水工建築物/普通高等教育“十二五”規劃教材 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　　　《水工建築物》是研究水流與建築物矛盾的科學，是為治河防洪、發電供水、灌溉排澇、航道港口、綜閤利用、生態水利等工程專業開設的一門主要專業課。全書除緒論外共分三篇（十二章）：第一篇是蓄水樞紐的主要水工建築物，著重介紹各種壩、溢洪道、隧洞等主要建築物，還有蓄水樞紐布置；第二篇是取水樞紐的主要水工建築物，著重介紹水閘等與取水相關的建築物及樞紐布置；第三篇是渠係中的主要水工建築物，重點是渠係中常用的渡槽、倒虹吸管及涵洞、陡坡及跌水等建築物。　　本書還兼顧專科和高職的教學需要，編寫的構架可以使教師方便地大塊跨過某些章節內容，又不失缺教學內容的係統性。也可作為水利類其他專業的教材，並解決水利工程技術人員工作之需。

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目錄

緒論第一節 我國的水利建設第二節 水工建築物和水利樞紐第三節 水利工程設計的程序第四節 教學任務、課程內容、教學體係、研究方法第一篇 蓄水樞紐的主要水工建築物第一章 重力壩第一節 概述第二節 重力壩的荷載及其組閤第三節 重力壩的穩定分析第四節 重力壩的應力分析第五節 非溢流重力壩的剖麵設計第六節 溢流重力壩第七節 重力壩壩體構造及建材第八節 岩石體地基的處理第九節 寬縫重力壩第二章 拱壩第一節 概述第二節 拱壩的布置第三節 拱壩的應力計算第四節 拱壩的壩肩穩定、重力墩第五節 拱壩的泄流、材料及構造第三章 土石壩第一節 概述第二節 工作特點及設計要求第三節 土石壩的剖麵尺寸與構造第四節 築壩材料的選擇第五節 土壩的滲透計算第六節 土壩的穩定計算第四章 河岸溢洪道第一節 概述第二節 開敞式正槽溢洪道第三節 側槽式溢洪道第四節 非常溢洪道第五章 水工隧洞與壩下涵管第一節 概述第二節 隧洞與涵管的進齣口建築物第三節 隧洞與涵管的綫路選擇與工程布置第四節 隧洞洞身的型式、尺寸與構造第五節 涵管的型式、尺寸與構造第六節 作用在隧洞襯砌和涵管管身上的荷載第七節 隧洞和涵管的結構計算第六章 蓄水樞紐布置第一節 壩址及壩型選擇第二節 樞紐的工程布置第二篇 取水樞紐的主要水工建築物第七章 水閘第一節 水閘的類型、組成和設計要求第二節 閘址選擇和孔口設計第三節 閘室的布置和構造第四節 水閘的消能防衝第五節 水閘的防滲、排水設計第六節 閘室的穩定分析和地基處理第七節 閘室結構計算第八節 水閘與兩岸的連接建築物第九節 閘門及啓閉機第十節 其他形式的水閘第八章 取水樞紐布置第一節 概述第二節 無壩取水樞紐的布置第三節 有壩取水樞紐的布置第九章 過壩建築物第一節 通航建築物第二節 過木建築物第三節 過魚建築物第三篇 渠係中的主要水工建築物第十章 渡槽第一節 渡槽的組成及類型第二節 梁式渡槽的槽身及支承結構第三節 拱式渡槽的槽身及支承結構第四節 桁架拱式渡槽的槽身及支承結構第五節 斜拉渡槽的槽身及支承結構第六節 渡槽的基礎第七節 渡槽的細部構造第八節 渡槽的總體布置與設計步驟第十一章 倒虹吸管及涵洞第一節 倒虹吸管第二節 涵洞第十二章 跌水和陡坡第一節 跌水第二節 陡坡第三節 其他型式的陡坡和跌水附錄一 《水利技術標準匯編捲目》附錄二 彈性地基梁彎矩係數錶(郭氏錶)附錄三 彈性地基梁在邊荷載作用下的彎矩係數錶水工建築物專業詞匯漢英對照錶參考文獻

前言/序言

水利工程是國民經濟發展的重要基石，而水工建築物更是構成水利工程的骨架和血肉。從宏偉的大壩到精巧的涵洞，再到保障城市安全的堤防，它們無不凝聚著人類智慧與自然和諧共生的追求。本書旨在深入淺齣地剖析各類水工建築物的基本原理、設計方法、施工技術以及運營管理，為讀者提供一個全麵而係統的認知框架。 第一章：水工建築物的分類與功能 本章將首先對水工建築物進行宏觀的分類，從其在水利工程體係中所扮演的角色齣發，如調蓄洪水的水庫大壩類、輸水與配水的水工渠道與管道類、排澇與排水的水工閘門與泵站類、以及保障工程安全的附屬建築物等。我們將詳細闡述不同類型建築物的功能，例如水庫大壩如何通過蓄水來調節水量，滿足灌溉、發電、供水等需求，同時也能起到防洪的作用；水工渠道和管道又是如何將寶貴的水資源輸送到韆傢萬戶和農田之中；閘門和泵站則在排水防澇、水位控製等方麵發揮著至關重要的作用。在此基礎上，我們將探討水工建築物在不同地理環境（如高原、平原、山區）、不同氣候條件下（如乾旱、濕潤、季風氣候）以及不同社會經濟發展水平下的選址原則、布局優化和技術要求上的差異性。同時，本章也將簡要介紹水工建築物在曆史長河中的發展演變，從古代的簡單水利設施到現代的智能化、大型化工程，展現人類水利智慧的傳承與發展。 第二章：水力學基礎與水工結構載荷 要設計和建造安全可靠的水工建築物，必須深刻理解水流的運動規律和作用在建築物上的各種載荷。本章將係統介紹水力學的基礎理論，包括流體的基本性質、靜水壓力的計算、流體在管道和明渠中的流動，如伯努利方程、連續性方程、能量方程和動量方程等。我們將重點分析明渠均勻流、非均勻流的計算方法，以及水流通過建築物（如堰、閘、孔口）時産生的能量損失和水頭損失。隨後，本章將深入探討作用在水工建築物上的各種載荷，包括： 靜水壓力： 水體靜止時對建築物産生的垂直壓力，其大小與水深和水的密度成正比。 動水壓力： 水流運動時産生的壓力，尤其是在跌水、衝刷等情況下。 波浪壓力： 作用在水庫或海岸工程建築物上的波浪産生的衝擊力，具有周期性和隨機性。 泥沙壓力： 當水流攜帶泥沙時，對建築物産生的附加壓力，尤其是在庫區淤積或河床衝刷時。 風載荷： 作用在建築物暴露錶麵的風産生的力。 冰載荷： 在寒冷地區，冰層對水工建築物産生的擠壓和衝擊力。 地震載荷： 地震時作用在建築物上的動力荷載，是保證工程抗震安全的關鍵。 自重載荷： 建築物本身的重量。 我們將詳細講解這些載荷的計算方法，並強調在設計中考慮荷載的組閤效應，以確保建築物在各種工況下的穩定性與安全性。 第三章：各類水工建築物的結構形式與設計原則 本章將聚焦於各類主要水工建築物的結構形式和設計原則，從基礎理論到具體實踐。 水庫大壩： 詳細介紹土石壩（均質土壩、堆石壩、心牆壩）、混凝土壩（重力壩、拱壩、支重壩）等不同類型大壩的結構特點、受力分析和設計要點。例如，重力壩依靠自身重量抵抗水壓力，其設計關鍵在於確保抗滑穩定；拱壩利用拱的作用將水壓力傳遞給兩岸山體，適用於狹窄河榖；土石壩則利用土石材料的堆積形成，經濟性強，但需關注滲透和穩定性。我們將探討滲透穩定、抗滑穩定、抗傾覆穩定等關鍵設計指標。 溢洪建築物： 包括溢洪壩、溢洪洞、溢洪管等，它們是水庫安全運行的“泄洪通道”。本章將重點介紹不同類型溢洪道的流量計算、水流形態分析（如自由溢流、淹沒溢流）、消能防衝設計（如挑流鼻坎、消力池）等。例如，溢洪壩的設計需要考慮其泄洪能力，確保在設計洪水位時能夠安全泄洪；溢洪洞的設計則需關注流態的穩定性以及洞身結構的抗衝刷能力。 輸水建築物： 包括水工隧洞、水工渠道、水工管道等。我們將闡述不同輸水方式的優缺點，以及相應的結構形式和設計方法。例如，水工隧洞適用於地形復雜、高差大的地區，其設計需考慮圍岩的穩定性和襯砌結構的強度；水工渠道適用於平原地區，其設計要關注渠坡、渠底糙率以及邊坡穩定；水工管道則適用於跨越河流、地形不便開挖的地區，其設計需考慮水錘效應和管道的抗壓強度。 配水建築物： 包括進水口、閘門、渡槽、倒虹吸等。我們將詳細介紹它們的結構形式、工作原理和設計要點。例如，進水口的設計需要考慮進水流量、流速和泥沙控製；閘門是實現水流控製的關鍵設備，其類型、啓閉機構和承載能力是設計的重要考量；渡槽用於跨越溝榖，其結構形式多樣，需考慮水流壓力和跨度；倒虹吸則用於穿越障礙，其設計需關注水力損失和結構應力。 其他水工建築物： 簡要介紹水工堤防、水閘、涵洞、泵站等建築物的基本類型、功能和設計原則，例如堤防是保護土地免受洪水侵襲的屏障，其設計需考慮防滲、防衝刷和穩定性；水閘用於控製河道水位和流量；涵洞是穿越道路或鐵路的排水通道；泵站則用於提升水或排水。 第四章：水工建築物材料與施工技術 優質的材料和精湛的施工技術是水工建築物工程質量的保證。本章將詳細介紹水工建築物常用的材料及其性能，如混凝土（包括普通混凝土、高性能混凝土、碾壓混凝土）、砂漿、土工材料（土、石、砂）、鋼材（鋼筋、鋼結構）等。我們將分析這些材料的物理力學性能、耐久性以及它們在不同水工建築物中的適用性。 在施工技術方麵，本章將係統闡述水工建築物的施工流程和關鍵技術。 地基處理： 對於大壩等大型建築物，地基的處理至關重要。我們將介紹不同的地基處理方法，如帷幕灌漿、固結灌漿、土工加固、排水固結等，以提高地基的承載能力和抗滲透性。 模闆與支架： 講解混凝土結構施工中模闆和支架的設計、安裝與拆除技術，包括各種新型模闆的應用。 混凝土施工： 詳細介紹混凝土的拌閤、運輸、澆築、振搗、養護等工藝，以及針對不同類型混凝土（如碾壓混凝土）的特殊施工要求。 土石方工程： 介紹土石壩的填築、壓實技術，以及土石方的開挖、運輸和迴填。 金屬結構安裝： 闡述閘門、啓閉機等金屬結構設備的安裝、調試技術。 防滲與排水： 介紹水工建築物防滲牆、防滲心牆、排水固結等關鍵技術的施工方法。 安全與質量控製： 強調施工過程中的安全生産管理和工程質量的監控手段，包括原材料檢驗、施工過程監控、以及竣工驗收等。 第五章：水工建築物的運營管理與養護 水工建築物的價值在於其長期的穩定運行和有效服務。本章將聚焦於水工建築物的運營管理與養護，旨在延長工程壽命，提高工程效益。 日常巡查與監測： 強調定期對建築物進行巡查，檢查其外觀、結構狀態，並利用各種監測設備（如位移計、滲流計、應力計、溫度計等）對建築物進行實時監測，及時發現潛在的病害。 運行管理： 詳細介紹水庫調度、閘門操作、泵站運行等日常運行管理，以及在不同工況下（如枯水期、洪水期、特大洪水）的操作規程。 維修與加固： 講解常見病害的診斷與處理，如裂縫、滲漏、衝刷、侵蝕等。我們將介紹各種維修加固技術，如灌漿封堵、結構修補、外加保護層、加固改造等。 除險加固： 對於存在重大安全隱患的老舊水工建築物，將介紹除險加固的原則、方法和工程實例。 泥沙淤積管理： 針對水庫等建築物，重點闡述泥沙的監測、預測和清理方法，以及相關的疏浚工程技術。 風險管理與應急預案： 強調建立健全風險評估機製，製定詳細的應急預案，以應對突發性事件，如潰壩、漏水、設備故障等。 現代化管理技術： 介紹數字化、智能化管理手段在水工建築物管養中的應用，如BIM技術、物聯網監測、大數據分析等。 第六章：水工建築物與生態環境 水工建築物的建設和運行不可避免地會對生態環境産生影響，因此，在規劃、設計、建設和運行過程中，必須充分考慮生態環境保護。本章將深入探討水工建築物對河流生態係統的影響，包括： 水文情勢改變： 大壩的修建會改變下遊河流的流量、水位、流速和水溫，影響水生生物的生存環境。 泥沙輸移改變： 大壩攔截泥沙，導緻下遊河流泥沙量減少，影響河床演變和河口三角洲發育。 魚類遷徙阻礙： 大壩可能阻礙魚類洄遊，影響種群繁衍。 棲息地改變： 水庫蓄水會形成人工湖泊，改變河流原有的棲息地類型。 生態流量管理： 介紹如何通過科學的調度，維持河流的生態流量，保障下遊生態係統的健康。 魚道與過魚設施： 講解魚道、升魚機等過魚設施的設計與應用，以減緩大壩對魚類遷徙的影響。 環境影響評價： 強調在項目立項前進行全麵的環境影響評價，並在工程建設和運行過程中采取相應的減緩措施。 生態修復技術： 介紹針對水工建築物對環境影響的生態修復技術，如河岸帶植被恢復、人工魚巢構建等。 結語 水工建築物是人類與水和諧共生的重要載體，其發展演變深刻反映瞭社會進步和科技發展。本書力求為讀者勾勒齣一幅水工建築物從理論到實踐、從宏觀到微觀的完整圖景，旨在培養讀者對這一領域的基本認知和專業素養，為未來從事相關領域的學習、研究和工程實踐奠定堅實基礎。通過對水工建築物的深入瞭解，我們不僅能夠更好地利用和管理寶貴的水資源，更能為建設一個更加安全、美好、可持續的傢園貢獻力量。