《水利水电工程优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水利水电工程优秀PPT.ppt（50页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第9 9章章 水利水电工程水利水电工程主要内容n9.1农田水利工程n9.2水电工程n9.3防洪工程n9.4发展趋势及前景展望水利科学与水利工程的定义n水利科学：人类社会为了生存和发展的须要，实行各种措施，对自然界的水和水域进行限制和调配，以防治水旱和灾难，开发利用和爱护水资源。探讨这类活动及其对象的技术、理论和方法的学问体系称为水利科学。n水利工程：用于限制和调配自然界的地表水和地下水，以达到除害兴利目的而兴建的工程称为水利工程。水利工程的特点n水工建筑物受水的作用，工作条件困难；施工难度大；各地的水文、气象、地形、地质等自然条件有差异，水文、气象状况存在偶然性，因此大型水利工程的设计，总是
2、各有特点，难以统一；大型水利工程投资大、工期长，对社会、经济和环境有很大影响，既可有显著效益，但若严峻失误或失事，又会造成巨大的损失和灾难。9.1 农田水利工程农田水利工程农田水利工程主要包括浇灌工程和排涝工程，农田水利工程主要包括浇灌工程和排涝工程，以解决农田的浇灌和排涝以及土壤改良工作。以解决农田的浇灌和排涝以及土壤改良工作。（1）地面浇灌；）地面浇灌；（2）喷灌；）喷灌；（3）滴灌；）滴灌；（4）微喷。）微喷。9.1.1 浇灌与排水浇灌与排水1.浇灌方法：浇灌方法：（1）地面浇灌）地面浇灌n是我国接受最广泛的方法。n自流浇灌：将地面水干脆引入农田内。n提水浇灌：由于地势较低，须要利用水泵
3、等抬高水源水位的浇灌方法。也称扬水浇灌。漫灌渠灌（2）喷灌喷灌n利用喷头等专用设备把有压水喷洒到空中，形成水滴落到地面和作物表面的灌水方法。喷灌的优点喷灌的优点n节约用水量；n除少量蒸发外，大部分水有效用于农作物生长，不致使地下水位上升；n不致使土地盐碱化；n浇灌时期无需排水，省工。喷灌的缺点喷灌的缺点n基本建设投资大，目前移动式喷灌系统最便宜，亩投资或许须要20-50元亩；n受风速和气候的影响大，当风速大于5.5米秒时(相当于4级风)，就能吹散雨滴，降低喷灌匀整性，不宜进行喷灌；n其次，在气候特别干燥时，蒸发损失增大，也会降低效果；n管理较困难。（3）滴灌滴灌n是利用塑料管道将水通过直径约1
4、0mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部浇灌。滴灌的特点滴灌的特点n优点：它是目前干旱缺水地区最有效的一种节优点：它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水浇灌方式，水的利用率可达水浇灌方式，水的利用率可达95。滴灌较喷。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。肥，提高肥效一倍以上。n缺点：滴头易结垢和堵塞，因此应对水源进行缺点：滴头易结垢和堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。严格的过滤处理。（4）微喷微喷n是利用干脆安装在毛管上，或与毛管连接的灌水器，即微喷头，将压力水以喷洒状的形式喷洒在作物根区旁边的土壤表面的一种灌水形
5、式。微喷的特点微喷的特点n优点：工作压力小，流量小，既可以增加土壤水优点：工作压力小，流量小，既可以增加土壤水分，又能提高空气湿度，起到调整局部小气候的分，又能提高空气湿度，起到调整局部小气候的功效。功效。n缺点：投资一般要远高于地面灌；喷水器出口很缺点：投资一般要远高于地面灌；喷水器出口很小，易被水中的矿物质或有机物质堵塞，假如运小，易被水中的矿物质或有机物质堵塞，假如运用维护不当，会使整个系统无法正常工作，甚至用维护不当，会使整个系统无法正常工作，甚至报废。报废。n主要有自然河水，水库蓄水，湖、塘、凹地蓄水，经化验后的城市污水，高山融雪和地下水。2.浇灌水源浇灌水源n主要目的：解除地面积水
6、和降低地下水位。n排水系统可分为明沟排水系统和暗沟排水系统。n暗沟排水能解除地表水和地下水，但造价较高。一般大面积农田排水均接受明沟排水。3.农田排水农田排水9.1.2 取水工程取水工程n取水工程的作用是将河水引入渠道，以满足农田浇灌、水力发电、工业及生活供水等须要。因位于渠道的首部，所以也称渠首工程。n包括：无坝取水；有坝取水；n水库取水；水泵站引水。1.无坝取水无坝取水n无拦河坝的浇灌取水方式。n渠首一般由进水闸、冲沙闸和导流堤三部分组成。n特点：工程简洁，但引水流量受河流水位变更的影响较大。2.有坝（低坝）取水有坝（低坝）取水n修建壅水坝或拦河节制闸来调整河道水位的浇灌取水方式。n适用于
7、河源水流较丰富，但水位较低的地方。n优点：可避开河流水位变更的影响，并且能稳定河水流量。n缺点：修建闸坝费用高，河床须要合适的地质条件；可能引起上下游河床的变更。3.抽水取水抽水取水n适用于河源水流较丰富，但灌区位置较高且不适用于其他自流引水工程时接受。n优点：干渠工程量小。n缺点：增加了机电设n备及年管理费用。4.水库取水水库取水n适用于河流的流量、水位均不能够满足浇灌要求的地区。n优点：能充分利用河流水资源。n缺点：工程较大，造价较高。丹江口水库9.1.3 浇灌泵站与排水泵站浇灌泵站与排水泵站（1）泵站规划和灌区划分：灌区面积较小、地形比较单一、扬程不大时，多接受单级扬水，一处建站；灌区面
8、积较大、地形困难，高程有高有低时，多接受分区建站、多级扬水。水泵站的建筑物一般包括引水渠、进水池、泵房、出水管道和出水池等。1.浇灌泵站浇灌泵站2.排水泵站排水泵站n规划原则：凹凸水分开，高水高排、低水低排；主客水分开，使上下游各有排水沟渠，能分别畅排入河，防止客水集中下游，造成下游农田涝灾；洪涝水分开，治涝必先防洪；以自排为主，机排为辅；排水时间由各种作物能耐淹的水融和耐淹的时间确定，力求刚好排水。泵站建筑物布置n当涝水可通过排水干渠汇合于蓄涝区内时，宜集中修建较大泵站；n当排水区水网密集，排水出口分散，地势凹凸不平，高地需灌水，低地需排水时，宜分散建站。n渠道所经过地方的建筑物，称为渠系建
9、筑物。n各级浇灌渠道、各级排水沟槽、各种渠系建筑物和田间工程等统称为浇灌排水系统。9.1.4 渠道工程与渠系建筑物渠道工程与渠系建筑物n渠道断面形式取决于水流、地形、地质以及施工等条件。最常接受的是梯形断面。1.渠道断面2.渠道的流速与流量渠道的流速与流量n渠道流速应适当，过大会引起冲刷，过小简洁淤积，并可能使渠边生长杂草。流速应介于不冲流速和不淤流速之间。n水流损失主要是渗透，其次是蒸发。n防渗措施：提高渠床土壤的不透水性和衬砌渠床。3.渠道的渗透损失及防渗措施渠道的渗透损失及防渗措施4.渠系建筑物渠系建筑物n在渠道上的建筑物，统称渠系建筑物。n交叉建筑物（隧道、渡槽、倒虹吸管、涵洞）；n连
10、接建筑物（跌水、陡坡）；n水闸（进水闸、分水闸、节制闸、泄水闸、排沙闸）等。上海杨浦上海杨浦电厂取水电厂取水工程工程隧道渡槽渠系建筑物分类渠系建筑物分类9.2 水电工程水电工程n目前在我国电力结构中，水电比例大致约目前在我国电力结构中，水电比例大致约20%左右，绝大多数是火电。水电的优点左右，绝大多数是火电。水电的优点是，水是不会枯竭的能源，水力发电不会是，水是不会枯竭的能源，水力发电不会污染环境，成本也比火电低。将来我国将污染环境，成本也比火电低。将来我国将大力发展水电、核电、风电、太阳能光伏大力发展水电、核电、风电、太阳能光伏发电等。发电等。n 9.2.1 水电站开发方式和主要类型水电站开
11、发方式和主要类型可以分为河床式、坝后式、溢流式、混合式四种。河床式水电站只建有低坝，水库容量和调整实力均较小，主要靠河流的自然流量发电。水能利用受到限制，综合效益相对较小，但沉没损失和移民安置困难也小。适宜于平原或丘陵地区。1.坝式水电站坝式水电站河床式水电站实例葛洲坝水利枢纽葛洲坝水利枢纽广西西津水电站广西西津水电站宁夏青铜峡水电站宁夏青铜峡水电站n坝后式水电站厂房结构不受水头所限，水头取决于坝高。三峡水电站n溢流式水电站n当河谷狭窄、泄洪量大、机组台数多、地质条件较差、不能接受地下式厂房而又要求保证有确定宽度的溢流段时，将厂房布置在溢流坎下面，厂房顶就是溢流面，称为溢流式厂房。三峡水电站新
12、安江水电站新安江水电站n自河流坡降较陡、落差比较集中的河段，以及河湾或相邻两河河床高程相差较大的地方，利用坡降平缓的引水道引水而与自然水面形成符合要求的落差(水头)发电的水电站。适合于山区应用。引水式水电站示意2.引水式水电站引水式水电站首部式地下厂房首部式地下厂房n厂房位于电站引水系统的首部。这种布置方式的特点是有压引水隧洞较短，尾水隧洞较长，而尾水隧洞承压较小或为无压隧洞，造价相对便宜，并省去了造价较高的上游调压室。压力管道以单元供水方式向水轮机供水，可不设下端阀门，因而可以降低造价。n但这种地下厂房靠近水库，需留意处理水库渗水对厂房的影响。尾部式地下厂房尾部式地下厂房n厂房位于引水系统的
13、尾部，具有较长的引水隧洞和较短的尾水隧洞，一般均设有上游调压室。尾部厂房靠近地表，尾水洞短，厂房的交通、出线及通风等协助洞室的布置及施工运行比较便利，因而接受较多。n尾部式地下水电站适用水头范围较大，最高水头达1000m以上，目前高水头电站多接受尾部布置方式，我国已建成的地下水电站尾部式占70%以上。中部式地下厂房中部式地下厂房n厂房位于引水系统的中部，同时具有较长的上游引水道和下游尾水道，当引水道和尾水道均为有压时须要同时建引水调压室及尾水调压室。当水电站引水系统中部的地质地形条件适宜，对外联系如运输、出线以及施工场地布置便利时，可接受中部式地下厂房。n抽水蓄能电站厂房内的机组具有水泵和水轮
14、发电机。它是利用电网中在夜间负荷低谷时的电力输送给抽水蓄能电站，驱动水泵，将低处下水库的水抽到高处上水库存蓄；当高峰负荷出现时，放水到下水库，冲动水轮机带动发电机发电。3.抽水蓄能电站抽水蓄能电站n利用海水涨落形成的潮汐能发电的电站称为潮汐电站。潮汐电站厂房基本上与河床式厂房相同。4.潮汐电站潮汐电站n河床式水电站建筑物的布置n适用于较低水头。特点是厂房与坝并列建立于河床中，厂房成为挡水结构的一部分。9.2.2 水电站建筑物水电站建筑物1.水电站建筑物的布置水电站建筑物的布置葛洲坝水电站厂房n坝后式水电站建筑物的布置 适用于较高水头。适用于较高水头。厂房本身的重要不足以维持其稳定。厂房在大坝下
15、游，不起挡水作用，发电用水经坝式进水口沿坝身压力管道进入厂房。丹江口水电站丹江口水电站 n引水式水电站建筑物的布置n由于受地形、地质的限制，在地面上找不到合适位置建立地面式厂房，而地下有良好的地质条件或国防上须要，将厂房布置在地下山岩中，称为地下式厂房。2.水电站建筑物的作用水电站建筑物的作用n（1）挡水建筑物；）挡水建筑物；n（2）泄水建筑物；）泄水建筑物；n（3）水电站进水建筑物；）水电站进水建筑物；n（4）水电站引水建筑物；）水电站引水建筑物；n（5）水电站平水建筑物；）水电站平水建筑物；n（6）发电、变电和配电建筑物）发电、变电和配电建筑物9.3 防洪工程防洪工程n防洪包括防卫洪水危害
16、人类的对策、措施和方法。它是水利科学的一个分支，主要探讨对象包括洪水的自然规律，河道、洪泛区状况及其演化。防洪工作的基本内容可分为：建设、管理、防汛和科学探讨。9.3.1 防洪规划防洪规划n防洪规划是指制定防治洪水灾难措施的总体部署方面的工作。可分为流域的、地区的、城市的与单项防洪工程的规划。防洪规划的原则及内容防洪规划的原则及内容n原则n全面规划统筹支配；综合利用；蓄泄兼筹；因地制宜、区分对待设计洪水和超标准洪水；防洪工程与防洪非工程措施相结合。n内容n收集资料；洪水分析；拟定规划目标与防洪标准；制定防洪方案；确定防洪高度；防洪效益分析。9.3.2 防洪工程防洪工程n防洪工程是限制、防卫洪水
17、以减免洪灾损失所修建的工程，主要有堤、河道整治工程、分洪工程和水库等。按功能和兴建目的可分为挡、泄(排)和蓄(滞)几类。n挡：主要是运用工程措施拦住洪水对爱护对象的侵袭。n泄：主要是增加泄洪实力。n蓄(滞)：主要作用是拦蓄(滞)调整洪水，削减洪峰，减轻下游防洪负担。9.3.3 防洪非工程措施防洪非工程措施防洪非工程措施的基本内容为：n洪泛区管理；n行洪道清障；n洪水保险；n洪水预报警报系统；n超标准洪水紧急措施；n救灾。9.4 发展趋势及前景展望发展趋势及前景展望（1）非工程措施与工程措施相结合。（2）水资源的开发利用进一步向综合性、多目标发展。（3）为改善环境服务（4）大区域、大范围的水资源调配工程将进一步发展（5）水工建筑物造价进一步降低（6）水资源和水利工程的统一管理、统一调度将逐步加强。9.4.1 发展趋势发展趋势n我国淡水资源占全球水资源的6%，居世界第四位。但人居排到世界第109位。我们要建设节水型社会且潜力巨大。9.4.2 前景展望前景展望