第六章 水利工程概论

第六章水利工程概述6.1水利概述优点：水资源丰富，可开发利用的水能资源居世界首位。水资源理论蕴藏量为6.76亿千瓦，其中可开发量3.78亿千瓦（占全世界可开发水能资源总量的16.7％），年发电量19200亿千瓦时。缺点：水资源在时间和地域上的分布经常与对它的需要不一致。（南多北少，春夏多秋冬少）6.1.1我国水资源现状中国七大江河

项目长江黄河松花江珠江辽河海河淮河流域面积（万km2）180.96.256.744.422.926.426.9河长（km）6300546423082214139010901000年均降水深（mm）10704755271469473559889年均径流量（亿m3）9513658623338148228622注入东海渤海黑龙江南海渤海长江渤海第五章水利工程概论6.1.2水利工程的定义水利工程就是对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以除害兴利为目的而修建的工程。

水工建筑物：控制和调配水流的各种建筑物。

水利枢纽：各种水工建筑物相互配合，构成一个有机的综合体。

主要建筑物有：（1）用以截断水流挡水泄水的重力坝；（2）用以保证工程安全，宣泄多余洪水的泄洪坝段；（3）用于发电的水电站厂房；（4）用于保证交通的船闸以及升船机。水工建筑物因受水的影响而有别于其他建筑物或构筑物，其特点如下：水利水电工作条件复杂，施工技术难度大（受水文、气象、地址、地形等复杂条件的影响）大型水工结构不仅对社会、经济有很大影响，对自然环境、生态环境也会产生很大的影响6.1.3水工建筑物的特点6.1.4水利水电工程分类（1）水力发电工程（2）农田水利工程（3）防洪工程（4）供水排水工程（5）港口及航道工程（6）环境水利工程按其对水的作用分类（1）蓄水工程（2）排水工程（3）取水工程（4）输水工程（5）提水工程（6）水质净化工程（7）污水处理工程按其承担的任务分类目的：水利工程能为社会带来巨大的经济效益和社会效益，但是同时水利工程一旦失事，将会给社会带来巨大的财产损失和认为的灾害。为了高度重视工程安全，将工程技术和经济合理性统一考虑，有关规范将水利水电工程按重要分等，并进一步将枢纽中的水工建筑物分级。

6.1.5水利枢纽和水工建筑物分等枢纽分等建筑物分等第五章水利工程概论6.2农田水利工程分类：灌溉工程排涝工程农田水利是为农业生产服务的水利工程。其主要任务是灌溉、排涝、改良土壤。

鱼嘴是修建在江心的分水堤坝把汹涌的岷江分隔成外江和内江，在洪枯季节可自动调节水量。冬、春枯水季节，岷江水位较低，河流主流线多靠近河谷凹岸流去，分水堤将约十分之六的江水流入内江，十分之四的江水流入外江，简称“四六分水”；夏、秋洪水季节，岷江水位相对升高，河流主流线相对变直，大部分江水流向凸岸，故分水堤又将十分之六的江水排入外江，十分之四的江水注入内江。问题：飞沙堰、宝瓶口各有什么特点？

CompanyLogo鱼嘴飞沙堰宝瓶口6.2.1灌溉工程灌溉水源：我国灌溉水源的分类及其各自所占比例如下图：第五章水利工程概论无坝取水：不在河流中修建拦河坝，直接引水灌溉。适用于不经调节，河流水位、流量就能满足灌区用水要求时。有坝（低坝）取水：是采用拦河坝抬高水位后，再引水灌溉。适用于水流量不足时。抽水取水：用各种农用排灌机械取水灌溉的工程。适用于河流的水量充足，但灌区位置较高时（水位不足时）。水库取水：修建水库拦截一定水量，起径流调节作用。适用于河流的水位、流量均不能满足灌溉要求时。灌溉取水方式灌溉取水方式示意图有坝取水工程细部示意图有引水渠泵站布置图6.2.2排涝工程1、目的：排除地面积水和降低地下水位。2、分类：(1)明沟排水：一般包括干、支、斗、农、毛各级排水沟通及相应排水控制建筑物，具有施工简单、见效快等优点，缺点是占地多、易淤积、维修工作量大。(2)暗管排水：优点是占地少，不影响农田耕作和交通，排水效果稳定，缺点是需要较多管材，基建投资高。(3)竖井排水：利用水井抽取地下水，降低和控制地下水位。优点是调控地下水位能力强，缺点是井点分散、管理不便，需较多水泵和动力。取水与排水的通道——输水建筑物1、渠道渠道段面示意图

2、渠系建筑物为渠道正常工作和发挥其各种功能而在渠道上兴建的水工建筑物。（1）水闸：利用闸门控制流量和调节水位。取水与排水的通道——输水建筑物（2）渡槽：渠道跨越其他水道、洼地、道路和铁路等修建的桥式交叉建筑物。（3）隧道：渠道跨越其他水道、洼地、道路和铁路等修建的地下交叉建筑物。上海杨浦电厂取水工程（4）跌水：连接两段高程不同的渠道的阶梯式跌落建筑物。（5）陡坡：连接两段高程不同的渠道的坡度大而近乎垂直的坡。

(a)跌水(b)陡坡6.3水利发电工程定义：利用水力发电。通过水工建筑物和动力设备将水能（流量的大小、水头的高低）转变为机械能，再由机械能转变为电能。云南石龙坝水电站——我国第一座水电站，始建于1912年，规模较小。葛洲坝水电站——1971年5月开工兴建，1972年12月停工，1974年10月复工，1988年12月全部峻工。最大坝高47米，总库容16.8亿立方米。总装机容量271.5万千瓦三峡水电站——于2009年全部完工，世界上规模最大的水电站，坝高185米，蓄水高程175米，水库长600余公里，共安装32台70万千瓦水轮发电机组，总装机容量2250万千瓦。锦屏水电站——2005年11月12日开工，还未完工。采用的形式为混凝土双曲拱坝，建成后坝高将为305m。将为世界第一高拱坝。总库容77.6亿m3，调节库容49.1亿m3，具有年调节性能,装机容量360万千瓦。6.3.1水电站建筑物主要特征：水头低，因此引用流量大。水电站产房既用来发电同时也用来挡水。1.坝式电站——河床式水电站河床式电站——葛州坝水电站葛洲坝电站当水头较大时，厂房本身抵抗不了水的推力，将厂房移到坝后，由大坝挡水。特点：水头高，库容较大。产房不用来挡水。2.坝式电站——坝后式水电站坝后式电站——三峡水电站万家寨坝后式水电站用引水道来集中水头的电站。特点：流量小，水头高，适合河道坡降较陡，流量较小的山区性河段。3.引水式水电站引水式水电站4.抽水蓄能电站抽水蓄能电站是一种特殊作用的水电站，是在时间上把能量重新分配。因能量转换有损耗，一般用4度电抽水可发出3度电。广州抽水蓄能电站利用潮水涨、落产生的水位差所具有的势能来发电。据计算，世界海洋潮汐能蕴藏量约为27亿千瓦，若全部转换成电能，每年发电量大约为1.2万亿度。浙江江厦潮汐电站5.潮汐电站法国朗斯潮汐电站6.4防洪工程防洪工程是预防、控制洪水成灾所修建的工程。主要包括：挡水结构工程、河道整治工程、分洪工程等它的作用可分为：阻挡洪水侵袭、增加泄洪能力。6.4.1挡水结构工程1、堤：沿河、渠、湖、海岸边缘修建的挡水结构，主要是防御洪水对保护对象的侵袭。袁州新区堤防工程2、坝坝是建在河流中截断水流、抬高水文、形成水库的挡水结构，也具有泄洪、发电等功效。按材料分为：土石坝、混凝土坝、橡胶坝等；按结构特点和力学性能分为：重力坝、拱坝、支墩坝等。6.4.1挡水结构工程橡胶坝（1）重力坝原理：由坝体自重来维持坝身稳定。优点：安全可靠、对地