必備水利工程知識

01、水利水電工程等級劃分及特征水位

一：水工建筑物等級劃分

1、水利水電工程分等指標(第一頁表格），分為一二三四五等，分別是防洪、灌溉、發電、供水和治澇。

2、永久性水工建筑物級別：根據所在工程的等別、建筑物的重要性確定為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級，穿堤水工建筑物按最高級別確定。

3、臨時性水工建筑物級別：按第二頁下方表格確定，對于3級臨時性水工建筑物，符合該級別規定的指標不得少于兩項。

二：水工建筑物的分類及作用

1、按作用分類：擋水建筑物，泄水建筑物、輸水建筑物、取（進）水建筑物、整治建筑物以及專門為灌溉、發電、過壩需要而興建的建筑物。

2、取（進）水建筑物：輸水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的進水口段、灌溉渠首和供水用的揚水站等。

3、整治建筑物：用以改善河流的水流條件、調整河勢、穩定河槽、維護航道以及為防護河流、水庫、湖泊中的波浪和水流對岸坡沖刷的建筑物，如順壩、丁壩、導流堤、護底和護岸等。

4、專門建筑物：為灌溉、發電、過壩等需要興建的建筑物。如專為發電用的引水管道、壓力前池、調壓室、電站廠房；專為灌溉用的沉砂池、沖砂閘；專為過壩用的升船機、船閘、魚道、過木道等。

三：水庫與堤防的特征水位

1、水庫的特征水位：校核洪水位、設計洪水位、防洪高水位、正常蓄水位、防洪限制水位、死水位。

2、提防工程特征水位：設防（防汛）水位（開始防汛的水位）、警戒水位（準備搶險的水位）、保證水位（設計的洪水位）。

02、土石壩與堤防的構造及作用

一、土石壩的類型

1、按壩高分：低壩（30m以下）、中壩（30~70m之間）、高壩（70m以上）。

2、按施工方法分：碾壓式土石壩（最常見，分為：均質壩（低壩）、土質防滲體分區壩、非土料防滲體壩）、水力沖填壩、定向爆破堆石壩。

二、土石壩的構造及作用

1、壩頂構造：壩頂寬度（高壩選10~15m、中低壩選5~10m）、護面（Ⅳ級以下的壩下泳也可以采用草皮護面）、防浪墻（1~1.2m）。

2、防滲體：主要有心墻、斜墻、鋪蓋、截水墻等。作用：減少通過壩體和壩基的滲流量；降低浸潤線，增加下游壩坡的穩定性；降低滲透坡降，防止滲透變形。

（1）心墻一般布置在壩體中部。斜墻在壩體上游。黏性心墻和斜墻頂部水平厚度一般不小于3m，防滲壩體與壩頂之間保護層不宜小于1m。

3、土石壩的護坡與壩坡排水：

（1）護坡：防止波浪淘刷、順壩水流沖刷、冰凍和其他形式破壞。

（2）壩坡排水：縱橫向聯通的排水溝。壩較長時：50~100m設一橫向排水溝。

4、土石壩排水設施：

（1）排水設施：貼坡排水（常用于中小型工程下游無水的均質壩或浸潤線較低的中等高度壩）、棱體排水、褥墊排水、管式排水、綜合式排水。

（2）反濾層：2~3層粒徑不同的砂石料。

三、堤防的構造與作用

堤高超過6m的背水坡應設戧臺，風浪大的海堤、湖堤臨水設置消浪平臺。

03、水閘的組成及作用

水閘是一種即能擋水又能泄水的低水頭水工建筑物。

一、水閘的類型

1、按承擔任務：進水閘、節制閘、泄水閘、排水閘、擋潮閘。

2、按閘室結構：開敞式水閘、涵洞式水閘。

二、水閘的組成部分及其作用

1、閘室：是水閘的主體，起擋水和調節水流的作用。包括：

（1）底板：整體式底板：底板與閘墩連成整體。中等密實以下的地基或地震區適宜采用整體式底板。分離式底板：底板與閘墩之間用用沉降縫分開。基地壓力較大、適用于中等密實以上地基。

（2）閘墩：多用C15~C30的混凝土澆筑。

（3）工作橋。

（4）胸墻：擋水。減小閘門高度。5m以下用板式結構，5m以上用板梁式結構。

2、上游連接段：

（1）鋪蓋：防滲，不透水性，防沖。混凝土鋪蓋最常見，常用C15混凝土澆筑，厚度0.2~0.4m。

（2）護底與護坡：防止沖刷，長度為3~5倍堰頂水頭。

（3）上游翼墻：結構形式有重力式、懸臂式、扶壁式和空箱式等。

重力式翼墻：適用于地基承載力較高、高度在5~6m以下的。

懸臂式翼墻：高度在6~9m，地質條件較好的。

扶壁式翼墻：8~9m以上、地質條件較好的。

空箱式翼墻：高度較高、地質條件較差的。

3、下游連接段：

（1）護坦：縫中應設止水。

（2）海漫與防沖槽（齒墻）：消除水流余能，調整流速。海漫構造要求：表面粗糙、透水性好、有一定柔性。

下游翼墻與護坡：總擴散角在15°~24°之間。

04、混凝土壩的構造及作用

一、重力壩的分縫與止水

1、橫縫：一般為15~20m，不均勻沉降較大時，需留縫寬1~2cm。

2、縱縫：沿縫面應布設灌漿系統。壩體溫度冷卻到穩定溫度，縫寬達0.5mm以上時再進行灌漿。

二、拱壩的類型

定圓心等半徑拱壩、等中心角變半徑拱壩、變圓心變半徑雙曲拱壩。

05、水電站的組成及作用

水電站由進水口、引水建筑物、平水建筑物和廠區樞紐組成。

1、引水建筑物：有動力渠道、引水隧洞和壓力管道。

（1）動力渠道：有非自動調節和自動調節渠道兩種。非自動不能調節流量，自動能調節流量。

（2）引水隧洞：彎曲半徑大于5倍洞徑，轉角不宜大于60°.

2、平水建筑物：包括壓力前池（設在無壓引水的末端）、調壓室。

3、廠區樞紐的主廠房：施工中、蝸殼外圍混凝土、機墩、發電機風罩等為二期混凝土，其他為一期混凝土。

06、渠系建筑物的構造及作用

一、渡槽的構造及作用

1、梁式渡槽的槽身結構：有矩形和U型，簡支矩形槽身適應跨度為8~15m，U型槽身適應跨度為15~20m。

2、涵洞的構造及作用：涵洞分有壓、無壓、半有壓式。

（1）涵洞的洞身斷面形式：

a.圓形管涵：適用于有壓涵洞或小型無壓涵洞。

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