西北農(nóng)林科技大學水利工程運行與管理1西北農(nóng)林科技大學目錄2第一章總論第二章水利工程運行管理——檢查與觀測

第三章水利工程安全管理——除險加固第四章水利工程應急管理——防汛與搶險第五章水庫運行與管理自動化西北農(nóng)林科技大學課程學時及參考書3課程總學時24學時，其中實習實驗2學時。參考書：水利水電工程管理，顧慰慈小型水庫管理，水利部水利建設與管理總站水利工程管理，陳良提水庫大壩安全評價，鈕新強西北農(nóng)林科技大學第一章總論41.1水利工程管理概況水利是指采取人工措施對自然界的水進行開發(fā)、調(diào)控、管理和保護，以免除水旱災害，滿足人類生活生產(chǎn)需要的活

動。基本手段是修建水利工程。包括：防洪、排水、灌溉、供水、水力發(fā)電、航運、水土保持以及水產(chǎn)、旅游和改善

生態(tài)環(huán)境。水利工程管理是指對已建成的水利工程進行檢查觀測、養(yǎng)護修理和調(diào)度運用，保障工程正常運行并發(fā)揮設計效益的工作。廣義的水利工程管理：除以上技術(shù)管理工作外，還包括水利工程行政管理、經(jīng)濟管理和法制管理幾個方面。西北農(nóng)林科技大學第一章總論5水利工程是指為了除水害興水利而修建的控制和調(diào)配自然水的工程設施。包括：①防止洪水災害的防洪工程；②防止干旱災害的灌溉排水工程；③將水能轉(zhuǎn)化為電能的水力發(fā)電工程；④為水運服務的航道及港口工程；⑤工業(yè)和生活用水的供水排水工程；⑥防止水污染、維護生態(tài)平衡的環(huán)境水利工程；⑦防御海潮和涌浪的侵襲，保護沿海城市和農(nóng)田的河口堤防與海塘工程。水利工程主要由各類型的水工建筑物構(gòu)成。西北農(nóng)林科技大學國家100m以上壩數(shù)最大壩高(m)最高壩壩名中國130305錦屏一級日本102186Kurobe

No

IV

Dam美國80234Oroville

Dam西班牙48202Almendra

Dam土耳其45247Deriner

Dam伊朗37222Karun

IV

Dam印度29261Tehri

Dam意大利24262Vaiont

Dam瑞士23285Grande

Dixence

Dam越南10139Son

La

Dam智利8155Ralco

Dam6表1：100m以上大壩較多的國家(至2005年年底，中國占世界的15%，世界851座)西北農(nóng)林科技大學表2：世界高壩前十名7注：H發(fā)電，I灌溉，C防洪，S供水，N航運序號壩名壩高（米）建壩目的國家1錦屏一級305HC中國2Nurek300IH塔吉克斯坦3小灣292HCIN中國4Grande

dixence285H瑞士5溪洛渡278HCN中國6Inguri272HI格魯吉亞7Vajont262H意大利8Manuel

m.

Torres261H墨西哥9Tehri261IS印度10Alvaro

Obregon260IS墨西哥西北農(nóng)林科技大學表3：世界大庫前十（中國的三峽排在第22位）序號壩名庫容（億方）建庫目的國家1Kariba1806H津巴布韋/贊比亞2Bratsk1690HNS俄羅斯3High

aswan

dam1620IHC埃及4Akosombo1500H加納5Daniel

johnson(manic

5)1419H加拿大6Guri1350H委內(nèi)瑞拉7Bennett

w.a.c743H加拿大8Krasnoyarsk733HN俄羅斯9Zeya684HNC俄羅斯10注：Lg

deux

principalH發(fā)電，I灌c溉d-，ooC防洪，S617供水，N航運H加拿大

8西北農(nóng)林科技大學表4：世界大水電站前十序號壩名完工年裝機容量MW年平均發(fā)電量GWh國家1三峽20092250084000中國2Itaipu

（伊泰普）19911260090000巴西/巴拉圭3溪洛渡20101260057120中國4Guri

（古里）19861000052000委內(nèi)瑞拉5Tucurui

（圖庫魯伊）19848370巴西6Sayano-Shushenskaya（薩揚舒申斯克）1990640022800俄羅斯7向家壩UC600030747中國8Krasnoyarsk（克拉斯諾雅爾斯克）1967600019600俄羅斯9龍灘2001540018710中國10Bratsk

（布拉茨克）19644500225009俄羅斯西北農(nóng)林科技大學長江三峽工程位于湖北省宜昌市三斗坪，是目前世界上最大的水利水電工程。電站左右岸共26臺單機容量70萬kW機組，總裝機容量1820萬kW。混凝土重力壩、水庫總庫容393億m3。三峽水庫顯著改善長江航道，萬10噸級船隊可直達重慶港。西北農(nóng)林科技大學石龍壩水電站是中國第一座水電站，位于云南省昆明市郊螳螂川上，1910年8月21日開工興建，安裝2臺機組，裝機容量共480kW，西門子機組。建成后于1912年5月28日經(jīng)當時中國第一條23kV輸電線路向昆明送電。11西北農(nóng)林科技大學豐滿水電站位于吉林省吉林市境內(nèi)第二松花江上，是中國最早建成的大型水電站。1937年日偽統(tǒng)治時期動工，1943年開始發(fā)電，1948年東北解放后修復加固，是東北電網(wǎng)骨干電站。壩高108m，水庫庫容88.5億m3，裝機容量100.4萬kW，年12發(fā)電量20.3億kWh。被譽為“中國水電之母”。西北農(nóng)林科技大學古田溪水電站位于福建省東北部山區(qū)的古田溪上，1953年開始動工興建，由4個梯級組成，總裝機容量27.1萬kW。其中一級水庫為不完全年調(diào)節(jié)水庫，大壩長421m，高71m，為我國第一座混凝土寬縫重力壩。13西北農(nóng)林科技大學新安江水電站位于浙江省建德縣新安江上，壩高105m，裝機容量66．25萬kW，是我國第一座自己勘測、設計、施工和自制設備的大型水電站。電站向上海和華東地區(qū)送電，庫容220億m3的新安江水庫是聞名遐邇的自然風景區(qū)千島湖。

14西北農(nóng)林科技大學三門峽水利樞紐工程位于黃河中游下段，1957年4月動工興建?；炷林亓螇胃?06m，水庫自1960年蓄水以來，經(jīng)歷了兩次改建和蓄水運行方式的多次探索，為我國第一座多泥沙河流大型水利水電工程。15西北農(nóng)林科技大學丹江口水電站位于湖北省丹江口市境內(nèi)，是長江最大支流漢江上第一座大型水電站。一期工程混凝土壩壩頂高程162m，裝機容量90萬kW，1973年建成；2010年

3月二期工程大壩加高至176.6m高程，正常蓄水位170m的水庫總庫容為290.51億6億m3，是南水北調(diào)中線工程的骨干工程。西北農(nóng)林科技大學劉家峽水電站位于黃河上游甘肅省境內(nèi)，裝機容量122.5萬kW，大壩為混凝土重力壩，最大壩高147m，總庫容57.8億m3，工程于1974年建成，是新中國建成的首座百萬千瓦以上的大型水電站。17西北農(nóng)林科技大學葛洲壩水利樞紐工程于1970年12月開工興建，位于長江三峽的西陵峽出口，是長江干流第一座水電站，為低水頭徑流式閘壩水電站。壩型為閘壩，最大壩高47米，總庫容15.8億立方米，總裝機容量271．5萬kW，年發(fā)電18量153億kWh。西北農(nóng)林科技大學白山水電站位于第二松花江上游的吉林省樺甸市白山鎮(zhèn)，1981年11月正式建廠，是以發(fā)電為主，兼有防洪、防凌、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合效益的大型骨干電站?？傃b機容量170萬kW，年發(fā)電量20.37億kWh，通過220kV輸電線路送往東北電網(wǎng)。三19心圓混凝土重力拱壩壩高149.5m，水庫庫容64億m3。西北農(nóng)林科技大學龍羊峽水電站位于青海省共和縣與資南縣交界處，壩址距黃河源頭1681km，1979年12月開工。電站壩高178m，庫容247億m3，為20世紀80年代已建和在建水電站中最大的。安裝4臺32萬kW水輪發(fā)電機組，總?cè)萘?28萬kW，年設計發(fā)2電0量60億kWh。西北農(nóng)林科技大學水口水電站位于福建省閩清縣境內(nèi)的閩江干流上，1987年動工興建，1996年12月7臺機組全部投產(chǎn)，是由國家投資和世界銀行貸款興建的“七五”重點項目。電站總裝機容量為140萬kW，保證出力26萬kW，多年平均年發(fā)電量49.5億kWh。大21壩為混凝土重力壩，最大壩高101m。西北農(nóng)林科技大學隔河巖水電站是長江支流清江梯級開發(fā)的啟動工程。電站壩高151m，水庫長93.7km，水庫正常蓄水位200m，總庫容34億m3，總裝機容量121.2萬kW，年發(fā)電量為30．4億kWh，是華中電網(wǎng)的骨干調(diào)峰電站。22西北農(nóng)林科技大學二灘水電站位于四川省攀枝花市境內(nèi)，是雅礱江干流建設的第一座大型水電站。1991年開工，1999年底全部投產(chǎn)，總裝機容量330萬kW，年均發(fā)電量170億kWh，是川渝電網(wǎng)的骨干電源?；炷岭p曲拱壩高240m，是目前國內(nèi)已經(jīng)建成的最2高3拱壩，也是20世紀我國建成的最大水電站。西北農(nóng)林科技大學天生橋一級水電站位于廣西和貴州的界河南盤江干流上。2000年建成，是我國混凝土面板堆石壩的里程碑。裝機容量120萬kW，壩高178m。第一臺機組1998年

投產(chǎn)，從截流到發(fā)電僅用4年，大壩填筑不到3年，在國內(nèi)屬工期最短工程之2一4

。西北農(nóng)林科技大學黃河小浪底水利樞紐工程位于河南省境內(nèi)，是黃河干流防洪、防凌、調(diào)沙，兼顧供水、發(fā)電的大型工程?？値烊?26.5億m3，總裝機容量180萬kW，年均發(fā)電量51億kWh。大壩為壤土斜心墻堆石壩，壩高154m，壩長1667m，最大壩底寬864m。泄洪排沙系統(tǒng)集中布置的進水塔群和消力塘為世界水利工程中罕見。25西北農(nóng)林科技大學李家峽水電站是黃河上游第三座大型梯級電站，位于青海省尖扎縣，是我國首次設計采用雙排機布置的水電站，也是世界最大的雙排機水電站。大壩為三圓心雙曲拱壩，高165米，長414.39米，底寬45米；水庫正常海拔2180米，水庫總2容6量為16.5億立方米。安裝有5臺40萬kW的水輪發(fā)電機組，總裝機容量為200萬kW。西北農(nóng)林科技大學龍灘水電站位于廣西境內(nèi)紅水河上游，規(guī)劃安裝9臺70萬kW的水輪發(fā)電機組，年均發(fā)電量

187億kWh。龍灘的建設創(chuàng)造了三項世界之最：最高的碾壓混凝土大壩(216．5m，);地下廠房規(guī)模最大(長388．5m，寬28．5m，高76．4m)；升船機提升高度最大(179m)。被國際大壩委員會授予“碾壓混凝土國際里程碑工程”榮譽稱號。27西北農(nóng)林科技大學構(gòu)皮灘水電站位于貴州省余慶縣境內(nèi)烏江干流上，是烏江流域梯級的最大水電站。電站正常蓄水位630m，總庫容55．64億m3，屬年調(diào)節(jié)水庫?；炷岭p曲拱壩壩高232.5m，總裝機容量300萬kW，年發(fā)電量96.67億kWh。該工程是“西電東送”28南部通道骨干支撐電源，為渠化烏江航道和提高烏江中下游防洪能力發(fā)揮了重要作用。西北農(nóng)林科技大學小灣水電站位于云南省境內(nèi)的瀾滄江中游，為瀾滄江中下游河段的“龍頭水庫”。電站具有多年調(diào)節(jié)能力，總庫容約149億m3，調(diào)節(jié)庫容近100億m3。電站總裝機容量420萬kW?；炷岭p曲拱壩，最大壩高294.5m。電站建成后將使下游三個29梯級電站增加枯水期保證出力110萬kW，增加發(fā)電量27億kWh。西北農(nóng)林科技大學拉西瓦水電站位于青海省貴德縣與貴南縣交界的黃河干流上，是黃河流域裝機容量最大、發(fā)電量最多的水電站。電站最大壩高250m，總庫容10.79億m3，總裝機容量420萬kW，多年平均年發(fā)電量102.33億kWh。電站支撐西北750kV電網(wǎng)網(wǎng)架30，是“西電東送”北通道的骨干電源和西北水火電“打捆”東送的戰(zhàn)略性工程。西北農(nóng)林科技大學瀑布溝水電站位于四川省西部大渡河中游，電站總裝機容量330萬kW，多年平均年發(fā)電量145.8億kWh。大壩為高186m的直心墻土石壩，壩基覆蓋層厚75m以上，為我國在深厚覆蓋層上建設的大型水電站。31西北農(nóng)林科技大學水布埡水電站位于湖北省巴東縣的清江中游河段，2007年建成投產(chǎn)。電站總裝機容量184萬kW，年平均發(fā)電量39.2億kWh。大壩為混凝土面板堆石壩，壩高233m，是目前世界上最高的混凝土面板堆石壩。32西北農(nóng)林科技大學溪洛渡水電站位于四川省宜賓市以上的金沙江河段處。大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高278m，壩頂長度700m，總庫容126.7億m3，安裝18臺單機容量為70萬kW的水輪發(fā)電機組，總裝機容量為1260萬kW，多年平均發(fā)電量571.2億kWh。33裝機規(guī)模在中國僅次于三峽水電站，居世界第三位。西北農(nóng)林科技大學錦屏一級水電站位于四川省涼山彝族自治州境內(nèi)雅礱江干流下游河段?；炷岭p曲拱壩壩高305m，為世界同類壩型中第一高壩，水庫庫容77.6億m3。電站總裝機容量為360萬kW，多年平均發(fā)電量174．1億kWh，為“西部大開發(fā)”和“西3電4東送”戰(zhàn)略性工程。西北農(nóng)林科技大學錦屏二級水電站位于雅礱江干流的錦屏大河灣上，電站裝機總?cè)萘?40萬kW，多年平均發(fā)電量238．5億kWh，4條發(fā)電隧洞平均長度170km，洞徑11．2～11.8m，最大埋深2525m，是世界上最大的水工隧洞。35西北農(nóng)林科技大學羊卓雍湖抽水蓄能電站位于西藏自治區(qū)雅魯藏布江畔，廠房海拔3600m，是目前中國海拔最高、庫容最大、隧洞最長、水頭最高的抽水蓄能電站。電站利用庫容達150億m3的羊卓雍湖與雅魯藏布江間840m天然落差，采用隧洞引水形式發(fā)電36，總裝機容量11.25萬kW。西北農(nóng)林科技大學天荒坪抽水蓄能電站位于浙江省安吉縣，1994年動工興建，2000年全部建成?？傃b機容量180萬kW，年發(fā)電量31.6億kWh，年抽水所用電量42.86億kWh，是華東地區(qū)已建的最大抽水蓄能電站，電站上水庫蓄水湖面達28hm2。37西北農(nóng)林科技大學泰安抽水蓄能電站位于泰山西南麓，2000年2月開工，2007年6月全部建成?？傃b機容量100萬kW，正常運行日抽水5h，日發(fā)電4h，為山東純火電電網(wǎng)的調(diào)峰填谷、提高供電質(zhì)量發(fā)揮了重要作用。電站獲2009年度“中國工程建設魯班獎”。38西北農(nóng)林科技大學宜興抽水蓄能電站總裝機容量100萬kW。2003年8月動工，2008年12月4臺機組全部投產(chǎn)。工程上水庫提出了國內(nèi)首創(chuàng)的“混合壩壩型”---重力擋墻式鋼筋混凝土面板堆石壩。世行督察團評價：電站的整個環(huán)境質(zhì)量令人高度滿意。39西北農(nóng)林科技大學第一章總論1.2水利工程管理的必要性及其意義由于影響水利工程的自然因素復雜，水工理論技術(shù)仍處于發(fā)展階段，施工條件困難，因此，在工程的勘測、規(guī)劃、設計和施工中難免有不符合客觀實際之處，從安全角度看水利工程本身存在不同程度的缺點、隱患等。水工建筑物長期處于水中工作，受到水壓力、滲透、沖刷、氣蝕、凍融和磨損等物理作用以及侵蝕、腐蝕等化學作用的影響，結(jié)構(gòu)及材料性能不斷劣化。水工建筑物失事危害性隨社會經(jīng)濟發(fā)展而不斷加大。40西北農(nóng)林科技大學第一章總論例如：1976年6月美國提堂壩（寬心墻土壩、壩高93m、總庫容3.6億m3）在初期蓄水時潰決，大壩幾乎全部沖毀，近3萬人無家可歸，財產(chǎn)損失超過4億美金；（人）1959年12月震驚全球的法國馬爾帕塞拱壩，由于左壩肩斷層與拱圈推力方向平行，導致拱座不均勻變形和滑坡，以致大壩潰決，壩下一兵營的500士兵全部遇難，費雷茄斯城變成廢墟；（地）1975年8月，因特大暴雨，中國河南省板橋和石漫灘兩座大型水庫洪水漫壩失事，造成2.6萬人死亡，1000余萬人受災。（天）總之，水工建筑物在運用中，受到各種外界因素的作用，且隨著時間的推移向不利方向發(fā)展，材料老化極端氣候影響，縮短工程壽命，甚至造成嚴重事故。因此，對水工建筑物加強檢查觀測，及時發(fā)現(xiàn)問題，進行妥善的養(yǎng)護，對病害及時進行維修，不斷發(fā)現(xiàn)和消除不安全的因素，確保工程安全。同時，科學調(diào)度、使用和保護水資源，使水利工程長期充分發(fā)揮其應有效益，興水利除水害，這就是水利工程管理的重要意4義1

。西北農(nóng)林科技大學第一章總論421.3水利工程管理的任務①保證水利工程安全運行，防止自然和人為破壞。②按照工程管理的各種法規(guī)和技術(shù)標準，維護工程完好和正常運行。③運用工程手段實現(xiàn)防洪減災、水資源合理調(diào)度和使用，滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的需求，充分發(fā)揮工程應有的各種效益，如防洪、灌溉、發(fā)電、供水、排水、交通運輸、漁業(yè)、環(huán)境保護、水土保護和旅游等。④努力改善管理條件，進行技術(shù)革新和設備改造，不斷提高管理水平。⑤保持水域工程環(huán)境的蓄水、過水、排水、調(diào)水能力和使用條件。西北農(nóng)林科技大學第一章總論431.4水利工程管理的法律法規(guī)及技術(shù)標準中華人民共和國水法(2002.10.1.)中華人民共和國防洪法(1998.01.01)水庫大壩安全管理條例(1991.03.22)中華人民共和國防汛條例(1991.07.02)水庫大壩安全鑒定辦法(2003.08.01)…..西北農(nóng)林科技大學第一章總論441.4水利工程管理的法律法規(guī)及技術(shù)標準水閘安全鑒定規(guī)定SL214-98水利水電工程閘門及啟閉機、升船機設備管理等級評定標準SL240-1999大中型水電站水庫調(diào)度規(guī)范GB17621-1998混凝土大壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（試行）SDJ336-89混凝土壩養(yǎng)護修理規(guī)程SL230-98土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范SL60-94土石壩安全監(jiān)測資料整編規(guī)程SL169-96土石壩養(yǎng)護修理規(guī)程SL210-98水閘技術(shù)管理規(guī)程SL75-94水工鋼閘門和啟閉機安全檢測技術(shù)規(guī)程SL101-94水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)報廢標準SL226-98西北農(nóng)林科技大學第一章總論451.5水利工程管理體制改革水利管理事業(yè)發(fā)展過程可大體分為三個階段——（1）新中國成立初期：這一時期，由于重視調(diào)查研究，提倡實事求是，尊重客觀規(guī)律，水利水電建設發(fā)展快、質(zhì)量好、效益顯著。隨著新修工程的迅速增加，開始認識到工程管理的重要性和必要性，水利工程的管理建立了專門的管理機構(gòu)。從中央到地方各級水利部門相應建立了工程管理部門，各類水利工程也建立了專管機構(gòu)，開始對工程進行運行管理。明確了技術(shù)管理內(nèi)容并規(guī)范化管理；包括檢查觀測、養(yǎng)護修理和控制運用三個方面，且建立了相應的規(guī)章制度。西北農(nóng)林科技大學第一章總論461.5水利工程管理體制改革水利管理事業(yè)發(fā)展過程可大體分為三個階段——（2）從“大躍進”到“十年動亂”時期：水利建取得了很大成績，但在“左”的思想指導下，違反基本建設程序，片面追求“高速度”，推行“邊勘測、邊設計、邊施工”的三邊政策，致使不少工程標準低、質(zhì)量差、尾工多、配套不全，給管理工作留下了后遺癥。與此同時，水利管理工作大大削弱，“重建設、輕管理”的現(xiàn)象十分嚴重，出現(xiàn)了不少中小型工程無人管理和管理中亂指揮亂運用、亂操作的情況。西北農(nóng)林科技大學第一章總論471.5水利工程管理體制改革水利管理事業(yè)發(fā)展過程可大體分為三個階段——（2）從“大躍進”到“十年動亂”時期：

“大躍進”后，水利建設在“調(diào)整、鞏固、充實、提高”方針指引下，進行了卓有成效的整頓工作，水利工程管理也獲得了較大的恢復和提高，全國各地加強水利工程管理。當時的水利電力部陸續(xù)頒發(fā)了水庫、壩、堤防管理通則，制定了水利工程檢查觀測和養(yǎng)護的技術(shù)規(guī)范。但是，從1966年開始的“十年動亂”時期，水利建設和管理遭到了嚴重的破壞。各級水利部門和管理結(jié)構(gòu)被撤銷，大部分管理人員被下放，科技力量受到了嚴重摧殘，管理工作停頓，規(guī)章制度廢弛，有些水利工程處于無人管理的狀態(tài)。西北農(nóng)林科技大學第一章總論481.5水利工程管理體制改革水利管理事業(yè)發(fā)展過程可大體分為三個階段——（3）改革開放以來的新時期：十一屆三中全會以來，在實事求是加快經(jīng)濟建設的形勢下，水利事業(yè)進入了一個新的發(fā)展時期。1981年全國水利管理會議提出“把水利工作的重點轉(zhuǎn)移到管理上來”，水利管理迎來了新的發(fā)展機遇。此后，在國務院“加強經(jīng)營管理，講究經(jīng)濟效益”的水利方針指導下，水利部又提出水利工作要“全面服務，轉(zhuǎn)軌變型”，把水利管理引向改革之路。西北農(nóng)林科技大學第一章總論491.5水利工程管理體制改革（3）改革開放以來的新時期：同時，大力開展綜合經(jīng)營，努力增加經(jīng)濟收入，逐步走上以提高經(jīng)濟效益為中心的經(jīng)營管理軌道。到20世紀90年代，加快實現(xiàn)“兩個轉(zhuǎn)變---由洪水控制向洪水管理轉(zhuǎn)變、由單一抗旱向全面防旱轉(zhuǎn)化”的新思路。水利管理圍繞“五大體系---合理工程體系、科學的管理體系、社會保障體系、政策法規(guī)體系、技術(shù)支撐體系”建設，明確提出水利改革的核心是建立適應社會主義市場經(jīng)濟的新體制和良性運行機制。西北農(nóng)林科技大學第一章總論50通過對建筑物的原型觀測，驗證設計的正確性。水利工程管理的內(nèi)容與特點水利工程管理內(nèi)容包括工程設施的檢查觀測、養(yǎng)護維修、調(diào)度運行、除險加固、防汛搶險。水利工程檢查觀測檢查是指主要憑感官的直覺或輔以必要的工具，對水利工程中的水工建筑物及周圍環(huán)境的外表現(xiàn)象進行巡視檢查的工作；觀測則是利用專門的儀器或設備，對水工建筑物的運行狀態(tài)及變化進行觀測的工作。檢查觀測的主要任務：1.監(jiān)視工程的狀態(tài)變化和工作情況，為正確運用提供科學依據(jù)；2.及時發(fā)現(xiàn)不正常跡象，分析原因采取措施，防止事故發(fā)生，確保工程安全；3.西北農(nóng)林科技大學第一章總論51水利工程管理的內(nèi)容與特點水利工程養(yǎng)護維修水利工程養(yǎng)護維修的對象是土、石、混凝土建筑物，金屬和木結(jié)構(gòu)，閘門啟閉設備，機電動力設備，通信、照明、集控裝置及其他附屬設施。養(yǎng)護工作的目的是保持水工建筑物和設備、設施的清潔完整，防止和減少自然、人為因素的損壞，使其經(jīng)常處于完好的工作狀態(tài)，保持設計功能。維修工作的主要目的是恢復和保持工程原設計標準，并可局部改善原有結(jié)構(gòu)，使工程安全運行，延長使用期限，充分發(fā)揮工程效益。西北農(nóng)林科技大學第一章總論522.1水利工程管理的內(nèi)容與特點（3）防汛搶險防汛搶險是一項由政府組織領導的全局性的、涉及各方面的重大工作，是水利工程管理的重點，也是水利工程管理單位的一項重要職責。防汛是在汛期進行的防御洪水災害的工作，目的是保證水庫、堤防及其下游的安全。搶險是在出現(xiàn)險情后及時采取科學有效的技術(shù)措施進行搶護。防汛和搶險二者相輔相成，密不可分，只有做好了防汛工作，才可能盡量避免出現(xiàn)險情或少出現(xiàn)險情，防汛準備充分，即使出現(xiàn)了險情，也能主動、有效地進行搶護。西北農(nóng)林科技大學第一章總論533.1水利樞紐正常狀態(tài)的標準水利樞紐：為了滿足防洪需求，獲得發(fā)電、灌溉、供水、航行等方面的綜合效益，需要在河流的適宜段修建不同類型的建筑物，用來控制和調(diào)配水流。這些建筑物通稱為水工建筑物，由不同功能的水工建筑物組成的功能系統(tǒng)稱為水利工程樞紐,至少有擋水建筑物、泄水建筑物、放水建筑物。西北農(nóng)林科技大學第一章總論3.1水利樞紐正常狀態(tài)的標準水利工程的等別，根據(jù)工程規(guī)模、效益及在國民經(jīng)濟中的重要性分為以下五等：工程等別工程規(guī)模水庫總庫容(億m

3

)防洪治澇灌溉供水發(fā)電保護城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)的重要性保護農(nóng)田(萬畝)治澇面積(萬畝)灌溉面積(萬畝)供水對象重要性裝機容量(萬kW)I大(1)型≥10特別重要≥500≥200≥150特別重要≥120Ⅱ大(2)型10

～

1.0重要500

～

100200

～

60150

～

50重要120

～

30Ⅲ中型1.0

～

0.10中等100

～

3060

～

1550

～

5中等30

～

5IV小(1)型0.10

～

0.01一般30

～

515

～

35

～

0.5一般5

～

1V小(2)型0.01

～

0.001<5<3<0.554

<1西北農(nóng)林科技大學第一章總論553.1水利樞紐正常狀態(tài)的標準為掌握水庫大壩的安全狀態(tài)，保障其安全運行，依據(jù)水利部2003年頒布的《水庫大壩安全鑒定

辦法》，應對水庫定期（5年一次）進行安全鑒定。該辦法適用于壩高15m以上或庫容100萬m3以上的水庫大壩。壩高小于15m且?guī)烊菰?00萬m3以下的小型水庫的大壩可參照執(zhí)行。西北農(nóng)林科技大學第一章總論56水利樞紐正常狀態(tài)的標準大壩安全鑒定的程序：水庫管理單位組織勘察、設計、科研、管理等有關單位對工程進行技術(shù)分析評價和現(xiàn)場安全檢查；省地水行政單位組織專家組召開鑒定會，對大壩安全作出鑒定結(jié)論，并評定安全類別，提出安全鑒定報告書。大壩安全鑒定的內(nèi)容：（1）現(xiàn)場安全檢查，（2）大壩運行管理評價（3）工程質(zhì)量檢測與評價（4）防洪標準復核（5）大壩結(jié)構(gòu)安全（穩(wěn)定、滲流、強度）評價（6）抗震安全復核（7）金屬結(jié)構(gòu)安全評價（8）大壩安全綜合評價。西北農(nóng)林科技大學第一章總論嚴重安全隱患，不能按正常運行的大壩。水利樞紐正常狀態(tài)的標準根據(jù)鑒定結(jié)果大壩安全狀況可分三類，分類標準如下：一類壩：實際抗御洪水標準達到《防洪標準》規(guī)定，大壩工作狀態(tài)正常；工程無重大質(zhì)量問題，能按設計正常運行的大壩。二類壩：實際抗御洪水能力達不到《防洪標準》規(guī)定；但不低于部頒水利樞紐工程除險加固近期非常運用洪水標準，大壩工作狀態(tài)基本正常，在一定控制運用條件下能安全運行的大壩。三類壩：實際抗御洪水能力低于部頒水利樞紐工程除險加固近期非常運用洪水標準，或者工程存在較57西北農(nóng)林科技大學第一章總論3.1水利樞紐正常狀態(tài)的標準若從加固角度看，我國的水庫大壩數(shù)量多，病險情況不一，除險加固應分輕重緩急。通過鑒定評價按病害程度和發(fā)生事故后造成損失的大小，分期分批地進行維修。通常把水庫劃分為三種狀態(tài)，即正常狀態(tài)、病害狀態(tài)和危險狀態(tài)。正常狀態(tài)：當水利樞紐中主要建筑物，如大壩、溢洪道、放水建筑物都達到了設計標準，工程質(zhì)量良好，在正常情

況下均能安全運行并充分發(fā)揮應有的效益，度汛安全標準

達到設計要求，這種狀態(tài)的水利樞紐運行就處于正常狀態(tài)，具體的標志如下：58西北農(nóng)林科技大學第一章總論水時無嚴重振動和氣蝕現(xiàn)象，關閉后無嚴重的漏水現(xiàn)象。3.1水利樞紐正常狀態(tài)的標準

大壩的壩頂高程達到設計要求，界面尺寸及構(gòu)造、水平位移與垂直位移均符合設計要求。

土壩壩身浸潤線無異?，F(xiàn)象，并低于設計值，滲流量小于設計值，滲透水流清澈透明，壩體穩(wěn)定、滲流也穩(wěn)定。

砌石壩或混凝土壩，實際揚壓力滿足設計要求，壩身無嚴重的滲漏及裂縫，壩體的抗滑穩(wěn)定性、壩體強度均達到設計要求。壩基與壩兩岸安全連接，沒有滲透破壞，滲流量符合設計要求。

溢洪道泄流能力滿足設計要求，下游有可靠的消能設施，水流能順利地進入下游河道。

放水洞能在任何水位下按設計放水，放水洞無斷裂和裂縫現(xiàn)象，下游有可靠的消能設施。溢洪道和放水洞閘門啟閉靈活，能迅速準確地控制流量，并在泄59西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測601.1檢查觀測工作的目的和意義安全檢查是通過人的直覺來發(fā)現(xiàn)建筑物異常的經(jīng)常性檢查工作，及時掌握水工建筑物的運行狀態(tài)。工程觀測是用專門的儀器和設備觀測的數(shù)據(jù)來掌握建筑物的運行狀態(tài)；并且通過遙測巡檢和專家系統(tǒng)能對建筑物進行動態(tài)的監(jiān)測和分析。安全檢查和工程觀測是水利工程管理的兩項基本任務，只有通過兩者的相互配合和補充，才能對整個工程的工作狀態(tài)作出及時正確的評價。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測61檢查工作的要求和內(nèi)容安全檢查分以下三類，具體要求如下：（1）日常巡查：專門技術(shù)管理人員每周一次、汛期特別是出現(xiàn)大洪水時每天一次檢查。（2）年度檢查：每年組織一兩次的專項檢查如汛前汛后、用水前后、凍融前后。（3）特別檢查：當遇突發(fā)情況如暴雨、大洪水、地震、嚴重破壞、重要險情時，要特別檢查。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測2.1檢查工作的要求和內(nèi)容土壩和堤防安全檢查內(nèi)容：（1）壩體檢查：①壩頂:裂縫、坑洼、沉陷、防浪墻裂縫傾斜；壩坡：迎水面護坡斷裂、滑動、坍塌；水面冒泡、漩渦；背水坡裂縫、滑坡、隆起、塌坑、散浸、潮濕、冒水；③壩端：壩體與岸坡連接處有無裂縫、錯動、滲水。（2）壩基:濾水壩、導滲排水溝是否暢通。導滲降壓設施、基礎排水設施等的工況是否正常；檢查滲漏水量、顏色、氣味、渾濁度等有無變化。（3）輸水建筑物：主要關注壩內(nèi)涵管因斷裂漏水引起壩體坍塌滑坡。如豎井傾斜、通氣孔堵塞、涵管上面壩體濕潤、滑坡，洞內(nèi)滲水增加、洞內(nèi)裂縫、損毀。放水時閘門是否震動、有異常響聲、出口流態(tài)、水質(zhì)是否變化等。觀測設施：是否完好正常6常2

運行西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測2.1檢查工作的內(nèi)容和要求混凝土和砌石建筑物檢查內(nèi)容：1.混凝土（砌石）壩的檢查:（1）壩體:表面破損、裂縫、松動、脫落、風化、滲水等現(xiàn)象；相鄰壩段有無錯動、伸縮縫填料老化、止水是否完好；廊道有無裂縫、滲水；排水孔是否暢通、滲水量及水質(zhì)有無變化；（2）壩基和壩肩：壩體與基巖結(jié)合處有無錯動、開裂、滲水；基礎巖體有無變形張開；兩岸有無滑坡、繞滲；基礎排水是否暢通，滲水量、質(zhì)有無變化。2.泄水建筑物的檢查：要在泄水前、后及泄水過程中進行檢查。（1）泄水前檢查，主要關注溢洪道是否暢通、岸坡是否穩(wěn)定、溢洪道的各部位是否完好；（2）泄水后檢查主要關注消力池、護坦、挑流鼻坎等設施有無沖毀，泄水前、后有無明顯的變化和破損；（3）泄水過程主要關注水流流態(tài)及建筑物工作性態(tài)，有無突發(fā)事件。63西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測642.1檢查工作的內(nèi)容和要求混凝土和砌石建筑物檢查內(nèi)容：3.輸水建筑物的檢查：放水過程中閘門是否震動、有無異常響聲、出口流態(tài)有無變化等。4.閘門及啟閉機檢查：閘門及啟閉機是整個水工樞紐的調(diào)節(jié)設施，要求能安全靈活，否則直接危及整體工程安全。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測652.2觀測工作的基本內(nèi)容由于以肉眼為主的檢查無法精準確定各種量的變化，必須借助有關儀器設備進行準確測量。基本觀測內(nèi)容有水文觀測、變形觀測、應力觀測、滲流觀測、泄流觀測等。水文觀測：包括降水量觀測、水位觀測、流量觀測等；變形觀測：包括水平位移、豎直位移觀測；應力觀測：包括拉應力、壓應力、溫度應力；滲流觀測：包括浸潤線、滲流量等；泄流觀測：包括泄流流速、流態(tài)、水躍等。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測662.3

水位觀測水位是水利工程管理運行和分析建筑物工作狀況的重要基礎。測點布設水位測點應設在水流平穩(wěn)、受風浪和泄水影響較小、河床和岸坡較穩(wěn)固、便于觀測的地方，同時也要滿足工程管理與觀測目的和有代表性的地方，一般必須有以下測點。壩前水位是水庫水位觀測的基本測點；一般需要在輸水建筑物上下游、泄水建筑物上下游、水庫周圍等位置設置水位測點。西北農(nóng)林科技大學板在第二章水利工程運行管理——檢查與觀測2.觀測設備——水尺①直立式水尺。一般由靠樁和水尺兩部分組成?？繕队心緲?、混凝土

樁或型鋼樁,埋入混凝土深約0.5～1.0米;水尺板由木板、搪瓷板、高分子板或不銹鋼板做成,其尺度刻劃一般至1厘米，優(yōu)點是直觀。②傾斜式水尺。一般把水尺板固定巖石岸坡或水工建筑物上，也可直接在巖石或水工建筑物的斜面上涂繪水尺刻度，刻度大小以能代表垂直高度為準。傾斜式水尺的優(yōu)點是不易被洪水和漂浮物沖毀。67西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測③矮樁式水尺。由固定矮樁和臨時附加的測尺組成。當河

流漫灘較寬不規(guī)則不穩(wěn)定時，不便用傾斜式水尺；或因流

冰、航運、浮運等沖撞而不

宜用直立式水尺時，可用這

種水尺。④懸錘式水尺。通常設置在堅固陡岸、橋梁或水工建筑物

的岸壁上，用帶重錘的懸索

測量水面距離某一固定點的

高差來計算水位。6西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測，水位觀測設備——自記水位計就地自記水位計由感應部分、傳動部分和記錄部分組成。遙測水位計，既具有自記功能，又能實現(xiàn)遠距離傳輸。浮子式自記水位計結(jié)構(gòu)原理示意圖691—1∶2水位輪；2—1∶1水位輪；3—平衡錘；4—浮子；5—記錄紙及滾筒；6—筆架；7—導桿；8—自記鐘機；9—懸索；10—定位螺帽西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測測次庫區(qū)水位測次，應滿足水庫管理運用和水情上報的要求，以能測出水位轉(zhuǎn)折變化為原則。水位觀測的精度要求確保水尺零點高程固定，如有變動應及時校準，并查明原因當兩次校測水尺零點高程之差大于多年水位變幅的5%或超過0.5m時，相應的水位資料只能作為參考。70西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測2.4水溫觀測：庫水溫度對水工結(jié)構(gòu)和各部門的用水都有影響，尤其對混凝土壩和漿砌石拱壩的變形、應力影響很大。測點布設：應在水庫壩前、放水口前不同深度處布置水溫測點。7西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測觀測儀器深水溫度計和半導體水溫計、溫度傳感器。測次二級及以上混凝土壩一般要求設置庫水溫度觀測項目，第一次蓄水期測次要求至少1次/周，蓄水期5年內(nèi)要求至少1次/月，運行期超過5年以后測次要求1次/月~

1次/年。土石壩，庫水溫度觀測一般由用水計劃決定測次。72西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測733.1水工建筑物變形觀測目的：水工建筑物及其地基在荷載作用下將產(chǎn)生水平和豎直位移，位移又是建筑物工作狀態(tài)的反

映，因此，可根據(jù)位移的大小及其變化規(guī)律，判

斷建筑物在運用期間的工作狀況是否正常和安全，分析建筑物是否有產(chǎn)生裂縫、滑動和傾覆的可能

性。方法：水工建筑物的變形觀測是在建筑物上設置固定的標點，然后用儀器測量出它的位移量（包括鉛直方向和水平方向的位移量）。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測743.1水工建筑物變形觀測1、觀測點的布置土壩：在最大壩高處、合龍段、壩內(nèi)涵管處和壩基地形地質(zhì)變化較大處布置觀測斷面，橫斷面的間距為50～100m，不得少于3個斷面。每個觀測橫斷面上最少布置4個測點，其中上游壩坡正常水位以上至少布置1個測點，下游壩肩上布置1個測點，下游壩坡上布置2～3個測點；三橫四縱所謂。拱壩：在壩頂布置一個縱向觀測斷面，每隔40～50m設置1個測點，拱冠、四分之一、壩與兩岸接頭處必須各設置1個測點。觀測基點：建筑物兩岸便于觀測的巖基上或堅實的土基上各布置一個。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測3.1水工建筑物變形觀測1、觀測點的布置土石壩位移測點布置示意圖工作（起測）基點；校核基點；水準基點；位移標點；增設工作基點；合龍段；原河床75西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測76水工建筑物變形觀測2、觀測設備觀測點：（1）水準基點可用國家水準點接測的點位。（2）位移標點是設置在壩體、壩基和基巖上的需要觀測位移的點位。土工建筑物的位移標點，通常由底板、立柱和標點頭

3部分組成，對于有塊石護坡的土工建筑物，可采用圖4(a)所示的位移標點，標點立柱為￠50mm的鋼管，鋼管的頂部焊接一塊200mm×200mm×8mm的鐵板，鐵板表面刻畫十字線或鉆一小圓孔，以便觀測水平位移，同時在十字線的一側(cè)焊接一個銅的或不銹鋼的標點頭，此標點為沉降標點，用以觀測豎直位移。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測3.1水工建筑物變形觀測2、觀測設備–

對于無塊石護坡的土工建筑物，則可采用圖4(b)所示的位移標點，標點立柱和底板為混凝土結(jié)構(gòu)。標點頂部高出壩面50~80cm，底

板位于最深冰凍線以下0.5m處。圖4土工建筑物的位移標點77十字線；保護蓋；標點頭；4-50mm管；填砂；開挖線；回填土；混凝土；鐵銷；壩體；立柱；底板；最深冰凍線；回填土料西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測3.1水工建筑物變形觀測2、觀測設備

混凝土建筑物的位移標點見圖5鐵板；銅標頭；混凝土；直徑20mm、長200mm的鋼筋；十字線圖5混凝土建筑物的位移標點(單位:mm)78西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測水工建筑物變形觀測2、觀測設備觀測覘標固定覘標設于后視工作基點上，用以構(gòu)成視準線，多用于三角網(wǎng)法和視準線法的觀測，常用的形式有：墻標式固定覘標、強制對中式固定覘標、直插式固定覘標、標桿式固定覘標圖9墻標式固定覘標圖10強制對中固定覘標圖11插入式固定覘標1-紅玻璃；2-圓水準器；3-覘標座79圖12標桿式固定覘標西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測圖13簡易活動覘標1-刻度尺；2-覘牌圖14直插式精密活動覘標水工建筑物變形觀測2、觀測設備活動覘標置于位移標點上，供經(jīng)緯儀瞄準并測量標點的位移：簡易活動覘標和精密活動覘標。游標尺；刻度尺；紅玻璃；水平微動螺旋80西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測3.1水工建筑物變形觀測2、觀測設備–起測基點可以設置在堅實的土基上，也可以設在巖基上。埋置工作基點結(jié)構(gòu)圖（單位：cm）設在土基上的起測基點的結(jié)構(gòu)如圖（a）所示，是在磚石井圈內(nèi)澆筑一個混凝土墩，墩底厚度約60cm，埋設在冰凍線以下50cm，井內(nèi)回填細砂。混凝土墩頂埋設一個銅制標點頭，標點頭露出混凝土表面0.5~1.0cm，并高出地面5cm。設置在巖基上的起測基點如圖（b）所示，是在巖基中埋入一個混凝土墩，墩中埋設標點，上部設置保護蓋。81西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測3.1水工建筑物變形觀測2、觀測設備–工作基點一般包括混凝土柱和上部結(jié)構(gòu)兩部分。外露式工作基點柱的頂面尺寸一般為0.3m×0.3m，柱的高度約1.0～1.2m，底座部分的尺寸為1.0m×1.0m×0.3m，可直接澆在巖基上（圖7），也可埋設在土基中（圖8），埋設在土基上的工作基點，基點底座應

埋入冰凍線以下。上部結(jié)構(gòu)為柱（墩）身與經(jīng)緯儀或覘標連接部分，根據(jù)其連

接形式的不同，可分為支承托架式（圖7）、中心直插式和中心旋入式（圖8）等。圖7巖基上的基點（單位：cm）1-支承托架；2-柱身；3-底座圖8土基上的基點（單位：cm）1-保護蓋；2-墊板；3-螺絲頭；824-直徑16mm的金屬棒；5-柱身；6-底座西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測水工建筑物變形觀測3、水平位移觀測方法視準線法視準線法又稱方向線法，以視準線建立一個平行或通過壩軸線的固定鉛直平面作為基準面，定期觀測確定的點位與基準面之間的偏離值，即為該點的水平位移。圖17視準線法觀測水平位移原理圖1-校核基點；2-工作基點；3-位移標點；4-視準線83西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測混一根鋼絲作為基準線，（圖18）然后測量建筑物上各測點對此基準線的偏離值來計算水平位移。引張線即相當于視準線法中的視準線。3.1水工建筑物變形觀測3、水平位移觀測方法引張線法引張線法觀測水平位移，一般用于混凝土壩、砌石壩等水工建筑物，這種觀測方法所需設備簡單，不需精密的測量儀器，可以在建筑物的廊道內(nèi)進行觀測，因此不受氣候的影響。引張線法是在建筑物兩端基點間拉緊圖18引張線示意圖1-引張線；2-測點；3-端點；4-廊道；5-隧洞；6-壩頂84西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測水工建筑物變形觀測3、水平位移觀測方法垂線法觀測目的是觀測壩體撓度，但實際上是觀測壩體相對壩基的水平位移。垂線法觀測混凝土壩的水平位移，是用垂線作基準線，測量沿垂線不同高程壩體各測點的水平位移。正垂線法是在壩體豎井或?qū)捒p的上部懸掛一條直徑0.8～1.0mm的不銹鋼絲，鋼絲下部系有重約10～15kg的重錘，重錘懸浮在高40～45cm，直徑40cm的油箱內(nèi)，箱內(nèi)注入不凍的錠子油或變壓器油。85西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測3.1水工建筑物變形觀測3、水平位移觀測方法在重錘處于穩(wěn)定狀態(tài)時，鋼絲則呈鉛直位置；壩基測點的讀數(shù)與各高程測點讀數(shù)之差，即為各高程測點與壩基測點的相對位移值，這種觀測裝置稱為一點支承多點觀測裝置（圖22a）。如若沿垂線在壩體不同高程上埋設夾線裝置，當垂線被某一高程的夾線裝置夾緊，即可通過壩基觀測點測得該點相對于壩基測點的相對位移，這種裝置稱為多點支承一點觀測裝置（圖22b）。垂線；觀測儀器垂球；油箱；支點；固定裝置活動夾；觀測墩圖22正垂線法觀測水平位移8移6西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測873.1水工建筑物變形觀測4、豎直位移觀測方法--水準儀觀測法–水準儀觀測法是在建筑物兩岸不受建筑物變形影響的地方設置水準基點或起測基點，在建筑物表面的適當部位設置沉降標點，然后以水準基點或起測基點的高程為標準，定期用水準儀測量沉降標點高程的變化值，即得該標點處的沉降位移量。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測883.2水工建筑物滲流觀測一、土石壩的滲流觀測1.土石壩的浸潤線觀測①方法是在壩體選擇有代表性的橫斷面，埋設適當數(shù)量的測壓管，通過測量測壓管中的水位來獲得浸潤線位置。②測點一般選擇最重要、最有代表性、而且能控制主要滲流情況以及預計有可能出現(xiàn)異常滲流的橫斷面布置測壓管。③測點的位置和數(shù)量，以能使觀測成果如實地反映出斷面內(nèi)浸潤線的幾何形狀及其變化，并能充分描繪出壩體各組成部分（防滲體、排水體、反濾層等）在滲流下的工作狀況為原則進行布置。要求每個橫斷面內(nèi)的測壓管數(shù)量不少于3根。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測3.2水工建筑物滲流觀測④測壓管布置原則（1）對于具有堆石排水體的均質(zhì)土壩，在壩頂上游壩坡和排水體上游坡與壩基相交點各布置一根測壓管，其間根據(jù)具體情況布置1根或數(shù)根測壓管。如圖1(a)。（2）對于具有褥墊式排水體的均質(zhì)土壩，可在上游壩坡和褥墊式排水上游端各布置1根測壓管，其間視情況而定。褥墊式排水體的上面根據(jù)需要可增設1(a)均質(zhì)土壩（有反濾壩）；(b)均質(zhì)土壩（有水平排水）；89根測壓管。如圖1（b）所示。1-進水管段；2-導管；3-浸潤線；4-反濾壩；5-水平反濾層；西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測（3）對于寬心墻壩，可在心

墻內(nèi)布置2根測壓管，在心墻下游端、排水體上游端處各布置1根測壓管，其間根據(jù)具體情況布置。對于窄心墻壩，可在心墻上下游和排水體上游端各布置1根測壓管，其間根據(jù)具體情況布置，如圖1（c）和(d)。(c)寬心墻壩；(d)窄心墻壩1-進水管段；2-導管；3-浸潤線；4-反濾壩址；5-水平反濾層；6-寬心墻；7-窄心墻；90西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測一、土石壩的滲流觀測–（4）對于塑性斜墻壩，在緊靠斜墻下游面壩底處應埋設1根測壓管，反濾壩址上游端埋設1根測壓管，其間視具體情況布置。緊靠斜墻的測壓管，為了不破壞斜墻的防滲性能并便于觀測，通常采用有水平管段的L形測壓管。水平管段略呈傾斜，進水管段稍低，坡度在5%左右，以免破壞斜墻的不透水性。此外應在排水體上游坡腳處布置1根測壓管，其間根據(jù)具體情況布置，如圖1(e)所示。(e)帶截水墻的斜墻壩911-進水管段；2-導管；3-浸潤線；4-反濾壩址；5-水平反濾層；8-斜墻西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測3.2水工建筑物滲流觀測一、土石壩的滲流觀測⑤測壓管的結(jié)構(gòu)測壓管長期埋設在壩體內(nèi)，要求管材經(jīng)久耐用。常用的有金屬管、塑料管和無沙混凝土管。無論哪種測壓管均由進水管段、導管和管口保護設備三部分組成。圖2測壓管進水管結(jié)構(gòu)示意圖92纏繞鉛絲；兩層麻布；第二過濾層；第一過濾層；進水孔；封閉管底西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測3.2水工建筑物滲流觀測⑥測壓管水位觀測方法測壓管水位常采用測深鐘或電測水位器進行觀測，也有采用示數(shù)水位器、遙測水位器等進行觀測的。圖3測深鐘示意圖1-吊繩；2-測深鐘圖4測頭構(gòu)造示意圖（a）單導線測頭；（b）雙導線測頭電線；金屬管；隔電板；電極；電線頭；進水孔；排氣孔93西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測3.2水工建筑物滲流觀測土石壩的滲流量觀測土石壩滲流量觀測的目的是通過測量滲流量的大小，掌握滲流量的變化規(guī)律，以便分析土壩防滲和排水設備的工作狀況，判斷土壩的工作是否正常。三角堰梯形堰圖圖5

6三梯角形堰堰示示意意圖圖94西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測墻；7-垂直防滲墻（d）帶截水墻的水平防滲斜墻壩壩基3.2水工建筑物滲流觀測一、土石壩的滲流觀測3.土石壩壩基滲水壓力觀測土石壩壩基水頭最高，若壩基透水性強截滲墻前后水頭差大，極易發(fā)生滲透破壞。壩基滲水壓力是通過布置在壩基內(nèi)的測壓管水位觀測。（1）均質(zhì)砂礫石地基上測壓管的布置。如圖7截水墻及濾水壩前后都應布置測壓管。圖7均質(zhì)砂礫石地基滲水壓力測壓管布置示意圖1-測壓管；2-濾水壩；3-砂礫石

（a）不帶鋪蓋的均質(zhì)壩壩基；（b）帶鋪蓋和截水層；4-水平鋪蓋；5-心墻；6-斜墻的心墻壩壩基；（c）帶截水墻的斜墻壩壩9壩5

基；西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測圖8雙層透水壩基測壓管布置1-測壓管；2-相對弱透水層；3-強透水層；4-基巖；5-出水口圖9多層透水壩基測壓管布置3.2水工建筑物滲流觀測一、土石壩的滲流觀測土石壩壩基滲水壓力觀測對于上層為相對弱透水層，下層為強透水層的雙層地基。測壓管；斜墻；透水層；相對弱透水層；基巖96西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測973.2水工建筑物滲流觀測一、土石壩的滲流觀測3.土石壩壩基滲水壓力觀測–（3）壩趾出逸段滲透坡降觀測，需在壩趾下游一定范圍內(nèi)布置若干測壓管。在已經(jīng)發(fā)生滲透變形的四周臨時增設測壓管進行觀測。當采取工程措施進行處理前后滲水壓力也應觀測。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測983.2水工建筑物滲流觀測一、土石壩的滲流觀測

4.土石壩繞壩滲流的觀測定義：滲流繞過兩壩端或沿著土壩與建筑物的接觸面向下游流出，稱為繞壩滲流。目的：繞壩滲流觀測目的是為了了解土壩兩岸及與建筑物連接處防滲和排水效果，防止?jié)B透破壞。注意：兩岸坡中如有強透水層或岸坡過陡產(chǎn)生裂縫，都有可能發(fā)生集中滲流，造成滲透破壞及失事。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測3.2水工建筑物滲流觀測土石壩繞壩滲流的觀測兩岸繞滲測壓管沿繞流線布置，一般至少埋設2排，每排至少3根，如圖10所示。在下游河槽兩側(cè)臺地的滲流區(qū)，可垂直壩軸線布置2～3排測壓管，各排間距約50～100m，靠近河槽及壩址處可稍密一些。每排測壓管根數(shù)不少于3根。圖10繞壩滲流測壓管平面布置圖99西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測1003.2水工建筑物滲流觀測（3）岸坡內(nèi)有防滲齒墻或灌漿帷幕的，應在其前后各設1～2根測壓管。（4）在壩內(nèi)岸坡段布設測壓管，用以觀測滲流出口處的滲透穩(wěn)定性。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測3.2水工建筑物滲流觀測5.滲水透明度檢測檢測滲水透明度用滲水透明度管進行。透明度管為一高35cm、直徑3cm的平底玻

璃管管壁刻有厘米刻度，零點在管底處。管底有一放水閥門，如圖11所示。透明度管；閥門；3-5號字符圖11透明度管示意圖101西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測。

應3.2水工建筑物滲流觀測二、混凝土建筑物的滲水揚壓力觀測觀測設備及布置（1）為了了解壩基和閘基防滲設備對透水頭的折減作用，應在帷幕灌漿、鋪蓋、齒墻、板樁等前后各布置一個測點（2）為了了解排水設備的降壓效果，在壩基、水閘和溢洪道護坦排水孔下游側(cè)布置一個測點。游面處布置一個測點。沿水閘邊墻和上下游翼墻適當布置幾個測點。圖2-63水閘基礎面揚壓圖2-62重力壩揚壓力測–

（3）在建筑物底面中間和緊靠建筑物下

力測壓管的布置1-鋪蓋壓；管2-的底布板置；3-測壓1-廓管道進；水2管-測段壓管102西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測1034.1水工建筑物應力、溫度觀測混凝土壩建成蓄水后，在水壓力、泥沙壓力、浪壓力、揚壓力和溫度等荷載和因素作用下，壩體和壩基內(nèi)各點將產(chǎn)生相應的應力，隨著荷載的變化，應力也相應地產(chǎn)生變化，在建筑物正常運行的情況下，應力應保持在設計允許的范圍內(nèi)，以保證建筑物的安全。應力和溫度觀測的目的：為了掌握在各種工作條件下，應力和溫度的分布及其變化，并與設計情況相比較，以便分析建筑物的工作狀況，并作為工程控制運用的依據(jù)。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測104水工建筑物應力、溫度觀測一、混凝土拱壩應力控制標準1、拱梁分載法

（1）容許壓應力：極限抗壓強度除以安全系數(shù)，基本荷載組合1、2級拱壩的安全系數(shù)采用4.0，3級拱壩的安全系數(shù)采用3.5；特殊荷載組合1、2級拱壩的安全系數(shù)采用3.5，3級拱壩的安全系數(shù)采用3.0。

（2）容許拉應力：基本荷載組合拉應力不得大于1.2MPa；特殊荷載組合拉應力不得大于1.5

MPa。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測105水工建筑物應力、溫度觀測一、混凝土拱壩應力控制標準2、“有限元等效應力”

（1）容許壓應力：與拱梁分載法對容許壓應力的要求相同。

（2）容許拉應力?；竞奢d組合拉應力不得大于1.5MPa；特殊荷載組合拉應力不得大于2.0MPa。超過上述指標時，應調(diào)整壩的體形減少壩體拉應力的作用范圍和數(shù)值。3、施工期的壩體應力驗算

在壩體橫縫灌漿以前，按單獨壩段分別進行驗算時，壩體最大拉應力不得大于0.5

MPa，并要求在壩體自重單獨作用下，合力作用點落在壩體厚度中間的1/3范圍內(nèi)。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測106水工建筑物應力、溫度觀測二、混凝土重力壩應力控制標準：1、重力壩壩基面壩踵、壩趾的垂直應力（1）運用期1）在各種荷載組合下（地震荷載除外），壩踵垂直應力不應出現(xiàn)拉應力，壩趾垂直應力應小于壩基容許壓應力；2）在地震荷載作用下，壩踵、壩趾的垂直應力應符合《水工建筑物抗震設計規(guī)范》（SL203）的要求；（2）

施工期壩趾垂直拉應力應小于0.1MPa。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測107水工建筑物應力、溫度觀測二、混凝土重力壩應力控制標準：2、重力壩壩體應力（1）

運用期1）壩體上游面的垂直應力不出現(xiàn)拉應力（計揚壓力）。2）壩體最大主壓應力，應不大于混凝土的允許壓應力值。3）在地震情況下，壩體上游面的應力控制標準應符合《水工建筑物抗震設計規(guī)范》（SL203）的要求。（2

）施工期1）壩體任何截面上的主壓應力應不大于混凝土的允許壓應力。2）在壩體的下游面主拉應力不大于0.2MPa。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測1084.1水工建筑物應力、溫度觀測三、應力、溫度觀測一般采用電測傳感器–包括各種電阻式應力應變片、溫度傳感器西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測4.1水工建筑物應力、溫度觀測109西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測，4.1水工建筑物應力觀測四、觀測斷面和測點布置對于混凝土重力壩，通常對溢流壩段和非溢流壩段各選一個壩段，對于重要的和地質(zhì)條件復雜的工程，可適當增加觀測壩段。對于每個觀測壩段，至少布置1~2個觀測斷面，一般在靠近基礎處布置一個斷面然后根據(jù)壩高和壩體結(jié)構(gòu)再布置幾個斷面，每個斷面至少布置5個測點，上、下游測點距壩面不小于3m。110西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測4.1水工建筑物應力觀測四、觀測斷面和測點布置

3.拱壩通常選擇拱冠梁和拱座斷面作為觀測斷面，對于重要的拱壩，還可取距拱座1/4弧長的徑向斷面作為觀測斷面。在每個觀測斷面上，測點的布置原則與重力壩基本相同，但界面上下游的測點應分別布置在距壩面1m的地方。111西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測變水工建筑物應力觀測四、觀測斷面和測點布置應變計組是由多支應計按照一定規(guī)則埋設在壩體內(nèi)部的一組儀器，該埋設點的應力可由該組應變計與附近的無應力計讀數(shù)計算而得。目前在大壩中普遍埋設的應變計(組)有單支應變計、三向應變計組、四向應變計組(平面)、五向應變計組、七向應變計組、九向應變計組，各自的安裝組合示意圖如圖1所示(單支和四向從略)。112西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測4.2水工建筑物溫度觀測對于混凝土壩，由于混凝土水化熱而產(chǎn)生的溫升、水庫蓄水后的水溫、周圍的氣溫和太陽輻射的影響，壩體不同部位的溫度不同步的不斷變化，壩體表面和壩體內(nèi)部的溫度也不一致，形成不同部位溫差及熱脹冷縮變形，從熱產(chǎn)生溫度應力。溫度觀測的目的：是為了掌握大壩施工期混凝土的散熱情況，改進施工方法，確定縱縫灌漿的時間，研究溫度對壩體應力和體積變化的影響，防止產(chǎn)生溫度裂縫，以及分析大壩的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題。溫度觀測斷面和測點的布置，應適應壩內(nèi)溫度梯度的變化，便于掌握溫度的分布及其變化規(guī)律。布置時應考慮到壩體結(jié)構(gòu)的特點和施工方法，并配合及其他項目的觀測。113西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測1144.2水工建筑物溫度觀測一、壩體溫度觀測布置重力壩一般選擇觀測壩段的中心斷面作為溫度觀測斷面，在斷面上按網(wǎng)格布置溫度測點，網(wǎng)格間距為8~15m，邊界和孔口附近較密，斷面中心較疏。寬縫重力壩和重力壩引水壩段，屬空間溫度場，需要設置垂直于寬縫和引水管道的觀測斷面。拱壩一般在觀測壩段上，根據(jù)壩高不同布置3~7個觀測截面。在截面和中心斷面的每一條交線上，至少布置3個測點。在拱座的應力觀測截面上，可以設必要的溫度測點。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測1154.2水工建筑物溫度觀測二、壩面溫度觀測布置壩面溫度觀測，上游壩面可以在距壩面5~10cm的壩面

混凝土內(nèi)沿高程布置測點，間距一般為1/15~1/10壩高，死水位以下的測點間距可加大1倍，但多泥沙河流的庫

底水溫受異重流的影響，間距不宜加大。在受日照影響的下游壩面，可適當布置若干壩面溫度測點，當拱壩兩岸日照相差很大時，應分別布置測點。溫度計的埋設，應平行于壩面，使觀測值比較準確。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測116水工建筑物泄流觀測一、水流形態(tài)的觀測水工建筑物水流形態(tài)的觀測，包括水流平面形態(tài)、水躍、水面曲線和挑射水流的觀測。其目的是了解建筑物過流時的水流狀況，以判斷建筑物的工作情況是否正常，消能設備的效能是否符合設計要求，建筑物上下游河道是否會遭受沖刷或淤積。1．水流平面形態(tài)觀測2．水躍和水面曲線觀測3．挑射水流觀測西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測117水工建筑物泄流觀測一、水流形態(tài)的觀測1．水流平面形態(tài)觀測水流平面形態(tài)觀測的內(nèi)容包括水流的方向、漩渦、回流、水花翻滾、折沖水流、水流分布范圍。觀測的方法是通過目測、攝影或浮標測量將不同水流情況測記下來。在進行目測和攝影時，為了便于觀察和拍照，可在水流表面上撒上鋸沫、稻殼、麥糠等漂浮物，以顯示水流行跡。西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測5.1水工建筑物泄流觀測一、水流形態(tài)的觀測2．水躍和水面曲線觀測水躍和水面曲線的觀測，一般是采用方格網(wǎng)法和水尺組法。方格網(wǎng)法是在建筑物兩岸側(cè)墻上繪制方格網(wǎng)，網(wǎng)格的間距視建筑物尺寸而定，一般縱向線的間距可采用1m，橫線的間距可采用0.5～1.0m，線條的寬度約為3～5cm，用白色磁漆繪

制。觀測時，觀測人員站立對岸，用目測或望遠鏡觀測水流

的水面在方格網(wǎng)上的位置，并將其按一定比例描繪在圖紙上。水尺組法是沿水流方向在建筑物兩岸側(cè)墻上設立一組水尺，水尺的間距和刻度以能按要求精度測出水躍或水面曲線為準。觀測時將水流的水面在各水尺上的位置測記下來，并將其描繪在圖上。118西北農(nóng)林科技大學第二章水利工程運行管理——檢查與觀測水工建筑物泄流觀測一、水流形態(tài)的觀測3．挑射水流觀測挑射水流的觀測包括水面線的形狀、射流最高點和落水點的位置、沖刷坑位置和水流摻氣情況。觀測的方法通常采用攝影或在建筑物兩岸布設觀測基點，架設經(jīng)緯儀，采用前方交會法進行測量。用投光燈照射水流表面的測