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1、12水工建筑物课程自学要求及学习指导 一、课程的性质和任务：水工建筑物是水利水电工程专业的主要必修课之一，是一门涉及的知识面广， 理论性与实践性都较强的综合性专业课。 通过本课程的学习，使学生掌握各种常见水工建筑物的型式、工作特点及设计 基本理论和方法，了解各种水工建筑物在水利枢纽中的相互关系及其布置原则，以 及运行管理技术。通过听课、课程设计、实习和毕业设计等环节，培养学生解决实 际问题的能力，配合其它有关课程的学习，为今后从事水利水电工程建筑设计、施 工、运行、管理和科学研究等工作打下基础。二、课程的基本要求（1）掌握混凝土重力坝、拱坝、土石坝、水闸、水工隧洞及岸边溢洪道等主要 建筑物的工
2、作原理及工作条件；对其它水工建筑物的基本型式和工作原理等有一般 的了解。 （2）能够根据任务和具体条件，从安全、经济、实用的原则出发，选择水工建 筑物的型式和基本尺寸，初步掌握各种典型建筑物的设计步骤。 （3）能根据水工建筑物的工作原理和具体条件，拟定其主要细部构造。 （4）能运用所学基本理论，选择合理的设计条件，进行各种水工建筑的一般水 力计算，稳定计算，强度校核等。 （5)了解在进行水工建筑物设计时所需的原始资料；了解水利工程的一般设计 阶段，程序及其内容。 （6）能绘制一般水工建筑物的设计图纸；三、课程内容的重点、难点、深度及广度（一）重点、难点 （1）绪论部分。重点是水利枢纽和水工建筑
3、物的概念、水工建筑物的分类；难 点是水利枢纽等别与水工建筑物级别的划分。 （2）重力坝部分。是本课程的典型章，在荷载计算、荷载组合、应力分析、稳 定分析、地基处理、消能防冲等方面，对于其他章节具有重要作用。因此，其重点 是荷载计算及组合、非溢流重力坝剖面设计、抗滑稳定计算、溢流重力坝孔口尺寸 计算、下游消能建筑物设计、重力坝的主要构造设计；难点是利用材料力学法计算 边缘应力和坝体应力、溢流重力坝的剖面设计。学习中，不强调理论推导，应当坚 持“以必须和够用为度”的基本原则。 （3）拱坝部分。重点是拱坝的组成、布置；难点是拱坝的主要构造尺寸拟定。 （4）土石坝部分。重点是土石坝基本剖面尺寸的拟定、
4、土坝的构造设计、土坝 地基的处理；难点是土石坝渗流计算、坝坡抗滑稳定计算。 （5）水闸部分。重点是水闸孔口尺寸确定、泄流能力验算；水闸下游的消能方 式选择、设计方法；地下轮廓线设计、渗流计算直线比例法；水闸的布置和构造设 计；水闸的稳定计算、提高闸室抗滑稳定性的措施；软土地基处理的常用方法；两 岸连接建筑物的平面布置，结构型式选择。难点是渗流计算阻力系数法；水闸地基 应力计算；闸底板的结构计算（倒置梁法、弹性地基梁法） ；闸墩的结构计算方法。 其他内容，只作为一般了解。 （6）河岸溢洪道部分。重点是河岸溢洪道的特点、类型、正槽溢洪道的位置选3择；难点是正槽溢洪道各组成部分的构造及尺寸拟定。 （
5、7）水工隧洞部分。重点是水工隧洞的线路选择及工程布置；水工隧洞的工作 特点及类型选择；水工隧洞各组成部分的形式及构造设计；作用在隧洞衬砌上的荷 载计算方法及其组合。难点是有压隧洞衬砌的结构计算方法；无压隧洞衬砌的结构 计算方法。 （8）渠系建筑物部分。重点渡槽的水力计算；梁式渡槽槽身设计。难点是渡槽 的总体布置、支承结构设计、基础设计。 （9）水利枢纽部分。重点是枢纽的布置方法；难点是坝址及坝型选择的影响因 素分析比较。 （二）深度和广度 1、绪论 （1）掌握：水利枢纽的分等和水工建筑物的分级。 （2）理解：水利枢纽和水工建筑物的概念、水工建筑物的分类。 （3）了解：我国水资源的分布情况、水利
6、工程的概念、我国水利工程建设的主 要成就和水利工程的特点。 2、 重力坝 （1）掌握：重力坝的主要荷载计算及组合；非溢流重力坝的剖面设计方法；抗 滑稳定计算中基本参数选择、提高抗滑稳定性的措施；应力分析目的以及利用材料 力学法进行边缘应力坝体应力的计算方法；重力坝的主要构造；重力坝地基处理的 主要措施。 （2）理解：溢流重力坝的泄水方式及特点；溢流重力坝的剖面拟定、孔口尺寸 的计算及下游消能建筑物的设计方法；重力坝对筑坝材料的要求；材料分区的概念。（3）了解：重力坝的建设情况；重力坝的定义、工作特点及类型；溢流重力坝 下游的不利流态及防止措施；重力坝深式泄水孔的作用、工作条件及型式，泄水孔 的
7、布置；其它类型的重力坝 3、 拱坝 （1）掌握：拱坝工作特点、类型；拱坝的主要构造。 （2）理解：拱坝应力分析方法、坝肩稳定核算方法及改善坝肩岩体稳定的措施、 地基处理方法。 （3）了解：拱坝的坝址选择及掌握平面布置，拱坝的泄水方式，泄水特点。 4、土石坝（1）掌握：土石坝的工作特点及类型；土石坝断面尺寸的拟定方法；土坝的构 造；土坝的渗流计算方法、渗流破坏形式判别及防止措施；土坝的稳定计算方法； （2）理解：筑坝材料的选择和填筑标准的确定方法；土坝地基处理方法。 （3）了解：土坝与坝基、岸坡及其他建筑物的连接；了解土坝坝下涵管的概念。5、水闸 （1）掌握：水闸的定义、工作特点和类型；水闸孔口
8、尺寸的确定方法及验算泄 流能力的方法；水闸下游的消能方式选择及设计方法；地下轮廓线的概念及渗流计 算方法；水闸的布置和构造；水闸的稳定计算方法及提高闸室抗滑稳定性的方法； 闸基应力计算方法；闸底板的结构计算方法（倒置梁法、弹性地基梁法） ；软土地基 处理的常用方法。 （2）理解：闸墩的结构计算方法；两岸连接建筑物的平面布置形式，结构型式。（3）了解：闸墩的结构计算；闸门与启闭机。46、溢洪道 （1）掌握：溢洪道的类型及其特点；正槽溢洪道各组成部分的构造及尺寸拟定。（2）理解：河岸溢洪道的特点。 （3）了解：正槽溢洪道的位置选择；侧槽溢洪道的特点。 7、水工隧洞 （1）掌握：水工隧洞的工作特点及
9、类型；水工隧洞各组成部分的形式及构造； 作用在隧洞衬砌上的荷载计算方法及其组合；有压隧洞衬砌的结构计算方法。 （2）理解：水工隧洞的线路选择及工程布置。 （3）了解：无压隧洞衬砌的结构计算方法。 8、水利枢纽 （1）理解：枢纽布置的一般原则，坝址及坝型选择的影响因素 （2）了解：水利枢纽对环境的影响；水利枢纽设计的任务与内容。 9、过坝建筑物 （1）理解：过坝建筑物的功用和分类，通航建筑物的类型及适用条件。 （2）了解：船闸的工作原理、类型及组成。 10、取水枢纽 （1）掌握：取水枢纽的工作特点及其主要建筑物型式，冲沙槽式、人工弯道式 取水枢纽地组成和布置原则。 （）理解：有坝引水枢纽特点及其
10、布置形式。 （3）了解：无坝渠水枢纽特点及布置形式。 11、渠系建筑物（重点为渡槽） （1）掌握：渠系建筑物的分类、组成和特点；渡槽的水力计算；梁式渡槽槽身 设计；倒虹吸管的布置和构造、倒虹吸管的水力计算。 （2）理解：渡槽的总体布置、支承结构设计、基础设计；渡槽进出口建筑物设 计；梁、拱式渡槽槽身设计；倒虹吸管的结构计。 （3）了解：渠系建筑物的作用、分类；渡槽的作用、组成、渡槽的类型；拱式 渡槽设计倒虹吸管的特点、适用条件、组成和类型；跌水与陡坡定义、适用条件、 各组成部分的作用和形式。 12、水工建筑物的管理 （1）理解：管理工作的目的、任务和内容，水工建筑物的检查与观测。 （2）了解：
11、混凝土坝及土坝的观测内容和观测仪器，水工建筑物的养护与修理。5自学进度表周周 次次自学内容自学内容测验作业测验作业平时作业平时作业备备 注注1绪 论2-4重力坝第 1 次作业5-6拱 坝7-9土石坝第 1 次测验作业 挡水坝第 2 次作业10-12水 闸第 3 次作业13溢洪道14-15水工隧洞第 4 次作业16水利枢纽布置16过坝建筑物第 2 次测验作业 枢纽泄放水建筑 物第 5 次作业17取水枢纽17-18渠系建筑物19水工建筑 物的管理第 6 次作业作业提交 时间为作 业内容讲 授完毕后 一周内20考试6水工建筑物课程实验教学大纲课程编号：课程编号：一、实验目的和要求 目的在于验证课堂上
12、所课授的理论知识，增加对水工建筑物工作条件的感 性认识，培养学生进行实验操作，整理实验资料、编写实验报告的初步能力。 同时，也使学生了解利用模型试验模拟工程实际问题的方法。 实验课应与讲课内容密切配合。每个学生都必须自己动手操作，根据观测 资料进行初步分析，独立地编写实验报告。要严格要求学生，做到观测准确， 记录及报告整洁。报告的内容要有描述分析、结论，以培养学生严肃认真的科 学态度。 二、实验教学条件 利用水工模型室各类模型，使学生对水利工程的组成、布置进行认识和分 析。利用水工实验厅进行消能防冲实验，对枢纽的消能防冲形式、效果进行分 析。 三、实验材料 各类水工模型、测压管、流速仪、流量计
13、等。 四、实验课主要内容序号实验项目学时实验内容具体要求1水利工程 枢纽布置 与建筑物 结构认识1认识和分析水利枢纽 的组成布置、各类水 工建筑物的结构。认识和分析 3 级枢纽动 态水工模型、土石坝枢 纽、渠系模型和单个建 筑物模型。72消能防冲 实验1从底流式和挑流式两 种形式中选定一种进 行断面模型实验主要 观测分析各部分水流 情况，测定流量 1 个 主要断面的流速、坝 面压力分布、挑射轨 迹线及冲坑深度等。主要观测枢纽三向水流 情况，包括建筑物相互 位置的影响和泄洪时水 流对下游建筑物及河床 的影响。 （水工整体模 型试验）注：实验应以参观、演示和学生实际操作相结合的形式完成，具体应根据学时数和教学条件来制定。8
