《水利工程初步设计》课件

《水利工程初步设计》课程目标与定位目标定位通过本课程的学习，学生将能够掌握水利工程初步设计的基本理论、方法和规范，并具备独立完成水利工程初步设计的能力初步设计的重要性经济效益技术保障初步设计为工程建设提供了明初步设计是水利工程建设的重确的技术方案和经济指标，有要依据，它明确了工程的规利于控制工程投资，提高经济模、布局、主要技术参数等，效益确保工程建设的顺利进行安全可靠水利工程设计阶段划分可行性研究1研究工程的必要性、技术可行性、经济可行性、社会可行性等初步设计2确定工程的规模、布局、主要技术参数，编制初步设计报告施工图设计3初步设计阶段的主要任务确定工程的规模、类型、主要技术参数、主要工程建筑物的位置1和布置进行水文分析与计算，确定设计洪水、设计流量等2进行工程地质勘察与评价，确定地基条件，提出防治不良地质现象的措施初步设计阶段的深度要求技术深度初步设计阶段的技术深度应满足工程建设的需要，确保工程的安全、可靠和经济性方案确定初步设计阶段需要确定工程的具体方案，包括主要工程建筑物的类型、尺寸、材料等经济可行性初步设计阶段需要进行经济分析，确保工程的经济可行性，并提出降低工程造价的措施初步设计报告的组成总论水文分析与计算工程地质工程布置与建筑物设计介绍工程的背景、目的、任进行水文资料收集、整理、进行工程地质勘察与评价，确定工程的规模、布局、主务、规模、主要技术指标分析，确定设计洪水、设计确定地基条件，提出防治不要技术参数，进行建筑物的等流量等良地质现象的措施设计工程概算环境保护估算工程造价，确定工程效进行环境影响评价，提出环益境保护措施第一章水文分析与计算概述水文分析与计算是水利工程设计的基础，其目的是为了确定工程设计所需的关键水文参数，如设计洪水、设计流量、设计水位等本章将介绍水文资料收集、整理、分析和计算方法，以及一些常用的水文计算软件水文资料收集与整理资料来源资料类型资料整理水文资料主要来源于水文站、气象水文资料包括流量、水位、降雨量、对收集到的水文资料进行整理、校站、水文年鉴、历史文献等蒸发量、泥沙等核，剔除错误数据，并进行必要的补充设计洪水计算方法频率分析法根据历史水文资料，利用统计方法，确定设计洪水的频率和流量经验公式法根据经验公式，利用流域面积、降雨量等参数，计算设计洪水的流量频率分析法频率分析法是确定设计洪水的常用方法，它利用历史水文资料，通过统计分析，建立水文变量的频率分布函数，进而推算出不同频率下的水文变量值常用的频率分析方法包括皮尔逊Ⅲ型曲线法、耿贝尔分布法等经验公式法经验公式法是根据历史水文资料和流域特征，总结出一些经验公式，利用这些公式，可以快速地估算设计洪水的流量常用的经验公式包括谢尔曼公式、纳什公式等暴雨径流分析暴雨径流分析是水利工程设计中重要的环节，它需要考虑暴雨的特点、流域的特征，以及水库、河道等水利工程的影响，通过模拟计算，确定暴雨径流过程，进而估算设计洪水的流量第二章工程地质勘察与评价工程地质勘察与评价是水利工程设计的重要环节，其目的是为了了解工程场地的地质条件，评价地基的承载力，提出防治不良地质现象的措施，确保工程的安全和稳定地质勘察的目的与内容了解工程场地的地层岩性、地质评价地基的承载力、稳定性、渗识别不良地质现象，提出防治措123构造、水文地质条件透性等施地质勘察方法钻探坑探地质测绘水文地质调查通过钻探获得地质样品，分开挖探坑，直接观察地层剖绘制地质图，了解工程场地了解地下水位、水质、水量析地层岩性、地质构造等面，了解地层岩性、地质构的地质情况等，评估地下水对工程的影造等响地质评价报告的编写地质评价报告是工程地质勘察的最终成果，它应全面、准确地反映工程场地的地质条件，并对地基的承载力、稳定性、渗透性等进行评价，提出防治不良地质现象的措施报告的内容应包括工程概况、勘察方法、地质概况、地质评价、工程建议等不良地质现象的识别与处理滑坡崩塌采取支护、排水、截水等措采取爆破、锚固、护坡等措施，防止滑坡发生施，防止崩塌发生泥石流采取修建拦挡坝、改道等措施，防止泥石流发生第三章枢纽布置与建筑物选型本章将介绍水利枢纽的布置原则和建筑物选型依据，以及不同类型水工建筑物的设计要点水利枢纽是指在河流上修建的一系列水工建筑物，以实现防洪、灌溉、发电等综合利用目标枢纽布置原则满足工程总体功能要求，实现综合利用目标1尽量减少对环境的影响，保护生态环境2经济合理，节约投资，提高工程效益3安全可靠，确保工程安全运行4建筑物选型依据地形地貌1根据地形地貌条件，选择合适的建筑物类型地质条件2根据地质条件，选择能够满足稳定性和抗震要求的建筑物类型水文条件3根据水文条件，选择能够满足防洪、灌溉、发电等功能要求的建筑物类型工程功能4根据工程的功能要求，选择合适的建筑物类型不同类型水工建筑物特点重力坝拱坝土石坝主要依靠自身的重量来抵抗水压力和利用拱形的结构形式来传递水压力，利用土石材料堆砌而成，造价较低，地震力，适用于地基较好的峡谷河适用于狭窄的峡谷河段，具有较高的但对地基要求较高，适用于地基较好段抗震能力的宽阔河段第四章挡水建筑物设计本章将介绍挡水建筑物的类型、设计要点和施工方法挡水建筑物是水利枢纽中的重要组成部分，其主要功能是拦截水流，形成水库，实现水资源的综合利用挡水建筑物类型重力坝主要依靠自身的重量来抵抗水压力和地震力，适用于地基较好的峡谷河段拱坝利用拱形的结构形式来传递水压力，适用于狭窄的峡谷河段，具有较高的抗震能力土石坝利用土石材料堆砌而成，造价较低，但对地基要求较高，适用于地基较好的宽阔河段面板堆石坝由面板、堆石体和防渗体组成，具有较好的经济性和安全性，适用于地基较好的河段重力坝设计要点满足坝体稳定性要求，防止满足坝体渗透性要求，防止12滑移、倾覆和抗震破坏坝体渗漏和冲刷满足坝体抗冻性要求，防止坝体冻胀和破损3拱坝设计要点满足拱坝受力合理性要求，满足拱坝抗震性要求，防止12防止拱坝失稳和破坏拱坝在地震中发生破坏满足拱坝施工安全性要求，防止拱坝在施工过程中发生事故3土石坝设计要点满足坝体稳定性要求，防止滑移、倾覆和抗震破坏1满足坝体渗透性要求，防止坝体渗漏和冲刷2满足坝体抗冻性要求，防止坝体冻胀和破损3满足坝体施工工艺要求，确保坝体质量4第五章泄水建筑物设计泄水建筑物是水利枢纽中重要的组成部分，其主要功能是将水库中多余的水量及时泄排，防止水库水位过高，保证水库的安全运行泄水建筑物类型溢流坝泄洪洞利用坝体上的溢流段将水库水通过在坝体中开挖的洞口将水位以上的水量泄排，适用于水库水量泄排，适用于水库水位库水位波动较大的情况波动较小的情况泄洪闸通过闸门控制水库水量泄排，适用于需要灵活控制水库水位的工程溢流坝设计确定溢流段的位置、尺寸和设计溢流段的防冲刷和消能12形状，确保溢流能力满足设措施，防止溢流水对坝体造计要求成破坏设计溢流段的闸门，便于调节水库水位3泄洪洞设计确定泄洪洞的位置、尺寸和设计泄洪洞的防冲刷和消能12形状，确保泄洪能力满足设措施，防止泄洪水对洞口造计要求成破坏设计泄洪洞的闸门，便于控制泄洪流量3泄洪闸设计确定泄洪闸的位置、尺寸和设计泄洪闸的开启和关闭方12类型，确保泄洪能力满足设式，确保泄洪闸能够安全可计要求靠地运行设计泄洪闸的防冲刷和消能措施，防止泄洪水对闸门造成破坏3第六章取水建筑物设计取水建筑物是水利枢纽中重要的组成部分，其主要功能是将水库的水引出，用于灌溉、发电、供水等取水建筑物类型岸边式取水河床式取水在水库岸边修建取水口，通过在水库河床中修建取水口，通管道将水引出，适用于水库水过管道将水引出，适用于水库位较高的情况水位较低的情况明渠式取水利用明渠将水库的水引出，适用于水库水位波动较小的情况岸边式取水确定取水口的位置和尺寸，设计取水口的防冲刷和消能12确保取水能力满足设计要措施，防止取水口被冲刷求设计取水口的闸门，便于控制取水流量3河床式取水确定取水口的位置和尺寸，设计取水口的防冲刷和消能12确保取水能力满足设计要措施，防止取水口被冲刷求设计取水口的闸门，便于控制取水流量3明渠式取水确定明渠的尺寸和坡度，确设计明渠的防冲刷和消能措12保明渠的流量满足设计要施，防止明渠被冲刷求设计明渠的护坡和衬砌，防止明渠坍塌3第七章输水建筑物设计输水建筑物是水利枢纽中重要的组成部分，其主要功能是将水库的水输送到需要的地方，用于灌溉、发电、供水等输水建筑物类型渠道隧洞利用明渠将水输送，适用于地利用地下隧道将水输送，适用形平坦、水量较小的输水工于地形复杂、需要穿越山体的程输水工程渡槽利用高架管道将水输送，适用于需要跨越河流、道路等障碍物的输水工程渠道设计确定渠道的尺寸和坡度，确设计渠道的防冲刷和消能措12保渠道的流量满足设计要施，防止渠道被冲刷求设计渠道的护坡和衬砌，防止渠道坍塌3隧洞设计确定隧洞的尺寸和形状，确保隧设计隧洞的衬砌和支护，确保隧设计隧洞的通风和排水系统，确123洞的流量满足设计要求洞的稳定性保隧洞的安全运行渡槽设计确定渡槽的尺寸和形状，确保渡设计渡槽的支墩和支架，确保渡设计渡槽的防腐和防冻措施，防123槽的流量满足设计要求槽的稳定性止渡槽腐蚀和冻裂第八章水轮机及其厂房设计本章将介绍水轮机的选型、厂房布置和尾水建筑物的设计水轮机是水力发电厂的核心设备，它将水能转化为机械能，驱动发电机发电水轮机选型根据水头、流量、发电量等考虑水轮机的效率、运行可12参数，选择合适的类型和规靠性、维护成本等因素格选择能够满足当地环境条件的水轮机3厂房布置厂房规模厂房布置厂房结构根据发电机组的数量和容量，确定厂合理布置水轮机、发电机组、控制系根据当地地质条件、水文条件、地震房的规模统、辅助设备等，确保厂房的合理利烈度等因素，确定厂房的结构形式用和安全运行尾水建筑物设计确定尾水建筑物的类型和尺设计尾水建筑物的消能措12寸，确保尾水能够安全可靠施，防止尾水对下游河道造地排放成破坏设计尾水建筑物的防冲刷和护坡措施，防止尾水建筑物被冲刷和3破坏第九章水利工程施工组织设计本章将介绍水利工程施工组织设计，包括施工总布置、主要工程施工方法、施工进度计划等施工总布置确定施工营地的位置和规模，满确定主要施工路线和运输方式，确定主要施工区域和作业流程，123足施工人员、设备、材料等需确保施工材料和设备能够及时供确保施工安全和高效求应主要工程施工方法开挖吊装混凝土浇筑坝体填筑根据地质条件选择合适的开根据建筑物类型和尺寸选择根据混凝土强度和施工条件根据坝体材料和施工条件选挖方法，如爆破法、机械开合适的吊装设备，确保安全选择合适的浇筑方法，确保择合适的填筑方法，确保坝挖法等可靠混凝土质量体质量施工进度计划施工进度计划是水利工程施工组织设计的核心内容，它需要根据工程的规模、工期、资源等因素，科学合理地安排施工流程，确保工程按期完成第十章环境保护与水土保持本章将介绍水利工程环境保护与水土保持措施，包括环境影响评价、水土保持措施、生态保护措施等环境影响评价环境影响评价是水利工程建设的重要环节，其目的是为了预测和评估工程建设对周围环境可能造成的影响，提出环境保护措施，防止或减轻环境污染和生态破坏水土保持措施修建护坡、挡土墙等工程，种植植被，恢复植被覆盖12防止水土流失率，减少水土流失采取工程措施和生物措施相结合的方式，综合治理水土流失3生态保护措施保护河流、湖泊、湿地等水保护珍稀濒危物种，维护生12生生态系统物多样性恢复受损的生态系统，改善生态环境3第十一章工程概算本章将介绍工程概算的编制依据、计算方法和内容工程概算是水利工程建设的重要依据，它能够反映工程的造价，为工程建设提供经济基础工程概算编制依据国家有关工程造价的政策法规1水利工程建设的标准规范2工程的设计图纸和技术文件3市场价格信息和工程造价信息4直接工程费计算直接工程费是指用于工程实体的费用，包括人工费、材料费、机械费等直接工程费的计算方法根据工程项目的具体情况而有所不同，一般采用工程量清单计价法间接工程费计算间接工程费是指用于工程建设过程中除直接工程费以外的其他费用，包括管理费、利润、税金等间接工程费的计算方法一般采用定额法或百分比法其他费用计算其他费用是指工程概算中除了直接工程费和间接工程费以外的其他费用，包括预备费、建设期利息等其他费用的计算方法一般采用定额法或百分比法第十二章工程效益分析工程效益分析是水利工程设计的重要环节，其目的是为了评估工程的经济效益、社会效益和环境效益本章将介绍工程效益分析的方法和内容，并对一些典型水利工程的效益进行分析。