水工建筑物

水工建筑物历史悠久。早在公元前2900年，

水工建筑物可按使用期限和功能进行分类。

按使用期限可分为永久性水工建筑物和临时性水工建筑物，后者是指在施工期短时间内发挥作用的建筑物，如围堰、导流隧洞、导流明渠等。按功能可分为通用性水工建筑物和专门性水工建筑物两大类。

通用性水工建筑物

主要有：①挡水建筑物，如各种坝、水闸、堤和海塘；②泄水建筑物，如各种溢流坝、岸边溢洪道、泄水隧洞、分洪闸；③进水建筑物，也称取水建筑物，如进水闸、深式进水口、泵站；④输水建筑物，如引（供）水隧洞、渡槽、输水管道、渠道；⑤河道整治建筑物，如丁坝、顺坝、潜坝、护岸、导流堤。

专门性水工建筑物

主要有：①水电站建筑物，如前池、调压室、压力水管、水电站厂房；②渠系建筑物，如节制闸、分水闸、渡槽、沉沙池、冲沙闸；③港口水工建筑物，如防波堤、码头、船坞、船台和滑道；④过坝设施，如船闸、升船机、放木道、筏道及鱼道等。

有些水工建筑物的功能并非单一，难以严格区分其类型，如各种溢流坝，既是挡水建筑物，又是泄水建筑物；闸门既能挡水和泄水，又是水力发电、灌溉、供水和航运等工程的重要组成部分。有时施工导流隧洞可以与泄水或引水隧洞等结合。

水工建筑物按其功能可分为：

①通用性水工建筑物。主要有挡水建筑物，如各种坝、堤和海塘；泄水建筑物，如各种溢流坝、溢洪道、泄水隧洞、分洪闸；进水建筑物，也称取水建筑物，如进水闸、深式进水口、水泵站；输水建筑物，如引（供）水隧洞、渠道及输水管道；河道整治建筑物，如丁坝、顺坝、护岸、导流堤。②专门性水工建筑物。主要有水力发电专用建筑物，如前池、调压室、压力水管、水电站厂房；灌溉和供水专用建筑物，如节制闸、沉沙池、冲沙闸；港口专用建筑物，如防波堤、码头、船坞、船台；过坝专用建筑物及设施，如船闸、升船机、筏道及鱼道等。

上述两类均属于长期使用的建筑物，称为永久性水工建筑物；另有一些仅在施工期短时间内发挥作用的建筑物，如围堰、导流隧洞等，称为临时性水工建筑物。有些水工建筑物的功能并非单一的，难以严格区分其类型，如各种溢流坝，既是挡水建筑物，又是泄水建筑物；有时施工导流隧洞可以改建成永久性的泄水或引水隧洞等。

水工建筑物的主要特点是：

①受自然条件制约多，地形、地质、水文、气象等对工程选址、建筑物选型、施工、枢纽布置和工程投资影响很大。

②工作条件复杂，如挡水建筑物要承受相当大的水压力，由渗流产生的渗透压力对建筑物的强度和稳定不利；泄水建筑物泄水时，对河床和岸坡具有强烈的冲刷作用等。

③施工难度大，在江河中兴建水利工程，需要妥善解决施工导流、截流和施工期度汛，此外，复杂地基的处理以及地下工程、水下工程等的施工技术都较复杂。

④大型水利工程的挡水建筑物失事，将会给下游带来巨大损失和灾难。

水工建筑物设计包括：选址，如坝址、闸址、洞线、渠线的选择；选型，即选定建筑物的结构形式，如坝型选择；水力计算；结构计算；工程细部设计，确定地基处理方案，观测设计以及合理布置各个建筑物等。对大中型和重要工程还应有水力模型试验和结构模型试验配合验证。

研究方法归纳起来有以下几种

理论分析　运用力学等方面的知识，通过分析计算，设计和研究水工建筑物，是基本的也是最主要的方法，但不是所有问题都能依靠计算来解决。

试验研究　建立物理模型（水力模型和结构模型），通过试验，研究整个枢纽、建筑物整体或局部在各种不同条件下的工作状况，它能解决许多用理论分析不能解决的问题。

原型观测　由于理论分析和试验研究都不能做到与实际情况完全一致，为了验证上述两种方法的研究成果，并指导今后的实践，可对建造中或建成使用中的水工建筑物埋设各种观测仪器，通过对原型观测和分析研究，找出一般规律。

工程类比参照与本工程条件相近，运用情况良好的已建工程选定有关尺寸和参数，也是较常采用的一种方法。上述各种方法是相辅相成的，一般需要配合应用。

20世纪以来，水工建筑物在世界各国发展迅速，规模也越来越大。如中国在建及拟建水工建筑物与已建成的相比，无论在形式上、规模上都有较大的改进和提高：土石坝的高度将从100m提高到近200m，而混凝土坝的高度则将达到250m左右；电站装机容量将达到300～400万kW甚至1000万kW以上;一些中、低水头的抽水蓄能或混合式抽水蓄能电站已开始兴建；一些大规模的引水、供水、灌溉等工程亦将相继投入实施。从全世界而言，水工建筑物的前景是向高水头、大容量、新材料、新结构等方面发展。随着施工技术不断提高和大型、高效施工机械及高速、大容量电子计算机的采用，高拱坝、高土石坝、碾压混凝土坝、深埋隧洞及大型地下建筑物等的设计和研究将会有较快的进展。此外，预制构件装配化的中小型水工建筑物的应用，以及水工建筑物监测和管理调度技术等也将随之有较大发展。