水利水電工程復習總結

水利水電工程復習總結

1.什么是水利水電工程樞紐？

為了滿足防洪需求，獲得發(fā)電、灌溉、供水、航行等方面的綜合效益，需要在河流的適宜段修建不同類型的建筑物，用來控制和支配水流。這些建筑物通稱為水工建筑物，而不同功能的水工建筑物組成的綜合體稱為水利水電工程樞紐。2.水工建筑物按其作用可分為幾類？

水工建筑物種類繁多，但按其作用可以分為擋水建筑物，泄水建筑物，輸水建筑物，取（進）水建筑物，整治建筑物，專門為灌溉、發(fā)電、過壩需要而興建的建筑物等六類。但是，應當指出的是，有些水工建筑物的功能并非單一，難以嚴格區(qū)分其類型。如各種溢流壩既是擋水建筑物，又是泄水建筑物；水閘既能擋水，又可泄水，有時還作為灌溉渠首或供水工程的取水建筑物，等等。3.什么是擋水建筑物？

用于攔截江河水流，形成水庫或空高上游水位的建筑物。如各種壩和水閘以及為抗御洪水或擋潮沿江河岸修建的堤防、海塘等。4.水庫有哪些特征水位及相應庫容？

庫容大小決定著水庫調節(jié)徑流的能力和它所能提供的效益。因此，確定水庫特征水位及其相應庫容是水利水電工程規(guī)劃、設計的主要任務之一。（1）死水位和死庫容水庫正常運用情況下允許水庫消落到最低的水位稱為死水位，該水位以下的庫容即死庫容。除特殊情況外，死庫容不參與徑流調節(jié)，即不能動用這部分水庫的水量。

（2）正常蓄水位和興利庫容水庫正常運用情況下，為滿足設計的興利要求，在設計枯水年（或枯水段）開始供水時應蓄到的水位，稱為正常蓄水位，又稱設計興利水位。該水位與死水位間的庫容即興利庫容。正常蓄水位到死水位間的水庫深度稱為消落深度或工作深度。

（3）防洪限制水位水庫在汛期允許興利蓄水的上限水位稱為防洪限制水位。可根據洪水特性和防洪要求，對汛期不同時期分段擬定。

（4）防洪高水位和防洪庫容當退下游防護對象的設計洪水位時，水庫為控制下泄流量而攔蓄洪水，這時在壩前達到的最高水位稱為防洪高水位。該水位與防洪限制水位間的庫容稱為防洪庫容。當防洪限制水位低于正常蓄水位時，防洪庫容與興利庫容的部分庫容是重疊的，可減小專用防洪庫容，重疊部分稱共用庫容或重疊庫容，在汛期是防洪庫容的一部分，而在汛后則為興利庫容的一部分。

（5）設計洪水位和攔洪庫容水庫遇設計洪水，在壩前達到的最高水位稱為設計洪水位。該水位與防洪限制水位間的庫容稱為攔洪庫容。

（6）校核洪水位和調洪庫容水庫遇校核洪水，在壩前達到的最高水位稱為校校洪水位。該水位與防洪限制水位間的庫容稱為調洪庫容。

（7）總庫容和有效庫容校核供水位以下的全部庫容稱總庫容。校核洪水位與死水位之間的庫容稱有效庫容。5.攔水壩按形式可分為幾種？

主要有土石壩、重力壩、拱壩、支墩壩和橡膠壩等。其中土石壩又可分為心墻壩、斜墻壩、堆石壩、均質壩等。6.土石壩的工作特點是什么？

土石壩是土壩與堆石壩的總稱。土石壩歷史悠久，在國內外廣泛采用。其優(yōu)點是：

①就地取材；

②結構簡單，便于維修和加高、擴建；③對地質條件要求較低，能適應地基變形；

④施工技術較簡單，工序少，便于組織機械化快速施工；⑤有較豐富的修建經驗。其主要缺點在于：

①壩身不能溢流，需另設溢洪道；②施工導流不如混凝土壩方便；

③粘性土料的填筑受氣候條件的影響大等。

7.土石壩在設計、施工和運行中必須滿足哪些要求？

土石壩壩體主要由散粒材料構成。為使其安全有效地發(fā)揮作用，在設計、施工和運行中必須滿足以下各項要求：

（1）不允許水流漫頂由于規(guī)劃設計時對洪水估計偏低，致使溢洪道行洪斷面偏��；或因壩頂高程不足，或水庫控制運用不當等原因，都可導致壩頂漫水直至潰壩的嚴重事故。

（2）不發(fā)生危害性滲透變形水庫蓄水后不僅在壩身和壩基內產生滲流，而且?guī)焖�還會繞過壩端經兩岸滲向下游，形成繞壩滲流。滲透水流不但損失水量，更重要的是在滲流逸出處可能將土料中的細顆粒帶走或局部主體被沖動，導致壩身、壩基產生危害性的滲透變形，甚至引起潰壩。

（3）壩身和壩基應穩(wěn)定可靠由于設計不當或施工質量不良，在外力作用下，可能造成壩坡或連同壩基的坍滑破壞。國內外土石壩破壞事故中約有1／4是由滑坡造成的。

（4）避免產生有害的裂縫由于受壩址地形、筑壩材料性質。壩基不均勻沉陷、施工質量以及地震荷載等因素的影響，壩身可能產生不均勻沉陷，一旦形成大的裂縫，就會危及壩身安全。

（5）能抵抗其他自然現象的破壞作用庫區(qū)風浪在水位變化范圍內可能淘刷上游壩被；雨水沿坡面流動可能沖毀壩坡；冰凍可能破壞壩坡；壩身粘性土料，冬季由干凍脹可能產生裂縫，夏季由于日曬又會龜裂，等等。8.土石壩有幾種類型？

土石壩既可依筑壩施工方法分類，也可按土料在壩身內的配置劃分類型。（1）根據筑壩施工方法可分為碾壓式上石壩、拋填式堆石壩、定向爆破堆石壩。水力沖填壩等。其中應用最廣的是碾壓式上石壩。

（2）按照土料在壩身內的配置和防滲體的材料，可分為以下幾種主要類型：1）均質壩。壩身的絕大部分由一種主料筑成，整個剖面起防滲和穩(wěn)定作用。2）粘土心墻和斜墻壩。用透水性較好的砂石料作壩殼，以防滲性較好的土質做防滲體，設在壩中央或稍向上游傾斜的防滲墻壩稱為心墻壩或斜心墻壩；設在靠近上游面的防滲墻壩稱為斜墻壩。

3）人工材料心墻或斜墻壩。防滲體由瀝青混凝土、鋼筋混凝土或其他人工材料制成，其余部分用土石料構成的壩稱為人工材料心墻或斜墻壩。4）多種土質壩。壩身主要部分由幾種不同的土料所構成的壩稱為多種土質壩。5）土石混合壩。將多種土質壩的某些部位以石料代替，即成為土石混合壩。為改善壩身應力狀態(tài)，避免裂縫，近代修建的高土石壩常將心墻略向上游傾斜做成斜心墻土石混合壩。

9.土石壩主要由哪幾動分組成？它們各自的作用是什么？土石壩四部分組成，即壩殼、防滲體、排水設備和護坡。壩殼是土石壩的主體，壩的穩(wěn)定主要靠它來維持；防滲體的作用是降低浸潤線，防止?jié)B透破壞壩體和減少滲流量；排水設備的主要作用是要全地排除滲漏水，增加壩體和下游壩坡的穩(wěn)定性，降低揚壓力；而護坡的作用則是防止波浪、冰層、溫度變化、雨水和水流等對壩坡的破壞。

10.土壩的滲透變形有幾種主要形式？

土壤在滲透水流作用下可能產生滲透變形。破壞性的滲透變形可以導致水工建筑物失事。滲透變形主要有以下幾種形式：管涌、流土、接觸沖刷及接觸流土和接觸管涌。

11.什么叫管涌？

壩身或壩基內的土壤顆粒被滲流帶走的現象稱為管涌。12.什么叫流土？

在滲流作用下，主體從壩身或壩基表面被掀起浮動的現象稱為流土。流立現象主要發(fā)生在粘性土及較均勻的非粘性主體的滲流出口處。13.什么叫接觸沖刷？

當滲流沿著兩種顆粒不同的土層交界面流動時，在交界面處的土壤顆粒被沖動而使兩種顆粒不同的土層混合起來的現象稱為接觸沖刷。14.什么叫接融流土和接觸管涌？當滲流垂直于兩相鄰土層的交界面，如粘土心墻（或斜墻）與壩體砂礫料之間、壩體或壩基與排水設備之間以及壩體內大小粒徑土層之間，有可能出現由于粘性上的凝聚力降低，形成剝蝕區(qū)或一層的細顆粒被滲流帶進粗顆粒層，前者稱為接觸流上，后者稱為接觸管涌。

15.重力壩的工作特點是什么？

重力壩在水利水電工程中得到廣泛應用，主要是因為它具有以下幾方面的特點：

（1）安全可靠重力壩剖面尺寸大，應力較小，筑壩材料強度高，耐久性好，因而抵抗水的滲漏、洪水漫頂、地震和戰(zhàn)爭破壞的能力都比較強。

（2）對地形、地質條件適應性強任何形狀的河谷都可以修建重力壩，因為壩體作用于地面上的壓應力不高，所以對地質條件的要求也較低。

（3）樞紐泄洪問題容易解決重力壩可以做成溢流的，也可以在壩內設置泄水孔，一般不需要另設溢洪道或泄水隧洞，樞紐布置緊湊。

（4）便于施工導流在施工期可以利用壩體導流，一般不需要另開設導流隧洞。（5）施工方便大體積混凝土，可以采用機械化施工，在放樣、立模和混凝土澆搗方面都比較簡便。

（6）結構作用明確重力壩沿壩軸線用橫縫分成若干段，各壩段獨立工作，結構作用明確，應力分析和穩(wěn)定計算都比較簡單。但是，重力壩也有下面一些缺點：（1）壩體剖面尺寸大，水泥用量多。

（2）壩體應力較低，材料強度不能充分發(fā)揮。

（3）壩體與地基接觸面積大，因而壩底的揚壓力較大，對穩(wěn)定不利。

（4）壩體體積大，施工期混凝土的溫度應力和收縮應力較大，在施工期對混凝土溫度控制的要求較高。

16.重力壩主要有幾種型式？

重力壩主要分為混凝土重力壩、漿砌石重力壩、寬縫重力壩、空腹重力壩、碾壓混凝土重力壩等型式。

17.作用于重力壩上的荷載主要有哪些？

作用于重力壩上的荷載主要有自重、靜水壓力和揚壓力、動水壓力、冰壓力、泥沙壓力、浪壓力、地震力、溫度和其他荷載等。

=======================================1.什么叫泄水建筑物？它有幾種型式？

在水利工程樞紐中，用來泄放水的水工建筑物稱為泄水建筑物。其型式有岸邊溢洪道、溢流壩、泄洪隧洞及壩下涵洞四種型式。2.岸邊溢洪道主要有幾種型式？岸邊溢洪道主要有以下三種型式：

（1）正槽溢洪道：溢洪道的泄槽與溢流堰軸線正交，過堰水流與泄槽軸線方向一致。

（2）側槽溢洪道：溢流堰設在泄槽一側，溢流堰軸線與泄槽大致平行。（3）井式溢洪道：進水口在平面上為一環(huán)形的溢流堰，水流過堰后，經豎井和隧洞流向下游。

3.溢洪道由哪幾部分組成？

溢洪道從上游水庫到下游河道通常由引水段、控制段、泄水槽、消能設施和尾水渠五個部分組成。

4.溢流堰有哪幾種型式？它們的特點是什么？

溢流堰縱斷面一般有實用堰和寬頂堰兩種基本型式。實用堰的流量系數較大，但結構比寬頂堰復雜，當堰口狹窄、地面高程較低，或地面高程雖較高，但開挖容易且方量不大時可以采用。寬頂堰的流量系數較實用堰小，但施工簡單，當地面較高，開挖方量大且開挖比較困難時，采用這種堰型可以減小一些開挖量。5.為什么溢洪道進D要設計成喇叭形狀？

溢洪道進口設計成喇叭形狀的主要目的是使水流平穩(wěn)均勻地流向溢洪堰，防止發(fā)生漩渦或橫向水流，降低局部水頭損失，提高溢洪道的泄洪能力。6.溢洪道陡槽段底板破壞的主要原因是什么？

溢洪道陡槽段底板破壞的主要原因有以下幾方面：

（l）襯砌表面不平整，特別是橫向接縫處下游塊有升坎。（2）接縫止水不良，施工質量差。

（3）地基處理不好，襯砌與地基接觸不良。（4）襯砌底板下排水不暢。

以上因素都將導致底板下產生很大的揚壓力和動水壓力，以致使底板被掀起破壞。

7.為什么溢洪道下游容易引起沖刷破壞？從溢洪道下泄的水流，流速很高，單寬流量大，在泄水槽末端集中了很大的能量。因此，末端必須設置消能設施。在實際中，很多工程因消能設施考慮不當，高速水流與下游河道的正常水流不能妥善銜接，能量沒有完全消除，致使下游河床和岸坡遭受沖刷破壞，危及大壩和溢洪道自身的安全。8.為什么要在溢洪道陡槽段底板設置排水設施？

為了排除地基滲水，減小襯砌所受的揚壓力，須在襯砌層下面設置排水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)必須確保暢通。排水系統(tǒng)由若干道橫向排水溝和幾道縱向排水溝所組成。9.泄水建筑物的消能措施有幾種類型？

泄水建筑物的消能措施，大至可分為三種類型：（l）底流式消能。（2）挑流式消能。（3）面流式消能。

此外，還可以將上述基本的消能結合起來應用。10.底流消能的原理是什么？

從加強水流的紊動出發(fā)，在建筑物下游采取一定的工程措施，控制水躍發(fā)生的位置，通過水躍產生的表面漩滾和強烈的紊動以達到消能的目的。

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