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1、国家开放大学水利水电工程建筑物学习活动参考答案（部分）第1章 绪论学习活动这一章我们主要学习了水利水电工程的作用与任务；水利水电工程建筑物的分类、作用和特点；水利枢纽分等和水工建筑物分级；水利水电工程建设的程序和各阶段的主要工作内容。下面请你根据所学内容参与本章的学习活动。学习活动1：请你对本章所学内容进行小结，将你的学习小结发布到论坛里，看看你的小结与其他同学的有何异同。学习活动2：请你从下面的问题中选择你感兴趣的话题，结合所学内容，查阅资料，认真分析，然后发帖与大家交流。1.水工建筑物按其作用分为哪几种类型？参考答案：水利水电建筑物的种类繁多，形式各异，按其在枢纽中所起的作用可分为以下几种
2、类型：（1）挡水建筑物。用以拦截江河，形成水库或壅高水位。如各种材料和类型的坝和水闸，以及为防御洪水或阻挡海潮，沿江河海岸修建的堤防、海塘等。（2）泄水建筑物。用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他建筑物的安全。水库枢纽中的泄水建筑物可以与坝体结合在一起，如各种溢流坝、坝身泄水孔；也可设在坝体以外，如各式岸边溢洪道和泄水隧洞等。（3）输水建筑物。为灌溉、发电和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物，如引水隧洞、引水涵管、渠道、渡槽、倒虹吸等。（4）取(引)水建筑物。是输水建筑物的首部建筑，如引水隧洞的进口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。（5）整治建
3、筑物。用以改善河流的水流条件，调整水流对河床及河岸的作用，以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡的冲刷。如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。（6）专门建筑物。为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物。如专为发电用的压力前池、调压室、电站厂房，专为渠道或航道设置的沉沙池、冲沙闸，以及专为过坝用的船闸、升船机、鱼道、过木道等。2.水工建筑物的特点有哪些？参考答案：水利工程的水利水电建筑物与一般的工业与民用建筑物相比，除了工程量大、投资多、工期长之外，还具有以下几方面的特点。（1）工作条件的复杂性（2）设计选型的独特性（3）施工建造的艰巨性（4）工程效益的显著性（5）环境影响的多面性（6）失事后果的严
4、重性3.水利水电工程建设程序一般分为几个阶段？参考答案：水利工程建设程序一般分为：项目建议书、可行性研究报告、施工准备、初步设计、建设实施、生产准备、竣工验收、后评价等阶段。4.各建设阶段的主要工作有哪些？参考答案：（一）项目建议书阶段（1）项目建议书应根据国民经济和社会发展长远规划、流域综合规划、区域综合规划、专业规划，按照国家产业政策和国家有关投资建设方针进行编制，是对拟进行建设项目的初步说明。（2）项目建议书应按照水利水电工程项目建议书编制暂行规定（水利部水规计1996608号）编制。（3）项目建议书编制一般由政府委托有相应资格的设计单位承担；并按国家现行规定权限向主管部门申报审批。项目
5、建议书被批准后，由政府向社会公布，若有投资建设意向，应及时组建项目法人筹备机构，开展下一建设程序工作。（二）可行性研究报告阶段（1）可行性研究应对项目进行方案比较，在技术上是否可行和经济上是否合理进行科学的分析和论证。经过批准的可行性研究报告，是项目决策和进行初步设计的依据。可行性研究报告，由项目法人（或筹备机构）组织编制。（2）可行性研究报告应按照水利水电工程可行性研究报告编制规程（电力部、水利部电办1993112号）编制。（3）可行性研究报告，按国家现行规定的审批权限报批。申报项目可行性研究报告，必须同时提出项目法人组建方案及运行机制、资金筹措方案、资金结构及回收资金的办法。（4）可行性研
6、究报告经批准后，不得随意修改和变更，在主要内容上有重要变动，应经原批准机关复审同意。项目可行性报告批准后，应正式成立项目法人，并按项目法人责任制实行项目管理。（三）施工准备阶段（1）项目可行性研究报告已经批准，年度水利投资计划下达后，项目法人即可开展施工准备工作，其主要内容包括:施工现场的征地、拆迁；完成施工用水、电、通信、路和场地平整等工程；必须的生产、生活临时建筑工程；实施经批准的应急工程、试验工程等专项工程；组织招标设计、咨询、设备和物资采购等服务；组织相关监理招标，组织主体工程招标准备工作；（2）工程建设项目施工，除某些不适应招标的特殊工程项目外（须经水行政主管部门批准），均须实行招标
7、投标。水利工程建设项目的招标投标，按有关法律、行政法规和水利工程建设项目招标投标管理规定等规章规定执行。（四）初步设计阶段（1）初步设计是根据批准的可行性研究报告和必要而准确的设计资料，对设计对象进行通盘研究，阐明拟建工程在技术上的可行性和经济上的合理性，规定项目的各项基本技术参数，编制项目的总概算。初步设计任务应择优选择有项目相应资格的设计单位承担，依照有关初步设计编制规定进行编制。（2）初步设计报告应按照水利水电工程初步设计报告编制规程（电力部、水利部电办1993113号）编制。（3）初步设计文件报批前，一般须由项目法人委托有相应资格的工程咨询机构或组织行业各方面（包括管理、设计、施工、咨
8、询等方面）的专家，对初步设计中的重大问题，进行咨询论证。设计单位根据咨询论证意见，对初步设计文件进行补充、修改、优化。初步设计由项目法人组织审查后，按国家现行规定权限向主管部门申报审批。（4）设计单位必须严格保证设计质量，承担初步设计的合同责任。初步设计文件经批准后，主要内容不得随意修改、变更，并作为项目建设实施的技术文件基础。如有重要修改、变更，须经原审批机关复审同意。（五）建设实施阶段（1）建设实施阶段是指主体工程的建设实施，项目法人按照批准的建设文件，组织工程建设，保证项目建设目标的实现；（2）水利工程具备水利工程建设项目管理规定（试行）规定的开工条件后，主体工程方可开工建设。项目法人或
9、者建设单位应当自工程开工之日起15个工作日内，将开工情况的书面报告报项目主管单位和上一级主管单位备案。（3）项目法人要充分发挥建设管理的主导作用，为施工创造良好的建设条件。项目法人要充分授权工程监理，使之能独立负责项目的建设工期、质量、投资的控制和现场施工的组织协调。监理单位选择必须符合水利工程建设监理规定（水利部水建1996396号）的要求；（4）要按照“政府监督、项目法人负责、社会监理、企业保证”的要求，建立健全质量管理体系，重要建设项目，须设立质量监督项目站，行使政府对项目建设的监督职能。（六）生产准备阶段（1）生产准备是项目投产前所要进行的一项重要工作，是建设阶段转入生产经营的必要条件
10、。项目法人应按照建管结合和项目法人责任制的要求，适时做好有关生产准备工作。（2）生产准备应根据不同类型的工程要求确定，一般应包括如下主要内容：生产组织准备。建立生产经营的管理机构及相应管理制度；招收和培训人员。按照生产运营的要求，配备生产管理人员，并通过多种形式的培训，提高人员素质，使之能满足运营要求。生产管理人员要尽早介入工程的施工建设，参加设备的安装调试，熟悉情况，掌握好生产技术和工艺流程，为顺利衔接基本建设和生产经营阶段做好准备；生产技术准备。主要包括技术资料的汇总、运行技术方案的制定、岗位操作规程制定和新技术准备；生产的物资准备。主要是落实投产运营所需要的原材料、协作产品、工器具、备品
11、备件和其他协作配合条件的准备；正常的生活福利设施准备。（3）及时具体落实产品销售合同协议的签订，提高生产经营效益，为偿还债务和资产的保值增值创造条件。（七）竣工验收（1）竣工验收是工程完成建设目标的标志，是全面考核基本建设成果、检验设计和工程质量的重要步骤。竣工验收合格的项目即从基本建设转入生产或使用。（2）当建设项目的建设内容全部完成，并经过单位工程验收（包括工程档案资料的验收），符合设计要求并按水利基本建设项目(工程)档案资料管理暂行规定(水利部水办1997275号)的要求完成了档案资料的整理工作；完成竣工报告、竣工决算等必须文件的编制后，项目法人按水利工程建设项目管理规定(试行)(水利部
12、水建1995128号)规定，向验收主管部门，提出申请，根据国家和部颁验收规程，组织验收。（3）竣工决算编制完成后，须由审计机关组织竣工审计，其审计报告作为竣工验收的基本资料。（4）工程规模较大、技术较复杂的建设项目可先进行初步验收。不合格的工程不予验收；有遗留问题的项目，对遗留问题必须有具体处理意见，且有限期处理的明确要求并落实责任人。（八）后评价（1）建设项目竣工投产后，一般经过1至2年生产运营后，要进行一次系统的项目后评价，主要内容包括：影响评价项目投产后对各方面的影响进行评价；经济效益评价项目投资、国民经济效益、财务效益、技术进步和规模效益、可行性研究深度等进行评价；过程评价对项目的立项
13、、设计施工、建设管理、竣工投产、生产运营等全过程进行评价。（2）项目后评价一般按三个层次组织实施，即项目法人的自我评价、项目行业的评价、计划部门（或主要投资方）的评价。（3）建设项目后评价工作必须遵循客观、公正、科学的原则，做到分析合理、评价公正。通过建设项目的后评价以达到肯定成绩、总结经验、研究问题、吸取教训、提出建议、改进工作，不断提高项目决策水平和投资效果的目的。5.我国在水利工程建设方面取得了哪些成就?参考答案：（1）水利系统：例如四川宝兴河梯级水力发电系统；以苏北灌溉总渠为骨干的苏北灌溉系统；京杭南北大运河航运系统等等。（2）调水工程系统：南水北调中线工程，从汉江丹江口水库引水，沿伏
14、牛山及太行山东麓开渠，自流输水经河南、河北、到北京和天津，输水总干线长达1277km。（3）蓄水枢纽：湖北丹江口水库。（4）取水枢纽或引水枢纽：四川省都江堰。6.为什么要对水利枢纽及水工建筑物进行分等分级?参考答案：为使工程的安全可靠性与其造价的经济合理性恰当地统一起来，水利枢纽及其组成的建筑物要进行分等分级。即首先按水利枢纽工程的规模、效益及其在国民经济中的作用进行分等，然后再对各组成建筑物按其所属枢纽的等别、建筑物在枢纽中所起的作用和重要性进行分级。水利枢纽及水工建筑物的等级不同，对其规划、设计、施工、运行管理等的要求也不同，等级越高者要求也就越高。这种分等分级区别对待的方法，也是国家经济
15、政策和技术要求相统一的重要体现。7.水利枢纽分等的依据是什么?如何对水工建筑物进行分级?参考答案：根据我国水利部颁发的现行规范水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017），水利水电枢纽工程按其工程规模、效益和在经济社会中的重要性分为五等，枢纽分等指标见下表：8.收集你所在城市某一水利枢纽的概况，发帖与大家交流。参考答案：咸宁南川水库于1966年始建,1977年竣工。水库汇水面积80平方公里。水库容最大为11315万立方米，设计水位110米，正常水位108米，死水位78米。南川水库枢纽工程主要有大坝、溢洪道、泄洪隧洞。大坝相对高度53米，长360米，宽8米。第2章 挡水建筑物学习活动这
16、一章我们主要学习混凝土重力坝、拱坝和土石坝和碾压混凝土坝及混凝土面板堆石坝。下面请你根据所学内容参与本章的学习活动。学习活动1：请你对本章所学内容进行小结，将你的学习小结发布到论坛里，看看你的小结与其他同学的有何异同。学习活动2：请你从下面的问题中选择你感兴趣的话题，结合所学内容，查阅资料，认真分析，然后发帖与大家交流。（1）重力坝的工作原理是什么? 重力坝的工作特点有哪些？参考答案：重力坝的工作原理是在水压力及其它荷载的作用下，主要依靠坝体自身重量在滑动面上产生的抗滑力来抵消坝前水压力以满足稳定的要求；同时也依靠坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度的要求。
17、其基本剖面为上游面近于垂直的三角形剖面，且沿垂直轴线方向常设有永久伸缩缝，将坝体分成若干独立工作的坝段(如图2-1所示)，坝体剖面较大。与其它坝型比较具有以下主要特点：泄洪和施工导流比较容易解决。安全可靠，结构简单，施工技术比较容易掌握。对地形、地质条件适应性强。受扬压力影响较大。坝体体积大，水泥用量多，温度控制要求严格。（2）重力坝抗滑稳定分析需要验算哪些作用组合？提高坝体稳定的工程措施有哪些？参考答案：抗滑稳定分析是重力坝设计中的一项重要内容，其目的是核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定的安全性能。因为重力坝沿坝轴线方向用横缝分隔成若干个独立的坝段，假设横缝不传力，所以稳定分析可
18、以按平面问题进行，取一个坝段或单位宽度作为计算单元。但对于地基中存在多条互相切割交错的软弱面，构成空间滑动体或位于地形陡峻的岸坡段，则应按空间问题进行分析。当校核坝体的稳定安全系数不能满足要求时，除改变坝体的剖面尺寸外，还可以采取以下的工程措施提高坝体的稳定性。利用水重；将坝基面开挖成倾向上游的斜面，借以增加抗滑力提高稳定性；设置齿墙；抽水措施；加固地基；横缝灌浆；预应力锚固措施。（3）重力坝的应力分析方法有几种？用材料力学法计算坝体应力的基本假设有哪些？参考答案：重力坝的应力分析方法可归结为理论计算和模型试验两大类，这两类方法是彼此补充、互相验证的，其结果都要受到原型观测的检验。对于中、小型
19、工程，一般可只进行理论计算。近代，由于电子计算机的出现，理论计算中的数值解法发展很快，对于一般的平面问题，常常可以不做试验，主要依靠理论计算解决问题。材料力学法的基本假定：（1）坝体混凝土为均质、连续、各向同性的弹性材料。（2）视坝段为固接于地基上的悬臂梁，不考虑地基变形对坝体应力的影响，并认为各坝段独立工作，横缝不传力。（3）假定坝体水平截面上的正应力按直线分布，不考虑廊道等对坝体应力的影响。（4）如何进行拱坝的布置？它有哪些步骤？参考答案：拱坝的布置需根据具体地形及地质条件，综合考虑枢纽布置，坝基和坝肩稳定，坝体应力等要求，经多方案技术经济比较确定。拱坝布置的一般步骤如下：根据坝址地形地质
20、资料，绘出坝址新鲜基岩面等高线图，综合考虑地形、地质、水文、施工及运用条件选择适宜的拱坝坝型，并拟定出拱冠梁剖面。利用新鲜基岩等高线，综合考虑应力和坝肩稳定两方面的要求，定出拱圈形式，试定顶拱轴线的位置。根据初拟的拱冠梁剖面尺寸，选取510层拱圈，绘制各层拱圈平面图，各层拱圈的圆心在平面上的连线尽可能对称于河谷可利用基岩面等高线，在立面上，这种圆心连线应是光滑的曲线。每层拱圈的两拱端与岩基的接触原则上应做成全径向拱座，使拱端推力接近垂直于拱座面，以减小向下游滑动的剪力。自对称中心线向两岸切取若干个垂直梁剖面，检查各剖面轮廓是否连续光滑，倒悬度是否满足要求，若不满足要求，应适当修改拱圈的半径、中
21、心角及圆心位置，直至满足要求为止。按上述初拟的坝体形状和尺寸，进行坝体应力分析和坝肩稳定核算，如不满足要求，应修改尺寸并重复上述步骤。将拱坝沿拱的轴线展开，绘成高程图，显示基岩面的起伏变化，对突变处采取削平或填塞措施。计算坝体工程量，作为不同方案比较的依据。（5）与重力坝相比，拱坝的荷载有哪些特点？参考答案：与重力坝相比，拱坝的荷载有以下特点：利用拱结构特点，充分利用材料强度。利用两岸岩体维持稳定。超载能力强，安全度高。抗震性能好。荷载特点。坝身泄流布置复杂。（6）温度荷载对拱坝的应力和稳定有何影响？参考答案：拱坝是高次超静定结构，温度变化对坝体变形和应力都有较大影响。因此，温度荷载是拱坝设计
22、中的主要荷载之一。温度荷载的大小与封拱温度有关，封拱温度的高低对温度荷载的影响很大。封拱前拱坝的温度应力问题属于单独浇注块的温度问题，与重力坝相同；封拱后，拱坝形成整体，当坝体温度高于封拱温度时，即温度升高，拱圈伸长并向上游位移，由此产生的弯矩、剪力的方向与库水位产生的相反，但轴力方向相同。当坝体温度低于封拱温度时，即温度降低，拱圈收缩并向下游位移，由此产生的弯矩、剪力的方向与库水位产生的相同，但轴力方向相反。因此一般情况下，温降对坝体应力不利，温升对坝肩稳定不利。（7）拱坝的应力分析方法有哪些？各适用于什么场合？参考答案：拱坝应力分析的常用方法有圆筒法、纯拱法、拱梁分载法（包括拱梁法和拱冠梁
23、法）、有限单元法和模型试验法等。圆筒法：只适用于承受均匀外水压力的等截面圆弧拱圈，只能粗略地求出径向截面上的均匀应力。纯拱法：对于在狭窄河谷中修建拱坝，不失为一种简单实用的计算方法。拱梁分载法：适用于河谷狭窄和对称的中小型工程。有限单元法：通过不同的单元型式解决复杂的边界条件和坝体坝基材料不均匀性问题，是一种较为实用且有效的方法，该法的计算工作量大，需由计算机来完成。模型试验法：就是用石膏加硅藻土组成脆性材料，制作成拱坝整体模型，用应变仪量测加荷后模型各点应变值的变化从而求得坝体的应力；也可以用环氧树脂制造模型，用偏光弹试验方法进行量测并求得拱坝的应力。结构模型试验的工作量较大，如改变方案则必
24、需从模型制作开始从头做起，另外模型材料、自重作用和温度荷载的模拟，以及量测技术及坝体的破坏机理都需要进一步研究。（8）改善拱座稳定的措施有哪些？参考答案：通过拱座稳定分析，如发现不能满足要求，可采取以下改善措施：加强地基处理，对不利的节理等进行有效的冲洗并进行固结灌浆，必要时可采用预应力锚固措施，以提高其抗剪强度。加强坝肩岩体的灌浆和排水措施，减小岩体的渗透压力。将拱端向岸壁深挖嵌进，以扩大下游的抗滑岩体，也可避开不利的滑裂面。这种做法对增加拱座的稳定性较有效。改进拱圈设计，如采用三心圆拱、抛物线拱等形式，使拱端推力尽可能趋向正交于岸坡。如拱端基岩承载能力较差，可局部扩大拱端或设置推力墩等。（
25、9）土石坝有哪些特点？为使土石坝更好地发挥作用，对土石坝有哪些要求？参考答案：土石坝在实践中之所以能被广泛采用并得到不断发展，与其自身的优越性是密不可分的。同混凝土坝相比，它的优点主要体现在以下几方面：筑坝材料来源直接、方便，能就地取材，材料运输成本低，还能节省大量的钢材、水泥和木材等建筑材料。适应地基变形的能力强。土石坝为土料或石料填筑的散粒结构，能较好地适应地基的变形，对地基的要求在各种坝型中是最低的。构造简单，施工技术容易掌握，便于组织机械化施工。运用管理方便，工作可靠，寿命长，维修加固和扩建均较容易。根据土石坝的特点和工作条件，在土石坝设计中必需满足如下要求：（1）坝体和坝基在施工期及
26、各种运行条件下都应当满足坝坡抗滑稳定及渗流稳定。设计时需要合理的确定坝体基本剖面尺寸和施工填筑质量要求，采取有效的地基处理措施等。国内外土石坝的失事约有1/4是由滑坡造成的。（2）土石坝通常不允许坝顶过流。设计时首先应在计算坝顶高程的基础上预留竣工后沉降超高，以防发生漫顶事故。根据对国内外土石坝事故资料分析，因库水漫顶而导致大坝失事的约占30%。（3）设置良好的防渗及排水设施以控制渗流。设计时应根据“上堵下排”的原则，确定合理的防渗体型式，加强坝体与坝基、岸坡及其他建筑物连接处的防渗效果，布置有效的排水及反滤设施，确保工程施工质量，避免大坝发生渗流破坏。（4）对坝顶和边坡采取适当的防护措施，防
27、止波浪、冰冻、暴雨及气温变化等不利的自然因素对坝体的破坏作用。（5）合理进行大坝安全监控系统设计，布置观测设备，监控大坝的安全运行。第3章 泄水建筑物学习活动这一章我们主要学习了各种泄水建筑物的工作特点、适用条件和布置。下面请你根据所学内容参与本章的学习活动。学习活动1：请你对本章所学内容进行小结，将你的学习小结发布到论坛里，看看你的小结与其他同学的有何异同。学习活动2：请你从下面的问题中选择你感兴趣的话题，结合所学内容，查阅资料，认真分析，然后发帖与大家交流。思考题：（1）溢流坝的工作特点是什么？参考答案：（1）有足够的孔口尺寸和较大的流量系数，以满足泄洪要求；（2）使水流平顺地流过坝体，控
28、制不利的负压和振动，避免产生空蚀现象；（3）保证下游河床不产生危及坝体安全的局部冲刷；（4）溢流坝段在枢纽中的布置，应使下游流态平顺，不产生折冲水流，不影响枢纽中其他建筑物的正常运行；（5）有灵活控制水流下泄的机械设备，如闸门、启闭机等。（2）溢流坝常用的消能方式有哪些？适用条件如何？参考答案：（1）挑流消能：适用于基岩比较坚固的高坝或中坝，低坝需经论证才能使用。当坝基有延伸至下游的缓倾角软弱结构面，可能被冲刷切断而形成临空面危及坝基稳定，或岸坡可能被冲塌危及坝肩稳定时，均不宜采用挑流消能。（2）底流式消能：适用于中、低坝或基岩较软弱的河道，高坝采用底流消能需经论证。（3）面流消能：适用于水头
29、较小的中、低坝，要求下游水位稳定，尾水较深，河道顺直，河床和河岸在一定范围内有较高抗冲能力，可排漂和排冰。（4）消力戽消能：适用于尾水较深（通常大于跃后水深），变幅较小，无航运要求且下游河床和两岸有一定抗冲能力的情况。（5）联合消能：适用于泄流量大、河床相对狭窄、下游地质条件差的高、中坝或单一消能形式经济合理性差的情况。（3）有压无压泄水孔的工作闸门布置的要求有何不同？参考答案：有压泄水孔的工作闸门布置在出口，门后为大气，可以部分开启；出口高程较低，作用水头较大，断面尺寸较小。缺点是，闸门关闭时，孔内承受较大的内水压力，对坝体应力和防渗都不利，常需钢板衬砌。因此，常在进口处设置事故检修闸门，平
30、时兼用来挡水。无压泄水孔的工作闸门布置在进口。为了形成无压水流，需在闸门后将断面顶部升高。闸门可以部分开启，闸门关闭后孔道内无水。明流段可不用钢板衬砌，施工简便、干扰少、有利于加快施工进度；与有压泄水孔相比，对坝体需削弱较大。（4）岸边溢洪道的作用是什么？常用的形式有哪几种？参考答案：在水利枢纽中，必须设置泄水建筑物，以宣泄规划所确定的库容不能容纳的多余水量，防止洪水漫溢坝顶，保证大坝安全。溢洪道按位置不同，可分为河床式和岸边式两种类型。（5）溢流堰常采用的结构形式有哪几种？它们的优缺点是什么？参考答案：溢流堰通常选用宽顶堰、实用堰，有时也用驼峰堰、折线形堰。溢流堰体型设计的要求是尽量增大流量
31、系数，在泄流时不产生空蚀或诱发危险振动的负压等。（6）泄槽的平面布置原则是什么？参考答案：衬砌材料能抵抗水流冲刷；在各种荷载作用下能保持稳定；表面光滑平整，不致引起不利的负压和空蚀；做好底板下排水，以减小作用在底板上的扬压力；做好接缝止水，隔绝高速水流浸入底板底部，避免因脉动压力引起的破坏；要考虑温度变化对初砌的影响；此外，在寒冷地区衬砌材料还应有一定的抗冻要求。（7）非常溢洪道的作用是什么？有哪几种类型？哪种类型更可靠？参考答案：在建筑物运行期间，可能会出现超过设计标准的洪水，由于这种洪水出现几率极少，所以可用构造简单的非常溢洪道来宣泄。一旦发生超过设计标准的洪水，即启用非常溢洪道泄洪，只要
32、求能保证大坝安全，水库不出现重大事故即可。非常溢洪道一般分漫流式、自溃式和爆破引溃式3种。（8）水闸的组成部分及其各部分的作用是什么？参考答案：水闸一般由闸室、上游连接段和下游连接段三部分组成。闸室是水闸的主体，起着控制水流和连接两岸的作用。上游连接段处于水流行近区，其主要作用是引导水流平稳地进入闸室，保护上游河床及两岸免于冲刷，并有防渗作用。下游连接段的主要作用是消能、防冲和安全排出经闸基及两岸的渗流。第4章 取水输水建筑物学习活动这一章我们主要学习了取水输水建筑物的类型及特点。下面请你根据所学内容参与本章的学习活动。学习活动1：请你对本章所学内容进行小结，将你的学习小结发布到论坛里，看看你
33、的小结与其他同学的有何异同。学习活动2：请你从下面的问题中选择你感兴趣的话题，结合所学内容，查阅资料，认真分析，然后发帖与大家交流。思考题：1.什么叫水工隧洞？它的作用是什么？参考答案：水工隧洞是在山体中开挖的、具有封闭断面的过水通道。它的作用是：配合溢洪道宣泄洪水，有时也可作为主要泄洪建筑物使用；引水发电，或为了灌溉、供水、航运等目的输水；排放水库泥沙，延长水库使用年限，有利于水电站的正常运行；放空水库，用于战备或检修建筑物；在水利枢纽施工期间用来施工导流。2.水工隧洞有哪几部分组成？参考答案：水工隧洞一般有下面3个主要组成部分：进口段，位于隧洞进口部位。进口形状为喇叭口，在此处设置有拦污栅
34、、闸门室及渐变段。洞身段，在岩石内开挖而成，用于输送水流。出口段，泄水隧洞出口设消能建筑物，发电隧洞末端则由高压管道通入发电厂房。压力泄水隧洞的出口也设有渐变段及工作闸门室。3.隧洞衬砌的作用及类型。参考答案：隧洞衬砌的作用：承受荷载；加固围岩；减小表面糙率；保护围岩；防止渗漏。隧洞衬砌的类型：平整衬砌；混凝土、钢筋混凝土衬砌；预应力衬砌；锚喷衬砌。4.作用在衬砌上的荷载有哪些？什么叫山岩压力和弹性抗力？二者的区别是什么？参考答案：作用在衬砌上的荷载，按其作用的情况，分为基本荷载和特殊荷载两类。基本荷载有：围岩压力、衬砌自重、设计水位洞内的静水压力、稳定渗流情况下的地下水压力等长期的经常作用的
35、荷载；特殊荷载有：校核水位时的内水压力和相应的地下水压力、施工荷载、温度应力、灌浆压力及地震荷载等出现机会较少的不经常作用的荷载。隧洞的开挖破坏了岩体本来的平衡状态，从而引起围岩的应力重分布，并随之产生相应的变形。隧洞开挖后因围岩变形或塌落作用在支护上的压力称为山岩压力。在荷载的作用下，衬砌向外变形时受到围岩的抵抗，这种围岩抵抗衬砌变形的作用力，称为围岩的弹性抗力。围岩压力是作用在衬砌上的主动力，而弹性抗力则是被动力，并且是有条件的。围岩考虑弹性抗力的重要条件是岩石本身的承载能力，而充分发挥弹性抗力作用的主要条件是围岩与衬砌的接触程度。弹性抗力的作用表明围岩能与衬砌共同承受荷载，从而使衬砌的内
36、力得以减小，所以对衬砌的工作状态是有利的。因此充分地估计岩石抗力，对减少衬砌工程量有很大的作用，但如果对弹性抗力估计过高，则将导致不适当地减弱衬砌设计。因此，对围岩弹性抗力的大小必须认真研究，并采取适当措施，保证衬砌与围岩紧密结合。6.渠系建筑物按其作用可分为哪几种类型？参考答案：（1）渠道。是指为农田灌溉或排水渠道，一般分为干、支、斗、农4级，构成渠道系统，简称为渠系。（2）调节及配水建筑物。用以调节水位和分配流量，如节制闸、分水闸等。（3）交叉建筑物。渠道与山谷、河流、道路、山岭等相交时所修建的建筑物，如渡槽、倒虹吸管、涵洞等。（4）落差建筑物。在渠道落差集中处修建的建筑物，如跌水、陡坡等
37、。（5）泄水建筑物。为保护渠道及建筑物安全或进行维修，用以放空渠水的建筑物，如泄水闸、虹吸泄洪道等。（6）冲沙和沉沙建筑物。为防止和减少渠道淤积，在渠首或渠系中设置的冲沙和沉沙设施，如冲沙闸、沉沙池等。（7）量水建筑物。用以计量输配水量的设施，如量水堰、量水管嘴等。7.倒虹吸管、跌水、陡坡及涵洞的适用条件各是什么？参考答案：倒虹吸管是当渠道横跨山谷、河流、道路时，为连接渠道而设置的压力管道；当渠道通过地面坡度较陡的地段或天然跌坎，在落差集中处可建跌水或陡坡；陡坡和跌水的主要区别在于前者是以斜坡代替跌水墙。一般来说，当落差较大时，陡坡比跌水经济；当渠道与道路相交而又低于路面时可设置输水用的涵洞。
38、8.泵站取水建筑物有哪几种类型？它们各自的适用条件是什么？参考答案：泵站取水建筑物按取水水源及取水位置可分为岸边取水建筑物：适用于河岸较陡、主流靠近河岸，并有一定的水深，水位变幅不太大，水质及地质条件较好的情况；河床取水建筑物：河床式取水建筑物与岸边式取水建筑物基本相同，只是用伸入河心的进水管及其头部来代替岸边式的进水孔；水库和湖泊取水建筑物：适用水库水位变幅在1035m，涨落速度小于2.0m/s。同时，岸坡稳定，岸坡倾角在1028之间。如果岸坡较陡，所需牵引设备过大，移车较困难。如果坡度过缓，则吸水管太长，容易发生事故。第5章 水电站建筑物学习活动这一章主要学习了水电站建筑物。下面请你根据所
39、学内容参与本章的学习活动。学习活动1：请你对本章所学内容进行小结，将你的学习小结发布到论坛里，看看你的小结与其他同学的有何异同。学习活动2：请你从下面的问题中选择你感兴趣的话题，结合所学内容，查阅资料，认真分析，然后发帖与大家交流。思考题：1. 水力发电的基本原理是什么？参考答案：如图所示，在水库中的水具有较大的位能，当水体通过隧洞、压力管道经安装在水电站厂房内的水轮机时，水流带动水轮机转轮旋转，水能转变为旋转机械能；水轮机转轮带动发电机转子旋转切割磁力线，在发电机的定子绕组上产生了感应电动势，当发电机与电力系统接通，就可供电，旋转机械能转变为电能。2水电站的基本类型、特点及适用条件？参考答案
40、：水电站的分类方式较多。若水库的调节能力分为无调节 (径流式)、有调节（日调节、月调节、年调节和多年调节）水电站；按集中水头的方式可分为坝式、引水式和混合式。按水电站的组成建筑物及特征，可将水电站分为坝式、河床式和引水式三种基本类型。（1）坝式水电站：坝式开发适用于河道坡降较缓，流量较大，有筑坝建库条件的河段。（2）河床式电站：一般修建在河道中、下游河道纵坡平缓的河段上，引用流量大，水头较低，一般小于3040m。（3）引水式水电站：引用流量较小，没有水库调节径流，水量利用率较低，综合利用价值较差，电站规模相对较小。3水电站有哪些组成建筑物？其主要作用是什么？参考答案：为了控制水流，实现水力发电
41、而修建的一系列水工建筑物，称为水电站建筑物。水电站枢纽一般由下列建筑物组成：（1）枢纽建筑物挡水建筑物：用以拦截河流，集中落差，形成水库，如坝、闸等。泄水建筑物：用以渲泄洪水，供下游用水，放空水库，如溢洪道、泄洪隧洞、放水底孔等。过坝建筑物：过船、过木、过鱼等建筑物。（2）发电建筑物进水建筑物：作用是按水电站要求将水引入引水道，如进水口、进水闸。引水建筑物：用以集中水头、输送水流到水轮发电机组或将发电后的水排往下游河道。包括渠道、隧洞、压力管道、尾水渠等。平水建筑物：当水电站负荷变化时，用以平稳引水建筑物中流量及压力的变化，如无压引水电站的压力前池和有压引水电站调压室。水电站厂房枢纽：包括安装
42、水轮发电机组及控制、辅助设备的主厂房和副厂房，安装变压器的变压器场及安装高压开关的开关站等。厂房枢纽是发电、变电和配电中心，是水力发电的直接场所。4调压室的基本布置方式和基本结构类型有几种？其优缺点和适用条件各是什么？参考答案：（1）根据调压室与厂房相对位置不同，调压室的布置方式有四种：上游调压室（引水调压室）；下游调压室（尾水调压室）；上下游双调压室系统；上游双调压室系统。（2）调压室的基本结构类型：简单圆筒式调压室。这种调压室的特点是断面尺寸形状不变，结构简单，反射水击波效果好。但水位波动振幅较大，衰减较慢，因而调压室的容积较大；在正常运行时，引水系统与调压室连接处水力损失较大。种类型一般
43、适用于低水头小流量的水电站。阻抗式调压室。进出调压室的水流在阻抗孔口处消耗了一部分能量，可以有效地减小水位波动的振幅，加快了衰减速度，因而所需调压室的体积小于圆筒式。正常运行时水头损失小。由于阻抗的存在，水击波不能完全反射，压力引水道中可能受到水击的影响。水室式调压室。这种调压室适用于水头较高，要求的稳定断面较小，水库水位变化比较大的水电站。溢流式调压室。当丢弃负荷时，调压室的水位迅速上升，达到溢流堰顶后开始溢流，限制了水位的进一步升高，有利于机组的稳定运行，溢出的水量，可以设上室加以储存，也可排至下游。差动式调压室。外室直径较大，起盛水及保证稳定的作用，其断面由波动稳定条件控制。差动式调压室
44、所需容积较小，水位波动衰减得也较快。适用于地形和地质条件不允许大断面的中高水头水电站。气垫式或半气垫式调压室。这种形式的调压室可以靠近厂房布置，从而大大减小水击压力，反射水击波比较充分，但水位波动稳定条件较差，需要较大的调压室断面，还需配置压缩空气机，定期补气增加运行费用。适用于深埋于地下的引水道式地下水电站。5抽水蓄能电站的作用和基本工作原理是什么？参考答案：抽水蓄能电站不是为了开发水能资源向系统提供电能，而是以水体为储能介质，起调节作用。抽水蓄能电站包括抽水蓄能和放水发电两个过程，其建筑物组成包括上下两个水库，用引水建筑物相连，蓄能电站厂房建在下水库处，厂房内装有水泵水轮机。在系统负荷低谷
45、时，利用系统多余的电能带动泵站机组(电动机+水泵)将下库的水抽到上库，以水的势能形式储存起来；当系统负荷高峰时，将上库的水放下来推动水轮发电机组(水轮机+发电机)发电，以补充系统中电能的不足。第6章 河道整治与防洪工程学习活动这一章我们主要学习了河道整治与防洪工程。下面请你根据所学内容参与本章的学习活动。学习活动1：请你对本章所学内容进行小结，将你的学习小结发布到论坛里，看看你的小结与其他同学的有何异同。学习活动2：请你从下面的问题中选择你感兴趣的话题，结合所学内容，查阅资料，认真分析，然后发帖与大家交流。思考题：1河道整治的必要性和整治规划的基本原则是什么？参考答案：（1）河道整治的必要性河
46、道对人类的生产、生活有着巨大的影响，人类对河道的要求随着社会的发展而日益提高。因此，必须对河道进行整治，河道整治与社会主义建设事业息息相关，与国民经济各部门的要求紧密相连。河道整治规划是流域规划的一个组成部分，首先应在分析研究本河段河床演变规律及水沙运动基本特性的基础上，综合考虑国民经济各部门的不同要求，因势利导，制定出比较合理的基本流路。（2）河道整治规划的基本原则全面规划，综合治理因势利导，重点整治因地制宜，就地取材2编制河道整治规划的方法、步骤和内容是什么？参考答案：（1）编制方法编制河道整治规划，就要根据整治的目的和规划内容进行河势查勘、资料的收集和整理工作，在此基础上，分析河段的演变
47、规律。在充分了解河道特性后，提出不同的整治方案，作技术经济分析，通过比较选出合理的方案。（2）编制河道整治规划的步骤根据国民经济各部门的要求。决定河道整治的目的。收集资料，如社会经济资料、水文泥沙资料(水位、流量、比降、流速、糙率、悬移质含沙量及粒配、床沙组成等)、地形地质资料（河道地形图、河势图、河道固定断面图、河床和河岸沿线地质勘探资料）、已建河道整治工程的情况及河道整治的经验教训等。河势进行现场查勘和调查访问。分析整理已有资料，按照整治目的，编制若干规划方案。必要时进行模型试验。进行方案比较，并论证各个方案的经济效益，选取最优方案。（3）河道整治规划报告的内容河道特性分析。包括河流地貌特征及地质构成、水文泥沙、河床演变规律等，重点找出影响本河段河势变化的关键因素。河道整治任务和要求。包括论证国民经济发展对本河道进行整治规划的必要性、可行性以及各部门的基本要求，如设计防洪水位和流量、最小航深、灌溉引水位及流量。河道整治规划原则。按照整治河段的国民经济状况及整治目的和要求，制定远期和近期的治理目标，提出本河段河势规划的基本原则、整治总体