水利水電工程

1、土木工程概論土木工程概論第九章水利水電工程本章內(nèi)容本章內(nèi)容9 9.1 .1 農(nóng)田水利工程農(nóng)田水利工程9 9.2 .2 水電工程水電工程9 9.3 .3 防洪規(guī)劃防洪規(guī)劃9 9.4 .4 前景展望前景展望引言引言都江堰水利工程 都江堰及其示意圖四川都江堰水利工程（公元前256年秦蜀郡守李冰修建），是全世界至今為止年代最久、唯一留存、以無壩引水為特征的宏大水利工程。都江堰沒有眾多水利工程所常見的雄偉大壩，只有一個酷似魚一樣的大堤縱臥江中，這條堤就被稱為“金剛堤”。堤的頭部就是都江堰的魚嘴；中后部是一個低矮的斜坡，叫飛沙堰；尾部是兩山之間狹窄的進水口，形似瓶口，叫寶瓶口。這項工程主要由魚嘴分水堤、飛

2、沙堰溢洪道、寶瓶口進水口三大部分構(gòu)成，科學地解決了江水自動分流、自動排沙、控制進水流量等問題，消除了水患，使川西平原成為“水旱從人”的“天府之國”。目前灌溉面積已達40余縣、超過一千萬畝農(nóng)田。引言引言從古到今人類為了生存和發(fā)展的需要，采取各種措施，對自然界的水和水域進行調(diào)控，以防治水旱災害，開發(fā)利用和保護水資源。用于調(diào)控自然界的地表水和地下水，以達到除害興利目的而興建的工程稱為水利工程。我國江河眾多，全國大小河流總長達42萬公里，河川徑流總量為2.81 012 m3，流域面積在1000 km2以上的河流約1500條。引言引言中國七大江河中國七大江河 引言引言項目項目長江長江黃河黃河松花江松花江

3、珠江珠江遼河遼河海河海河淮河淮河流域面積（萬流域面積（萬km2）180.95.255.744.422.926.426.9河長（河長（km）6300546423082214139010901000年均降水深（年均降水深（mm）10704755271469473559889年均徑流量（億年均徑流量（億m3）9513658623338148228622注入注入東海渤海黑龍江南海渤海長江渤海典型工程典型工程三峽都江堰南水北調(diào)請同學們課后查閱相關的鏈接內(nèi)容。9.1 9.1 農(nóng)田水利工程農(nóng)田水利工程 農(nóng)田水利工程主要包括灌溉工程和排澇工程，解決農(nóng)田的灌溉和排澇，以及土壤改良工作。 9.1.1 9.1.1

4、灌溉與排水灌溉與排水 9.1.2 9.1.2 取水工程取水工程 9.1.3 9.1.3 灌溉泵站與排水泵站灌溉泵站與排水泵站 9.1.4 9.1.4 渠道工程與渠系建筑物渠道工程與渠系建筑物9.1.1 9.1.1 灌溉與排水灌溉與排水噴灌 微噴 1 1、 灌溉方法灌溉方法：地面灌溉、噴灌、滴灌、微噴等幾種形式。9.1.1 9.1.1 灌溉與排水灌溉與排水2 2、灌溉水源灌溉水源：天然河水，水庫、湖泊、池塘、洼地蓄水，經(jīng)凈化處理過后的排放污水，高山融雪和地下水。3 3、農(nóng)田排水農(nóng)田排水：排除地面面積水和降低地下水位，有明溝排水系統(tǒng)和暗溝排水系統(tǒng)。灌溉動畫灌溉動畫9.1.2 9.1.2 取水工程取

5、水工程 作用是將河水引入渠道，以滿足農(nóng)田灌溉、水力發(fā)電、工業(yè)及生活供水等需要。因取水工程位于渠道的首部，所以也稱渠首工程。灌溉取水方式示意圖1 1、無壩取水無壩取水2 2、有壩（低壩）取水有壩（低壩）取水 3 3、抽水取水抽水取水：河流的水量比較豐富，但灌區(qū)位置較高時 4 4、水庫取水水庫取水：河流的流量、水位均不能滿足灌溉要求時9.1.2 9.1.2 取水工程取水工程有壩取水工程示意圖9.1.3 9.1.3 灌溉泵站與排水泵站灌溉泵站與排水泵站1 1、灌溉泵站、灌溉泵站有引水渠泵站布置圖 2 2、排水泵站、排水泵站（1）排水必須統(tǒng)一規(guī)劃，分區(qū)進行，因地制宜，不應以鄰為壑，以造成水利糾紛。（2

6、）澇水可通過排水干渠匯集于蓄澇區(qū)內(nèi)時，宜集中修建較大泵站。（3）排水區(qū)水網(wǎng)密集，排水出口分散，地勢高低不平，高地需灌水，低地需排水，宜分散建站。9.1.3 9.1.3 灌溉泵站與排水泵站灌溉泵站與排水泵站9.1.4 9.1.4 渠道工程與渠系建筑物渠道工程與渠系建筑物渠道所經(jīng)過地方的建筑物，稱為渠系建筑物。渠道段面示意圖2 2、渠道的流速與流量、渠道的流速與流量3 3、渠道的滲透損失及防滲措施、渠道的滲透損失及防滲措施 一條渠道的兩端底部高差與坡底的長度比，叫做底坡降。一般情況下灌溉渠道的水流是恒定流（即水深和流速都不變），因而水面坡降與渠底坡降大致相等。9.1.4 9.1.4 渠道工程與渠系

7、建筑物渠道工程與渠系建筑物 渠道的水量損失，主要是滲透，其次是蒸發(fā)。 一般防止?jié)B透的方法有：提高渠床土壤的不透水性；或是襯砌渠床。4 4、渠系建筑物渠系建筑物9.1.4 9.1.4 渠道工程與渠系建筑物渠道工程與渠系建筑物水閘立體示意圖4 4、渠系建筑物渠系建筑物9.1.4 9.1.4 渠道工程與渠系建筑物渠道工程與渠系建筑物林縣紅旗渠渡漕聯(lián)結(jié)建筑物9.2 9.2 水電工程水電工程 我國水能資源理論蘊藏量為6.76億千瓦，其中可開發(fā)量3.78億千瓦，年發(fā)電量19 200億千瓦時，占全世界可開發(fā)水能資源總量的16.7，居世界第一位。 我國水能資源多在西南，但我國煤炭儲藏量主要在華北，煤炭和水能資

8、源分布很不均勻，但從能源來講，兩者可相互補充。9.2.1 9.2.1 水電站開發(fā)方式和主要類型水電站開發(fā)方式和主要類型1、壩式水電站、壩式水電站富春江河床式水電站壩后式水電站壩式水電站動畫壩式水電站動畫2 2、引水式水電站、引水式水電站 引水式開發(fā)主要或全部用引水道來集中水頭。其水電站地下廠房可以有三種布置方式：首部式地下廠房、尾部式地下廠房、中部式地下廠房。青海 仙米水電站9.2.1 9.2.1 水電站開發(fā)方式和主要類型水電站開發(fā)方式和主要類型引引水水式式水水電電站站動動畫畫3 3、抽水蓄能電站、抽水蓄能電站 抽水蓄能電站是一種特殊作用的水電站，是在時間上把能量重新分配。因能量轉(zhuǎn)換有損耗，大

9、體上用4度電抽水可發(fā)出3度電。廣州抽水蓄能電站布置圖9.2.1 9.2.1 水電站開發(fā)方式和主要類型水電站開發(fā)方式和主要類型4 4、潮汐電站、潮汐電站 潮汐發(fā)電是利用潮水漲、落產(chǎn)生的水位差所具有的勢能來發(fā)電。據(jù)計算，世界海洋潮汐能蘊藏量約為27億千瓦，若全部轉(zhuǎn)換成電能，每年發(fā)電量大約為1.2萬億度。浙江 江廈潮汐電站9.2.1 9.2.1 水電站開發(fā)方式和主要類型水電站開發(fā)方式和主要類型9.2.2 9.2.2 水電站建筑物水電站建筑物1 1、水電站建筑物的布置水電站建筑物的布置（1）河床式水電站建筑物的布置適用于較低水頭，一般在3040 m以下，多修建在河流的中下游河床坡降較平緩的地段或灌溉渠

10、道上。如長江葛洲壩水電站。（2）當水頭較高，一般超過3040 m時，由于壓力大，廠房本身的重量不足以維持其穩(wěn)定時，采用壩后式水電站建筑物的布置。（3）由于地形、地質(zhì)條件，壩后不能布置電站或無壩引水，則采用引水式水電站建筑物的布置。2 2、水電站建筑物的作用、水電站建筑物的作用擋水建筑物泄水建筑物水電站進水建筑物水電站引水建筑物水電站平水建筑物發(fā)電、變電和配電建筑物9.2.2 9.2.2 水電站建筑物水電站建筑物9.3 9.3 防洪工程防洪工程 洪水常造成江河沿岸河谷、沖積平原、河口三角洲和海岸地帶的淹沒。而這些受洪水泛濫威脅的地帶，大多仍可被人類開發(fā)利用，從而出現(xiàn)了防洪問題。 防洪包括防御洪水

11、危害人類的對策、措施和方法。其基本內(nèi)容可分為建設、管理、防汛和科學研究。9.3.1 9.3.1 防洪規(guī)劃防洪規(guī)劃1 1、定義、定義：是指為防治某一流域、河段或者區(qū)域的洪澇災害而制定的總體部署。2 2、原則原則：統(tǒng)籌規(guī)劃、綜合利用、蓄泄兼籌、因地制宜、區(qū)別對待。3 3、內(nèi)容、內(nèi)容：收集資料、洪水分析、擬定規(guī)劃目標與防洪標準、制定防洪方案、確定防洪高度、防洪效益分析。9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程1 1、定義、定義：是控制、防御洪水以減免洪災損失所修建的工程。主要有堤、河道整治工程、分洪工程和水庫等。2 2、分類、分類：按功能和興建目的分為：擋、泄（排）和蓄（滯）。一、堤壩一、堤壩1、它

12、是沿河、渠、湖、海岸邊或行洪區(qū)、分洪區(qū)（蓄洪區(qū)）、圍墾區(qū)邊緣修筑的擋水建筑物。2、常見形式有：土堤、石堤、防洪墻、及較先進的橡膠壩。河南信陽市 浉河橡膠壩工程9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程二、河道整治二、河道整治2、分洪是當河道洪水位將超過保證水位或流量將超過安全泄量時，為保障保護區(qū)安全，而采取的分泄超額洪水的措施；是犧牲局部，保存全局的措施。1、河道整治包括控制和調(diào)整河勢，裁彎取直，河道展寬和疏浚。9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程分洪動畫一分洪動畫一分洪動畫二分洪動畫二三、水庫三、水庫1、水庫是用壩、堤、水閘、堰等工程，于山谷、河道或低洼地區(qū)形成的人工水域。2、作用有防洪、

13、水力發(fā)電、灌溉、航運、城鎮(zhèn)供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游、改善環(huán)境等。3、同時要防止水庫的淤積、滲漏、塌岸、浸沒。水質(zhì)變化和對當?shù)貧夂虻挠绊憽?.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程 長江三峽水利樞紐工程包括一座混凝土重力大壩，一座壩后式水電站、一座永久性通航船閘和一架升船機。高峽出平湖9.3.2 9.3.2 防洪工程防洪工程9.3.3 9.3.3 防洪非工程措施防洪非工程措施1、定義：是指通過法令、政策、經(jīng)濟手段和工程以外的其它技術手段，以減少洪災損失的措施。采用防洪非工程措施是由于只靠工程措施既不能解決全部防洪問題，又受費用制約。2、基本內(nèi)容：（1）洪泛區(qū)管理；（2）行洪道清障；（3）洪水保險；（4

14、）洪水預報警報系統(tǒng)；（5）超標準洪水緊急措施；（6）救災。9.4 9.4 前景展望前景展望 水是人類生存之源。據(jù)報道到2025年，水資源的缺乏將威脅到全球近30億人的糧食供應以及世界各地沼澤地和其它生態(tài)系統(tǒng)的健康與生產(chǎn)力。包括中國大陸在內(nèi)的29個國家和地區(qū)的大約4.5億人已面臨缺水問題。 我國是一個干旱、缺水嚴重的國家。淡水資源總量占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均不足2200 m3，僅為世界平均水平的1/4。 南水北調(diào)總體規(guī)劃為東線、中線和西線三條調(diào)水線路，通過三條調(diào)水線路與長江、黃河、淮河和海河四大江河的聯(lián)系，構(gòu)成以“四橫三縱”為主體的總體布局，以利于實現(xiàn)我國水資源南北調(diào)配、東西互濟的合理配置格局。南水北調(diào)規(guī)劃圖9.4 9.4 前景展望前景展望其它國家的大型調(diào)水工程其它國家的大型調(diào)水工程1、以色列歷時11年的北水南調(diào)工程，把大片南部地區(qū)不毛之地的荒漠變?yōu)榫G洲。2、美國于上世紀70年代開始的北水南調(diào)奏響了其西部開發(fā)進行曲。3、印度希望改造恒河而將全國各地的河流用人工運河連