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1F411020 水利水电工程设计
1f411020 水利水电工程设计
1f411021掌握水利水电工程等级划分及工程特征水位
命题点1 水利水电工程等别划分
1.水利水电工程的等别根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性，划分为五等，按表1f411021-1确定
@#2平原区
@#例题
例题：某灌溉泵站装机功率为12000kw，装机流量为150/s，则该站的工程规模为（）（2007年真题）
a 大（1）型 b 大（2）型
c 中型 d 小（1）型
答案：b
@#4.引水枢纽工程等
4.引水枢纽工程等别应根据引水流量的大小划分（新增内容）
工程等别ⅰⅱⅲⅳⅴ
工程规模大（1）型大（2）型中型小（1）型小（2）型
引水流量（/s）≥200200～5050～1010～2＜2
命题点2 水工建筑物级别划分
1. 永久性水工建筑物的级别
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
ⅰ13ⅳ45
ⅱ23ⅴ55
ⅲ34
@#命题点3 水利水电工程洪水标准
@#1.平原区永久性
1.平原区永久性水工建筑物洪水标准，按表1f411021-10确定。
@#命题点4 水库特征水位及水库特征库容
命题点4 水库特征水位及水库特征库容
（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。 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。
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。
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。
6．死水位。水库在正常运用的情况下，允许消落到的最低水位。
@#（二）水库特征库容
（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。
3．防洪库容。防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积。
4．调洪库容。校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积。
5．兴利库容。正常蓄水位至死水位之间的水库容积。
6．重叠库容（共用库容、结合库容）。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。
水库特征水位和相应库容关系见图1f411021。
1F4111022掌握水工建筑物的分类
1f4111022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
（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
（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。
@#二、水工建筑物按使用时期分类
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。
2．次要建筑物：是指失事后不致造成下游灾害，或工程效益影响不大，易于恢复的水工建筑物。例如：失事后不影响主要建筑物和设备运行的挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。
（二）临时
性建筑物
临时性建筑物是指工程施工期间使用的建筑物，如围堰、导流隧洞、导流明渠等。
1F411023 掌握水利水电工程建筑材料的应用
1f411023掌握水利水电工程建筑材料的应用
命题点1 建筑材料的类型
（一）建筑材料按其物理化学性质分类
建筑材料按其物理化学性质可分为无机材料、有机材料、复合材料三大类。
1.无机材料
(1)无机非金属材料
(2)金属材料
2．有机材料
(1)沥青材料
(2)植物材料
(3)合成高分子材料
3．复合材料
@#（二）建筑材料按材料来源分类
（二）建筑材料按材料来源分类
建筑材料按材料来源可分为天然建筑材料和人工材料两类。
1．天然建筑材料，如常用的土料、砂石料、石棉、木材等及其简单采制加工的成品（如建筑石材等）。
2．人工材料，如石灰、水泥、沥青、金属材料、土工合成材料、高分子聚合物等。
（三）建筑材料按其功能分类
1．结构材料，如混凝土、型钢、木材等。
2．防水材料，如防水砂浆、防水混凝土、镀锌薄钢板、紫铜止水片等。
3．胶凝材料，如石膏、石灰、水玻璃、水泥、混凝土等。
4．装饰材料，如天然石材、装饰砂浆、装饰水泥、塑料制品等。
5．防护材料，如钢材覆面、码头护木等。
6.隔热保温材料，如石棉纸、石棉板、矿渣棉、泡沫混凝土、纤维板等。
@#命题点2 建筑材料的应用条件
命题点2 建筑材料的应用条件
（一）筑坝用土石料
主要包括土坝（体）壳用土石料、防渗体用土石料、排水设施和砌石护坡用石料。
（二）土工合成材料
土工合成材料在水利水电工程中的应用包括：
1．防渗。利用土工膜或复合土工膜防渗性强的特点，进行土坝、堤防、池塘等工程的防渗。
2．反滤、排水。利用土工布透水性好、孔隙小的特点，作为土石坝、水闸、堤防、挡土墙等工程的排水和反滤体。
3．护岸护底工程。利用土工布做成软体排铺设在防冲的边坡上，防止水流冲刷渠道和海岸等土岸坡。
4．防汛抢险方面。利用填满土石料的土工编织袋，快速加高加固堤坝，在迎水面上利用土工布制成的软体卷材快速铺设，及时堵住渗漏通道，有效控制管涌、流土，防止渗透破坏。
（三）建筑石材
水工建筑物对石料的要求是有较好的耐水性、抗冻性、耐久
@#（四）水泥
（四）水泥
1．水泥的品种及
主要性能
水泥是水硬性胶凝材料。水泥按其矿物成分组成可分为硅酸盐系列、铝酸盐系列、硫铝酸盐系列、铁铝酸盐系列、氟铝酸盐系列等；按其用途和特性可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。通用水泥是指gb175-2007中规定的六种硅酸盐水泥；专用水泥是指有专门用途的水泥，如中、低热水泥，大坝水泥，道路水泥等；特性水泥是指具有较为特殊性能的水泥，如快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥、膨胀水泥等。通用硅酸盐水泥密度一般为3100～3200kg/m3，初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于600min。
2．水泥的适应范围
(1)水位变化区域的外部混凝土、溢流面受水流冲刷部位的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥，避免采用火山灰质硅酸盐水泥。
(2)有抗冻要求的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥，并掺用引气剂或塑化剂，以提高混凝土的抗冻性。当环境水兼硫酸盐侵蚀时，应优先选用抗硫酸盐硅酸盐水泥。
(3)大体积建筑物内部的混凝土，应优先选用矿渣硅酸盐大坝水泥、矿渣硅酸：盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等，以适应低热性的要求。
(4)位于水中和地下部位的混凝土，宜采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。
@#3．水泥检验的要求
3．水泥检验的要求
水泥应有生产厂家的出厂质量证明书（包括厂名、品种、强度等级、出厂日期、抗压强度、安定性等代表该产品质量的内容）以及28d强度证明书。
（五）水泥砂浆性质
新拌砂浆的和易性是指其是否便于施工并保证质量的综合性质。具体技术指标包括流动性和保水性两个方面。
1．流动性
常用沉入度表示。沉入度即标准圆锥体在砂浆中沉入的深度。沉入度大的砂浆，流动性好。
2．保水性
即保有水分的能力。保水性可用泌水率表示，即砂浆中泌出水分的质量占拌合水总量的百分率。但工程上采用较多的是分层度这一指标。所谓分层度通常用上下层砂浆沉入度的差值来表示。分层度大于2cm的砂浆易泌水，不宜使用，分层度接近于零的砂浆，虽保水性好，但因胶凝材料用量太多，容易发生干缩裂缝。故砂浆的分层度以l～2cm为宜。
@#六）水泥混凝土
（六）水泥混凝土
反映水泥混凝土质量的主要技术指标有：和易性、强度及耐久性。
1．和易性
水泥混凝土拌合物的和易性包括流动性、黏聚性、保
水性三个方面。影响和易性的因素有水泥浆的用量、水泥浆的稠度、砂率、水泥的品种、水泥细度、外加剂的掺人、时间和温度等。坍落度的大小反映了混凝土拌合物的和易性。
2．混凝土的强度
混凝土的强度有抗压、抗拉、抗弯及抗剪强度等，以抗压强度最大，结构中主要是利用混凝土的抗压强度。
(1)混凝土的抗压强度
混凝土抗压强度是把混凝土拌合物做成边长为15cm的标准立方体试件，在标准养护条件（温度20℃士2℃，相对湿度95%以上）下，养护到28d龄期，按照标准的测定方法测定的混凝土立方体试件抗压强度（以mpa计）。影响混凝土强度的因素有：施工方法及施工质量、水泥强度及水灰比、骨料种类及级配、养护条件及龄期等。
(2)混凝土的抗拉强度
混凝土的抗拉强度，一般约为相应抗压强度的10%左右。有抗裂要求的结构，除需对混凝土提出抗压强度要求外，还需对抗拉强度提出要求。抗拉强度的测定方法有劈裂抗拉试验法及轴心抗拉试验法两种。
@#例题
例题：混凝土的抗拉强度，一般约为相应抗压强度的（）（2007年真题）
a 3%～6% b 7%～14%
c 15%～20% d 20%～30%
答案：b
3．混凝土的耐久性
混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、抗冲磨性、抗侵蚀性、抗碳化性等。
(1)抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透作用的能力。
(2)抗冻性是指混凝土在饱和状态下，经多次冻融循环作用而不严重降低强度的性能。
(3)抗冲磨性是指混凝土抵抗高速含砂水流冲刷破坏的能力。
(4)抗侵蚀性是指混凝土抵抗环境水侵蚀的能力。
(5)抗碳化性是指混凝土抵抗环境大气中二氧化碳的碳化能力。
4．水工建筑物不同部位混凝土的要求
(1)上、下游最高水位以上坝体表层混凝土。主要考虑抗冻因素，在寒冷地区多采用厚2～3m的抗冻混凝土。
(2)上、下游水位变化区的坝体表层混凝土。主要考虑抗冻、抗裂因素，多采用厚3～5m的抗渗、抗冻并具有抗侵蚀性的混凝土。
(3)上、下游最低水位以下坝体表层混凝土。主要考虑强度、抗渗、抗裂因素，多采用厚2～3m的抗渗混凝土。
(4)坝体内部混凝土。主要考虑低热、抗裂因素。
(5)溢流坝、泄水孔、导墙和闸墩等抗冲刷部位的混凝土。主要考虑强度、抗冻、抗冲刷、抗侵蚀因素。
@#5．混凝土的配合比
5．混凝土的配合比
混凝土配合比是指混凝土中水泥、水、砂及石子材料用量之间的比例关系。常采用的方法有
：
(1)单位用量表示法
(2)相对用量表示法
混凝土配合比的设计，实质上就是确定四种材料用量之间的三个对比关系：水灰比、砂率、浆骨比。
6．骨料
命题点3 骨料的分类
(1)
混凝土的细骨料：粒径在0.16～5mm之间的骨料。按形成条件分为天然砂、人工砂；按细度模数f.m分为粗砂（f．m=3.7～3.1）、中砂（f．m=3.0～2.3）、细砂（f．m=2.2～1.6）、特细砂（f．m=l.5～0.7）。骨料中杂质含量不超过《水工混凝土施工规范》(dl／t5144----2001)的规定，如表1f411023-1所示。
@#例题
例题：细度模数为2.0的砂属于（ ）。（2009年真题）
a.粗砂
b.中砂
c.细砂
d.特细砂
答案：c
@#(2)混凝土的粗骨料
(2)混凝土的粗骨料：粒径大于5mm的骨料。普通混凝土常用卵石和碎石作粗骨料。水工混凝土所用的粗骨料一般分为特大石（l50～80mm或120一80mm）、大石(80～40rnm)、中石(40～20mm)、小石(20～5mm)四级。粗骨料中杂质含量不得超过表1f411023-2的规定。
7．混凝土的外加剂分类
(1)改善混凝土和易性的外加剂，包括减水剂、引气剂、泵送剂等。
(2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括速凝剂、早强剂、缓凝剂。
(3)改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂、阻锈剂、养护剂等。
(4)改善混凝土其他性能的外加剂，包括膨胀剂、防冻剂、防水剂和泵送剂等。
@#8．粉煤灰
8．粉煤灰
（七）建筑钢材
钢材在建筑结构中主要是承受拉力、压力、弯曲、冲击等外力作用。施工中经常对钢材进行冷弯或焊接等工艺加工。钢材的力学性能主要有抗拉性能、硬度和冲击韧性等；工艺性能有焊接性能及冷弯性能。