第9章 水利水电工程
一、学习重点 (一)基本概念
1、水利工程:用于控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。
2、水利科学:人类社会为了生存和发展的需要,采取各种措施,对自然界的水和水域进行控制和调配,以防治水旱和灾害,开发利用和保护水资源。研究这类活动及其对象的技术、理论和方法的知识体系称为水利科学。
3、各级灌溉渠道、各级排水沟槽、各种渠系建筑物和田间工程等统称为灌溉排水系统。
4、防洪非工程措施:是指通过法令、政策、经济手段和工程以外的其他技术手段,以减少洪灾损失的措施。
(二)基本知识和基本理论
水利工程具有以下特点:水工建筑物受水的作用,工作条件复杂;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,但若严重失误或失事,又会造成巨大的损失和灾害。
1、农田水利。农田水利工程主要是灌溉工程和排涝工程。 (1)灌溉与排水,是农田水利的两项主要措施。
①灌溉方法:A、地面灌溉;B、喷灌;C、滴灌;D、微灌。
②灌溉水源:主要有天然河水,水库蓄水,湖、塘、洼地蓄水,经化验后的城市污水,高山融雪和地下水。
③农田排水
排水系统可分为明沟排水系统和暗沟排水系统。 (2)取水工程
取水工程的作用是将河水引入渠道,以满足农田灌溉、水力发电、工业及生活供水等需要。有: ①无坝取水;②有坝取水;③水库取水;④水泵站引水。
(3)灌溉泵站与排水泵站 ①灌溉泵站
泵站规划和灌区划分:A、一站扬水,一区灌溉;B、多站分级扬水,分区灌溉C、多站单级扬水,分区灌溉;D、一站分级扬水,分区灌溉。
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。 ②排水泵站
A、规划原则:高低水分开,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,力求及时排水。
B、泵站建筑物布置
当涝水可通过排水干渠汇集于蓄涝区内时,宜集中修建较大泵站;
当排水区水网密集,排水出口分散,地势高低不平,高地需灌水,低地需排水时,宜分散建站。
(4)渠道工程与渠系建筑物
①渠道断面,断面形式取决于水流、地形、地质以及施工等条件。最常采用
的是梯形断面。
②渠道的流速与流量:渠道流速应适当,过大会引起冲刷,过小容易淤积,并可能使渠边生长杂草。不冲、不淤流速。
③渠道的渗透损失及防渗措施:提高渠床土壤的不透水性和衬砌渠床。 ④在渠道上的建筑物,统称渠系建筑物。渠系建筑物的种类很多,根据其作用,大体可归纳为:交叉建筑物、联接建筑物、水闸等
2、水电工程
(1)水电站开发方式和主要类型
人工的方法集中落差,可分为以下两种方式:坝式开发、引水式开发、混合式开发。
水电站最基本的开发方式:
①坝式水电站可分为河床式、坝后式、溢流式或混合式等水电站厂房。 ②引水式水电站地下厂房有三种布置方式:首部式地下厂房、尾部式地下厂房(地面)、中部式地下厂房
③抽水蓄能电站 ④潮汐电站
(2)水电站建筑物
①水电站建筑物的布置种类有:
A、河床式水电站建筑物的布置;B、坝后式水电站建筑物的布置;C、引水式水电站建筑物的布置;D、引水式地下水电站建筑物的布置
②水电站通常有下列几类建筑物:A、挡水建筑物;B、泄水建筑物;C、水电站进水建筑物;D、水电站引水建筑物;E、水电站平水建筑物;F、发电、变电和配电建筑物
3、防洪工程
防洪包括防御洪水危害人类的对策、措施和方法。它是水利科学的一个分支,主要研究对象包括洪水的自然规律,河道、洪泛区状况及其演变。防洪工作的基本内容可分为:建设、管理、防汛和科学研究。
(1)防洪规划
防洪规划是指制定防治洪水灾害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。
A、原则
国家经济建设的目标、方针、政策和防护区的重要性,是编制规划的基本依据。一般应遵循以下原则:
①全面规划统筹安排;②综合利用;③蓄泄兼筹;④因地制宜、区别对待设计洪水和超标准洪水;⑤防洪工程与防洪非工程措施相结合。
B、内容
①收集资料;②洪水分析;③拟定规划目标与防洪标准;④制定防洪方案;⑤确定防洪高度;⑥防洪效益分析。
(2)防洪工程
防洪工程是控制、防御洪水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。
挡:主要是运用工程措施挡住洪水对保护对象的侵袭。 泄:主要是增加泄洪能力。
蓄(滞):主要作用是拦蓄(滞)调节洪水,削减洪峰,减轻下游防洪负担。 (3)防洪非工程措施
防洪非工程措施的基本内容为:洪泛区管理;行洪道清障;洪水保险;洪水预报警报系统;超标准洪水紧急措施;救灾。
(三)本章节的学习重点和难点 1、防洪。
2、农田水利。 3、水利发电。 二、练习题
(一)判断与改错题
1、国家经济建设的目标、方针、政策和防护区的重要性,是编制防洪规划的基本原则。
2、灌溉与取水,是农田水利的两项主要措施。
3、渠道的渗透损失及防渗措施为提高渠床土壤的不透水性和衬砌渠床。 4、防洪工程中挡的主要作用是拦蓄(滞)调节洪水,削减洪峰,减轻下游防洪负担。
5、在渠道上的建筑物,统称农田建筑物。 (二)名词解释题
1、水利科学; 2、水利工程 ;3、灌溉排水系统; 4、防洪非工程措施 (三)单项选择题 1、( )是指制定防治洪水灾害措施的总体部署方面的工作。
A、水利工程; B、防洪规划; C、防洪工程; D、取水工程。 2、( )是控制、防御洪水以减免洪灾损失所修建的工程。
A、水利工程; B、排水工程; C、防洪工程; D、取水工程。 3、( )工程主要是灌溉工程和排涝工程。
A、农田水利; B、排水工程; C、防洪工程; D、取水工程。 4、当涝水可通过排水干渠汇集于蓄涝区内时,宜( )修建较大泵站
A、集中; B、分散; C、统一; D、零星。 5、( )的作用是将河水引入渠道,以满足农田灌溉、水力发电、工业及生活供水等需要。
A、农田水利; B、排水工程; C、防洪工程; D、取水工程。 6、防洪工程中的( )主要是运用工程措施挡住洪水对保护对象的侵袭。
A、滞; B、蓄; C、泄; D、挡。 7、渠道断面最常采用的是( )断面。
A、正方形; B、圆形; C、三角形; D、梯形。 (四)多项选择题
1、防洪工作的基本内容可分为( )。
A、建设; B、管理; C、防汛; D、科学研究。 2、防洪工程主要有( )等。
A、堤; B、河道整治工程; C、分洪工程; D、水库。 3、取水工程有( )几种取水方式。
A、无坝取水; B、有坝取水; C、水库取水; D、水泵站引水。 4、水电站建筑物的布置种类有( )。
A、河床式水电站建筑物的布置; B、坝后式水电站建筑物的布置
C、引水式水电站建筑物的布置; D、引水式地下水电站建筑物的布
置
5、防洪非工程措施的基本内容为( )
A、超标准洪水紧急措施; B、救灾;C、洪泛区管理;D、洪水报警系
统。
(五)简答题
1、水利工程具有哪些特点? 2、防洪规划内容有哪些?
3、灌溉泵站规划和灌区是如何划分的? 5、水利工程有什么样的特点? 6、防洪规划的原则是什么? 7、坝式水电站有哪几种? (六)辨析题
1、防洪包括防御洪水危害人类的对策、措施和方法。它与水利科学是相互独立、分开的。
2、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。 (七)论述题
1、试述防洪规划一般应遵循什么原则及其内容? 2、联系实际,试述防洪工程实施的方法及要点? 三、练习题参考答案 (一)判断与改错题。
1、错;2、错;3、错;4、错;5、错。
(二)名词解释题。略(见教材和本章学习提示) (三)单项选择题。
1、B;2、C;3、A;4、B;5、D;6、D;7、D。 (四)多项选择题。
1、ABCD;2、ABCD;3、ABCD;4、ABCD;5、ABCD。 (五)简答题。略(见教材和本章学习提示) (六)辨析题
1、错。理由:防洪包括防御洪水危害人类的对策、措施和方法。它是水利科学的一个分支,主要研究对象包括洪水的自然规律,河道、洪泛区状况及其演变。
2、对。理由: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,但若严重失误或失事,又会造成巨大的损失和灾害。
(七)论述题。略(见教材和本章学习提示)