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 水庫基本知識(shí)

水庫，一般的解釋為"攔洪蓄水和調(diào)節(jié)水流的水利工程建筑物，可以利用來灌溉、發(fā)電、防洪和養(yǎng)魚。"它是指在山溝或河流的狹口處建造攔河壩形成的人工湖泊。

水庫建成后，可起防洪、蓄水灌溉、供水、發(fā)電、養(yǎng)魚等作用。有時(shí)天然湖泊也稱為水庫(天然水庫)。水庫規(guī)模通常按庫容大小劃分，分為小型、中型、大型等。

 

水庫水文特征指標(biāo)

①防洪標(biāo)準(zhǔn) 

對(duì)河流上修建的任何一項(xiàng)水利工程，設(shè)計(jì)時(shí)都要考慮水工建筑物所能防御洪水的能力，一般根據(jù)所在河段未來可能發(fā)生洪水的特性，并結(jié)合工程的規(guī)模和要求，選出一個(gè)比較合適的洪水作為防洪安全設(shè)計(jì)的依據(jù)。水庫的防洪標(biāo)準(zhǔn)即是水庫水工建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)，表示水庫防洪能力的大小。發(fā)生標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的洪水，水庫的水工建筑必須保證安全和正常工作。水庫設(shè)計(jì)和運(yùn)用中主要采用的洪水標(biāo)準(zhǔn)有設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)、校核洪水標(biāo)準(zhǔn)和為下游防洪設(shè)定的洪水標(biāo)準(zhǔn)等。

②庫容與特征水位 

水庫的蓄水容積稱為庫容。水庫水位與庫容的關(guān)系是由庫區(qū)地形圖上量算點(diǎn)繪出來的。有了水庫水位~庫容關(guān)系曲線，就可以根據(jù)觀測的水庫水位，從曲線上查得相應(yīng)的蓄水量。水庫在校核洪水位以下的庫容稱為總庫容。

水庫為完成不同任務(wù)，在不同時(shí)期和各種水文情況下需控制達(dá)到或允許消落的各種庫水位稱為水庫特征水位。相應(yīng)于水庫特征水位以下或兩特征水位之間的水庫容積稱為水庫特征庫容。 

③正常蓄水位與興利庫容 

在正常運(yùn)用情況下，水庫為滿足興利要求，應(yīng)在開始供水時(shí)蓄到的高水位，也稱正常高水位、興利水位或設(shè)計(jì)蓄水位。它是確定水庫的規(guī)模、效益和調(diào)節(jié)方式，是保證水庫興利的允許最高洪水位。

泄洪建筑物不設(shè)閘門的，正常高水位即是泄洪建筑物（溢洪道）的底高程；泄洪建筑物設(shè)閘門的，正常高水位就是閘門關(guān)閉時(shí)長期維持的最高水位。正常蓄水位至死水位之間的庫容稱興利庫容（調(diào)節(jié)庫容）。

④防洪限制水位

水庫根據(jù)汛期和枯水期的徑流條件及水庫泄洪建筑物的條件確定的汛期起始調(diào)洪的水位稱汛前限制水位，汛前水庫必須把蓄水位降到此水位。 在汛期水庫允許興利蓄水的上限水位，也是水庫在汛期預(yù)留所需防洪庫容的下限水位。這一水位是根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)、工程現(xiàn)狀以及汛期洪水特性而制定的。防洪高水位是指遇到下游防護(hù)對(duì)象的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，壩前達(dá)到的最高水位。 

⑤防洪高水位與防洪庫容 

防洪高水位是指水庫承擔(dān)下游防洪任務(wù)，在調(diào)節(jié)下游防護(hù)對(duì)象的防洪標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，壩前達(dá)到的最高水位。只有當(dāng)水庫承擔(dān)下游防洪任務(wù)時(shí),才需確定這一水位。此水位可采用相等下游防洪標(biāo)準(zhǔn)的各種典型洪水,按擬定的防洪調(diào)度方式,自防洪限制水位開始進(jìn)行水庫調(diào)洪計(jì)算求得。

防洪庫容是防洪高水位至防洪限制水位之間的水庫容積，用以控制洪水，滿足下游防護(hù)對(duì)象的防洪標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)汛期各時(shí)段分別擬定不同的防洪限制水位時(shí)，這一庫容指其中最低的防洪限制水位至防洪高水位之間的水庫庫容。 

⑥死水位與死庫容

指水庫正常運(yùn)行情況下，允許水庫消落的最低水位，這個(gè)水位以下的庫容稱死庫容或墊底庫容。死水位是按灌溉最低引水位、水電站最小工作水頭、養(yǎng)魚的要求，以及預(yù)留淤砂的容積來確定的。除遇到特殊干旱年份，死庫容所蓄的水量一般不動(dòng)用。 

 

水庫的組成

水庫的組成建筑物中有不同類型的建筑物，例如擋水、泄水、引水或其它專門建筑物等，這些建筑物稱為水工建筑物，水工建筑物的綜合體稱為水利樞紐。 

①水庫建筑物

一般水工建筑物可按使用期限和功能進(jìn)行分類。 按使用期限可分為永久性水工建筑物和臨時(shí)性水工建筑物，后者是指在施工期短時(shí)間內(nèi)發(fā)揮作用的建筑物，如圍堰、導(dǎo)流隧洞、導(dǎo)流明渠等。

 

按功能可分為通用性水工建筑物和專門性水工建筑物兩大類。 

通用性水工建筑物主要有： 

①擋水建筑物，如各種壩、水閘、堤和海塘； 

②泄水建筑物，如各種溢流壩、岸邊溢洪道、泄水隧洞、分洪閘； 

③進(jìn)水建筑物，也稱取水建筑物，如進(jìn)水閘、深式進(jìn)水口、泵站； 

④輸水建筑物，如引（供）水隧洞、渡槽、輸水管道、渠道； 

專門性水工建筑物主要有： 

①水電站建筑物，如前池、調(diào)壓室、壓力水管、水電站廠房； 

②渠系建筑物，如節(jié)制閘、分水閘、渡槽、沉沙池、沖沙閘； 

③過壩設(shè)施，如船閘、升船機(jī)、放木道、筏道及魚道等。 

有些水工建筑物的功能并非單一，難以嚴(yán)格區(qū)分其類型，如各種溢流壩，既是擋水建筑物，又是泄水建筑物；閘門既能擋水和泄水，又是水力發(fā)電、灌溉、供水和航運(yùn)等工程的重要組成部分。有時(shí)施工導(dǎo)流隧洞可以與泄水或引水隧洞等結(jié)合。 

 

②擋水建筑物

擋水建筑物是指橫控河道的攔水建筑物，用以攔蓄水量，抬高水位，如各種壩、閘等。大壩按建筑材料可分為混凝土壩、漿砌石壩、土石壩、橡膠壩、鋼壩和木壩等，其中混凝土壩和土石壩是最常見壩型。 

重力壩 

重力壩是用混凝土或漿砌石修筑的大體積擋水建筑物，依靠自身重量在地基上產(chǎn)生的摩擦力和壩與地基之間的凝聚力來抵抗壩上游側(cè)的水推力以保持穩(wěn)定。 

重力壩按材料可分為混凝土重力壩和漿砌石重力壩，按高度可分為低壩（30m以下）、中壩（30～70m）和高壩（70m以上），按泄水條件可分為非溢流重力壩和溢流重力壩，按結(jié)構(gòu)可分為實(shí)體重力壩、寬縫重力壩和空腹重力壩。 

拱壩 

拱壩是指將上游壩面所承受的大部分水壓力和泥沙壓力通過拱的作用傳至兩岸巖壁，只有小部分或部分水壓力通過懸臂梁的作用傳至壩基的一種壩體。拱壩對(duì)地形、地質(zhì)條件要求較高，壩址要求河谷狹窄，兩岸地形雄厚、對(duì)稱、基巖均勻、堅(jiān)固完整，并有足夠強(qiáng)度、不透水性和抗風(fēng)化性等， 

拱壩按最大高度處的壩底厚度和壩高的比值可分為薄拱壩、中厚拱壩和重力拱壩，按體形可分為單曲拱壩和雙曲拱壩。 

土石壩 

土石壩泛指由當(dāng)?shù)赝亮?、石料或土石混合料，?jīng)過碾壓或拋填等方法堆筑成的擋水壩。壩體中以土和砂礫為主時(shí)稱土壩，以石碴、卵石和爆破石料為主時(shí)稱堆石壩，兩類材料均占相當(dāng)比例時(shí)稱土石混合壩。土石壩一直以來是被廣泛采用的壩型，優(yōu)點(diǎn)是可以就地取材，節(jié)約大量的水泥、鋼材、木材等建筑材料；結(jié)構(gòu)簡單，便于加高、擴(kuò)建和管理維修；施工技術(shù)簡單，工序少，便于組織機(jī)械化快速施工；能適應(yīng)各種復(fù)雜的自然條件，可在較差地質(zhì)條件下建壩。土石壩也有一些缺點(diǎn)，如壩身不能進(jìn)水，需另開溢洪道或泄洪洞；施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便，粘性土料的填筑受氣候影響較大，等等。 

土石壩按筑壩施工方法可分為碾壓土石壩、水力沖填壩、拋填壩、定向爆破壩等。按壩體材料的可分為土壩、土石混合壩和堆石壩。按防滲體材料和相對(duì)位置可分為均勻壩、心墻壩、斜墻壩和面板壩等。 

 

③泄水建筑物

泄水建筑物是指用以宣泄洪水的水工建筑物。它承擔(dān)著宣泄超過水庫攔蓄能力的洪水，防止洪水漫過壩頂，確保工程安全的任務(wù)。其形式主要有壩身泄水道（包括溢流壩、中孔、深孔泄水孔和壩下涵管）和河岸泄水道（包括河岸溢洪道和泄洪隧洞）?；炷翂我话悴捎靡缌魇叫购?，如溢流壩和壩身泄水孔等，此時(shí)壩體既是擋水建筑物又是泄水建筑物。土石壩一般不容許從壩身溢流或大量泄洪，往往需要在壩體外岸邊或天然埡口處建筑河岸溢洪道或開挖泄洪隧洞。 

河岸溢洪道 

河岸溢洪道有正槽式、側(cè)槽式、井式和虹吸式等四種形式。河岸溢洪道的布置一般根據(jù)地形、地質(zhì)條件、工程特點(diǎn)、樞紐布置的要求以及施工運(yùn)行條件等，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。從樞紐的總體布置來看，一般進(jìn)口位于水流順暢處，且與大壩保持一定距離，避免橫流對(duì)壩的沖刷。小型水庫的溢洪道一般不設(shè)閘門，多布置在河岸，且其泄流水面通常都是開敞的，故稱為河岸開敞式溢洪道。河岸開敞式溢洪道具有結(jié)構(gòu)簡單，水流平順，容易施工，管理方便和安全可靠的特點(diǎn)。這種溢洪道由引水渠、溢流堰和泄水陡槽等幾部分組成，陡槽后一般還設(shè)置消力池和尾水渠，以減輕溢流洪水的沖刷作用。 
非常溢洪道 

由于水文現(xiàn)象的隨機(jī)性和不確定性，為了保證水庫大壩的絕對(duì)安全，有時(shí)需考慮出現(xiàn)特大洪水時(shí)（頻率較小的超標(biāo)準(zhǔn)洪水）水庫的泄洪問題。這種為對(duì)付特大洪水而修建的泄洪設(shè)施稱為非常溢洪道。非常溢洪道一般建在庫岸有通往天然河道的埡口處或平緩的岸坡，可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)閘控制或設(shè)自潰式或引沖式土壩。 

泄洪洞 

泄洪洞按其位置可分為建在壩內(nèi)的泄洪洞和建在擋水建筑物一側(cè)的山體內(nèi)泄洪洞兩種；按其洞內(nèi)水流狀態(tài)可分為無壓洞和有壓洞兩種。有的水庫泄洪洞兼有排沙功能，用以減輕多沙河流上的水庫淤積；有的水庫泄洪洞兼有放空水庫功能，用以放空庫水以利人防和檢修。

④輸水建筑物

輸水建筑物是指從水庫向下游輸送灌溉、發(fā)電或供水的建筑物，如輸水洞、壩下涵管、渠道等。取水建筑物是輸水建筑物的首部，如進(jìn)水閘和抽水站等。 輸水建筑物都設(shè)置閘門以控制放水。 

水庫 建筑物 水位

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