水工-建筑物課件

水工建筑物的分類擋水建筑物一二水工建筑物

泄水建筑物三引水建筑物四水電站廠房五水工建筑物的分類按作用不同可以分為:（1）擋水建筑物：作用是攔斷河道，抬高水位，形成水庫(kù)，如攔河壩、水閘等。

（2）泄水建筑物：作用是排泄超過(guò)需要的洪水，以保證攔河壩的安全。，如溢洪道、泄水隧洞等，而溢流壩和水閘則兼有擋水和泄水兩種功能。（3）引水及尾水建筑物：用于引水供發(fā)電用并泄放發(fā)電后的尾水，如進(jìn)水口、引水明渠、引水隧洞、調(diào)壓井、高壓管道、尾水渠等。（4）水電站廠房：用于安置水輪發(fā)電機(jī)組、輔助設(shè)備、控制設(shè)備等，把水能變?yōu)殡娔懿⑤斔统鋈ィㄖ鲝S房、副廠房、開關(guān)站等。（5）其他水工建筑物：如通航用的船閘、升船機(jī)室；過(guò)魚用的魚道；灌溉用的放水孔等。

擋水建筑物擋水建筑物：包括欄河壩和水閘二種。壩的種類很多，按筑壩材料不同，可分為土石壩、砌石壩、混凝土壩、鋼筋混凝土壩等，砌石壩和混凝土壩按受力和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分為重力壩、拱壩、支墩壩等。重力壩：重力壩是依靠本身的重量防止壩滑動(dòng)和傾倒以維持穩(wěn)定的。常見的是混凝土重力壩，較小的壩也可用石料砌成。拱壩：拱壩在平面上呈拱形，凸向上游。拱壩的特點(diǎn)是斷面小，工程量省，但只能修建在地質(zhì)條件較好的狹窄河道中，且施工復(fù)雜。支墩壩：由支墩及擋水蓋板組成。土石壩：采用土料或散粒石料筑成，一般為梯形，邊坡很緩，靠自重維持穩(wěn)定。土石壩通常采用分層碾壓法修筑，稱為碾壓式土石壩?；炷林亓喂皦沃Ф諌瓮潦瘔涡顾ㄖ镄顾ㄖ锏淖饔弥饕窍滦苟嘤嗟暮樗?，此外也可用來(lái)放空水庫(kù)和為下游其他用水部門放水。溢流壩：溢流壩既有擋水功能又有泄水功能，它是結(jié)合壩體表面建筑的一種泄洪建筑物，壩身泄洪孔：設(shè)在壩體中部的稱為中孔；設(shè)在壩體下部的稱為底孔。河岸溢洪道：當(dāng)壩身不宜設(shè)泄水建筑物時(shí)，可在大壩附近岸邊修建河岸溢洪道。泄洪隧洞：當(dāng)壩體不宜設(shè)泄水建筑物而河道較陡，巖石較好時(shí)，也可修建隧洞泄洪。泄水閘：作用是泄放洪水，由于設(shè)有閘門，也可起一定的擋水作用。泄水孔引水建筑物壩身引水式：由欄污柵、排污設(shè)備、檢修閘門、工作閘門和埋設(shè)于壩體內(nèi)的壓力管道組成。欄污柵的作用是防止污物進(jìn)入水輪機(jī)，欄污柵前的污物由排污設(shè)備清除；工作閘門的作用是當(dāng)檢修壓力管道或水輪機(jī)時(shí)關(guān)閉進(jìn)水口；檢修閘門的作用是檢修工作閘門時(shí)檔水。隧洞引水式：引水道進(jìn)口作成喇叭形，閘門和起閉設(shè)備設(shè)在閘門井和閘門室中，水流通過(guò)壓力隧洞輸送。明渠引水式：由進(jìn)水閘、沉沙池、引水明渠、前池和壓力鋼管組成。進(jìn)水閘中設(shè)欄污柵和閘門，作用是進(jìn)水、控制流量和欄污。沉沙池沉淀水中的泥沙。引水渠一般是沿山開挖的明渠，遇有較陡的山坡時(shí)，也可修建無(wú)壓隧洞。前池的作用是向壓力水管分流，并穩(wěn)定水位。壓力水管坡度較陡，設(shè)在鎮(zhèn)墩與支墩上，把水直接引進(jìn)廠房。水電站廠房水電站廠區(qū)是水電站的核心部分，它包括主廠房、副廠房、升壓站和開關(guān)站等。主廠房是廠區(qū)的主體，主要用于安設(shè)水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助設(shè)備，并有機(jī)組安裝、檢修用的安裝間。副廠房由主控制室、輔助車間和生產(chǎn)辦公室等組成。升壓站的任務(wù)是把發(fā)電機(jī)電壓升高，再通過(guò)開關(guān)站與輸電線路連接。水電站廠房又分為地面式水電站廠房和地下式水電站廠房?jī)煞N。地下式水電站廠房：可減少?gòu)S房樞紐其他建筑物布置的矛盾，施工及運(yùn)行少受氣候影響。地下廠房是一個(gè)大型洞室群組，我西南地區(qū)采用較多。地面式水電站廠房：主廠房分水下和水上兩大部分，習(xí)慣上把發(fā)電機(jī)層樓面以上稱為廠房水上部分，發(fā)電機(jī)層樓面以下稱為廠房水下部分。廠房水上部分包括屋面、墻體、門窗、排架、吊車梁等，用于放置電氣設(shè)備和安裝、檢修設(shè)備。水下部分包括樓板梁柱、發(fā)電機(jī)墩、水輪機(jī)蝸殼、尾水管等部分，是放置水輪發(fā)電機(jī)組及水輪機(jī)輔助設(shè)備的場(chǎng)所。作業(yè)1.水電站水工建筑物分為哪幾類?

2.水力發(fā)電的基本工作原理是什么？第9章數(shù)字系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)9.1數(shù)字系統(tǒng)概述數(shù)字系統(tǒng)是指由若干數(shù)字電路和邏輯部件構(gòu)成的能夠處理或傳送數(shù)字信息的設(shè)備。數(shù)字系統(tǒng)主體通?？梢苑譃閮刹糠?數(shù)據(jù)處理器和控制器。數(shù)據(jù)處理器按功能又可分解成若干子處理單元,通常稱為子系統(tǒng),每個(gè)子系統(tǒng)完成某個(gè)局部操作。計(jì)數(shù)器、寄存器、譯碼器等都可作為一個(gè)典型的子系統(tǒng)。控制器管理各個(gè)子系統(tǒng)的局部操作，使它們有條不紊地按規(guī)定順序進(jìn)行操作。第9章數(shù)字系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)9.1數(shù)字系統(tǒng)概述數(shù)字系統(tǒng)是指由若干數(shù)字電路和邏輯部件構(gòu)成的能夠處理或傳送數(shù)字信息的設(shè)備。第9章數(shù)字系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)9.2數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)語(yǔ)言-寄存器傳送語(yǔ)言一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，它的內(nèi)部狀態(tài)變量很多，若用常規(guī)方法和工具(如真值表、卡諾圖和邏輯函數(shù)表達(dá)式)來(lái)描述和設(shè)計(jì)，顯然是困難的，因而必須尋找從系統(tǒng)總體出發(fā)來(lái)描述和設(shè)計(jì)的方法。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法有多種，如時(shí)序流程法、硬件程序法等。硬件程序法采用一種符號(hào)表示法-寄存器傳送語(yǔ)言來(lái)描述數(shù)字系統(tǒng)中的信息傳遞和處理過(guò)程，然后再轉(zhuǎn)換成硬件結(jié)構(gòu)。第9章數(shù)字系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)9.2數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)語(yǔ)言-寄存器傳送語(yǔ)言這里介紹的是一種簡(jiǎn)便的寄存器傳送語(yǔ)言。在這種方法中，數(shù)字系統(tǒng)按功能被分為數(shù)據(jù)處理器和控制器兩部分，其功能框圖如圖所示。數(shù)據(jù)處理器主要進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送和運(yùn)算。寄存器是該部分的基本部件。第9章數(shù)字系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)9.2.1基本語(yǔ)句1.傳送語(yǔ)句傳送語(yǔ)句的基本形式為：B←A2.并列傳送語(yǔ)句P1:A←B，P2:C←D3.總線傳送語(yǔ)句BUS表示總線,是源寄存器的控制函數(shù)，

是目的寄存器的控制函數(shù)。第9章數(shù)字系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)9.2.1基本語(yǔ)句4.輸入/輸出線線端傳送語(yǔ)句輸入/輸出線線端與總線做同樣處理，給出線端符號(hào)即可。5.存儲(chǔ)器傳送語(yǔ)句存儲(chǔ)器的“讀”操作：存儲(chǔ)器的“寫”操作：實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器傳送語(yǔ)句的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖所示。第9章數(shù)字系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)9.2.1基本語(yǔ)句6.條件語(yǔ)句無(wú)條件轉(zhuǎn)移語(yǔ)句形式為：條件轉(zhuǎn)移語(yǔ)句形式為：7.算術(shù)微操作語(yǔ)句加法微操作語(yǔ)句為：減法微操作語(yǔ)句為：第9章數(shù)字系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)9.2.1基本語(yǔ)句8.邏輯微操作語(yǔ)句邏輯微操作是指對(duì)寄存器之間相對(duì)應(yīng)的每一位進(jìn)行邏輯運(yùn)算,包括與、或、非、異或、同或等?！芭c”微操作為：9.移位微操作左移語(yǔ)句為：右移語(yǔ)句為：第9章數(shù)字系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)9.2.2設(shè)計(jì)舉例進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，分析系統(tǒng)功能，確定總體任務(wù)。然后根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)和要求，確定一種算法,據(jù)此畫出系統(tǒng)框圖，用寄存器傳送語(yǔ)言寫出其工作過(guò)程的微操作語(yǔ)句，最后轉(zhuǎn)換成硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。1.數(shù)據(jù)處理器寄存器傳送語(yǔ)句可直接翻譯成邏輯電路。寄存器是由觸發(fā)器構(gòu)成的，寄存器中的每一位均對(duì)應(yīng)一個(gè)觸發(fā)器。寄存器傳送語(yǔ)句中箭頭的左邊代表觸發(fā)器的次態(tài)，可直接根據(jù)寄存器傳送語(yǔ)句寫出觸發(fā)器的狀態(tài)方程，從而實(shí)現(xiàn)硬件連接。9.2.2設(shè)計(jì)舉例【例9-1】設(shè)有兩個(gè)由D觸發(fā)器組成的４位寄存器，需實(shí)現(xiàn)如下邏輯功能：。試設(shè)計(jì)該電路的數(shù)據(jù)處理部分。解:可列出觸發(fā)器Ai

和Bi(i＝１,２,３,４)的狀態(tài)方程并由D觸發(fā)器的狀態(tài)方程Qn＋１＝D可得到狀態(tài)激勵(lì)表9.2.2設(shè)計(jì)舉例【例9-1】設(shè)有兩個(gè)由D觸發(fā)器組成的４位寄存器，需實(shí)現(xiàn)如下邏輯功能：。試設(shè)計(jì)該電路的數(shù)據(jù)處理部分。畫出圖所示電路2.控制器控制器的作用是保證電路按正確的時(shí)序工作。它應(yīng)定時(shí)發(fā)出控制命令使電路各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)一致有序地工作?？刂破魇且粋€(gè)時(shí)序電路，可分同步和導(dǎo)步兩種工作方式。下面討論的均屬同步方式。【例9-2】設(shè)計(jì)一個(gè)n位并行加法電路。該電路帶有外部控制按鈕，用來(lái)控制運(yùn)算的開始。9.2.2設(shè)計(jì)舉例【例9-2】設(shè)計(jì)一個(gè)n位并行加法電路。該電路帶有外部控制按鈕，用來(lái)控制運(yùn)算的開始。解:因?yàn)橐瓿蓛蓚€(gè)數(shù)相加，所以必須有三個(gè)寄存器，分別存放加數(shù)(X)、被加數(shù)(Y)及和數(shù)。還應(yīng)有一個(gè)加法器。因?yàn)榧拇嫫鱔和Y公用一個(gè)緩沖寄存器(BR)，所以采用有三態(tài)門的總線傳送方式。各部件必須由控制命令來(lái)協(xié)調(diào)工作。據(jù)此可以畫出邏輯框圖如圖所示。9.2.2設(shè)計(jì)舉例邏輯框圖如圖所示9.2.2設(shè)計(jì)舉例邏輯圖中各控制命令符號(hào)的意義分別是:W為將數(shù)據(jù)寫入寄存器控制命令,R為從寄存器讀出數(shù)據(jù)控制命令,下標(biāo)為各寄存器名,ZA為累加器(ACC)清零命令。由加法算法可寫出下列寄存器傳送語(yǔ)句:9.2.2設(shè)計(jì)舉例其中K表示外部控制按鈕命令。若按下按鈕則K＝１，否則K＝0。9.2.2設(shè)計(jì)舉例這個(gè)系統(tǒng)有T0~T6共7個(gè)標(biāo)號(hào),即計(jì)數(shù)器需有S0~S6共7個(gè)狀態(tài)。在每個(gè)狀態(tài)下發(fā)出該狀態(tài)下的控制命令，見表9-59.2.2設(shè)計(jì)舉例選用三個(gè)觸發(fā)器組成計(jì)數(shù)器即可滿足狀態(tài)數(shù)要求。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖9-13所示。狀態(tài)分配及與控制命令的關(guān)系見表9-6，實(shí)現(xiàn)時(shí)采用三個(gè)D觸發(fā)器組成計(jì)數(shù)器。譯碼器輸出各控制命令。9.2.2設(shè)計(jì)舉例選用三個(gè)觸發(fā)器組成計(jì)數(shù)器即可滿足狀態(tài)數(shù)要求。狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖9-13所示。狀態(tài)分配及與控制命令的關(guān)系見表9-6，實(shí)現(xiàn)時(shí)采用三個(gè)D觸發(fā)器組成計(jì)數(shù)器。譯碼器輸出各控制命令。9.2.2設(shè)計(jì)舉例觸發(fā)器輸入端(Di)激勵(lì)信號(hào)卡諾圖控制器的時(shí)序部分邏輯圖,圖9-14(c)為圖9-14(b)的邏輯符號(hào)9.2.2設(shè)計(jì)舉例水電站的特點(diǎn)水能是可再生的經(jīng)濟(jì)清潔的能源水電站機(jī)組起動(dòng)快，宜于擔(dān)任峰荷及備用。水力發(fā)電受自然條件影響大水電站建設(shè)投資較大

我國(guó)的水能資源我國(guó)水能資源開發(fā)利用方面具有以下特點(diǎn)：（1）我國(guó)水能資源在地區(qū)的分布上是很不均勻的，但與其他能源配合開發(fā)卻極為有利。（2）我國(guó)可開發(fā)水能資源中，不少水電站站址水量豐富，地質(zhì)地形條件好，宜于修建大型水電站。（3）我國(guó)河流主要靠降水補(bǔ)給，一年中水量變化大。（4）我國(guó)水能資源集中的西南、西北、中南地區(qū)，往往是交通不便，受地震影響大的邊遠(yuǎn)山區(qū)，這給水電站的設(shè)計(jì)、施工帶來(lái)許多困難。（5）與世界一些國(guó)家不同，受徑流和河流分布影響，我國(guó)水電品質(zhì)相對(duì)較差，表現(xiàn)在豐枯季節(jié)發(fā)電出力差別較大，距離用電中心較為遙遠(yuǎn)，調(diào)節(jié)性能較差等方面。水電站的工作原理工作原理：水力發(fā)電是利用江河水流在高處與低處存在的位能差進(jìn)行發(fā)電的。它的基本生產(chǎn)過(guò)程是：從河流較高處或水庫(kù)內(nèi)引水，利用水的壓力或流速?zèng)_動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，把水能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，通過(guò)水輪機(jī)的水流沿特設(shè)的輸水道流到河流下游。水輪機(jī)再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，把機(jī)械能變成電能，然后經(jīng)升壓變壓器和送、配電線路將電流送到負(fù)荷中心，降壓后供給工農(nóng)業(yè)和居民用電。

水電站的主要類型壩式水電站：壩式水電站的特點(diǎn)是在河道上修建攔河壩抬高上游水位以集中落差。這種型式的水電站大都修建在流量大、坡降小的河道上、中游。好處是除集中落差外，還可以形成水庫(kù)調(diào)節(jié)流量；缺點(diǎn)是可能造成較大的淹沒損失。抽水蓄能電站：這種電站有上游和下游兩個(gè)水庫(kù)(也稱為上池和下池)。水電站的開發(fā)原則河流的梯級(jí)開發(fā)：把一條河流劃分成幾段，落差分段集中，分段利用，修成若干個(gè)水電站，上一級(jí)水電站發(fā)電用過(guò)的水又流人下一級(jí)水電站取水口繼續(xù)引用，水電站水位互相銜接，這種將河流全部落差分級(jí)利用的開發(fā)方式，稱為梯級(jí)開發(fā)。

河流的綜合利用：開發(fā)水能時(shí)，需要結(jié)合全流域的干支流、上下游同時(shí)考慮防洪、灌溉、航運(yùn)、給水、魚業(yè)等，并結(jié)合環(huán)保要求，全面規(guī)劃，綜合利用。

水工建筑物的分類按作用不同可以分為:（1）擋水建筑物：作用是攔斷河道，抬高水位，形成水庫(kù)，如攔河壩、水閘等。

（2）泄水建筑物：作用是排泄超過(guò)需要的洪水，以保證攔河壩的安全。，如溢洪道、泄水隧洞等，而溢流壩和水閘則兼有擋水和泄水兩種功能。（3）引水及尾水建筑物：用于引水供發(fā)電用并泄放發(fā)電后的尾水，如進(jìn)水口、引水明渠、引水隧洞、調(diào)壓井、高壓管道、尾水渠等。擋水建筑物擋水建筑物：包括欄河壩和水閘二種。壩的種類很多，按筑壩材料不同，可分為土石壩、砌石壩、混凝土壩、鋼筋混凝土壩等，砌石壩和混凝土壩按受力和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分為重力壩、拱壩、支墩壩等。重力壩：重力壩是依靠本身的重量防止壩滑動(dòng)和傾倒以維持穩(wěn)定的。常見的是混凝土重力壩，較小的壩也可用石料砌成。拱壩：拱壩在平面上呈拱形，凸向上游。拱壩的特點(diǎn)是斷面小，工程量省，但只能修建在地質(zhì)條件較好的狹窄河道中，且施工復(fù)雜。泄水建筑物泄水建筑物的