港口海岸及治河工程水工建筑物培训讲义

水工建筑物专业：港口海岸及治河工程武汉大学水利水电学院.个人简介李典庆1975年湖北竹溪2008,12－至今武汉大学教授博导

2005,07-2008,11武汉大学副教授

2007,11-2008,01香港科技大学访问学者

2004,01-2005,06香港科技大学博士后

2001,03-2003,12上海交通大学博士1998,09-2001,02河海大学硕士1994,09-1998,07河海大学本科例题及考题网址基本要求/expert/dianqing国家重点实验室专家主页水工建筑物安全、健康诊断及寿命预测水工建筑物水工建筑物课程的重要性

课程定位港口海岸及治河工程专业重最要的专业课之一必修课课程内容主要讲授水工建筑物设计的基本理论和方法以及水工建筑物规划、施工和管理等方面的基本知识课程意义通过本课程的学习，使学生具备进行水工建筑物设计的基本技能，并能运用所学知识来解决工程实际问题，为毕业后在水利、水电等部门从事相关的规划、设计、施工和管理等工作打下一定的基础后果国内：75.8事故1975年8月河南省中部一场特大暴雨造成板桥、石漫滩两座大型水库及58座中小型水库溃坝。国外：美国提堂土石坝溃坝1976年，美国爱达河州蛇河支流提堂河上水库溃坝事故29个县12000km2土地受淹1700万亩耕地1100万人受灾

2.6万人死亡直接经济损失约百亿元工程开发费4000万美元780km2地区受淹、

14人死亡2.5万人无家可归52km铁路遭破坏40万亩农田受淹青海省沟后坝溃坝1993年1993年8月27日大坝溃决失事,当时库水位3277m,冲毁部分为坝体的50%。混凝土面板砾石坝沟后坝溃决后下游拍摄全景水工建筑物俄罗斯最大的水电站萨彦-舒申斯克水电站2009年8月17日发生事故，死亡75人水工建筑物绪论1第一章重力坝1第二章拱坝20第三章土石坝3绪堤论第一膊节境水铅资源宣与水珠利水拔电工延程建旋设一、模世界星水资柄源概锡况地球搜上的口水总行量很寇大，权约为15亿km3，但遭绝大吸部分酒是海洋恨中的虽咸水；人类戒可以证利用活的淡挡水总粉量约可为0.寻38亿km3，仅拒占全叫球总品水量师的2.航5%，这锡其中薯有80咏%左右蛮的淡伏水储梨藏在测极地敏和冰翠山、位冰川向，还糕有一塌部分亿藏于门地下却；对人军类起富着特惊别重辫要作熄用的累地表水水，涝全球者约为47万亿m3，人色均约90海00赴m3。淡水总量：

2.8万亿m3地下水：1000亿m3

地表水：2.7万亿m3河川径流地下水二、怠我国紫水资花源状瞒况建设队节水处型社可会是鱼必然志的选役择人均占有量010002000300040005000600070008000缺水警戒线734222001760世界目前人均我国目前人均m3/P我国2030年人均1700特点肺一：眉总量甘并不属丰富津，人泰均占裤有量够更低降雨裤主要荒集中梯在汛很期；常有铁连续疼丰水宅或干腔旱年诉。大多越数省瘦份年蓬降水醉量集绵中在铜2～秧3个涛月（装6－恋8月活）的劳时间印内，蛛即所石谓的梅雨弯季节淡。汛期

70%30%

非汛期

特点财二：馅年内震年际悠分配颠不均遥，旱嚼涝灾繁害频淹繁须建行水库丢增强刊调控颜能力扩。降雨减量时填间分佣布不见匀的塑后果梢是梅所雨季海节多能余的扛降水厅形成苹洪水尾，并且热造成煎洪涝扇灾害、水穷土流傲失，裹而其竹余多枣数月恒份降杠水不娃能满浸足用亡水需献要；2006广西梧州长江及以南

长江以北水土地020406080100%81%19%38%62%水土资源分布年降雨量400mm400mm800mm1600mm800mm特点传三：膊地区议分布探不均睡，水看土资镜源不许相匹吩配须建畏调水膛工程悄，提晚高水全资源润配置扒能力究。广西山、海秀南的炭多年会平均款降雨庸量超瞎过18乡丰00派mm宁夏萄、甘重肃的刮多年谱平均投降水渴量小脱于30作0m杀m。我国凉除东蛙北地戚区、乡丰内陆斥部分选高寒决山区全及沿朵海个忧别地众区之脾外，绝大榜多数唇地区丈的多年析平均债蒸发兰量大充于多命年平邻均降循雨量气温针高或戚气候似干燥。山西熄省多般年平矩均降但水量40含0～63核0m语m，与泼西欧爹一些抚高原群地区穷接近膛，不弟算太黑小。诉但是蹈山西吧多年破平均炒蒸发辆量高您达16志00～20窝00球mm，几茶乎是肥降雨苍量4倍。甘肃献、宁振夏一清些地嗓方的酬多年裳平均医蒸发晒量甚口至是插多年稠平均央降雨锅量的10－20多倍。特点劲四：售我国灰自然皱水分中蒸发溜强烈所以感，水紧资源德是否径短缺丧不仅怪要看恼降水农量，还要堤看蒸寇发量内。法国肌大巴我黎地梅区属缸于温勺带平迎原和挣浅丘四陵地常区，拜多年涉平均焦降雨际量只延有61走9m退m，可范是该族地区银主要恐农作心物基矛本不寄需灌冲溉降雨药年内胆分布沿均匀，一搜年之交内12个月竭的降纳雨量缎十分系接近节。正静因为讨经常略降雨斜，空跪气湿材度大努，加弱上气毅候温食和，惯所以蒸发钞量很子小。西趋欧地休区很社少发垃生洪娃水和柔干旱富。以上三个方面因素我国水资源短缺的主要自然因素＋人为因素（水体污染＋用水需求急剧增加）正在加剧水资源危机。三、驰我国哨水能僚源状厦况我国档的人均水资精源并的不丰遭富。驾我国矿可用白于发偏电的舱水能堤资源斩十分贸丰富秒从青讽藏高淡原到烫海平尿面之惹间的悄巨大沈落差醋。总量

6.76亿kW可开发量

3.78亿kW年发电量

9200亿kWh人均约700度/年计算机375W杨房沟特点迫一：如总量键丰富徐，开漏发不往足可开字发总全量世界陵第一，占涛世界总量16约.7％到20能04年，形开发咐量仅病占可升开发量1/停4，远久低于文发达遵国家60％的平嚼均水椅平美国82％；贿日本84％欧洲围是72视%以上瑞士达到10网0%以上大有可为！2008年：火电约占76%,水电约占22%,核电只接近2%,其余为风力等其他电力.三、泳我国萌水能痕源状节况目前根，发皂达国亦家大愤部分旗技术锈及经今济可坊行的腿水电娘资源贝都得衣到了伴开发孩，发饺展中否国家冠水电各开发抚率还久很低纳，尤役其非白洲，点开发榨率还驻不到8%。中滔国水米电劳夫务输雪出（就蜘业机伶会）作为纸首位骑在国揉际大燥坝委哈员会御担任味主席草的中筋国科南学家不，贾雁金生尖在接训受《科学拴时报》采访直时说性：从全目世界算的发摩展看利，建陵设水民库大景坝是踏应对纷气候穴变化额、促况进人谱水和趣谐的躬关键外。但大积坝建驱设有岔一个认识傲及技袭术问鲜题，还献有一次个利益档协调奶问题，而恋把认拐识统悲一到科学寸发展茅观又是辽困难殖之最.攀枝花宜宾乐山二滩电站金沙江金沙江岷江大渡河长江雅砻江YibingPanzhihuaLeshang成都

昆明宜宾大理乐山攀枝花丽江澜沧江金沙江雅砻江大渡河岷

江白鹤滩小湾糯扎渡溪洛渡向家坝锦屏一级乌东德金沙将江干悟流：西规划膀20吧个梯筛级雅砻素江干骨流：彻规划核21陈个梯笨级大渡筝河干渡流：瞒规划池22毕个梯章级库坝稳定与安全水电开发与保护工程移民与安置高效运行与管理挑战性问题三、肢我国垒水能愿源状树况二滩水电站（中国已建最高拱坝）（坝高240m，装机330万千瓦）溪洛渡水电站(装机泄洪仅次于三峡)（坝高272m，装机1260万千瓦）.三、幸我国幅水能狗源状产况特点产二：炒地区追分布箱不均她，与阁经济盈发展撕不匹植配78仁％水尚能资追源集中滨于西谊部，东部嗽仅6蚁％；51纷％用参电量杯在东些部。雅鲁藏布江西电炎东送年内须降雨围集中臣在汛姥期；年际旋间江姨河来群水量疾变化情大。汛期70%30%

非汛期

须建绣设（摄年调个节、在多年央调略节）教大型壤水库晒。特点下三：谅江河氧来水具量时拿间分俱布不翁均今后15－20年是忙水利睛水电晒建设散的良好详机遇领期四、痕机遇补？防汛伍抗旱吨、粮沸食安悼全、笛城乡情供水弃、生愉态宏保护泄等需性求；西部估大开烈发战例略的习机遇东部亚：水排能资砍源占6％，绘开发贫率大状于50％；西部幕：水积能资佩源占78智%，开范发率顽仅8％。水资跨源方栋面：我国堂目前物面临织着水多（洪政涝灾龙害）宿＋水少（干简旱）见＋水脏（水乐污染轮）等扎一系兽列严欺峻问声题；水能渔源方吧面：开发贞率低谢、地艘区分英布极鸭不不克均匀味；HOW？必须修建各项工程设施，对天然来水进行合理的调配和利用，这些工程措施统称为水利水电工程。按照工程开发目标可分为治河防洪工程、农业水利工程、水力发电工程、航道与港口工程、给排水工程和综合利用水利工程。19偷49年以恭来，猪水库种大坝86低00奸0多座傻；江河滤堤防赖长度17种00奇00程km；灌溉悄面积面积10颂00咳0亩以吐上的容灌区25价00多处；水电将装机蝴容量妻。NO戏.踏1三峡敲工程基本截建成魔＋南水倚北调工程凑已经系开工软（中恨线工惑程干逼线已堡基本定贯通辞，3月底筋将具诸备通染水）啦；东观线工阻程每壶年调背水15脖0亿m3三峡速水利撕枢纽都江拔堰水肤利枢播纽都江到堰宝欲瓶口都江分堰飞厚沙堰一、习基本向概念水工哄建筑艰物:水利鸽水电密工程麻中采妻用的纵各种捎建筑筋物；第二获节验水利浅枢纽瓦和水班工建青筑物水利急枢纽:在水档域的丽适当佣地点倚，为迈了一种馋或多观种目望的而集趋中布贝置若卵干个雁不同伪类型发的水恒工建结筑物尽，各维自发挥不深同作市用并淘协调帝工作斑，构咽成一刮有机姻综合治体，挽称为水利当枢纽凝。水利枢纽的作用不同蓄水枢纽引水枢纽泵站枢纽蓄水待枢纽蓄水费枢纽纵是在鞋挡水妹建筑躺物（狡挡水笑坝）稻上游泉形成快较大肝库容的闷水利稼枢纽朱，也架叫水库束枢纽。作用扫：抬高盾上游绍水位茫＋对孙河道泄天然勿流量薯进行馆年调豪节或多年巨调节负（调渴洪作则用）献。适用理条件怖：当天捧然来营水量醒在各年稍之间附或一算年内眉有较冈大变揪化，但径流倚总量肤可满胞足要哑求的情的况下贴，一傍般需假修建棕较高粘的坝航，以悦形成牺水库我、抬堆高上貌游水辽位，摘并用吹水库间的库早容调街节来修水流碧量。建筑宪物组括成：挡水华建筑错物（役大坝屋）＋虚泄水私建筑芒物＋耍取水桑建筑酒物，矮俗称“水涛库三蜘大件例”。根挥据水惨库的上开发咏目的碍不同宁，如梯水电列站和饥通航镰船闸帆。葛洲偿坝水岭利枢园纽平油面布稳置图丹江嫁口水伤利枢泡纽平洁面图引水舅枢纽以引窗水为即主要析目标困的低水平头水利剂枢纽安。作用费：雍高悄上游炕水位揪，控权制引峡水流的量，桂满足满用水傍需要娇。适用柏条件踩：河道天然警流量满充沛，但水位谎较低，水桌流不匀能进社入渠厉道或嘉管道成。引医水枢旅纽无惹需对呀河道页天然宵流量指进行氏调节母，挡早水建好筑物嘱高度鉴不大姥，库尤容也搜不大痒。建筑脾物组抹成：进水刊闸、专雍水宜坝（榨或拦涛河闸妥）、映冲沙肢闸等叫建筑配物组搬成。呆如果败是综续合利淡用的伪引水赛枢纽押，还艺需建酬专门熔建筑狱物，萄如水肿电站讽和通捉航船活闸。以泵译站为毯主体馆的水咐工建毙筑物缘瑞综合龄体。作用逝：把低桥处的脊水抽聪送到恩高处宋，达马到灌犹溉、凑排涝赖、发电伍（抽狭水蓄烂能电香站）披、航钥运等着目的厉。建筑且物组冲成：最常圣见的块配套枪建筑坏物通睁常有捧引水线闸（树灌溉锡泵站办）、引排水翻闸（徒排涝浑泵站何）、停通航虾船闸别（兼缴有排汗洪、休航运虽功能李的河仇道）婚。泵站相枢纽刮不属忌于本万课程惜教学伐内容舱，在泵搁及泵绑站课领程中恨讲授泵站链枢纽“南槽水北镜调”掏的东练线工宾程，梦即从炼江都按引水云，通倘过1灵3级挡抽水关台阶齐和黄踩河河阶底隧晴道，熊将长涉江之卷水引瞎到天座津及霉河北帽地区饭，每年现调水无15锡0亿传立方盖米。江都社电排懂站杏世浩界上吩最大哥的泵洞站枢俘纽分类须标准俱：按作淡用分肤类：挡水薪建筑航物错（拦旅河坝脸、堤蒙防，话施工皇围堰渠）泄水出建筑咽物（锣溢洪刻道、义泄水累闸、秀泄水混隧洞晨）取水魔建筑侵物（普取水嫁口、粥进水击闸、秤泵站纯）输水昂建筑欧物（义渡槽吼、输羽水隧嫁洞等效）整治咏建筑售物（丁坝、导引流堤焦、护醉岸等膜）专门彻建筑慨物（船闸、鱼道、筏道河等）二、承水工谢建筑食物分来类按使页用期宵限分状类：永久休性建丧筑物阻：工程运用故期使用需的建奇筑物溉；按在愿工程司发挥奖的作撤用＋倒失事职后造端成的收影响戏程度（1）主薪要建民筑物错（坝藏、水因闸、座泄洪荒建筑否物、水电仁站厂印房等咸）；（2）次优要建悲筑物偏（挡垦土墙错、导运流堤膀、护伪岸等限）。临时铃性建训筑物挥：工程施工刘期使用刊的建现筑物（导愉流建气筑物寇、施因工围秆堰等伐）三、肤水利况水电听枢纽甜工程分等＋水挺工建浙筑物分级修建效的水战利工止程应保证跪其可努靠度（安敬全性爬、适鞭用性绑、耐茫久性知）同帖时又面要保具证其界经济帜性。登然而失安全紧度与焰经济沙性是缩慧相互绞矛盾馒的，英工程千的安衬全度舞越高障，投脑资也俘越大堂。反吊之，赔则相吵反。目的：使工程具有足够的、但又不是过分的可靠度，即可靠又经济（优化问题）为此，根据水利工程的重要性对水利枢纽分等和对其水工建筑物分级SL栽25屑2－继20略00瓣《水当利水名电枢按纽工狮程等厘级划岁分及渠洪水宁标准锋》工程等别工程规模库容（亿m3）防洪

灌溉发电

保护城镇及工矿区保护农田面积（104亩）灌溉面积（104亩）装机容量（104KW）

一大（1）型≥10特别重要≥500≥150≥120二大（2）型10~1.0重要500~100150~50120～30三中型1.0~0.1中等100~3050~530～5四小（1）型0.1~0.01一般30~55~0.55～1五小（2）型0.01~0.001<5<0.5<1几点园说明课：（1淘）如盲果按及表中源分等先指标猫分属忽几个死不同圾等别该时，整朴个工屋程的调等别河应以浅其中最高罗的等夺别为突准。（巴2）压水库比总库华容为李水库粱最高鸭水位塌（校核盏洪水马位）以下吧的静录库容何。（3赵）治牲涝和奶灌溉怜面积怠为设计面积恢（不箩是实赴际）效。（4搁）表府中防备洪分塞等指遵标，垄对于洁城市须和工讯矿企址业参考表巷0－贴4确党定（间P哲5）断。工程等别ⅠⅡⅢⅣⅤ主要建筑物12345次要建筑物33455对水抓工建眉筑物番而言弦，是追要划涌分级钉别依据鲜：工程石等别使用呢年限野（永厨久建蛙筑物朗或临后时建汪筑物充）重要份性（池主要愁建筑标物或另次要茶建筑余物）水工较建筑滥物可恰划分瘦为5个级板别永久占性水缝工建嫩筑物几点扬说明局：（1蒜）损戴失后求果巨爱大或竞影响约十分磨严重未的2绘－5仓级主脂要永久悄性水廊工建傅筑物掘，级洞别可戒提高宰1级早；（2杯）对拔于高票土石狼坝也部可提益高1仰级。（3拜）建迁筑物渔基础慎工程味地质飘条件蛙复杂宾或新墓型结垂构，可提损高1辩级；（4饺）永繁久性汤主要样建筑岩物在话特殊泪情况谣下，起建筑傅物级别辫可提屡高1困级，乒但是洪水下标准伪不提旷高。（5毕）失事此后损巷失后欢果不圾大的军可以按降低沸1级闷。等级狮划分闪是确艳定以届下设讽计标姐准的嫁依据洪水猾标准北（洪暖水频躲率）挡水山建筑企物的方安全姜超高结构族强度转和稳拣定性津的安满全系肌数建筑栋材料登的品泄种、仔标号设计议方法籍的选捷择级别名低的灵小型间或临修时建嘉筑物按采用简化狸计算耀方法；重大辽建筑猾物采飞用比喉较精承确的左计算段方法思（FE脚A），甚至痛做模捐型试花验。第三缺节没水思利工念程的左设计题程序项目底建议姿书项目禽建议蛋书是怕在流日域规遮划、监区域思规划鼓的基恼础上涝编制析的要观求建骂设某购项工县程的建议装性文砖件要求受政府逢部门崇将该饥项工坏程未列入夜中长造期计翼划。可行虑性研畅究在项稼目建辞议书湾的基暑础上刑，对恳拟建姨工程竿进行急技术辱、经济饼论证啄。初步叫设计在可慢行性健研究向的基胳础上添，对蚂工程流进行斜的基册本设叹计。包括仁进一日步论乔证在狐指定竖地点域和规出定期魔限内昆进行渴工程建尘设的油可行拜性和也合理层性。招标军设计招标府设计晨是为田水利诵工程走招标参而编盟制的捧设计广。它萍是编些制施工口招标塑文件炸和施货工计已划的谨基础杏，招原标设共计属摧于水饼利施工换和招底投标衫课程态教学态内容禁。施工馒详图施工弟详图砌是在漆初步效设计汉和招段标设仆计的虏基础堂上，袍绘制