo)設(shè)鑒計的捐基礎(chǔ)元上，嗎繪制稻具體施工嫩圖的設(shè)污計，是皇現(xiàn)場建蜓筑物施隆工和設(shè)熟備安裝再的依據(jù)。如虜建筑物要基礎(chǔ)開翻挖圖、噴地基處耕理圖等妹等。注意：