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1、第一章绪论水利工程是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配， 以达到除害兴利目的而修建的工程。水利工程的根本任务是：除水害兴水利。资源水利就是从水资源开发、利用、治理、配置、节约、保护等六个方面系统分析，综合考虑，实现水资源的可持续利用。水工建筑物：为了达到防洪、灌溉、发电、供水等目的，需要修建各种不同类型的水工建筑物，用来控制和支配水流。这些建筑物统称为水工建筑物。水利枢纽是指集中建造的几种水工建筑物配合使用， 形成一个有机的综合体， 称为水利枢纽。水利枢纽分为蓄水枢纽（水库）和取水枢纽。其中水库枢纽包括挡水、 泄水、输水（或引水）三类建筑物，称为水库三大件。水工建筑物的分类按其在枢纽中的
2、作用分为：1 挡水建筑物：用以拦截江河，形成水库或壅高水位。如拦河坝、拦河闸。2 泄水建筑物：用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他建筑物的安全。如溢流坝、溢洪道、隧洞。3 输水建筑物：为灌溉、发电和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物。如：引水隧洞、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，如引水隧洞的进口段、进水闸等。整治建筑物、专门建筑物。水工建筑物的特点： （1）工作条件的复杂性； （2）设计选型的独特性； （3）施工建造的艰巨性； （4）工程效益的显著性； （5）环境影响的多面性； （6）失事后果的严重性；水利枢纽按
3、其规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等。第二章重力坝重力坝的工作原理是在水压力及其他荷载的作用下， 主要依靠坝体自身重量产生的抗滑力来满足稳定的要求； 同是也依靠坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力，以满足强度的要求。其基本剖面为上游面近于垂直的三角形剖面。重力坝的类型按其结构形式为：实体重力坝、空腹重力坝、宽缝重力坝。扬压力是由上、下游水位差产生的渗透水压力和下游水深产生的浮托力两部分组成。泥沙压力根据坝前淤积高程淤积计算年限可取50-100 年。波浪要素：波浪高度、波浪长度、波浪中心线超出静水面的高度。基本烈度：是指该地区今后50 年期限内，可能遭遇超越概率P
4、50为 0.10 的地震烈度。重力坝抗滑稳定分析： 目的是核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定的安全性能失稳形式有两种： 一种是沿坝体抗剪能力不足的软弱结构薄弱层面产生滑动， 这种软弱结构薄弱层包括坝体与坝基的接触面和坝基岩体内连续的断层破碎带。另一种是在各种荷载作用下，上游坝踵出现拉应力，使之裂缝，或下游坝趾压应力过大，超过坝基岩体或坝体砼的允许强度而压碎，从而产生破坏。提高坝体抗滑稳定性的工程措施1、利用水重。2、将坝基面开挖成倾向上游的斜面，借以增加抗滑力，提高稳定性。 3 设置齿增。4 抽水措施。5 加固地基。6 横缝溉浆。7 预应力锚固措施。应力分析的目的是检验大坝在施工期
5、间和运用期是否满足强度要求； 根据应力分布情况进行坝体砼标号分区；为研究坝体某些部位应力集中和配筋等提供依据。分析方法：理论计算和模型试验两大类。材料力学法基本假定：坝体砼为均质、连续、各向同性的弹性材料。视坝段为固接于地基上的悬臂梁，不考虑地基变形对坝体应力影响，并认为各坝段之间独立工作，横缝不传力。假定坝体水平截面上的正应力按直线分布。重力坝剖面设计原则：保证大坝安全运用，满足稳定和强度要求；尽可能节省工程，力求获得最小剖面尺寸，造价最低。坝体外形轮廓简单，便于施工。运行方便。重力坝消能形式及适用条件：挑流消能适用于基岩比较坚固的高坝或中坝。 底流消能适用于中、低坝或基岩较软弱的河道。面流
6、消能适用于水头较小的中、低坝，要求下游水位稳定，尾水较深，河道顺直，河床和河岸在一定范围内有较高抗冲能力，可排漂和排冰。消力戽适用于尾水较深，变幅较小，无航运要求且下游河床和两岸有一定抗冲能力的情况。联合消能适用于泄洪量大，河床相对狭窄、下游地质条件差的高、中坝或单一消能形式经济合理性差的情况。坝体分缝按其作用可把缝分为沉降缝、 伸缩缝、 工作缝； 按其位置分为横缝、 纵缝及水平缝。为了适应砼的浇筑能力和减少施工期的温度应力， 常在平行坝轴线方向设纵缝，将一个坝段分为几个坝块， 待坝体降到稳定温度后再进行接缝灌浆。 纵绦是平行于坝轴线设置的温度缝和施工缝。重力坝地基处理主要包含：防渗、提高基岩
7、强度。坝基固结灌浆的目的是提高基岩的整体性和强度， 降低地基的透水性。帷幕灌浆的目的是降低坝底渗透压力，防止坝基内产生机械或化学管涌，减少坝基和绕坝渗透流量。宽缝重力坝是将相邻坝段间的横缝部分地拓宽的重力坝。在实体重力坝坝底沿坝轴线方向设置大尺寸的空腔，即为空腹重力坝。支墩坝按其过水面板的形式分为：平板坝、连拱坝和大头坝。碾压砼重力坝是用水泥含量比较低的超干硬性砼经碾压而成的砼坝。第三章拱坝拱坝是平面上向上游三向固定的空间壳体挡水建筑物，是由一根根悬臂梁 和一层层水平拱构成的，它能把上游坝面水压力等荷载的大部分通过拱的作用传给两岸岩体， 而将小部分水压力通过悬臂梁的作用传至坝底基岩。 它不像重
8、力坝那样利用自重维持稳定， 而是利用筑坝材料的抗压强度和两岸拱端岩体来支承拱端推力。拱坝的工作原理与重力坝的不同：1、拱坝是一种推力结构，在外荷载作用下，只要设计得当，拱圈截面上主要承受轴向压应力，弯矩较小，有利于充分发挥坝体砼或浆砌石材料抗压强度。拱作用发挥得愈大，材料的抗压强度愈充分利用，坝体的厚度也愈可减薄。而重力坝受弯曲为主，无法充分发挥材料的抗压强度。2、与重力坝利用自重维持稳定的特点不同，拱坝将外荷载大部分通过拱作用传至两岸岩体，主要依靠两岸岩体维持稳定，坝体自重对拱坝的稳定性影响不大。3、自重与扬压力等荷载降为次要荷载，而温度和地基变形将对拱应力产生较大影响。拱坝中心角对应力、稳
9、定的影响：中心角愈大，拱圈厚度愈小，材料强度可得到充分利用，对应力有利。但对拱坝坝肩稳定不利。拱坝的类型：薄拱坝、一般拱坝、厚拱坝（重力拱坝） 、单曲拱坝、双曲拱坝。拱坝的布置原则：根据坝趾处地形、地质等自然条件以及枢纽综合利用要求统筹布置。在满足稳定和建筑物运用要求条件下，通过调整拱坝的外形尺寸，使坝体材料的强度得到充分发挥，将拉应力控制在允许范围内，使坝体的总工程量最省。1温度荷载是指拱坝在运行过程中， 坝体温度相对于封拱温度的变化值。 封拱温度的高低对温度荷载的影响很大。封拱温度越低，建成后愈有利于降低坝体拉应力。一般情况下，温降对坝体应力不利，温升对坝肩稳定不利。温度荷载包括：均匀温度
10、变化tm、沿坝厚温度梯度变化td、非线性温度变化 tn；拱坝应力分析方法有：圆筒法、纯拱法、拱梁分载法（包括拱梁法和拱冠梁法） 、有限单元法和模型试验法等。圆筒法是将拱坝当作铅直圆筒的一部分。纯拱法假定拱坝由一系列各自独立互不影响的水平拱圈叠全而成， 每层拱圈简化为两端固结的平面拱，用结构力学方法求解拱的应力。拱冠梁法基本原理拱冠梁法是拱梁分载法最基本的一种， （1）它按照拱冠部位的中央悬臂梁和若干水平拱在交点处径向变位一致的原则进行拱梁荷载分配。 （2）求得各层拱圈的拱冠梁各自承担的荷载后，拱圈各截面的应力，拱冠梁按悬臂梁结构计算应力。拱坝坝身泄水方式：自由跌落式、鼻坎挑流式、滑雪道式、坝身
11、泄水孔式。1 适用于基岩良好，泄量不大，坝体较薄的双曲拱坝或小型拱坝。2 适用于基岩良好，泄量大，坝体较薄的双曲拱坝或大中型拱坝。3 适用于泄量大，坝体较薄拱坝。第四章土石坝土石坝的工作特点：1 稳定方面：由于坝体断面形状为梯形，断面比较大,在水平水压力的作用下，不可能产生沿坝基面的整体滑动。 其失稳主要形式是坝坡滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动。2 渗流方面：大坝建成挡水后，水库里的水将通过坝身、坝基及两岸向下游渗透，在坝身和坝基的结合面及坝和其他建筑的结合面更是渗流易于通过而产生集中渗流的地方。 为了消除减轻渗流的上述不利影响，土坝必须采用可靠的防渗排水设施， 以减少渗漏损失并保证坝体和坝基
12、土的渗透稳定性。渗流在坝体内的自由水面称为浸润面。_浸润线 3 冲刷方面：由于土体颗粒间的粘结力很小，抗冲能力低。水库内风浪对坝面将产生强烈的冲击淘刷作用，和雨水的冲刷坝面。为此，上下游坝坡均需采取有效的防冲保护及坝面排水措施，以免受风浪、雨水甚至动物作空等有害影响。4 沉降方面：由于土粒间存在空隙，且很容易产生相对移动，因此在坝体自重和水压力的作用下，坝体和坝基都会由于压缩而产生沉降。 沉降过大会造成坝顶高程不足而影响土坝的正常工作，不均匀沉降会引起坝体开裂，造成大坝漏水。土石坝的类型：按其施工方法分碾压式土石坝、抛填式堆石坝、定向爆破堆石坝、水力冲填坝和水中填土坝。其中碾压式土石坝分为均质
13、坝、分区坝（心墙坝、斜墙坝和斜心墙坝） 、人工防渗材料坝。由于上游坝坡长期浸泡于水中，土的抗剪强度下降，会降低坝体的稳定性。所以，当材料相同时，上游坡常比下游坡缓，对在同一水位侧坝坡，水下部分也常比水上部分缓。防渗体的作用是防渗，降低坝体浸润线、降低渗透坡降和控制渗流量。排水体的作用是 1）降低坝体浸润线及孔隙压力、改变渗流方向，增加坝体稳定 2）防止渗流逸出处的渗透变形、保护坝坡和坝基3）防止下游波浪对坝坡的冲刷及冻胀破坏，起到保护下游坝坡的作用。排水体类型：棱体排水、贴坡排水、褥垫排水和组合式排水。渗流计算的目的 1）确定坝体浸润线及下游出逸点的位置。为坝体稳定计算提供依据。2）计算坝体和
14、坝基渗流量，以便估算水库的渗漏损失。3）求出坝体和坝基局部地区的渗透坡降，验算该处是否会发生渗透破坏。分析方法有流体力学法、水力学法、流网法、试验法和数值解法。水力学法基本假定：坝体为均质，坝内各点在各方向的渗透系数相同；渗透水流为二元稳定层流状态， 符合达西定律； 渗透水流是渐变的， 任一铅直过水断面内各点的渗透坡降和流速相等。渗透变形的类型：管涌、流土、接触冲刷、接触流土等类型。防渗透变形的工程措施：1 采取水平或垂直防渗措施，以便尽可能地延长渗径，以达到降低渗透坡降的目的。2 采取排水减压措施，以降低坝体浸润线和下游渗流出口处的渗透压力。对可能发生管涌的部位，设置反滤层；可能发生流土，可
15、设置盖重以增加土体抵抗渗透变形的能力。反滤层的作用：排水滤土。反滤层面的设置大体与渗流方向正交，且顺渗流方向粒径应由小到大。土坝稳定分析：土坝坝坡较缓，在外荷载作用下，不会产生整体水平滑动。如果剖面尺寸不当或坝体、坝基材料的抗剪强度不足，在一些不利荷载组合下，有可能发生坝体或坝体连同部分坝基一起局部滑动失稳；另外，当坝基内有软弱来层时，也可能发生塑性流动，影响坝的稳定。稳定计算目的：保证坝体在自重、各种情况下的孔隙压力和外荷载作用下，具有足够的稳定性，不致发生通过坝体或坝体连同地基的剪切破坏。滑动破坏形式：圆弧滑动面、折线滑动面和复合滑动面。砂卵石地基的处理主要是解决防渗问题，通过采取“上堵”
16、 、 “下排”相结合的措施，达到控制地基渗流的目的。基本方式有垂直防渗、水平防渗和排水减压等。前者有粘土截水墙、砼截水墙、砼防渗墙、水泥粘土灌浆帷幕。水平有防渗铺盖。第五章水闸水闸是一种低水头建筑物，既能挡水、又能泄水，用以调节水位，控制泄流量。水闸按其承担的任务分为进水闸、节制闸、排水闸、分洪闸、挡潮闸、冲沙闸。按其结构型式分为：开敞式和封闭式水闸。水闸的组成由闸室、上游连接段、下游连接段三部分组成。闸室的主要作用是调节水位，控制流量。其包括闸门、闸墩、底板、胸墙、工作桥、交通桥等几部分。闸孔设计的影响因素有闸孔型式、闸底板高程；防渗设计任务在于经济合理地拟定闸的地下轮廓线的形式和尺寸， 以
17、消除和减少渗流对水闸所产生的不利影响，保证闸基及两岸不产生渗透变形破坏。地下轮廓线：不透水的铺盖、板桩及底板与地基的接触线，即是闸基的渗流的第一条流线，其长度为闸基的防渗长度。LCH闸基渗流计算目的在于求解渗透压力、 渗透坡降，并验证初拟定地下轮廓线和排水布置是否满足要求。计算方法有流网法、直线法、改进阴力系数法、有限元法和电拟试验法。直线法假定渗流沿地基轮廓的坡降相同，即水头损失按直线变化。防渗设施包括；水平防渗（铺盖） 、垂直防渗（板桩、齿墙）两种，排水设施则是指铺设在护坦（护坦的作用是消减水流的动能） 、浆砌石海漫底部或闸底板下游起导渗作用的砂砾石层。海漫的作用是进一步消减水流剩余能量，
18、 保护护坦安全， 并调整流速分布， 保护河床， 防止冲刷。2海漫要求具有一定的粗糙性、透水性、柔性。闸室稳定性是指闸室各种荷载作用下，不致沿地基面或深层滑动；不发生明显的倾斜；平均基底压力不大于地基的容许承载力。提高闸室抗滑稳定的工程措施：1 增加铺盖长度，或在不影响抗渗稳定的前提下，将排水设施向水闸底板靠近，以减少作用在底板上的渗透压力。2 利用上游钢筋砼铺盖作为阻滑板，但闸室本身的抗滑稳定安全系数仍应大于 1。3 将闸门位置向下游一侧移动，或将水闸底板向上海一侧加长，以便多利用水重。4 增加闸室底板的齿墙深度。底板按其与闸墩连接方式的不同，底板可分整体式及分离式两种；按其结构形式分为平底板
19、、低堰式及反拱式。闸墩的作用：分隔闸门，支承上部结构。闸室底板结构计算方法：1 倒置梁法假定地基反力顺水流方向呈直线分布，垂直水流方向为均匀分布。2 弹性地基梁法假定地基反力呈直线分布。在垂直水流方向截取单宽板条及墩条，按弹性地基梁计算地基反力和底板内力。第六章河岸溢洪道溢洪道的作用是用来宣泄规划所规定库容所不能容纳的多余水量， 防止洪水漫溢坝顶，保证大坝安全。溢洪道的类型按其位置不同分为河床式和岸边式两种类型。1 河床溢洪道：在砼和浆砌石坝枢纽中，利用建在原河床内溢流坝段泄洪，该溢流坝即为河床式溢洪道。2 河岸溢洪道：当坝型不宜从坝体溢流或溢流坝的溢流长度不能满足泄洪要求时， 需在坝体外的河
20、谷两岸适当位置单独设溢洪道。河岸溢洪道分为正槽溢洪道和侧槽溢洪道。河岸溢洪道的布置及形式选择：受地形条件、地质条件、水力条件、枢纽布置要求等因素。正槽溢洪道：当溢洪道的泄槽轴线与溢流堰轴线垂直，即过堰水流与泄槽轴线方向一致。正槽溢洪道的组成：由进水渠、控制段、泄槽、消能防冲设施和出水渠五部分组成。其中控制段、泄槽、消能防冲设施三部分是溢洪道的主体。进水渠的作用：将水流平顺、对称地引向控制段，并具有调整水流的作用；控制段的作用：调节水位，控制流量。泄槽的作用：使过堰水流顺畅地送往下游，保证工程安全。消能防冲设施的作用：消除能量，平稳下泄。出水渠的作用：是将消能后的水流平稳顺畅地与下游河道水流良好
21、衔接。侧槽溢洪道：溢洪道的泄槽轴线与溢流堰轴线接近平行，即过堰水流与泄槽轴线方向接近正交。由溢洪堰、侧槽、泄槽、消能设施和出水渠等部分组成。非常溢洪道一般分为漫流式、自溃式和爆破引溃式。第七章水工隧洞与坝下涵管隧洞按其功用分为引水隧洞和泄水隧洞两大类。根据隧洞的工作条件，又可将其分为有压隧洞和无压隧洞。有压隧洞洞身从受力条件好、水力特性佳考虑，断面形式应为圆形。常用的无压隧洞断面形式有：圆拱直墙式、马蹄形。无压隧洞衬砌上的主要荷载是山岩压力。 其断面尺寸根据运用、泄流能力和洞内水面线的要求确定。有压隧洞的断面尺寸根据水力计算确定核算泄流能力及沿程压坡线。隧洞的线路选择一般原则和要求：1）地质条
22、件是洞线选择的决定性因素，要尽量避开破碎带，选在坚硬、完整、稳定和地质构造。2）洞顶以上和隧洞岸边一侧的岩体应有足够的厚度，以保证围岩的稳定。3）进出口位置应有利于上、下游水流的衔接，使进出水流平稳流畅。4）洞线在平面上应尽可能成直线，以减少工程费用和水头损失，并取得良好的水流条件。应避免设置弯曲段。5）渠道上的无压输水隧洞，其洞选择是整个渠道线路布置的一个组成部分。水工隧洞的工作特点和设计时应考虑的有关问题。1）洞身位于深水下，工作闸门是高压闸门，开启时洞内流速很高。故要求过水轮廓应合理，形式及尺寸采用必要措施，如通气孔等，以免引起空蚀振动。2）隧洞洞身在岩层开凿而成的，开凿后隧洞周围岩体应
23、力平衡受到破坏，岩体可能变形或崩坍，须设支护或永久性衬砌，承受围岩压力，保持围岩稳定，衬砌应有足够的强度与抗渗性。3）地下工程与地面工程不同，运用出现问题或过水断面不足，要进行加固或扩大断面是困难的。因此，必须保证质量，安全可靠，并富有余地。水工隧洞中的闸门按其工作性质分为工作闸门、 检修及事故闸门。工作闸门主要用于调节流量和控制孔口，应在动水启闭；检修闸门是地检修主闸门或洞身时挡水时采用的，一般在静水中启闭；事故闸门是在工作闸门、隧洞及设备发生事故时使用，能地动水关闭的闸门，又称快速闸门；隧洞组成由进口段、洞身段、出口段三部分。隧洞进口建筑物一般包括：拦污设施、入口段、闸门段、渐变段、通气孔
24、、平压管和上部结构。深式取水式进口建筑物的形式有竖井式、塔式、岸塔式和斜坡式四种形式。在泄水隧洞闸门之后应设通气孔，其作用是补气和排气。隧洞的消能设施：泄水隧洞大多采用挑流消能和底流消能。另外还有洞内消能。隧洞灌浆按其目的不同分为回填灌浆和固结灌浆。回填灌浆的作用是为了将衬砌与岩石之间的空隙充填密实， 使衬砌与岩石紧密结合，改善衬砌的传力条件，以便衬砌与围岩共同承受荷载。固结灌浆的作用是提高围岩的强度和整体性， 并得到可靠的弹性抗力，以改善衬砌结构的受力条件，并减少渗漏。隧洞设置排水的目的是为了降低作用在衬砌上的外水压力。衬砌的作用（1）承受围岩压力及其他各种荷载； （2）加固围岩，充分利用围
25、岩的承载能力； （3）防止水流、空气和温度变化及干湿变化对围岩的破坏作用； （4）防止渗漏和减小洞身表面糙率；衬砌的类型按其设置的目的可分为平整衬砌和受力衬砌两类。 按其所用材料分为：砼和钢筋砼衬砌、砖石衬砌。 另外还有喷锚支护衬砌、预应力衬砌、装配式衬砌。作用在衬砌上的荷载： 自重内水压力外水压力山岩压力弹性抗力和地基反力灌浆压力温度荷载施工荷载及地震力;围岩压力：是由于隧洞开挖后引起原始应力场的应力重分布，使围岩产生变形、松动和破坏而作用地衬砌上压力。山岩压力的大小与岩体的质量有关。其影响因素很多，如岩体的强度、岩层的产状、裂缝的组合、风化程度、地下水状况、断面尺寸形状等等。弹性抗力：是衬
26、砌在主动荷载作用下向外变形时受到围岩约束而施加于衬砌壁的反作用力。方向为法向，其大小可近似认为与衬砌外壁的法向位移成正比。它对衬砌结构是有利的。产生弹性抗力的条件： （1）衬砌与围岩必须紧密结合； （2）围岩坚硬、完整，在内水压力作用下必须是稳定的； （3）围岩厚度应大于 3 倍洞径。3受均匀内水压力作用下的圆形有压隧洞衬砌所产生的弹性抗力是均匀分布 。围岩压力与弹性抗力的不同：在荷载作用下，衬砌向外变形时受到围岩的抵抗，这种围岩抵抗衬砌变形的作用力，称为围岩的弹性抗力。围岩压力是作用在衬砌上的主动力，而弹性抗力则是被动力，并且是有条件的。围岩考虑弹性抗力的重要条件是岩石与衬砌的接触程度。弹性
27、抗的作用表明围岩与衬砌共同承受荷载， 从而使衬砌的内力得以以减少， 所以对衬砌的工作状态是有利的。而山岩压力对衬砌工作是不利的荷载。圆形有压隧洞在均匀内水压力作用下，弹性抗力是均匀分布的，并与衬砌向外变形大小成正比。第八章过坝建筑物及渠系建筑物过坝建筑物包括通航、过木、过鱼建筑物。通航建筑物分为船闸和升船机船闸的作用是利用水力条件将船浮送过坝，其运输量大，运费低，安全可靠，但耗水量大。升船机的作用利用机械力量将船只送过坝，其耗水量极小，运送速度快，适用范围大，但机械设备复杂，技术要求高，运输能力低。船闸组成：上下游引航道、上、下游闸首、闸室。船闸基本尺寸：包括闸室有效长度、有效宽度及闸槛上的有
28、效水深。船闸的布置，一般布置在靠近河道深泓线一侧。船闸的类型：单级、多级船闸。前者适用于水头不大于20M 的情况；后者适用于高水头的水利枢纽；双线和单线船闸。升船机分为垂直、斜坡升船机。过木建筑物包括：筏道、漂木道及过木机。过鱼建筑物有鱼道、鱼闸、升鱼机等。渠系建筑物分有：交叉输水建筑物、落差建筑物、衔接建筑物交叉输水建筑物是渠道为了跨越碍，在渠系中修建的水工建筑物。如：渡槽、倒虹吸、涵洞、隧洞等。渡槽：是输送渠道水流跨越河流、渠道、道路、山谷等碍的架空输水建筑物，是灌区水工建筑物中应用最广的交叉建筑物之一。渡槽的作用：用于输送渠道水流外，还可以供排洪和导流之用。组成：由输水的槽身、支承结构、
29、基础及进出口建筑物等部分组成。渡槽类型： 1）按施工方法分，渡槽可分为现浇整体式、预制装配式及预应力等；2）按建筑材料分类，则有木渡槽、砌石、砼及钢筋砼等；3）按槽身结构形式分有矩形、U 形、梯形、椭圆形及圆管形槽等；4）按支承结构的形式分为梁式、拱式、桁架式、组合式、悬吊式或斜拉式。目前常用的渡槽形式，按支承结构分有梁式和拱式，按槽身断面形式分为矩形和U 形。渡槽总体布置工作包括：槽址位置的选择，槽身支承结构的选择，基础及进出口的布置。渡槽水力计算任务是合理确定槽底纵坡、槽身断面尺寸、计算水头损失，根据水面衔接计算确定渡槽进出口高程。一般先按通过最大流量 Q 拟定适宜的槽身纵坡和槽身净宽 B
30、、净高 h，后根据通过设计流量计算水流通过渡槽的总水头损失值，如Z 等于规划规定的允许水头损失，则可确定最后纵坡、 B、h 值，进而定出有关高程和渐变段长等。纵坡 i 加大，则有利于缩小槽身断面，减少工程量，但过大的纵坡，会加大沿程水头损失，降低渠水位的控制高程，还可能使上、下游渠道受到冲刷。梁式渡槽由槽身、槽墩（排架）及基础等三部分组成。槽身既起输水作用、又起纵向梁作用。分类：简支梁式、双悬臂梁式和单悬梁式三种主要形式。简支梁式优点是结构简单，施工吊装方便，槽身伸缩缝的止水结构简单可靠。缺点是跨中弯矩值较大，底板受拉，对抗裂防渗不利。梁式渡槽槽身结构计算要点：按满槽水情况进行，弯矩及剪力求出
31、后，对于矩形渡槽，可将侧墙作为纵梁考虑，按受弯构件计算其纵向正应力和剪应力，并进行配筋和抗裂。拱式渡槽由墩台、主拱圈、拱上结构三部分组成。其中主拱圈分为板拱、肋拱、双曲拱等。主拱圈结构基本尺寸包括：跨度、矢高、拱宽、拱脚高程。倒虹吸管是在渠道同道路、河渠或谷地相交时，修建的压力输水建筑物。它与渡槽相比，具有造价低且施工方便优点，不过它的水头损失较大，而且运行管理不如渡槽方便。它应用于修建渡槽困难，或需要高填方建渠道的场合；在渠道水位与所跨的河流或路面高程接近时，也常用倒虹吸管。倒虹管由进口、管身、出口三部分组成。分为斜管式和竖井式。进口段包括进水口、闸门、拦污栅、启闭台、渐变段及沉沙池。倒虹管
32、水力计算： （1）已知通过流量和允许水头损失值，确定管的断面形式和尺寸；（2）已知管的断面尺寸和允许水头损失值，校核过水流量； （3）已知过水流量和拟定管内流速，校核水头损失值是否在规划允许值范围内。落差建筑物：当渠道要通过坡度过陡的地段时，为了保持渠道的设计纵坡，避免大填方和深挖方，可将水流的落差集中，并修建建筑物来连接上下游渠道，这种建筑物称为落差建筑物，主要有跌水和陡坡两类。凡是水流自跌水口流出后，呈自由抛投状态，最后落入下游消力池内的为跌水；而水流自跌水口流出后，受陡槽的约束而沿槽身下泄的叫陡坡。跌水根据落差大小，分为单级跌水和多级跌水两种形式。跌水由进口、跌水墙、侧墙、消力池和出口部
33、分组成。当渠道过地形过陡地段时，利用倾斜渠槽连接该段上下游渠道， 这种倾斜渠槽的坡度一般比临界坡度大，称为陡坡。由进口段、陡坡段、消能设施和出口段组成。渠道的作用和分类渠道是灌溉、 发电、 航运、 给水与排水等广为采用的输水建筑物， 它是具有自由水面的人工水道。渠道按用途可分为：灌溉渠道、动力渠道（引水发电用） 、供水渠道、排水渠道和通航渠道等。渠道设计包括：渠道线路的选择、断面形式和尺寸的确定，渠道的防渗设计等。水利枢纽布置的任务就是根据组成建筑物的形式、功能和运行方式研究各建筑物的相互位置。影响因素：自然因素和社会因素两种。第九章水利枢纽水利枢纽的设计阶段有预可行性研究阶段、可行性研究阶段、招标设计阶段、施工详图阶段。坝趾坝型选择应考虑的因素有：地形条件、地质条件、建筑材料、施工条件、综合效益。弯道环流原理都应用在有坝引水枢纽中。 （）无坝取水口一般设置在河道的凸岸。 （）无坝引水与有坝引水的位置选择原则相同（ ）枢纽布置就是将枢纽建筑物紧凑地布置在一起。 （）4
