具体描述
本书全面系统地介绍了灌区水工建筑物的水力计算及结构计算。主要以算例的形式（全书共有约50个算例），详细介绍各种计算项目的计算方法步骤。为了采用先进的计算技术，提高设计质量及设计效率，书中还介绍了作者编制的灌区水工建筑物及渠道工程的电算程序，每一个算例均有相应电算程序的计算成果。配合本书的出版，作者无偿将其中的部分程序提供给读者，由中国水利水电出版社发布在网上供读者免费下载使用。
本书内容丰富实用，电算程序更有实用价值。可供水工专业及其他有关专业设计人员在设计中参考使用，也可作为水利专业院校的教学参考书。
灌区水工建筑物设计与施工手册 引言 本书系为从事灌区水利工程规划、设计、施工及管理的工程技术人员编写的一本综合性技术参考手册。在我国广袤的农业灌区，水利基础设施的科学规划与稳健运行是保障粮食安全和农业可持续发展的重要基石。本手册聚焦于灌区水工建筑物的关键技术环节，系统梳理了从工程前期调研到后期维护的全过程所需掌握的理论知识与实用技术。内容涵盖了水利工程的规划原则、各类建筑物的水力学基础、结构设计规范、施工技术要点以及工程经济性评估等多个方面，旨在提供一套全面、深入且具有高度实践指导价值的技术指南。 第一章 灌区水利工程规划基础 本章首先阐述了灌区水利工程在国民经济和社会发展中的战略定位，强调了水资源综合利用与生态环境保护并重的原则。详细介绍了灌区水系总体规划的编制流程，包括水资源量化评估、需水预测模型建立以及灌溉制度的科学确定。重点阐述了灌区划分、田间工程布局的优化策略，如渠道的线位选择、梯级利用的可能性分析。同时，深入讨论了工程可行性研究的关键要素，如水文资料的可靠性分析、工程规模的经济合理性判断，以及社会影响评价（SIA）的重要性。本章旨在为工程的宏观决策提供坚实的理论和方法支撑。 第二章 灌区水工建筑物分类及水力特性 本章系统地介绍了灌区常见水工建筑物（如取水建筑物、输水建筑物、分配建筑物和节制建筑物）的类型、功能及其在整个灌溉系统中的作用。 2.1 取水建筑物 详细分析了堰、坝、闸等取水构筑物的结构形式。重点阐述了进水流态控制、冲淤平衡设计、拦污除沙设施的优化方案。对于拦河坝和引水堤的防渗设计、消能设施的选型进行了深入的探讨，强调了在非恒定流条件下，水流与结构物相互作用的分析方法。 2.2 输水与分配建筑物 本节涵盖了干渠、支渠、斗渠上的各类控制和非控制建筑物。详细解析了涵洞、倒虹吸、渡槽等穿越工程的水力学特性，包括水流摩阻损失计算、局部水头损失的估算方法。对水闸（包括节制闸、分水闸、进水闸）的水流通过能力计算、闸门结构的水力设计进行了详尽的阐述，特别关注了复杂水流条件下的流场模拟与优化。 2.3 溢洪与泄水构筑物 探讨了渠道交叉处的跌水、陡坡退水设计，泄洪道的泄洪能力计算、消能工的设计标准。分析了水力跳跃、湍流消能等物理过程，为确保工程安全和减少下游冲刷提供了技术依据。 第三章 灌区水工建筑物结构设计原理 本章是结构设计方法的集大成者，严格遵循国家现行的水工结构设计规范。 3.1 材料基础与性能 详细论述了灌区工程常用材料，如混凝土、钢筋混凝土、砌石、钢结构件的物理力学性能。重点分析了材料在湿润、冻融循环环境下的长期耐久性问题，探讨了高性能混凝土在水工结构中的应用技术。 3.2 结构受力分析 系统介绍了水工建筑物承受的主要荷载类型，包括静水压力、土压力、水波荷载、温（冻）力、地震作用等。阐述了结构分析的基本理论，如弹性力学、塑性理论在水工结构中的应用。着重介绍了有限元法在复杂几何结构和非线性分析中的实际操作和结果判读。 3.3 结构设计与配筋 分门别类地阐述了重力式、悬臂式、拱式结构的设计要点。对于各种类型的闸墩、底板、侧墙的抗倾覆、抗滑动、抗裂验算提供了详细的步骤和实例。重点讲解了配筋设计的细部要求，包括钢筋保护层厚度、接头设置、锚固长度的确定，以及裂缝宽度控制的工程措施。 3.4 特殊结构设计 专门讨论了高水头、大跨度结构的设计挑战，如大型渡槽、穿堤建筑物（涵洞）的衬砌设计，以及在软土地基上修建的构筑物的沉降控制与差异沉降处理技术。 第四章 灌区水工建筑物施工技术与质量控制 本章关注工程从图纸到实体的转化过程，强调施工工艺的先进性与过程质量的严格控制。 4.1 施工组织与临时工程 论述了施工总布置的优化原则，临时导流、基坑（槽）的降水与支护技术。针对渠道基础处理，详述了换填、夯实、注浆等加固方法的适用条件与操作规程。 4.2 混凝土施工工艺 详细介绍了拌合、运输、浇筑、养护的全过程质量控制。重点阐述了体积大、水化热高的水工结构如何进行温度应力控制，包括分层浇筑、预埋冷却管、优化配合比等技术手段的应用。对模板体系的选择、安装精度要求进行了规范说明。 4.3 闸门与机电设备安装 阐述了启闭机、闸门等机电设备的精度要求与安装流程。强调了金属结构与混凝土基础的连接处理、防腐涂装的技术标准。 4.4 质量检验与安全管理 提出了贯穿施工全过程的质量控制体系，包括原材料检验、隐蔽工程验收标准。系统梳理了水工结构施工过程中的安全风险点，如高处作业、深基坑作业、起重吊装等环节的安全管理规范。 第五章 灌区水工建筑物的监测与运行管理 本章侧重于工程的长期服役性能保障。 5.1 结构健康监测 介绍了渗流监测、位移监测、应力应变监测在灌区工程中的应用。讲解了观测数据的采集、传输、分析方法，以及如何利用监测信息对结构状态进行早期预警。 5.2 运行维护与病害防治 分析了水工建筑物常见的病害类型，如裂缝、渗漏、冲刷、冻融破坏等。提出了针对性的维修加固技术，包括灌浆堵漏、裂缝修补、防渗面板更新等。强调了定期检查制度在延长建筑物使用寿命中的决定性作用。 结语 本书力求理论与实践紧密结合，内容详实，图表丰富，是灌区水利工程从业人员必备的案头参考资料。通过对本手册的学习和应用，读者将能全面掌握灌区水工建筑物从规划、设计到施工、运行的各项关键技术，从而推动灌区水利基础设施建设的科学化和标准化进程。
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