1.3 水工建筑物与水利枢纽.docx

任务3水工建筑物与水利枢纽

1.3.1水工建筑物

在水利事业中采取的工程措施称为水利工程。工程中的建筑物称为水利工程建筑物，简称水工建筑物。按照建筑物的用途，可分为一般水工建筑物和专门水工建筑物两大类。

1、一般水工建筑物

(1)挡水建筑物、：用以拦截水流、壅高水位或形成水库，如各种闸、坝和堤防等。

(2)泄水建筑物：用以从水库或渠道中泄出多余的水量，以保证工程安全，如各种溢洪道、泄洪隧洞和泄水闸等。

(3)输水建筑物：从水源向用水地点输送水流的建筑物，如渠道、隧洞、管道等。

(4)取水建筑物：它是输水建筑物的首部，如深式取水口、各种进水闸等。

(5)河道整治建筑物：为调整河道改善水流状态，防止水流对河床产生破坏作用所修建的建筑物，如护岸工程、导流堤、丁坝，顺坝等。

2、专门水工建筑物

(1)水力发电建筑物：如水电站厂房、压力前池、调压井等。

(2)水运建筑物：如船闸、升船机、过木道等。

(3)农田水利建筑物：如专为农田灌溉用的沉沙池、量水设备、渠系及渠系建筑物等。

(4)给水、排水建筑物：如专门的进水闸、抽水站、滤水池等。

(5)渔业建筑物：如鱼道、升鱼机、鱼闸、鱼池等。

水工建筑物按使用的时间长短分为永久性建筑物和临时性建筑物两类。

永久性建筑物：这种建筑物在运用期长期使用，根据其在整体工程中的重要性又分为主要建筑物和次要建筑物。主要建筑物系指该建筑物在失事以后将造成下游灾害或严重影响工程效益，如闸、坝、泄水建筑物、输水建筑物及水电站厂房等；次要建筑物系指失事后不致造成下游灾害和对工程效益影响不大且易于检修的建筑物，如挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。

临时建筑物：这种建筑物仅在工程施工期间使用，如围堰、导流建筑物等。

1.3.2水利枢纽

水利工程往往是由几种不同类型的水工建筑物集合一起，构成一个完整的综合体，用来控制和支配水流，这些建筑物的综合体称为水利枢纽。

正在建造中的三峡水利枢纽是当今世界上最大的水利枢纽（见图1-2）。三峡枢纽的主要建筑物由大坝、水电站、通航建筑物三大部分组成。拦河大坝为重力坝，最大坝高181m。大坝的泄洪坝段居河床中部，共设有23个深孔和22个表孔。表孔和深孔都采用鼻坎挑流消能，全坝最大泄洪能力为11.6万。水电站采用坝后式，分设左、右两组厂房。左、右岸分别安装水轮机组14台和12台。全电站机组均为单机容量70万kW的混流式水轮发电机组，总装机容量为1820万kW，年平均发电量为846.8kW?h。通航建筑物包括船闸和升船机。船闸为双线五级连续梯级船闸，升船机为单线一级垂直提升式。

图1-2三峡水利枢纽布置示意图

三峡枢纽建成后将有巨大效益：防洪控制流域面积可达100万；水库防洪库容为221.5亿，可使荆江河段防洪标准从10年一遇提高到100年一遇或更大的洪水，配合分洪、蓄洪工程的运用，防止荆江大堤溃决，减轻中下游洪灾损失和对武汉市的洪水威胁，并为洞庭湖区的根治创造条件。但是，三峡水库也存在对环境、生态等不利影响和移民、淹没损失等问题。

图1-3为一种有坝取水枢纽的布置示意图。其主要建筑物为溢流坝（闸）、进水闸、冲沙闸。溢流坝一般较低，不起调节流量的作用，仅解决天然来水与用水在高程上的矛盾。

图1-4所示为近2300年前秦朝李冰父子领导当地劳动人民修建的都江堰（四川灌县）取水枢纽。灌溉渠道的进水口位于宝瓶口，系开山而成，金刚堤是用竹笼内填卵石及木桩建筑而成，起分水导流作用，将岷江分为内江和外江。洪水期，内江的多余水量由飞沙堰泄走；桔水期，由外江闸（原为“杩槎”截流，1974年建闸）控制，保证内江引进灌溉所需水量；百丈堤的作用是引导水流，保护河岸。由于全部工程布置合理，一直沿用至今，这充分表明了我国古代人民具有很高的智慧和科学技术水平。

1.3.3水工建筑物的特点

由于水的作用和影响，与其他建筑物相比，水工建筑物有以下特点。

1．工作条件复杂

水工建筑物经常承受着水的作用，产生各种作用力，对其工作条件不利。挡水建筑物承受着一定的静水压力、风浪压力、地震动水压力、冰压力、浮力以及渗流产生的渗透压力，对建筑物的稳定性影响极大；水流渗入建筑物内部及地基中，还可能产生侵蚀和渗透破坏；泄水建筑物的过水部分，还承受着水流的动水压力及磨蚀作用，高速水流还可能对建筑物产生空蚀、振动以及对河床产生冲刷。由于水的某些作用力难以用计算方法确定，所以进行水工建筑物设计时，往往按理论和经验拟定建筑物的尺寸、构造和外形后，还须借助模型试验进行验证和修改，并在实际工程上进行观测研究，以提高设计理论和控制工程运用。

2．施工条件复杂