重力坝的优缺点以及工作原理

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重力坝的优缺点以及工作原理

作者：侯冉冉

来源：《科学与财富》2018年第24期

摘要：水是人类赖以生存和发展不可替代的自然资源，同时也是维系生态平衡，决定环

境质量状况最积极和最活跃的自然因素。在国外较早采用水资源（water resources）这一概念

的是美国地质调查局。1894年美国地质调查局设立了水资源处，其主要业务范围是对地表河

川径流和地下水进行观测。在国内，我国是多河流分布国家，但水资源不仅在地域上分布很不均匀，而且在时间上分配也很不均匀。因此水利规划乃国计民生大事。

关键词：重力坝优缺点工作原理

在兴水利的历程中，重力坝是一种最常用的坝型。人类修建坝的历史可追溯到数千年前。重力坝是最早出现的一种坝型。公元前2900年埃及美尼斯王朝在首都孟斐斯城附近的尼罗河上，建造了一座高15m﹑长240m的挡水坝。中国于公元前3世纪﹐在连通长江与珠江流域的灵渠工程上，修建了一座高5m的砌石溢流坝，迄今已运行2000多年，是世界上现存的，使

用历史最久的一座重力坝。18世纪﹐在法国和西班牙用浆砌石修建了早期的重力坝，横断面

都很大，接近于梯形。当前，重力坝仍然是世界众多水坝的主要组成部分。重力坝是用混凝土或石料等材料建筑，主要依靠坝体自重保持稳定的坝。其工作原理是在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求，同时依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求，重力坝基本剖面呈三角形[3]。

重力坝是国内外最常用的一种坝型，占世界大坝的50%左右，有着很多优点，值得因地适宜的去选用它。

（1）结构作用明确，设计方法简单，安全可靠。重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段，各坝段独立工作，结构作用明确，稳定和应力计算都比较简单。重力坝剖面尺寸大，坝内应力低，而筑坝材料强度高，耐久性好，因而抵御洪水漫顶、渗流、地震和战争破环的能力都比较强。据统计，在各种坝型中重力坝的失事率是较低的。

（2）对地形、地质适应性较强。任何形状的河谷都适合修建重力坝。因为坝体作用于地基面上的压应力不大，所以对地质要求较拱坝低，甚至可以在土基上修建高度不大的重力坝。

（3）枢纽泄洪问题容易解决。重力坝可以做成溢流的，也可以在坝身不同高度设置泄水孔，一般不用另行设溢洪道或泄水隧洞，枢纽布置紧凑。

（4）便于施工导流。在施工期可以用坝体导流，一般不需另设导流隧洞。

（5）施工方便。大体积混凝土可以采用机械施工，在放样、立模和混凝土浇筑方面都比较简单，并且补强、修复、维护或扩建也比较方便。