水利水电工程概论知识点汇总

第一章

1.水利工程主要是对自然界的地表水和地下水进行控制、治理、调配、保护、开发利用，以达到除害兴利的目的而修建的工程；按服务对象可分为：防洪工程、灌溉排水工程、水力发电工程、航道和港口工程、城镇供水和排水工程、环境水利工程、水土保持工程、海涂围垦；按功能分类：蓄水工程、引水工程、提水工程、调水工程、地下水源工程。

2.水利枢纽工程：按装机容量：大型（>250MW）、中型（50~250MW）、小型（<50MW）；按水头分类；按水源利用性质：常规式水电站、抽水蓄能水电站、潮汐电站、波能电站

3.抽水蓄能：蓄能、调峰填谷、事故备用、调频、调相（调节系统无功功率）、黑启动等多种功能，是当前最成熟、最经济的大规模电能储存工具。

4.按厂房与拦河坝位置关系：河床式（水电站厂房直接挡水，厂房本身承受上游水压力厂房成为挡水建筑物的一部分，适用低水头水电站，如葛洲坝水电站）、坝后式（厂房布置在坝后，适用于高中水头水电站，如三峡水电站）、引水式（用较长的引水道将水引到下游落差较大的地方集中水头发电）、混合式（是坝后式和引水式两种方式的结合，拦河大坝较高、上游形成有调节能力的水库，既可以布置在紧靠大坝的下游处，又可以用压力引水道将水电站厂房布置在距离水库较远处

5．河床式水电站发电径流量大，坝后式水电站径流调节能力强，引水式水电站水库调节能力差，混合式水电站水库调节能力较强。

6.水工建筑物的分类：挡水建筑物：截拦河流、抬高水位、形成水库，坝，闸；泄水建筑物：泄放库水，或调节上游水位，如溢流坝、溢洪道、泄洪洞、泄水闸；进水建筑物：将水由水库/河道取出并导入引水建筑物，如进水口和渠首；引水建筑物：连接水库和水电站厂房（动力渠道、引水管、引水隧洞）；平水建筑物：平稳引水建筑物中的流量及压力波动，如调压室，调压井，压力前池；发电厂：主厂房和副厂房；升压变电站：将发电厂发电升压入网，如升压变电站、开关站；过坝建筑物：过船、过鱼、过木，如船闸、升船机。

7.水工建筑物的特点：（1）受自然条件约束（2）受水的影响大：大坝泄水后，高速水流对水工建筑物产生动水压力，可能对下游河床产生冲刷，危及建筑物安全。下泄水流还可能使得建筑物发生汽蚀、振动、雾化等不利影响。在多泥沙河流上，挟沙水流对建筑物的边壁还有磨蚀作用。扬压力：建筑物及其地基内的渗水，对某一水平计算截面的浮托力与渗透压力之和。（3）施工难度大：施工导流、截流度汛（4）效益大，对附近地区影响大

8.水工建筑物的分类：永久性建筑物（主要建筑物、次要建筑物）、临时性建筑物

第二章

1.正常蓄水位：水库正常运行情况下允许经常保持的坝前最高水位（设计枯水年开始供水时应蓄到的水位）死水位：水库正常运行情况下允许消落到的最低水位，一般由水库淤积年限、发电最低水头、灌溉及航运最低水位等因素确定。设计洪水位：对应设计频率洪水时，坝前允许达到的最高水位。校核频率洪水：对应校核频率洪水时，坝前允许达到的最高水位。防洪限制洪水位：在汛期允许兴利蓄水的上限水位防洪高水位：遇到下游防护对象的设计标准洪水时，在坝前允许达到的最高水位。

2.死库容：死水位以下，可用于淤沙兴利库容：死水位与正常蓄水位之间防洪库容：防洪高水位与防洪限制水位之间拦洪库容：防洪限制水位与设计洪水位之间调洪库容：防洪限制水位和校核水位之间附加库容：水库上游部分水面受水面坡降影响呈向上抬高形成的库容，洪水流量越大，附加库容越大

3.水库的淤积：水流挟带的泥沙在水库内发生淤积的现象，水库淤积形态：三角洲淤积、带状淤积、锥体淤积

水库淤积的防护措施：1、从源头——加强（上游）水土保持，减少来沙量2、发挥自身效能——合理调度运用，减少来沙量3、人工机械清理——清除水库淤积

1.加强水土保持，减少泥沙入库

2.合理利用水库减少水库淤积（蓄清排浑、异重流排沙、

引洪放於）

2.蓄清排浑：排浑：汛前当高含沙量（浑）洪水入库时，利用排沙设施（底孔、输沙隧洞）

排沙减於；蓄清：汛末来水含沙量小（清），拦蓄径流、蓄水兴利。

3.异重流排沙：当含沙量高洪水进入已蓄水水库时，因浑水重度较大、与蓄清水基本不相

混掺而是潜入清水下方沿库底向坝前运行。如此时及时打开底孔闸门，可将浑水排出库外。

4.引洪放於：在含沙量大时，结合灌溉引洪放於，在减少水库

5.淤积同时，还可营造农田、改良土壤在含沙量大时，结合灌溉引洪放於

6.水库淤积清除方法：1.人工排沙法、机械清淤法、虹吸清淤法、高渠冲於法

7.人工排沙法：水库泄空期间，用人工将主槽两侧的淤泥推向主槽或：将水流导入滩地上

预先开设的新主槽，依靠清水基流冲刷并将泥沙排至库外机械清淤法：挖泥船、吸泥泵虹吸清淤法；高渠泄水冲於法：1.在水库上游河道修建低坝或围堰2.由上述围堰始沿水库周边架设高渠，并间隔在库区滩面开设横向引槽3.上游高水头水引入高渠—引槽，冲刷滩地淤泥入主槽，通过底孔等排出

8.水库对环境的影响：1.对地质的影响：水库诱发地震，库岸滑塌（水库蓄水后水位升高，

致岸坡土体抗剪力强度下降，易发生塌方、山体滑坡、危险岩体失稳；）、水库渗漏，抬升地下水位

9.对农业及土壤的影响：浸没（土壤通气条件差，土壤微生物活动受限，肥力下降）、沼

泽化（土壤过分湿润，植物根系呼吸困难）、盐碱化（地表盐分浓度增加）

10.对气候的影响：增加降雨几率与降雨量、改变降雨空间分布、改变降雨时间分布对气温

的影响

11.11.对水文的影响：1.非汛期蓄水截流，致下游河道水位大幅下降甚至断流2.以发电为主

的水库，因发电调峰调频，下泄流量变幅大而频3.水库泄水含沙量降低4.库区水流缓慢、上下层对流减弱、水体变清澈

12.对鱼类的影响：大坝拦截，阻碍鱼类洄游；清水下泄，下游饵料不足；下泄高速水流致

含氧、氮量过饱和，鱼类易发“气泡病“；下泄水体较冷，影响鱼类繁育

13.对环境的影响：移民问题、对文物的淹没及保护问题、对传染病流行学的影响、水库失

事风险的威胁

第三章

1.水利水电工程工程：功能：包括拦截河流，抬高上游水位，形成水库，还包括：为抗御洪水或抵挡潮水沿江河岸修建的堤防、海塘。

2.挡水建筑物主要包括：拦河坝（重力坝、拱坝、支墩坝、土石坝）和拦河水闸。

3.重力坝：主要依靠坝身自重在地基上产生的摩擦力和坝与地基之间的凝聚力以抵抗坝前水推力、维持自身稳定的一种坝型。一般采用混凝土或浆砌石材料建立在岩基上。

4.重力坝满足坝体稳定性的要求：在滑动面上产生的摩擦力形成抗滑力，以重力矩抵抗坝前水压力矩；坝体强度要求：在水平截面上产生的压应力抵消因水的压力所形成的的坝身拉应力。

5.重力坝的几大优点：1.安全可靠；2.对地质、地形条件适应性强，几乎可以建立在任何形状的峡谷中；3.易解决枢纽泄洪问题；4.施工方便，解决施工导流问题5.设计比较简单，可靠，适用各种气候条件

缺点是：1.水泥利用量大材料强度裕量过大；2.坝体内的扬压力不利于坝体稳定3.施工期间温度应力及收缩应力大

6.重力坝的分类：按坝高：高坝（>70m）、中坝（30~70m）、低坝（<30m）按坝段是否泄水：

溢流坝段、非溢流坝段按建筑材料：混凝土重力坝、浆砌石重力坝按结构：实体重力坝、宽缝重力坝（坝基渗透水可从宽缝中排出，可降低坝体的扬压力，相应节省混凝土等材料用量。宽缝可改善混凝土浇筑块散热条件，但不利于施工导流）、空腔重力坝（空腹减少了坝基面积，相应减少坝底扬压力作用，节约坝体混凝土用量）

7.横缝主要分为永久性横缝和临时缝，永久性横缝又分为：沉降缝（应对不均匀沉降）、温度缝（消除温度应力）、温度沉降缝（兼具两者作用）；临时缝：施工分块需要，缝面设置键槽、灌浆纵缝：纵缝平行于坝轴线布置而垂直于横缝，能减少大坝在施工期的温度应力，纵缝缝面是受力薄弱面。在纵缝的缝面常设置键槽（以改善运行期纵缝缝面受力条件）水平缝：坝体分层浇筑过程中上下层混凝土浇筑块之间自然形成的施工接缝

8.止水：止水片的两端分别埋入横缝两侧的混凝土坝内，止水材料应变内随坝体变形而自由伸缩。高坝横缝内应设置两道止水，两道止水之间设沥青井

9.排水：在坝体内设置排水管，随时排除渗入坝体的水，减小坝体扬压力。排水管收集渗入到坝体的渗水，将其排入廊道，渗水再从廊道排水沟汇集到底部集水井，最后通过自流或抽水设施排除。

10.廊道系统：排水廊道、观测廊道、灌浆廊道、检查廊道、交通廊道

11.重力坝的作用荷载：自重、扬压力、波浪压力、冰压力、风作用、静水压力、动水压力、泥沙压力、温度作用、地震作用

12.静水压力：大坝挡水时，所阻挡上游静止水体作用在坝体表面上的压力（可变作用）；扬压力=渗流压力（在上下游压差的作用下，上游的水体经过坝面及坝基向坝体渗透所致）+浮托力（下游水深对坝体所致），可变作用动水压力：水流经曲面时，由于流速、流向改变而导致水流动量大小和方向变化产生的作用力属于可变应力波浪应力：因上游水面的波浪而使重力坝承受的波动压力属于可变应力泥沙压力：坝前泥沙淤积沉积层对坝面的压力属于可变应力冰压力：静冰压力（水库表面结冰后，当气温升高时冰层膨胀，对建

筑物产生的压力）动冰压力（冰破碎后，冰块受风和水流作用漂流撞击坝面或闸墩所产生的动态压力）温度作用（坝体混凝土随温度变化会产生膨胀或收缩、而当变形受到约束时

所产生的应力）风作用（风作用在坝面上所产生的风压力）地震作用：（地震引发地层、水体及坝体作随机运动对坝体的作用，主要包括地震惯性力、地震动水压力、地震动土压力）14.重力坝的破坏形式：滑动、倾覆、坝趾压碎重力坝安全设计与运行的三个基本条件（抗

滑稳定、上游面无拉应力、下游面压应力不超过材料和坝基的允许压应力

15.位防止坝体倾倒，坝体重心应该偏向上游，上游坝面应该垂直，但常呈现一定倾斜，利

用水重增加稳定性，为抗倾覆，下游坡面叫缓

16.坝面：铅直坝面、斜坡坝面、折坡坝面（借上游坝面水重增稳，又可借折坡点以上铅直

面布置进水口，还可避空库时下游坝面产生的拉应力）

17.重力坝的地基要求：（1）具有足够强度，以承受坝体的压力（2）具有足够整体性、均

匀性，以满足坝基抗滑稳定并减少坝体沉降不均匀性（3）具有足够的抗渗性，以控制渗透流量（4）具有足够的耐久性，以防止岩体性质在水长期作用下性能恶化

18.重力坝的地基处理：1.防渗2.提高岩基强度处理方式：岩基开挖、清理；岩基固结灌浆；

岩基防渗帷幕灌浆；岩基排水系统设置；对特殊地质构造处理

19.固结灌浆：当基岩存较大范围节理裂隙发育或较破碎、挖除不经济时，对坝基进行的浅

层灌水泥浆加固，可提高基岩整体性和弹性模量，增加基岩的抗压、抗剪强度，降低地基的透水性岩基防渗帷幕灌浆：减少坝基渗水量，降低坝底渗透压力坝基排水：排除帷幕后的坝基渗水，降低坝基地面的扬压力软弱夹层和断层带的处理

20.碾压重力坝：采用水泥含量低的超干硬混凝土熟料、通仓铺填，逐层碾压固结

21.碾压重力坝的优点：1.节省混凝土材料2.薄层浇筑，表面散热效果较好3.施工简单，缩