前言

　　从本书第1版出版至今将近二十年来，我国又建成很多高坝、水电站以及高水头作用的其他水工建筑物，人们在实际工程设计、施工和大坝安全监测管理等工作中总结出一些宝贵的经验和理论，很多规范也因此做了许多修改和补充。为了适应和反映这些重要的变化，有必要对本书第1版进行修改和补充，有利于对已建大量的水库大坝进行有效可靠的安全监测和维修，适应设计和建造更高难度的高坝和其他高水头水工建筑物的需要，更好更快地开发我国和世界可再生的、高质量的水电清洁能源，尽快实现碳达峰和碳中和，促进我国现代化建设健康持续发展，适应全球低碳经济发展和保护环境的需要，保护人类共同的地球家园。

全书仍分9章，各章内容都根据有关的新规范以及在设计、施工和运行等方面的发展资料、新的研究成果和作者结合实际工程中的问题所做的部分研究工作，对本书第1版做了较多修改和补充，全书着重做了如下一些增添和删除。

　　第1章“绪论”根据我国水电开发的一些数据，更加强调水电开发任务对实现碳达峰、碳中和、保护地球家园的重要性和艰巨性； 按新规范修改和补充了水电工程等别和建筑物级别的划分标准和洪水标准。

　　第2章“重力坝”在2.2节中补充作者对校核或设计洪水位时扬压力计算的意见，强调应按渗透流速、从正常蓄水位到洪水位的作用时间计算相对于正常蓄水情况下扬压力作用的增量，不应笼统按上下游最高洪水位计算； 在2.3节中对重力坝基本断面的优化再做了补充、完善和建议； 在2.5节“重力坝的应力分析”中，作者采用有限元方法分析地基裂隙扩展对坝踵角缘点应力的影响，说明目前按连续地基算得坝体角缘点过大拉应力不符合地基有裂隙的实际情况。

　　第3章“拱坝”在3.2节“拱坝的荷载及其组合”中，增加了坝顶二维热传导对温度荷载的影响； 在讨论拱坝封拱后整体温度应力的有限元计算中，补充说明应如何计算封拱前后坝体和坝基各点的温度； 在讨论封拱后整体温度应力控制的内容中，增加了通过调整冷却水管间距和冷却时间改善拱坝应力或提高稳定性的内容； 在讨论地震对拱坝应力影响的内容中，新增了拱坝两岸有时间差的振动影响地震响应的部分研究结果； 对坝肩岩体稳定分析做了较大补充和修改； 在拱坝的材料和构造中补充了灌浆横缝模板的快速施工工艺。

　　第4章“土石坝”按新规范对反滤层和被保护土的保护设计准则做了较大的修改，补充完善了反滤层设计； 在土石坝稳定分析中，增加了“摩根斯顿普赖斯”方法，增补了对坝高≥200m的1级高土石坝稳定分析采用简化毕肖普方法及其最小安全系数的要求； 在土石坝的应力应变分析中，增加了各种非线性模型和弹塑性模型； 在4.8.3节“土石坝的抗震稳定分析”中，按新规范做了较大的修改和补充，以便研究生和教师进一步做深入的分析和研究； 根据近些年来土石坝的发展实践，对堆石坝和土石坝的坝型选择做了较大的修改和补充，删去已多年不采用的小土石坝类型，重点阐述混凝土面板堆石坝的设计和施工及其优越性。

　　第5章“岸边溢洪道”对泄槽圆弧段与直线段之间增设的缓和过渡段底板横坡和两侧边墙高度做了修改和补充，使直线段与圆弧段处处连接光滑平顺； 还对竖井式溢洪道补充了漂浮式圆筒闸门的内容，说明如何利用库水调节对圆筒的浮力提升圆筒闸门蓄水和降低闸门泄水，节省启闭设备和启闭动力。

　　第6章“水工隧洞”对衬砌的设计和计算做了很大的修改，并增加了高水头内水压力作用的预应力钢筋混凝土无黏结环向锚索的计算。

　　第7章“水闸”增补新方法快速求解门后下泄水流在消力池斜坡底处的收缩水深，根据水闸设计新规范对水闸的反滤、排水和防冲设计以及对闸室的结构计算做了很多修改和补充。

　　第8章“水工闸门”增加了弧形门总水压力及其水平分力和竖向分力计算式，以往规范分别按四种情况考虑，只因篇幅太多，未编入第1版，后来作者用积分方法导出计算式，可涵盖规范里的四种情况，只需占很短的篇幅而编入到第2版。

　　第9章“大坝设计与安全监测管理”讨论坝型和坝址选择的具体要求； 强调大坝安全监测的重要性，对大坝安全监测按新规范增加了很多具体内容。

　　至于河道和渠道大堤所用的土石材料及构造、防渗要求、渗流稳定和边坡稳定计算与土石坝类似，河渠断面和纵坡设计以及水面线计算已在水力学课程中学过，河渠中的水闸与第7章内容相同。因学时较少，对于在工作实践中较容易学习的河渠输水建筑物仍未编入本书。至于船闸虽然对交通运输很重要，但一般只在南方水运很繁忙、很平缓的河道过坝使用，在我国大多数山区大坝工程中占的比例很小，而且船闸涉及的知识面很广，需要占很多篇幅才能写清楚，一般应由交通部门按交通部编制的规范设计，故这些内容仍未编入本书。

为便于中外水利水电工程项目合作以及中外同行科技工作者的交流，本书还对第1版的中英文专业词汇索引做了补充和修改。

本书内容较多，有深有浅，不一定全部安排课内教学，各院校可根据各自教学安排和学生接受能力，选择部分内容安排在课内教学，其余内容可安排学生自学或在工作中学习和深入研究。

　　由于作者水平有限，书中若有错误或不妥、不足之处，恳请广大读者批评指正。

作者

2024年2月于清华园