水利水电实务讲义整理.docx
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水利水电实务讲义整理
1F411000 水利水电工程勘测与设计
1F411010 水利水电工程勘测
一、常用测量仪器及其作用
（一）水准仪分类及作用
国产水准仪按精度分为：
DS05、DS1、DS3、DS10。
D表示：
大地测量；S表示：
水准仪。
数字表示仪器精度。
如3表示：
每公里往返测量高差中数的偶然中误差为正负3mm。
（二）经纬仪分类及作用
经纬仪按精度不同可分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJl0等，D、J分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一个字母，数字07、1、2、6、10表示该仪器精度。
经纬仪是进行角度测量的主要仪器，包括水平角测量和竖直角测量，水平角用于确定地面点的平面位置，竖直角用于确定地面点的高程。
另外，经纬仪也可用于低精度测量中的视距测量。
（三）水准尺
精密水准测量一般指国家一、二等水准测量，国家三、四等水准测量为普通水准测量。
尺面每隔lcm涂有黑白或红白相间的分格，每分米有数字注记。
为倒像望远镜观测方便，注字常倒写。
三、四等水准测量采用的尺长为3m，是以厘米为分划单位的区格式木质双面水准尺。
双面水准尺的一面分划黑白相间称为黑面尺（也叫主尺），另一面分划红白相间称为红面尺（也叫辅助尺）。
黑面分划的起始数字为“0”，而红面底部起始数字不是“0”，一般为4687或4787mm。
二、常用测量仪器的使用
（一）水准仪的使用
步骤：
安置仪器、粗略整平、调焦和照准、精确整平、读数。
读数总是由注记小的一端向大的一端读出。
通常读数保留四位数。
（二）经纬仪的使用
步骤：
对中、整平、照准、读数
1F411012 熟悉水利水电工程施工测量的要求
一、基础知识
（一）高程
地面点到高度起算面的垂直距离称为高程。
高度起算面又称高程基准面。
我国自1959年开始，全国统一采用l956年黄海高程系。
后来利用1952～1979年期间青岛验潮站的验潮结果计算确定了新的黄海平均海面，称为“l985国家高程基准”。
我国自1988年1月1日起开始采用l985国家高程基准作为高程起算的统一基准。
（二）地图的比例尺及比例尺精度
1.数字比例尺2.图示比例尺
1：
10000为大比例尺1：
10000-1：
100000为中比例尺1：
100000以上为小比例尺
二、施工放样的基本工作
（一）放样数据准备
（二）平面位置放样方法的选择
平面位置放样的基本方法有：
直角交会法、极坐标法、角度交会法、距离交会法等几种。
（三）高程放样方法的选择
对于高程放样中误差要求不大于±lOmm的部位，应采用水准测量法。
三、开挖工程测量
1.开挖工程细部放样方法有极坐标法、测角前方交会法、后方交会法等，但基本的方法主要是极坐标法和前方交会法。
直接用后方交会法放样开挖轮廓点的情况很少。
采用测角前方交会法，宜用三个交会方向，以“半测回”标定即可。
用极坐标法放样开挖轮廓点，测站点必须靠近放样点。
3.距离丈量可根据条件和精度要求从下列方法中选择：
（1）用钢尺或经过比长的皮尺丈量，以不超过一尺段为宜。
在高差较大地区，可丈量斜距加倾斜改正。
（2）用视距法测定，其视距长度不应大于50m。
预裂爆破放样，不宜采用视距法。
（3）用视差法测定，端点法线长度不应大于70m。
（三）断面测量和工程量计算
1.开挖工程动工前，必须实测开挖区的原始断面图或地形图；开挖过程中，应定期测量收方断面图或地形图；开挖工程结束后，必须实测竣工断面图或竣工地形图，作为工程量结算的依据。
2.断面图和地形图比例尺，可根据用途、工程部位范围大小在1：
200～1：
1000之间选择，主要建筑物的开挖竣工地形图或断面图，应选用l：
200；收方图以1：
500或1：
200为宜；大范围的土石覆盖层开挖收方可选用1：
1000。
3.开挖施工过程中，应定期测算开挖完成量和工程剩余量。
开挖工程量的结算应以测量收方的成果为依据。
开挖工程量的计算中面积计算方法可采用解析法或图解法（求积仪）。
四、立模与填筑放样
建筑物基础块（第一层）轮廓点的放样，必须全部采用相互独立的方法进行检核。
放样和检核点位之差不应大于√2m（m为轮廓点的测量放样中误差）。
填筑工程量测算
1.混凝土浇筑和土石料填筑工程量，必须从实测的断面（或平面）图上计算求得。
2.混凝土浇筑块体收方，基础部位应根据基础开挖竣工图计算；基础以上部位，可直接根据水工设计图纸的几何尺寸及实测部位的平均高程进行计算。
3.土石料填筑量收方，应根据实测的各种填料分界线，分别计算各类填料方量。
4.两次独立测量同一工程，其测算体积之较差，在小于该体积的3%时，可取中数作为最后值。
五、施工期间的外部变形监测
施工区的滑坡观测；高边坡开挖稳定性监测；围堰的水平位移和沉陷观测；临时性的基础沉陷（回弹）和裂缝监测等。
变形观测的基点，应尽量利用施工控制网中较为稳固可靠的控制点，也可建立独立的，相对的控制点，其精度应不低于四等网的标准。
六、竣工测量
土、石坝在心墙、斜墙、坝壳填筑过程中，每上料二层，须进行一次边线测量并绘成图表为竣工时备用。
测量误差
1.误差产生的原因
（1）人的原因；
（2）仪器的原因；（3）外界环境的影响。
1F411013 了解工程地质与水文地质条件与分析
1.边坡变形破坏的类型和特征，
常见的边坡变形破坏主要有松弛张裂、蠕动变形、崩塌、滑坡四种类型。
此外尚有塌滑、错落、倾倒等过渡类型，另外泥石流也是一种边坡破坏的类型。
滑坡：
是指边坡岩体主要在重力作用下沿贯通的剪切破坏面发生滑动破坏的现象，称为滑坡。
在边坡的破坏形式中，滑坡是分布最广、危害最大的一种。
它在坚硬或松软岩层、陡倾或缓倾岩层以及陡坡或缓坡地形中均可发生。
（五）软土基坑工程地质问题分析
软土基坑开挖的降排水一般有两种途径：
明排法和人工降水。
其中，人工降水经常采用轻型井点或管井井点降水方式。
（1）明排法的适用条件：
·不易产生流砂、流土、潜蚀、管涌、淘空、塌陷等现象的黏性土、砂土、碎石土的地层；
·基坑地下水位超出基础底板或洞底标高不大于2.0m。
（2）轻型井点降水的适用条件：
·黏土、粉质黏土、粉土的地层；
·基坑边坡不稳，易产生流土、流砂、管涌等现象；
·地下水位埋藏小于6.Om，宜用单级真空点井；当大于6.0m时，场地条件有限宜用喷射点井、接力点井；场地条件允许宜用多级点井。
1F411020 水利水电工程设计
经验分享：
给大家分享点个人的秘密经验，让大家考得更轻松。
用最合适你的方法去学习，其实考过二级很简单，一级的话稍微花点心思，也就过了。
对我们做工程的人来说，实战经验那是不用说的，都很丰富，但是对于考试，复习时间总是很紧，天天在工地上忙，根本就没有时间看书，虽然那大本大本的书毫不心疼的买了，但是有什么用，都忙不过来看，晚上8、9点才下班回到家谁还有力气去看书啊。
我前年第一次考试的时候就是这样，到考试的时候还是什么都没准备，那几大本指导书也就翻了个开头，结果不用说大家也是知道的。
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一、水利水电工程等级划分
1、水利水电工程等别
（1）水利水电工程根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性，划分为五等。
注意点：
对于综合利用的水利水电工程，当按各分项利用项目的分等指标确定的等别不同时，其工程等别应按其中的最高等别确定。
水利水电工程分等指标
防洪
治涝
灌溉
供水
发电
工程
等别
工程规模
水库
总库容
（108m3）
保护城镇
及工矿企
业的重要性
保护农田
（104亩）
治涝面积
（104亩）
灌溉面积
（104亩）
供水对象
重要性
装机容量
（104kW）
工
大
（1）型
≥lO
特别重要
≥500
≥200
≥150
特别重要
≥120
Ⅱ
大
（2）型
10-1.0
重要
500～100
200～60
150～50
重要
120～30
Ⅲ
中型
1.0-0.1
中等
100～30
60～15
50～5
中等
30～5
Ⅳ
小
（1）型
0.1-O.01
一般
30～5
15～3
5～O5
一般
5～1
V
小
（2）型
0.01-0.001
<5
<3
<0.5
<1
2.平原区拦河水闸工程的等别，应根据其过闸流量的大小进行分等
工程等别
工程规模
过闸流量（m3／s）
I
大
（1）型
≥5000
Ⅱ
大
（2）型
5000～1000
Ⅲ
中型
1000～100
Ⅳ
小
（1）型
100～20
V
小
（2）型
<20
3.灌溉、排水泵站的等别，应根据其装机流量与装机功率。
4.引水枢纽工程等别应根据引水流量的大小（新增）
工程等别
I
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
V
工程规模
大
（1）型
大
（2）型
中型
小
（1）型
小
（2）型
引水流量（m3／s）
≥200
200～50
50～10
10～2
<2
二、水工建筑物级别划分
1.水利水电工程永久性水工建筑物的级别，根据建筑物所在工程的等别和建筑物的重要性划分为五级
工程等别
主要建筑物
次要建筑物
工程等别
主要建筑物
次要建筑物
I
1
3
Ⅳ
4
5
Ⅱ
2
3
V
5
5
Ⅲ
3
4
（二）堤防工程级别
堤防工程的防洪标准主要由防护对象的防洪要求而定。
防洪标准
[重现期（年）]
≥100
<100，且≥50
<50，且≥30
<30，且≥20
<20，且≥lO
堤防工程级别
1
2
3
4
5
（三）临时性水工建筑物级别
1.水利水电工程施工期使用的临时性挡水和泄水建筑物的级别，应根据保护对象的重要性、失事造成的后果、使用年限和临时建筑物的规模。
临时性水工建筑物级别
临时性水工建筑物规模
级别
保护对象
失事后果
使用年限（年）
高度（m）
库容（108m3）
3
有特殊要求的1
级永久性水工建筑物
淹没重要城镇、工矿企业、交通干线或推迟总工期及第一台（批）机组发电，造成重大灾害和损失
>3
>50
>10
4
1、2级永久性
水工建筑物
淹没一般城镇、工矿企业、交通干线或影响总工期及第一台（批）机组电，造成较大经济损失
3～1.5
50～15
10～O.1
5
3、4级永久性
水工建筑物
淹没基坑，但对总工期及第一台（批）机组发电影响不大，经济损失较小
<1.5
<15
2.当临时性水工建筑物根据表1F411021—8指标同时分属于不同级别时，其级别应按照其中最高级别确定。
但对于3级临时性水工建筑物，符合该级别规定的指标不得少于两项。
3.利用临时性水工建筑物挡水发电、通航时，经过技术经济论证，3级以下临时性水工建筑物的级别可提高一级。
三、水利水电工程洪水标准
（一）一般规定
1.在水利水电工程设计中不同等级的建筑物所采用的按某种频率或重现期表示的洪水称为洪水标准，包括洪峰流量和洪水总量。
2.永久性水工建筑物采用的洪水标准，分为设计洪水标准和校核洪水标准两种情况。
临时性水工建筑物的洪水标准，应根据建筑物的结构类型和级别，结合风险度综合分析，合理选择；对失事后果严重的，应考虑超标准洪水的应急措施。
3.水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准，应按山区、丘陵区和平原、滨海区两类分别确定。
4.当山区、丘陵地区的水利水电工程永久性水工建筑物的挡水高度低于15m，且上下游最大水头差小于lOm时，其洪水标准宜按平原、滨海区标准确定。
当平原、滨海地区的水利水电工程其永久性水工建筑物的挡水高度高于l5m，且上下游最大水头差大于lOm时，其洪水标准宜按山区、丘陵区标准确定。
（二）山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物
山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准[重现期（年）]表1F411021-9
水工建筑物级别
项目
1
2
3
4
5
设计
1000～500
500～100
100～50
50～30
30～20
土石坝
可能最大洪水（PMF）
或10000～5000
5000～2000
2000～1000
1000～300
300～200
校核
混凝土坝、
浆砌石坝
5000～2000
2000～1000
1000～500
500～200
200～100
（三）平原、滨海区水利水电工程永久性水工建筑物平原区永久性水工建筑物的洪水标准[重现期（年）]
永久性水工建筑物级别
项目
1
2
3
4
5
设计
300～lOO
100～50
50～20
20～10
lO
水库工程
校核
2000～lOOO
1000～300
300～l00
100～50
50～20
设计
100～50
50～30
30～20
20～10
lO
拦河水闸
校核
300～200
200～lOO
100～50
50～30
30～20
潮汐河口段和滨海地区永久性水工建筑物的洪水标准表lF411021—11
永久性水工建筑物级别
1
2
3
4、5
设计洪水位重现期（年）
≥100
l00～50
50～20
20～10
（四）临时性水工建筑物
临时性水工建筑物的洪水标准，应根据建筑物的结构类型和级别，在表1F411021—12的幅度内，结合风险度综合分析，合理选用。
对失事后果严重的，应考虑遇超标准洪水的应急措施。
临时性水工建筑物洪水标准[重现期（年）]表1F411021—12
临时性水工建筑物级别
临时性建筑物类型
3
4
5
土石结构
50～20
20～10
10～5
混凝土、浆砌石结构
20～10
10～5
5～3
四、水利水电工程抗震设防标准（新增）
水工建筑物的工程抗震设防类别，应根据其重要性和工程场地基本烈度按表1F411021—13确定。
工程抗震设防类别
建筑物级别
场地基本烈度
甲
乙
1（壅水）
1（非壅水），（壅水）
≥6
丙
丁
2（非壅水），3
4,5
≥7
各类水工建筑物抗震设计的设计烈度应按下列规定确定：
1.一般采用基本烈度作为设计烈度。
2.工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物，可根据其遭受强震影响的危害性，在基本烈度基础上提高l度作为设计烈度。
3.基本烈度为6度或6度以上地区的坝高超过200m或库容大于100亿m3的大型工程，以及基本烈度为7度及7度以上地区坝高超过150m的大
（1）型工程，需要做专门的地震危害性分析。
五、水库特征水位及水库特征库容（重点）
（一）水库特征水位
1.校核洪水位。
水库遇大坝的校核洪水时，在坝前达到的最高水位。
它是水库在非常运用校核情况下允许临时达到的最高洪水位，是确定大坝顶高程及进行大坝安全校核的主要依据。
2.设计洪水位。
水库遇大坝的设计洪水时，在坝前达到的最高水位。
它是水库在正常运用设计情况下允许达到的最高洪水位，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。
3.防洪高水位。
水库遇下游保护对象的设计洪水时，在坝前达到的最高水位。
只有水库承担下游防洪任务时，才需确定这一水位。
4.防洪限制水位（汛前限制水位）。
水库在汛期允许兴利的上限水位，也是水库汛期防洪运用时的起调水位。
5.正常蓄水位（正常高水位、设计蓄水位、兴利水位）。
水库在正常运用的情况下，为满足设计的兴利要求在供水期开始时应蓄到的最高水位。
它决定水库的规模、效益和调节方式，在很大程度上决定水工建筑物的尺寸、形式和水库的淹没损失，是水库最重要的一项特征参数，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。
6.死水位（设计低水位）。
水库在正常运用的情况下，允许消落到的最低水位。
水库正常蓄水位与死水位之间的变幅称为水库消落深度。
（二）水库特征库容
1.静库容。
坝前某一特征水位水平面以下的水库容积。
2.总库容。
最高洪水位以下的水库静库容。
它是一项表示水库工程规模的代表性指标，可作为划分水库工程等别及建筑物级别，确定工程安全标准的重要依据。
3.防洪库容。
防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积。
用以控制洪水，满足水库下游防护对象的防护要求。
4.调洪库容。
校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积。
用于保证下游防洪安全（指其中的防洪库容部分）及对校核洪水调洪削峰，保证大坝安全。
5.兴利库容（有效库容、调节库容）。
正常蓄水位至死水位之间的水库容积。
用以调节径流，按兴利要求提供水库的供水量或水电站的流量。
6.重叠库容（共用库容、结合库容）。
防洪库容与兴利库容重叠部分的库容，是正常蓄水位至防洪限制水位之间汛期用于蓄洪、非汛期用于兴利的水库容积。
7.死库容（垫底库容）。
死水位以下的水库容积。
一般用于容纳水库淤沙、抬高坝前水位和库区水深。
在正常运用中不调节径流，也不放空。
1F411022 掌握水工建筑物的分类
水工建筑物可按功能和使用期限进行分类。
按功能可分为通用性水工建筑物和专门性水工建筑物两大类。
按使用期限可分为永久性水工建筑物和临时性水工建筑物。
一、水工建筑物按功能分类
通用性水工建筑物可分为挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取（进）水建筑物、河道整治建筑物；专门性水工建筑物可分为水电站建筑物、渠系建筑物、港口水工建筑物、过坝建筑物等。
（一）通用性水工建筑物
1.挡水建筑物：
是用来拦截江河，形成水库或壅高水位的建筑物，如各种坝和水闸以及抗御洪水，或沿江河海岸修建的堤防、海塘等。
2.泄水建筑物：
是用于宣泄多余洪水量、排放泥砂和冰凌，以及为了人防、检修而放空水库、渠道等，以保证大坝和其他建筑物安全的建筑物。
如各种溢流坝、坝身泄水孔、岸边溢洪道和泄水隧洞等。
3.输水建筑物：
是为了发电、灌溉和供水的需要，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（进）水建筑物：
是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进水口段、灌溉渠首和供水用的进水闸、扬水站等。
5.河道整治建筑物：
是用以改善河流的水流条件，调整河流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冲刷的建筑物，如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。
（二）专门性水工建筑物
1.水电站建筑物：
如水电站用的压力管道、压力前池、调压室、电站厂房等。
2.渠系建筑物：
如渠道上的节制闸、分水闸、渡槽、沉沙池、冲沙闸等。
3.港口水工建筑物：
如防波堤、码头、船坞、船台和滑道等。
4.过坝建筑物：
如船闸、升船机、放木道、筏道及鱼道等。
有些水工建筑物在枢纽中所起的作用并不是单一的。
例如溢流坝既起挡水作用，又起泄水作用；水闸既可挡水，又能泄水，还可作为灌溉渠首或供水工程的取水建筑物等。
二、水工建筑物按使用时期分类
（一）永久性建筑物
永久性建筑物是指工程运行期间长期使用的水工建筑物。
根据其重要性又分为主要建筑物和次要建筑物。
1.主要建筑物：
是指失事后造成下游灾害或严重影响工程效益的水工建筑物。
例如：
坝、泄水建筑物、输水建筑物及电站厂房等。
（主要建筑物不允许分包）
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