1、 概念:降水是指液态或固态的水汽凝结物从天空降落到地面上的 现象,如雨、雪、霰、雹、露、霜等,其中以雨、雪为主。降水量就是指从天空降落到地面上的液态和固态(经融化后)降水,没有经过蒸发、渗透和流失而在水平面上积聚的深度。它的单位是毫米。降水量是衡量一个地区在某段时间内降水多少的数据。分类分类 在气象上用降水量来区分降水的强度。可分为:小雨小雨、中雨中雨、大雨大雨、暴雨暴雨、大暴大暴雨雨、特大暴雨特大暴雨,小雪小雪、中雪中雪、大雪大雪和和暴雪暴雪等。等。分类 小雨:雨滴下降清晰可辨;下地不四溅;地面全湿,但无积水或积水形成很慢。屋上雨声微弱,屋檐只有滴水;12小时内 降水量小于 5mm或24小时
2、内降水量小于10mm的降雨 过程。中雨:雨落如线,雨滴不易分辨;落硬地四溅;洼地积水 较快;屋顶有沙沙雨声;12小时内降水量 515mm 或24小时内降水量1025mm的降雨过程。大雨:雨降如倾盆,模糊成片;洼地积水极快;屋顶有哗哗雨声,开窗说话时,声音受雨声干扰而听不清楚;积水形成特快,下水道往往来不及排泄,常有外溢现象。12小时内降水量1530mm或24小时内降水 量2550mm的降雨过程。分类 凡24小时内降水量超过50mm的降雨过程统称为暴雨。根据暴雨的强度可分为:暴雨、大暴雨、特大暴雨 三种。暴 雨:12小时内降水量3070mm或24小时内降水量 50100mm的降雨过程。大暴雨:1
3、2小时内降水量70140 mm或24小时内降 水量100250mm的降雨过程。特大暴雨:12小时内降水量大于140 mm或24小时内 降水量大于250mm的降雨过程。分类 小雪:12小时内降雪量小于1.0mm(折合为融化后的雨水量,下同)或24小时内降雪量小于2.5mm的降雪过程。中雪:12小时内降雪量1.03.0mm或24小时内降雪量 2.5 5.0mm或积雪深度达3cm的降雪过程。大雪:12小时内降雪量3.06.0mm或24小时内降雪量 5.0 10.0mm或积雪深度达5cm的降雪过程。暴雪:12小时内降雪量大于6.0 mm或24小时内降雪量大于 10.0mm或积雪深度达8cm 的降雪过程
4、。概念:降落到地面的雨水,除下渗、蒸发等损失外,在重力的作用下沿着一定方向和路径流动,这种水流称为地面径流。地面径流长期侵蚀地面,冲成沟壑,形成溪流,最后汇集成河流。河流流经的谷地称为河谷,河谷底部有水流的部分称为河床或河槽。河流的组成 一条河流沿水流方向,自高向低可分为河源、上游、中游、下游和河口五段。河源是河流的发源地,多为泉水、溪涧、冰川、湖泊和沼泽等。河口是河流的终点,即河流注入海洋或内陆湖泊的地方。注入海洋的河流为外流河,注入内陆湖泊或消失于沙漠中的河流,称为内流河或内陆河。上中下游的确定 上游上接河源,多处于深山峡谷中,坡陡流急,常有急滩或瀑布;中游河段坡度渐缓,河槽变宽,河床较稳
5、定。下游一般处于平原区,河床坡度和流速较小,淤积明显,浅滩和河湾较多。上中游分界线一般是最后一条大支流的汇入地点,中下游分界线一般是地势低平地区的边缘。河 流 等 级 划 分 河流按照保护面积大小划分为大、中、小三种类型。保护面积大于30万亩的为大型河流;保护面积在1 30万亩之间的中型河流;流保护面积小于1万亩的小型河。中国河流(按照水系分类)七大江河水系:松花江-辽河-海河-淮河-黄河-长江-珠江 河道级别划分 河道的次序级别则是将在水系网中位于顶端,上游无进一步分支的河道称为一级河道,两条一级河道汇合后的河道称为二级河道,依此类推。所以一段支流的支流级别越高,其河道级别越低。每一级河道与
6、更高一级河道数量之比称为级序分叉比或河系分叉比。一般来说,此比例大的情况相对于河流狭长、水流平稳。支流级别 在同一个水系中,把直接汇入干流的河流称为一级支流,直接汇入一级支流的称为二级支流,依此类推。从源头最小支流开始,称为一级河流,以后把二条一级河流汇合后的河段称为二级河流,以此类推到更高级别的河流,。一个水系的干流和支流所流过的整个地区,由分水线所包围的河流集水区,分地面集水区和地下集水区两类。如果地面集水区和地下集水区相重合,称为闭合流域;如果不重合,则称为非闭合流域。平时所称的流域,一般都指地面集水区。流域面积:流域地面分水线和出口断面所包围的面积,在水文上又称集水面积,单位是平方公里
7、。这是河流的重要特征之一,其大小直接影响河流和水量大小及径流的形成过程。每条河流都有自己的流域,一个大流域可以按照水系等级分成数个小流域,小流域又可以分成更小的流域等。另外,也可以截取河道的一段,单独划分为一个流域。流域之间的分水地带称为分水岭,分水岭上最高点的连线为分水线,即集水区的边界线。处于分水岭最高处的大气降水,以分水线为界分别流向相邻的河系或水系。例如,中国秦岭以南的地面水流向长江水系,秦岭以北的地面水流向黄河水系。分水岭有的是山岭,有的是高原,也可能是平原或湖泊。山区或丘陵地区的分水岭明显,在地形图上容易勾绘出分水线。平原地区分水岭不显著,仅利用地形图勾绘分水线有困难,有时需要进行
8、实地调查确定。中 国 七 大 流 域 长 江 流 域、黄 河 流 域 淮 河 流 域、海 河 流 域 太 湖 流 域、松 辽 流 域 珠 江 流 域 灌区分类:根据我国水利行业的标准规定,控制面积在20000hm2以上的灌区为大型灌区,控制面积在66720000hm2以上的灌区为中型灌区,控制面积在667hm2以下的为小型灌区。目前,我国有大型灌区402处、中型灌区5200多处、小型灌区l000多万处。灌溉渠道分类:通常分为干、支、斗、农、毛五类。干渠:从灌溉水源取水或从总干渠分水,向支渠供水的渠道。支渠:从干渠取水,担负配水任务的二级或三级渠道。斗渠:灌溉系统中,由支渠引水到毛渠或灌区的渠道
9、。从支渠取水,担负配水任务的三级或四级渠道。农渠:从斗渠取水并分配到田间的最末一级固定渠道。毛渠:从农渠取水并向畦、沟供水的田间临时渠道。1、拦河闸等级划分 拦河闸等级是按照过闸流量大小划分的。大型拦河闸过闸流量大于1000m3/s;中型拦河闸过闸流量大于100m3/s而小于或等于1000m3/s;小型拦河闸过闸流量大于或等于10m3/s而小于100m3/s;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。输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽。普遍用于灌溉输水,也用于排洪、排沙等,大型渡槽还可以通航。渡槽主要用砌石、混凝土及钢筋混凝土等材料建成。渡槽又称高架渠、
10、输水桥,是一组由桥梁,隧道或沟渠构成的输水系统。通常架设于山谷、洼地、河流之上,用于通水、通行和通航。用来把远处的水引到水量不足的城镇、农村以供饮用和灌溉。2、渡槽 南水北调工程中,40余座引水跨越山谷和江河的渡槽,将成为世界最大的引水渡槽。日前,由武汉大学王长德教授带头的该项目通过专家评审,成功解决了在我国建设世界最大渡槽的技术难关。2、渡槽的组成 渡槽由槽身、支承结构、基础及进出口建筑物等部分组成。槽身置于支承结构上,槽身重及槽中水重通过支承结构传给基础,再传至地基。渡槽一般适用于渠道跨越深宽河谷且洪水流量较大、渠道跨越广阔滩地或洼地等情况。它比倒虹吸管水头损失小,便利通航,管理运用方便,
11、是交叉建筑物中采用最多的一种型式。2、渡槽的组成 进出口:包括进出口渐变段、与两岸渠道连接的槽台、挡土墙等。其作用是使槽内水流与渠道水流平顺衔接,减小水头损失并防止冲刷。2、渡槽的组成 槽身:主要起输水作用,对于梁式、拱上结构为排架式的拱式渡槽,槽身还起纵向梁的作用。槽身横断面形式有矩形、梯形、U形、半椭圆形和抛物线形等,常用矩形与 U形。横断面的形式与尺寸主要根据水力计算、材料、施工方法及支承结构形式等条件选定。也有的渡槽将槽身与支承结构结合为一体。2、渡槽的组成 支承结构:其作用是将支承结构以上的荷载通过它传给基础,再传至地基。按支承结构形式的不同,可将渡槽分为梁式、拱式、梁型桁架式及桁架
12、拱(或梁)式以及斜拉式等。梁式渡槽的支承结构有重力式槽墩、钢筋混凝土排架(图a)及桩柱式排架等。拱式渡槽的支承结构由墩台、主拱圈及拱上结构组成。槽身荷载通过拱上结构传给主拱圈,再由主拱圈传给墩台。根据拱上结构形式的不同,拱式渡槽又可分为实腹式及空腹式两类。桁架拱式渡槽按结构特征和槽身在桁架拱上位置的不同,可分为上承式、下承式、中承式和复拱式四种。斜拉式渡槽支承结构由塔架与塔墩(或承台)组成,并由固定在塔架上的斜拉索悬吊槽身。基础:为渡槽下部结构,其作用是将渡槽全部重量传给地基。2、渡槽的分类 渡槽根据其支承结构的情况,分为梁式(简支、双悬臂、单悬臂)渡槽和拱式渡槽两大类。2、渡槽的分类 按支承
13、结构形式的不同,可将渡槽分为梁式、拱式、梁型桁架式及桁架拱(或梁)式以及斜拉式等。梁式渡槽的支承结构有重力式槽墩、钢筋混凝土排架及桩柱式排架等。拱式渡槽的支承结构由墩台、主拱圈及拱上结构组成。槽身荷载通过拱上结构传给主拱圈,再由主拱圈传给墩台。根据拱上结构形式的不同,拱式渡槽又可分为实腹式及空腹式两类。桁架拱式渡槽按结构特征和槽身在桁架拱上位置的不同,可分为上承式、下承式、中承式和复拱式四种。斜拉式渡槽支承结构由塔架与塔墩(或承台)组成,并由固定在塔架上的斜拉索悬吊槽身。3、隧洞 概念:在水利工程中为了输水或泄洪,常穿山开挖建成封闭式的输水道,称为水工隧洞。分类:按其担负任务的不同,可分为放水
14、隧洞和泄水隧洞。放水隧洞用来由水库放出用于灌溉、发电和给水等所需的水量;泄水隧洞可以用于配合溢洪道宣泄部分洪水,泄放水电站尾水、为检修枢纽建筑物或因战备等的需要而放空水库以及排沙等。3、隧洞 组成:隧洞由进口段、洞身段、出口段组成 隧洞由进、出口的布置主要包括:进、出口和洞身及闸门的布置。3、隧洞 水工隧洞的类型 1.按用途分类(1)泄洪洞:配合溢洪道宣泄洪水,保证安全。(2)引水洞:引水发电、灌溉或供水。(3)排沙洞:排放水库泥沙,延长水库的使用年限,有利于水电站的正常运行。(4)放空洞:在必要的情况下放空水库。(5)导流洞:在水利枢纽的施工期用来施工导流。在设计水工隧洞时,应根据枢纽的规划
15、任务,尽量考虑一洞多用,以降低工程造价。如施工导流洞与永久隧洞相结合,枢纽中的泄洪、排沙、放空隧洞的结合等。3、隧洞 水工隧洞的类型 2.按洞内水流状态分类(1)有压洞:工作闸门布置在隧洞出口,洞身全断面被水流充满,隧洞内壁承受较大的内水压力。(2)无压洞:工作闸门布置在隧洞的进口,水流没有充满全断面,有自由水面。4、涵洞 概念:涵洞是公路或铁路与沟渠相交的地方使水从路下流过的通道,作用与桥相同,但一般孔径较小,形状有管形、箱形及拱形等。此外,涵洞还是一种洞穴式水利设施,有闸门以调节水量。组成:组成:涵洞是设于路基下的排水孔道,通常由洞身、洞口建筑两大部分组成。4、涵洞 分类:按照构造形式,涵
16、洞可分为圆管涵、拱涵、盖板涵、箱涵。按照填土情况不同分类,涵洞可以分为明涵和暗涵。按建筑材料分类,涵洞可分为砖涵、石涵、混凝土涵及钢筋混凝土涵等。按水力性能分类,涵洞可分为无压力式涵洞、半压力式涵洞、压力式涵洞。4、涵洞 4、涵洞 4、涵洞 4、涵洞 作用作用 涵洞是用来跨越河流、灌溉渠、道路等障碍物的建筑物,主要功能是上面行车、行人,下面可供排洪、灌溉、立交等正常运行。涵洞在公路工程中占较大比例,是公路工程的重要组成部分,主要表现在工程数量和工程造价上。据有关资料介绍:涵洞工程数量约占桥涵总数的60 一70,平原地区,每公里约有13座;山岭重丘区,每公里平均约有46座。涵洞工程造价约占到桥涵
17、总额的40左右。4、涵洞 涵洞与桥 涵洞与桥技术上是以跨径为划分标准的。一般5米(不含)以上称桥,以下就称涵洞。但圆管涵和箱涵不论孔径、跨径多少都称涵洞。但实际上,涵洞与桥梁的主要区别是在于,一般涵洞上有填土,而桥上就直接铺轨道(但仍有道碴)。从侧面看,涵洞就象在路基上挖的孔,而路基在桥梁处就断开了。5、桥 按跨径大小和多跨总长分为:特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞。其中:特大桥:多孔跨径总长500米,单孔跨径100 米 大桥:多孔跨径总长100米,单孔跨径40 米 中桥:30米多孔跨径总长100米,20单孔跨径40 米 小桥:8米多孔跨径总长300米,5单孔跨径20米 涵洞:多孔跨径总长8米,
18、单孔跨5米 5、桥 按使用性分:公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥等。按行车道位置分为:上承式桥、中承式桥、下承式桥。按承重构件受力情况可分为:梁桥、板桥、拱桥、钢结构桥、吊桥、组合体系桥(斜拉桥、悬索桥)。按使用年限可分为:永久性桥、半永久性桥、临时桥。按材料类型分为:木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥。6、倒虹吸 概念:倒虹吸管是设置在渠道与河流、山沟、谷地、道路等相交处的压力输水建筑物。它与渡槽相比,具有造价低、施工方便的优点,但水头损失较大,运行管理不如渡槽方便。6、倒虹吸 结构:6、倒虹吸 组成:由进口段、管身段、出口段组成。(1)进口段的形式和布置 进口段包括进水口、拦
19、污栅、闸门、启闭台、进口渐变段及沉沙池等。进口段的结构型式,应保证通过不同流量时管道进口处于淹没状态,以防止水流在进口段发生跌落、产生水跃而使管身引起振动。进口具有平顺的轮廓,以减小水头损失,并应满足稳定、防冲和防渗等要求。6、倒虹吸 组成:(2)出口段的形式和布置 出口段包括出水口、闸门、消力池、渐变段等。其布置形式与进口段相似。为使出口与下游渠道平顺连接,一般设渐变段,其长度常用用46倍的渠道设计水深。同时渐变段下游35m长度内的渠道还应护砌,以防止水流对下游渠道冲刷。渐娈段的底部常设消力池。消力池长度一般为渠道设计水深的56倍。消力池深度可按下式估算:T0.5D+30()。6、倒虹吸 组
20、成:(3)管身及镇墩的形式与构造 管身:倒吸管的材料应根据压力大小及流量的多少、就地取材、施工方便、经久耐用等原则综合分析选择。常用的材料主要有混凝土、钢筋混凝土、铸铁和钢材等。为防止温度、冰冻、耕作等不利因素影响,管道应埋设在耕作层以下;在冰冻区,管顶应布置在冰冻层以下;在穿越河道时,管顶应布置在冲刷线以下0.5m;穿越公路时,为改善管身的受力条件,管顶应埋设在路面以下1.0m左右。为了防止管道因地基不均匀沉陷及温度过低产生较大的纵向应力,使管身发生横向裂缝,管身应设置伸缩缝,缝内设止水。缝的间距应根据地基、管材、施工、气温等条件确定。伸缩缝的型式主要有平接、套接、企口接以及预制管的承插式接
21、头等。缝的宽度一般为12,缝中堵塞沥青麻绒、沥青麻绳、柏油杉板或胶泥等。6、倒虹吸 组成:(3)管身及镇墩的形式与构造 镇墩。在倒吸管的变坡及转弯处都应设置镇墩,其主要作用是连接和固定管道。在斜坡段若坡度陡,长度大,为防止管身下滑,保证管身稳定,也应在斜坡段设置镇墩,其设置个数视地形、地质条件而定。镇墩的材料主要为砌石、混凝土或钢筋混凝土。砌石镇墩多用于小型倒虹吸工程。在岩基上的镇墩,可加锚杆与岩基连结,以增加管身的稳定性。镇墩承受管身传来的荷载及水流产生的荷载,以及填土压力、自身重力等,为了保持稳定,镇墩一般是重力式的。镇墩与管盖的连接形式有两种:刚性连接和柔性连接。堤防的分类与堤防工程的级
22、别堤防的分类与堤防工程的级别 按建筑材料,堤防可分为土堤、砂堤、石堤、混凝土堤等四种。(1)土堤:由粘土、壤土筑成,主要建在平原地区江河沿岸、海岸、湖泊四周、排灌沟渠沿岸及水库周边。(2)砂堤:由沙土或砂砾石筑成,主要建在山区、丘陵区江河沿岸,水库周边、海岸。(3)石堤:由块石或条石筑成,主要建在海岸、取土困难的江河沿岸及城区河段沿岸。(4)混凝土堤:由混凝土或钢筋混凝土筑成,主要用于城区河段沿岸。按所在位置,堤防可分为河(江)堤、海堤、湖堤、水库堤及渠(沟)堤等五种。类 别所在位置 主要作用备 注河(江)堤江河沿岸 抵御洪水海 堤海 岸抵御潮汐、海浪必须坚固抗冲湖 堤湖泊四周 防湖水漫溢、围
23、垦水库堤水库周围及回水末端减少水库淹没面积 迎水面必须抗风浪淘刷渠(沟)堤灌溉渠道及排水沟道两侧约束水流 堤防工程的级别堤防工程的级别 堤防工程的级别依据堤防工程的防洪标准确定,依据堤防工程设计规范(GB502861998),堤防工程分为5级。防洪标准 重现期(年)100100 且5050 且3030且2020且10堤防工程的级别12345 险情的鉴别与抢护:常见的堤防险情有:漫溢、渗水、漏洞、滑坡、管涌、风浪、坍塌、裂缝等。漫溢抢护原则:水涨堤高抢护方法:纯土子埝、土袋子埝、护坡子埝。渗水抢护原则:临河截渗,背河导渗。抢护方法:临河帮戗、开沟导渗等。漏洞抢护原则:临河截堵断流,背河反滤导渗,
24、临背并举。抢护方法:抛袋堵漏,反滤设备。滑坡抢护原则:消除渗透压力,恢复堤身稳定。抢护方法:开沟导渗,滤水还坡。管涌抢护原则:反滤导渗,制止涌水带出泥沙。抢护方法:减压围井,反滤铺盖。风浪抢护原则:破浪固堤。抢护方法:土袋防浪,桩柳固堤。坍塌抢护原则:护岸固基,缓流落淤。抢护方法:护脚防冲,沉柳护脚。裂缝抢护原则:消除成因,固堤、填缝。抢护方法:开挖回填,灌堵缝口。概念:干旱是因长期少雨而空气干燥、土壤缺水的气候现象。等级划分:小旱:连续无降雨天数,春季达16-30天、夏季16-25天、秋冬季31-50天。中旱:连续无降雨天数,春季达31-45天、夏季26-35天、秋冬季51-70天。大旱:连
25、续无降雨天数,春季达46-60天、夏季36-45天、秋冬季71-90天。特大旱:连续无降雨天数,春季在61天以上、夏季在46天以上、秋冬季在91天以上。汛期:汛期是指江河中由于流域内季节性降水、融冰、化雪,引起定时性水位上涨的时期。我国汛期主要是由于夏季暴雨和秋季连绵阴雨造成的。从全国来讲,汛期的起止时间不一样,主要由各地区的气候和降水情况决定。南方入汛时间较早,结束时间较晚;北方入汛时间较晚,结束时间较早。每年5至9月,江淮流域降雨明显比其他月份多,习惯上把这一段时间称为汛期。汛期是一年中降水量最大时时期,容易引起洪涝灾害,因此应做好防汛工作。防汛工作:按季节而产生的洪水称为汛水,常把防洪工
26、作称为防汛工作。按照洪水出现的时期不同,常把汛期分为凌汛、桃汛、伏汛、秋汛。防洪工程主要是指伏、秋汛。涝灾:由于本地降水过多,地面径流不能及时排除,农田积水超过作物耐淹能力,造成农业减产的灾害。洪灾:洪灾是由于江、河、湖、库水位猛涨,堤坝漫溢或溃决,使客水入境而造成的灾害。涝灾除对农业造成重大灾害外,还会造成工业甚至生命财产的损失。涝灾与洪灾的共同点是地表积水(或径流)过多,区别是涝灾因本地降水过多而造成,洪灾则是因客水入境而造成。为评价我国地表水水质,我国有关部门曾对全国878条河流,总长度为87100km的河流水体进行综合评价。评价结果表明我国地表水可分为五级,其污染程度和可利用情况如下。一级水:水质良好,符合饮用水,渔业用水标准,占评价河流总长度281 二级水:轻度污染,符合地面水水质卫生标准,可作渔业用水,经处理后可作饮用水,占总长度395;三级水:较重污染,可作农业灌溉用水,占总长度195;四级水:重污染,不符合农业灌溉要求,占总长度68;五级水:严重污染,占总长度61。