水利水电工程简述( PowerPoint 104页)

第十一章水利水电工程第一页，编辑于星期二：十七点五十五分。 简述水是一切生命的源泉，是人类生活和生产活动中必不可少的物质。在人类社会的生存和开展中，需要不断的适应、利用、改造和保护水环境。水利事业随着社会生产力的开展而不断开展，并成为人类社会文明和经济开展的重要支柱。人类社会为了生存和开展的需要，采取各种措施，对自然界的水和水域进行控制和调配，以防治水旱和灾害，开发利用和保护水资源。研究这类活动及其对象的技术理论和方法的知识体系称水利科学。用于控制和调配自然界的地表水和地下水，以到达除害兴利目的而兴建的工程称水利工程。都江堰第二页，编辑于星期二：十七点五十五分。 水利工程具有以下特点：水工建筑物受水的作用，工作条件复杂；施工难度大；各地的水文、气象、地形、地质等自然条件有差异，水文、气象状况存在或然性，因此大型水利工程的设计，总是各有特点，难以划一；大型水利工程投资大、工期长，对社会、经济和环境有很大影响，既可有显着效益，但假设严重失误或失事，又会造成巨大的损失和灾害。由于水利工程具有自身的特点，以及社会各部门对水利事业日益提出更多和更高的要求，促使水利学科在20世纪上半叶逐渐成为独立的科学。第三页，编辑于星期二：十七点五十五分。 南水北调工程线路示意图第四页，编辑于星期二：十七点五十五分。 第五页，编辑于星期二：十七点五十五分。 第一节　防洪防洪简述防洪包括防御洪水危害人类的对策、措施和方法。它是水利科学的一个分支，主要研究对象包括洪水自然规律，河道、洪泛区状况及其演变。防洪工作的根本内容可分为建设、管理、防汛和科学研究。洪水是一种自然现象，常造成江河沿岸河谷、冲积平原和河口三角洲、海岸地带的淹没。但由于洪水现象的周期性和随机性特点以及自然环境的变化和人类活动的影响，这些地带被淹没的范围和时间既有一定的规律性，又是不固定的和有机率性的。这些受洪水泛滥威胁的地带，大多仍可被人类开发利用，从而出现了洪水灾害和防洪问题。第六页，编辑于星期二：十七点五十五分。 洪水的形成及种类：洪水的形成往往受气候、下垫面等自然因素与人类活动因素的影响。按地区可分为河流洪水、融雪洪水、注川洪水、冰凌洪水、雨雪混合洪水、溃坝洪水等六种。　　我国河流的主要洪水大都是暴雨洪水，多发生在夏、秋季节，南方一些地区春季也可能发生。以地区划分，我国中、东部地区以暴雨洪水为主，西北部地区多融雪洪水和雨雪混合洪水。“98长江大洪水和98嫩江、松花江特大洪水〞都是由暴雨洪水形成的。第七页，编辑于星期二：十七点五十五分。 我国的洪水灾害十分频繁，近四十年来，我国发生过的较大洪水如下所述:　　1963年：海河大水。海河南系发生特大洪水，受淹农田440万平方米，京广铁路中断。　　1975年：淮河大水。8月上旬淮河上游出现罕见的特大暴雨，河南省泌阳县林庄3天雨量达1,605.3mm，位于暴雨中心地区的两座大型水库失事，河南省有820万人口，106万平方米耕地遭受严重水灾，倒塌房屋560万间，死亡2.6万人。　　1981年：长江上游大水。四川省138个县市受灾。　　1982年：黄河大水。　　1991年：淮河、太湖大水。淮河受淹耕地401万平方米，受灾人口5,423万人，倒塌房屋196万间。　　1994年：西江大水。　　1995年：长江、辽河、松花江大水。该年长江川、湘、鄂、赣四省农田受淹成为321.4万平方米，受为人口8,526万人。东北辽、吉、黑三省农田受淹223.2万平方米，受灾人口1,078.6万人。　　1996年：珠江、长江、海河大水。该年全国各省〔自治区、直辖市〕均不同程度地遭受了洪涝灾害，一半以上省〔区〕严重受灾，全国有311个县以上城市进水，洪涝成灾面积1,182.33万，受灾人口2.67亿人，直接经济损失2,208.36亿元。　　1998年：长江、嫩江、松花江、珠江、闽江等流域大水。第八页，编辑于星期二：十七点五十五分。 从大洪水的时序分布来看，百年来，我国有过三次洪水频发期。第一频发期是1930年～1939年，第二个频发期是1949年～1963年。在频发期内七大江河几乎都爆发了特大洪水，有的江河甚至连续出现特大洪水。进入90年代以后，我国正处于第三个洪水高频期，相继发生了1991年淮河和太湖大水，1994年西江大水，1995年长江、辽河、松花江大水，1996年长江中游、珠江及海河大水，1998年长江、嫩江、松花江大水。因此，在今后一段时期内，还要特别警惕长江、黄河、淮河、海河等流域发生特大洪水。第九页，编辑于星期二：十七点五十五分。 第十页，编辑于星期二：十七点五十五分。 防洪规划防洪规划是指制定防治洪水灾害措施的总体部署方面的工作。防洪规划是防洪工程建设的前期工作，一般结合流域规划或地区水利规划进行，可分为流域的、地区的、城市的与单项防洪工程的规划。中国主要堤防:第十一页，编辑于星期二：十七点五十五分。 一、原那么　　国家经济建设的目标、方针、政策和防护区的重要性，是编制规划的根本依据。一般应遵循以下原那么。　　1．全面规划统筹安排：　　2．综合利用：　　3．蓄泄兼筹：　　4．区别对待设计洪水和超标准洪水：　　5．防洪工程与防洪非工程措施结合：第十二页，编辑于星期二：十七点五十五分。 二、内容　　1．收集资料5．防洪高度6．防洪效益分析　　2．洪水分析　　3．拟定规划目标与防洪标准　　　4．制定防洪方案〔1〕堤：根据设计流量〔水位〕拟定堤线，堤的横断面与纵断面等；〔2〕河道整治：按照稳定河势利于行洪、防凌的要求，拟定治导线，部署护岸、堵汊、分水、疏浚、河道展宽工程、河道裁弯工程等；〔3〕分洪工程：对超过防护河段平安泄量的洪水，因地制宜选取分泄洪口门及设施，蓄洪区、避洪设施等；〔4〕水库工程：根据保护区的防洪标准，根据综合利用的原那么、控制洪水来源与下游区间洪水等条件，研究、比较拟定水库防洪限制水位、防洪蓄水位、校核洪水位、防洪库容、水库泄洪设施及其泄洪能力曲线与防洪高度方案等，并研究可能采取的非工程措施及其作用，如洪水预报警报系统、洪泛区管理、洪水保险与超标准洪水紧急措施等的作用。第十三页，编辑于星期二：十七点五十五分。 防洪工程防洪工程是控制、防御洪水以减免洪灾损失所修建的工程。主要有堤、河道整治工程、分洪工程和水库等。按功能和兴建目的可分为挡、泄〔排〕和蓄〔滞〕几类。第十四页，编辑于星期二：十七点五十五分。 挡、泄、蓄的防洪方法：挡：主要是运用工程措施"挡"住洪水对保护对象的侵袭。如用河堤、湖堤防御河、湖的洪水泛滥；用海堤和挡潮闸防御海潮；用围堤保护低洼地区不受洪水侵袭等。利用具有挡水功能的防洪工程，是最古老和最常用的措施。用挡的方法防御洪水，将改变洪水自然宣泄和调蓄的条件，抬高天然洪水位。一般堤线都较长、筑堤材料和地基选择余地较小、结构不能太复杂，堤身不宜太高。因此，用挡的方法防御洪水在技术经济上受到一定限制。第十五页，编辑于星期二：十七点五十五分。 泄：主要是增加泄洪能力。常用的措施有修筑河堤、整治河道〔如扩大河槽、裁弯取直〕、开辟分洪道等，是平原地区河道较为广泛采用的措施。第十六页，编辑于星期二：十七点五十五分。 蓄〔滞〕：主要作用是拦蓄〔滞〕调节洪水，削减洪峰，减轻下游防洪负担。如利用水库、分洪区〔含改造利用湖、洼、淀等〕工程等。水库除可起防洪作用外，还能蓄水调节径流，利用水资源，发挥综合效益，成为近代河流开发中普遍采取的措施。但修水库投资大，还要淹没大量土地，迁移人口，有些地方还淹没矿藏，带来损失。开辟分洪区，分蓄〔滞〕河道超额洪水，一般都是用于人口较少的地区，同时也是很多河流防洪系统中的重要组成局部。第十七页，编辑于星期二：十七点五十五分。 防洪工程一条河流或一个地区的防洪任务，通常由多种措施相结合构成的工程系统来承担。本着除害与兴利相结合，局部与整体统筹兼顾，蓄泄兼筹，综合治理等原那么，统一规划。一般是在上中游干支流山谷区修建水库拦蓄洪水，调节径流；山丘地区广泛开展水土保持，蓄水保土，开展农林牧业，改善生态环境；在中下游平原地区，修筑堤防，整治河道，治理河口，并因地制宜修建分蓄〔滞〕洪工程，以到达减免洪灾的目的。第十八页，编辑于星期二：十七点五十五分。 一、堤堤是沿河、渠、湖、海岸边或行洪区、分洪区〔蓄洪区〕、围垦区边缘修筑的挡水建筑物。其作用为：防御洪水泛滥，保护居民、田庐和各种建设；限制分洪区〔蓄洪区〕、行洪区的淹没范围；围垦洪泛区或海滩，增加土地开发利用的面积；抵挡风浪或抗御海潮；约束河道水流，控制流势，加大流速，以利于泄洪排沙。在河流水系较多地区，把沿干流修的堤称为干堤，沿支流修的堤称为支堤，形成围垸的堤称垸堤、圩堤或围堤，沿海岸修建的堤称海堤或海塘。第十九页，编辑于星期二：十七点五十五分。 二、河道整治河道整治:按照河道演变规律，因势利导，调整、稳定河道主流位置，改善水流、泥沙运动和河床冲淤部位，以适应防洪、航运、供水、排水等国民经济建设要求的工程措施。河道整治包括控制和调整河势，裁弯取直，河道展宽和疏浚等。要全面研究拟整治河段和毗连的上、下游河段可能的治理开发问题。确定规划的主要参数，如设计流量、设计水位、比降、水深、河道平面和断面形态指标〔包括洪、中、枯水三种情况〕等，依照整治任务拟定方案，通过比较，选取优化方案，使规划实施后的总效益最大。对于重要的工程，在方案比较选定时，需进行数学模型计算和物理模型试验。第二十页，编辑于星期二：十七点五十五分。 三、分洪工程分洪是当河道洪水位将超过保证水位或流量将超过平安泄量时，为保障保护区平安，而采取的分泄超额洪水的措施。它是河流防洪系统中重要的组成局部。为保护重要城市、工矿区或重点地区的防洪平安，当在保护区附近有适当的分洪条件时，可兴建分洪工程。把超额洪水分泄入湖泊、洼地，或分注于其它河流，或直泄入海，或饶过保护区在下游仍返回原河道。分洪工程是牺牲局部，保存全局的措施。分洪工程一般由进洪设施与分洪道、蓄滞洪区、避洪措施、泄洪排水设施等局部组成。以分洪道为主的亦称分洪道工程，在我国又称减河；以蓄滞洪区为主的亦称分洪区或蓄洪区。第二十一页，编辑于星期二：十七点五十五分。 进洪设施设于河道的一侧，一般是在被保护区上游附近，河势较为稳定的弯道凹岸，用于分泄超过河道平安泄量的超额流量。进洪设施可分为三类。〔1〕有控制进洪工程：在拟定的分洪口门处兴建分洪闸；〔2〕半控制进洪工程：在进洪处修建溢流堰或滚水坝；〔3〕无控制进洪：在方案口门处堤身预埋炸药，当需要分洪时，那么临时爆破进洪或用人工扒口进洪。分洪道是引导超额洪水进入承泄区的工程，只有过洪能力，没有明显的调蓄作用。工程通常在河道的一侧，借用天然河道或利用低洼地带两侧筑堤而成。分洪道根据泄洪出路，一般有四类。〔1〕直接分洪入海；〔2〕分洪入蓄洪区；〔3〕分洪入临近其它河流；〔4〕绕过保护区回原河道的分洪道。第二十二页，编辑于星期二：十七点五十五分。 蓄洪区是利用平原湖泊、洼地滞蓄调节洪水的区域，其范围一般由围堤划定。围堤断面按堤防标准修建，蓄洪区最高蓄洪水位高于外江水位或湖泊水位时，那么按蓄洪最高水位加风浪，再加平安超高。为了防御风浪对堤坡的袭击破坏，常在水位变动范围内采用块石或混凝土预制块护坡。蓄洪区在世界上大江大河的防洪中广为应用，工程较简单，施工期短，投资相对较省。中国有些蓄洪区在大水年蓄洪，小水年垦殖，这样蓄洪区称为蓄洪垦殖区。第二十三页，编辑于星期二：十七点五十五分。 避洪工程是在分洪区运用时，为保障区内人民生命平安，并减少财产损失而兴建的工程。它是分洪蓄洪工程的重要组成局部，主要包括平安区、平安台〔村台〕、避水楼房、转移道路、桥梁和交通工具、救生设备、通讯设备和预报警报系统。排水泄洪工程是为及时有效地排出分洪区内的分洪水量而设置的工程措施。排水方式有自流排〔如排水涵闸〕和提排〔如机电排水站〕两种。第二十四页，编辑于星期二：十七点五十五分。 四、水库水库是用坝、堤、水闸、堰等工程，于山谷、河道或低洼地区形成的人工水域。水库的作用有防洪、水力发电、灌溉、航运、城镇供水、养殖、旅游、改善环境等。同时要防止水库的淤积、渗漏、塌岸、浸没。水质变化和对当地气候的影响。水库防洪是利用水库的防洪库容调蓄洪水，以减免下游洪灾损失。水库防洪一般用于拦蓄洪峰或错峰，常与堤防、分洪工程、分洪非工程措施等配合组成防洪系统，通过统一的防洪调度共同承担其下游的防洪任务。丹江口水利枢纽密云水库第二十五页，编辑于星期二：十七点五十五分。 防洪非工程措施防洪非工程措施是指通过法令、政策、经济手段和工程以外的其它技术手段，以减少洪灾损失的措施。采用防洪非工程措施是由于只靠工程措施既不能解决全部防洪问题，又受费用制约。　　防洪非工程措施的根本内容为：　　　1．洪泛区管理；　　　2．行洪道清障；　　　3．洪水保险；　　　4．洪水预报警报系统；　　　5．超标准洪水紧急措施；　　　6．救灾。　　从世界各国的实践来看，用防洪工程措施控制洪水是有限度的。因此防洪非工程措施作为减少洪灾的综合措施，越来越受到重视并将继续开展完善。第二十六页，编辑于星期二：十七点五十五分。 城市人口密集，财富密度大，是经济文化政治中心和工商业集中地。世界上著名的城市多滨临河流、海、湖或依山傍水修建，都受到不同类型洪水威胁。沿河流兴建的城市，主要受河流洪水威胁。滨临湖泊的城市受吞吐流及风力影响产生的风生流等江湖洪水威胁。临海或河口的城市受海岸洪水、河口洪水等的威胁。依山傍水的城市除受河流洪水威胁外，还受山洪或泥石流威胁。平原圩区的城市除河、湖洪水外，还受市区暴雨涝水，或洪涝遭遇的威胁。城市防洪的特点，一般是防护范围较小，防洪标准高，与航运、城建及其它经济部门关系密切，城市洪灾会造成巨大损失，影响深远。因此，城市历来是防洪的重要对象。城市防洪是流域防洪的重要组成局部。城市防洪总的途径是采取综合措施：　　1．用堤防直接保护城市；　　2．条件许可时，在所在流域的河流上游修建山谷水库或水库群承担城市的防洪任务；　　3．在城市附近利用分滞洪区分滞洪水；　　4．建立预报警报系统。第二十七页，编辑于星期二：十七点五十五分。 第二节农田水利灌溉与排水农田水利主要包括灌溉和排涝，以及土壤改进工作。农田水利工程主要是灌溉工程和排涝工程。当农田水分不能满足作物需要时，那么应增加水分，这就是灌溉；当水分过多时，那么应减水，这就是排水。灌溉与排水是农田水利的两项主要措施。第二十八页，编辑于星期二：十七点五十五分。 一、灌溉方法　　1.地面灌溉这是我国采用最广泛的方法，将地面水直接引入农田内，称为自流灌溉。由于地势关系，有时需抬高水源的水位才能引水入田。有的利用水泵引水，称为提水灌溉或扬水灌溉。第二十九页，编辑于星期二：十七点五十五分。 地面灌溉有三种方式：〔1〕畦灌将农田用土埂分成许多畦田，将水引入畦田内，每块畦田的地面应平整，以利水流均匀散漫。畦灌的管理工作较简便，畦灌的缺点是灌水过程中水流容易破坏土壤结构，干时表土易结成硬盖。〔2〕沟灌在农田内修建灌水沟网，将水引进作物行间的灌水沟。灌水沟的横断面呈梯形，间距等于作物行距或行距的两倍。水分借毛细管作用浸湿土壤，不致破坏土壤结构，可以使作物根部得到适宜的水分和通气条件〔3〕淹灌此法与畦灌类似，只是农田分块较畦田大。淹灌之前，将田地用土埂隔成格田，然后灌水。每块格田在平原地区一般为1～5亩，在丘陵区和山区要小一些，随地形而异。灌水层深度一般为20～30cm。每块格田应平整，其地面高差不应大于水深。此法多用于水稻灌溉和冲洗灌溉。第三十页，编辑于星期二：十七点五十五分。 2.喷灌　由管道和喷头组成。当需要灌溉时，翻开管道上的阀门，压力水自喷头洒出，形成均匀的水滴洒布在农田里，也称人工降雨灌溉。3.滴灌在地下修建专门管道网，亦有用专门沟道代替管网，将灌溉水引入田间耕作层，借毛细管作用自下而上湿润土壤，目前我国有的地区正在试用。喷灌与滴灌因无地表渠道，增加了耕地的有效面积。第三十一页，编辑于星期二：十七点五十五分。 二、灌溉水源　　　1．天然河水　　　2．水库蓄水　　　3．湖泊、池塘、洼地蓄水　　　4．城市污水　　　5．高山融雪　　　6．地下水第三十二页，编辑于星期二：十七点五十五分。 三、农田排水　　主要目的是排除地面积水和降低地下水位。因而，要求排水沟都必须挖到一定的深度，以使排水系统的水位较低，从而有利于作物的生长。排水沟须有适当的纵坡，以便将水排入河流、湖泊或海洋。如果排水系统的出口高于河、湖、海的水位，那么可自流排水，管理也较方便；否那么须借助水泵扬水排出。我国一些平原地区，特别是低洼地带，农田内涝多发生在汛期，这时正是河水上涨时期，依靠自流排水几乎不可能，必须扬水入河。第三十三页，编辑于星期二：十七点五十五分。 排水系统可分为明沟排水系统和暗沟排水系统。暗沟排水系统常用混凝土管、陶管、埋块石等，在缺乏石料的地区可用竹、树枝的梢捆来代替，上面用土覆盖好。暗沟不仅能排地表水亦能排地下水，但造价过高，只有在特殊情况下才采用。一般大面积农田排水都采用明沟排水。　　明沟排水系统，由毛沟、支沟和干沟等组成，并应尽量利用天然排水沟。　　灌区的排水系统必须与灌溉渠密切配合，在布置灌渠时，就应同时布置排水系统，有灌有排，统一规划布置，防止灌排干扰。第三十四页，编辑于星期二：十七点五十五分。 取水工程的作用是将河水引入渠道，以满足农田灌溉、水力发电、工业及生活供水等需要。因取水工程位于渠道的首部，所以也称渠首工程。　　我国几千年前在西北、华北及西南等地区兴修了许多无坝取水灌溉工程，如都江堰、郑国渠、秦渠及汉渠等。这些工程，特别是都江堰，之所以能经久不废，就是符合自然规律和科学原理的结果。都江堰第三十五页，编辑于星期二：十七点五十五分。 都江堰水利工程都江堰位于四川成都平原西部的岷江上，建于公元三世纪，是中国战国时期秦国蜀郡太守李冰及其子率众修建的一座大型水利工程，是全世界至今为止，年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程。２２００多年来，至今仍发挥巨大效益，李冰治水，功在当代，利在千秋，不愧为文明世界的伟大杰作，造福人民的伟大水利工程。第三十六页，编辑于星期二：十七点五十五分。 岷江是长江上游的一条较大的支流，发源于四川北部高山地区。每当春夏山洪爆发之时，江水奔腾而下，从灌县进入成都平原，由于河道狭窄，古时常常引起洪灾，洪水一退，又是沙石千里。灌县岷江东岸的玉垒山又阻碍江水东流，造成东旱西涝。公元前２５６年，李冰任蜀郡太守，主持修建了著名的都江堰水利工程。都江堰的主体工程是将岷江水流分成两条，其中一条水流引入成都平原，这样既可以分洪减灾，又到达了引水灌田、变害为利。为此，李冰，对岷水东流的地形和水情作了实地勘察，决心凿穿玉垒山引水。在无火药不能爆破的情况下，他以火烧石，使岩石爆裂(，大大加快了工程进度，终于在玉垒山凿出了一个宽２０公尺，高４０公尺，长８０公尺的山口。〔低水位每秒流速３公尺，高水位每秒流速６公尺〕因形状酷似瓶口，故取名“宝瓶口〞，把开凿玉垒山别离的石堆叫“离堆〞。宝瓶口引水工程完成后，虽然起到了分流和灌溉的作用，但因江东地势较高，江水难以流入宝瓶口，李冰父子率众又在离玉垒山不远的岷江上游和江心筑分水堰，用装满卵石的大竹笼放在江心堆成一个狭长的小岛，形如鱼嘴，岷江流经鱼嘴，被分为内外两江。外江仍循原流，内江经人工造渠，通过宝瓶口流入成都平原。为了进一步起到分洪和减灾的作用，在分水堰与离堆之间，又修建了一条长２００公尺的溢洪道流入外江，以保证内江无灾害，溢洪道前修有弯道，江水形成环流，江水超过堰顶时洪水中夹带的泥石便流入到外江，这样便不会淤塞内江和宝瓶口水道，故取名“飞沙堰〞。为了观测和控制内江水量，又雕刻了三个石桩人像，放于水中，让人们知道“枯水〔低水位〕不淹足，洪水〔高水位〕不过肩〞。还凿制石马置于江心，以此作为每年最小水量时淘滩的标准。运用了盘旋流的理论都江堰每年都接待不少外国游人，其中有些是水利专家。有的水利专有他细观看了整个工程的设计后，都对它的高度的科学水平惊叹不止。比方飞沙堰的设计就是很好地运用了盘旋流的理论。第三十七页，编辑于星期二：十七点五十五分。 都江堰渠首的三大主体工程“鱼嘴〞分水提把岷江水一分为二“飞沙堰〞溢洪道把多余的洪水和流沙排入外江“宝瓶口〞引水口自行调控的节制问，是自流灌溉渠系的总开关都江堰实灌一千万亩碑记第三十八页，编辑于星期二：十七点五十五分。 一、无坝取水　　无坝取水的主要建筑物就是进水闸。为了便于引水和防止泥沙进入渠道，进水闸一般应设在河道的凹岸。当凹岸没有适当的洄址时，也可以建于平直河段，取水角度〔引水渠道轴线与河流流向的夹角〕，即右上图中的θ角，应小于90度。一般说来，设计取水流量不超过河流流量的30％，否那么难以保证各用水时期都能引取足够的流量。　　无坝取水工程虽然简单，但由于没有调节河流水位和流量的能力，完全依靠河流水位高于渠道的进口高程而自流引水，因此引水流量受河流水位变化的影响很大。必要时，可在渠首前修顺坝，以增加引水流量。有时也需要修建渠首护岸工程。第三十九页，编辑于星期二：十七点五十五分。 二、有坝取水　　修建壅水坝或拦河节制闸是能调节河道水位，而不能调节大流量的一种取水方式。当河流流量能满足灌溉用水要求，只是河水位低于灌区需要的高程，适于采用这种取水方式。壅水坝或拦河闸的高程应当依据灌区引入流量时所要求的水位而定。第四十页，编辑于星期二：十七点五十五分。 有坝取水枢纽由以下建筑物组成:　　1．壅水坝〔或拦河节制闸〕　　　建于取水口下游河道上，其作用是抬高河流水位，保证渠道自流取水。　　2．进水闸　　　位于引水干渠〔或总干渠〕的渠首，控制入渠流量。　　3．排砂闸　　　建于闸坝靠近取水口的一端，其作用是冲走进水闸前沉沙池中的淤沙。　　4．沉砂池　　　在导水墙及进水闸侧墙的范围内，其作用减缓河道的流速，使泥沙沉积，减少进入渠道的泥沙。为此，应使沉沙池的横断面大于渠道断面。　　5．导水墙　　位于闸坝前的河道中，使河中水流平顺地导向进水闸；并与水闸侧墙形成沉砂池。　　有坝引水与无坝引水相比较，主要优点是可防止河流水位变化的影响，并且能稳定引水流量。主要缺点是修建闸坝费用相当大，河床也需有适合的地质条件。由于改变了河流的原来平衡状态，还会引起上下游河床的变化.第四十一页，编辑于星期二：十七点五十五分。 三、水库取水　　水库的作用，既可调节流量又可抬高水位。由于灌区位置不同，可采取不同取水方式。渠首工程一般是设在拦河坝附近，通过引水隧洞或涵管引水。　　四、水泵站引水　　在平原地区的下游河道，由于枯水位低于灌区高程，自然条件或经济比较又不适合修建闸坝工程，只有修建水泵站引水灌溉。引水流量依水泵能力而定。第四十二页，编辑于星期二：十七点五十五分。 灌溉泵站和排水泵站一、灌溉泵站　　1．泵站规划和灌区划分　　〔1〕一站扬水、一区灌溉：由一个泵站控制一个灌区。这种方式适用于灌溉面积不大，扬程较低，渠道不长的灌区。其特点一般是工程规模小、机电设备较少，工程较集中。　　〔2〕多站分级扬水，分区灌溉：对于地形由缓变陡的灌区，为防止将水扬到高处再跌下使用造成能量浪费，可采用多级泵站，分级扬水，各站分别控制不同高程的灌区第四十三页，编辑于星期二：十七点五十五分。 〔3〕多站单级扬水，分区灌溉〔右上图〕在具有河网或沟渠多的地区，可以按河网或沟渠围绕的天然地区分别设置单级扬水站，分区进行灌溉。这样可减少一些交叉建筑物。　　〔4〕一站分级扬水，分区灌溉当水源在高处，可以用一个泵站控制有明显高差的几个灌区时，采取高地用高出水池灌溉，低地用低出水池灌溉。第四十四页，编辑于星期二：十七点五十五分。 2．泵站建筑物布置　　水泵站的建筑物一般包括引水渠、进水池、泵房、出水管道和出水池等。布置形式一般分为两种：　　〔1〕有引水渠泵站布置形式　　当水源与出水池之间地形比较平缓，且相距又较远时，通常采用有引水渠的形式，如图11.7所示。这种形式的特点是：水泵进水受水源影响小，泵站的防洪问题容易解决；泵房可能处于深挖方中，以致通风散热条件较差；特别是泥沙多的水源，容易使进水池淤积，以至影响正常运行。因此，在地形条件允许的情况下，设置排沙设施，定期冲淤排沙。　　〔2〕无引水渠泵站布置形式　　当站址处于地形较陡或灌区距水源较近时，常采用无引水渠布置形式，即将泵站修建在水源岸边，直接从水源取水。这种形式的特点是：泵房受水源的水位影响很大，防洪问题较难解决；但可减少土方开挖和取消进水闸。第四十五页，编辑于星期二：十七点五十五分。 二、排水泵站1．规划原那么　　我国由于汛期雨量集中，河流在汛期往往处在高水位状态，低洼地区自排不可能时，必须借助排水泵站进行机排。排水必须统一规划，分区进行，因地制宜，不应以邻为壑，以造成水利纠纷。　　规划的原那么是：上下水分开，高水高排，低水低排；主客水分开，使上下游各有排水沟渠，能分别畅排入河，防止客水集中下游，造成下游农田涝灾；洪涝水分开，治涝必先防洪；以自排为主，机排为辅；排水时间由各种作物能耐淹的水深和耐淹的时间确定，力求及时排水防止农业减产。第四十六页，编辑于星期二：十七点五十五分。 2．站点布局　　〔1〕集中建站与分散建站　　排水区域面积较大，地形起伏不显著，地势为单向倾斜，行政区域单一，下游有大容积的蓄涝区〔湖泊、洼地等〕。涝水可通过排水干渠聚集于蓄涝区内，宜集中修建较大泵站。集中建大站的优点是：排水站的单位装机〔单位排水面积需装水泵的千瓦数〕容量小、本钱低，输电线短，便于集中管理。其缺点是由于集中排水，以致有的地区排水时间长，可能影响作物的生长。　　排水区水网密集，排水出口分散，地势上下不平，高地需灌水，低地需排水，宜分散建站。分散建站的优点是：泵站与排水渠的工程量小，收效快，便于管理。这种泵站最好是排灌结合，能排能灌，排灌及时。总之，由于易涝区情况复杂，应根据具体情况，因地制宜，有时可采用集中与分散相结合的方式。第四十七页，编辑于星期二：十七点五十五分。 〔2〕一级排水与二级排水　　无论集中或分散建站，排水方式都可分一级排水与二级排水。一级排水是由泵站直接将涝水排入承泄区〔河流或有泄水的湖泊〕〔如图〕或由泵站将涝水先排入蓄涝区〔洼地暂蓄〕，待承泄区水位下降开闸自排。　　二级排水是在低洼地区分别用泵站将涝水扬入蓄涝区，再用大泵站扬水或自排到承泄区〔如图〕；亦可自排配合泵站扬水至蓄涝区，再用大泵站扬水或自排入承泄区。第四十八页，编辑于星期二：十七点五十五分。 3．排水泵站的布置　　排水泵站的建筑物与灌溉泵站无大差异，对河流来说只是进水池与出水池的方向易位。如地势适中，附近农田有排有灌，经过论证，可建排灌结合泵站。排灌结合泵站的布置方式很多.第四十九页，编辑于星期二：十七点五十五分。 上图是具有四种功能〔机排、机灌、自排、自灌〕的闸站分建的泵站，装有9台机组。枢纽工程包括泵站、渡槽或涵闸交叉建筑物、节制闸、防洪闸和变电站等。　　有四种操作运用方式：　　〔1〕自流排水开启3号闸及防洪闸，自流排水入江。　　〔2〕水泵扬排关闭1号闸和3号闸，开启2号闸和防洪闸，开动机组扬水入江。　　〔3〕自流灌溉关闭3号闸，开启1号闸、2号闸和防洪闸，直接引江水进行灌溉。　　〔4〕扬水灌溉关闭2号闸，开启3号闸和防洪闸。引江水通过泵站至出水池，开启1号闸引水入灌溉渠进行灌溉。312防洪闸第五十页，编辑于星期二：十七点五十五分。 渠道工程与渠系建筑物自水源引取的灌溉水，需要通过各级渠道输送和分配到农田。灌溉渠道一般分干、支、毛、斗、农渠五级；小型灌区有的只有二～三级渠道。渠道所经过地方的建筑物，称渠系建筑物。　　为了渲泄洪水，排除渍水，降低地下水位，常需要在灌区修建各级排水沟道。排水沟道应与灌溉渠道相适应，一般也分干、支、斗、农沟四级，大型排水区亦可有总干沟，小型也可只有二～三级沟道。各级排水沟道亦有类似灌溉渠道的建筑物。各级灌溉渠道、各级排水沟道、各种渠系建筑物和田间工程等统称为灌溉排水系统。第五十一页，编辑于星期二：十七点五十五分。 一、渠道断面　　渠道断面形式取决于水流、地形、地质以及施工等条件。最常采用的是梯形断面。因为它便于施工，并有利于保持边坡的稳定。当渠道深度较大，或渠道经过不同的土壤时，可采用复式断面，随深度采用不同边坡。在巩固岩石中，为减少挖方，采用矩形断面。当渠道经过狭窄地带，两侧土壤稳定性较差，要求渠道宽度较小时，可在两侧修建挡土墙。沿山开渠，常在外侧修建圬工隔墙〔一般为浆砌块石〕。在平原地区断面大的渠道常采用半填半挖断面，既可减少土方，又可利用弃土，渠道断面形式见渠道断面示意图。第五十二页，编辑于星期二：十七点五十五分。 在渠道断面设计中，采用水力最优断面，即最经济的断面，在同等过水断面的情况下，通过的流量最大。这就要求渠道底宽、水深和边坡有适当的比例。　　二、渠道的流速与流量　　一条渠道的两端底部高差与坡底的长度比，叫做底坡降。在一般情况下灌溉渠道的水流是恒定流〔即水深和流速都不变〕，因而水面坡降与渠底坡降大致相等。根据水力学内容，流速大小主要取决于坡降的大小。渠道中水的流速要适当，过大会引起冲刷，过小容易淤积，并可能使渠道生长杂草。不致引起渠道冲刷的最大允许流速称为不冲流速；不致引起渠道淤积的最小流速称为不淤流速。在设计时，应使渠道流速介于上述两者之间。　　按渠道所担负的灌溉任务，确定设计流量Q，再确定渠道的过水断面A。根据流量公式Q＝AV，即可求出平均流速V。在流速符合上述要求时，再进一步分析、比较和确定最经济合理的渠道断面型式。第五十三页，编辑于星期二：十七点五十五分。 三、渠道的渗透损失及防渗措施　　渠道的水量损失，主要是渗透，其次是蒸发。在灌溉渠道中，有时渗透损失可达渠道流量的50％～60％。这不仅造成水量的消耗，还会引起地下水位的升高，以至促使附近农田盐碱化。　　渠道的渗透流量随时间的增长而逐渐减少，这是因为渗透使土壤细颗粒移动，细颗粒填充了土壤中的孔隙；另一方面水流中的悬移质和溶解盐进入渠床的土壤中，渠床周边形成透水性小的铺盖。　　一般防止渗透的方法有两种：一种是提高渠床土壤的不透水性；另一种是衬砌渠床。第五十四页，编辑于星期二：十七点五十五分。 1．提高渠床不透水性的方法　　〔1〕淤填法除上述细颗粒靠渗透填充土壤的孔隙外，有时还可采用人工淤填法，即把粘土抛入渠中或有意向渠道泄放浑水。此法适于渠床土壤的颗粒不均匀，又不存在大孔隙的情况下采用，渠中流速也不能太大，以免冲走淤填物。　　〔2〕机械压实法在修建渠道时，通过压实土壤，以提高其不透水性，此法特别适用于填方渠道。　　2．衬砌法　　渠道衬砌的作用是：减少渗透损失；防止冲刷；降低糙率，以增加渠道的输水能力；增加边坡的稳定性；保护渠床免受冰块或船只的冲撞；防止渠中生长杂草；防止穴居动物破坏边坡；加快输水时间。第五十五页，编辑于星期二：十七点五十五分。 常采用的衬砌形式有：　　〔1〕草皮护面这是我国在沙质土层采用的一种方法，将草皮〔具有厚壤土层〕平铺在渠床上，并加拍打，主要起防冲、防渗作用；适用于坡降不大，流速不超过1.2m/s的渠道〔见以下图〕。　　〔2〕粘土衬砌主要起防渗作用，边坡的结构形式类似土坝的斜墙。　　〔3〕石料衬砌分为抛石、干砌石和浆砌石三种。　　〔4〕混凝土及钢筋混凝土衬砌这种衬砌具有显着的防冲、防渗、降低糙率、稳定边坡、不生杂草的作用，但造价最高。第五十六页，编辑于星期二：十七点五十五分。 〔四〕渠系建筑物　　在渠道上的建筑物，统称渠系建筑物。在渠道规划的过程中，各种渠系建筑物的位置和规模应大致确定。这要结合灌溉及排水要求、建筑材料和施工技术等因素来考虑。渠系建筑物的种类很多，根据其作用，大体可归纳为：交叉建筑物、联接建筑物、水闸等。第五十七页，编辑于星期二：十七点五十五分。 1．交叉建筑物　　当渠道穿越山岗、河流、山谷、道路、低洼地带或与其它渠道相遇时，必须修建交叉建筑物。常用的交叉建筑物包括隧洞、渡槽、倒虹吸管、涵洞等。　　〔1〕隧洞这是渠道穿越山岗的建筑物。为降低糙率，一般过水局部用浆砌石衬砌。　　〔2〕渡槽　　这是渠道跨越河流、山谷、道路或其它渠道的高架输水建筑物，在结构上根本与桥梁相似。　　渡槽可分为槽身和支承两局部。上图是一座钢筋混凝土单拱式渡槽。第五十八页，编辑于星期二：十七点五十五分。 〔3〕倒虹吸管　　这是广泛采用的一种交叉建筑物。倒虹吸管的铺设方式，按用途可分以下两类：　　1〕穿越式倒虹吸管从河流、渠道或公路下面穿过，一般水头不大，主要荷载是管上部的土压力。倒虹吸管由三局部组成：进口、管身和出口。此图是穿越渠道斜卧式倒虹吸管，水流进出管道比较平顺，这是最常见的形式第五十九页，编辑于星期二：十七点五十五分。 图中的胶管左右两段下垂，中央C点最高，形状像彩虹，故称为虹吸管先用口在出水口吸啜〔或用胶泵吸水〕，把水充满胶管，当胶管充满水之后，就能够自动把整缸水吸出，如下图．虹吸管为什么能把缸中的水升高到C点呢？这是C点的左段离水面高度比右段小，即．虽然A缸中的水面与B桶中的水面都受到大气压作用着，但由于液体的压力与高度成正比，故管中由C点压向b点的力大于由C点压向a点的力，左右两段的压力就不平衡，故A缸中的水就不断流到B桶中．由于出水口仍然入水口，并没有违背“水向低流〞的规律．第六十页，编辑于星期二：十七点五十五分。 此图是穿越公路的竖井式倒虹吸管，这种形式由于施工占地少，检修方便，便于在建筑物密集的地区采用，一般多用于跨越公路的小型排灌倒虹吸管上。竖井下设有沉沙坑，沉积的泥沙可用人工去除。此第六十一页，编辑于星期二：十七点五十五分。 2〕横跨式倒虹吸管当河道或山谷比较宽阔，位置较低时采用。以下图是横跨河谷裸露的倒虹吸管。这种形式一般是水头高、流量大。管道转弯处应设镇墩，以保持管道稳定。第六十二页，编辑于星期二：十七点五十五分。 〔4〕涵洞　　　构造比较简单，是应用最广泛的一种交叉建筑物。大型涵洞多用混凝土或钢筋混凝土制造，亦可用预制涵管。　因用途、工作特点及建筑材料的不同，涵洞通常具有以下各种断面形式：　　　圆形涵洞多用于压力涵洞，水力条件和静力工作条件都比较好。　　　箱形涵洞多为四面封闭的钢筋混凝土结构，静力工作条件较好，适应地基不均匀沉陷性能强，适用于无压或低压的涵洞。　　　盖板式涵洞为矩形或正方形断面，由两侧边墙、底板和盖板组成。侧墙及底板多用浆砌石或混凝土做成，盖板多为钢筋混凝土结构，简支在侧墙上。其底板结构有别离式和整体式两种。前者适用于地基较好，跨度小于2～3m的情况；后者适用于地基较差，跨度较大的情况。第六十三页，编辑于星期二：十七点五十五分。 拱形涵洞由拱圈、侧墙〔拱座〕及底板组成。因受力条件较好，适用于填土高度及跨度大的隧洞。常用的拱圈有平拱和半圆拱。平拱拱圈受力条件好，需要材料较少，但拱脚产生较大的水平推力，要求侧墙较厚。半圆拱的水平推力小，但拱圈受力条件不如平拱优越。第六十四页，编辑于星期二：十七点五十五分。 2．联接建筑物　　渠道上联接建筑物，主要有跌水和陡坡两种。当渠道垂直于地面等高线布置时，往往会遇到地面坡度大于渠道纵坡的情况。如果保持渠道纵坡不变，渠道便会高出地面；假设加大渠道纵坡，又会促成对渠道的冲刷，在这种情况下，可将渠道分段，使相邻段之间形成一集中落差，把上下两段渠道联接起来的建筑物，叫联接建筑物。使渠水铅直下落的建筑物，叫跌水。当渠道经过地形急剧变化的地段时，也可利用地形变陡处修建联接建筑物，称为陡坡。第六十五页，编辑于星期二：十七点五十五分。 3．水闸　　水闸是渠系上应用最广泛的一种建筑物〔如以下图〕。现仅就其在渠系上的作用，分类综述于下：　　〔1〕进水闸　　位于干渠渠首，调节从水源引入渠道的流量。　　〔2〕分水闸　　位于干渠以下各级渠道的渠首，将上一级渠道的流量按需要分送到所在的渠道。　　〔3〕节制闸　　位于渠道分水口下游，当所在渠道出现低水位时，用以抬高水位，以满足下一级渠道引取设计流量。如果所在渠道的下游水工建筑物或下游渠道发生异常现象，也可闭闸进行检查维修。　　〔4〕泄水闸　　在主要渠系建筑物上游或在主要渠道上每隔一定距离设置泄水闸，以便宣泄多余的水量。在出现险情时，也可利用泄水闸将渠道水放空，以保证建筑物和渠道的平安。但泄水应预先找好出路。　　〔5〕排沙闸　　一般设在进水闸附近，用来冲走闸前或渠道中的淤砂。第六十六页，编辑于星期二：十七点五十五分。 第三节水力发电水电站开发方式和主要类型水力发电突出的优点是以水为能源，水可周而复始地循环供给，是永不会枯竭的能源。更重要的是水力发电不会污染环境，本钱要比火力发电的本钱低得多。世界各国都尽量开发本国的水能资源。二滩水电站黄龙滩水电站第六十七页，编辑于星期二：十七点五十五分。 我国西南地区的水能蕴藏量最多，主要分布在长江上游、金沙江、通天河及长江支流嘉陵江、岷江、乌江等；西藏的雅鲁藏布江；云南的怒江、澜沧江等。西北地区水能蕴藏量仅次于西南，主要分布在长江及其支流；洞庭湖水系的湘、资、沅、澧等河流；汉江、赣江及珠江等。华东地区水能蕴藏量主要集中在闽、浙两省，亦可向潮汐电站开展。东北地区已开发的水能资源比较多，主要在松花江、嫩江、鸭绿江和镜泊湖等，华北地区多为平原河流，水能蕴藏量不多，主要在滦河和海河水系中。我国水能资源多在西南，但我国煤炭储藏量主要在华北，煤炭和水能资源分布很不均匀，但从能源来讲，两者可相互补充。第六十八页，编辑于星期二：十七点五十五分。 水力发电除了需要流量Q之外，还需要集中落差〔水头〕H。而天然的集中落差只有在个别地方才有，那就是瀑布。例如我国贵州省的黄果树瀑布、黄河的壶口瀑布等。但毕竟可以利用的瀑布是很少的。所以，通常要用人工的方法集中落差，可分为以下两种方式：1．坝式开发2．引水式开发第六十九页，编辑于星期二：十七点五十五分。 1．坝式开发〔如图〕主要是用坝来集中落差H。坝不仅可以集中落差H，而且还可以利用坝所形成的水库，调节流量Q。坝式开发方式需要修建工程量庞大的水库。第七十页，编辑于星期二：十七点五十五分。 2．引水式开发〔如图〕主要是用引水道〔明渠、隧洞、水管〕来集中落差H。图a为无压引水式电站，用低溢流坝拦阻河流水流，使其进入明渠，由于明渠断面平整光滑，所以底坡降可以造得很小，因此在渠道末端的水位高于河流水位，其差即为水头H。第七十一页，编辑于星期二：十七点五十五分。 图b是有压隧洞的引水道水电站。有时也可以是有压引水管。图b上的水电站为了减轻和防止引水道内的水击压力而建造了调压室。第七十二页，编辑于星期二：十七点五十五分。 利用尾水管道来集中落差或增加落差，往往应用在下游水位变化不大和地质条件较好的情况下，如图c所示。在这种情况下，水电站厂房通常布置在地下或很深的挖方中在山区河流坡度很陡而流量又不大的情况下，建造引水式水电站是经济和合理的。因为只要建造一定长度的引水道，，就可获得相当大的水头。坝式和引水式是水电站最根本的开发方式。第七十三页，编辑于星期二：十七点五十五分。 一、坝式水电站　　根据坝式开发方式的水电站厂房与拦河坝或溢流坝的相对位置，可分为河床式、坝后式、溢流式或混合式等水电站厂房。1．河床式水电站　　特点是厂房作为挡水建筑物的一局部，厂房的高度受水头所限，如上图新丰江水电站所示。　　2．坝后式水电站　　特点是厂房布置在坝后或其邻近。因此厂房结构不受水头所限，水头取决于坝高。这种形式的厂房比较普遍采用，例如黄河上的刘家峡和三门峡水电站厂房、湖北丹江口水电站厂房等。新丰江水电站三门峡水利枢纽第七十四页，编辑于星期二：十七点五十五分。 3．溢流式水电站　　我国水能资源大局部位于高山峡谷地区，厂房与溢洪道往往无法同时布置。如另辟溢洪道，有时受到地形、地质条件的限制。通常采取两种方法：一是将厂房布置在河岸的地下洞室内；一是设法把溢流坝厂房结合起来，即从厂房上溢流或从厂房泄水，即溢流式或泄水式厂房，以后又进一步开展成不直接在水电站厂房顶上溢流，而直接把洪水水流挑越厂房顶，直接挑流到下游河床，成为"挑越式厂房"。第七十五页，编辑于星期二：十七点五十五分。 4．泄水式厂房　　亦称为混合式厂房，泄水式厂房按泄水孔的位置不同分为两类：在尾水管上泄洪和在蜗壳上泄洪。目前采用的多是尾水管上泄水形式。葛洲坝水电站厂房就是采用这种形式。由于具有泄水底孔，不仅能局部或全部担任泄洪的任务，而且还可以起到导沙、冲沙、排沙的作用，减少水库淤沙和减轻泥沙磨损水轮机的作用。又由于泄水孔射出大量的水流，驱冲尾水水体，而使厂房下游紧邻尾水管出口处的尾水位有所降低，即水电厂的水头有所增加，从而增大了机组出力，这称为射流增差效益。第七十六页，编辑于星期二：十七点五十五分。 二、引水式水电站　　引水式开发主要或全部是用引水道来集中水头。但严格地从集中水头的方式来说，大多数水电站是混合式开发，即局部水头由坝集中，局部水头由引水道集中。　　由于地下施工技术的开展，在很多引水式水电站中，愈来愈多地兴建地下水电站厂房。水电站地下厂房可以有如下的三种布置方式：1．首部式地下厂房2．尾部式地下厂房3．中部式地下厂房第七十七页，编辑于星期二：十七点五十五分。 1．首部式地下厂房〔上图〕　　这种地下厂房不建引水隧洞，只建尾水隧洞，尾水隧洞比引水隧洞所受的压力要小得多，如下游水位变化不大，还可建造无压尾水隧洞。这种型式往往是最经济的，即投资少、工程量较小和施工期较短。由于厂房靠近水库，需要解决防渗、防潮和通风等问题。但当水电站水头过大时，采用首部式地下厂房会使厂房埋藏过深，增加交通、出线和通风等洞室的投资和施工以及运行的困难，可考虑尾部式地下厂房方案。第七十八页，编辑于星期二：十七点五十五分。 2．尾部式地下厂房　　这种厂房位于引水道尾部，靠近地面，尾水隧洞往往建有调压井。这种布置形式对厂房洞室的布置及施工较为有利。　　3．中部式地下厂房　　如地形、地质、施工和运行等条件适用于将水电站厂房布置在引水系统的中部时，那么可采用这种布置形式。其特点是厂房上游侧的引水道和下游侧的尾水道均比较长。当引水道和尾水道为有压时，那么需视情况建造引水调压室或尾水调压室，或两者都要建造。第七十九页，编辑于星期二：十七点五十五分。 三、抽水蓄能电站　　坝式和引水式水电站都可以作为抽水蓄能电站，一般说来，装有可逆式机组的抽水蓄能电站厂房的布置和结构设计，与一般形式的水电站厂房相同。　　抽水蓄能电站可以说是一种特殊作用的水电站，它并不利用河流水能来发电，而仅仅是在时间上把能量重新分配，一般在后半夜当电力系统负荷处于低谷时，利用火电站，特别是原子能电站富裕〔多余〕的电能，以抽水蓄能的方式把能量蓄存在水库中，即机组以水泵方式运行，将水自下游抽入水库。在电力系统顶峰负荷时将蓄存的水量进行发电，即机组以水轮机方式运行，将蓄存的水能转化为电能。由于能量转换有损耗，大体上用4度电抽水可发出3度电。　　世界上随着原子能电站的出现以及消费性负荷增多，愈来愈多地建造着抽水蓄能电站。第八十页，编辑于星期二：十七点五十五分。 四、潮汐电站　　除了上述形式的水电站外，还有利用涨潮落潮时的潮位差〔水头〕发电的。这种潮汐电站都是河床式或贯流式机组的厂房，。厂房作为挡水建筑物的一局部，与闸坝共同把海湾隔开，利用涨潮和落潮时的水位差〔水头〕来发电〔如左图〕第八十一页，编辑于星期二：十七点五十五分。 水电站建筑物建设水电站主要是为了水力发电，但也考虑了其它国民经济部门的需要，如防洪、灌溉、航运、给水和筏道等，以贯彻综合利用的原那么，充分发挥水资源的作用。　　一、水电站建筑物的布置　　1．河床式水电站建筑物的布置　　这种布置适用于较低水头，一般在30～40m以下，多修建在河流的中下游河床坡降较平缓的地段或灌溉渠道上。其特点是厂房与坝并列建造于河床中，厂房成为挡水结构的一局部。关于厂房与溢流坝段或泄水闸、船闸及鱼道等的具体布置，那么根据地形、地质条件进行比较，选择最优方案。我国最大的低水头水电站是长江葛洲坝水电站，属于河床式水电站类型。水电站厂房是挡水建筑物的一局部。该水利枢纽布置见以下图。第八十二页，编辑于星期二：十七点五十五分。 第八十三页，编辑于星期二：十七点五十五分。 第八十四页，编辑于星期二：十七点五十五分。 2．坝后式水电站建筑物的布置　　当水头较高，一般超过25～40m时，由于压力大，厂房本身的重量缺乏以维持其稳定。因此，厂房位于拦河坝的下游侧，不受上游水压力。　　3．引水式水电站建筑物的布置　　由于地形、地质条件，坝后不能布置电站或无坝引水，那么采用这种布置方式。水流通过进水口进入有压隧洞，通过调压室到压力水管，然后引向厂房内的水轮机。　　4．引水式地下水电站建筑物的布置由地形或地质条件以及其它原因，那么采用这种布置方式。水流从进水口流入有压隧洞，然后进入埋藏式压力管道，引向厂房内的水轮机。水流从水轮机流出后，进入尾水隧洞，在尾水管出口处，建有尾水调压室。第八十五页，编辑于星期二：十七点五十五分。 二、水电站建筑物的作用　　水电站通常具有以下几类建筑物，其作用如下：　　1．挡水建筑物　　一般为坝或闸，用以截断河流，集中落差，形成水库。　　2．泄水建筑物　　用来下泄多余的洪水或放水以降低水库水位，如溢洪道、泄洪隧洞、放水孔或泄水孔等。　　3．水电站进水建筑物　　又称进水口或取水口，是将水引入引水道的进口。　　4．水电站引水建筑物　　用来把水库的水引入水轮机。根据水电站地形、地质、水文气象等条件和水电站类型的不同，可以采用明渠、隧洞、管道。有时引水道中还包括沉沙池、渡槽、涵洞、倒虹吸管和桥梁等交叉建筑物及将水流自水轮机泄向下游的尾水建筑物。　　5．水电站平水建筑物　　当水电站负荷变化时，用来平衡引水建筑物〔引水道或尾水道〕中的压力和流速的变化，如有压引水道中的调压室及无压引水道中的压力前池等。　　6．发电、变电和配电建筑物包括安装水轮发电机组及其控制设备的厂房，安装变压器的变压器场和安装高压开关的开关站。它们集中在一起，常称为厂房枢纽。第八十六页，编辑于星期二：十七点五十五分。 水电站装机容量一、水电站的发电量和容量　　水能的大小，是由水的重量与其重心下降高度的乘积来决定的。如右图所示，AB河段的落差为H〔m〕，如果某一时段T秒内所通过的水量为V，那么AB河段在T秒中所具有的能量E为：　　E＝γVH〔Pa〕　　式中γ――水的密度〔9,800N/〕；　　　　　V――水的容积；　　　　　H――落差〔水头〕〔m〕　　水流的功率P〔即每秒所作的功〕在水力发电上通常称为出力或容量，在水力发电工程上，出力或容量通常用kW为计算单位，而电能〔发电量〕那么以kW·h小时〔通常称为"度"〕作为计算单位。　　利用水能来发电，由于建筑物的水力阻力和机电设备的效率，不可防止地要损失一局部能量，所以实际得到的发电能力要考虑发电效率。一般大型水轮发电机的效率为0.96～0.98；中型的为0.85～0.96；小型的为0.65～0.85。第八十七页，编辑于星期二：十七点五十五分。 二、水电站装机容量和利用小时数　　水电站装机容量是水轮发电机组额定功率的总和。通常就是水电站能够发出的最大出力。　　为了反映水电站设备的利用情况，往往用年利用小时数来表示。一年的小时数是8,760h，要100％利用是不可能的。由于水电站不仅能生产最廉价的电能，而其突出的作用是能在电力系统中作调频、调荷之用，因为水力发电是最灵活、最机动，随时可以开停机，可以增减负荷；而火力发电，例如汽轮发电机组〔包括原子能电站〕具有最小技术出力，不允许在此出力以下运行，开、停机和增减负荷对效率影响很大，因此电力系统中的主要水电站一般都是担任峰荷，并作为调荷、调频使用。这样就可以使电力系统中的火电站〔包括原子能电站〕在比较均匀的出力下运行，根本上做到在高效率区工作。因此，大型水电站的年利用小时往往是比8,760小时小得多，其计算公式如下：装机容量年利用小时数〔小时〕――><――多年平均发电量，kW·h〔度〕<――水电站装机容量，kW第八十八页，编辑于星期二：十七点五十五分。 各国水电站的年利用小时数〔T利〕相差很大，T利通常范围为2,000～7,000小时，正常在3,500～5,500小时之间，视水能资源的情况而定。长江葛洲坝水电站装机容量271.5万千瓦，多年平均年发电量140.9亿度，那么。　　综上所述，水电站随着担任峰荷和调频、调荷作用的增大，T利会随着减小。所以既可以把年利用小时数T利，作为水电站一个经济效益指标来看待，又不能一概而论，认为T利小就是效率低。　　有时也可以把年利用小时数T利，作为装机容量确定时的校核数字，即视其是否超过正常范围3,500～5,500小时，如超过太多时应仔细校核设计计算和所采用的技术经济资料和数据是否可靠和合理，以及所依据的设计计算准那么是否正确。　　三、水电站保证出力和最大工作容量　　水电站保证出力是水电站在枯水期保证发出相应于设计保证率的平均出力〔功率〕。它是确定水电站装机容量的最主要依据之一。而水电站最大工作容量那么是根据保证出力以及水电站在负荷图上的工作位置来确定。水电站最大工作容量是水电站系统最大负荷时所能承担的最大出力。　　而装机容量那么是由水电站最大工作容量、备用容量〔负荷备用、检修备用和事故备用等容量〕和重复容量所组成。因此装机容量总是数倍于水电站保证出力，其倍数约为1.5～4倍。　　例如长江葛洲坝水电站装机容量为271.5万千瓦，保证出力为76.8万千瓦，那么其倍数为≈3.5倍。第八十九页，编辑于星期二：十七点五十五分。 三峡大坝，为混凝土重力坝，坝轴线全长2309．47米，坝顶海拔高度185米。坝址区河谷开阔，两岸岸坡平缓，大坝建筑物根底为坚硬完整的花岗岩体。据专家介绍，三峡工程枢纽主要建筑物由大坝、水电站、通航建筑物等三大局部组成。位于河床中部的泄洪坝段设有23个深孔和22个表孔，用于泄洪；位于两侧电站坝段坝后的水电站厂房内，共安装26台发电机组，其中左岸14台，右岸12台，右岸留有后期扩机的地下厂房；长江左岸布置双线五级船闸和升船机。大坝坝址位于宜昌市夷陵区三斗坪镇，距已建成的万里长江第一坝———葛洲坝40公里。大坝建成发电后，可以大坝为中心向全国1000公里的范围内送电。第九十页，编辑于星期二：十七点五十五分。 第九十一页，编辑于星期二：十七点五十五分。 第九十二页，编辑于星期二：十七点五十五分。 第九十三页，编辑于星期二：十七点五十五分。 三峡工程所需投资，静态〔按1993年5月末不变价〕900.9亿元人民币，〔其中：枢纽工程500.9亿元，库区移民工程400亿元〕。动态〔预测物价、利息变动等因素〕为2039亿元。一期工程〔大江截流前〕约需195亿元；二期工程〔首批机组开始发电〕需3470亿元；三期工程〔全部机组投入运行〕约需350亿元；库区移民的收尾工程约需69亿元。考虑物价上涨和贷款利息，工程的最终投资总额预计在2000亿元左右。第九十四页，编辑于星期二：十七点五十五分。 三峡工程综合效益：三峡工程是当今世界最大的水利水电枢纽工程，具有巨大的综合效益。防洪：“万里长江，险在荆江〞。荆江流经的江汉平原和洞庭湖平原，沃野千里，是粮库、棉山、油海、鱼米之乡，是长江流域最为富饶的地区之一，属国家重要商品粮棉和水产品基地。荆江防洪问题，是当前长江中下游防洪中最严重和最突出的问题。三峡水库正常蓄水位175米，有防洪库容221.5亿立方米。对荆江的防洪提供了有效的保障，对长江中下游地区也具有巨大的防洪作用第九十五页，编辑于星期二：十七点五十五分。 三峡水库建成后，蓄水总量为３９３亿立方米，防洪库容为２２１.５亿立方米，可以削减洪峰，有效地调整上游１００万平方公里流域面积泄向中下游的洪水。据分析计算，当荆江河段入口处枝城站遇到百年一遇的每秒８.７１万立方米时，经三峡水库的调蓄，可将洪峰流量削减到每秒５.６７万立方米，不动用荆江分洪，洪水即可平安通过荆江，使荆江河段的防洪标准由十年左右一遇提高到百年一遇。即使遇到千年一遇洪水，经三峡水库调蓄，加上荆江分洪措施，可保荆江大堤平安。这样，就减轻了洪水对武汉市的威胁，减轻了洞庭湖地区洪水威胁和泥沙淤积，从而保住长江中下游地区的平安。第九十六页，编辑于星期二：十七点五十五分。 发电：三峡水电站装机总容量为1820万kW，年均发电量847亿kW·h。三峡水电站假设电价暂按0.18～0.21/〔kW·h)计算，每年售电收入可达181亿～219亿元，除可归还贷款本息外，还可向国家缴纳大量所得税。三峡电站：世界最大的电厂航运：三峡工程位于长江上游与中游的交界处，地理位置得天独厚，对上可以渠化三斗坪至重庆河段，对下可以增加葛洲坝水利枢纽以下长江中游航道枯水季节流量，能够较为充分地改善重庆至武汉间通航条件，满足长江上中游航运事业远景开展的需要。三峡工程与长江航运 充满艰辛的川江航运史 三峡工程将使长江“黄金水道〞名副其实第九十七页，编辑于星期二：十七点五十五分。 随着三峡电站的建成，长江水电资源将得到有效开发利用。三峡电站共有单机７０万千瓦的机组２６台，总装机量１８２０万千瓦，年发电８４７亿千瓦时，相当于６个半葛洲坝电站和１０个大亚湾核电站，每年为全国人均提供７０千瓦时电。电站单机容量、总装机容量、年发电量都堪称世界第一。大江截流后６年内，三峡电站首批机组即可投入发电。到２００９年全部机组发电后，三峡电站向华东、华中、川东供电，并与华北、华南联网，成为中国电力布局的“中枢〞。不仅如此，与火电相比，三峡电站等于省了１０个５００万吨的大型煤矿，如果加上运输专用线、电厂、供水、污染处理、煤渣运输等投资费用，效益更为可观。与此同时，三峡电站建成后每年减少５０００万吨煤炭运量，大大减轻煤对交通运输的压力。第九十八页，编辑于星期二：十七点五十五分。 三峡工程全称为长江三峡水利枢纽工程。整个工程包括一座混凝重力式大坝，泄水闸，一座堤后式水电站，一座永久性通航船闸和一架升船机。三峡工程建筑由大坝、水电站厂房和通航建筑物三大局部组成。第九十九页，编辑于星期二：十七点五十五分。 三峡工程作为世界上最大的水利水电工程，其建筑物由大坝、电站以及船闸和升船机构成。第一百页，编辑于星期二：十七点五十五分。 大坝修筑在长江河床上的拦河大坝是用１８００多万立方米混凝土浇筑而成的混凝土重力坝。大坝全长２３０９.４７米，坝顶海拔高程１８５米，最大坝高１８１米。为了保证三峡大坝修建过程中的正常通航，大坝分两段浇筑。在建的大坝有１６００多米，位于三峡导流明渠以左部位。它由２３个泄洪坝段、布置有１４台发电机组的厂房坝段和非溢流坝段组成。由于这段大坝是在三峡二期工程期间浇筑的，所以也被称为“二期大坝〞。这段大坝的混凝土浇筑工作根本完成，并从２００２年９月开始挡水过流。三峡大坝的另一段，全长６００多米的右岸大坝，要在２００２年１１月导流明渠截流后，在截流所形成的围堰保护下进行浇筑。这段大坝在三峡三期工程浇筑，也称为“三期大坝〞。这段大坝由布置有１２台机组的电站厂房坝段和挡水的非溢流坝段组成，在２００９年建成并同左岸大坝连成一体。第一百零一页，编辑于星期二：十七点五十五分。 电站三峡电站采用坝后式，分为左、右两座厂房，共安装有２６台单机容量７０万千瓦的发电机组，年均发电量８４７亿千瓦时。其中，靠近长江南岸的是右岸电站，装有１２台机组；靠近长江北岸的是左岸电站，装有１４台机组。这些机组运行水头最大变幅达５２米，是世界上最大的机组。左岸电站１４台机组制造工作正在加紧进行，局部机组已开始安装。２００３年将有４台机组发电。右岸电站将在导流明渠截流后开始建设。此外，在大坝右岸的山体内，还留有为后期６台扩机的地下电站位置，其进水口将与工程同步建成。第一百零二页，编辑于星期二：十七点五十五分。 船闸和升船机三峡工程永久性通航建筑物包括永久船闸和升船机，均位于左岸山体内。永久船闸为双线五级连续梯级船闸，是在花岗岩山体中开凿出来的。其上下游引航道与长江主河床相连，船闸本身长１６０７米，加上引航道，全长６.４公里，可通过万吨级船队。无论是船闸规模还是水头，永久船闸都居世界之首。船闸由６个闸首和５个闸室组成，每个闸首均安装有两扇“人字门〞，双线五级共有２４扇。为了保证旅客快速过坝，三峡工程将从２００５年开始修建垂直升船机。三峡升船机也是世界上最大的升船机。它是用一个巨大的承船厢装上船只，连同水一起垂直提升起来。它一次可提升一艘３０００吨级的客货轮，提升最大高度１１３米，最大重量１.１３万吨。船舶经过升船机通过三峡大坝只需半个小时。第一百零三页，编辑于星期二：十七点五十五分。 1、了解面对逆境，远比方何接受顺境重要得多2021/9/150:46:1100:46:1112:46:11AM。九月-21九月-21Wednesday,September15,20212、一般的伟人总是让身边的人感到渺小Wednesday,September15,202112:46:11AM9/15/202112:46:11AM00:46Sep-21。00:46:1100:46:1100:469/15/202112:46:11AM3、00:46Sep-2115-Sep-214、昨天是张退票的支票15-Sep-2112:46:11AM00:4600:46:1100:46:1100:46Wednesday,September15,20215、积极人格的完善是本，财富确实立是末15-九月-21。九月-21九月-2100:46:1100:46:11September15,20216、昨晚多几分钟的准备9/15/202112:46:11AM15九月202112:46:11上午00:46:11九月-217、每一发奋努力的背，必有加倍的赏赐12:46:11上午九月2112:46上午九月-2100:46September15,20218、业余生活要有意义，不要越轨。2021/9/150:46:1100:46:1115September20219、要及时把握梦想，因为梦想一死9/15/202112:46:11AM。12:46:11上午12:46上午00:46:11九月-2110、一个人的梦想也许不值钱，但一个人的努力很值钱。9/15/202112:46:11AM00:46:1115-九月-2111、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。9/15/202112:46AM9/15/202112:46AM九月-21九月-21谢谢大家第一百零四页，编辑于星期二：十七点五十五分。 1、每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的路2021/9/150:46:3900:462、成功源于不懈的努力，人生最大的敌人是自己怯懦。00:46:3900:46:3900:469/15/202112:46:39AM3、每天只看目标，别老想障碍Wednesday,September15,2021。九月-2100:46:3900:46Monday,July19,202115-Sep-214、宁愿辛苦一阵子，不要辛苦一辈子12:46:39上午。00:46:3900:46:3900:46Wednesday,September15,20215、积极向上的心态，是成功者的最根本要素00:46:39。九月-21九月-2100:46:3900:46:39September15,20216、生活总会给你另一个时机，九月-2112:46:39AM12:46:39上午00:46:39九月-217、人生就像骑单车，想保持平衡就得往前走21:19:48九月-2100:46September15,20218、业余生活要有意义，不要越轨。2021/9/150:46:3900:46:3915September20219、我们必须在失败中寻找胜利Wednesday,September15,2021九月-2110、一个人的梦想也许不值钱，但一个人的努力很值钱。9/15/202112:46:39AM00:46:3915-九月-2111、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。9/15/202112:46AM9/15/202112:46AM九月-21九月-21谢谢大家第一百零五页，编辑于星期二：十七点五十五分。