水利水电工程概论课件pptPPT课件下载推荐.pptPPT课件下载推荐.ppt

1、1500mm以上 华东、华北：400800mm 西北：400mm以下地面径流：长江多年平均径流量10000亿m3，黄河多年平均径流量560亿m3黄河经常断流，92年断流70d，95年断流122d，2000年断流180d 时间分布不均 集中在汛期：69月份 占全年降雨量：南方 5060 北方 70%80%通过水利工程来兴利除害。,不可替代性,有的自然资源，是可以替代的或者说可以部分替代。例如，石油、煤炭缺乏的国家，可以多发展核电，以替代石化能源。木材缺乏，可以用塑料、钢铁替代。但是，水对于人类生活，对于工农业生产，是一种须臾不可缺少的自然资源，是无法替代的。水是生命的摇篮，是一切生物的命脉。水在

2、维持人类生存和生态环境方面是不可代替的，是比石油、天然气、煤更加宝贵的自然资源。因此，保护水资源、节约用水是一项事关子孙后的极端重要的事情。,2、水资源的社会属性：,社会共享性 利与害的两重性 多用途性 商品性,一、洪涝灾害（水多）,1.2 水资源面临的问题,1、原因：水资源时空分布不均全球气候变化与人类活动影响加剧城市化发展迅速江河防洪标准偏低,2、形式：河流洪水、突发洪水、城市洪涝灾害等,二、干旱缺水（水少）（08年底-09年初）,我国水资源短缺主要表现在：农业缺水、城市缺水和生态缺水。,1.农业缺水：,我国全部耕地中只有40%能够确保灌溉，全国正常年份农业缺水量达300亿立方米（全国总缺

3、水量为近400亿立方米）。有关资料显示，每年农业因缺水造成的损失超过1500亿元。,原因：水资源分布与耕地分布不匹配,2.城市缺水：,全国600多个城市中，有400多个城市存在供水不足，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。在32个百万人口以上的特大城市中，有30个城市长期受缺水困扰。人口增加、城镇化和经济社会发展加快。,3.生态缺水：经济用水挤占生态用水,生态补水工程：扎龙湿地补水、白洋淀补水等。,三、水环境污染（水脏）,原因：人类活动排放的污水、废水量日益增加 危害:（1）危害人体健康和生产用水；（2）加剧水资源短缺危机,西南诸河区、西北诸河区、长江区、珠江区和

4、东南诸河区水质较好，符合和优于类水的河长占95%64%；海河区、黄河区、淮河区、辽河区和松花江区水质较差，符合和优于类水的河长占35%47%。,四、水土流失严重水土流失原因：森林覆盖率低，只有12，居世界120位。水土流失面积：约367万km2，占国土面积38。水土流失总量：50亿t/年。仅黄土高原每年因水土流失带走的氮、磷、钾就有4000万t，相当于我国全年生产化肥的总量。水土流失带来的后果：生态环境恶化 河床抬高（黄河开封段）水库淤积（三门峡，小浪底）,1.3 节水和调水,一、节水 我国农业用水占全国用水量的80，每年约需水量4000亿m3，但利用率仅有3040，必须采取节水灌溉措施。如：

5、渠道硬化、管道输水，喷灌、滴灌新技术。提高工业用水重复率，北京、天津已达到70。（高用水量行业定量，超出部分提高水价）,二、调水 从根本上解决北方地区的缺水问题，必须跨流域调水。南水北调工程经过40年的酝酿论证已经成熟。西线：拟在长江上游通天河和大渡河上游筑坝建库，将水引入黄河，每年调水145195亿m3。中线：从长江中游、汉江支流丹江口水库引水，自流进 入北京、天津。干线长达1200km。东线：从长江下游扬州附近抽水，利用扩建的京杭大 运河（700年前建成）逐级提水北送，拟建13 个提及泵站，水位差40m,干线长1150km。三条线每年可调水500600亿m3。,1.4 我国的水利建设,一、

6、水利工程建设 几千年前：人们已经认识到水利工程的重要性 4000年前的大禹治水，至今仍在使用的长达1800km的黄河大堤。700年前（公元前4851292年）全线通航，纵贯祖国南北，长达1794km的京杭大运河。公元前250年，四川灌县修建的都江堰防洪灌溉工程。,解放后：水利建设迅速发展初步控制了一般性的洪涝灾害 如：黄河从19111946年的36年间，花园口发生1万m3/s以上的洪水8次，有7次决口泛滥成灾，而在建国后50年间发生1万m3/s以上的洪水15次，却没有一次决口（建小浪底后，黄河下游泥沙淤积变化）。初步建立一个综合性的防洪体系 如：修建水库近9万座；修筑土堤1000亿m3（折合成

7、1m3土堤，可绕地球2500圈）。农田灌溉和城市供水得到较大的发展汪恕成部长提出“水利信息化管理时代”,1、水力发电优点 利用循环资源 不污染资源 成本低2、水电开发情况 水电装机总容量约占电力的1/41/5 水资源的开发利用率8 以每年500万kw的速度递增,二、我国的水电建设,如三峡工程，装机1820万kw，年发电量846.8亿kw.h，相当于10座装机200万kw的大型火电站和一座年产5000万t原煤的特大型煤矿。（节能源，少污染）,三、水电开发前景广阔,第二章 水利枢纽和水工建筑物,水库水利枢纽和水工建筑物,1、正常蓄水位正常运用情况下允许经常保持的 最高水位。2、设计洪水位和校核洪水

8、位 发生设计频率洪水时，水库达到的最高水位称 设计洪水位。发生校核频率洪水时，水库达到的最高水位称 校核洪水位。,二、水库的特征水位和库容,3、汛前限制水位（防洪限制水位）在汛期到来之前，预先把水库放空一部分，以便腾出库容，在洪水到来时多蓄洪水，从而削减更大的洪峰，这个削落下来的水位称汛前限制水位。4、死水位，正常运用情况下允许削落的最低水位。,库容,死库容不能起水量的调节作用，可淤积泥沙。兴利库容发挥效益、发电、供水、灌溉。调洪库容调节来水和泄水的比例，以削减洪峰。共用库容兴利和调洪共用的库容。总库容,2.2 水利枢纽和水工建筑物,一、定义水工建筑物为满足防洪、发电、灌溉、供水等要求，需要修

9、建的各种不同类型的建筑物，用来控制和支配水流，这些建筑物统称为水工建筑物。水利枢纽各种不同类型的水工建筑物组成的综合体。,按其在枢纽中所起的作用分：1 挡水建筑物2 泄水建筑物3 输水建筑物4 取水建筑物5 整治建筑物6 专门建筑物,二、水工建筑物的类别,1、工作条件复杂 A、水工建筑物的作用：静、动水压力，扬压力 高速水流引起空蚀、掺气、振动 对下游河道的冲刷 泥沙问题 B、地形、地质条件复杂：个别性,三、水工建筑物的特点,2、施工难度大 施工导流 截流、渡汛 施工技术复杂：大体积砼：温控难 地基处理复杂 地下、水下工程多（开挖、定模、排水）交通、通讯、用电不便,3、效益大，对附近地区影响大

10、 效益：三峡仅发电一项每年的直接经济效益170亿元，另有防洪、通航等效益。影响：地下水位抬高，库区淹没。生态平衡破坏，诱发地震4、失事后果严重,1、目的将工程造价和工程安全合理地统一起来。2、分等分级原则 A：分等水利枢纽按规模、效益及其在国民经 济中的重要性，分为五等。B：分级按建筑物在枢纽中的作用和重要性，可分五级。,四、水利枢纽分等和水工建筑物分级,永久性建筑物指工程运行期间使用的建筑物，如大坝，电站等。临时性建筑物指工程施工期间使用的建筑物，如施工围堰，导流建筑物。主要建筑物指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物；如大坝、水闸、电站厂房等次要建筑物指失事后不致造成下游灾害或对

11、工程效益影响不大，且易于修复，如挡土墙、导流墙、护岸等。,3、名词解释：,第三章 挡水建造物,重力坝拱坝土石坝碾压砼坝砼面板堆石坝,拦 河 坝,砼坝（重力坝，砼拱坝）土石坝（土坝，堆石坝，土石混合坝）浆砌坝（重力坝，拱坝）,3.1 重力坝,一、重力坝的特点1、在水压力作用下，主要依靠自重的作用来维护坝体稳定2、坝顶可以溢流，坝身可以开孔，因此，泄洪和导流易解决。3、剖面大，水泥用量大，坝基扬压力大。4、材料不能充分发挥其作用。5、结构简单，安全可靠。6、机械化施工方便（大体积砼）,自重：建筑物和附属设备的重量水压力：静水压力、动水压力、浪压力、扬压力冰压力：静冰压力，动冰压力土压力地震力：地震

12、惯性力，地震动水压力温度荷载,二、重力坝的荷载,1、基本剖面：三角形（因水压呈三角形分布）2、实用剖面：满足运用和交通要求 A：坝顶有一定宽度，（810）H B：坝顶有一定超高：,三、重力坝的剖面,波浪在坝坡上的爬高（m）风浪引起在坝前水位雍高（m）安全加高，m,1、材料1）砼：A:强度：C10,C15,C20,C25,C30,C40,C50,C60随着 龄期的增长而增强，设计龄期一般为90d或180d，早期强度28d不低于7.5MPa B:耐久性：抗渗、抗冻、抗磨、抗侵蚀等。抗冻经冻融循环而不破坏。2）砌石,四、重力坝的材料及构造,1）分缝 为满足温度、地基不均匀沉陷、施工等要求，将坝体适当

13、分缝。分为：横缝和纵缝两种。2）止水 挡水坝必须从地基到坝顶组成一个完整的防渗阻水系统，以起到挡水作用。因此，横缝内须要设止水。3）廊道系统 为满足施工和运用要求，如灌浆、排水、观测、检查和交通等需要，相互联通，构成廊道系统。,2、坝体构造,坝体各部分的工作条件不同，对砼强度、抗渗、抗冻、抗冲刷、抗裂等性能的要求也不同。为了节约与合理使用水泥，通常将坝体按不同部位和不同工作条件分区，采用不同标号的砼。,3、坝体砼分区,防渗帷幕开挖与清理固结灌浆坝基排水,五、地基处理,六、碾压砼重力坝,1、建设状况 20世纪20年代末，碾压砼经常用于高速公路路基和机场路面，当时被称为贫砼，干贫砼。1941年首次

14、建议将碾压砼用于大坝施工。19601961年碾压砼首次用于围堰施工，台湾石门大坝。19611980 理论上不断发展，大量室内试验对碾压砼材料进行了全面研究。,20世纪80年代开始，进入正式筑坝阶段1981年，日本建成89m高的岛地川RCD重力坝1982年，美国建成52m高的全碾压的RCC重力坝柳溪坝我国第一座RCC坝：1986年建成的福建坑口水电站坝，H=56.8m。,世界总数：250余座 其中我国45座（50m以上28座），居世界第一，日本第二。,目前建设情况：,最高坝：拱坝129m（中国）重力坝192m（龙滩RCC坝，中国）,2、特点施工速度块，采用碾压方法。设备利用率高，如卡车，推出机，震动碾 等。胶结材料用量少，以粉媒灰代替水泥。不设纵缝，减少了模板用量，提高了安全性。砼中水泥用量少，水化热小，可降低温度应力。,施工机械自卸汽车,推土机,履带式推土机,小型挖机,履带式液压挖掘机,