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水利工程名词

2021-07-23 20:42 作者:风润生  | 我要投稿

什么是水利工程?

 水利工程是指为了控制、调节和利用自然界的地面水和地下水,以达到除害兴利的目的而兴建的各种工程。水利工程按其服务对象可以分为防洪工程(堤防、水库、蓄滞分洪区、涵闸、排水工程等)、农田水利工程(灌溉工程)、水力发电工程、航运及城市供水、排水工程。

水利工程防洪措施有哪些?


 工程措施是指利用水利工程拦蓄调节洪量、削减洪峰或分洪、滞洪等,以改变洪水天然运动状况,达到控制洪水、减少损失的目的。常用的水利工程包括河道堤防、水库、涵闸、蓄滞分洪区、排水工程等。

  1、修筑堤防,约束水流 

  河道是渲泄洪水的通道。提高河道泄洪能力是平原地区防洪的基本措施,修筑堤防是这一措施的重要组成部分。堤防在防洪中的作用是:约束水流,提高河道泄洪排水能力;限制洪水泛滥,保护两岸工农业生产和人民生命财产安全;抗御风浪和海潮,防止风暴潮侵袭陆地。 

  堤防的建设,一般都与河道整治密切结合。例如为了扩大河道泄洪能力,除加高培厚堤防还要采取疏浚河道、裁弯取直、改建退建以及及时清除河道内的阻水障碍物等措施。为了巩固堤防,需要修建河道流势的控导工程和险工段的防护工程等。

堤防的建设,一般都与河道整治密切结合。例如为了扩大河道泄洪能力,除加高培厚堤防还要采取疏浚河道、裁弯取直、改建退建以及及时清除河道内的阻水障碍物等措施。为了巩固堤防,需要修建河道流势的控导工程和险工段的防护工程等。



  2、兴建水库,调蓄洪水 

  水库一般是指利用山谷建造拦河坝,拦截径流,抬高水位,在坝上形成蓄水体,即人工湖泊。在平原地区,利用湖泊、洼地、河道,通过修筑围堤和控制闸等建筑物,形成平原水库,如我省的板桥水库。我省已建成的大中型水库达九百余座。许多河道受洪水的严重威胁,如不修建控制性水库是无法解决的。不少中小河流及其下游的城市,也必须有水库的调节控制,才能保证防洪安全。 

  水库的防洪一般要兼顾上下游。为了水库上游周边的工农业生产发展及人民生活,库内蓄水高度要加以限制;水库向下游泄洪量的大小则应考虑下游河道的安全。在一个流域或地区内如有多个水库,可以通过联合运用,发挥干支流错锋、补偿调节的作用。水库的任务一般除了防洪还要兴利,前者要求在洪水到来前能腾出较充分的库容以接纳洪水,后者则要求水库经常保持较多的蓄水量。因此,水库在防洪时,既要兼顾上下游的要求,又要拦蓄部分洪水以转化为可利用的水资源供非汛期使用,这就要制定出合理的水库工程控制运用方案。在方案实施时还要依靠及时、准确的气象、水文情报与预报,作为决策的依据。

水库的防洪一般要兼顾上下游。为了水库上游周边的工农业生产发展及人民生活,库内蓄水高度要加以限制;水库向下游泄洪量的大小则应考虑下游河道的安全。在一个流域或地区内如有多个水库,可以通过联合运用,发挥干支流错锋、补偿调节的作用。水库的任务一般除了防洪还要兴利,前者要求在洪水到来前能腾出较充分的库容以接纳洪水,后者则要求水库经常保持较多的蓄水量。因此,水库在防洪时,既要兼顾上下游的要求,又要拦蓄部分洪水以转化为可利用的水资源供非汛期使用,这就要制定出合理的水库工程控制运用方案。在方案实施时还要依靠及时、准确的气象、水文情报与预报,作为决策的依据。



  3、建造水闸,控制洪水 

  水闸是一种低水头水工建筑物,它的作用既能挡水,又能泄水,按其防洪排涝作用可分为: 

   (1)分洪闸。它是分泄河道洪水的水闸。当河道上游出现的洪峰流量超过下游河道安全泄量时,为保护下游重要城镇及农田免遭洪灾,将部分洪水通过分洪闸泄入预定的湖泊洼地(蓄洪区或滞洪区),也可将洪水分泄入水位较低的邻近河流。 

   (2)挡潮闸。它是设于感潮河流的河口防止海潮倒灌的水闸。涨潮时,潮水位高于河水位,关闸挡潮;汛期退潮时,潮水位低于河水位,开闸排水。枯水期闸门关闭,既挡潮水,又兼蓄淡水。 

  (3)节制闸。它是调节上游水位,控制下泄流量的水闸。天然河道的节制闸也称为拦河闸。枯水期,关闭闸门抬高上游水位,以满足兴利要求;洪水期,开闸泄洪,使上游洪水位不超过防洪限制水位,同时控制下泄洪水流量,使其不超过下游河道的安全泄量。 

  (4)排水闸。它是排泄洪涝水的水闸,一般是指洪涝地区向江河排水的水闸。当外河水位高于堤内水位时,关闸挡水,防止河水倒灌;当堤外江河水位低于堤内洪涝水位,开闸排水,减免洪涝灾害损失。




分洪闸。它是分泄河道洪水的水闸。当河道上游出现的洪峰流量超过下游河道安全泄量时,为保护下游重要城镇及农田免遭洪灾,将部分洪水通过分洪闸泄入预定的湖泊洼地(蓄洪区或滞洪区),也可将洪水分泄入水位较低的邻近河流。挡潮闸。它是设于感潮河流的河口防止海潮倒灌的水闸。涨潮时,潮水位高于河水位,关闸挡潮;汛期退潮时,潮水位低于河水位,开闸排水。枯水期闸门关闭,既挡潮水,又兼蓄淡水。节制闸。它是调节上游水位,控制下泄流量的水闸。天然河道的节制闸也称为拦河闸。枯水期,关闭闸门抬高上游水位,以满足兴利要求;洪水期,开闸泄洪,使上游洪水位不超过防洪限制水位,同时控制下泄洪水流量,使其不超过下游河道的安全泄量。排水闸。它是排泄洪涝水的水闸,一般是指洪涝地区向江河排水的水闸。当外河水位高于堤内水位时,关闸挡水,防止河水倒灌;当堤外江河水位低于堤内洪涝水位,开闸排水,减免洪涝灾害损失。



  4、利用蓄滞、分洪区,减轻河道行洪压力

  大江大河中下游两岸常有湖泊洼地与江河相通,洪水期江河洪水漫溢,这些湖洼起了自然滞蓄洪水、降低河道水位、减轻洪水对下游威胁的作用。为了更有效地利用沿岸湖洼调蓄稀遇洪水的作用,现在许多流域都有计划地用围堤将大部分沿岸湖洼与河道分开,建成为蓄滞、分洪区。在水位到达一定高度时采取自流分洪、水闸控制分洪或人为开口分洪等措施,以临时蓄、滞洪水,减轻河道的行洪压力。 

  由于蓄滞洪区、分洪区一般使用机会不多,随着人口的增长和经济的发展,蓄滞洪区、分洪区内居民日益增多,这就造成了需要分洪时的困难和巨大损失。因此,尚需要有一系列的非工程措施与之配合,才能使蓄滞洪区、分洪区的作用得以发挥。

由于蓄滞洪区、分洪区一般使用机会不多,随着人口的增长和经济的发展,蓄滞洪区、分洪区内居民日益增多,这就造成了需要分洪时的困难和巨大损失。因此,尚需要有一系列的非工程措施与之配合,才能使蓄滞洪区、分洪区的作用得以发挥。


  5、建立排水系统,排除洪涝积水排涝工程有自排工程和机电排水工程两类。 

   (1)自排工程。自排工程也就是自流排涝工程,它主要为河道及排水沟。可选择地势较低的江河、湖泊作为自排的容泄区。 

   (2)机电排水工程。洪涝积水无法向容泄区自排时,就需要在适当地点修建排水站,利用机电进行排水。沿江沿湖圩区,在遇到雨涝时,一般都采用自排与机电排相结合进行排涝。

机电排水工程。洪涝积水无法向容泄区自排时,就需要在适当地点修建排水站,利用机电进行排水。沿江沿湖圩区,在遇到雨涝时,一般都采用自排与机电排相结合进行排涝。

什么是堤防的特征水位?

 设计水位。堤防工程设计采用的防洪最高水位。堤防设计水位是修建堤防的一项基本依据。在防洪系统的规划设计中,堤防设计水位应根据河流水文、地形、土料、河道冲淤等条件,结合防洪系统中的其他防洪措施,经技术经济比较确定。堤防保证水位与堤防设计水位密切相关,一般二者相同。
  警戒水位。汛期河流主要堤防险情可能逐渐增多,需加强防守的水位。游荡型河道,由于河势摆动,在警戒水位以下也可能发生塌岸等较大险情。大江大河大湖保护区的警戒水位多取定在洪水普遍漫滩或重要堤段开始漫滩偎堤的水位。此时河段或区域开始进入防汛戒备状态,有关部门进一步落实防守岗位、抢险备料等工作,跨堤涵闸停止使用。该水位主要是防汛部门根据长期防汛实践经验和堤防等工程的抗洪能力、出险基本规律分析确定的。警戒水位是制定防汛方案的重要依据。

什么是水库?如何分类?

水库是在河道、山谷、低洼地及下透水层修建挡水坝或堤堰、隔水墙,形成蓄集水的人工湖,是调蓄洪水的主要工程措施之一。水库的主要作用是防洪、发电、灌溉、供水、蓄能等,水库在防洪中的主要作用是调蓄洪水、削减洪峰,特别是江河干流上的水库汛期拦蓄洪水,调节径流的作用很大,防洪效益很显著。建国以来,我国对主要江河的干支流进行了不同程度的规划治理,修建了8万多座各类水库。病险水库是我国当前已建成水库中存在安全问题带病运行的水库,主要是原设计防洪标准不够、施工质量差以及管理薄弱等原因造成。因此,在管理养护和防洪调度方面都要给予特殊考虑。
  水库按其所在位置和形成条件,通常分为山谷水库、平原水库和地下水库三种类型。山谷水库多是用拦河坝截断河谷,拦截河川径流,抬高水位形成。平原水库是在平原地区,利用天然湖泊、洼淀、河道,通过修筑围堤和控制闸等建筑物形成的水库。地下水库是由地下贮水层中的孔隙和天然的溶洞或通过修建地下隔水墙拦截地下水形成的水库。
 什么是水库的特征水位及库容?


 水库死水位(Z死)及死库容(V死)。水库在正常运用情况下,允许消落的最低水位,又称设计低水位。日调节水库在枯水季节水位变化较大,每24小时内将有一次消落到死水位。年调节水库一般在设计枯水年供水期末才消落到死水位。多年调节水库只在多年的枯水段末才消落到死水位。水库正常蓄水位与死水位之间的变幅称水库消落深度。

  死库容是指死水位以下的水库容积,又称垫底库容。一般用于容纳淤沙、抬高坝前水位和库区水深。在正常运用中不调节径流,也不放空。只有因特殊原因,如排沙、检修和战备等,才考虑泄放这部分容积。

  水库正常蓄水位(Z正)及兴利库容(V兴)。水库的正常蓄水位是水库在正常运用情况下,为满足兴利要求应在开始供水时蓄到的高水位,又称正常高水位,兴利水位。它决定水库的效益和调节方式,也在很大程度上决定水工建筑物的尺寸、型式和水库的淹没损失,是水库最重要的一项特征。当采用无闸门控制的泄洪建筑物时,它与泄洪堰顶高程相同;当采用有闸门控制的泄洪建筑物时,它是闸门关闭时允许长期维持的最高蓄水位,也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。

  兴利库容,即调节库容。正常蓄水位至死水位之间的水库容积。用以调节径流,提供水库的供水量或水电站的出力。

  汛期限制水位(Z限)和结合库容(V结)。系指水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位,是预留防洪库容的下限水位,在常规防洪调度中是设计调洪计算的起始水位。汛期限制水位是根据水库综合效益、洪水特性、防洪要求和调度原则,在保证工程安全的前提下经分析计算确定的。一般在水库工程的正常运用情况下,即采用原设计提出的运用指标。防洪限制水位与正常蓄水位之间的库容称结合库容(V结),此库容在汛末要蓄满为兴利所用。在汛期洪水到来后,此库容可作滞洪用,洪水消退时,水库尽快泄洪,使水库水位迅速回降到防洪限制水位。

  水库防洪高水位(Z防)和防洪库容(V防)。水库的防洪高水位是水库遇到下游防护对象的设计标准洪水时,在坝前达到的最高水位。只有当水库承担下游防洪任务时,才需确定这一水位。此水位可采用相应下游防洪标准的各种典型洪水,按拟定的防洪调度方式,自防洪限制水位开始进行水库调洪计算求得。

  防洪库容是防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积,用以控制洪水,满足下游防护对象的防洪标准。当汛期各时段分别拟定不同的防洪限制水位时,这一库容指其中最低的防洪限制水位至防洪高水位之间的水库库容。

  允许最高洪水位(Z允)。系指在汛期防洪调度中,为保障水库工程安全而允许充蓄的最高洪水位。一般情况下,如工程能按设计要求安全运行,则原设计确定的校核洪水位即可作为水库在汛期的最高控制水位,在实时调度中除在发生超设计标准洪水时不应突破。

  水库的设计洪水位(Z设)。水库的设计洪水位是,当水库遇到大坝的设计洪水时,在坝前达到的最高水位。它是水库在正常运用情况下允许达到的最高水位。也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。可采用相应大坝设计标准的各种典型洪水,按拟定的调洪方式,自防洪限制水位开始进行调洪计算求得。

  水库校核洪水位(Z校)及调洪库容(V调)。水库的校核洪水位是水库遇到大坝的校核洪水时,在坝前达到的最高水位,它是水库在非常运用情况下,允许临时达到的最高洪水位,是确定大坝顶高及进行大坝安全校核的主要依据。此水位可采用相应大坝校核标准的各种典型洪水,按拟定的调洪方式,自防洪限制水位开始进行调洪计算求得。

  水库设计最大泄洪流量(Q设)。当水库遭遇设计洪水时,按正常运用条件进行调洪计算所求得的泄洪流量过程中的最大值。水库设计最大泄洪流量由泄洪设备和其他过水建筑物共同渲泄。专门为泄洪而设置的溢流坝、泄水孔和泄洪隧洞等按全部泄量计算;其他过水建筑物(如水电站、引水闸、船闸、筏道等)的泄量,为安全计,一般乘以小于1的修正系数,对漫顶后易于失事的土石坝取较小的修正系数,对混凝土坝、浆砌石坝可取较大的修正系数。水库设计最大泄洪流量是确定水库泄洪设备规模。水库设计最大泄洪流量大,需要的泄洪设备规模大但坝高可以降低;反之,泄洪设备规模小、坝高增加。

  水库校核最大泄洪流量(Q校)。当水库遭遇校核洪水时,按校核运用条件进行调洪计算,求得的泄洪流量过程中的最大值。水库校核最大泄洪流量,由正常泄洪设备、非常泄洪设备和其他建筑物共同渲泄,专门为泄洪而设置的溢流坝、泄水孔和泄洪隧洞等按全部泄量计算;其他过水建筑物(如水电站、引水闸、船闸、筏道等)的泄量,为安全计,一般乘以小于1的修正系数(参见水库设计最大泄洪流量)。

  总库容(V总)。校核洪水位以下的全部静库容。V总=V死+V兴+V校调-V结

什么是蓄滞洪区?

堤防工程只能防御一定标准的洪水,对于较大洪水,也就是超过堤防防御能力的洪水,尚不能完全控制。因此,只有适应自然条件,因地制宜地利用湖泊洼地和历来洪水滞蓄的场所辟为蓄滞洪区,有计划地蓄滞洪水。
  蓄滞洪区是许多分洪工程的重要组成部分。为了保持蓄洪、滞洪能力,区内应根据《防洪法》的规定,有计划的进行蓄滞洪区的安全建设和加强管理,禁止任意圈围设障。同时,为了保护蓄滞洪区内群众生命财产安全,需要在蓄滞洪区兴修各种必要的避洪避险设施,包括安全台、安全区、围村埝、避水楼、转移道路工程、交通工具、救生设备及洪水警报系统等等,准备在分洪时使用。
  蓄滞洪区必须由批准的流域防洪规划或区域防洪规划确定。

什么是涵闸?

涵闸是涵洞、水闸的简称。涵洞是堤、坝内的泄、引水建筑物,用于水库放水、堤垸引泄水。水闸是修建在河道、堤防上的一种低水头挡水、泄水工程。汛期与河道堤防和排水蓄水工程配合,发挥控制水流的作用。

什么是大坝?

指拦截水流的挡水建筑物。在坝的上游形成水库,用以调节流量、抬高水位,为防洪、灌溉、发电、航运、给水等事业服务。通常按筑坝材料分为混凝土坝、浆砌石坝、土石坝、草土坝、橡胶坝、钢坝和木坝等,其中混凝土坝和土石坝是常见的主要坝型。混凝土坝和浆砌石坝按力学特点和结构特征又可分为重力坝、拱坝和支墩坝。土石坝又称当地材料坝,分为土坝和堆石坝。坝体剖面为上窄下宽的梯形。优点是就地取材,结构简单,抗震性能好,除干砌石坝外均可机械化施工,对地形和地质条件适应性强。缺点是一般需要在坝体外另设泄洪过流和施工导流设施。坝还按坝顶是否允许泄流分为溢流坝和非溢流坝。按坝的高度分为高坝、中坝和低坝,对此各国标准不一。中国规定坝高70 米以上为高坝,坝高30~70米为中坝,坝高30米以下为低坝。

什么是土坝、堆石坝、拱坝、混凝土重力?


 土坝是指用当地或附近地区的土料筑成的坝。断面一般呈梯形,边坡较缓,靠自重维持稳定。堆石坝是指用当地或附近地区的石料筑成的坝,在石料之间不用胶结材料。

  土石混合坝:土石坝是指用当地或附近地区的土石料筑成的坝。一般适用于当地有坝体防渗部分的土料和有效开挖供给的石料。

  拱坝成圆拱形,一般用混凝土及砌石筑成,少数情况(如薄拱坝)也可以用钢筋混凝土筑成。

  指坝身用混凝土浇筑的坝。其主要特点是依靠坝于地基表面的摩擦力来阻止水平力所引起的坝体滑动。

什么是溢洪道?

用于宣泄规划库容所不能容纳的洪水,保证坝体安全的开敞式或带有胸墙进水口的溢流泄水建筑物。溢洪道一般不经常工作,但却是水库枢纽中的重要建筑物。溢洪道按泄洪标准和运用情况,分为正常溢洪道和非常溢洪道。前者用以宣泄设计洪水,后者用于宣泄非常洪水。按其所在位置,分为河床式溢洪道和岸边溢洪道。

2010-08-09 水利部


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