第9章水利水电工程

1、土木工程概论土木工程概论第九章第九章水利水电工程水利水电工程本章内容本章内容u9.1 9.1 农田水利工程农田水利工程u9.2 9.2 水电工程水电工程u9.3 9.3 防洪工程防洪工程u9.4 9.4 发展趋势及前景展望发展趋势及前景展望简述简述引言引言( (introduction) )9.1 9.1 农田水利工程农田水利工程 农田水利工程主要包括灌溉工程和排涝工程，以解农田水利工程主要包括灌溉工程和排涝工程，以解决农田的灌溉和排涝以及土壤改良工作。决农田的灌溉和排涝以及土壤改良工作。 9.1.1 9.1.1 灌溉与排水灌溉与排水 地面灌溉、喷灌、滴灌、微喷等几种形式。地面灌溉、喷灌、滴灌

2、、微喷等几种形式。漫漫灌灌1.1.灌溉方法：灌溉方法：9.1.1 9.1.1 灌溉与排水灌溉与排水 漫漫灌灌9.1.1 9.1.1 灌溉与排水灌溉与排水 喷喷灌灌9.1.1 9.1.1 灌溉与排水灌溉与排水 喷喷灌灌9.1.1 9.1.1 灌溉与排水灌溉与排水 滴滴灌灌9.1.1 9.1.1 灌溉与排水灌溉与排水 滴滴灌灌9.1.1 9.1.1 灌溉与排水灌溉与排水 滴滴灌灌9.1.1 9.1.1 灌溉与排水灌溉与排水 微微喷喷微喷旋转喷头微喷旋转喷头9.1.1 9.1.1 灌溉与排水灌溉与排水 2.2.灌溉水源灌溉水源 我国的灌溉水源主要有：天然河水，水库、湖泊、池塘、洼地蓄水，经净化处理后

3、的排放污水，高山融雪和地下水。 3.3.农田排水农田排水 主要是排除地面积水和降低地下水位，排水系统有明沟排水系统和暗沟排水系统。 9.1.2 9.1.2 取水工程取水工程 9.1.2 9.1.2 取水工程取水工程 1.1.无坝取水无坝取水无坝取水渠首一般由进水闸、冲水闸和导流堤三部分组成。 无坝引水渠首的组成9.1.2 9.1.2 取水工程取水工程 2.2.有坝（低坝）取水有坝（低坝）取水 有坝取水由壅水坝、进水闸、排沙闸、沉沙池及防洪堤等组成。 1-壅水坝 2-进水闸 3-排沙闸 4-沉沙地5-导水墙 6-干渠 7-堤防9.1.2 9.1.2 取水工程取水工程 3.3.抽水取水抽水取水 河

4、流的水量比较丰富，但灌溉区位置较高时。4.4.水库取水水库取水 河流的流量、水位均不能满足灌溉要求时。9.1.3 9.1.3 灌溉泵站与排水泵站灌溉泵站与排水泵站1.1.灌溉泵站灌溉泵站 当灌区的位置比较高，水源的水不可能进行自流灌溉时，需设置水泵站，进行抽水灌溉。 （1 1）泵站规划和灌区划分）泵站规划和灌区划分 当灌区面积小，地形单一，扬程不大时，多采用单级扬水、一处建站。 当灌区面积大，地形复杂，高程又高有低时多采用分区建站、多级扬水。1-进水闸 2-引水渠 3-进水池 4-泵房 5-出水管道 6-出水池 7-灌溉干渠9.1.3 9.1.3 灌溉泵站与排水泵站灌溉泵站与排水泵站（2 2）

5、泵站建筑物布置）泵站建筑物布置 当水源与出水池之间地形比较平缓，且相距又较远时，通常采用有引水渠的形式。9.1.3 9.1.3 灌溉泵站与排水泵站灌溉泵站与排水泵站2.2.排水泵站排水泵站（1 1）规划原则）规划原则 排水必须统一规划，分区进行，因地制宜。 规划原则：高低水分开；主客水分开；洪涝水分开；以自排为主，机排为辅；排水时间由各种作物能耐淹的水深和耐淹的时间确定，力求及时排水。9.1.3 9.1.3 灌溉泵站与排水泵站灌溉泵站与排水泵站2.2.排水泵站排水泵站（2 2）站点布局）站点布局 涝水可通过排水干渠汇集于蓄涝区时，宜集中修建较大泵站。 排水区水网密集，排水出口分散，地势高低不平

6、，高低需灌水，低地需排水，宜分散建站。（3 3）排水泵站的布置）排水泵站的布置 与灌溉泵站无大差异，对河流来说只是进水池与出水池的方向易位。9.1.4 9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道工程与渠系建筑物1.1.渠道断面渠道断面 渠道断面的形式取决于水流、地形、地质以及施工等条件。渠道所经过地方的建筑物，称为渠系建筑物。9.1.4 9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道工程与渠系建筑物2.2.渠道的流速与流量渠道的流速与流量 底坡降：渠道两端底部高差与坡底的长度比。 流速的大小主要取决于底坡降的大小，不致引起渠道冲刷的最大允许流速称为不冲流速；不致引起渠道淤积的最小流速称为不淤流速。 流量：单位

7、时间内通过特定表面的流体（液体或气体）的量（体积或质量）。9.1.4 9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道工程与渠系建筑物3.3.渠道的渗透损失及防渗措施渠道的渗透损失及防渗措施 渠道的水量损失，主要是渗透，其次是蒸发。 防止渗透的方法有两种：一种是提高渠床土壤的不透水性；另一种是衬砌渠床。4.4.渠系建筑物渠系建筑物渠系建筑物根据作用可分为：交叉建筑物、联接建筑物、水闸等。9.1.4 9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道工程与渠系建筑物林县红旗渠渡槽（1 1）交叉建筑物）交叉建筑物9.1.4 9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道工程与渠系建筑物柬埔寨沃代水电站引水隧洞（1 1）交叉建筑物）交

8、叉建筑物9.1.4 9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道工程与渠系建筑物公路涵洞（1 1）交叉建筑物）交叉建筑物9.1.4 9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道工程与渠系建筑物倒虹吸管（1 1）交叉建筑物）交叉建筑物9.1.4 9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道工程与渠系建筑物（1 1）交叉建筑物）交叉建筑物9.1.4 9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道工程与渠系建筑物（2 2）联接建筑物）联接建筑物 把上下两端渠道联接起来的建筑物，主要有跌水和陡坡。（a）地势较缓 （b）地势较陡9.1.4 9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道工程与渠系建筑物（3 3）水闸）水闸 按其作用分为：进水闸、分

9、水闸、节制闸、泄水闸、排沙闸。1-铺盖 2-闸门 3-闸墩 4-闸底板 5-边墩 6-桥 7-护坦 8-翼墙 9-尾坎 10-海漫 11-板桩 12-防冲槽9.2 9.2 水电工程水电工程9.2 9.2 水电工程水电工程9.2.1 9.2.1 水电站开发方式和主要类型水电站开发方式和主要类型 水电站的开发方式可分为坝式水电站、引水式水电站、抽水蓄能电站、潮汐电站。1 1. .坝式水电站坝式水电站 根据坝式开发方式的水电站厂房与拦河坝或溢流坝的相对位置，可分为河床式、坝后式、溢流式或混合式等四种。9.2.1 9.2.1 水电站开发方式和主要类型水电站开发方式和主要类型富春江河床式水电站（1 1）

10、河床式水电站）河床式水电站9.2.1 9.2.1 水电站开发方式和主要类型水电站开发方式和主要类型 （2 2）坝后式水电站）坝后式水电站坝后式水电站9.2.1 9.2.1 水电站开发方式和主要类型水电站开发方式和主要类型 （3 3）溢流式水电站）溢流式水电站葛洲坝水利枢纽9.2.1 9.2.1 水电站开发方式和主要类型水电站开发方式和主要类型2.2.引水式水电站引水式水电站9.2.1 9.2.1 水电站开发方式和主要类型水电站开发方式和主要类型3.3.抽水蓄能电站抽水蓄能电站 广州抽水蓄能电站布置图浙江天荒坪抽水蓄能电站9.2.1 9.2.1 水电站开发方式和主要类型水电站开发方式和主要类型4

11、.4.潮汐电站潮汐电站 法国朗斯电站法国朗斯电站9.2.2 9.2.2 水电站建筑物水电站建筑物1.1.水电站建筑物的布置水电站建筑物的布置9.2.2 9.2.2 水电站建筑物水电站建筑物2.2.水电站建筑物的作用水电站建筑物的作用9.3 9.3 防洪工程防洪工程 防洪包括防御洪水危害人类的对策、措施和方法。它是水利科学的一个分支，主要研究对象包括洪水自然规律，河道、洪泛区状况及其演变。 防洪工作的基本内容可分为建设、管理、防汛和科学研究。9.3.1 9.3.1 防洪规划防洪规划9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程1.1.堤坝堤坝 定义：它是沿河、渠

12、、湖、海岸边或行洪区、分洪区（蓄洪区）、围垦区边缘修筑的 挡水建筑物。 常见的形式：土堤、石堤、防洪墙及较先进的橡胶坝。9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程河南信阳市浉河橡胶坝9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程2.2.河道整治河道整治 河道整治包括控制和调整河势，截弯取直，河道展宽和疏浚。3.3.分洪工程分洪工程 分洪是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洪超额洪水的措施，是牺牲局部保存全局的措施。 分洪工程一般由进洪设施与分洪量、蓄滞洪区、避洪措施、泄洪排水设施等部分组成。4.4.水库水库 水库是用坝、堤、水闸、堰等工程，于山谷、河道或低洼地区

13、形成的人工水域。作用：防洪、水力发电、灌溉、航运、城镇供水、水产养殖、旅游、改善环境等。同时要防止水库的淤积、渗漏、塌岸、浸没、水质变化和对当地气候的影响。9.3.3 9.3.3 防洪非工程措施防洪非工程措施9.4 9.4 发展趋势及前景展望发展趋势及前景展望1.1.发展趋势发展趋势水利工程的发展趋势主要是： 防治水灾的工程措施与非工程措施进一步结合，非工程措施越来越占重要地位。 水资源的开发利用进一步向综合性、多目标发展。 水利工程的作用不仅要满足日益增长的人民生活和工农业生产发展的需要，而且要更多地为保护和改善环境服务。 大区域、大范围的水资源调配工程将进一步发展。 由于新的勘探技术、新的分析计算和监测试验手段以及新材料、新工艺的发展，复杂地基和高