1、8 8 水利工程水利工程hydraulic engineeringhydraulic engineering8.1防洪(flood control)8.2農田水利(irrigation and water onservancy)8.3水力發電(hydraulic electrogenerating) 現代水利工程是為開發農科資源，并達到興利除害國的而興建的各項工程的總稱。防洪是指每到汛期；防止洪水或冰凌成災的修護工程農田水利是為農業生產服務的水利工程、基本任務是改造對農業不利的自然條件，合理、充分利用降雨、地表水和地下水。水力發電是指在河流或沿海適當地點，利用水力資源產生電能的過程。航運是指在

2、江河中利用船舶來進行水上運輸工作，其內容包括河道整理、河流渠化、河港工程等。8.18.1防洪防洪 (flood control)(flood control)8.1.1 防洪規劃（擋、泄、蓄）一、原則l全面規劃統籌安排l綜合利用l蓄泄兼籌 因地制宜l區別對待設計洪水和超標準洪水l防洪工程與防洪非工程措施相結合二、內容l收集資料l洪水分析l擬定規劃目標與防洪標準l制定防洪方案l防洪高度l防洪效益分析8.1.2防洪工程一、堤是沿河、渠、湖、海岸邊或行洪區、分洪區（蓄洪區）、圍墾區邊緣修筑的擋水建筑物二、河道整治是指按照河道演變規律，因勢利導，調整、穩定河道主流位置，改善水流、泥沙運動和河床沖淤部位

3、，三、分洪工程是當河道洪水位將超過保證水位或流量將超過安全泄量時，為保障保護區安全，而采取的分泄超額洪水的措施。四、水庫是用壩、堤、水閘、堰等工程，于山谷、河道或低洼地區形成的人工水域 中國水庫的規模按庫容大小劃分：l10億m3以上為大（一）型， 110億m3為大（二）型，0.11億m3為中型， 1001000萬m3為小（一）型，10100萬m3為小（二）型。五、壩是建筑在河谷或河流中攔截水流的水工結構，用以抬高水位，形成水庫，按結構特點分為重力壩、拱壩、重力式拱壩、連拱壩、雙曲拱壩及支墩壩等。前蘇聯的布拉茨克水庫庫容為1693億m3、埃及的阿斯旺高壩庫容為1689億m3烏干達的歐文瀑布水庫

4、庫容為 2048億m3。中國的龍羊峽水電站水庫 276.3億m3 、新安江水電站水庫 220億m3丹江口水利樞紐水庫 209億m3長江三峽水利樞紐水庫 393億m3 重力式壩為巴西和巴拉圭所共有的伊泰普水電站，主壩為空心重力式扶垛壩，高 196m，該水電站 1985年建成，其裝機容量達1260萬kw。雙曲拱壩最高的為前蘇聯1985年建成的英吉里壩，高 272m。 我國青海龍羊峽重力式拱壩高178m，裝機容量為128萬kw。長江三峽大壩，主壩為重力式壩，高190m。裝機容量約達1820萬kw黃河小浪底巨型水利樞紐工程于1997年10月28日上午截流成功。四川二灘雙曲拱壩，高 242m，裝機容量為

5、 300萬kw 于1991年開始興建，1998年建成8.2 8.2 農田水利農田水利irrigation and water onservancyirrigation and water onservancy5.7.2.1灌溉與排水一 灌溉方法l1地面灌溉將地面水直接引人農田內，稱為自流灌溉。有的利用水泵引水，稱為提水灌溉或揚水灌溉。l2噴灌主要由管道和噴頭組成。也稱為人工降雨灌溉。l3滴灌如噴灌那樣，在地下修建專門管道網，借毛細管作用自下而上濕潤土壤。二 灌溉水源主要有天然河水，水庫蓄水，湖、塘、洼地蓄水，經化驗后的城市污水，高山融雪和地下水。三 農田排水 主要目的是排除地面積水和降低地下水

6、位8.2.2 取水工程l一、無壩取水l二、有壩取水l三、水庫取水(水泵站引水)l四、都江堰工程實例一、無壩取水無壩取水的主要建筑物就是進水閘。為了便于引水和防止泥沙進人渠道，進水閘一般應設在河道的凹岸。取水角度（水渠道軸線與河流流向的夾角）應小于 90”。由于沒有調節河流水位和流量的能力，完全依靠河流水位高于渠道的進口高程而自流引水，因此引水流量受河流水位變化的影響很大。二、有壩取水修建寨水壩或攔河節制閘是能調節河道水位，而不能調節大流量的一種取水方式。主要缺點是修建閘壩費用相當大，河床也需有適合的地質條件。由于改變了河流的原來平衡狀態，還會引起上。下游河床的變化。 水閘是渠系上應用最廣泛的一

7、種建筑物。進水閘、分水閘、節制閘、泄水閘、排沙閘三、水庫取水（水泵站提水） 水庫的作用，既可調節流量又可抬高水位。由于灌區位置不同，可采取不同的取水方式。渠首工程一般是設在攔河壩附近，通過引水隧洞或涵管引水。 在平原地區的下游河道，由于枯水位低于灌區高程，自然條件或經濟條件又不適合修建閘壩工程，只有修建水泵站引水灌溉。引水流量依水泵能力而定。多站分級揚水，分區灌溉， 對于地形由緩變陡的灌區。為避免將水揚到高處再跌下，造成能源浪費，可采用多級泵站，分級揚水，各站分別控制不同高程的灌區，多站單級揚水，分區灌溉，在具有河網或溝渠多的地區，可以按河網或溝渠圍繞的天然地區分別設置單級揚水站，分區進行灌溉

8、。這樣可減少一些交叉建筑物水泵站的建筑物一般包括引水渠、進水池、泵房、出水管道和出水池等。 當水源與出水池之間地形比較平緩，且相距又較遠時，通常采用有引水渠的形式，當站址處于地形較陡或灌區距水源較近時，常采用無引水渠布置形式，即將泵站修建在水源岸邊，直接從水源取水。渠道斷面形式取決于水流、地形、地質以及施工等條件。最常采用的是梯形斷面。在堅固巖石中，為減少挖方，也常采用矩形斷面。在平原地區斷面大的渠道常采用半填半挖斷面，既可減少土方，又可利用棄土。在渠道斷面設計中，采用水力最優斷面，即最經濟的斷面，在同等過水斷面的情況下，通過的流量最大。這就要求渠道底寬、水深和邊坡有適當的比例當渠道穿越山崗、

9、河流、山谷、道路、低洼地帶或與其他渠道相遇時，必須修建交叉建筑物。常用的交叉建筑物包括隧洞、渡槽、倒虹吸管、涵洞等。穿越渠道斜臥式倒虹吸管，水流進出管道比較平順，這是最常見的形式。涵洞形式如圖所示。拱形涵洞由拱圈、側墻（拱座）及底板組成。8.3 8.3 水力發電水力發電(hydraulic electrogenerating)(hydraulic electrogenerating) 壩式開發 主要是用壩來集中落差h。壩不僅可以集中落差h，而且還可以利用壩所形成的水庫，進行調節流量Q。壩式開發方式需要修建工程量龐大的水庫根據壩式開發方式的水電站廠房與攔河壩或溢流壩的相對位置，可分為河床式、壩后

10、式、溢流式或混合式等水電站廠房引水式開發 主要是用引水道（明渠、隧洞、水管）來集中落差h。圖 a為無壓引水式電站，用低溢流壩攔阻河流水流，使其進人明渠，因此在渠道末端的水位高于河流水位，其差即為水頭h。圖 b是有壓隧洞的引水道水電站。圖c是水電站廠房通常布置在地下或很深的挖方中。葛洲壩水利樞紐工程葛洲壩水利樞紐工程是在我國第一大河長江干流上修建的第一座壩，是長江三峽水利樞紐的組成部分航運梯級。第一期工程包括三江航道、三江2、3號船閘，三江沖洗閘，二江泄水閘和二江電站，已于1980年底完工。第二期工程包括大江電站、1號船閘和九孔泄洪沖沙閘，亦已于1986年6月竣工。葛洲壩水電站裝機總容量為271

11、.5萬kw，可以滿足湖北及豫西、湘西等地工業和兩湖地區的農業排灌近期用電。葛洲壩水庫枯水和洪水期上游回水分別達奉節（200km以上）和巴東以上（120km），使川江航道中最困難的一段險灘全被淹沒，水深增加，水面變得平緩（庫區水面平均比降由建庫前的0.18減為0.05 ，相當于宜昌以下長江中游的比降），流速減低，對三峽谷區航運條件改善也是較大的。葛洲壩最大壩高雖僅47m，但整個水利樞紐總工程量很大，僅混凝土用量即達1115萬m3 。長江長江三峽水利樞紐三峽水利樞紐三峽水利樞紐是根治長江水害，開發長江水利資源的主體工程，具有防洪、發電。航運、灌溉等綜合利用效益。長江三峽水利樞紐工程因為位于全長19

12、2公里的長江三峽河段而得名，工程大壩壩址位于湖北省宜昌市三斗坪鎮，距離下方已建成的葛洲壩水利樞紐40公里。三峽壩址的控制流域面積100萬平方公里。工程完工后，裝機26臺，年發電量可達847 kWkWh h，相當于六個半葛洲壩電站或10座大亞灣核電站的發電量。長江中下游地區抗擊洪水的能力，會從現在十年一遇提高到百年一遇的標準，而由于庫容增加，水流減緩，長江上游水位抬高，長江的航運能力也會大大提高。按1990年價格計算，三峽水利工程總投資為570億。2009年三峽大壩建成后的雄姿模擬圖三峽建設十年回顧-見證大壩崛起（1993年）1992年通過決議1993年三峽工地施工全景1994年開工典禮三峽工地

13、施工全景1995年三峽工地施工全景1996年三峽工地施工全景1997年三峽工地施工全景1998年三峽工地施工全景1999年三峽工地施工全景2000年三峽工地施工全景2001年三峽工地施工全景2002年三峽工地施工全景2003年三峽工地施工全景2003年6月三峽大壩鳥瞰三峽導流明渠截流工程全景圖三峽導流明渠截流工程全景圖2003年12月28日，擔負三峽三期右岸廠壩施工的葛洲壩集團三峽指揮部，組織施工人員在排砂孔壩段進行三峽大壩主體工程的最后一塊清基澆面施工龍龍 口口龍灘水電工程龍灘水電工程龍灘水電工程規劃總裝機容量630萬千瓦，安裝9臺70萬千瓦的水輪發電機組，年均發電量187億千瓦時，計劃20

14、07年7月第一臺機組發電；2009年12月工程全部完工龍灘水電站截流紅水河位于珠江上游，在落差756米的上千公里河段上規劃建設十座水電站，建成廣西天蛾縣內的龍灘水電站是其中最大的一座；龍灘電站建成后，將產生發電、防洪減災、溝通航運、拉動經濟等巨大的綜合效益。龍灘水電站總裝機容量630萬千瓦，僅次于三峽水電站，每年發電187億千瓦時，每千瓦時價格不到0.23元，將為廣東的高速發展提供便宜而強大的動力；同時由于龍灘水電站的蓄水調節，它的下游6座梯級水電站龍灘水電站截流龍灘水電站截流西電東送西電東送西電東送川電開始東送9 9 給排水工程給排水工程9.1 給水工程9.2 排水工程9.1 9.1 給水工

15、程給水工程給水工程為居民和工礦、運輸企業供應生活、生產等用 水的工程。給水工程的整套設施稱為“給水系統”，一般由取水工程、輸水工程、水處理工程和配水管網四部分組成。將地面或地下的天然水，經過處理，符合使用標準后，輸送給用戶。9.1.1 9.1.1 城市給水系統城市給水系統城市給水系統根據水源性質可分為地面水給水系統和地下水給水系統。取用地面水時，給水系統比較復雜，須建設取水構筑物，從江河取水，由一級泵房送往凈水廠進行處理。處理后的水由二級泵房將水加壓，通過管網輸送到用戶。取用地下水的給水系統比較簡單，通常就近取水，且可不經凈化，而直接加氯消毒供應用戶城市給水系統有下列幾種城市給水系統有下列幾種

16、1統一給水系統2分質給水系統3分壓給水系統4分區給水系統5循環和循序給水系統6區域給水系統統一給水系統統一給水系統當城市給水系統的水質，均按生活用水標準統一供應各類建筑作生活、生產、消防用水，則稱此類給水系統為統一給水系統。此外，還有多水源給水系統。這類給水系統適用于新建中、小城市、工業區或大型廠礦企業中用水戶較集中、地形較平坦，且對水質、水壓要求也比較接近的情況。分質給水系統分質給水系統當一座城市或大型廠礦企業的用水，因生產性質對水質要求不同、特別是對用水大戶，其對水質的要求低于生活用水標準，則適宜采用分質給水系統。分質給水系統，既可以是同一水源，經過不同的處理；也可以是不同的水源，例如：地

17、面水經沉淀后供工業生產用水，地下水經加氯消毒供給生活用水等。分壓給水系統分壓給水系統當城市或大型廠礦企業用水戶要求水壓差別很大，如果按統一供水，壓力沒有差別，勢必造成高壓用戶壓力不足而增加局部增壓設備如果采用分壓給水系統是很合適的。分壓給水可以采用并聯和串聯分壓給水系統。根據高、低壓供水范圍和壓差值由泵站水泵組合完成。分區給水系統分區給水系統分區給水系統是將整個系統分成幾個區，各區之間采取適當的聯系，而每區有單獨的泵站和管網。采用分區系統技術上的原因是為使管網的水壓不超過水管能承受的壓力，因一次加壓往往使管網前端的壓力過高。在經濟上，分區的原因是降低供水能量費用。在給水區范圍很大、地形高差顯著

18、或遠距離輸水時，均須考慮分區給水系統。這種系統多用于大、中城市循環和循序給水系統循環和循序給水系統循環系統是指使用過的水經過處理后循環使用，只從水源取得少量循環時損耗的水，這種系統采用較多。循序系統是在車間之間或工廠之間，根據水質重復利用的原理，水源水先在某車間或工廠使用，用過的水又到其他車間或工廠應用，或經冷卻、沉淀等處理后再循序使用。區域給水系統區域給水系統這是一種統一從沿河城市的上游取水，經水質凈化后，用輸、配管道送給沿該河諸多城市使用，是一種區域性供水系統。這種系統因水源免受城市排水污染，水源水質是穩定的，但開發需要投資大。9.1.2 9.1.2 建筑給水建筑給水建筑給水是為工業與民用

19、建筑物內部和居住小區范圍內的生活設施和生產設備提供符合水質標準以及水量、水壓和水溫要求的生活、生產和消防用水的總稱。包括對它的輸送、凈化等給水設施。供給居住小區范圍內建筑物內、外部生活、生產、消防用水的給水系統，包括建筑內部給水系統與居住小區給水系統兩類。其供水規模較市政給水系統小，且大多數情況下無需設自備水源，直接由市政給水系統引水。1 1 建筑內部給水工程建筑內部給水工程建筑內部的給水工程是將城市給水管網或自備水源給水管網的水引人室內，經配水管送至生活、生產和消防用水設備，并滿足各用水點對水量、水壓和水質的要求。給水系統分類給水系統分類按用途可分為三類：生活給水系統、生產給水系統和消防給水

20、系統。按不同用途水量組合為： 生活與消防、生產與消防、生活與生產及生活生產消防等共用給水系統，按供水用途的不同和系統功能的差異分為：飲用水給水系統、雜用水給水系統（中水系統）、消火栓給水系統、自動噴水滅火系統和循環或重復使用的生產給水系統等。給水系統的組成給水系統的組成引入管，從室外給水管將水引人室內的管段，也稱進戶管。水表節點，水表節點是安裝在引人管上的水表及其前后設置的閥門和泄水裝置的總稱。給水管道，給水管道包括干管、立管和支管。配水裝置和用水設備，如各類衛生器具和用水設備的配水龍頭和生產、消防等用水設備。給水附件，管道系統中調節水量、水壓，控制水流方向，以及關斷水流，便于管道、儀表和設備

21、檢修的各類閥門。增壓和貯水設備，確保室外給水管網的水壓、水量安全可靠時，應根據需要，在給水系統中設置水泵、氣壓給水設備、水池和水箱等增壓、貯水設備。給水方式的基本類型給水方式的基本類型直接給水方式由室外給水管網直接供水，是最簡單、最經濟的給水方式，適用于室外給水管網的水量、水壓在一天內均能滿足用水要求的建筑。設水箱的給水方式設水箱的給水方式直在室外給水管網供水壓力周期性不足時采用。低峰用水時，可利用室外給水管網水壓直接供水并向水箱進水，水箱貯備水量。高峰用水時，室外管網水壓不足，則由水箱向建筑內給水系統供水。室外管網直接將水輸入水箱，由水箱向建筑內給水系統供水。設水泵的給水方式設水泵的給水方式

22、宜在室外給水管網的水壓經常不足時采用。一般應在系統中增設貯水池，采用水泵與室外管網間接連接的方式。高層建筑的供水系統與一般建筑物的供水方式不同。高層建筑物層數多、樓高，為避免低層管道中靜水壓力過大，造成：管道漏水；啟閉龍頭、閥門出現水錘現象，引起噪聲；損壞管道、附件；低層放水流量大，水流噴濺，浪費水量和影響高層供水等弊病，高層建筑必須在垂直方向分成幾個區，采用分區供水的系統給水管道的布置與敷設給水管道的布置與敷設給水管道的布置接供水可靠程度要求可分為枝狀和環狀兩種形式，前者單向供水，供水安全可靠性差，但節省管材，造價低；后者管道相互連通，雙向供水，安全可靠，但管線長、造價高。一般建筑內給水管網

23、宜采用枝狀布置。給水管道的敷設有明裝、暗裝兩種形式。明裝即管道外露，其優點是安裝維修方便，造價低。但外露的管道影響美觀，表面易結露，積灰塵。暗裝即管道隱蔽，其優點是管道不影響室內的美觀、整潔，但施工復雜，維修困難，造價高。增壓、貯水設備增壓、貯水設備（1）水泵是給水系統中的主要升壓設備。一般采用離心式水泵，由流量、揚程查水泵性能表即可確定其型號。（2）貯水池是貯存和調節水量的構筑物，貯水池應設進、出水管、溢流管、泄水管和水位信號裝置，溢流管直比進水管大一級。（3）水箱水箱形狀通常為圓形或矩形，制作材料有鋼板（普通、搪瓷、鍍鋅、復合和不銹鋼板等）；鋼筋混凝土；塑料和玻璃鋼等。（4）氣壓給水設備是

24、利用密閉罐中壓縮空氣的壓力變化，調節和壓送水量，在給水系統中主要起增壓和水量調節的作用。2 2、居住小區給水、居住小區給水根據城市生活居住區規劃設計規范，我國城鎮居民居住用地組織的基本構成單元分為三級：居住組團 最基本的構成單元，占地面積小于10 X IO4 m2，居住300800戶，人口在10003000人范圍內。居住小區 由若干個居住組團構成，居住2 0003 000戶，人口在7 00013 000人之間。居住區 由若干個居住小區組成，居住7 00010 000戶，人口在25 00035 000人之間。建筑小區供水方式應根據小區內建筑物的類型、建筑高度、市政給水管網提供的水頭和水量等因素綜

25、合考慮確定。 對于多層建筑的建筑小區，當城鎮管網的水壓和水量滿足居住小區使用要求時，應充分利用現有管網的水壓，采用直接供水方式。當水量、水壓周期性或經常性不足時，應采用調蓄增壓供水方式。對于高層建筑小區，一般采用調蓄增壓供水方式。對于多層建筑和高層建筑混合居住小區，應采用分壓供水方式，以節省動力消耗。多層建筑居住小區中，七層及七層以下建筑一般不設室內消防給水系統，由室外消火栓和消防車滅火，應采用生活和消防共用的給水系統。高層建筑居住小區宜采用生活和消防各自獨立的供水系統。9.2 9.2 排水工程排水工程生活污水、工業廢水和雨水徑流的水質水量不同，可能對城市造成的危害也就不同。生活污水的主要危害是它的耗氧性；工業廢水的危害多種多樣，除耗氧性等危害外，更重要的是會危害人體健康；雨水的主要危害是雨洪，即市區積水造成損失。這三類水的收集、處理和處置可以采用不同方式，從而構成不同的排水系統體制或制度。9.2.1 9.2.1 城市排水體制城市排水體制1合流制排水系統（1）簡單合流系統 一個排水區只有一組排水管