《土木工程概论》课件 第9章 水利水电工程

1

水工建筑物的分类2

水利枢纽工程水库枢纽工程水电枢纽工程3

水利水电工程发展前景行业发展与挑战跨领域协同合作4

本章小结第9章水利水电工程长江三峡水利枢纽工程，简称三峡工程，是中国长江上游段建

设的大型水利工程项目·

它拥有世界上规模最大的水电站，是中国有史以来建设最大的水坝，

主要有防洪、发电、水资源调度和航运几大效益·

总装机容量2250万千瓦，年发电量约1000亿千瓦时，相当于计热

电发电效率后燃烧标煤0.319亿吨的发电量，年直接减排二氧化碳

可达0.858亿吨本章重、难点重点：水工建筑物的分类及其作用难

点

：水工建筑物的合理选取与布置课程思政1

水工建筑物的分类水利水电工程中，通常需要修建一些建筑物用来挡水、输水、排沙以及泄水等，进而达到防洪、发电、供水、灌溉以及航运等目的，这些建筑物统称为水工建筑物挡水建筑物：用以拦截江河，形成水库或壅高水位，一般可以分为堤、坝和水闸三种。它们通常被用于水库蓄水、防洪和发电等目的。这些建筑物一般

采用混凝土或土石材料建造，以承受水压及冲击力堤坝水闸挡水建筑物整治建筑物取水建筑物输水建筑物专门建筑物泄水建筑物1

水工建筑物的分类水利水电工程中，通常需要修建一些建筑物用来挡水、输水、排沙以及泄水等

，进而达到防洪、发电、供水、灌溉以及航运等目的，这些建筑物统称为水工建筑物泄水建筑物：泄水建筑物用于控制水位，以防止水体过载。典型的例子包括

溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道和泄水隧洞等。通过调节水流量，这些建筑物能够有效地控制洪水，保护周边居民和土地免受洪水侵害溢洪道溢流坝泄水隧洞整治建筑物专门建筑物取水建筑物输水建筑物挡水建筑物泄水建筑物输水建筑物：为满足灌溉、发电和供水的需要，从上游向下游进行输水的建筑物，如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽等水利水电工程中，通常需要修建一些建筑物用来挡水、输水、排沙以及泄水等

，进而达到防洪、发电、供水、灌溉以及航运等目的，这些建筑物统称为水工建筑物1

水工建筑物的分类渡槽引水隧洞引水渠道整治建筑物取水建筑物专门建筑物挡水建筑物泄水建筑物输水建筑物取水建筑物：输水建筑物的首部建筑，是将河渠、水库、湖泊等与输水建筑物联系起来的一类建筑物，如引水隧洞进口段、灌溉渠首和扬水站等水利水电工程中，通常需要修建一些建筑物用来挡水、输水、排沙以及泄水等，进而达到防洪、发电、供水、灌溉以及航运等目的，这些建筑物统称为水工建筑物1

水工建筑物的分类渠首扬水站引水隧洞入口专门建筑物整治建筑物泄水建筑物挡水建筑物输水建筑物取水建筑物整治建筑物：通常用于改善水域的流动性和水质，如河道整治和湖泊修复，

包括丁坝、顺坝、护底等。旨在减少水体污染、恢复生态平衡和促进水资源

可持续利用水利水电工程中，通常需要修建一些建筑物用来挡水、输水、排沙以及泄水等，进而达到防洪、发电、供水、灌溉以及航运等目的，这些建筑物统称为水工建筑物1

水工建筑物的分类输水建筑物取水建筑物整治建筑物专门建筑物挡水建筑物泄水建筑物丁坝顺坝护底1

水工建筑物的分类水利水电工程中，通常需要修建一些建筑物用来挡水、输水、排沙以及泄水等，进而达到防洪、发电、供水、灌溉以及航运等目的，这些建筑物统称为水工建筑物专门建筑物：为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物，如专为发电用的压力前池、调压室、电站厂房；专为灌溉用的沉沙池、冲沙闸；专为过坝用的

船闸、升船机、鱼道、过木道等升船机冲沙闸调压室专门建筑物输水建筑物取水建筑物泄水建筑物挡水建筑物整治建筑物水利枢纽是不同类型水工建筑物的不同组合，建在一起用来控制水流的综合体。

一个水利

枢纽的功能可以是单一的，如防洪、发电、灌溉、引水等，但多数为兼有多种功能的综合

利用水利枢纽2

水利枢纽工程溪洛渡水利枢纽乌东德水利枢纽长江干流六座梯级水电站葛洲坝水利枢纽2

水利枢纽工程口水库枢纽工程水库枢纽工程是在河道上修建的、

以大坝为主体的水工建筑物综合体。

一般水库枢纽工程

主要由以下几种水工建筑物组成√

挡水建筑物①:通常称为拦河

坝，其主要作用是拦截水流、抬高水位、形成水库√

泄水建筑物②:用来宣泄规划

库容所不能容纳的洪水，保证大坝安全√

输水建筑物③:从水库引水以

供发电、灌溉、给水等需要的水

工建筑物水电站挡水坝引水隧洞下游

护岸水库取水塔溢流坝溢洪道护岸挡水坝护岸·特点

：重力坝由混凝土或石料等材料修筑，依靠坝体自重保持稳定的一种坝型。重力坝按其结构型式可分为实体重力

坝、宽缝重力坝和空腹重力坝；按筑坝材料可分为混凝土重力坝和浆砌石重力坝·

优点：结构稳定、耐久性强、施工相对简单和适用范围广；重力坝以自身重量为主要支撑力，具备较好的稳定性；采

用混凝土或石块等重质材料建造，具有较高的耐久性和长寿命·

局

限

性

：建造需要大量的材料，会造成一定的资源消耗；建造过程中混凝土的水化热和硬化收缩，导致了较长的施工

周期；体与地基的大面积接触导致了相应的坝底扬压力大，不利于大坝的整体稳定水利枢纽工程口水库枢纽工程√

挡水建筑物：通常称为拦河坝，其主要作用是拦截水流、抬高水位、形成水库重力坝土石坝·

特点

：拱坝是固接于基岩的空间壳体结构，平面上呈凸向上游的拱形。按照建筑材料和施工方法可分为常规混凝土拱

坝、碾压混凝土拱坝和砌石拱坝；按坝面曲率可分为单曲拱坝和双曲拱坝·

优点：拱坝属于高次超静定结构，超载能力强，安全度高；整体未空间结构，坝体轻盈，弹性较好，有着较强的抗震

性能；拱是一种主要承受轴向压力的推力结构，拱内弯矩较小，应力分布较为均匀，有利于发挥材料的强度·

局

限

性：坝身不设永久伸缩缝，温度变化和基岩变形对坝体应力的影响比较显著;由于拱坝剖面较薄，坝体几何形状

复杂，对于施工质量、筑坝材料强度和防渗要求等都较重力坝严格水利枢纽工程口水库枢纽工程√

挡水建筑物：通常称为拦河坝，其主要作用是拦截水流、抬高水位、形成水库重力坝·特点：土石坝是利用当地石材、土料或土石混合料堆筑而成的一种坝型。按施工方法可分为碾压式土石坝、水力冲填

坝、定向爆破坝等；按防渗体材料可分为土质防渗体土石坝、混凝土面板堆石坝和土工膜防渗土石坝等·

优

点

：结构简单、施工工序少、技术简单、对地质和地形条件要求较低；土石坝几乎能适应各种不同的地形、地质和

气候条件，特别是在气候恶劣、工程地质条件复杂和地震烈度高的地区，土石坝实际上是唯一可取的坝型·

局

限

性

：土石坝需要具有足够的断面保持坝体的稳定性，其边坡和坝基稳定是大坝安全的基本保证。土石坝应当设置良好的防渗和排水设施以控制渗流水利枢纽工程口水库枢纽工程√挡水建筑物：通常称为拦河坝，其主要作用是拦截水流、抬高水位、形成水库重力坝坝后式水电站靠坝来集中水头，形成落差，电站规模大，水头较高，厂房本身不承受上游水压力，所有建筑物均布置在一个枢纽中位于河床内的水电站厂房本身起挡水作用，成为集中水头的挡水建筑物的一个

组成部分，并承受上游水压力，故称河床式水电站口水电枢纽工程√

坝式水电站

：根据水电站厂房与溢流坝或拦河坝的相对位置，可将坝式水电站2

水利枢纽工程分为坝后式、河床式等2

水利枢纽工程口水电枢纽工程√

引水式水电站：引水道较长，用来集中水电站的全部或相当大一部分水头。引水

道中的水流是无压流或有压流，又分为无压引水式水电站和有压引水式水电站无压引水式水电站的主要特点是具有很长的无压引水道，如渠道或无压隧洞，或具有渠道和无压隧洞相结合的形式。无压引水式水电站的建筑物一般分为3个组成部分：首部枢纽，由拦河坝或闸、

进水口及沉沙池等建筑物组成有压引水式水电站的特点是具有很长的有压引水道，一般多为隧洞

。为减小水击压力值和改善机组调节保证条件，往往在有压引水道末端建有调压室(井)。有压引水式水电站建筑物的组成亦可分为3部分：首部枢纽，主要包括坝体或者闸门以及进水口等压力管道山体下半部进水口水库水轮机尾水渠山体上半部压力管道有压隧洞3

水利水电工程发展前景口行业发展与挑战可再生能源整合：水力发电是一种可再生能源，

但随着太阳能和风能等其他可再生能源的快速

发展，水电工程可以更好地与这些能源形式整

合，以满足不断增长的全球能源需求和水资源

管理挑战。数字化技术应用：通过数字化技术的大数据分

析、物联网和云计算，水电站能够实时收集和

分析关键数据，从而提高运营效率、降低维护

成本，迅速应对突发事件，确保电力供应的稳

定性水物理、化学地理特征水资源开发利用保护、工程规划水土资源开发利用、节水灌溉水环境与人体健康关系与调控水系统优化分配、盯持续管理水利发展史.河流历史演变.水文化水价、水市场与水交易、水利经济水信息水法规政策宣传、水知识善及水教育口跨领域协同合作水利水电工程与水科学之间存在紧密的关系，水科学是为水利水电工程提供理论和实践支持的重要学科。水科学的引入不仅拓宽了水利水电工程的研究视野，还为其可持续发展提供了重要支持水文学

水资源水环境水安全交叉组合(

水工程水经济水法律水文化理学工学农学医学管理学历史学经济学教育学水科学水利水电工程中，水工建筑物一般可以分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取水建筑

物、整治建筑物和专门建筑物。但应当明确的是，在这些水工建筑物中，他们所起的作用并不

是单一的，所以并不能严格区分其类型。水利枢纽是不同类型水工建筑物的不同组合，建在一起用来控制水流的综合体。

一个水利枢纽的功能可以是单一的，如防洪、发电、灌溉、引水等，但多数为兼有多种功能的综合利用水利

枢纽。水利枢纽按其所在地貌形态分为平原地区水利枢纽和山区丘陵地区水利枢纽；也可按承

受水头的大小分为高、中、低水头水利枢纽；或按照其服务部门分为：水库枢纽、水电枢纽等。水科学在水利水电工程领域扮演着不可或缺的角色。为了更好地应对未来的水资源管理和可持

续发展挑战，需要进一步推动水科学的研究和应用。这可以通过加强跨学科研究和国际合作来

实现，以促进水科学的进一步发展，为水利水电工程的可持续发展提供更多的支持和创新解决

方

案

。4

本章小结一、单选题1.水工隧洞、坝下涵管等建筑物属于以下那种建筑型式()A.挡水建筑物

B.泄水建筑物C.输水建筑物

D.以上均不是2.以下哪种坝体型式属于高次超静定结构()A.

重力坝

B.