水利水電基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)(二)

水利水電工程概論(五至八章)

(重點介紹水電方面的基礎(chǔ)知識)

第五章取水、輸水和平水建筑物第六章水電廠房建筑物第七章過壩建筑物第八章水利水電工程建設(shè)和施工目錄

第一節(jié)取水建筑物

第五章取水、輸水和平水建筑物取水建筑物又稱取水口或進水建筑物。取水建筑物建于河岸或者水岸一岸，用于引取符合要求的發(fā)電、生活用水。水電站的進水建筑物有取水閘、進水塔、壩式進水口等形式。取水、輸水和平水建筑物取水建筑物一、無壩取水

我國四川灌縣都江堰工程就是典型的無壩取水工程，該工程為李冰父子籌建于2000多年前，現(xiàn)在仍在發(fā)揮巨大作用，其灌溉面積已擴大近千萬畝。----利用”寶瓶口”進行洪\枯期”三七分流”原理….”因勢利導(dǎo)”..

由于無壩取水受天然河道的影響很大，在水力發(fā)電工程中使用較少。永樂水電站，位于四川省樂山市金口河區(qū)的大渡河干流上。水電站采用無壩取水、引水隧道全場5200m，設(shè)計水頭26.1m，裝機容量58MW，多年平均年發(fā)電量4.124億KW。2003年建成投產(chǎn)。不可取,浪費資源!

鄉(xiāng)城的碩曲河電站也類似如此…取水、輸水和平水建筑物取水建筑物

二、有壩取水

1、無壓進水口

2、有壓進水口緒論水資源及水能資源第二節(jié)輸水建筑物

輸水建筑物又稱引水建筑物，用以將水從一處輸引到另一處的建筑物。分為無壓（渠道）和有壓（隧洞、壓力水管）兩種。

一、動力渠道：在引水式水電站中，用于引水發(fā)電的渠道,如中咱水電站。

二、隧洞：引水渠道通過山體時采用無壓隧洞，其要求與動力渠道相同,如關(guān)州電站。

三、壓力管道(幾乎所有電站都有..)取水、輸水和平水建筑物輸水建筑物第三節(jié)平水建筑物水電站的平水建筑物是引水系統(tǒng)中特殊的建筑物，其作用是平穩(wěn)引水系統(tǒng)水流，保證發(fā)電機穩(wěn)定工作和管道安全。常用的平水建筑物有壓力前池和調(diào)壓室、調(diào)壓井。

一、壓力前池

壓力前池位于引水式水電站動力渠道的末端，是無壓輸水渠道和壓力鋼管之間的連接建筑物。前池在發(fā)電輸水系統(tǒng)中能起到調(diào)節(jié)流量、平穩(wěn)水位的作用，也稱為調(diào)節(jié)池。

取水、輸水和平水建筑物

平水建筑物二、調(diào)壓室（一）水擊現(xiàn)象

在有壓輸水系統(tǒng)中，當電力負荷瞬時變化時，壓力隧洞（水管）中出現(xiàn)壓力迅速波動，并沿管道傳遞，這種現(xiàn)象稱為水擊現(xiàn)象。取水、輸水和平水建筑物

平水建筑物（二）調(diào)壓室的工作原理

調(diào)壓室截斷水擊波的傳播通道，利用擴大的斷面和自由水面反射水擊波，使壓力隧洞大大地降低水擊壓力，改善機組的運行條件。在正常工作情況下，引水隧洞有一定的水頭損失，調(diào)壓室水位與該點引水隧洞壓力相同。當水電站增加負荷時，水輪機流量增加，調(diào)壓室和引水隧洞中的水流過程與上述過程相反。取水、輸水和平水建筑物

平水建筑物（三）對調(diào)壓室的基本要求

設(shè)置調(diào)壓室后可以反射水擊波，縮短壓力水管長度，改善機組在負荷變化時的運行條件。根據(jù)調(diào)壓室的功用，調(diào)壓室應(yīng)滿足以下基本要求：①盡量靠近廠房以縮短壓力水管的長度；②能充分反射水擊波；③工作穩(wěn)定；④水頭損失小；⑤工作安全可靠，施工簡單方便，造價經(jīng)濟合理。取水、輸水和平水建筑物

平水建筑物（四）調(diào)壓室的布置：主要有四種基本方式

1.上游調(diào)壓室（引水調(diào)壓室）

2.下游調(diào)壓室（尾水調(diào)壓室）

3.上下游雙調(diào)壓室

4.上游雙調(diào)壓室

取水、輸水和平水建筑物

平水建筑物（五）調(diào)壓室的類型

調(diào)壓室按其結(jié)構(gòu)形式可分為以下幾類：1.圓筒式2.阻抗式3.雙室式

4.溢流式5.差動式

6.氣墊式取水、輸水和平水建筑物

平水建筑物第一節(jié)水電站廠房及其設(shè)備第六章水電站廠房建筑物一、水電站廠房布置

水電站廠房是水能轉(zhuǎn)換為電能的場所。廠房樞紐的建筑物一般包括主廠房、副廠房、變壓器場、高壓開關(guān)站等。（一）主廠房：水電站廠房樞紐的主體，是將水能轉(zhuǎn)換為電能的地方。

(以下圖三峽廠房為例介紹其基本結(jié)構(gòu)和布置))水電站廠房建筑物水電站廠房及其建筑水電站廠房建筑物水電站廠房及其建筑水電站廠房建筑物水電站廠房及其建筑（二）裝配場：裝配場是主廠房的一部分，也稱安裝場。用于組裝、檢修水輪發(fā)電機組，有時主變壓器也要推入裝配場進行檢修。（三）副廠房：為了布置各種機電設(shè)備及工作生活用室而在主廠房旁建筑的房屋。（四）主變壓器場：主變壓器場應(yīng)盡可能靠近發(fā)電機，以縮短母線長度。（五）高壓開關(guān)站：一般選擇在開敞的露天平臺上。目前也有封閉式開關(guān)站即:GIS形式。

水電站廠房建筑物水電站廠房及其建筑二、水輪機及調(diào)速設(shè)備（一）水輪機：按水流對轉(zhuǎn)輪的作用方式可分為反擊式和沖擊式。

1.反擊式水輪機：常見的形式有混流式、軸流式、斜流式和貫流式。

2.沖擊式水輪機：按其結(jié)構(gòu)特點可分為水斗式、雙擊式和斜擊式。水電站廠房建筑物水電站廠房及其建筑第二節(jié)廠房有特點的水電站

除了常見的壩后式廠房、河床式廠房和引水式廠房外，下面介紹一些在樞紐布置上有特點的水電站廠房。

一、廠房頂溢流式水電站

廠房布置在溢流壩后面，下泄水流越過廠房頂泄入下游。新安江水電站，位于浙江省新江安，是我國第一個大型壩后廠房頂溢流式水電站。漫灣水電站的挑流坎止于廠房上游端，泄流時挑射水流飛越廠房頂。采用壩后式全封閉廠房前挑流式的還有貴州烏江渡水電站。水電站廠房建筑物廠房有特點的水電站二、壩內(nèi)式水電站

主廠房布置在壩體空腔內(nèi)的水電站。鳳灘水電站，位于湖南省酉水，機組布置溢流壩的閘墩內(nèi)。

水電站廠房建筑物廠房有特點的水電站三、閘墩式廠房水電站

將水電站的廠房布置在擴大后的閘墩內(nèi)，整體布置緊湊。四、地下廠房式水電站

廠房位于地面以下，在巖體中開挖而成。壩式水電站和引水式水電站均可用地下式廠房。如：二灘水電站和瀑布溝水電站。

還有窯洞式…水電站廠房建筑物廠房有特點的水電站五、貫流式水電站

貫流式機組效率高，過流能力大；下部結(jié)構(gòu)簡單，水下部分埋深小，機組間距小，基礎(chǔ)開挖淺，施工方便；投資省。適用于大流量、低水頭。六、露天式廠房水電站

為了節(jié)省工程量，將廠房上部建筑物省去，形成露天式廠房。大中型電站很少使用這種形式，青銅峽水電站就采用了半露天閘墩式廠房。水電站廠房建筑物廠房有特點的水電站

第三節(jié)其他形式的水電站一、潮汐水電站

潮汐水電站利用海水潮汐漲落變化造成的水位差來發(fā)電。二、抽水蓄能電站

電能在生產(chǎn)過程中是無法儲存的。為了滿足電力系統(tǒng)的負荷變化要求和電站發(fā)電變化特點，減少其他電站（火車站、核電站）的負荷變幅，改善運行的條件，抽水蓄能電站利用水電站啟閉轉(zhuǎn)換迅速的特點，儲存電能為水能，在電力系統(tǒng)中起到補峰填谷的作用。抽水蓄能電站還具有調(diào)頻、調(diào)相，穩(wěn)定電力系統(tǒng)的作用。如：浙江天荒坪抽水蓄電站。

介紹原理…水電站廠房建筑物其他形式的水電站水電站廠房建筑物其他形式的水電站第一節(jié)通航建筑物第七章過壩建筑物

(簡單了解)

過壩建筑物通航建筑物第二節(jié)過魚建筑物第三節(jié)過木建筑物第一節(jié)水利水電工程的建設(shè)程序第八章水利水電工程建設(shè)和施工

-----水電開發(fā)與管理一、水利水電工程的建設(shè)程序

在計劃經(jīng)濟時代，水利水電工程建設(shè)一直沿用自建自營模式。經(jīng)過10多年的改革，終于在20世紀90年代后期初步建立了既符合社會主義市場經(jīng)濟機制，又與國際慣例接軌的新型建設(shè)管理體系。在這個體系中，形成了項目法人責(zé)任制、資本金制、投標招標制和建設(shè)監(jiān)理制四項基本制度。云南的魯布革水電站第一個!!水利工程建設(shè)程序一般分為流域(項目)規(guī)劃、預(yù)可行性研究、可研設(shè)計、項目核準、招標設(shè)計、技施設(shè)計、施工準備及建設(shè)。

程序上國內(nèi)外有較大區(qū)別!水利水電工程建設(shè)和施工水利水電工程的建設(shè)程序(流域)項目規(guī)劃預(yù)可研開發(fā)權(quán)可研設(shè)計項目核準竣工決算投資匡算投資估算建設(shè)實施施工準備技施設(shè)計標底招標設(shè)計及工程招標投資概算后評價投產(chǎn)竣工驗收試運轉(zhuǎn)水利水電工程建設(shè)和施工水利水電工程的建設(shè)程序二、水利水電工程的設(shè)計步驟

水利水電工程設(shè)計工作應(yīng)遵循分階段、循序漸進、逐步深入的原則進行。整個樞紐建設(shè)大致分為兩個大的階段：①開工前的規(guī)劃、勘測、設(shè)計、科研等前期設(shè)計工作階段；②開工后至竣工投產(chǎn)的施工建設(shè)階段。水利水電工程建設(shè)和施工水利水電工程的建設(shè)程序

水利水電工程設(shè)計工作一般按以下步驟進行：

（一）預(yù)可行性研究（二）可行性研究（三）招標設(shè)計（四）施工詳圖設(shè)計水利水電工程建設(shè)和施工水利水電工程的建設(shè)程序

三、水利水電工程施工步驟

水利水電工程施工就是將設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)化為工程實體的過程。一般經(jīng)歷以下幾個步驟：（一）施工準備(項目公司組建,施工\監(jiān)理選擇進場,建設(shè)及施工征地,補償,臨時工程施工…（二）建設(shè)實施---一般經(jīng)歷幾個大的階段,如主體工程開工\截流\下閘蓄水\沖水試驗\72小時試運行\(zhòng)并網(wǎng)進入商業(yè)運行（三）生產(chǎn)準備---接機發(fā)電準備（四）竣工驗收(八大驗收:樞紐\水庫移民\水保\環(huán)保\勞動工業(yè)衛(wèi)生\消防\檔案\財務(wù)決算)四、工程概算(專題另講):投資匡算\估算\概算\執(zhí)行概算(業(yè)主預(yù)算)\竣工決算水利水電工程建設(shè)和施工水利水電工程的建設(shè)程序第二節(jié)水利水電工程施工中的水流控制水利水電工程修建水庫、蓄水發(fā)電，改變原河流的流向。在水利水電工程施工過程中必須適當控制水流，順利地適應(yīng)這個過渡過程。水利水電工程施工是在河床上進行。為了使水工建筑物施工能在干地上進行施工，需要用圍堰等臨時建筑物圍護成基坑，這就是施工導(dǎo)流。水利水電施工過程中，將河水引向預(yù)定的水流通道流往下游的水流控制過程稱為施工導(dǎo)流。施工導(dǎo)流貫穿于主體工程施工全過程中。施工導(dǎo)流分階段進行，其中重要的是施工截流。水利水電工程建設(shè)和施工水利水電施工中的水流控制一、施工導(dǎo)流（一）導(dǎo)流方式1、分段圍堰法2、全段圍堰法

圖式說明……水利水電工程建設(shè)和施工水利水電施工中的水流控制

（二）導(dǎo)流方法1、底孔導(dǎo)流2、壩體缺口導(dǎo)流3、圍堰過水導(dǎo)流4、隧洞導(dǎo)流5、明渠導(dǎo)流水利水電工程建設(shè)和施工水利水電施工中的水流控制（三）圍堰

圍堰是導(dǎo)流時期的臨時性建筑物，用來維護基坑，保證水工建筑物能在干地上施工。圍堰按其與水流方向的相對位置分為縱向圍堰和橫向圍堰。水利水電工程建設(shè)和施工水利水電施工中的水流控制

1、草土圍堰2、土石圍堰3、鋼板樁格圍堰4、混凝土圍堰水利水電工程建設(shè)和施工水利水電施工中的水流控制（四）導(dǎo)流設(shè)計流量

導(dǎo)流設(shè)計流量是選擇導(dǎo)流方案，設(shè)計導(dǎo)流建筑物的主要依據(jù)。導(dǎo)流流量設(shè)計標準要根據(jù)工程等別以及圍堰的建筑物級別，確定符合規(guī)范的洪水重現(xiàn)期，按相應(yīng)洪水期系列樣本計算。水利水電工程建設(shè)和施工水利水電施工中的水流控制（五）導(dǎo)流方案

一個水利工程的施工從開工到完建所采用的一種和幾種導(dǎo)流方法的組合成為導(dǎo)流方案。一個合理的導(dǎo)流方案應(yīng)該是技術(shù)上可行，經(jīng)濟上較省。水利水電工程建設(shè)和施工水利水電施工中的水流控制

二、施工截流

水利水電施工水流控制中，在臨時導(dǎo)流泄水建筑物（隧洞、明渠、底孔等）或永久泄水建筑物（泄水閘、溢流壩、泄水底孔等）完成以后，截斷原河床，迫使河水經(jīng)過已經(jīng)完成的臨時或永久泄水道下泄的過程，稱為施工截流。

案例實踐介紹…水利水電工程建設(shè)和施工水利水電施工中的水流控制（一）截流方法

1.平堵法

2.立堵法：其截流程序如下所述

（1）戧堤進占（2）龍口加固（3）合龍（4）閉氣水利水電工程建設(shè)和施工水利水電施工中的水流控制（二）截流日期和截流流量

截流日期應(yīng)選擇在枯水期之初，河道流量顯著下降的時候。水利水電工程建設(shè)和施工水利水電施工中的水流控制第三節(jié)施工總組織水利水電工程建設(shè)一般要經(jīng)過規(guī)劃、設(shè)計、施工三個主要階段。組織施工實施是將設(shè)計藍圖變?yōu)楝F(xiàn)實的重要環(huán)節(jié)。組織工程施工主要應(yīng)解決好兩個問題。一是要完成施工組織設(shè)計，對施工全局全面規(guī)劃。從技術(shù)措施到組織安排，從場地布置到設(shè)備購置，做好全面、合理的論證。二是要加強科學(xué)管理，嚴格質(zhì)量控制。搞好施工管理是施工建設(shè)的重要保障，才能保證在預(yù)定時間內(nèi)，用較少的人力和物力，完成規(guī)定的建設(shè)任務(wù)。水利水電工程建設(shè)和施工施工總組織一、施工總組織設(shè)計

施工總組織設(shè)計應(yīng)遵循以下基本原則：

（1）遵循基建程序，使施工組織設(shè)計符合基建程序要求，爭取提前完工，盡早發(fā)揮工程效益。

（2）降低成本，提高經(jīng)濟效益。

（3）根據(jù)需要和可能，爭取機械化施工，以提高勞動生產(chǎn)