水利工程基础知识—取水建筑物
温暖的野马
2022年08月02日 13:47:03
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取水建筑物 1.渠道有哪几种断面型式? 渠道断面型式一般采用梯形。当流量变化较大时,往往采用复式断面。衬砌的渠道也可采用短形、U形、抛物线形断面,暗渠也可采用圆形断面。

取水建筑物

1.渠道有哪几种断面型式?
渠道断面型式一般采用梯形。当流量变化较大时,往往采用复式断面。衬砌的渠道也可采用短形、U形、抛物线形断面,暗渠也可采用圆形断面。

2.什么是渠道水力最优断面?  
当渠道的坡度、粗糙系数以及过水断面面积一定时,具有最大输水能力或具有最小湿周的过水断面称为水力最优断面。

3.什么是渠道的实用经济断面?  
对于常用的梯形渠道,按水力最佳断面设计的渠道断面往往是窄深式的。对土渠来说,这种窄深式渠道对施工是很不利的,不能达到经济的目的,在实际应用中有很大的局限性。为此,应求一个宽浅式的梯形断面,使其水深和底宽有一个较广的选择范围以适应各种情况的需要,而在此范围内又能基本上满足水力最佳断面的要求,这种断面称为实用经济断面。

4.影响渠道输水能力的因素有哪些?
影响渠道输水能力的因素有边坡系数、糙率、底坡、底宽和渠道水深。

5.什么是渠道的不冲流速?
挟带一定含沙量的水流通过渠道时,若渠床上的泥沙不致冲刷,这时的断面平均流速就称为渠道的不冲流速。

6.什么是渠道的不淤流通?
在挟一百含沙量的渠道水流中,水流的挟沙能力若刚能挟运这定量的泥沙而不致淤积,这时的断面平均流速就称为渠道的不淤流速。

7.输水渠道交叉建筑物有哪些?
当渠道与山谷、河流、公路或铁路交叉时,需要修交叉建筑物来跨越这些障碍,常见的交叉建筑物有渡槽、涵洞或涵管、倒虹吸管、无压隧洞、桥梁等。

8.对水电站引水渠道的基本要求是什么?
对水电站渠道的基本要求如下:
(l)有足够的输水能力渠道要能随时输送水电站所需要的设计流量,并有适应此流量变化的能力。
(2)水质符合要求要防止有害的污物及泥沙进入渠道,不仅在渠首要采取适当措施,更要防止渠道沿线上的污物及泥沙随暴雨涌入渠道,在渠末端是压力前地。压力前池的出口处,即为压力管道的进口处。该进口处还要再次采取拦污、防沙及排污措施。
(3)运行安全可靠渠道在运行中要防止冲刷及淤积,渠道的渗漏要限制在一定的范围内,过大的渗漏不但会造成水量损失,而且可能影响渠道的安全。另外,要抑制渠中杂草生长,以减小渠道糙率,增加渠道输水能力。

9.什么叫水工隧洞?其作用是什么?
在水利工程中为了输水或泄洪,常穿山开挖建成封闭式的输水道,称为水工隧洞。按其担负任务的不同,可分为放水隧洞和泄水隧洞。放水隧洞用来由水库放出用于灌溉、发电和给水等所需的水量;泄水隧洞可以用于配合溢洪道宣泄部分洪水,泄放水电站尾水、为检修枢纽建筑物或因战备等的需要而放空水库以及排沙等。 (《南水北调与水利科技》微信编辑组整理)

10.水工隧洞的工作特点是什么?
水工隧洞具有以下工作特点:
(1)为了控制流量和便于工程的检修,蓄水枢纽中的隧洞必须设置控制建筑物,用以安设工作闸门和检修闸门以及门门启闭设备等。
(2)隧洞位于深水下,除承受较大的山岩压力(或土压力)外,还要承受高水压及高速水流的作用力。
(3)隧洞是在岩层中开凿的,开凿后破坏了岩体的自然平衡状态,使得岩体可能产生变形和崩塌,因此,往往需要设置衬砌和临时支撑进行防护。
(4)高水头无压泄水隧洞,要求体形设计得当,施工质量好,否则容易产生空蚀破坏,水流脉动也会引起闸门等的振动。
(5)隧洞的断面较小,洞线较长,从开挖、衬砌到灌浆,工序多、干扰大。

11.水工隧洞的总体布置包括哪些内容?
(1)根据枢纽任务,确定隧洞属专建专用,或是一洞多用。针对不同要求,结合地形和水流条件拟定进口的位置、高程和相应的布置。
(2)在选定线路方案的基础上,根据地形、地质等条件,选择进口段的结构型式,确定闸门在隧洞中的布置。
(3)确定洞身的纵向底坡和横断面的形状及尺寸。
(4)根据地形、地质、尾水位和施工条件等确定出口位置和底板高程,选用适宜的消能方式。

12.隧洞洞线选择的一般原则和要求是什么?
(1)洞线直选在沿线地质结构简单、岩体坚硬完整、洞顶以上应具有足够的岩层厚度、地下水微弱和围岩稳定的地段,以减小作用于衬砌层上的山岩压力和外水压力。
(2)洞线要与岩层层面、构造破碎带和主要节理面有较大的交角。
(3)洞线在平面上应力求短、直,这样不仅可减少工程量、降低造价,而且可减小水头损失,便于施工,并且具有良好的水流条件。
(4)进出口应选在覆盖层或风化层浅、岩石比较坚固完整的陡坡地段,避开有严重的顺卸荷裂缝、危岩和滑坡地带。
(5)隧洞的纵坡应满足水流条件、运行和维修的要求。
(6)泄水隧洞的出口方向要与下游河道顺畅衔接,以减轻对岸边的冲刷。
(7)洞线遇沟谷时,应根据地形、地质、水文及施工条件,进行绕沟或跨沟方案的技术经济比较。
(8)当洞线穿过坝基、坝肩或其他建筑物地基时,要求隧洞与其他建筑物之间留有足够的厚度,以满足结构和防渗上的要求。
(9)对于长隧洞,为了增加工作面,加快施工进度和均衡各段的工程量,便于通风,根据地形、地质条件,需要设置一些施工支洞或竖井。

13.什么是有压隧洞和无压隧洞?其适用条件是什么?
水流充满整个断面的隧洞,称为有压隧洞。当洞内水流存在自由表面时,称为无压隧洞。有压隧洞和无压隧洞在工程布置、水力计算、受力情况及运行条件等方面差别较大,对于有较大消落深度的水库,一般采用有压隧洞。面对低水头的取水坝或消落深度小的水库,一般采用无压隧洞引水。有时,可以设计成有压的,也可以设计成无压的,需要通过技术经济比较后确定。

14. 隧洞断面形式有几种?
隧洞断面型式有三种。对于有压隧洞一般采用圆形断面,对于无压隧洞一般采用门洞形或马蹄形。

15,隧洞衬砌的作用是什么?
隧洞衬砌的作用是:承受山岩压力、内水压力和其他荷载;填塞岩层裂隙,防止水流、空气和温度变化及干湿度变化对岩石的破坏作用;防止漏水和减小洞身表面糙率。

16.隧洞与渠道输水相比有什么优缺点?
隧洞与渠道相比具有以下优点:
(1)可以采用较短的路线,可以避开沿线地表不利的地形及地质条件。
(2)有压隧洞能够适应水库水位的大幅度变化,也能够适应水电站引用流量的迅速变化。
(3)不受地表气候的影响,可以避免沿途对水质的污染。但隧洞对地质条件、施工技术及机械化的要求较高、工期较长,投资大。

17.隧洞常用的进口型式有哪几种?它们有什么特点?
隧洞常用的进口型式主要有以下三种:
(1)竖井式进水口 闸门安装在由山体中开挖出来的竖井中,其后接引水隧洞,其前则为隧洞的进口段.由于充分利用了岩石的作用,钢筋混凝土工种量少,投资少,但地质条件差时不宜采用这种型式。
(2)塔式进水口 混凝土塔式结构建筑在水库边上,用工作桥与河岸相连。当进口山岩不好、岸坡又较平缓时,一般采用这种结构。
(3)斜卧式进水口 进水塔斜靠在岸坡上,以增加塔身的稳定性。它的特点是喇叭口,闸门槽都在山岩外面,启闭机室与山岩之间不用架桥。

18.对水电站进水建筑物有什么基本要求?
对进水建筑物有以下基本要求:
(1)要有足够的进水能力,在任何工作水位都能保证按要求引进必须的流量。
(2)水质要符合要求,木允许有害的泥沙、冰块及各种污物进入进水口。
(3)水头损失要小。使水流能平顺地进入进水口,并将流速控制在一定的范围内。
(4)可控制流量,以便于引水系统的检修和紧急事故关闭。
(5)要有足够的强度、刚度和稳定性,结构简单,施工方便,造型美观,造价低廉,便于运行、检修和维护。

19.进水口建筑由哪几部分组成?
进水口建筑一般由喇叭口、拦污栅、检修闸门与工作闸门(也可能设在出口处)、平压管、通气孔及渐变段等几部分组成。

20.隧洞进D闸门后为什么要设通气孔?
当闸部分开启时,闸门后的空气逐渐被水流带走,形成负压区,当压力降低到某一极限时,就会引起气蚀和振动。为防止产生气蚀和振动,常在闸门后设置通气孔,以保证输进足够的空气。

21. 压力前池的作用是什么?
压力前池是引水渠道或无压引水隧洞与压力管道之间的连接建筑物。它的作用是:将引水渠道或无压引水隧洞中的流量均匀地分配给各压力管道,并加以必要的控制,再次清除水中的污物、泥沙、浮冰等;宣泄多余的水量,当水轮机引用流量迅速改变时,压力前池的容积可以起一定的调节作用。

22.压力前池主要由哪几部分组成?
压力前池主要由池身及渐变段,压力管道进水口,泄水建筑物,排污、排沙、排冰建筑物等四大部分组成。

23.调压室有哪几种基本结构型式?
调压室有以下五种基本结构型式:
(1)简单圆筒式调压室。(2) 阻抗式调压室 (3) 双室式调压室 (4) 溢流式调压室   (5) 差动式调压室


来源:南水北调与水利科技

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