1、土木工程概论土木工程概论第三篇第三篇 水利水利 水 利第三篇第一章第一章 概述概述 Introduction to Water ConservancyIntroduction to Water Conservancy 所谓水利，就是人类社会为了生存和发展的需所谓水利，就是人类社会为了生存和发展的需要，采取各种措施，对自然界的水和水域进行控制要，采取各种措施，对自然界的水和水域进行控制和调配，以防治水旱灾害，开发利用和保护水资源。和调配，以防治水旱灾害，开发利用和保护水资源。研究这类活动及其对象的技术理论和方法的知识体研究这类活动及其对象的技术理论和方法的知识体系称为水利科学。用于控制和调配自然
2、界的地表水系称为水利科学。用于控制和调配自然界的地表水和地下水，以达到除害兴利目的而修建的工程称为和地下水，以达到除害兴利目的而修建的工程称为水利工程。水利工程。水利工程具有下列特点：工作条件复杂；施工水利工程具有下列特点：工作条件复杂；施工难度大；各地的自然条件各有差异，因此大型水利难度大；各地的自然条件各有差异，因此大型水利工程的设计总是各有特点，难以划一；大型水利工工程的设计总是各有特点，难以划一；大型水利工程投资大，工期长，对社会、经济和环境有很大影程投资大，工期长，对社会、经济和环境有很大影响。响。水 利第三篇 水利科学涉及到自然科学和社会科学的许多门水利科学涉及到自然科学和社会科学
3、的许多门类的知识，如气象学、地质学、地理学、测绘学、农类的知识，如气象学、地质学、地理学、测绘学、农学、林学、生态学、电机学及经济学、管理学、环境学、林学、生态学、电机学及经济学、管理学、环境科学等。按照分支学科的性质，它可分为以下四类。科学等。按照分支学科的性质，它可分为以下四类。基础学科：水文学、水力学、河流动力学、固体基础学科：水文学、水力学、河流动力学、固体力学、土力学、岩石力学等。力学、土力学、岩石力学等。专业学科：防洪、灌溉和排水、水力发电、航道专业学科：防洪、灌溉和排水、水力发电、航道与港口、水土保持、城镇供水与排水。与港口、水土保持、城镇供水与排水。按工作程序划分的学科：水利勘
4、测、水利规划、按工作程序划分的学科：水利勘测、水利规划、水工建筑物设计、水利工程施工、水利管理等。水工建筑物设计、水利工程施工、水利管理等。综合性分支学科：水利史、水利经济、水资源等综合性分支学科：水利史、水利经济、水资源等。水 利第三篇第二章第二章 水水 资资 源源Water ResourcesWater Resources 水是一切生命的源泉，是人类生活和生水是一切生命的源泉，是人类生活和生产活动必不可少的物资。在人类社会的生存产活动必不可少的物资。在人类社会的生存和发展中，需要不断地适应、利用、改造和和发展中，需要不断地适应、利用、改造和保护水环境。保护水环境。水 利第三篇 3.2.1
5、水循环与水文学水循环与水文学 地球上的水受热力和重力的作用，并且每时每地球上的水受热力和重力的作用，并且每时每刻都在大气和海陆之间周而复始地作循环运动，这刻都在大气和海陆之间周而复始地作循环运动，这一过程称为水循环一过程称为水循环(water circulation)。如下图：。如下图：海洋（小循环）蒸发降水降水（小循环）（小循环）蒸发降水蒸发降水（大循环）下滲地下水下滲陆径流图图-3.2.1 水文循环水文循环 水 利第三篇返回 水文学水文学(hydrology)是研究地球上水的时空分是研究地球上水的时空分布和运动规律并应用于水资源开发利用与保护的布和运动规律并应用于水资源开发利用与保护的科学
6、。科学。水文学可分为陆地水文学和海洋水文学两大水文学可分为陆地水文学和海洋水文学两大部分。水文学的重要内容是地面水和地下水的观部分。水文学的重要内容是地面水和地下水的观测、评估和预测，并为规划和管理提供依据。测、评估和预测，并为规划和管理提供依据。水文学的研究方法主要有水文测验、水文规水文学的研究方法主要有水文测验、水文规律的实验和理论分析等。水文测验是水文学研究律的实验和理论分析等。水文测验是水文学研究的基础，其目的是获得水文资料。水文规律分为的基础，其目的是获得水文资料。水文规律分为物理规律和统计规律。物理规律和统计规律。水文学要解决水资源利用中一系列的水文问水文学要解决水资源利用中一系列
7、的水文问题，主要有水资源评估、水文计算、水文预报和题，主要有水资源评估、水文计算、水文预报和水资源保护等。水资源保护等。水 利第三篇返回 3.2.2 中国水资源特性中国水资源特性 水资源的主要来源是降水，及由其转化生成的水资源的主要来源是降水，及由其转化生成的陆地表面及地下可补给更新的淡水。河川径流和浅陆地表面及地下可补给更新的淡水。河川径流和浅层地下水是其最主要的组成部分。层地下水是其最主要的组成部分。我国水资源在地区上分布不均，东南多，西北我国水资源在地区上分布不均，东南多，西北少，由东南到西北递减。长江流域和长江以南地区，少，由东南到西北递减。长江流域和长江以南地区，地表水资源占全国的地
8、表水资源占全国的70%70%，而长江以北地区仅占，而长江以北地区仅占30%30%。就同一地区而论，降雨量和径流量在年内分配就同一地区而论，降雨量和径流量在年内分配不均。大部分地区年降雨量和年径流量主要集中在不均。大部分地区年降雨量和年径流量主要集中在汛期，南方地区的汛期雨量约占全年雨量的汛期，南方地区的汛期雨量约占全年雨量的505060%60%；北方汛期雨量约占全年的北方汛期雨量约占全年的606070%70%。中国的河流泥沙问题十分严重。中国的河流泥沙问题十分严重。水 利第三篇返回 分分 区区 面面 积积 (km2)年降水量年降水量 (108m3)河川年河川年 径流径流量量 (108m3)年地
9、下年地下 储量储量 (108m3)年水资年水资 总量总量 (108m3)黑龙江流域片黑龙江流域片 903,418 4,476 1,166 431 1,352辽河流域片辽河流域片 345,027 1,901 487 194 577海滦河流域片海滦河流域片 318,161 1,781 288 265 421黄河流域片黄河流域片 794,712 3,691 661 406 744淮河流域片淮河流域片 329,211 2,830 741 393 961长江流域片长江流域片 1,808,500 19,360 9,513 2,464 9,613珠江流域片珠江流域片 580,641 8,967 4,685
10、1,115 4,708浙闽台流域片浙闽台流域片 239,803 4,216 2,557 613 2,592西南诸河片西南诸河片 851,406 9,346 5,853 1,554 5,853内陆诸河片内陆诸河片 3,321,713 5,113 1,064 820 1,201额尔齐斯河额尔齐斯河 52,730 208 100 43 103全国全国 9,545,322 61,889 27,115 8,288 28,124表表-3.2.1 中国分区水资源量中国分区水资源量 水 利第三篇 3.2.3 水水 资资 源源 利利 用用 水资源是有限的水资源是有限的,而且人类活动所需水量还在而且人类活动所需水
11、量还在不断增加。需水量分为河道外需水和河道内需水两不断增加。需水量分为河道外需水和河道内需水两大类。大类。水资源的利用分为以下几个方面：水资源的利用分为以下几个方面：1.居民生活及城市用水居民生活及城市用水 2.工业用水工业用水 3.农业用水农业用水 4.水力发电需水量水力发电需水量 5.航运需水量航运需水量 6.排砂需水量排砂需水量 前三者为河道外需水，后三者为河道内需水。前三者为河道外需水，后三者为河道内需水。水 利第三篇 3.2.4 水资源的开发和保护水资源的开发和保护 水资源开发的对象即水源主要是地表水和地下水资源开发的对象即水源主要是地表水和地下水。水。现代水资源开发的主流是大坝的修
12、建。水资源现代水资源开发的主流是大坝的修建。水资源开发大多是综合性的，其中包括防洪的目的，即进开发大多是综合性的，其中包括防洪的目的，即进行洪水调节。行洪水调节。我们要提倡节约用水、合理用水，提高水的有我们要提倡节约用水、合理用水，提高水的有效利用率，对废污水进行处理、再生回用，把海水效利用率，对废污水进行处理、再生回用，把海水淡化或利用海水作工业冷却用水，以及进行流域之淡化或利用海水作工业冷却用水，以及进行流域之间水量的合理调配，这些都是解决水资源不足的有间水量的合理调配，这些都是解决水资源不足的有效措施。效措施。水 利第三篇 第三章第三章 水水 工工 建建 筑筑 物物 在水利水电工程中，常
13、常需要修建一些建筑物，在水利水电工程中，常常需要修建一些建筑物，称为水工建筑物。一般用来挡水、泄水、输水、排沙称为水工建筑物。一般用来挡水、泄水、输水、排沙等，以达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的。等，以达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的。下面将介绍几种主要的水工建筑物。下面将介绍几种主要的水工建筑物。1.1.挡水建筑物挡水建筑物 (1)(1)坝坝;(2)(2)水闸水闸;(3)(3)堤堤 2.2.泄水建筑物泄水建筑物 3.3.输水建筑物输水建筑物 4.4.取水建筑物取水建筑物 5.5.整治建筑物整治建筑物 当然，有些建筑物的作用不是单一的。如溢流坝。当然，有些建筑物的作用不是单一的。如
14、溢流坝。水 利第三篇 3.3.1 坝坝 dam 坝是水库枢纽工程中的主体建筑。坝按筑坝材坝是水库枢纽工程中的主体建筑。坝按筑坝材料可分为土石坝、混凝土坝和浆砌石坝等；而混凝料可分为土石坝、混凝土坝和浆砌石坝等；而混凝土坝和浆砌石坝按结构特点又可分为重力坝、拱坝土坝和浆砌石坝按结构特点又可分为重力坝、拱坝和支墩坝等。和支墩坝等。水电站非溢流坝溢流坝左岸右岸右非溢流坝左非溢流坝图图-3.3.1-3.3.1 水利枢纽平面布置示意图水利枢纽平面布置示意图 水 利第三篇死水位兴利库容调洪库容总库容校核洪水位设计洪水位正常高水位死水位河床总库容兴利库容调洪库容死库容库容水位0(a)(b)图图-3.3.2
15、库容组成示意图库容组成示意图 水 利第三篇 1.重力坝重力坝 gravity dam 重力坝重力坝(如图如图-3.3.3所示所示)主要是依靠坝体自重来主要是依靠坝体自重来抵抗水压力及其他外荷载、维持自身的稳定。重力抵抗水压力及其他外荷载、维持自身的稳定。重力坝的断面基本呈三角形，筑坝材料为混凝土或浆砌坝的断面基本呈三角形，筑坝材料为混凝土或浆砌石。目前世界上最高的混凝土重力坝是瑞士的大狄石。目前世界上最高的混凝土重力坝是瑞士的大狄克桑斯坝，坝高克桑斯坝，坝高285m。重力坝是整体结构，坝体应设置永久性温度缝重力坝是整体结构，坝体应设置永久性温度缝和沉陷缝。和沉陷缝。重力坝常修筑在岩石地基上，相
16、对安全可靠，重力坝常修筑在岩石地基上，相对安全可靠，耐久性好，抵抗渗漏、洪水漫溢、战争和自然灾害耐久性好，抵抗渗漏、洪水漫溢、战争和自然灾害能力强；设计、施工技术较为简单，易于进行机械能力强；设计、施工技术较为简单，易于进行机械化施工；其主要缺点是体积大，材料强度不能充分化施工；其主要缺点是体积大，材料强度不能充分发挥，对稳定控制要求高等。发挥，对稳定控制要求高等。水 利第三篇水 平 推 力上 游 水 面抗 滑 力坝 下 游 面坝体自重 图图-3.3.3 重力坝示意图重力坝示意图 水 利第三篇 如图如图-3.3.4所示所示,作用于重力坝坝体上的主要作用于重力坝坝体上的主要荷载有坝体自重、水压力
17、、扬压力、泥砂压力、荷载有坝体自重、水压力、扬压力、泥砂压力、风浪压力和地震作用等。风浪压力和地震作用等。图图-3.3.4-3.3.4 重力坝受力简图重力坝受力简图 水 利第三篇 重力坝的型式除实体重力坝外，还有宽缝重力坝重力坝的型式除实体重力坝外，还有宽缝重力坝和空腹重力坝等（见图和空腹重力坝等（见图-3.3.5）。）。横缝宽缝引水钢管腹拱电站厂房IIII(a)(b)(c)横缝宽缝引水钢管腹拱电站厂房IIII(a)(b)(c)图图3.3.5 重力坝的主要形式重力坝的主要形式（a）实体重力坝；（）实体重力坝；（b）宽缝重力坝）宽缝重力坝;（c）空腹重力坝）空腹重力坝 水 利第三篇 用振动碾压超
18、干硬性混凝土的施工技术称为碾用振动碾压超干硬性混凝土的施工技术称为碾压混凝土施工技术；采用这种方法所筑的坝称为碾压混凝土施工技术；采用这种方法所筑的坝称为碾压混凝土坝。压混凝土坝。但是，各国的施工方法不尽相同。例如日本采但是，各国的施工方法不尽相同。例如日本采用用“皮包馅皮包馅”的方法的方法(RCD)，即只在内部采用碾压，即只在内部采用碾压混凝土，而在外部和基础部分则浇筑常规混凝土。混凝土，而在外部和基础部分则浇筑常规混凝土。美国采用了全断面碾压的方法美国采用了全断面碾压的方法(RCC)，但有的碾压，但有的碾压混凝土坝由于严重渗漏而不得不废弃。我国有的工混凝土坝由于严重渗漏而不得不废弃。我国有
19、的工程与日本的施工方法相似；有的则采用了全断面碾程与日本的施工方法相似；有的则采用了全断面碾压，但在上游面另设了防渗层，如坑口坝。压，但在上游面另设了防渗层，如坑口坝。RCD:roller compact concrete damRCC:roller compact concrete 水 利第三篇 2.拱坝拱坝 arch dam 拱坝拱坝(见图见图-3.3.6)在平面上呈凸向上游的拱形，在平面上呈凸向上游的拱形，拱的两端支承于两岸的山体上。拱坝一般是利用两拱的两端支承于两岸的山体上。拱坝一般是利用两端拱座的反力，同时还依靠自重来维持坝体稳定。端拱座的反力，同时还依靠自重来维持坝体稳定。拱坝比重
20、力坝可比较充分地利用坝体的强度，拱坝比重力坝可比较充分地利用坝体的强度，其体积较重力坝为小，其超载能力比其他坝型为高其体积较重力坝为小，其超载能力比其他坝型为高。主要缺点是对坝址河谷形状及地基要求较高。主要缺点是对坝址河谷形状及地基要求较高。温度荷载对拱坝应力及稳定影响较大，必须予温度荷载对拱坝应力及稳定影响较大，必须予以考虑。以考虑。拱坝按结构作用可分为纯拱坝、拱坝和重力拱坝拱坝按结构作用可分为纯拱坝、拱坝和重力拱坝；按体型可分为双曲拱坝、单曲拱坝和空腹拱坝；按体型可分为双曲拱坝、单曲拱坝和空腹拱坝；按坝底厚度与坝高之比分为薄拱坝（比值小于按坝底厚度与坝高之比分为薄拱坝（比值小于0.2）和厚
21、拱坝（比值大于和厚拱坝（比值大于0.35）等；按筑坝材料可分为混）等；按筑坝材料可分为混凝土拱坝和浆砌石拱坝。凝土拱坝和浆砌石拱坝。水 利第三篇拱基反力图图-3.3.6 拱坝示意图拱坝示意图 水 利第三篇 3.3.土石坝土石坝(earthfill dam,rockfill(earthfill dam,rockfill dam)dam)土石坝是利用当地土料、石料或土石混合土石坝是利用当地土料、石料或土石混合料堆筑而成的坝型，土石坝的优点是筑坝材料料堆筑而成的坝型，土石坝的优点是筑坝材料取自当地，节省材料；对坝基要求较低；抗震取自当地，节省材料；对坝基要求较低；抗震性能好。缺点是需另行修建泄水建筑
22、物，抵御性能好。缺点是需另行修建泄水建筑物，抵御超标准洪水能力差。超标准洪水能力差。土石坝一般由坝身、防渗设施、排水设施土石坝一般由坝身、防渗设施、排水设施和护坡等部分组成和护坡等部分组成,如图如图-3.3.7-3.3.7所示。所示。按施工方法不同，可分为碾压式土石坝、按施工方法不同，可分为碾压式土石坝、抛填式堆石坝、定向爆破堆石坝、水力冲填坝抛填式堆石坝、定向爆破堆石坝、水力冲填坝和水坠坝等。其中碾压式土石坝应用最为广泛。和水坠坝等。其中碾压式土石坝应用最为广泛。水 利第三篇心墙上游水位上游水位坝顶下游护坡上游护坡下游护坡上游护坡下游水位浸 润 线坝体浸 润 线排水体排水体坝体（a)均质土坝
23、（b)心墙坝图图-3.3.7 土坝的组成土坝的组成 水 利第三篇 根据土料在坝体内的分布情况和防渗体位置不根据土料在坝体内的分布情况和防渗体位置不同，碾压式土石坝可按下列分类同，碾压式土石坝可按下列分类(图图-3.3.8)-3.3.8)。(1)(1)均质坝。坝体由一种透水性较弱的土料填均质坝。坝体由一种透水性较弱的土料填筑而成。筑而成。(2)(2)多种土质坝。坝体由几种不同土料所构成，多种土质坝。坝体由几种不同土料所构成，防渗料位于坝体上游或中间。防渗料位于坝体上游或中间。(3)(3)心墙坝。防渗料位于坝体中间，用透水性心墙坝。防渗料位于坝体中间，用透水性较好和抗剪强度较高的砂石料作坝壳。较好
24、和抗剪强度较高的砂石料作坝壳。(4)(4)斜墙坝。坝体由透水性较好和抗剪强度较斜墙坝。坝体由透水性较好和抗剪强度较高的砂石料筑成，防渗体位于坝体上游面。高的砂石料筑成，防渗体位于坝体上游面。水 利第三篇(a)(b)土质心墙混凝土或沥青混凝土心墙保护层土质斜墙（c)(d)沥青混凝土或钢筋混凝土斜墙砂砾石砂壤土砂砂砾石（e)(f)砂保护层壤土砂质粘土砾石块石（g)(h)图图-3.3.8 土石坝分类土石坝分类 水 利第三篇 水闸是一种低水头水工建筑物，既可用来挡水闸是一种低水头水工建筑物，既可用来挡水，又可用来泄水，并可通过闸门控制泄水流量水，又可用来泄水，并可通过闸门控制泄水流量和调节水位。和调节
25、水位。水闸按其所承担的主要任务可分为进水闸水闸按其所承担的主要任务可分为进水闸（取水闸）、节制闸、排水闸、分洪闸、挡潮闸、（取水闸）、节制闸、排水闸、分洪闸、挡潮闸、排砂闸等。按结构型式可分为开敞式、胸墙式和排砂闸等。按结构型式可分为开敞式、胸墙式和涵洞式等。涵洞式等。水闸一般由闸室、上游连接段和下游连接段水闸一般由闸室、上游连接段和下游连接段等组成，其中闸室是水闸的主体，如图等组成，其中闸室是水闸的主体，如图-3.3.9所示。所示。3.3.2 水水 闸闸 water gate 水 利第三篇水流上游连接段闸室段下游连接段 图图-3.3.9 水闸组成示意图水闸组成示意图1闸门；闸门；2底板；底板
26、；3闸墩；闸墩；4胸墙；胸墙；5工作桥；工作桥；6交通桥；交通桥；7上游上游防冲槽；防冲槽；8上游防冲段（铺盖）；上游防冲段（铺盖）；9上游翼墙；上游翼墙；10上游两岸护坡；上游两岸护坡；11护坦护坦（消力池）；（消力池）；12海漫；海漫；13下游防冲槽；下游防冲槽；14下游翼墙；下游翼墙；15下游两岸护坡下游两岸护坡 水 利第三篇 渡槽属于渠系建筑物的一种，实际上就渡槽属于渠系建筑物的一种，实际上就是一种过水桥梁，用来输送渠道水流跨越河渠、是一种过水桥梁，用来输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地或道路等。渡槽常用砌石、混凝土溪谷、洼地或道路等。渡槽常用砌石、混凝土或钢筋混凝土建造。或钢筋混凝土建
27、造。渡槽主要由进出口段、槽身、支承结构和渡槽主要由进出口段、槽身、支承结构和基础等构成。槽身横断面型式以矩形和基础等构成。槽身横断面型式以矩形和U U形断形断面居多，如图面居多，如图-3.3.10-3.3.10所示。支承结构的型式所示。支承结构的型式有梁式、拱式、斜拉式等，参照图有梁式、拱式、斜拉式等，参照图-3.3.11-3.3.11。3.3.3 渡渡 槽槽 aqueduct 水 利第三篇BhH1Bht肋(a)(b)侧墙中纵梁边纵梁底板h0RR0r圆心轴形心轴H1cft0s0d0b(c)(d)拉杆a t2R0t 图图-3.3.10 槽身横断面槽身横断面 (a)设拉杆的矩形槽身设拉杆的矩形槽身
28、;(b)设肋的矩形槽身设肋的矩形槽身;(c)多纵梁的矩形槽身多纵梁的矩形槽身;(d)U形槽身形槽身 水 利第三篇(a)(b)(d)(c)图图-3.3.11 渡槽布置图渡槽布置图(a)梁式渡槽梁式渡槽;(b)板拱渡槽板拱渡槽;(c)肋拱渡槽肋拱渡槽;(d)斜拉式渡槽斜拉式渡槽1进口段；进口段；2出口段；出口段；3槽身；槽身；4收缩缝；收缩缝；5排架；排架；6支墩；支墩；7渠道；渠道；8重力式槽台；重力式槽台；9槽墩；槽墩；10边墩；边墩；11砌石板拱；砌石板拱；12肋拱；肋拱；13拱座；拱座；1414塔架；塔架；1515承台；承台；1616斜拉索；斜拉索；1717井柱桩；井柱桩；1818填土填土
29、 水 利第三篇第第 四四 章章治治 河河 防防 洪洪 工工 程程River Regulation and Flood Control 水 利第三篇 3.4.1 河河 流流 整整 治治 技技 术术 为了满足人类生活和生产的需要，人为地控为了满足人类生活和生产的需要，人为地控制河流的变化过程，并防止水流的危害的行为，制河流的变化过程，并防止水流的危害的行为，被称为河道治理。被称为河道治理。根据河流的形态和演变特点，常将河流分为根据河流的形态和演变特点，常将河流分为顺直、弯曲和分汊和游荡等四种河型顺直、弯曲和分汊和游荡等四种河型(参照图参照图-3.4.1)3.4.1)。(1)(1)顺直（微弯）河段顺
30、直（微弯）河段 (2)(2)弯曲河段弯曲河段 (3)(3)分汊河段分汊河段 (4)(4)游荡型河段游荡型河段 水 利第三篇边 滩(a)(b)(c)(d)边 滩边 滩深 槽深 槽深 槽过 渡 段江 心 洲 图图-3.4.1 河型示意图河型示意图(a)顺直型河道顺直型河道;(b)弯曲型河道弯曲型河道;(c)分汊型河道分汊型河道;(d)游荡型河道游荡型河道 水 利第三篇 各条河流都有自己独特的特性，在河流治各条河流都有自己独特的特性，在河流治理中，既有一般性的规律需要遵循，又更要特理中，既有一般性的规律需要遵循，又更要特别注意这些特性，采取符合实际的整治技术措别注意这些特性，采取符合实际的整治技术措
31、施。施。确定规划的重要参数，如设计流量、设计确定规划的重要参数，如设计流量、设计水位、比降、水深、河道平面和断面形态指标，水位、比降、水深、河道平面和断面形态指标，选取优化方案。图选取优化方案。图-3.4.2-3.4.2所示为一河道整治的所示为一河道整治的例子。例子。水 利第三篇图图-3.4.2 河道整治线河道整治线 1、2现存河岸；现存河岸；3护岸；护岸；4、5锁坝；锁坝；6、7丁坝；丁坝；8挖槽；挖槽；9引河；引河；10顺坝顺坝 水 利第三篇 河道整治的基本原则是：河道整治的基本原则是：（1 1）统筹兼顾、综合治理；分清主次，各）统筹兼顾、综合治理；分清主次，各种整治措施配套使用，以形成完
32、整的整治体系。种整治措施配套使用，以形成完整的整治体系。（2 2）因势利导，重点整治。）因势利导，重点整治。（3 3）对工程结构和建筑材料，因地制宜，）对工程结构和建筑材料，因地制宜，就地取材，以节省投资。就地取材，以节省投资。河道整治的直接措施主要包括：河道整治的直接措施主要包括：（1 1）控制和调整河势）控制和调整河势 （2 2）实施河道裁弯取直）实施河道裁弯取直 （3 3）实施河道展宽工程）实施河道展宽工程 （4 4）实施河道疏浚工程）实施河道疏浚工程 水 利第三篇 3.4.2 河河 流流 整整 治治 建建 筑筑 物物 1.1.丁坝丁坝 丁坝是从岸、滩修筑凸出于水中的建筑物，丁坝是从岸、
33、滩修筑凸出于水中的建筑物，一般成组布设一般成组布设(见图见图-3.4.3)-3.4.3)。丁坝的主要作用是。丁坝的主要作用是逐步束窄河道，刷深主河床，保护岸、滩。逐步束窄河道，刷深主河床，保护岸、滩。垛护 岸圆 头 坝斜 头 坝抛 物 线 坝拐 头 坝图图-3.4.3 丁坝平面形式图丁坝平面形式图 水 利第三篇 按丁坝轴线和河岸或水流方向的关系而分为正挑按丁坝轴线和河岸或水流方向的关系而分为正挑（垂直）、上挑、下挑丁坝。丁坝在平面上有长条形，（垂直）、上挑、下挑丁坝。丁坝在平面上有长条形，人字、月牙、燕翅、磨盘等形状人字、月牙、燕翅、磨盘等形状,如图如图-3.4.4-3.4.4所示。所示。(a
34、)(b)(c)(d)(e)(f)(g)图图-3.4.4 丁坝型式丁坝型式(a)上挑丁坝上挑丁坝;(b)垂直丁坝垂直丁坝;(c)下挑丁坝下挑丁坝;(d)人字坝人字坝;(e)月牙坝月牙坝;(f)燕翅坝燕翅坝;(g)磨盘坝磨盘坝 水 利第三篇 2.顺坝和锁坝顺坝和锁坝 顺坝修建在沿岸河中，具有束窄河槽、导引水顺坝修建在沿岸河中，具有束窄河槽、导引水流，调整河岸的作用。如图流，调整河岸的作用。如图-3.4.5所示。所示。锁坝则多建在多叉河道上用以堵塞支流，保持锁坝则多建在多叉河道上用以堵塞支流，保持主河道有一定的水深，以利通航。主河道有一定的水深，以利通航。图图-3.4.5 顺坝和格坝顺坝和格坝 1
35、1顺坝；顺坝；2 2格坝；格坝；3 3沉排；沉排；4 4河岸河岸 水 利第三篇 3.护岸建筑物护岸建筑物 块石护岸块石护岸:块石护岸一般由抛石护脚及上块石护岸一般由抛石护脚及上部护坡两部分组成。护坡有抛石、浆砌石、干部护坡两部分组成。护坡有抛石、浆砌石、干砌石等型式，护坡的坡度范围为砌石等型式，护坡的坡度范围为1:0.3-1.3；护；护脚的坡度为脚的坡度为1:1.2-3。石笼沉排护岸石笼沉排护岸:用细钢筋、铅丝、树枝条用细钢筋、铅丝、树枝条等做成六面体或圆柱体的笼子、内填块石、砾等做成六面体或圆柱体的笼子、内填块石、砾石或卵石，具有体积大、抗冲力强、可利用小石或卵石，具有体积大、抗冲力强、可利
36、用小石块等优点（参照图石块等优点（参照图-3.4.6)。柔性钢筋混凝土护岸柔性钢筋混凝土护岸:可采用格栅或沉排可采用格栅或沉排等结构形式，参照图等结构形式，参照图-3.4.7和图和图-3.4.8。沥青及沥青混凝土护岸：沥青及沥青混凝土护岸：可以现场浇制，可以现场浇制，也可以采用装配式也可以采用装配式,参照图参照图-3.4.9。水 利第三篇(a)(b)图图-3.4.6 石笼护岸石笼护岸(单位单位m)(a)石笼沉排护岸石笼沉排护岸;(b)混合式护岸混合式护岸 水 利第三篇(a)(b)(c)0.0240.104.53.012 图图-3.4.7 柔性混凝土格栅柔性混凝土格栅(单位单位:m)(a)格栅；
37、格栅；(b)花板条；花板条；(c)铰铰 ；1聚乙烯壳体；聚乙烯壳体；2钢筋钢筋 水 利第三篇图图-3.4.8 柔性混凝土沉排护岸柔性混凝土沉排护岸 1桩；桩；2钢筋混凝土沉排钢筋混凝土沉排 水 利第三篇 图图-3.4.9 装配式沥青混凝土护面铺设图装配式沥青混凝土护面铺设图 1、2沥青混凝土；沥青混凝土；3滚筒；滚筒；4浮式起重机浮式起重机 水 利第三篇 3.4.3 防防 洪洪 工工 程程 防洪工程就是为控制、防御洪水以减免洪灾损防洪工程就是为控制、防御洪水以减免洪灾损失所修建的工程。主要有堤、河道整治、工程、分失所修建的工程。主要有堤、河道整治、工程、分洪工程和水库等。按性质可分为挡、泄和蓄
38、等几大洪工程和水库等。按性质可分为挡、泄和蓄等几大类。类。1.堤防工程堤防工程 就是利用河堤、湖堤防御河、湖的洪水泛滥的就是利用河堤、湖堤防御河、湖的洪水泛滥的防洪措施。防洪堤一般为土质挡水建筑物，其断面防洪措施。防洪堤一般为土质挡水建筑物，其断面设计与土坝基本相同。设计与土坝基本相同。堤的边坡视筑坝土质、水位涨落强度和持续时堤的边坡视筑坝土质、水位涨落强度和持续时间、风浪情况等确定。（见图间、风浪情况等确定。（见图-3.4.10）水 利第三篇图图-3.4.10-3.4.10 淮河大堤剖面图（单位：淮河大堤剖面图（单位：m)水 利第三篇 2.蓄洪分洪工程蓄洪分洪工程 堤防防御洪水的能力是有一定
39、限度的。如果堤防防御洪水的能力是有一定限度的。如果洪水超过堤防的防洪标准，可采用分洪或滞洪措洪水超过堤防的防洪标准，可采用分洪或滞洪措施，将主河道的流量和水位降低到该河段安全泄施，将主河道的流量和水位降低到该河段安全泄量和安全水位以下。量和安全水位以下。分洪是把超过原河安全泄量的部分洪峰流量分洪是把超过原河安全泄量的部分洪峰流量分流入海或其他河流。也可以利用河流中下游河分流入海或其他河流。也可以利用河流中下游河槽本身滩地或沿海低洼地区短期停蓄洪水，削减槽本身滩地或沿海低洼地区短期停蓄洪水，削减洪峰流量，称为滞洪。洪峰流量，称为滞洪。水 利第三篇思考题：思考题：1 简述中国的水资源特性。简述中国的水资源特性。2 简述水的利用。简述水的利用。3 列举几种主要的水工建筑物。列举几种主要的水工建筑物。4 修建拦河坝的目的是什么。修建拦河坝的目的是什么。5 列举坝的主要型式。列举坝的主要型式。6 试作出重力坝的受力图。试作出重力坝的受力图。7 列举土石坝的主要类型。列举土石坝的主要类型。8 河道的四种主要型式是什么。河道的四种主要型式是什么。9 试述河道整治的基本原则。试述河道整治的基本原则。10 列举几种主要的河道整治建筑物列举几种主要的河道整治建筑物。
