水利水电工程建筑物
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0.3 水利水电工程建筑物的类型

0.3.1 水工建筑物的分类

0.3.1.1 按建筑物用途分类

(1)挡水建筑物。用以拦截江河、形成水库或壅高水位、调蓄水量的建筑物。如各种坝和闸,以及为防御洪水或挡潮,沿江河海岸修建的堤防等。

(2)泄水建筑物。用于排泄水库、湖泊、河渠等的多余水量,或为人防、检修等而放空水库,以保证枢纽安全的建筑物。如溢流坝、泄水闸、溢洪道、泄水隧洞等。

(3)输(引)水建筑物。输送河水或库水以满足灌溉、发电或工业用水等需要的建筑物。如输水洞、引水管、渠道、渡槽等。输水建筑物还分为有压输水(引水)和无压输水(引水)建筑物两类。

(4)进(取)水建筑物。直接从天然河流、水库、湖泊中取水的建筑物。输水建筑物的首部建筑物如进水闸、泵站等。

(5)整治建筑物。用于加固河堤、整治河道、改善河道水流条件的建筑物。如丁坝、顺坝、导流堤、护岸等。

(6)专门水工建筑物。专门为灌溉、发电、供水、过坝等需要而修建的建筑物。如水电站厂房、沉砂池、船闸、升船机、鱼道、筏道等。

同一种水工建筑其功能并非单一,有时也兼有多种功用,所以难以严格区分其类型,如溢流坝和泄洪闸都有挡水和泄水功能。

0.3.1.2 按建筑物使用期限分类

水工建筑物按使用时间的长短,分为永久性建筑物和临时性建筑物两类。

(1)永久性建筑物。在枢纽运行期间使用的建筑物。根据其在整体工程中的重要性又分为主要建筑物和次要建筑物。主要建筑物是指该建筑物失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益,如闸、坝、泄水建筑物、输水建筑物及水电站厂房等;次要建筑物是指失事后不致造成下游灾害或对工程效益影响不大且易于检修的建筑物,如挡土墙、导流墙、工作桥及护岸等。

(2)临时性建筑物。仅在工程施工期间使用的建筑物,如围堰、导流建筑物等。有些水工建筑物在枢纽中的作用并不是单一的,如溢流坝既可挡水又能泄水;水闸既可挡水又能泄水,还可作为取水之用。临时导流建筑物可与永久性建筑物相结合发挥作用,如龙抬头布置的隧洞。

0.3.2 水电站的分类

在对河道中的水能资源进行水电开发时,按集中落差形成水头的方式不同,可将水电站分为坝式、引水式和混合式3种。

0.3.2.1 坝式水电站

主要依靠拦河筑坝(或闸)抬高水位、集中落差形成水头的水电站,称为坝式水电站。坝式水电站有河床式(图0.3)、坝后式(图0.4)和河岸式(图0.5)等类型。

图0.3 河床式水电站

图0.4 坝后式水电站

图0.5 河岸式水电站

当水头不大时,水电站厂房本身能承受上游水压力,可作为挡水建筑物的一个组成部分,这种坝式水电站称为河床式水电站。河床式水电站多建于河流的中、下游,且水头较低,一般小于30~40m。

当水头较大时,水电站厂房难以独立承担上游水压力,因此厂房不能起挡水作用。水电站厂房一般布置在挡水建筑物下游,这种坝式水电站的厂房称为坝后式厂房。坝后式水电站多建于河流的中、上游,并具有一定的水库库容,可对水能水量进行重新分配。

0.3.2.2 引水式水电站

引水式水电站是在河段上游筑闸或低坝(无坝)取水,经引水道引水至河段下游来集中落差形成水头的水电站,见图0.6和图0.7。

图0.6 无压引水式水电站

图0.7 有压引水式水电站

这类水电站的水头主要依靠引水道来形成,多建于河流的中、上游,河道坡陡流急或有跌水,有时也修建于河流中、下游有大弯段的河段,利用裁弯取直集中水头。

引水道可以是无压的(如明渠、明流隧洞等),也可以是有压的(如有压隧洞、压力水管等)。

0.3.2.3 混合式水电站

通过拦河筑坝集中部分落差,再通过有压或无压引水道集中另一部分落差而形成总水头的水电站,称为混合式水电站,见图0.8。

图0.8 混合式水电站

当上游河段有良好筑坝建库条件且下游河段坡降大时,适于建混合式水电站。混合式水电站大多为中、大型水电站以及平原地区低水头水电站。常见的还有抽水蓄能电站、潮汐电站等,见图0.9和图0.10。

0.3.3 水电站建筑物的组成

水电站建筑物一般包括挡水建筑物、泄水建筑物、进水口建筑物、引水建筑物、平压建筑物、冲沉沙建筑物、厂区枢纽建筑物(压力管道、厂房、变电站、开关站等)等。

图0.9 抽水蓄能电站

图0.10 潮汐电站

发电建筑物是发电专用,但其中的进水口和引水道有时也可以和其他用途(给水、灌溉)共用。