1、第五章 水利工程概述 你眼中的水利工程？v 优点：水资源丰富，可开发利用的水能资源居世界首位。水资源理论蕴藏量为6.76亿千瓦，其中可开发量3.78亿千瓦（占全世界可开发水能资源总量的16.7），年发电量19200亿千瓦时。v 缺点：水资源在时间和地域上的分布经常与对它的需要不一致。（南多北少，春夏多秋冬少）我国水资源现状中国七大江河 项目长江黄河松花江珠江辽河海河淮河流域面积（万km2）180.95.255.744.422.926.426.9河长（km）6300546423082214139010901000年均降水深（mm）10704755271469473559889年均径流量（亿m3）
2、9513658623338148228622注入东海渤海黑龙江南海渤海长江渤海什么是水利工程？水利工程就是对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以除害兴利为目的而修建的工程。水工建筑物：控制和调配水流的各种建筑物。水利枢纽：各种水工建筑物相互配合，构成一个有机的综合体。定义主要建筑物有：（1）用以截断水流挡水泄水的重力坝；（2）用以保证工程安全，宣泄多余洪水的泄洪坝段；（3）用于发电的水电站厂房；（4）用于保证交通的船闸以及升船机。水工建筑物因受水的影响而有别于其他建筑物或构筑物，其特点如下：v 水利水电工作条件复杂，施工技术难度大（受水文、气象、地址、地形等复杂条件的影响）n水的作用使得水
3、工建筑物工作条件特殊，除一般荷载外，还要承受水压力、浪压力、冰压力、渗透力、冻胀力等。n水利水电工程地质条件复杂多变，需对地基进行细致周密的处理和研究。n水利水电工程施工受气候、温度等影响大。v 大型水工结构不仅对社会、经济有很大影响，对自然环境、生态环境也会产生很大的影响n通过防洪、农田水利、水力发电、港口、航运等为人类造福。n改变自然面貌，对自然环境产生影响（可能是积极的也可能带来灾难）水利水电工程特点：水利水电工程分类v（1）水力发电工程v（2）农田水利工程v（3）防洪工程v（4）供水排水工程v（5）港口及航道工程v（6）环境水利工程注：综合水利工程为一项工程同时兼有几种任务。按其对水的
4、作用分类v（1）蓄水工程v（2）排水工程v（3）取水工程v（4）输水工程v（5）提水工程v（6）水质净化工程v（7）污水处理工程分类按其承担的任务分类5.1农田水利工程v农田水利是为农业生产服务的水利工程。v主要任务是灌溉、排涝、改良土壤v分类：v灌溉工程v排涝工程 鱼嘴是修建在江心的分水堤坝把汹涌的岷江分隔成外江和内江，在洪枯季节可自动调节水量。冬、春枯水季节，岷江水位较低，河流主流线多靠近河谷凹岸流去，分水堤将约十分之六的江水流入内江，十分之四的江水流入外江，简称“四六分水”；夏、秋洪水季节，岷江水位相对升高，河流主流线相对变直，大部分江水流向凸岸，故分水堤又将十分之六的江水排入外江，十分
5、之四的江水注入内江。飞沙堰起泻洪、排沙和调节水量的作用。这里的弯道环流的表流流入凹岸，把凹岸被侵蚀的和过境的大量泥沙，由环流的底流再搬运到凸岸堆积成遇回扇，宝瓶口控制进水流量，内江水经过宝瓶口流入川西平原灌溉农田。鱼嘴飞沙堰宝瓶口5.1.15.1.1灌溉工程v2、灌溉水源：我国灌溉水源的分类及其各自所占比例如下图：取水工程（渠首工程）v渠首的主要作用是引进河道或水库中的水以满足灌溉、发电、工业和生活用水需要，是农田水利工程中的重要建筑物之一。灌溉取水方式示意图有坝取水有坝取水工程示意图泵站有引水渠泵站布置图取水工程（渠首工程）v 无坝取水：不在河流中修建拦河坝，直接引水灌溉。适用于不经调节，河
6、流水位、流量就能满足灌区用水要求时。v 有坝（低坝）取水：是采用拦河坝抬高水位后，再引水灌溉。适用于水流量不足时。v 抽水取水：用各种农用排灌机械取水灌溉的工程。适用于河流的水量充足，但灌区位置较高时（水位不足时）。v 水库取水：修建水库拦截一定水量，起径流调节作用。适用于河流的水位、流量均不能满足灌溉要求时。5.1.15.1.1灌溉工程喷灌 微喷 v1 1、灌溉方法：地面灌溉、喷灌、滴灌、微喷等。灌溉动画5.1.25.1.2排水工程v 1、目的：排除地面积水和降低地下水位。v 2、分类：v(1)明沟排水：一般包括干、支、斗、农、毛各级排水沟通及相应排水控制建筑物，具有施工简单、见效快等优点，
7、缺点是占地多、易淤积、维修工作量大。v(2)暗管排水：一般包括吸水管、集水管、检修井、排水控制设备等，优点是占地少，不影响农田耕作和交通，排水效果稳定，缺点是需要较多管材，基建投资高。v(3)竖井排水：利用水井抽取地下水，降低和控制地下水位，优点是调控地下水位能力强，缺点是井点分散、管理不便，需较多水泵和动力。5.1.35.1.3取水与排水的通道 输水建筑物v1、渠道（canal）：具有自由水面的人工水道（输水建筑物），应根据水文、地质情况，采用相应的渠道形式：渠道段面示意图5.1.35.1.3取水与排水的通道 输水建筑物v2、渠系建筑物（canal structure）：为渠道正常工作和发挥
8、其各种功能而在渠道上兴建的水工建筑物。v（1）水闸：利用闸门控制流量和调节水位的水工建筑物。5.1.35.1.3取水与排水的通道 输水建筑物v（2）渡槽：渠道跨越其他水道、洼地、道路和铁路等修建的桥式交叉建筑物。5.1.35.1.3取水与排水的通道 输水建筑物v（3）隧道：渠道跨越其他水道、洼地、道路和铁路等修建的地下交叉建筑物。上海杨浦电厂取水工程5.1.35.1.3取水与排水的通道 输水建筑物v（4）跌水：连接两段高程不同的渠道的阶梯式跌落建筑物。v（5）陡坡：连接两段高程不同的渠道的坡度大而近乎垂直的坡。联结建筑物5.2水利发电工程 定义：利用水力发电。通过水工建筑物和动力设备将水能（流
9、量的大小、水头的高低）转变为机械能，再由机械能转变为电能。优点：不用燃料、不污染环境、能源可以循环利用。云南石龙坝水电站我国第一座水电站，始建于19121912年，规模较小。5.2.1水利发电的历史5.2.1水利发电的历史葛洲坝水电站19711971年5 5月开工兴建，19721972年1212月停工，19741974年1010月复工，19881988年1212月全部峻工。最大坝高4747米，总库容15.815.8亿立方米。总装机容量271.5271.5万千瓦三峡水电站于20092009年全部完工，世界上规模最大的水电站，坝高185185米，蓄水高程175175米，水库长600600余公里，共
10、安装3232台7070万千瓦水轮发电机组，总装机容量22502250万千瓦。5.2.1水利发电的历史锦屏水电站20052005年1111月1212日开工，还未完工。采用的形式为混凝土双曲拱坝，建成后坝高将为305m305m。将为世界第一高拱坝。总库容77.677.6亿m3m3，调节库容49.149.1亿m3m3，具有年调节性能,装机容量360360万千瓦。5.2.1水利发电的历史5.2.2水电站建筑物v在河道平缓的河段上，为避免大量淹没，建低坝或闸。v主要特征：水头低，因此引用流量大。水电站产房既用来发电同时也用来挡水。1 坝式电站河床式水电站河床式电站葛州坝水电站水电站建筑物v当水头较大时，
11、厂房本身抵抗不了水的推力，将厂房移到坝后，由大坝挡水。v特点：水头高，库容较大。产房不用来挡水。1 坝式电站坝后式水电站坝后式电站三峡水电站万家寨坝后式水电站水电站建筑物v用引水道来集中水头的电站。v特点：流量小，水头高，适合河道坡降较陡，流量较小的山区性河段。2 引水式水电站水电站建筑物v抽水蓄能电站是一种特殊作用的水电站，是在时间上把能量重新分配。v因能量转换有损耗，一般用4 4度电抽水可发出3 3度电。3 抽水蓄能电站广州抽水蓄能电站布置图水电站建筑物 利用潮水涨、落产生的水位差所具有的势能来发电。据计算，世界海洋潮汐能蕴藏量约为27亿千瓦，若全部转换成电能，每年发电量大约为1.2万亿度
12、。4 潮汐电站浙江 江厦潮汐电站法国朗斯潮汐电站 1966年投入运行，是第一个商业化电站。该电站装机24台，每台1万千瓦，共24万千瓦。设计年平均发电量5.44亿度。5.35.3防洪工程v 防洪工程是预防、控制洪水成灾所修建的工程。v 主要包括：挡水结构工程、河道整治工程、分洪工程等v 它的作用可分为：阻挡洪水侵袭、增加泄洪能力。5.3.15.3.1挡水结构工程v1、堤：v沿河、渠、湖、海岸边缘修建的挡水结构，主要是防御洪水对保护对象的侵袭。v按材料分，有土堤，石堤，钢筋混凝土堤等袁州新区堤防工程5.3.15.3.1挡水结构工程v 2、坝v 坝是建在河流中截断水流、抬高水文、形成水库的挡水结构
13、，也具有泄洪、发电等功效。v 按材料分为：土石坝、混凝土坝、橡胶坝等；v 按结构特点和力学性能分为：重力坝、拱坝、支墩坝等。5.3.15.3.1挡水结构工程v 工作原理：由坝体自重来维持坝身稳定。v 优点：安全可靠、对地形地质适应性强、枢纽泄洪问题易解决、便于施工导流、施工方便。v 缺点：材料用量多、浇筑混凝土时需要严格的温度控制。（1）重力坝横缝排水孔排水管灌浆帷幕帷幕灌浆孔非溢流坝段上游水位坝后式电站三峡水电站重力坝5.3.15.3.1挡水结构工程v 工作原理：依靠两岸拱端的反力作用来维持稳定。v 优点：坝体轻韧（省材料）、若岩基稳定则抗震性能比较好。v 缺点：对地形地质条件要求较高。（2
14、）拱坝四川二滩双曲拱坝最大坝高240m240m，拱冠顶部厚度11m11m，拱冠梁底部厚度55.74m55.74m，拱端最大厚度58.51m58.51m，拱圈最大中心角91.591.5。，拱顶弧长774.69m774.69m，为中国已建成的最高坝。拱坝5.3.15.3.1挡水结构工程v 土石坝是一种古老的坝型，目前仍是数量最多的坝型，它由土和石等当地材料建成的坝，坝普遍比较低。v 优点：可以就地取材、结构简单、便于维修、对地形地质条件要求较低、施工简单。v 缺点：不可坝顶溢流、要另设溢洪道。（3）土石坝昌马水库土石坝黄河小浪底土石坝坝高154m154m，长16671667米，总填筑量518551
15、85万立方米。总装机容量为180180万千瓦。是我过迄今为止最大的土石坝，该工程可控制流域面积69.469.4万平方公里，占黄河流域总面积的92.3%92.3%，控制黄河输沙量的100%100%，为国家发展和经济建设起到了极大的促进作用。5.3.25.3.2河道整治工程、分洪工程v1、河道整治包括控制和调整河势，裁弯取直，河道展宽和疏浚。v2、分洪是当河道洪水位将超过保证水位或流量将超过安全泄量时，为保障保护区安全，而采取的分泄超额洪水的措施。总结：目的：水利工程能为社会带来巨大的经济效益和社会效益，但是同时水利工程一旦失事，将会给社会带来巨大的财产损失和认为的灾害。为了高度重视工程安全，将工
16、程技术和经济合理性统一考虑，有关规范将水利水电工程按重要分等，并进一步将枢纽中的水工建筑物分级。水利枢纽和水工建筑物分等5.4给水排水工程v定义：给水排水工程是指用于水的供给、废水排放及水质改善的工程。v给水排水工程是土木工程的一个分支，但是在学科特征上与房屋、铁路、桥梁工程有所差异：（1）用水文地质学的原理解决从水源取水和排水的有关问题；（2）用水力学原理解决水的输送问题；（3）用化学和微生物学原理进行水质处理和检验。5.4给水排水工程v 分类：v（1 1）城市给排水：解决城市区域供排水问题；v（2 2）建筑给排水：解决一栋具体的建筑物的供排水问题。给水处理厂建筑物污水处理厂建筑小区（室外）
17、给水排水工程城市给水工程城市排水工程输水管网配水管网水表井室外给水管网建筑物阀门井引入管排出管建筑物外第一个污水检查井室外污水排水管道室外污水检查井碰头井城市污水排水管网城市给排水工程（市政工程）绿色 建筑给排水工程（建筑安装工程）室内室外给水范围：红色排水范围：浅蓝色给水范围：排水范围：5.4.15.4.1给水工程v组成：取水工程、输水工程、水处理工程和配水管网工程。v设计准则：v（1）保证供应城市的需要水量；v（2）保证供水水质符合国家规定的卫生标准；v（3）保证不间断地供水、提供规定的服务水压和满足城市的消防要求。v分类：统一给水、分质给水、分压给水、分区给水等。5.4.1.1城市给水工
18、程5.4.1.15.4.1.1城市给水工程v1 1统一给水系统：按生活用水水质标准统一供应各类建筑作生活、生产、消防用水。v2 2、分质给水系统：针对不同的用水要求，分别供给不同水质标准的水。分质给水系统5.4.1.15.4.1.1城市给水工程v3.3.分压给水系统：当城市中民用和工业用水大户要求的水压差别很大时，可以采用分压给水系统。v4 4.分区给水系统：将整个系统分成几个区，各区之间采取适当的联系，而每区有单独的泵站和管网。分压并联给水系统5.4.1.25.4.1.2建筑给水工程分类：按所在部位分：建筑内部给水系统 居住小区给水系统按用途分：消防给水系统 生活给水系统建筑室内给水系统图5
19、.4.1.25.4.1.2建筑给水工程v为保证建筑内部供水的水量和水质的要求，有各种不同的给水方式：直接给水方式、设水箱的给水方式、设水泵的给水方式、设水泵和水箱的给水方式、分区给水方式等。直接给水系统设水箱的给水系统5.4.1.25.4.1.2建筑给水工程设水泵的给水方式5.4.1.25.4.1.2建筑给水工程分区给水方式分质给水方式结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End感谢聆听不足之处请大家批评指导Please Criticize And Guide The Shortcomings演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
