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1、专业工程管理与实务(水利水电)(一级建造师)精讲班第1讲讲义概述1F410000 水利水电工程技术题型有两种，选择题和案例题，其中选择题分为单选题和多选题。洪水标准1F411010 水利水电工程建筑物1F411011掌握水利水电工程等级划分及水库特征水位一、洪水标准按某种频率或重现期表示的洪水称洪水标准，包括洪峰流量和洪水总量。永久性水工建筑物洪水标准分为设计洪水标准、校核洪水标准。临时性水工建筑物洪水标准根据结构类型和级别，结合风险分析合理选择。山区、丘陵区和平原、滨海区洪水标准不同降标准：当山区、丘陵地区的水利水电工程永久性水工建筑物的挡水高度低于15m，且上下游最大水头差小于10m时，其
2、洪水标准宜按平原、滨海地区标准确定。当平原、滨海地区的水利水电工程其永久性水工建筑物的挡水高度高于15m，且上下游最大水头差大于10m时，其洪水标准宜按山区、丘陵区标准确定。（二）临时性水工建筑物的洪水标准工程等级的划分二、工程等级的划分（一）水利水电工程等别划分根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL 2522000）的规定水引水中工程等别根据工程规模、效益以及工程在国民经济中的重要性划分为五等。对于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的最高等别确定。拦河闸工程的等别根据其过闸流量的大小进行分等。灌溉、排水泵站的等别划分见表1F411011
3、7。（二）水工建筑物的级别1永久性水工建筑物级别水利水电工程的永久性水工建筑物的级别应该根据建筑物所在工程的等别，以及建筑物的重要性确定为五级，见表1F4110118。堤防工程水工建筑物的级别，应该按照堤防工程设计规范（GB 5028698）确定。2临时性水工建筑物级别对于水利水电工程施工期使用的临时性挡水和泄水建筑物的级别，应根据保护对象的重要性、失事造成的后果、使用年限和临时建筑物的规模，按表1F4110119确定。对于同时分属于不同级别的临时性水工建筑物，其级别应按照其中最高级别确定。但对于3级临时性水工建筑物，符合该级别规定的指标不得少于两项。水库特征水位及水库特征库容三、水库特征水位
4、及水库特征库容（一）水库特征水位1校核洪水位。水库遇大坝的校核洪水时在坝前达到的最高水位。2设计洪水位。水库遇大坝的设计洪水时在坝前达到的最高水位。3防洪高水位。水库遇下游保护对象的设计洪水时在坝前达到的最高水位。4防洪限制水位（汛前限制水位）。水库在汛期允许兴利的上限水位，也是水库汛期防洪运用时的起调水位。5正常蓄水位（正常高水位、设计蓄水位、兴利水位）。水库在正常运用的情况下，为满足设计的兴利要求在供水期开始时应蓄到的最高水位。6死水位。水库在正常运用的情况下，允许消落到的最低水位。（二）水库特征库容1静库容。坝前某一特征水位水平面以下的水库容积。2总库容。最高水位以下的水库静库容。3防洪
5、库容。防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积。4调洪库容。校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积。5兴利库容（有效库容、调节库容）。正常蓄水位至死水位之间的水库容积。6共用库容（重复利用库容、结合库容）。正常蓄水位至防洪限制水位之间汛期用于蓄洪、非汛期用于兴利的水库容积。7死库容。死水位以下的水库容积。水库特征水位和相应库容关系见图1F411011。专业工程管理与实务(水利水电)(一级建造师)精讲班第2讲讲义水工建筑物的分类1F411012 熟悉水工建筑物的分类水工建筑物一般按它的作用和使用时期等来进行分类。（一）水工建筑物按作用分类水工建筑物按其作用可分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、
6、取（进）水建筑物、整治建筑物以及专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。1挡水建筑物。是用来拦截江河，形成水库或壅高水位的建筑物，如各种坝和水闸，或用以抗御洪水，如沿江河海岸修建的堤防、海塘等。2泄水建筑物。是用于宣泄多余洪水量、排放泥沙和冰凌，以及为了人防、检修而放空水库、渠道等，以保证大坝和其他建筑物安全的建筑物。如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道和泄水隧洞等。3输水建筑物。是为了发电、灌溉和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物，如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。4取（进）水建筑物。是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。5整治建
7、筑物。是用以改善河流的水流条仵，调整河流水流对河床及河岸的作用以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡冲刷的建筑物，如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。6专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。（1）水电站建筑物：如水电站用的压力管道、压力前池、调压室、电站厂房。（2）灌溉、排水建筑物：如灌溉渠道上的节制闸、分水闸和渠道上的建筑物（渡槽、倒虹吸、跌水等）。（3）水运建筑物：保证河流通航及浮运木材而修建的建筑物，如升船机、船闸、筏道、码头等。（4）给水、下水建筑物：如自来水厂的抽水站、滤水池和水塔，以及排除污水的下水道等。（5）渔业建筑物：为了使河流中鱼类通过闸坝而修建的鱼道、升鱼机等。有些水
8、工建筑物在枢纽中所起的作用并不是单一的。例如溢流坝既起挡水作用，又起泄水作用；水闸既可挡水，又能泄水，还可作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物等。在水利枢纽布置时，应尽量使一个建筑物起到多种作用。（二）水工建筑物按使用时期分类水工建筑物按使用时期分为永久性建筑物和临时性建筑物。1永久性建筑物是指工程运行期间长期使用的水工建筑物。根据其重要性又分为主要建筑物和次要建筑物。（1）主要建筑物是指失事后造成下游灾害或严重影响工程效益的水工建筑物。例如：坝、泄水建筑物、输水建筑物及电站厂房等。（2）次要建筑物是指失事后不致造成下游灾害，对工程效益影响不大，易于恢复的水工建筑物。例如：失事后不影响主要建筑物
9、和设备运行的挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。2临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物，如围堰、导流明渠等。（三）水工建筑物按构造分类水工建筑物中的坝体按构造分类分为重力坝、拱坝、支墩坝等。1重力坝可分为实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝、浆砌石重力坝等。2拱坝按坝体的拱弧半径和中心角，通常可分为：等半径式拱坝、定角式拱坝、变半径式拱坝。按厚薄程度不同又可分为：薄拱坝、一般拱坝、重力拱坝。3支墩坝按其结构形式可以分为：平板坝、大头坝、连拱坝。（四）水工建筑物按筑坝材料分类水工建筑物的坝体按筑坝材料可以分为土石坝、混凝土坝、浆砌石坝、钢筋混凝土坝、木坝等。1混凝土坝按受力形式可以分为混凝土重力坝
10、和拱坝，按施工方法又可分为碾压混凝土重力坝和拱坝等。2土石坝根据筑坝施工方法可以分为：碾压式土石坝、抛填式堆石坝、定向爆破堆石坝、水力冲填坝和水坠坝等。应用最广的是碾压式土石坝。其按照土料在坝身内的配置和防渗体的材料不同分为：均质坝、黏土心墙和斜墙坝、人工材料心墙和斜墙坝、多种土质坝、土石混合坝等。（五）渠系建筑物按其作用分类渠系建筑物按其作用可分为：渠道、调节及配水建筑物、交叉建筑物（如渡槽、倒虹吸管、涵洞等）、落差建筑物（跌水及陡坡）、泄水建筑物、冲沙和沉沙建筑物、量水建筑物等。1渡槽：渠道与山谷、河流、道路相交，为连接渠道而设置的过水桥，称为渡槽。由进口段、槽身、出口段及支承结构等部分组
11、成。渡槽按支承结构的形式可分为梁式渡槽和拱式渡槽两大类。渡槽按施工方法分为装配式渡槽和现浇式渡槽两种类型。2倒虹吸管：是当渠道横跨山谷、河流、道路时，为连接渠道而设置的压力管道，其形状如倒置的虹吸管。由进口段、管身和出口段三部分组成。3涵洞：由进口段、洞身和出口段三部分组成。涵洞有圆管涵、拱涵或箱涵等几种形式。4跌水及陡坡：跌水由跌水口、进口连接段、跌水墙、侧墙、消力池和出口连接段组成。跌水多用浆砌石或混凝土建造。陡坡和跌水的主要区别在于前者是以斜坡代替跌水墙。水力荷载1F411020 水力学在水利水电工程中的应用1F411021 熟悉水力荷载一、主要水力荷载永久作用荷载、可变作用荷载和偶然作
12、用荷载。其中可变作用荷载包括：静水压力、扬压力、动水压力、水锤压力、浪压力、外水压力、风荷载、雪荷载、冰压力、冻胀力、温度荷载、土壤孔隙水压力、灌浆压力等；偶然作用荷载包括：地震作用、校核洪水位时的静水压力。静水压力、扬压力、浪压力和冰压力是水工建筑物上所承受的主要水力荷载。二、静水压力静水压力分为作用于平面上和曲面上的静水总压力两种情况。其中作用在矩形平面上的静水总压力的大小，等于分布在平面上各点静水压强的总和。式中 L平面的长度（m）；b平面的宽度（m）；水的重度（kNm）；h1、h2倾斜放置的矩形平面的顶面和底面距水面的深度（m）。静水总压力P的作用点通过矩形平面ABEF的对称轴OO上，
13、同时，静水总压力P的作用点还通过压强分布图的形心点Q。三、扬压力扬压力是指渗流场内作用于计算截面以上的水压强度的集合。以混凝土实体重力坝为例，取某计算截面以上的坝体部分为讨论对象。（）坝底扬压力如图1F4110212（a）所示，库水经坝基向下游渗透时的扬压力。浮托力矩形abcd部分是下游水深H，形成的上举力。渗透压力多边形cdef部分是由上下游水位差形成的渗透水流产生的上举力。扬压力浮托力渗透压力 取值范围当设有防渗帷幕，并在防渗帷幕后设排水孔幕时，坝底扬压力分布中，浮托力近似按矩形分布，压力强度为H2；渗透压力呈折线分布，在坝踵处为全水头（H1一H2）H，在排水幕处为H，为扬压力折减系数，在
14、坝趾处为0，中间按直线变化。水工建筑物荷载设计规范（DL50771997）建议河床坝段025，岸坡坝段035。（二）坝体扬压力作用于坝体各计算截面上的扬压力，如图1F4110212（b）所示，因坝身排水管幕有降低渗压的作用，水工建筑物荷载设计规范（DL50771997）建议在排水幕处折减系数02。四、浪压力因波浪对水工建筑物临水面形成的浪压力与波浪的几何要素直接相关。波浪的几何要素包括波高、波长、波速等。五、动水压力溢流坝泄水时，在溢流面上作用有动水压力。坝顶曲线段和直线段上的动水压力很小，可忽略不计。在反弧段上，可根据水流的动量方程求解动水压力。六、冰压力冰压力包括静冰压力和动冰压力。（一）
15、静冰压力在寒冷地区的冬季，水面结冰的厚度自数厘米至lm以上。当温度回升时（仍低于0），因冰盖膨胀对建筑物表面产生的冰压力称为静冰压力。静冰压力的大小与冰层厚度，开始升温时的气温及温升率有关。（二）动冰压力冰盖解冻后，冰块随水流漂移，撞到建筑物上而产生的撞击力称为动冰压力。渗流分析1F411022 熟悉渗流分析一、土坝渗流渗流分析的内容包括确定浸润线的位置；确定渗流的主要参数渗流流速与坡降；确定渗流量。进行渗流分析的方法较简单的有水力学法和流网法。（一）水力学法假定坝体内土质是均质的，各方向的渗透系数相同；渗流是层流，符合达西定律，任一铅直线上的流速和水头是常数。（二）流网法流网法是一种图解法，渗流场内由流线和等势线构成的网格称为流网，如图lF41l022所示。二、闸基渗流闸基渗流计算的目的，在于求解渗流区内的渗透压力、渗透坡
