中国的10座大坝，你知道大坝吗？
中国的10座大坝，你知道大坝吗？
中国拥有近10万座水坝，总库容接近9000亿立方米。这些水坝不仅在防洪、灌溉、发电、航运和供水等方面发挥着重要作用，还体现了中国在水利工程领域的卓越成就。本文将为您详细介绍大坝的定义、分类、设计原理等内容，带您深入了解这一重要的水利工程设施。
什么是大坝？
根据国际大坝委员会的规定，坝高超过15米，或者库容超过300万立方米且坝高在5米以上的坝被称为大坝。在中国，河道整治中起挡水和调整水势作用的建筑物，如丁坝、顺坝、锁坝、格坝、潜坝、分流坝等，也被统称为坝。
大坝的主要类型
按功能划分
- 蓄水坝：主要功能是抬高水位、构建水库，并有效调节径流，以满足防洪、灌溉、发电、航运及供水等多重需求。
- 壅水坝：相对简单，蓄水容积较小，不具备调节径流的能力，主要用于提升上游水位，从而改善引水条件或航运环境。
- 尾矿坝：用于储存矿渣的建筑物。
- 储灰坝：用于储存火电厂煤灰的建筑物。
按结构和力学特性划分
- 重力坝（涵盖实体重力坝、宽缝重力坝、空腹重力坝等）
- 土石坝（在力学上亦属重力式坝的一种）
- 拱坝（包括单曲拱坝、双曲拱坝、空腹拱坝等）
- 支墩坝（含平板坝、连拱坝、大头坝等）
- 装配式坝
- 锚固坝（如桩基锚固坝、预应力坝等）
按筑坝材料划分
- 混凝土坝
- 钢筋混凝土坝
- 浆砌石坝
- 土石坝
- 木坝
- 橡胶坝
按泄水条件划分
- 溢流坝（含坝顶溢流和坝身孔口泄流）
- 非溢流坝
按坝的高度划分
- 低坝：坝高30米以下
- 中坝：坝高30至70米
- 高坝：坝高70米以上
按施工方法划分
- 土石坝：碾压土坝、水力冲填坝、水中填土坝、土中灌水坝、水坠坝、抛填式堆石坝、碾压式堆石坝、定向爆破坝等
- 混凝土坝：现场浇筑、装配式坝、碾压混凝土坝等类型
大坝的设计、施工和运用管理
大坝是水利枢纽中的主体建筑物，其工程量和投资都占有较大的比重，工作条件和施工条件复杂。坝的失事不仅使工程失效，而且将造成下游生命财产的巨大损失。因此，必须精心设计，精心施工，妥善维护，并进行安全监测。
大坝设计的主要内容
首先是选定坝址、坝型和进行枢纽布置，其次是确定坝体承受的荷载及其组合，据此进行坝体轮廓尺寸、整体和局部稳定、应力和应变、材料分区、细部构造、防渗防冲、地基处理等问题的设计。
混凝土坝设计
坝体材料抗冲性能好，泄洪、施工导流问题容易解决。一般采用坝顶溢流或坝身设置泄水孔的泄水方式，施工导流可采用坝身预留孔洞或从较低的坝块过水的方式。
重力坝、拱坝、支墩坝的设计特点
坝的类型示意图
- 重力坝：依靠自重在坝基面产生的摩擦力和坝体与基岩面之间的黏聚力维持自身稳定。坝体剖面形式简单，结构受力明确；对地基的要求比拱坝低，比土石坝高；要求所拟定的坝剖面，在各种可能的荷载组合下具有足够的强度和稳定安全系数；坝基也应具有足够的强度、稳定性和抗渗性。必要时应调整坝体剖面尺寸和进行地基处理。
重力坝
拱坝：三维壳体结构，通过水平拱的作用将其上的荷载传至两岸，混凝土材料的抗压强度能充分发挥，具有较高的超载能力，且抗震性能好；坝体剖面较薄，工程量较小；但对坝址河谷地形条件、两岸山体的稳定性要求高，狭窄河谷，基岩坚硬完整，具有厚实的坝头是建造拱坝的良好坝址；温度荷载、地基变形对坝体应力影响不能忽略。
支墩坝：依靠重力维持自身稳定，其上的荷载通过面板传至支墩，通过支墩传至地基；支墩坝自重较轻，较重力坝可节省混凝土方量15%～50%；施工散热条件好；但施工模板用量大，且施工技术复杂；迎水面坝体易产生裂缝，故20世纪70年代以来，较少采用。
土石坝设计
土石坝是由散粒体材料填筑而成，对地基的适应性较好，且有利于就地取材。但坝体抗冲性能差，不允许水流漫顶，枢纽的泄洪设施应有足够的泄洪能力和妥善的消能防冲措施。