水利水电工程等级划分及特征水位
一、水工建筑物等级划分
指水利水电的等级及其建筑物的分级。在规划设计水利水电枢纽及其水工建筑物时,为使工程既安全可靠,又经济合理,根据工程规模、效益、在国民经济中的作用及失事后的影响,将工程划分为若干等级。根据其工程规模、效益和在经济社会中的重要性,按表3.0.1确定:
二、水工建筑物的分类及作用
按作用分类:挡水建筑物,泄水建筑物、输水建筑物、取(进)水建筑物、整治建筑物以及专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。
整治建筑物:用以改善河流的水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道以及为防护河流、水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡冲刷的建筑物,如顺坝、丁坝、导流堤、护底和护岸等。
专门建筑物:为灌溉、发电、过坝等需要兴建的建筑物。如专为发电用的引水管道、压力前池、调压室、电站厂房;专为灌溉用的沉砂池、冲砂闸;专为过坝用的升船机、船闸、鱼道、过木道等。
提防工程特征水位:设防(防汛)水位(开始防汛的水位)、警戒水位(准备抢险的水位)、保证水位(设计的洪水位)。
总库容:校核洪水位以下的全部水库容积。
死水位——又称设计低水位
确定死水位应考虑的主要因素:保证水库有足够的能发挥正常效用的使用年限,特别应考虑部分库容供泥沙淤积;保证水电站所需要的最低水头和自流灌溉必要的引水高程;库区航运和渔业的要求。
兴利库容:正常蓄水位与死水位之间的库容,是水库可用于兴利径流调节的库容,又称调节库容或有效库容。正常蓄水位与死水位之间的深度,称为消落深度或工作深度。
水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位,也是水库在汛期防洪运用时的起调水位,称防洪限制水位。
结合库容:当防洪限制水位低于正常蓄水位,则将两个水位之间的水库容积称为结合库容,也称共用库容或重叠库容。
防洪库容:防洪高水位至防洪限制水位间的水库容积称防洪库容V防。
调洪库容:校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积称为调洪库容。
土石坝与堤防的构造及作用
一、土石坝的类型
坝顶构造:坝顶宽度(高坝选10~15m、中低坝选5~10m)、护面(Ⅳ级以下的坝下泳也可以采用草皮护面)、防浪墙(1~1.2m)。
排水设施:贴坡排水(常用于中小型工程下游无水的均质坝或浸润线较低的中等高度坝)、棱体排水、褥垫排水、管式排水、综合式排水。
土坝的裂缝及其处理
土坝滑坡及其处理
三、堤防的构造与作用
堤防
简称堤,亦称堤埝。指为防御水流漫溢而在岸边修筑的水工建筑物。一般用土修筑。堤高超过6m的背水坡应设戗台,风浪大的海堤、湖堤临水设置消浪平台。
水闸的组成及作用
水闸
水闸是一种修建在河道、渠道或湖、海口,利用闸门控制流量和调节水位即能挡水又能泄水的低水头水工建筑物。
底板:整体式底板:底板与闸墩连成整体。中等密实以下的地基或地震区适宜采用整体式底板。分离式底板:底板与闸墩之间用用沉降缝分开。基地压力较大、适用于中等密实以上地基。
混凝土坝的构造及作用
坝
指拦截水流的挡水建筑物。在坝的上游形成水库,用以调节流量、抬高水位,为防洪、灌溉、发电、航运、给水等事业服务。
通常按筑坝材料分为混凝土坝、浆砌石坝 、土石坝 、草土坝 、橡胶坝、钢坝和木坝等,其中混凝土坝和土石坝是常的主要坝型。
混凝土坝和浆砌石坝按力学特点和结构特征又可分为重力坝、拱坝和支墩坝。
土石坝又称当地材料坝,分为土坝和堆石坝。坝体剖面为上窄下宽的梯形。优点是就地取材,结构简单,抗震性能好,除干砌石坝外均可机械化施工,对地形和地质条件适应性强。缺点是一般需要在坝体外另设泄洪过流和施工导流设施。
按坝的高度分为高坝、中坝和低坝,对此各国标准不一。中国规定坝高70 米以上为高坝 ,坝高30~70米为中坝 ,坝高30米以下为低坝。
一、重力坝的分缝与止水
横缝:一般为15~20m,不均匀沉降较大时,需留缝宽1~2cm。
纵缝:沿缝面应布设灌浆系统。坝体温度冷却到稳定温度,缝宽达0.5mm以上时再进行灌浆。
二、拱坝的类型
渠系建筑物的构造及作用
渡槽的构造及作用
渡槽
渡槽,指输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽。
洞身构造:基础、沉降缝、缝中要设止水、截水环或涵衣、产生集中渗流。
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船闸
船闸是克服河流上建坝(或天然)形成的集中水位差的一种过船建筑物,它是由上下闸首、闸门、闸室等组成。
机电灌排
指利用动力机(如内燃机、电动机)带动水泵或其他提水工具,进行排涝或灌溉。
鱼道
鱼道,就是供鱼类洄游的通道,由于人类活动破坏了鱼类洄游的通道而采取的补救措施,一般通过在水闸或坝上修建人工水槽来保护鱼类的习性。
护坦和海曼
闸、坝下游的消力池底板,称为护坦。它是被用来保护水跃范围内的河床免受冲刷。一般用混凝土或桨砌石做成,护坦的高程和尺寸取决于护坦水跃旋滚的水力特性。紧接护坦或消力池后面的消能防冲措施,称为海漫。其作用是进一步消杀水流的剩余动能,保护河床免受水流的危害性冲刷。
垛坝
坝垛布置与河岸平行,有调缓溜势保护堤岸作用,其形式多样,有人字形、月牙形、盘形、雁翅形、鱼鳞形等。
丁坝
又称“挑流坝”,是与河岸正交或斜交伸入河道中的河道整治建筑物。该坝的端与堤岸相接呈“T”字形。
消力池
消力池促使在泄水建筑物下游产生底流式水跃的消能设施。消力池的型式通常有下降式、消力槛式和综合式等3种。
用于宣泄规划库容所不能容纳的洪水,保证坝体安全的开敞式或带有胸墙进水口的溢流泄水建筑物。溢洪道一般不经常工作,但却是水库枢纽中的重要建筑物。溢洪道按泄洪标准和运用情况,分为正常溢洪道和非常溢洪道。前者用以宣泄设计洪水,后者用于宣泄非常洪水。按其所在位置,分为河床式溢洪道和岸边溢洪道。
导流洞
指用于施工导流目的的隧洞。隧洞导流主要适用于河谷狭窄、岸陡岩坚的山区河流。
冲砂洞
指防止泥沙进入建筑物(如渠道、引水洞、厂房)而修筑的一种冲沙设备。
泄水洞
指水库向下游泄洪、放水灌溉和发电的通道,包括设在坝端或坝下的涵洞或在坝端附近岩石开凿的隧洞。
水利枢纽
为了开发利用水利资源和防治水害,将几种水工建筑物集中修建在一起,它们各自发挥作用又互相配合工作。这些彼此直辖市工作的水工建筑物组成的综合体,叫水利枢纽。
地下水库
地下水库是地下砂砾石孔隙、岩石裂隙或溶洞所形成的,或指修建于地下并以含水层为调蓄空间,通过修建地下截水墙以截蓄地下水或潜流而形成的有确定范围的贮水空间。
指灌溉设施对灌区用水的保证程度。它的灌溉设计标准的一种表示方法。即在多年中灌区作物对灌溉用水全部获得满足的年数与总年数之比,以百分数表示。
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