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土木工程概论第8章水工结构物本章内容8.1水工结构物的基本类型8.2水流特点8.3大坝结构设计8.4明渠流8.5长江三峡水利枢纽工程介绍8.1水利结构的基本类型水利工程中常采用单个或若干个不同作用、不同类型的建筑物来调控水流，以满足不同部门对水资源的需求。这些为兴水利、除水害而修建的建筑物称水工建筑物或者水工结构物。主要作用是控制和调节水流，防治水害，开发利用水资源，是实现各项水利工程目标的重要组成部分。大坝结构和运河渠道是最主要的两种水利结构形式。8.1水利结构的基本类型8.1水利结构的基本类型8.1.1大坝大坝是一种挡水结构，其主要作用就是拦蓄水流。北京官厅水库大坝8.1水利结构的基本类型大坝主要有两种类型，砌体坝（堆砌）和土石坝（填筑坝）。混凝土大坝通常有三种主要结构形式：1.重力式大坝2.扶壁式大坝3.拱坝8.1水利结构的基本类型钢筋混凝土重力坝8.1水利结构的基本类型钢筋混凝土扶壁式坝8.1水利结构的基本类型拱坝8.1水利结构的基本类型土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。当坝体材料以土和砂砾为土石坝主时，称土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；8.1水利结构的基本类型土石坝8.1水利结构的基本类型8.1.2大运河京杭大运河路线图8.1水利结构的基本类型8.1水利结构的基本类型8.1水利结构的基本类型三峡五级船闸8.1水利结构的基本类型8.1.3其他水工结构物为满足各项水利工程兴利除害的目标，在河流或渠道的适宜地段修建的不同类型水工建筑物的综合体，被称为水利枢纽工程项目。水利枢纽主要由挡水建筑物、泄水建筑物、取水建筑物和专门性建筑物组成。8.1水利结构的基本类型8.2水流特点水流的流动会影响到水工建筑物以及相关结构的基础、底岸等。水流的机械运动对结构表面产生静水压力和动水压力。8.2水流特点在水利枢纽中，为了防止洪水漫过坝顶，危及大坝和枢纽的安全，必须布置泄水建筑物。溢洪道除应有足够的泄洪能力外，还应保证在运用期间的自身安全和下泄水流与原河道水流得到良好的衔接。8.2水流特点8.2水流特点为了控制下游尾流冲刷作用，保护下游河床，我们需要建筑混凝土防冲池。大坝基础和堤岸渗水现象的存在会导致不良现象出现。8.3大坝结构设计坝是根据他们的类型和建筑材料分类的：如重力坝、拱坝、支墩坝、堆石坝和土坝。前三种是用混凝土建造的。重力坝依靠其自重达到稳定，且通常在平面上是直的，有时也有稍呈弯曲。拱坝则将坝后水的水平向大部分推力借助拱的作用传到河谷两岸。与重力坝比较，拱坝可具角薄的横断面。8.3大坝结构设计重力坝：（1）坝的重量（2）静水压力（3）上托力（4）冰压力（5）地震力（6）反作用力根据以上几个力判断坝的稳定性8.3大坝结构设计土坝：在给定的坝基条件下，选择的材料成分和边坡应能使坝体的任何部分都不会发生坍塌。堆石坝：坝基必须坚实足以承受竖向压力，并对横向滑动应有足够的抵抗力。8.4明渠流明渠流是指具有自由表面的流动，如天然河道、人工渠道中的水流流动。明渠流一般可划分为恒定流和非恒定流。8.5长江三峡水利枢纽工程介绍三峡水利枢纽工程主要有拦蓄大坝、泄水设施、发电厂和导航设施等。大坝的主体为钢筋混凝土重力式结构。长江三峡水利枢纽工程包括一座混凝土重力大坝，一座坝后式水电站、一座永久性通航船闸和一架升船机。高峡出平湖8.5长江三峡水利枢纽工程介绍8.6前景展望我国水能资源理论蕴藏量为6.76亿千瓦，其中可开发量3.78亿千瓦，年发电量19200亿千瓦时，占全世界可开发水能资源总量的16.7％，居世界第一位。我国水能资源多在西南，但我国煤炭储藏量主要在华北，煤炭和水能资源分布很不均匀，但从能源来讲，两者可相互补充。8.6前景展望水是人类生存之源。据报道到2025年，水资源的缺乏将威胁到全球近30亿人的粮食供应以及世界各地沼泽地和其它生态系统的健康与生产力。包括中国大陆在内的29个国家和地区的大约4.5亿人已面临缺水问题。我国是一个干旱、缺水严重的国家。淡水资源总量占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均不足2200m3，仅为世界平均水平的1/4。南水北调总体规划为东线、中线和西线三条调水线路，通过三条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河的联系，构成以“四横三纵”为主体的总体布局，以利于实现我国水资源南北调配、东西互济的合理配置格局。南水北调规划图8.6前景展望