水利水电工程概论

1、第一章1.水利工程主要是对自然界的地表水和地下水进行控制、治理、调配、保护、开发利用，以达到除害兴利的目的而修建的工程；按服务对象可分为：防洪工程、灌溉排水工程、水力发电工程、航道和港口工程、城镇供水和排水工程、环境水利工程、水土保持工程、海涂围垦；按功能分类：蓄水工程、引水工程、提水工程、调水工程、地下水源工程。2.水利枢纽工程：按装机容量：大型（>250MW）、中型（50250MW）、小型（<50MW）；按水头分类；按水源利用性质：常规式水电站、抽水蓄能水电站、潮汐电站、波能电站3.抽水蓄能：蓄能、调峰填谷、事故备用、调频、调相（调节系统无功功率）、黑启动等多种功能，是当前最成

2、熟、最经济的大规模电能储存工具。4.按厂房与拦河坝位置关系：河床式（水电站厂房直接挡水，厂房本身承受上游水压力厂房成为挡水建筑物的一部分，适用低水头水电站，如葛洲坝水电站）、坝后式（厂房布置在坝后，适用于高中水头水电站，如三峡水电站）、引水式（用较长的引水道将水引到下游落差较大的地方集中水头发电）、混合式（是坝后式和引水式两种方式的结合，拦河大坝较高、上游形成有调节能力的水库，既可以布置在紧靠大坝的下游处，又可以用压力引水道将水电站厂房布置在距离水库较远处5河床式水电站发电径流量大，坝后式水电站径流调节能力强，引水式水电站水库调节能力差，混合式水电站水库调节能力较强。6.水工建筑物的分类：挡水

3、建筑物：截拦河流、抬高水位、形成水库，坝，闸；泄水建筑物：泄放库水，或调节上游水位，如溢流坝、溢洪道、泄洪洞、泄水闸；进水建筑物：将水由水库/河道取出并导入引水建筑物，如进水口和渠首；引水建筑物：连接水库和水电站厂房（动力渠道、引水管、引水隧洞）；平水建筑物：平稳引水建筑物中的流量及压力波动，如调压室，调压井，压力前池；发电厂：主厂房和副厂房；升压变电站：将发电厂发电升压入网，如升压变电站、开关站；过坝建筑物：过船、过鱼、过木，如船闸、升船机。7.水工建筑物的特点：（1）受自然条件约束（2）受水的影响大：大坝泄水后，高速水流对水工建筑物产生动水压力，可能对下游河床产生冲刷，危及建筑物安全。下泄

4、水流还可能使得建筑物发生汽蚀、振动、雾化等不利影响。在多泥沙河流上，挟沙水流对建筑物的边壁还有磨蚀作用。扬压力：建筑物及其地基内的渗水，对某一水平计算截面的浮托力与渗透压力之和。（3）施工难度大：施工导流、截流度汛（4）效益大，对附近地区影响大8.水工建筑物的分类：永久性建筑物（主要建筑物、次要建筑物）、临时性建筑物第二章1.正常蓄水位：水库正常运行情况下允许经常保持的坝前最高水位（设计枯水年开始供水时应蓄到的水位） 死水位：水库正常运行情况下允许消落到的最低水位，一般由水库淤积年限、发电最低水头、灌溉及航运最低水位等因素确定。设计洪水位：对应设计频率洪水时，坝前允许达到的最高水位。校核频率洪

5、水：对应校核频率洪水时，坝前允许达到的最高水位。防洪限制洪水位：在汛期允许兴利蓄水的上限水位 防洪高水位：遇到下游防护对象的设计标准洪水时，在坝前允许达到的最高水位。2.死库容：死水位以下，可用于淤沙 兴利库容：死水位与正常蓄水位之间 防洪库容：防洪高水位与防洪限制水位之间 拦洪库容：防洪限制水位与设计洪水位之间 调洪库容：防洪限制水位和校核水位之间 附加库容：水库上游部分水面受水面坡降影响呈向上抬高形成的库容，洪水流量越大，附加库容越大3.水库的淤积：水流挟带的泥沙在水库内发生淤积的现象，水库淤积形态：三角洲淤积、带状淤积、锥体淤积水库淤积的防护措施：1、从源头加强（上游）水土保持，减少来沙

6、量 2、发挥自身效能合理调度运用，减少来沙量 3、人工机械清理清除水库淤积1. 加强水土保持，减少泥沙入库 2.合理利用水库减少水库淤积（蓄清排浑、异重流排沙、引洪放於）2. 蓄清排浑：排浑：汛前当高含沙量（浑）洪水入库时，利用排沙设施（底孔、输沙隧洞）排沙减於；蓄清：汛末来水含沙量小（清），拦蓄径流、蓄水兴利。3. 异重流排沙：当含沙量高洪水进入已蓄水水库时，因浑水重度较大、与蓄清水基本不相混掺而是潜入清水下方沿库底向坝前运行。如此时及时打开底孔闸门，可将浑水排出库外。4. 引洪放於：在含沙量大时，结合灌溉引洪放於，在减少水库5. 淤积同时，还可营造农田、改良土壤在含沙量大时，结合灌溉引洪放

7、於6. 水库淤积清除方法：1.人工排沙法、机械清淤法、虹吸清淤法、高渠冲於法7. 人工排沙法：水库泄空期间，用人工将主槽两侧的淤泥推向主槽 或：将水流导入滩地上预先开设的新主槽，依靠清水基流冲刷并将泥沙排至库外 机械清淤法：挖泥船、吸泥泵 虹吸清淤法； 高渠泄水冲於法：1.在水库上游河道修建低坝或围堰2.由上述围堰始沿水库周边架设高渠，并间隔在库区滩面开设横向引槽3.上游高水头水引入高渠 引槽，冲刷滩地淤泥入主槽，通过底孔等排出8. 水库对环境的影响：1.对地质的影响：水库诱发地震，库岸滑塌（水库蓄水后水位升高，致岸坡土体抗剪力强度下降，易发生塌方、山体滑坡、危险岩体失稳；）、水库渗漏，抬升地

8、下水位 9. 对农业及土壤的影响：浸没（土壤通气条件差，土壤微生物活动受限，肥力下降）、沼泽化（土壤过分湿润，植物根系呼吸困难）、盐碱化（地表盐分浓度增加）10. 对气候的影响：增加降雨几率与降雨量、改变降雨空间分布、改变降雨时间分布对气温的影响11. 11.对水文的影响：1.非汛期蓄水截流，致下游河道水位大幅下降甚至断流2. 以发电为主的水库，因发电调峰调频，下泄流量变幅大而频3. 水库泄水含沙量降低4. 库区水流缓慢、上下层对流减弱、水体变清澈12. 对鱼类的影响：大坝拦截，阻碍鱼类洄游；清水下泄，下游饵料不足；下泄高速水流致含氧、氮量过饱和，鱼类易发“气泡病“；下泄水体较冷，影响鱼类繁育

9、13. 对环境的影响：移民问题、对文物的淹没及保护问题、对传染病流行学的影响、水库失事风险的威胁第三章1.水利水电工程工程：功能：包括拦截河流，抬高上游水位，形成水库，还包括：为抗御洪水或抵挡潮水沿江河岸修建的堤防、海塘。2.挡水建筑物主要包括：拦河坝（重力坝、拱坝、支墩坝、土石坝）和拦河水闸。3. 重力坝：主要依靠坝身自重在地基上产生的摩擦力和坝与地基之间的凝聚力以抵抗坝前水推力、维持自身稳定的一种坝型。一般采用混凝土或浆砌石材料建立在岩基上。4.重力坝满足坝体稳定性的要求：在滑动面上产生的摩擦力形成抗滑力，以重力矩抵抗坝前水压力矩；坝体强度要求：在水平截面上产生的压应力抵消因水的压力所形成

10、的的坝身拉应力。5.重力坝的几大优点：1.安全可靠；2.对地质、地形条件适应性强，几乎可以建立在任何形状的峡谷中；3.易解决枢纽泄洪问题；4.施工方便，解决施工导流问题5.设计比较简单，可靠，适用各种气候条件缺点是：1.水泥利用量大材料强度裕量过大；2.坝体内的扬压力不利于坝体稳定3.施工期间温度应力及收缩应力大6.重力坝的分类：按坝高：高坝（>70m）、中坝（3070m）、低坝（<30m）按坝段是否泄水：溢流坝段、非溢流坝段 按建筑材料：混凝土重力坝、浆砌石重力坝 按结构：实体重力坝、宽缝重力坝（坝基渗透水可从宽缝中排出，可降低坝体的扬压力，相应节省混凝土等材料用量。宽缝可改善混

11、凝土浇筑块散热条件，但不利于施工导流）、空腔重力坝（空腹减少了坝基面积，相应减少坝底扬压力作用，节约坝体混凝土用量）7.横缝主要分为永久性横缝和临时缝，永久性横缝又分为：沉降缝（应对不均匀沉降）、温度缝（消除温度应力）、温度沉降缝（兼具两者作用）；临时缝：施工分块需要，缝面设置键槽、灌浆 纵缝：纵缝平行于坝轴线布置而垂直于横缝，能减少大坝在施工期的温度应力，纵缝缝面是受力薄弱面。在纵缝的缝面常设置键槽（以改善运行期纵缝缝面受力条件） 水平缝：坝体分层浇筑过程中上下层混凝土浇筑块之间自然形成的施工接缝 8.止水：止水片的两端分别埋入横缝两侧的混凝土坝内，止水材料应变内随坝体变形而自由伸缩。高坝横

12、缝内应设置两道止水，两道止水之间设沥青井9.排水：在坝体内设置排水管，随时排除渗入坝体的水，减小坝体扬压力。排水管收集渗入到坝体的渗水，将其排入廊道，渗水再从廊道排水沟汇集到底部集水井，最后通过自流或抽水设施排除。10.廊道系统：排水廊道、观测廊道、灌浆廊道、检查廊道、交通廊道11.重力坝的作用荷载：自重、扬压力、波浪压力、冰压力、风作用、静水压力、动水压力、泥沙压力、温度作用、地震作用12.静水压力：大坝挡水时，所阻挡上游静止水体作用在坝体表面上的压力（可变作用）；扬压力=渗流压力（在上下游压差的作用下，上游的水体经过坝面及坝基向坝体渗透所致）+浮托力（下游水深对坝体所致），可变作用 动水压

13、力：水流经曲面时，由于流速、流向改变而导致水流动量大小和方向变化产生的作用力 属于可变应力 波浪应力：因上游水面的波浪而使重力坝承受的波动压力 属于可变应力 泥沙压力：坝前泥沙淤积沉积层对坝面的压力 属于可变应力 冰压力：静冰压力（水库表面结冰后，当气温升高时冰层膨胀，对建筑物产生的压力）动冰压力（冰破碎后，冰块受风和水流作用漂流撞击坝面或闸墩所产生的动态压力） 温度作用（坝体混凝土随温度变化会产生膨胀或收缩、而当变形受到约束时所产生的应力） 风作用（风作用在坝面上所产生的风压力） 地震作用：（地震引发地层、水体及坝体作随机运动对坝体的作用，主要包括地震惯性力、地震动水压力、地震动土压力）14

14、. 重力坝的破坏形式：滑动、倾覆、坝趾压碎 重力坝安全设计与运行的三个基本条件（抗滑稳定、上游面无拉应力、下游面压应力不超过材料和坝基的允许压应力15. 位防止坝体倾倒，坝体重心应该偏向上游，上游坝面应该垂直，但常呈现一定倾斜，利用水重增加稳定性，为抗倾覆，下游坡面叫缓16. 坝面：铅直坝面、斜坡坝面、折坡坝面（借上游坝面水重增稳，又可借折坡点以上铅直面布置进水口，还可避空库时下游坝面产生的拉应力）17. 重力坝的地基要求：（1）具有足够强度，以承受坝体的压力（2）具有足够整体性、均匀性，以满足坝基抗滑稳定并减少坝体沉降不均匀性（3）具有足够的抗渗性，以控制渗透流量（4）具有足够的耐久性，以防

15、止岩体性质在水长期作用下性能恶化18. 重力坝的地基处理：1.防渗2.提高岩基强度 处理方式：岩基开挖、清理；岩基固结灌浆；岩基防渗帷幕灌浆；岩基排水系统设置；对特殊地质构造处理19. 固结灌浆：当基岩存较大范围节理裂隙发育或较破碎、挖除不经济时，对坝基进行的浅层灌水泥浆加固，可提高基岩整体性和弹性模量，增加基岩的抗压、抗剪强度，降低地基的透水性 岩基防渗帷幕灌浆：减少坝基渗水量，降低坝底渗透压力 坝基排水：排除帷幕后的坝基渗水，降低坝基地面的扬压力 软弱夹层和断层带的处理20. 碾压重力坝：采用水泥含量低的超干硬混凝土熟料、通仓铺填，逐层碾压固结21. 碾压重力坝的优点：1.节省混凝土材料2

16、.薄层浇筑，表面散热效果较好3.施工简单，缩短施工周期4.不设纵缝，取消了纵缝灌浆系统22. 拱坝：在平面上呈凸向上游的拱形坝，借助拱的作用将水压力全部或部分传递至河谷两岸基岩。23. 拱坝的优点：1.坝体较薄，经济2.坝体整体性好，抗超载能力强3.坝体弹性好，抗动态荷载能力强24. 缺点：1.体型较复杂、施工难度较大2. 筑坝材料强度、施工质量要求较高3. 对基岩、两岸岩体地质条件要求高4. 适应于狭窄而不宜于宽河谷5. 局部破坏可致整体崩溃25. V形河谷比U形河谷更适宜建拱坝26. 拱坝对岩基的要求：1.基岩比较均匀，坚固完整，有足够的强度2.透水性小，能抵抗水的侵蚀、耐风化3.岩基岸坡

17、比较稳定，没有大断裂27. 单曲拱坝：适用于近似矩形的河谷或岸坡比较陡的U形河谷 双曲拱坝：适用于V形河谷28. 拱坝荷载：自重荷载，水平荷载（主要是静水压力，泥沙压力，浪压力，冰压力，由拱和梁共同承担）扬压力；温度荷载29. 坝肩岩体失稳的主要形式：1.坝肩岩体滑动失稳（岩体中存在明显的滑烈面、断层，裂隙等）2.坝肩岩体变形失稳（坝下游岩体中存在着较大的软弱带或断层，软弱带断层在拱端压力作用下，产生过大变形30. 拱坝一般不设置永久性的结构分缝，只设置分段/分仓浇筑需要的临时性缝31. 土石坝：包括土坝、堆石坝、土石混合坝32. 土石坝的优点：1.就地取材，减小工地外线运输量，并可以节约大量

18、水泥、钢材2.适应地基变形能力强2. 构造简单、施工技术易于掌握；3.并易于大型机械化施工的组织和展开4. 材料性能时效长，工作可靠、寿命较长5. 管理、维修及加高、扩建均较容易 缺点是：1. 材料为散粒体状，坝身整体强度和抗冲刷能力弱，坝顶不允许溢流、坝身也不允许泄流，需在坝外另修建泄水建筑物，增加枢纽布置难度2. 施工导流不方便3坝体填筑土方工程量大。4.土料填筑质量和施工组织受降雨、冰冻等天气、气候影响较大5.发生溃口后溃口易受水冲刷迅速扩大33.不稳定因素：1.渗流作用 2.冲刷作用3.沉陷作用（坝体和坝基的孔隙率较大，在自重和外荷载的作用下，会产生较大的坝体沉陷）4. 震可引起的土料

19、液化和坝体失稳5.气候变化引起的冻融和干裂 34.设计土石坝的原则：1. 坝体、坝基在施工期和各种运行条件下均应当满足稳定性要求2. 一般不允许坝顶过流3. 必须设置良好的防渗和排水设施4. 对坝顶和边坡采取适当的防护措施5. 对坝顶和边坡采取适当的防护措施6. 合理进行大坝安全监控系统设计35.土石坝的防渗体：作用为防渗，满足降低坝体浸润线、减小渗透坡降和控制渗流量要求。均质土坝可不设防渗体； 排水设施：降低渗流孔隙压力、改变渗流方向，增强下游坝坡稳定；防止渗流逸出处的渗透变形，保护坝坡和坝基36.土石坝：按施工分类：1.碾压式土石坝（土料分层铺填，逐层碾压）2.抛填式堆石坝（筑坝石料自高处

20、抛下、借石料自重砸实堆筑成坝）3.定向爆破堆石坝4.水力冲填坝37.按坝体材料及防渗体的相对位置：1.均质坝：采用粘土性填筑而成，透水性弱，防渗性强，坝体兼具挡水和防渗能力，当抗剪、抗滑强度低 2.心墙坝：坝体中间设置防渗墙体，用透水性好的土石料做坝壳3.斜墙坝：防渗体呈倾斜状位于坝体靠近上游部分4.多种土质坝38.土石坝的渗透：渗透变形常见形式：管涌、流土、接触冲刷、接触管涌和接触流土39.管涌：在渗流的作用下，土体中细小颗粒通过粗大颗粒的孔隙发生移动，最终被带出土体，形成渗流通道的现象，采取措施：上堵下排，中间加反滤层，围井：从上到下：粗砂或麦穗，碎石或柳枝，块石或砂袋，砂袋围井40.流土

21、：在渗流作用下，某一范围内的部分土体被成块掀起的现象；接触冲刷：当渗流沿两种不同土壤的接触面流动时，把其中细颗粒带走的现象；接触流土：渗流方向垂直于两种不同土壤的接触面时，当其中一层为粘性土，由于含水量增大致使凝聚力降低而成块移动，甚至形成剥蚀；接触管涌：渗流方向垂直于两种不同土壤的接触面时，可能把其中一层的细颗粒带到另一层的粗颗粒中去。41.土石坝的坝坡稳定：主要表现在坝坡滑动，或坝坡与坝基一起滑动，主要形式：1.曲线滑裂面（粘性土）2.直线或折线滑裂面（无粘性土）3.复合滑裂面（各种不同土质）42.土石坝的基本剖面形状为：梯形或复式梯形防渗体：作用：减少通过坝体和坝基的渗流量；降低浸润线，

22、增加下游坝坡的稳定性；降低渗透坡降，防止渗透变形对均质坝：整个坝体即为防渗体，应为粘性土筑坝 对粘性土心墙和斜墙：心墙一般布置在坝体中部（可稍偏上游并略为倾斜）；斜墙布置于坝体上游，以便与上游铺盖及坝顶的防浪墙相连接43.排水设施：形式：贴坡排水、棱体排水、褥垫排水、管式排水、综合式排水等作用：及时排除渗水，降低坝体浸润线及孔隙水压力，防止渗透变形、增加坝坡的稳定性、防止冻胀破坏的目的44.贴坡排水：由1 2 层堆石或砌石筑成，在石块与坝坡之间应设置反滤层，但不能降低坝体主体浸润线，多用于浸润线很低和下游无水的情况下的中小型坝 堆石棱体排水：在下游坝脚处用块石堆成棱体，可降低浸润线，防止坝坡冻

23、胀和渗透变形，保护下游坝脚不受尾水淘刷 褥垫排水：将块石平铺在坝体靠下游部分的地基上形成褥垫，周围设反滤层。 管式排水：用带孔的陶瓦管、混凝土管、钢筋混凝土管或碎石管埋入坝体，平行于坝轴线的集水管收集渗水，经垂直于坝轴线的横向排水管排向下游，优缺点与褥垫排水相似：（可降低浸润线，加速软土地基固结；但对地基不均匀沉降适应性差，易于断裂，难于维修）但排水效果不及褥垫排水， 一般用于土石坝岸坡及台地地段（此地段无水，排水效果好）46. 反滤层：使渗水顺畅流排、同时又拦限或阻止土料颗粒随渗水流失，防止渗透变形、提高土体抗渗透破坏能力47.支墩坝：主要包括平板坝、连拱坝、大头坝48.面板堆石坝：面板堆石

24、坝用堆石和砂砾石分层碾压填筑而成的坝体，以土、混凝土、沥青混凝土等材料作为防渗体 优点：较混凝土坝，可建在地质条件略差的坝址上，且对温度变化敏感度低；较土石坝，施工不受雨天影响第四章：泄水建筑物1.泄水建筑物：宣泄超过水库调蓄能力的洪水，确保大坝的安全，还包括：预泄、放空、冲於、排沙、施工导流，以及为下游利益放水2.按功能分类：1.泄洪建筑物：用以宣泄水库设计所不能容纳的洪水，如溢流坝、溢洪道、泄水隧洞2.泄水孔（放水孔）：主要分为表孔、中孔、底孔 按枢纽布置地位分类：河床式（泄水建筑物布置在河道上河床中央，与挡水建筑物合为一体，适用于重力坝，拱坝等，常用形式：溢流坝，坝身泄水孔）、河岸式（泄

25、水建筑物布置在坝外的河岸上，适用于土石坝、薄拱坝，常用形式：隧道、溢流道）3.泄水建筑物：有泄洪能力，消能，抗冲刷，防汽蚀、抗磨损、避震动4坝身泄水方式（重力坝）：1.坝顶溢流：主要表现形式是溢流坝，也称表孔溢流、表孔泄流、自由溢流 2.深孔泄流：经水面以下的坝身泄水孔（深孔）泄流5.溢流坝剖面曲线组成：（坝顶） 溢流曲线段 + （中间） 直线段+ （下部） 反弧段6.坝顶溢流曲线段：将溢流坝面做成与水舌下表面完全吻合形状，溢流坝面水流压力正好等于大气压力（即：不会出现负压）溢流状态与水头有关，而水库上游水位又随时变化，水头增大，泄流速度加快，水舌上抬，反之下垂 适当负压有利于超泄能力，但过大

26、负压易导致空蚀 下部反弧段：将顺坝面下泄的高速水流转向，与下游消能设施有效衔接；多采用简单的圆弧曲线，流速越高，相应的反弧曲线曲率应越小7.泄水型式：主要包括坝顶溢流、大孔口溢流、深式泄水孔8.溢流坝的孔口尺寸：孔口净宽、孔口数量、溢流坝堰顶高程9.溢流坝上部结构：闸门、启闭机、闸墩、边墙、胸墙 工作闸门：平时挡水，泄流时可开启 检修闸门：在工作闸门、建筑物及机械设备需要进行检修时临时挡水 启闭机 闸墩以及边墙：闸墩：分隔闸孔，承受闸门传来的水压力，作为坝顶桥梁的支撑 边墩：溢流坝两侧闸墩，兼有分隔溢流坝与非溢流坝作用 边墙：为防止溢流坝泄水时水流外溢影响非溢流坝等其他建筑物的工作，边墩向下延

27、伸形成边墙 胸墙：低水位时为自由溢流，高水位时呈孔口泄流10.闸室结构：开敞式、胸墙式、隧洞式11.坝身泄水孔（深孔：中孔、底孔）中孔：泄洪 底孔：施工导流、放空水库、排沙、辅助泄流 坝身泄水孔根据其孔内水流流态可分为：有压泄水孔和无压泄水孔12.溢流坝的消能防冲：常用的的消能方式：底流消能、面流消能、挑流消能、消力戽（hu）消能13.底流消能：在下游修建消力池，通过水跃，将泄水建筑物泄出的急流转变为缓流，以消除多余动能，主要靠水跃产生的表面旋滚与底部主流间的强烈紊动、剪切和掺混作用消能，常在下游设置辅助消能工14.挑流消能：用泄水建筑物出口处的挑流鼻坎，将下泄急流挑射至空中，然后跌落在离建筑

28、物较远的河床，与下游水流衔接的消能方式 主要靠:急流沿固体边界的摩擦;射流在空中与空气摩擦、掺气、扩散;射流落入下游尾水中淹没紊动扩散消能 主要缺点：下游产生强烈回流致岸坡冲刷较严重2.冲坑下游堆积物较多，可能使下游河床变形、抬高尾水，影响电站出力15.面流消能：当下游水深较大且较稳定时，在泄水建筑物出流部分设置挑坎，将下泄水流导至下游水域表层，主流和河床之间由巨大的底部旋滚隔开，从而避免高速主流对河床的冲刷。 主要靠:水舌扩散、流速分布的调整以及底部旋滚与主流之间的相互作用16.消力戽消能： 构造类似挑流消能设施，但其鼻坎潜设在水下，下泄水流在被鼻坎挑到水面时，形成涌浪，同时在消力戽内、消力

29、戽下游的水流底部以及消力戽下游的水流表面形成三个旋滚，主要靠:消力戽内的旋滚耗能，并将高速水流挑至水面，减轻对河床冲刷17.河岸溢流道：按泄洪标准与运用：正常溢洪道、非常溢洪道 按结构型式：正槽溢洪道、侧槽溢洪道、竖井式溢流道、虹吸式溢流道18.正槽溢流道：泄槽与溢流堰轴线正交。过堰水流与泄槽轴线方向一致，正向进入泄槽，水流条件好，泄流能力和超泄能力强；侧槽溢流道：泄槽与溢流堰轴线平行。水流经溢流堰后进入侧槽，然后转近直角弯入泄槽 竖井式溢流道：水流经环形喇叭口堰进入竖井 虹吸式溢流道：属封闭式溢洪道，封闭式进口的前沿低于溢流堰顶 虹吸式溢流道？19.泄水隧洞：主要分为有压隧洞：过水时洞内充满

30、水流，洞顶承受一定的水压力，无自由水面，水流形态较好；无压隧洞：过水时洞内有自由水面，洞顶不承受压力，过流形态复杂，过流效率低，需要较大过流断面 按进水口布置位置：1.表孔无压洞2、深孔无压洞3、深孔有压洞4.深孔有压无压洞20表孔无压：进水口位于库水表面，整个隧洞在泄水过流时均为无压状态 深孔无压：进水口淹没于库水以下，泄水时隧洞上游进口后有一段短有压段，洞内大部为无压明流状态，工作闸门和检修闸门处于进口处 深孔有压：进水口淹没于库水以下，泄水时隧洞内处于有压满流状态。工作闸门处于出口处。深孔有压无压隧洞：工作闸门置于隧洞中段，闸门的上游段为有压隧洞、下游段为无压隧洞。22. 洞线布置条件较

31、好 （进流条件好，洞线无弯道或少弯道等）、水头不高、流速较小时，优先考虑无压隧洞。反之，则宜采用有压隧洞第五章1.导流方式：分段围堰法（前期经过经束窄河道、后期经建成泄水道通过，使用河床宽，流量大，施工期长） 全段围堰法（一次性截断河流，（改由其它临时或永久性泄水建筑物通过），适用于狭窄河谷，土石坝）2.导流方式：1.底孔导流：常作为分期围堰法的后期导流通道 2.坝体缺口导流：显著降低导流设施（底孔、导流隧洞） 3.围堰过水导流 4.隧洞导流 5.明渠导流3.施工截流的过程：1、进占：束窄河床 2.护底及裹头（防冲措施） 3.合龙（封堵缺口）4.闭气（防渗措施）4.截流方法：1.立堵法截流：将

32、截流材料从龙口一端向另一端或两端向中间抛投进占，逐渐束窄龙口直到全部拦断 2. 平堵法截流：（在龙口上方架设浮/栈桥后）沿龙口全线均匀地逐层抛投截流材料，直至抛石堆体高出水面将河道水流截断为止 3.爆破截流、下闸截流、浮运沉箱或沉船法截流第六章1.安全监测主要包括：现场检查，仪器观测2.检查项目：水文（淤积、冰冻等）、变形（开裂、滑坡、隆起等）、渗流（渗漏、排水、管涌、浑浊等）、应力（碳化、锈蚀、风化等）、水流（冲刷、流态、汽蚀、雾化、振动）3.水工建筑物的观测：施工期观测、蓄水期观测、运行期观测4.观测项目：水文（水位、降雨、波浪、气温等）变形（表面、内部、地基、裂缝等）、渗流（坝基、渗流量

33、、地下水、水质）、应力及温度（土壤、混凝土、钢筋等）、水流1.测值限差：变形监测（水平、垂直、扰度、倾斜、滑坡、裂缝、接缝、闸墙）2、渗流监测（测压管、量水堰、水质、渗透压力）3、应力监测（混凝土、钢筋、钢板、土壤、接触面、温度）5.变形观测：1.水平位移观测：a.垂直于坝轴线：横向水平位移 b.平行于坝轴线：纵向水平位移 观测方法：视准线法、引张力法、激光准直法、前方交汇法6.垂直位移（坝面沉降）观测：1.表面沉降观测：a.测点常与水平位移结合 b. 以水准仪定期测定各标点高程，并计算同一标点两次高程测值差 测量手段：水准仪 2.土石坝分层固结观测： 测量手段：水管式沉降仪，干簧管式沉降仪

34、7.倾斜观测。8.扰度测量：在建筑物垂直面上，各个不同高程点相对于基底点的水平位移 观测手段：视准线法，正垂线法，倒垂线法正垂线法：当坝体变形时，铅垂线位置相应发生变化，测量各测点铅垂线（相对基点）水平偏移量，称为基本扰度9.接缝与裂缝观测：单向测缝标点，型板式三向测缝标点10.渗流监测：监测对象：大坝及其基础（坝基）的渗流 11.扬压力监测：主要针对混凝土坝、浆砌石坝 观测对象：坝基，坝体 观测仪器：测压管：适用于坝基 渗压计：兼适用于坝基、坝体12.渗流压力和浸润线观测：坝基渗流压力观测、坝体渗流压力观测13.渗流量观测：在坝体下游设置集水沟 容积法：将某一时段渗水引入容器内测量 量水堰法

35、：设置薄壁堰，以堰前水头和量水堰参数计算渗流流量15.绕流观测：水库蓄水后，由于上下游水头差，使库水沿坝两岸岩石的孔隙、裂隙、溶洞、断层等向坝下游的渗漏产生 测量手段：测压管16.水质监测：监测对象：渗漏水，监测重点：透明度监测：清澈 正常渗流 浑浊、夹沙、含盐分坝体或坝基有土颗粒渗出管涌、内部冲刷、化学管涌前兆 观测方法：透明度管检测17.应力应变观测：混凝土、岩体、钢材、自由体积应变、土压力、温度18.水文及水力学观测：1.水位观测 观测方法：水尺、自记水位计、遥测水位计 2.压强观测19.消能观测：底流、面流、挑流、消力戽消能 观测方法:工程测量，立体摄影测量法20.冲淤观测：1.缆索法

36、2.工程测量交会法3.GPS定位法21.波浪观测法一、 判断题1. 隧洞衬砌的主要作用：承受山岩压力、内水压力和其他荷载；填塞岩层裂缝，防止水流、空气、温度变化及干湿变化对岩石的破坏；防止漏水和减小洞身表面糙率，而非防渗。答案：正确2. 反滤层在各层滤料的粒径顺流方向布置应该由粗到细。 答案：错误3. 泄槽轴线与溢流堰轴线接近平行的岸边溢流道，称为侧槽溢流道。 答案：正确4. 重力坝：坝体在自重、静水压力、扬压力三项主要载荷的作用下，满足稳定和强度要求，并使工程量最小的三角形剖面。 答案：正确5. 重力坝帷幕灌浆的主要目的：降低坝底渗透压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减小坝基和绕坝渗透流量

37、。 答案：正确6. 坝基设置防渗帷幕和排水帷幕的实体重力坝，可以减少坝基面上的浮托力。 答案：错误 排水孔幕：排除帷幕后的坝基渗水，降低坝基地面的扬压力 防渗帷幕：减小坝基渗水量，降低坝基渗透压力7.充分发挥围岩弹性抗力作用的条件是围岩与隧洞衬砌之间留有间隙。 答案：错误8. 固结灌浆可提高基岩整体性和弹性模量，增加基岩的抗压、抗剪强度，降低地基的透水性。 答案：正确9.心墙土石坝的防渗体一般布置在坝体中部，有时稍微偏向上游，以便同防浪墙相连接，通常采用透水性小的粘性土筑成。 答案：正确10.深式泄水孔的超泄能力比表孔的超泄能力大。 答案：错误11.斜墙坝的上游坝一般较心墙坝为缓。 答案：正确

38、12. 为了克服心墙坝可能产生的拱效应和斜墙坝对变形敏感等问题，有时将心墙设在坝体中央向上游倾斜，成为斜心墙。 答案：正确13. 过堰水流与泄槽轴线一致的岸边溢洪道，称为正槽溢洪道。 答案：正确14永久性横缝缝面为平面状，不设键槽，不进行灌浆；临时缝的缝面常设置键槽和灌浆。 答案：正确15.纵缝能够减小大坝在施工期的温度应力，坝体厚度不大时，可不设纵缝。纵缝缝面是受力薄弱面，在纵缝的缝面常设置键槽。 答案：正确16.泄水建筑物的主要作用：宣泄超过水库调蓄能力的洪水，确保大坝的安全。 答案：正确17.表孔无压泄水洞的工作闸门在进口段；深孔无压泄水洞进口淹没于库水以下，工作闸门和检修闸门分别处于出

39、口处和进口处；深孔有压工作闸门处于出口处。 答案：正确选择题1. 土石坝中褥垫排水体伸入坝体内部，能有效的降低浸润线，常用于下游水位低或无水情况。2. 与重力坝相比，拱坝的温度荷载必须计入，并且上升为主要荷载。3. 在水闸的闸室中，用于分割闸孔和支撑闸门的主要部件是闸墩。4. 工作闸门常在动水中启闭，检修闸门在静水中启闭，事故闸门常在动水中快速关闭，在静水中开启。5.溢流坝兼具有挡水建筑物和泄水建筑物的功能，泄流的水面不受建筑物的影响（阻碍）。除渲泄水库多余洪水外，还可用于排除冰凌、木材等漂浮物。6.重力坝的坝体廊道的主要作用是：灌浆和排水。7.挑流消能适用于基岩较为坚固、水头较高的情况。8.

40、拱坝所承受的水平荷载一部分由拱的作用传至两岸岩体，另一部分由梁的作用传至坝底基岩，拱坝在外荷载的作用下稳定主要依靠两岸拱端的反作用力，并不完全依赖坝体重量来维持稳定，这样使得拱坝设计较薄。9.在V形河谷和接近V形河谷中，多采用双曲拱坝。10.水利水电枢纽工程按其规模、效益、和在国民经济中的重要性分为五等。11.重力坝坝基处理主要包含两个方面：1.防渗；2.提高岩基的强度。12.可以降低浸润线，防止坝坡冻胀，保护下游坝脚不受尾水淘刷且有支持坝身增加稳定性作用的排水形式是：棱体排水。13.实体重力坝设置垂直纵缝，宽缝重力坝设置斜缝，空腹重力坝设置交错纵缝。14正常蓄水位情况所时大坝所承受的荷载：自

41、重、静水压力、扬压力、泥沙压力、浪压力、土压力 防洪高水位情况所时大坝所承受的荷载：自重、静水压力、扬压力、泥沙压力、浪压力、动水压力、土压力17.河床式泄水建筑物适用于重力坝、拱坝等混凝土坝、砌石坝坝型（含有溢流坝、坝身泄水孔）；河岸式泄水建筑物适用于不宜坝身泄洪如：土坝、薄拱坝，河床布置受限（隧道、溢洪道）18.闸墩：分隔闸孔，承受闸门传来的水压力，作为坝顶桥梁的支撑 边墩：溢流坝两侧闸墩，即最靠边闸墩，兼具有分隔溢流坝与非溢流坝的作用 边墙：为防止溢流坝泄水时水流外溢影响非溢流坝等其他建筑物的工作，边墩向下延伸，形成边墙。19.胸墙将溢流堰顶降低可以增加水库预泄、调蓄能力，但又使闸门挡水

42、面及水压力过大，造价增加综合应用题1.拱坝应用地形：左右对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的峡谷段。岩基均匀，坚固完整，有足够的强度，透水性小，耐风化。2圆形拱坝的中心角较大时能更好地发挥防洪作用，但为了让拱端推力指向两岸的岩基深处，中心角应该取较小值。1.坝式水电站、河床式水电站 引水式水电站 混合式水电站 坝式水电站：适用于河道坡降较缓，流量较大，并有筑坝建库的条件，修建在河流中上游的高山峡谷中。坝式水电站的水头用坝来集中，一般为中、高水头，引用流量较大，电站规模也大，水能利用比较充分，综合效益高。厂房布置在坝体下游侧，厂房本身不具有挡水作用，也不承受上游水的压力。水库库容系数大，径

43、流调节能力强。 河床式水电站：适用于修建在河流中下游河道纵坡较缓的河段上，水电站厂房位于河床内，和坝共同组成挡水建筑物，厂房本身承受上游的水压力。一般适用于低水头、大流量型水电站，厂房应该尽量远离溢流坝段而布置在河岸边。水库库容量系数（调节库容与水库多年平均年净流量的比值）较小，发电径流量大。 引水式水电站：修建在河流坡度较大、水流较为湍急的山区河段，水电站厂房布置在河岸，距离水电站进水口较远。水电站引水道形成较大落差用以集中水头发电，但发电引用流量较小，没有水库调节径流。只需不高的拦河坝，或拦河闸、底栏栅坝等挡水建筑物，形成不大的水库，库区淹没少；工程造价省，水库调节能力差， 常用于中小型水

44、电站。 混合式水电站：拦河大坝较高、上游形成有调节能力的水库，再用压力引水道将水引到水电站厂房，厂房位置比较灵活，可用较长的压力引水管道将厂房布置在距离水库较远处，水库调节能力强，水位落差利用充分在下游有较大的弯曲河道时，采用混合式水电站利用弯曲河道，可缩短输水建筑物又充分利用落差，往往比较经济。2. 合理运用水库来减小水库淤积的方法：蓄清排浑、异重流排沙、引洪放於 蓄清排浑：来沙主要集中在汛期，尤其是前段洪水，水库迎汛时需要降低水位；方式：在汛期来临之际，汛期降低水位，甚至空库迎汛。排浑：在多水多沙的洪水入库时，水库水位维持在低水位，大量泥沙通过排沙设施（排沙底孔，输沙隧洞）排出库外，进而排

45、沙减於。汛末来水含沙量小而清，拦蓄径流、蓄水兴利，实现蓄清。 异重流排沙：当含沙量高洪水进入已蓄水水库时，因浑水重度较大、与蓄清水基本不相混掺而是潜入清水下方沿库底向坝前运行。如此时及时打开底孔闸门，可将浑水排出库外。此时弃水量小。因为水库在异重流排沙前后均能蓄水，水库在汛期仍可保持一定的调蓄能力，而不至于产生大量弃水。尤其适当水量较为缺乏、或无法泄空排沙的水库。引洪放於：在含沙量较大时，结合灌溉引洪放於，在减小水库淤积的同时，还可营造良田，改善土壤。3.重力坝、拱坝、土石坝、重力碾压坝、支墩坝、面板堆石坝 重力坝：主要依靠自身重量与地基之间的摩擦力和坝与地基之间的凝聚力以抵抗坝前水推力，维持

46、自身稳定的一种坝型。现代重力坝的主要材料是混凝土或浆砌石材料，大坝一般建立在岩基上。重力坝依靠坝身重量：满足坝体稳定性要求：在滑动面产生摩擦力形成抗滑力，以重力矩抵抗坝前水压力矩；满足坝体强度要求：在水平截面上产生的压应力，抵消因水的压力形成的坝身拉应力 重力坝的优缺点：优点：1.安全可靠：（相对拱坝） 剖面尺寸大，应力较小、强度裕量大； （相对土石坝） 筑坝材料强度高、耐久性好，抵抗水的渗漏、洪水漫顶、地震和战争破坏能力较强 2.对地质、地形条件适应能力较强：（相对拱坝） 能够适应岩石情况的变化和复杂、不均匀的地基，一般岩基均可满足建设需要；对地形适应性强，几乎可以建在任何形状的峡谷中 3.

47、易解决枢纽泄洪问题：（相对土石坝） 混凝土材料可以做成任意适合于泄水的形状，对水流冲刷抵抗力强。且：重力坝既可采用过流式（即从坝顶溢流）、也可采用在坝身设置泄水孔方式泄流，一般无需在岸边另设泄水的建筑物，枢纽布置紧凑。 4. 施工方便（相对土石坝） 在施工期可利用坝体导流，一般不需要另开设导流隧洞、便于施工导流；（相对拱坝） 重力坝一般采用大体积混凝土浇筑方式，在放样、立模和混凝土浇捣方面均较简便和高效率 5. 设计简单、可靠沿着坝轴线用横缝分为若干段，各坝段独立工作，不相互传力，结构作用单纯明确 2.缺点：1. 水泥用量多而材料强度裕量过大（相对拱坝） 重力坝需要自身有足够的重量维持坝体稳定

48、，坝身体积大、水泥用量多，相对稳定性需求而言，坝内大量混凝土材料的强度形成过大裕量 2.坝身扬压力不利于坝体稳定：（相对拱坝） 渗入坝基及坝体的水形成的扬压力会抵消一部分坝体重力，形成对坝体稳定性的直接不利因素 3.施工期温度应力及收缩应力大：（相对拱坝） 体积庞大，水泥的水化热在施工期散热困难、混凝土内部温差较大且温度较高，相应会产生较大的温度应力和收缩应力 重力坝的地基要求：（1）具有足够强度，以承受坝体的压力（2）具有足够整体性、均匀性，以满足坝基抗滑稳定并减少坝体沉降不均匀性（3）具有足够的抗渗性，以控制渗透流量（4）具有足够的耐久性，以防止岩体性质在水长期作用下性能恶化碾压重力坝：将

49、土石坝施工中的碾压技术应用于混凝土坝，采用水泥含量低的超干硬混凝土熟料、通仓铺填，逐层碾压固结，主要过程：用自卸车或皮带将拌和物运到碾压仓内，用推土机平仓摊铺，再用重型振动碾压实体。优点：1.采用水泥含量低的干硬性混凝土，水泥用量比常规混凝土节省10%以上，整体造价低2. 因水泥含量少，水化热低，并采用薄层浇筑，表面散热好，坝内温升较低，简化了温控措施3.施工方法简便，可以连续施工，缩短了工期4.不设纵缝，取消了纵缝灌浆系统，节省模板，易于机械化连续施工5.施工强度高、速度快，施工期可压缩至一个枯水季，简化施工导流拱坝：在平面上呈凸向上游的拱形坝，借助拱的作用将水压力全部或部分传递至河谷两岸基

50、岩。拱坝的优点：1.坝体较薄，经济（对水压力无需如重力坝依靠坝体重量维持稳定性，主要是利用拱端基岩的反作用来支承。拱圈截面内应力大部分为压应力，可充分利用筑坝材料的强度）2.坝体整体性好，抗超载能力强（当外荷载增大使拱圈局部出现拉应力而使混凝土开裂时，拱圈可以自行调整坝体应力，适应新的受力状态）3.坝体弹性好，抗动态荷载能力强4.拱坝坝身局部开孔不会破坏其整体性，能够通过坝体泄洪。缺点：1.体型较复杂、施工难度较大2. 筑坝材料强度、施工质量要求较高3. 对基岩、两岸岩体地质条件要求高4. 适应于狭窄而不宜于宽河谷5. 局部破坏可致整体崩溃V形河谷比U形河谷更适宜建拱坝拱坝对岩基的要求：1.基

51、岩比较均匀，坚固完整，有足够的强度2.透水性小，能抵抗水的侵蚀、耐风化3.岩基岸坡比较稳定，没有大断裂坝体承受的水平方向荷载，由拱的作用传向两岸，梁的作用传向河床通常假定温度荷载由拱圈承担：（1 ）混凝土施工过程中水化热的散发；（2 ） 封拱 温度、外界气温与 封拱 温度的差别所致：温度高于封拱温度时，温升对坝肩稳定不利，对应力有利；温度低于封拱温度时，温降对坝肩稳定有利，对应力不利土石坝：土石坝：包括土坝、堆石坝、土石混合坝土石坝的优点：1.就地取材，减小工地外线运输量，并可以节约大量水泥、钢材2.适应地基变形能力强2. 构造简单、施工技术易于掌握，利于大型机械化施工的组织和展开；3.并易于

52、大型机械化施工的组织和4.材料性能时效长，工作可靠、寿命较长5. 管理、维修及加高、扩建均较容易 缺点是：1. 材料为散粒体状，坝身整体强度和抗冲刷能力弱，坝顶不允许溢流、坝身也不允许泄流，需在坝外另修建泄水建筑物，增加枢纽布置难度2. 施工导流不方便3坝体填筑土方工程量大。4.土料填筑质量和施工组织受降雨、冰冻等天气、气候影响较大5.发生溃口后溃口易受水冲刷迅速扩大土石坝按坝体材料及防渗体的相对位置：1.均质坝：坝体采用同一种粘性土填筑而成，主要由均质土料、排水体和反滤层组成，粘性土要求透水性弱而防渗性强，坝体兼具挡水和防渗能力，但因粘性土抗剪、抗滑强度低，不宜修建高坝。 2.心墙坝：坝体中

53、央设置防渗墙体，心墙材料需防渗性较好，用透水性较好的土石料做坝壳，但心墙与坝体需同步上升，施工干扰大；防渗体如发生故障时不易维修 3.斜墙坝：防渗体呈倾斜状位于坝体靠近上游部分，心墙材料需防渗性好，坝体用透水性好的土、石料进行填筑；斜墙与坝体间施工干扰坝小，且故障便于修复，但工程量更大，抗震性和对不均匀沉降适应性较差 4.多种土质坝坝体浸润线：上游库水通过土石坝坝体渗透时，渗透水头沿程不断减少，在坝体内形成的一条沿程不断下落的渗流水面线。坝坡：均质土坝：上游坡要比下游坡缓：上游坝坡长期浸泡在水中，土料的抗剪能力降低，当上游水位突降时，坝体渗水土质斜墙坝：上游坝坡比心墙坝缓，而下游坝坡比心墙坝陡

54、支墩坝：（相对于实体混凝土坝）优点：节省混凝土用量，挡水面板倾向上游、增加了水体重力有效作用，提高了坝体抗滑稳定性；2.支墩较薄且墩间空隙，便于坝基排水，坝底面扬压力小，坝体自重能充分发挥稳定作用3.充分利用材料的强度：支墩可随受力情况调整厚 度，便于充分利用混凝土材料的受压强度4.地基开挖量小，便于布置底孔和施工导流；施工 散热面大，坝体温度控制简易 缺点：1.侧向稳定性差 支墩剖面单薄、且支墩之间相互独立，侧向稳定性差，在受到平行于坝轴线方向的地震力时，其抗侧向倾覆能力较差2.对地质和气候条件要求高，属超静定结构，其内力受地基变形和气温变化的影响大3.施工模板用量大、立模复杂面板堆石坝：用堆石和砂砾石分层碾压填筑而成的坝体，以土、混凝土、沥青混凝土等材料作为防渗体。优点：1.就地取材，经济性优越2.施工度汛问题较土坝容易解决：面板的使用，使利用坝面溢流度汛具有实际可能，但较混凝土重力坝及拱坝需更注意表面保护措施3.对地形、地质和自然条件适应性强，较混凝土坝，可建在地质条件略差的坝址上，且对温度变化敏感度低；较土石坝，施