水利水电工程导论第三章ppt课件.ppt

《水利水电工程导论》第三章水库、水利枢纽及水工建筑物 第三章水库、水利枢纽及水工建筑物人们提到水利工程时，大多与水库联系起来。其实，水库大坝只是众多水工建筑物中的一类。水工建筑物就是为开发、利用和保护水资源、减免水害而修建的承受水作用的建筑物，按照挡水、泄水、取（引）水、输水、河道整治、水运、发电、渔业、给排水等功能可分为不同类型。为了综合利用水资源、除害兴利，常常需要在河川的某处把几种不同类型的水工建筑物修建在一起，它们各自担当不同的作用，但在运行中协同工作，形成一个有机的综合体。这些水工建筑物的综合体称为水利枢纽。本章主要介绍水库、水利枢纽和水工建筑物的相关知识，并对我国著名的水利枢纽工程做简要介绍。 第三章水库、水利枢纽及水工建筑物第一节水库第一节水库 3.1水库一、水库及其作用凡是拦蓄一定水量，并能起径流调节作用的蓄水水域，就称为水库。一般指在河流上建筑物拦河坝（闸）造成的人工湖。湖泊、池、淀等有拦蓄水量作用的，有时亦称“天然水库”。众所周知，天然情况下，河流来水在各年间都有较大的变化，在一年内也是分配不均匀的，它与人们用水在时间和水量分配上往往存在着矛盾，解决矛盾的主要措施是兴建水库。 3.1水库一、水库及其作用水库将来水较多时多余的水蓄起来，根据用水要求适时适量地供水，同时还可以在汛期起到消减洪峰、减除灾害的作用。这种把来水按用水要求在时间和数量上重新分配的作用，叫做水库的调节作用或者河川径流调节。根据调节周期的长短，水库可分为日调节水库、年调节水库和多年调节水库。水库不仅可以使水量在季节重新分配，满足灌溉、防洪的要求，同时还可以利用大量的蓄水和抬高了的水头来满足发电、航运、旅游以及养殖等其他用水部门的需要。因此，兴建水库是综合利用水利资源的有效措施。 3.1水库二、水库的特征水位及其库容水库的水面高程称为库水位，库水位以下的蓄水容积称为库容。一定库水位相应一定的水面面积和库容。库水位越高，水库水面面积越大，库容也越大。水库在图3−1水库特征水位和特征库容划分示意图蓄、泄水过程中，它的水位是经常变化的，有几个特征水位具有特殊意义。水库的主要特征水位和相应库容如下所述（见图3−1）。 3.1水库二、水库的特征水位及其库容1.设计死水位和死库容水库在正常运用情况下，允许消落到的最低水位，称为设计死水位，或称设计最低水位。该水位以下的库容为死库容或称垫底库容。除遇到特殊干旱年份以外，一般不动用死库容的蓄水。只有因特殊原因，如排沙、检修和备战等，才考虑泄放这部分水体。2.正常蓄水位和兴利库容正常蓄水位是水库在正常运用情况下，为满足兴利要求在起始供水时的蓄水位，又称正常高水位、设计兴利水位或设计蓄水位。 3.1水库二、水库的特征水位及其库容正常蓄水位与死水位之间的库容称为兴利库容（调节库容）。其间的深度称为水库的消落深度或称工作深度。3.防洪限制水位和重叠库容水库在汛前和汛中允许蓄水的上限水位称为防洪限制水位。该水位是水库在汛期防洪运用时的起调水位。该水位以上的库容为滞蓄洪水的库容，在发生洪水时，库水位允许超过防洪限制水位。当洪水消退后，水库应尽快地泄洪，使其水位迅速回降到防洪限制水位，以迎接下一次洪水。防洪限制水位一般低于正常蓄水位。 3.1水库二、水库的特征水位及其库容防洪限制水位与正常蓄水位之间的库容称为重叠库容（也称共用库容），防洪与兴利共用。4.防洪高水位和防洪库容当洪水经水库调节后，达到下游防护对象的设计标准洪水时，坝前达到的最高库水位称为防洪高水位。该水位与防洪限制水位之间的库容称为防洪库容。防洪库容是衡量水库防洪能力的重要指标。 3.1水库二、水库的特征水位及其库容5.设计洪水位和校核洪水位设计洪水位和校核洪水位分别是挡水建筑物稳定计算和安全校核的主要依据，这两类水位分别对应于大坝的设计标准和校核标准。当发生大坝设计标准洪水时，坝前达到的最高库水位称为设计洪水位。因大坝设计洪水标准通常高于下游防护对象的防洪标准，故设计洪水位一般高于防洪高水位。当遇到比设计洪水更大的校核标准洪水时，受水库泄洪能力限制，水库水位将超过设计洪水位所达到的坝前最高水位，称为校核洪水位。该水位是水库在非常情况下允许临时达到的坝前水位。 3.1水库二、水库的特征水位及其库容6.调洪库容和总库容防洪限制水位以上至校核洪水位之间的库容，为水库总调洪库容。该库容用于拦蓄洪水，以在保证大坝安全的前提下满足水库下游的防洪要求。校核洪水位至库底的库容称为总库容，总库容是表示水库级别及其工程规模的重要指标，亦是确定其工程安全标准的重要依据。水库的特征水位和库容的确定，称为水库规划。水库规划与河流的水情、国民经济各部门的要求和建设投资等条件有关，多采用方案比较的方法来确定。 第三章水库、水利枢纽及水工建筑物第二节水利枢纽 3.2水库一、水利枢纽分类水利枢纽的类型很多。可以按其作用、水头、规模和拦河坝的型式等来进行分类。按其作用可分为防洪枢纽、发电枢纽、取水枢纽、灌溉枢纽、航运枢纽等；按其上下游水位差（即水头H）可分为高水头枢纽（H>70m）、中水头枢纽（30m