水利工程（土木工程課件）

水利工程11.1水利工程概述水利工程水利工程的目的是控制或調(diào)整天然水在空間和時(shí)間上的分布，防止或減少旱澇洪水災(zāi)害，合理開(kāi)發(fā)和利用水利資源，為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活提供良好的環(huán)境與物質(zhì)條件。1.防洪與治河工程水利工程天然河流汛期常常會(huì)發(fā)生洪水，洪水會(huì)漫溢或沖毀農(nóng)田和危害城市，防洪與治河工程就是研究如何防御洪水、控制洪水，避免或減少其造成的災(zāi)害。1.防洪與治河工程水利工程2.灌溉、給水及農(nóng)田水利工程水利工程農(nóng)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，每一個(gè)國(guó)家都非常重視。但是大自然不會(huì)總是風(fēng)調(diào)雨順的，比如，常常會(huì)有干旱缺水的情況，因此農(nóng)田要有灌溉設(shè)施。城鎮(zhèn)要有給水設(shè)施以提供生活用水、工業(yè)用水。與灌溉給水相對(duì)應(yīng)的是城鎮(zhèn)的排水工程。2.灌溉、給水及農(nóng)田水利工程水利工程3.水力發(fā)電工程水利工程利用天然河、湖、海洋等水力資源發(fā)的電能是可持續(xù)、可再生的資源，是無(wú)污染的潔凈綠色能源。水力發(fā)電通常要進(jìn)行規(guī)劃、勘測(cè)，要修建擋水建筑物、泄水建筑物、輸水建筑物、發(fā)電建筑物及其他建筑物，同時(shí)還要制造、安裝機(jī)電設(shè)備等。3.水力發(fā)電工程水利工程3.水力發(fā)電工程水利工程4.航運(yùn)工程水利工程水運(yùn)是各種運(yùn)輸工具中運(yùn)費(fèi)最低、運(yùn)量最大的一種，利用江、湖、河、海發(fā)展水運(yùn)是發(fā)展交通的一個(gè)重要方面。4.航運(yùn)工程水利工程11.2.1防洪工程概述水利工程防洪包括防御洪水危害人類的對(duì)策、措施和方法，它主要研究對(duì)象包括水的自然規(guī)律、河道、洪泛區(qū)狀況及其演變。防洪工作的基本內(nèi)容可分為建設(shè)、管理、防汛和科學(xué)研究。11.2.1防洪工程概述水利工程擋1泄2蓄311.2.2堤水利工程堤（見(jiàn)圖11-6）是沿河、渠、湖、海岸邊或行洪區(qū)、分洪區(qū)、圍墾區(qū)邊緣修筑的擋水建筑物。在河流水系較多的地區(qū)，把沿干流修的堤稱為干堤，沿支流修的堤稱為支堤，形成圍堰的堤稱為圍堤，沿海岸修建的堤稱為海堤或海塘。11.2.2堤水利工程11.2.3河道整治水利工程河道整治是按照河道演變規(guī)律，因勢(shì)利導(dǎo)，調(diào)整、穩(wěn)定河道主流位置，改善水流、泥沙運(yùn)動(dòng)和河床沖淤部位，以適應(yīng)防洪、航運(yùn)、供水、排水等國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)要求的工程措施。河道整治包括控制調(diào)整河勢(shì)，截彎取直，河道展寬和疏浚等。11.2.3河道整治水利工程11.2.3河道整治水利工程11.2.4分洪工程水利工程分洪工程一般由進(jìn)洪設(shè)施與分洪道、蓄滯洪區(qū)、避洪措施、泄洪排水設(shè)施等部分組成。以分洪道為主的亦稱分洪道工程，在我國(guó)又稱減河；以蓄滯洪區(qū)為主的亦稱分洪區(qū)或蓄洪區(qū)。11.2.4分洪工程水利工程11.2.4分洪工程水利工程分洪道2避洪工程4蓄洪區(qū)33進(jìn)洪設(shè)施31排水泄洪工程3511.3.1農(nóng)田水利工程概述水利工程農(nóng)田水利工程就是通過(guò)興修為農(nóng)田服務(wù)的水利設(shè)施，包括灌溉、排水、除澇和防治鹽、漬災(zāi)害等，建設(shè)旱澇保收、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基本農(nóng)田。農(nóng)田水利工程的主要內(nèi)容是：整修田間灌排渠系，平整土地，擴(kuò)大田塊，改良低產(chǎn)土壤，修筑道路和植樹(shù)造林，等等。11.3.1農(nóng)田水利工程概述水利工程11.3.1農(nóng)田水利工程概述水利工程11.3.2取水工程水利工程取水工程的主要作用是將河水引入渠道，以滿足農(nóng)田灌溉、水力發(fā)電、工業(yè)及生活供水等需要。因取水工程位于渠道的首部，所以也稱為渠首工程。取水工程可分為無(wú)壩取水、有壩取水、水庫(kù)取水、水泵站引水四類。11.3.2取水工程水利工程無(wú)壩取水有壩取水水庫(kù)取水取水工程水泵站引水11.3.3灌溉泵站和排水泵站水利工程泵站的組成泵房的形式灌溉泵站和排水泵站泵站的布置1.泵站的組成水利工程1.泵站的組成水利工程泵站由進(jìn)水建筑物、出水建筑物和泵房組成。2.泵房的形式水利工程泵房按基礎(chǔ)形式的特點(diǎn)可分為分基型泵房、干室型泵房、濕室型泵房和塊基型泵房四種。3.泵站的布置水利工程排灌泵站的建筑布置因泵站的用途不同而有不同。3.泵站的布置水利工程11.3.4渠系建筑物水利工程渠系建筑物數(shù)量多、總體工程量大、造價(jià)高，故應(yīng)向定型化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化和機(jī)械化施工等方面發(fā)展。以下僅就渠道、渡槽、倒虹吸管、落差建筑（跌水及陡坡）做簡(jiǎn)要介紹。11.3.4渠系建筑物水利工程渠道1渡槽2倒虹吸管3落差建筑41.渠道水利工程渠道是灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、給水與排水等廣為采用的輸水建筑物，它是具有自由水面的人工水道。1.渠道水利工程2.渡槽水利工程渡槽（見(jiàn)圖11-18）是輸送渠道水流跨越河流、渠道、道路、山谷等障礙的架空輸水建筑物，是灌區(qū)水工建筑物中應(yīng)用最廣的交叉建筑物之一。主要由輸水的槽身、支撐結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)及進(jìn)出口建筑物等部分組成。除用于輸送渠道水流外，渡槽還可以供排洪和導(dǎo)流之用。2.渡槽水利工程3.倒虹吸管水利工程倒虹吸管是在渠道同道路、河渠或谷地相交時(shí)修建的壓力輸水建筑物。倒虹吸管應(yīng)用于修建渡槽困難，或需要高填方建渠道的場(chǎng)合。在渠道水位與所跨的河流或路面高程接近時(shí)，也常用倒虹吸管。3.倒虹吸管水利工程4.落差建筑水利工程當(dāng)渠道要通過(guò)坡度較大的地段時(shí)，為了保持渠道的設(shè)計(jì)縱坡，避免大填方和深挖方，可將水流的落差集中，并修建建筑物來(lái)連接上下游渠道，這種建筑物稱為落差建筑物，主要有跌水和陡坡兩類。11.4水力發(fā)電工程水利工程水力發(fā)電是將水體中的位能轉(zhuǎn)換成電能的一種技術(shù)。水能為自然界的再生性能源，隨著水文循環(huán)周而復(fù)始、重復(fù)再生。水力發(fā)電在水能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程中不發(fā)生化學(xué)變化，不排泄有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境影響較小，因此水力發(fā)電所獲得的是一種清潔的能源。1.水電站分類水利工程（1）按水能來(lái)源分。（2）按對(duì)天然徑流的調(diào)節(jié)方式分。（3）按水庫(kù)的調(diào)節(jié)周期分。1.水電站分類水利工程（4）按發(fā)電水頭分。（5）按裝機(jī)容量分。（6）按發(fā)電水頭的形成方式分。1.水電站分類水利工程2.壩式水電站水利工程壩式水電站是由河道上的擋水建筑物壅高水位而集中發(fā)電水頭的水電站，如圖11-22所示，其由擋水建筑物、泄水建筑物、壓力管道、廠房及機(jī)電設(shè)備等組成。2.壩式水電站水利工程2.壩式水電站水利工程2.壩式水電站水利工程2.壩式水電站水利工程2.壩式水電站水利工程3.引水式水電站水利工程自河流坡降較陡、落差比較集中的河段，以及河灣或相鄰兩河河床高程相差較大的地方，利用坡降平緩的引水道引水而與天然水面形成符合要求的落差（水頭）發(fā)電的水電站，稱為引水式水電站，如我國(guó)西南地區(qū)的魯布革水電站，其位于南盤江支流黃泥河上。3.引水式水電站水利工程4.混合式水電站水利工程混合式水電站是由壩和引水道兩種建筑物共同形成發(fā)電水頭的水電站，即發(fā)電水頭一部分靠攔河壩壅高水位取得，另一部分靠引水道集中落差取得，如圖11-28所示。5.抽水蓄能電站水利工程抽水蓄能電站按上水庫(kù)有無(wú)天然徑流匯入分為純抽水、混合抽水和調(diào)水式抽水三種。5.抽水蓄能電站水利工程5.抽水蓄能電站水利工程11.5水利工程對(duì)環(huán)境的影響水利工程在津津樂(lè)道水庫(kù)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，必須看到它可能產(chǎn)生的不利的一面，并從開(kāi)工時(shí)就注意并采取措施消除至少抑制它不利的一面。11.5.1水庫(kù)對(duì)氣候、水質(zhì)、土壤、生物的影響水利工程水質(zhì)2生物4土壤33氣候3111.5.2引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害水利工程滑坡地震引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害11.5.3淤積和滲漏水利工程淤積滲漏淤積和滲漏11.5.4水庫(kù)移民水利工程水庫(kù)移民是因水利工程建設(shè)引起土地占用、淹沒(méi)、浸沒(méi)、滑塌，進(jìn)而引起的人口遷移。水庫(kù)建設(shè)造成大面積土地淹沒(méi)，移民數(shù)千萬(wàn)人。11.6.1長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程水利工程長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程（見(jiàn)圖11-30）又稱三峽工程、三峽大壩。位于湖北省宜昌市的三斗坪鎮(zhèn)，與下游的葛洲壩水電站構(gòu)成梯級(jí)電站。11.6.1長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程水利工程11.6.2黃河小浪底水利樞紐工程水利工程黃河小浪底水利樞紐工程（見(jiàn)圖11-31）位于河南省洛陽(yáng)市北40km處的黃河干流上。1994年9月主體工程開(kāi)工，1997年10月28日實(shí)現(xiàn)大河截流，1999年年底第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電，2001年12月31日全部竣工，總工期11年。工程以防洪、減淤為主，兼顧供水、灌溉和發(fā)電，蓄清排渾，除害興利，綜合利用。11.6.2黃河小浪底水利樞紐工程水利工程11.6.3南水北調(diào)工程水利工程南水北