水利工程初步设计讲义大纲

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水利工程初步设计是水利工程建设项目的重要阶段，其目的是在可行性研究的基础上，进一步明确工程的建设方案、技术要求和经济指标，为后续施工图设计和工程建设提供依据。本讲义大纲围绕水利工程初步设计的核心内容展开，主要包括以下几个方面：

1.概述与意义：介绍水利工程初步设计的基本概念、目的及重要性，强调其在工程全生命周期中的承上启下作用。通过初步设计，可以优化工程技术方案，降低投资风险，确保工程的安全性、经济性和实用性。

2.设计依据与原则：阐述初步设计的主要依据，包括国家法律法规、行业标准、地方政策以及项目可行性研究报告等。同时揉谷中学工程施工组织设计，明确设计应遵循的原则，如安全性、可靠性、经济性、环保性及可持续发展等。

3.工程设计方案：详细说明初步设计中涉及的关键内容，包括水文分析、地质勘察、建筑物布置、结构设计、施工组织设计等。重点讨论如何根据工程特点选择合理的坝型、渠道断面、泵站规模等，并结合实际案例进行分析。

4.水力计算与模拟：介绍水力计算方法及其在初步设计中的应用，例如流量分配、水位控制、流速计算等。此外，还涉及数值模拟技术的应用，以提高设计精度和科学性。

5.环境保护与水土保持：分析工程对生态环境的影响，并提出相应的保护措施。同时，结合水土保持方案，确保工程实施过程中最大限度减少对自然环境的破坏。

6.投资估算与经济效益评价：对工程的投资成本进行初步估算，包括直接费用、间接费用及其他相关支出。通过经济效益评价，评估工程的可行性和合理性。

7.总结与展望：总结初步设计的主要成果，并对未来可能面临的挑战和技术发展方向进行展望。

流域概况：流域自然地理、流域与河流特性、工程上游水利和水土保持措施。

气象与水文基本资料：复核流域及工程所在地主要气象要素，可研后所增资料整编、延长、复核，对所出现的大洪水需详加说明，并检验前期资料是否需要修正。

径流与洪水：复核径流系列及代表性分析成果；复核历史洪水；说明增加新资料后设计洪水成果，并与可研比较；复核可研阶段入库洪水成果；说明分期设计洪水原则及时期划分、峰量选择原则、参数计算和采用成果，并与可研成果相比较；说明增加新资料后涝区设计涝水流量。

提出脱水段环境基流成果（环保要求）。

泥沙：可研报告以来新增资料后的悬移质、推移质和输沙量成果，必要时需专题论证。

运行期水文自动测报系统总体计划。

水库工程地质条件：水库渗漏、库岸稳定、水库浸没、固体径流、水库地震、防护工程。

枢纽区工程地质条件：1.挡水建筑物——说明选定坝（闸）址的地形、地层岩性、地质构造、岩体风化、水文地质条件、岩土体物理力学性质等。说明各坝（闸）线主要工程地质问题，包括影响坝室、坝角稳定软弱夹层，缓倾角结构面；评价选定坝基岩土体的变形、抗滑、渗透稳定性、渗漏量和坝肩土体稳定条件。2.引水与泄水建筑物——说明各比较方案地形地貌、地层岩性与构造、岩体风化与透水性、地下水位等主要地质问题，提出档案选择意见。

输（排）水线路及主要建筑物、堤防及河道整治工程地质条件：1.分段说明选定线路的地形地貌、地层岩性与构造、岩体风化、近代地震活动情况、水文地质条件、各类土体性质；2.分段说明选定线路的地形地貌、地层岩性与构造、岩体风化、近代地震活动情况、水文地质条件、各类土体性质；3.说明渡槽、倒虹吸、涵闸和桥梁布置地段的工程地质条件，并进行评价，提出基础设计参数和处理措施意见。

7.3综合利用水库及水利发电工程工程任务和规模

复核并说明工程任务内容。

概述项目地区的社会经济情况（人口、土地、矿产、水资源、能源、自然灾害、工农业、交通运输业），各业的现状及发展计划；主要国民经济指标、发展经济优势和方向、水资源和能源开发和供应现状；说明有关国民经济部门近期和远景计划对工程建设的要求，修建工程必要性。

根据工程任务分别对各项综合利用要求加以说明（包括防洪、灌溉、治涝、城镇和工业供水、环境补水等）。

概述具有发电功能项目所在地区电力系统用电要求、负荷特性、网络结构、电源组成、供电经济指标等方面现状和发展规划，确定工程在电力系统中的任务和作用，论证工程的供电范围、设计负荷水平和设计保证率等基本数据。

水利和动能：径流调节计算应说明用说过程及其对各部门用水的满足程度；应说明本水库及有关水库群径流补偿调节方式和成果、兴利与防洪共用库容及汛后回蓄的分析成果。

洪水调节和防洪特征水位的选择：1.说明所采用的不同频率洪水及典型过程线、地区洪水组成、下游河道和梯级水库、电站的防洪标准、安全泄量或安全水位的选择和论证成果；径流调节计算应说明用说过程及其对各部门用水的满足程度；应说明本水库及有关水库群径流补偿调节方式和成果、兴利与防洪共用库容及汛后回蓄的分析成果。2.说明洪水调节方式、洪水调度原则和泄洪方式；3.选定泄水建筑物的尺寸、防洪库容及相应特征水位（汛期限制水位、防洪蓄水位、设计及校核洪水位）。

正常蓄水位的选择：说明可研阶段对正常蓄水位的选择成果和审查意见，必要时予以复核，必要时对分期提高蓄水位进行论证。

死水位的选择：说明选择死水位所依据的水利动能计算成果；说明供水、灌溉、发电、航运、生态用水、水库淤积条件及排沙措施等方面对最低水位的要求，提出水库淤积条件及排沙措施方案的技术经济比较成果结论以及对进水口布置方式和高程的意见。

装机容量选择：说明可研阶段对装机容量选择成果和审查意见，复核并确定装机容量；提出电站装机程序的意见，提出初期低水位发电、预留机组位置、台数或远景扩容意见。

水轮机（泵站）额定水头和机型选择：说明水头特征及额定水头比选成果；说明各类泵站特征水头成果；根据水库和水电站运行特征，通过技术经济比较提出水轮机（水泵）型式及机组台数的意见。

引水道尺寸和日调节容积的选择。

水库运行方式、多年运行特征和初期蓄水计划：根据电站选定参数、考虑已建梯级水库，同一电网水库的联合作用及综合利用要求，提出水库运用规划，分析多年运行特征。

说明工程取用水规模及对下游发电影响，必要时提出补偿方式。说明环境基流对用水要求。

水库泥沙冲淤分析：对泥沙河流上的水库，应提出长期保持调节库容的措施和必要的排沙措施；论证水库淤积对上游电站尾水及施工影响，研究提出引水建筑物防沙运行方式和防沙排沙措施，当下游有重要城市、工农业取水口时，应进行下游河道冲淤计算；泥沙问题严重的水库应进行泥沙模型试验，并提出观测规划。

回水计算：根据库区淹没影响对象的洪水标准进行回水计算，并绘制回水曲线与同频率天然水面线对比，确定回水尖灭点，对泥沙淤积明显的工程，还应提出不同淤积年限的库区沿程泥沙淤积分布和对回水的影响分析及成果。

工程综合利用效益：阐明工程对综合利用各部门需要的满足程度和作用，提出各部门效益指标和分摊意见。

工程综合利用效益：初步设计多为水工专业，更应注意工程任务和工程规模论证的成果，在确定挡水、泄水建筑物顶高程和孔口尺寸，以及机组容量与特征参数、泥沙淤积分析、初期蓄水方案、移民与土地补偿、回水影响、工程管理与财务评价等均与规划专业有关，本阶段主要是说明或复核上述成果。

7.4防洪、灌溉、治涝工程任务和规模

防洪工程：1.防洪河道与堤防工程：a.概述本工程防护地区的自然及社会经济情况，说明防洪保护对象的洪水灾害情况及成因，提出防洪要求和治理原则。b.概述河道、河道堤防状况及存在的主要问题，简述堤防沿革、断面型式及险土险坡；穿堤建筑物种类、数量和质量、对地方安全影响；简述跨河建筑物及对行洪的影响。c.概述河道堤防情况及主要防护对象的重要性，经技术经济比较复核防洪标准和设计流量。说明河道与堤防线路布置原则，复核河道、堤防线路和堤距。d.根据河道地形及河势、工程地质、河床及堤岸稳定、工程量、施工条件、移民占地、投资及管理运用等，确定河底纵坡和河道堤防断面型式。

e.分析代表性河段的设计水位与流量关系，分析拟定设计主槽与滩地糙率，推算河道水面线和闸、桥、渡槽等拦河建筑物壅水高度。f.根据推算的河道设计水面线、风浪爬高和安全超高，确定堤顶高程。

2.行、蓄洪区工程工程：a.说明行、蓄洪区工程任务、与河道的关系空调管道及附件的安装技术交底，在整个防洪工程体系中的作用及行、蓄洪区正常运用和非正常运用洪水标准。b.确定行、蓄洪区挡水、过水、退水建筑物及联接工程的总体布置和规模。c.行、蓄洪区的水利计算及安全建设规划。

灌溉工程：1.概述灌溉区自然及社会经济情况、水利工程现状及自然灾害等，根据有关规划阐明灌溉及国民经济其它部门对供水的要求，论证灌区建设的必要性。2.论述灌区供水水源条件，核定不同水文年的径流过程及年内分配情况。3.论证土地分类评价和水土资源条件，确定灌区土地利用规划、主业生产结构、作物组成、轮作制度和复种指数等。4.根据水土资源平衡条件，复核灌区范围和灌溉面积，确定水源工程及灌区开发方式。5.根据灌区水土资源、作物组成、水文气象、水量调节、经济效益等因素确定灌溉设计保证率和水平年，划定灌溉制度。6.对于灌区供需水量平衡和总需水量，核定灌溉水利用系数，说明灌区供需水量平衡计算成果，确定灌溉总需水量及不同保证率典型年的年内分配。

7.关于排水标准：应确定灌区排涝标准、排渍标准、改良和预防盐碱化的排水标准及承泄区水位标准。8.灌区总体布置：根据灌区旱、涝、渍、盐等综合治理及水资源综合利用的原则，对水源工程、灌排渠系、建筑物、道路、林带、村庄、电力与通讯线路等总体布置进行方案比较，确定灌区总布置。据此，进一步对灌区水源工程和灌排渠系及其建筑物进行单项工程方案比较，确定建筑物规模及参数，要进行典型区设计。

治涝工程：1.概述涝区的自然和社会经济情况，分析涝灾的情况和成因，说明治涝要求，并结合地区规划和农业规划，经综合分析提出治理原则。根据不同治涝标准的工程量、投资、涝区损失等情况，分析确定治涝标准，划分治涝分区。2.根据治涝区特点、治涝任务和原则，确定治涝方案和工程总体布局。当需要设置泵站及排水闸时，应说明工程的任务和规模、运用原则、设计标准和主要特征值，提出典型区设计方案。

近年来，我国加大了对大江河治理的力度，投巨资建设防洪、灌溉、治涝工程，设计工作任务工作量显著增加，各省级水利行业设计院积累了比较丰富的设计资料与经验。尤其是综合治理工程花园小区模板工程施工方案，涉及防洪、供水、灌溉、发电等综合利用。

7.5城市和工业供水工程规模确定