水利水電工程基礎(chǔ)-水利水電工程試驗中心

1、水利水電工程基礎(chǔ)1、課程名稱與代碼： 水利水電工程基礎(chǔ)( 306079030)課程性質(zhì)： 選修2、學(xué)時學(xué)分： 48 學(xué)時 /3 學(xué)分先修要求 ：無3、課程負責人： 吳震宇、楊寶全4、教材和補充教材信息：“十一五”國家級規(guī)劃教材 水利水電工程概論(第三版)田土豪周偉編著中國電力出版社 2010年。水工建筑物林繼鏞主編 . 北京 : 中國水利水電出版社 , 2005 水電站建筑物馬善定主編 . 北京: 中國水利水電出版社 , 2007 水利工程施工袁光裕主編 . 北京: 中國水利水電出版社 , 20095、課程目標：a) 達到的教學(xué)目的 ：使學(xué)生對水工建筑物、水電站建筑物和水電工程施工方面的知識

2、有一定的了解。b) 支撐的畢業(yè)要求 ：工程知識(要求 1)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展(要求 7)、項目管理(要 求 11)、終身學(xué)習(xí)(要求 12 )。6、課程的主要教學(xué)內(nèi)容第一章 緒論(1) 水資源的定義；(2) 水資源的特性；(3) 我國的水資源概況；(4) 我國水資源的立法保護措施；(5) 水利事業(yè)；(6) 我國水利工程建設(shè)的發(fā)展及主要成就；(7) 世界水電建設(shè)概況。第二章 水利水電工程基本知識(1) 水文學(xué)與水力學(xué)的若干基本概念 水文學(xué)； 水力學(xué)； 流域形狀特征； 河道的水文學(xué)和水力學(xué)指標； 徑流的特征值。(2) 水利水電規(guī)劃 水電站的工作特性及其在電網(wǎng)中的作用； 水能利用和開發(fā)方式； 徑流調(diào)節(jié)

3、：徑流調(diào)節(jié)、興利調(diào)節(jié)、洪水調(diào)節(jié)； 水庫的特征水位及庫容：水庫的作用、 水庫的特征水位、水庫的特征庫容、水庫特征 水位與庫容的關(guān)系圖； 流域水電開發(fā)規(guī)劃： “三江”干流水電規(guī)劃。(3) 工程地質(zhì)與工程安全； 巖石； 風(fēng)化； 巖體； 地震； 工程失事實例：法國 Malpasset 拱壩失事、意大利 Vajont 水庫滑坡、臺灣石岡壩震 害。第三章 水工建筑物與水利樞紐（1）水工建筑物：水工建筑物的定義、水工建筑物的特點、水工建筑物的分類；（2）水利樞紐與樞紐布置；（3）水利水電工程分等與水工建筑物分級：工程分等與建筑物分級的必要性、工程分等 與建筑物分級、設(shè)計級別的調(diào)整、不同級別建筑物在水工設(shè)計中

4、的不同要求；（4）水工建筑物的安全性：水工建筑物的失事情況、安全儲備、設(shè)計準則之單一安全系 數(shù)法；第四章 擋水建筑物與泄水建筑物（1）重力壩 概述：工作原理、優(yōu)點、缺點、分類、工作條件及對地基、材料的要求、重力壩設(shè)計 的主要內(nèi)容； 重力壩的荷載及荷載組合：荷載 （ 自重、靜水壓力、動水壓力、揚壓力、浪壓力、泥 沙壓力、冰壓力與冰凍作用、溫度作用、地震作用 ） 、荷載分類與組合； 重力壩的抗滑穩(wěn)定分析： 沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析 （抗剪強度公式、 抗剪斷強度公式） 深層抗滑穩(wěn)定分析：單斜面深層滑動、 雙斜面深層滑動、岸坡壩段穩(wěn)定分析、提高壩 體抗滑穩(wěn)定性的工程措施；重力壩的應(yīng)力分析：目的、步驟、應(yīng)

5、力分析的材料力學(xué)方法、應(yīng)用舉例； 重力壩的剖面設(shè)計：設(shè)計原則、重力壩的基本剖面、重力壩的實用剖面； 泄水重力壩：溢流重力壩（溢流重力壩設(shè)計要求、孔口設(shè)計、閘門和啟閉機、閘墩和 邊墩、溢流壩橫縫的布置、溢流壩剖面曲線） 、壩身泄水孔、泄水重力壩的消能防沖；重力壩的地基處理：概述、常用的處理方法； 重力壩的材料與構(gòu)造：主要建材（混凝土、漿砌石） 、混凝土、壩體混凝土分區(qū)、壩 體分縫、壩段與基巖面的連接、壩體排水、廊道系統(tǒng)、壩頂；碾壓混凝土重力壩：特點、碾壓砼壩設(shè)計、展望。（2）拱壩 概述：拱壩發(fā)展概況、 拱壩的結(jié)構(gòu)和工作特點、 拱壩對壩址地形地質(zhì)條件的要求、拱 壩的形式； 拱壩的荷載及其組合：拱壩

6、的設(shè)計荷載（ 自重、靜水壓力、動水壓力、揚壓力、浪壓力、泥沙壓力、冰壓力與冰凍作用、溫度作用、地震作用） 、荷載組合； 拱壩的體形和布置：壩體尺寸的初步擬定、拱壩布置； 拱壩的應(yīng)力分析：應(yīng)力分析方法綜述（純拱法、拱梁分載法、有限元法、殼體理論方 法、結(jié)構(gòu)模型試驗） 、拱壩設(shè)計的應(yīng)力控制指標；壩肩穩(wěn)定分析：穩(wěn)定分析方法（剛體極限平衡法、有限元法、地質(zhì)力學(xué)模型試驗） 拱壩的壩身泄水：泄水方式（自由跌流式、鼻坎挑流式、滑雪道式、壩身洪水孔） 拱壩的消能防沖方式、拱壩泄流注意問題；拱壩的材料與構(gòu)造：對材料要求、分縫與接縫處理、壩頂與壩面、廊道與排水、墊座 與周邊縫、重力墩；拱壩的建基面與地基處理： 建

7、基面 （建基面設(shè)計準則、 建基面設(shè)計中應(yīng)注意的問題） 地基處理（壩基開挖、固接灌漿與接觸灌漿、防滲帷幕） ；漿砌石拱壩：優(yōu)缺點、砌石拱壩不同于混凝土拱壩的特點、構(gòu)造特點； 碾壓混凝土拱壩。(3) 支墩壩 工作原理 分類：大頭壩、連拱壩、平板壩； 特點； 大頭壩：頭部形式、支墩形式、構(gòu)造特點； 連拱壩； 平板壩；(4) 土石壩 概述：土石壩的定義、土石壩的優(yōu)缺點與設(shè)計要求、土石壩的分類； 土的物理力學(xué)特性： 土的形成組成和顆粒級配、 土的物理力學(xué)指標、 土的滲透性和滲 透變形； 土石壩的剖面布置與構(gòu)造：土石壩的剖面布置、 土石壩的構(gòu)造(壩頂、壩頂寬度及構(gòu) 造、壩坡、護坡、防滲設(shè)施、排水設(shè)施、反濾

8、層； 土石壩的地基處理：砂卵石地基處理(垂直防滲、水平防滲) 、細砂及軟弱土基的處 理； 混凝土面板堆石壩；(5) 水閘 水閘的功能及分類：按規(guī)模分類、按功能分類、按閘室結(jié)構(gòu)分類； 水閘的組成部分：上游連接段、閘室段、下游連接段；土基上水閘的工作特點； 水閘設(shè)計應(yīng)注意的問題； 地基處理； 閘孔設(shè)計； 水閘的消能防沖 閘基的防滲排水布置； 閘室結(jié)構(gòu)：閘底板、閘墩、閘門、啟閉機、工作橋、交通橋、胸墻； 閘室穩(wěn)定分析：荷載及組合、閘室的穩(wěn)定性及安全指標。(6) 河岸溢洪道 設(shè)計溢洪道的一般步驟； 正槽溢洪道：溢洪道位置選擇、進水段、控制段、泄槽、出口消能及尾水渠； 側(cè)槽溢洪道：組成、特點、適用條件、

9、優(yōu)點； 豎井溢洪道； 虹吸溢洪道； 非常溢洪道。(7) 水工隧洞 水工隧洞的分類：按功用分、按水力條件分； 水工隧洞的特點； 水工隧洞洞線的選擇； 水工隧洞的組成：進口段(壩式、豎井式、塔式、岸塔式、斜坡式、組合形式) 、洞 身段(襯砌的作用、襯砌的類型、襯砌的分縫和止水、排水、灌漿) 、出口段；第五章 取水、輸水建筑物(1) 取水建筑物 無壩取水； 有壩取水：無壓進水口、有壓進水口。（2）輸水建筑物 渠道：渠道的基本要求、渠道縱橫斷面的水力設(shè)計、渠道橫斷面的結(jié)構(gòu)形式； 隧洞：見第四章相關(guān)內(nèi)容。第六章 水電站建筑物（1）水電站的組成及類型 水電站的組成建筑物：擋水建筑物、泄水建筑物、進水建筑物

10、、引水建筑物、平水建 筑物、廠區(qū)樞紐建筑物、其它建筑物； 水電站的主要類型：壩后式水電站、河床式水電站、引水式水電站。（2）壓力水管 分類； 線路選擇的影響因素； 壓力鋼管的供水方式：聯(lián)合供水、單獨供水、分組供水；（3）水電站平水建筑物壓力前池：作用、組成； 調(diào)壓室（井） ：水錘現(xiàn)象、調(diào)壓室的作用、調(diào)壓室的基本結(jié)構(gòu)形式（簡單圓筒式、阻 抗式、雙室式、溢流式、差動式） 、調(diào)壓室的布置（上游調(diào)壓室、下游調(diào)壓室、上下游雙調(diào) 壓室、上游雙調(diào)壓室） 。（4）水電站廠房及其設(shè)備 水輪機：反擊式水輪機的類型（混流式、軸流式、斜流式、貫流式） 、反擊式水輪機 的主要部件（轉(zhuǎn)輪、引水機構(gòu)、導(dǎo)水機構(gòu)、尾水管） 、

11、沖擊式水輪機（水斗式、斜擊式） ； 水輪機的調(diào)速設(shè)備； 水輪發(fā)電機：類型、發(fā)電機的工作原理、主要電氣設(shè)備、油水氣系統(tǒng)； 水電站廠房布置：主廠房、副廠房、主變壓器、高壓開關(guān)站。（5）廠房有特點的水電站地下式廠房；壩內(nèi)式廠房； 廠房頂溢流式廠房。第七章 水利水電工程建設(shè)和施工（1） 水利水電工程建設(shè)程序 水利水電工程建設(shè)程序：預(yù)可行性研究階段、可行性研究階段、 招標設(shè)計階段、 施工 詳圖階段、施工階段基本建設(shè)程序與工程概預(yù)算： 可研階段投資估算、 初設(shè)階段設(shè)計概算、 技施 階段工程預(yù)算、完建階段工程結(jié)算； 水利水電工程概算編制步驟。（ 2）水利水電工程勘測設(shè)計水利水電勘測工作的主要內(nèi)容： 社會經(jīng)濟情況調(diào)查、 地形測量、 水文調(diào)查、 地質(zhì)勘測； 水利水電工程設(shè)計：壩址和壩型選擇、樞紐布置的一般原則。（3）施工導(dǎo)、截流； 施工導(dǎo)流設(shè)計的主要任務(wù)； 施工導(dǎo)流的基本方法：分段圍堰法導(dǎo)流、全段圍堰法導(dǎo)流； 圍堰的基本型式及構(gòu)造； 截留工程