水庫基本知識一覽(2)

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、引水或其他專門建筑物等，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。

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性水工建筑物，后者是指在施工期短時間內(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、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、供水和航運等工程的重要組成部分。有時施工導(dǎo)流隧洞可以與泄水或引水隧洞等結(jié)合。

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。

①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)可分為實體重力壩、寬縫重力壩和空腹重力壩。

②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、對稱、基巖均勻、堅固完整，并有足夠強度、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。

③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稱土壩，以石碴、卵石和爆破石料為主時稱堆石壩，兩類材料均占相當(dāng)比例時稱土石混合壩。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、擴建和管理維修；施工技術(shù)簡單，工序少，便于組織機械化快速施工；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，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，黏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。按壩體材料可分為土壩、土石混合壩和堆石壩。按防滲體材料和相對位置可分為均質(zhì)壩、心墻壩、斜墻壩和面板壩等。

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椋缫缌鲏魏蛪紊硇顾椎?，此時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。

①河岸溢洪道

河岸溢洪道有正槽式、側(cè)槽式、井式和虹吸式四種形式。河岸溢洪道的布置一般根據(jù)地形、地質(zhì)條件、工程特點、樞紐布置的要求以及施工運行條件等，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。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。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。

②非常溢洪道

由于水文現(xiàn)象的隨機性和不確定性，為了保證水庫大壩的絕對安全，有時需考慮出現(xiàn)特大洪水時(頻率較小的超標(biāo)準(zhǔn)洪水)水庫的泄洪問題。這種為對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)實際情況設(shè)閘控制或設(shè)自潰式或引沖式土壩。

③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。

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。