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1、水利水电工程管理与实务主讲：梁建林Emai:,前 言水利水电工程一级建造师是以水利水电专业技术作为依托，以工程项目管理为主，懂管理、懂技术、懂经济、又懂相关法律法规的综合能力较强的执业人员，受聘后可以担任水利水电建设工程总承包或施工管理的项目经理，从事其他施工管理活动，从事法律法规或国务院建设行政主管部门规定的其他业务。水利水电工程管理与实务主要涉及三个部分的内容：水利水电工程技术、水利水电工程相关法律和法规、水利水电工程项目管理实务。其中第一部分注重技术基础（特别是施工技术），第二部分注重工程项目管理中能力的应用，第三部分注重工程建设相关的法律法规知识。,水利水电工程管理与实务 知识点分布,
2、3.解决问题能力,1.工程施工技术基础,23条,2.项目管理实务,18条,7条,4.法规及相关知识,8条,水利水电工程管理与实务科目试卷模式 卷面采用160分制，考试时间4小时。 题型有三种：单项选择题、多项选择题和案例分析题 试题分布： 1.单项选择题有20个小题，每小题1分，共20分； 2.多项选择题有10个小题，每小题2分，共20分。 3.案例分析题有5个小题，其中20分的3个题，30分题2个题，共120分。,第一部分：水利水电工程技术基础本部分主要涉及水利水电工程技术知识，特别是施工技术要求，包括工程概论、导流工程、地基处理、土石方工程、土石垻工程、混凝土土垻工程、堤防及疏浚工程、水电
3、站与泵站、水闸和渠系建筑物等项目。 一、工程概论（一）水力载荷1、水力学的基本概念（1）作用于平面上的的静水总压力a、作用于矩形平面上的静水总压力：,作用点：通过矩形平面的对称轴上和压强分布图的形心点b、作用于任意平面上的静水总压力（2）作用于曲面上的静水总压力,矩形平面壁上的静水总压力的图解法,静水总压力的大小,静水总压力的方向的作用点,静水总压力的方向必然垂直并指向受压平面,（大小、方向、作用点）,静水总压力的大小,作用于平面壁上的静水压力,任意形状平面壁静水总压力的解析法,（大小、方向、作用点）,静面矩之和，,作用于曲面壁上的静水总压力,1、静水总压力的水平分力,2、静水总压力的铅直分力
4、,曲面壁上的静水总压力,作用于曲面壁上的静水总压力,（3）扬压力：各种混凝土垻、水闸等建筑物由于与地基接触面之间存在孔隙，而地基和混凝土本身也有一定的透水性，因而在一定的上下游静水头作用下，形成一个渗流场，在此渗流场内，某一计算平面以上的垻体部分就会承受渗流场导致的扬压力。a、垻底扬压力：由某一水面下游产生的浮托力和上下游水位差产生的渗透压力合成。减少扬压力的措施：在垻蹱附近的垻基中灌浆，形成防渗帷幕，并在防渗帷幕后设置排水孔幕。b、垻体扬压力：作用于各计算截面上的扬压力，产生的原因：垻身本身排水管幕有降低渗压的作用。（4）浪压力：波浪对水工建筑物临水面形成的压力，与波浪的波高、波长、波速等几
5、何要素有关。当波前水深大于波长时，称为深水波；当波前水深大于临界水深，小于波长时，称为浅水波；当波前深度小于临界水深时，称为破碎波。而对于波高和波长在水工建筑物荷载设计规范和重力垻设计规范中均有严格的规定和推荐。,a、铅直坝面上浪压力：b、当坝面与水平面有交角的浪压力：交角大于45度时：与铅直时接近交角小于45度时：按斜坡上的浪压力考虑。（5）动水压力溢流坝泄水时，在溢流面上作用有动水压力。一般在坝顶曲线段和直线段上的动水压力很小，在反弧段上的根据水流的动量方程求解动水压力。（6）冰压力：包括静冰压力和动冰压力静冰压力：在寒冷的冬季，当水面结冰厚度自数厘米至1m 以上时，随温度的回升，冰盖膨胀
6、对建筑物表面产生的冰压力。动冰压力：冰改解冻后，冰块随水流飘移，撞到建筑物上产生撞击力。,2、水流形态及能量转换（1）水流形态a、 恒定流与非恒定流恒定流：在流场的任何空间上所有的运动要素都不随时间而改变的水流。在恒定流情况下，任一空间点上，无论哪一个液体质点通过，其运动要素保持不变，其只是空间坐标的连续函数，与时间无关。非恒定流：在流场中任何空间上的任何一个运动要素随时间而改变的水流。b、均匀流和非均匀流均匀流：当水流的流线为相互平行的直线时，该水流为均匀流。均匀流的过水断面为平面，且形状和尺寸沿程不变，在均匀流中，同一流线上的不同点的流速应相等，从而各过水面上的流速分布相同，断面平均流速相
7、等；均匀流同一过水面上的各点测压管水头为一常数。非均匀流：水流的流线不是相互平行的直线，该水流称为非均匀流。c、渐变流与急变流,渐变流：水流的流线虽然不时相互平行支线，但几乎近似于平行支线的水流。急变流：水流的流线之间夹角很大或流线曲率半径很小的水流。d、层流与紊流层流：流速很小，各流层的液体质点有条不紊地运动，互不混掺的水流。紊流：流速较大，各流层的液体质点形成涡体在流动过程中互相混掺的水流。（2）能量转换:根据能量守恒定律，恒定水流的能量方程为：上式表示两个断面间能量守恒，其中 表示两断面间的能量损失，其余三项分别代表单位质量水体的机械能，分别为位能、压能和动能。 上式也表明，流体的位能、
8、压能和动能之间可以相互转化。 能量方程使用注意事项：a、基准面是可以任意选择的，但不同的断面必须选择同一基准面。b、压能计算中，必须选择相同的标准：绝对压强或相对压强。c、计算位能与压能之和时，可以选取过水断面上的任意一点计算。d 、对渐变流，多数情况可令不同断面上的动能修正系数等于1，但在某些特殊情况下，应根据具体情况酌定。,（3）渗透系数及渗透变形a、渗透系数：反映土的渗透特性的一个综合指标，主要取决于土的颗粒形状、大小、不均匀系数及水温。测定方法主要有经验法、室内测定法和野外测定法。b、渗透变形：又称渗透破坏，是指在渗透水流的作用下，土体遭受变形或破坏的现象。其形式及其发展过程，与土料的
9、性质、水流条件及防渗排渗等因素相关。C. 类型主要有管涌、流土、接触冲刷、接触管涌或接触流土等破坏性的渗透变形能够导致是工建筑物的失事d、防止渗透变形的工程措施（a）设置水平与垂直防渗体，增加渗径的长度，降低渗透坡降或截阻渗流。（b）设置障碍排水沟或减压井，以降低下游渗流口处的渗透压力，并且有计划的排除渗水。（c）在有可能发生管涌的地段，应铺设反滤层；对有可能发生流土的地段，应增加渗流口处的盖重，并在盖重与保护层之间铺设反滤层。,（a） 管涌：在渗流作用下，非黏性土土体内沿着粗大颗粒间的孔隙通道移动或被渗流带出，致使土层中形成孔道而产生集中涌水的现象。管涌可发生在垻基的内部，也可能发生在渗流的
10、下游出口处。管涌只是某类土的特性，对于黏性土，一般不会发生管涌。管涌的允许渗透坡降J是衡量管涌是否发生的重要参数，它等于临界坡降除以安全系数.按照建筑物级别和非黏性土性质安全系数可取23。对于正常级配的土，按不均匀系数确定允许渗透坡降。：J=0.20：J=0.10对于大中型工程：由管涌试验来确定临界坡降的大小（b）流土：在渗流作用下，非黏性土土体内的颗粒发生移动的现象；或者黏性土土体内发生隆起、断裂和浮动等现象，都称为流土。流土现象主要发生在黏性土及较均匀的非黏性土土体的渗流出口处。包括黏性土和非黏性土，都可能在一定的渗透坡降的作用下产生流土现象。流土的允许坡降J监视衡量是否发生流土现象的重要
11、参数。它的大,等于流土的破坏坡降除以安全系数。安全系数的确定按以下原则：对于黏性土：安全系数取1.5对于非黏性土的I、II级垻：安全系数取2.5对于非非黏性土的III级以下的垻：安全系数取2.0流土的破坏坡降一般取0.81.2之间的值（c）接触冲刷：当渗流沿着两种颗粒不同土层交界面流动时，在交界面处的土壤颗粒被冲动而产生的冲刷现象。（d）接触流土和接触管涌接触流土：在两种不同介质（至少一种为颗粒材料）的接触面上，有渗透水作用下发生的流土现象。接触管涌：在两种不同介质（至少一种为颗粒材料）的接触面上，有渗透水作用下发生的管涌现象。,3、工程基础知识（1）洪水标准：不同等级建筑物所采用的按某种频率
12、或重现期表示的洪水称为洪水标准，包括洪峰流量和洪水总量。永久性水工建筑物采用的洪水标准分为设计洪水标准和校核洪水标准；临时性水工建筑物的洪水标准根据建筑物的结构类型和级别，结合风险度综合分析，合理选择。对失事后果严重的，应考虑超标准洪水的应急措施。各类水利水电的洪水标准应按水利水电工程等级划分及洪水标准（SL 2522000）确定。a、永久性水工建筑物的洪水标准：按照山区、丘陵区、平原、滨海区分别确定。江河采用梯级开发方式，确定各梯级洪水标准时，结合考虑江河治理和开发利用规划。,b、临时性水工建筑物的洪水标准：根据建筑物的结构类型和级别，结合风险度综合分析，合理选择。（2）工程等级划分a、水利
13、水电工程等级划分根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL 2522000）的规定，按水利水电工程的规模、效益以及在国民经济中的重要性，划分为I、II、III、IV、V五各等级。而对于综合利用的水利水电工程，当按各综合利用项目确定的等别不同时，以其中最高等别确定。b、水工建筑物的级别水工建筑物的级别反映了工程对水工建筑无的技术要求和安全要求，应根据所属工程的等别及其在工程中的作用和重要性分析确定。永久性水工建筑物级别：根据建筑物所在工程的级别，以及建筑物的重要性确定为五级，分别为1、2、3、4、5级。临时性水工建筑物级别：对于水利水电工程施工期使用临时性挡水和泄水建筑物的级别，根据保护对象的重要
14、性、失事造成的后果、使用年限和临时建筑物的规模确定。,对于分属于不同级别的临时性建筑物，其级别按其中最高级别确定。对于3级临时性水工建筑物，符合级别规定的指标不得少于两项。永久性水工建筑物级别的提高：对于25级的，若失事后造成巨大损失，或对水利水电工程造成十分严重影响的，经论证报批后可提高一级；水库大坝规定为2级、3级的，如果大坝高超过规定的指标，其级别可提高一级，但洪水标准不予提高；当工程地质条件复杂，基础参数不易准确确定，或采用新型结构的，对25级的建筑物，其级别可提高一级。临时性水工建筑物级别的提高：利用临时性水工建筑物挡水发电、通航时，经技术经济论证，3级以下的可提高一级。水工建筑物级
15、别的降低：对于失事后造成损失不大的水利水电工程，其14级主要永久性建筑物的级别经论证并报批后可降低一级。,1.1.3水利工程等别几建筑物级别 1.工程等别 （1）应根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性确定。 （2）对综合利用的水利水电工程，当按各综合利用项目的分等指标确定的等别不同时，其工程等别应按其中最高等别确定。 （3）拦河水闸工程的等别，应根据其过闸水流量确定。 （4）灌溉、排水泵站的等别，应根据其装机流量与装机功率确定。 2.水工建筑物级别（1）永久性水工建筑物的级别，应根据其所在工程的等别和建筑物的重要性确定。（2）失事后损失巨大或影响十分严重的水利水电工程的25级主要永久水工
16、建筑物，经过论证并报主管部门批准，可提高一级；失事后造成损失不大的水利水电工程的14级主要永久性水工建筑物，经过论证并报主管部门批准，可降低一级。（3）水库大坝按规定为2级、3级的永久性水工建筑物，如坝高超过指标，其级别可提高一级，但洪水标准可不提高。,就高不就低原则（4）当永久性水工建筑物基础的工程地质条件复杂或采用新型结构时，对25级建筑物可提高一级设计，但洪水标准不予提高。（5）堤防工程的级别，应按GB50286-98堤防工程设计规范确定。穿堤水工建筑物的级别，按所在堤防工程的级别和与建筑物规模相应的级别中高的级别确定。（6）水利水电工程施工期使用的临时性挡水和泄水建筑物的饿级别，应根据保护对象的重要性、失事后果、使用年限和临时性建筑物规模确定。（7）当临时性水工建筑物根据指标分属不同级别时，其级别应按其中最高级别确定。 （8）利用临时性水工建筑物挡水发电、通航时，经过技术经济论证，3级以下临时性水工建筑物的级别可提高一级。,
