文档介绍：辽宁广播电视大学双向视频课程 《水利工程设计导论》
主讲教师:谷云香
第二讲
讲授目录
第一讲水利工程设计的基本知识和标准
第二讲重力坝设计
第三讲土石坝设计
第四讲水闸设计
第五讲渡槽设计
水利工程设计依据和标准
设计依据
我国有关管理部门规定,大中型水利工程建设项目必须纳入国家经济计划,遵守先勘测、再设计,后施工的必要程序。工程设计需要有以下资料或设计依据:
1)工程建设单位的设计委托书及工程勘察设计合同,说明工程设计的范围、标准和要求。
2)经国家或行业主管部门批准的设计任务书。
3)规划部门、国土部门划准的建设用地红线图。
4)地质部门提供的地质勘察资料,对工程建设地区的地质构造、岩土介质的物理力学特性等加以描述与说明。
5)其他自然条件资料,如工程所在地的水文、气象条件和地理条件等。
6)工程建设单位提供的有关使用要求和生产工艺等资料。
7)国家或行业的有关设计规范和标准。
设计标准
为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性有机地统一起来,水利枢纽及其组成建筑物要分等分级,即按工程规模、效益及其在国民经济中的重要性,将水利枢纽分等,而后将枢纽中的建筑物按其作用和重要性进行分级。设计水工建筑物均需根据规范规定,按建筑物的重要性、级别、结构类型、运用条件等,采用一定的洪水标准,保证遇设计标准以内的洪水时建筑物安全。
对于综合利用的工程,如按规范规定的指标分属几个不同等别时,整个枢纽的等别应以其中的最高等别为准。确定水工建筑物级别时,如该建筑物同时具有几种用途,应按最高级别考虑,仅有一种用途时则按该项用途所属级别考虑。
对于二至五等工程,在下述情况下经过论证可考虑提高其主要建筑物级别:一是水库大坝高度较高时提高一级;二是建筑物的工程地质条件特别复杂,或采用缺少实践经验的新坝型新结构时提高警惕一级;三是综合利用工程如果按库容和不同用途的分等指标有两项接近同一等别的下限时,其共用的主要建筑物提高警惕一级;对二临时性水工建筑物,如果其失事后果对下游城镇、工矿区或其他国民经济部门造成严重灾害或严重影响工程施工时,视其重要性或影响程度,应提高一级或两级。对于低水头工程或失事损失不大的工程,其水工建筑物级别经论证可适当降低。
水利枢纽的布置
水利工程及水利枢纽的基本概念
水利工程的概念
所谓水利工程,是指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配,以达到除水害和兴水利目的的而修建的工程。在时间上重新分配水资源,做到蓄洪补枯,以防止洪涝灾害和发展灌溉、发电、供水等事业;改善水域环境,疏浚航道,建造码头,以利于水上运输;为防止水质污染,维护生态平衡,需要因地制宜地修建一系列的水利工程。
水利工程按其承担的任务可分为防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、供水与排水工程、航运及港口工程,环境水利工程等,一项工程同时兼有几种任务时称为综合利用水利工程。按其对水的作用分为蓄水工程、排水工程、取水工程、输水工程、提水工程、水质净化和污水处理工程等。
水利枢纽
由若干种不同类型的水工建筑物组成的建筑物综合体称为水利枢纽,一般由挡水建筑物、泄水建筑物、取水建筑物和专门性建筑物组成。一个水利枢纽的建筑物组成是由该枢纽承担的任务来确定的。
水利枢纽的布置
枢纽布置主要研究和确定枢纽中各种建筑物的相互位置,该项工作涉及泄洪、通航、发电、供水、施工导流等各项任务,并与枢纽建筑物地址、类型密切相关,需要统筹兼顾,全面安排、认真分析,全面论证。最后通过综合比较,从若干方案中选出最优的枢纽布置方案。
枢纽布置的原则:
1、枢纽布置要保证各建筑物在任何工作条件下都有能正常运行,避免相互干扰。
2、在满足建筑物的强度和稳定,满足安全运行的前提下,使建筑物的总造价和年运行费用最低。尽可能采用当地材料以及新材料、新工艺、新技术。
3、尽量使一个建筑物发挥多种效益,如枢纽布置时考虑与施工导流配合。在某种情况下还可使部分建筑物提前发挥效益,缩短工期。
4、枢纽布置与周边自然环境相协,因地制宜地将人工环境与自然环境有机地结合起来,尽量注意美观。
5、考虑远景规划,应对远期扩大效益创造条件,留有余地。在布置时应考虑分期开发的条件,满足高坝规划、低坝施工的要求。
各类水工建筑物对布置的要求
除拱坝外,挡水建筑物通常布置成直线,这样可使坝轴线最短,坝身体积最小。
泄水建筑物如采用溢流坝,应使溢流前缘与上游来水主流方向垂直,下游出口方向最好与原河道的主河槽水流方向一致。溢流坝应尽可能位于坚硬的岩基上,这样可以较好地解决下泄水流的消能防冲问题。溢流坝与土石坝相邻时,要防止坝前水流淘刷土石坝坝坡。
为了减