为了综合利用水利资源，使其为国民经济各部门服务，充分达到防洪、灌溉、发电、给水、航运、旅游开发等目的，必须修建各种水工建筑物以控制和支配水流，这些建筑物相互配合，构成一个有机的综合的整体，这种综合体称为“水利枢纽”。
水利枢纽常以其形成的水库或主体工程——坝、水电站的名称来命名，如三峡大坝、密云水库、罗贡坝、新安江水电站等；也有直接称水利枢纽的，如葛洲坝水利枢纽。
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分类
按作用的分类及其组成：
（1）蓄水枢纽。为解决来水与用水在时间和水量分配上存在的矛盾，修建的以挡水建筑物为主体的建筑物综合运用体，或称水库枢纽。一般由挡水、泄水、放水及某些专门性建筑物组成。该枢纽可防洪、发电、灌溉，并兼有航运、给水、养鱼、旅游等综合效益。
（2）取水枢纽。引取来水量满足一定需要的水源的建筑物综合运用体，又称渠首工程。按取水口有无拦河壅水坝（闸），又分为：
1）有坝取水——需壅高水位才能自流输送情况下，由壅水坝（或拦河闸）、进水闸、冲沙闸和某些专门建筑物等组成的建筑物综合运用体
2）无坝取水——水源原水位满足自流输送情况下，由进水闸、防沙及冲沙设施等组成的建筑物综合运用体。
3）泵站取水——将低水高提再自流输送。由泵站和水闸等组成。如山东平阴田山引黄电灌站。
（3）排水枢纽。排除地区积水的建筑物综合体。以泵站和各种闸为主体的建筑物综合体。如江苏的江都排灌站。
等级
水利枢纽的分等和水工建筑物的分级主要依据工程规模、总库容、防洪标准、灌溉面积、电站装机容量、主要建筑物、次要建筑物、临时建筑物的情况进行确定。
水利枢纽工程分等级指标
| 工程 级别 |
水库库容/亿m | 防洪 | 排涝 | 灌溉 | 供水 | 水力发电 | |
| 保护城镇 及工业区 |
保护农田 面积 /万hm² |
排涝面积 /万hm² |
灌溉面积 /万hm² |
供给城镇 及矿区 |
装机容量 /MW |
||
| 一 | ≥10 | 特别重要 | ≥33.30 | >13.33 | ≥10 | 特别重要 | ≥1200 |
| 二 | 10~1.0 | 重要 | 33.30~6.67 | 13.33~4.0 | 10~3.33 | 重要 | 1200~300 |
| 三 | 1.0~0.1 | 中等 | 6.67~2.0 | 4.0~1.0 | 3.33~0.33 | 中等 | 300~50 |
| 四 | 0.1~0.01 | 一般 | 2.0~0.33 | 1.0~0.20 | 0.33~0.03 | 一般 | 50~10 |
| 五 | ≤0.01 | <0.33 | <0.2 | <0.03 | <10 | ||
坝型选择
坝址（闸址）、坝型选择和水利枢纽布置是水利枢纽设计的重要内容，两者相互联系，不同的坝址可选用不同的坝型和枢纽布置。例如，当河谷狭窄、地形条件良好时，适宜修建拱坝；河谷宽阔，地质条件较好，可以选用重力坝；河谷宽阔，河床覆盖层深厚，地质条件较差又有适宜的土石料时，可以选用土石坝。不同的坝址选择不同的建筑物形式以及相应的枢纽布置方案，同一个坝址也应考虑几种不同的枢纽布置方案进行比较。在选择坝址、坝型和枢纽布置时，不仅要研究枢纽附近的自然条件，还需考虑枢纽的施工条件、运行条件、综合效益、投资指标以及远景规划等。
（一）地质条件
地质条件是坝址、坝型选择的重要条件。拱坝和重力坝（低的溢流重力坝除外），需要建在岩基上；土石坝对地质条件要求较低，岩基、土基均可；而水闸多是建在土基上。但天然地基总是存在这样或那样的缺陷。如：断层破碎带、软弱夹层、淤泥、细沙层等。在工程设计中应通过勘测研究，了解地质情况，采取不同的地基处理方法，使其满足筑坝的要求。
（二）地形条件
不同的坝型对地形的要求不一样。在高山峡谷地区布置水利枢纽，尽量减少高边坡开挖。坝址选在峡谷地段，坝轴线短，坝体工程量小，但对布置泄水、发电等建筑物以及施工导流均有困难。选用土石坝坝型时，应注意库区内有无天然的垭口或天然冲沟可布置岸边溢洪道，上、下游是否便于布置施工场地。因此，经济与否由枢纽的总造价、总工期来衡量。对于多泥沙及有漂木要求的河道，还应注意河流的流态，在坝址选择时，要注意坝址的位置是否对取水防沙及漂木有利。对有通航要求的枢纽还应注意上下游河道与船闸、筏道等过坝建筑物的连接。此外还希望坝轴线上游山谷开阔，在淹没损失尽可能小的情况下，能获得较大的库容。
（三）建筑材料
坝址附近应有足够数量符合要求的建筑材料。采用混凝土坝时，要求有可作骨料用的砂卵石或碎石料场。采用土石坝时，应在距坝址不远处有足够数量的土石料场。对于料场分布、储量、埋深、开采运输及施工期淹没等问题均应认真考虑。
（四）施工条件
要便于施工导流，坝址附近应有开阔的地形，便于布置施工场地；距交通干线较近，便于交通运输。在同一坝区范围内，施工条件往往是决定坝址的重要因素，但施工的困难是暂时的，工程运行管理方便则是长久的。应从长远利益出发，正确对待施工条件的问题。
（五）综合效益
对不同的坝址要综合考虑防洪、灌溉、发电、航运、旅游等各部门的经济效益，以及对环境的影响等。
枢纽布置
枢纽布置就是合理安排枢纽中各建筑物的相互位置。在布置时应从设计、施工、运用管理、技术经济等方面进行综合比较，选定最优方案。
（一）枢纽布置的一般原则
（1）枢纽布置应保证各建筑物在任何条件下都能正常工作。
（2）在满足建筑物的强度和稳定的条件下，使枢纽总造价和年运行费较低。尽量采用当地材料，节约钢材、木材、水泥等基建用料。采用新技术、新设备等是降低工程造价的主要措施。
（3）枢纽布置应考虑施工导流、施工方法和施工进度等，应使施工方便、工期短、造价低。
（4）枢纽中各建筑物布置紧凑，尽量将同一工种的建筑物布置在一起；尽量使一个建筑物发挥多种用途，充分发挥枢纽的综合效益。
（5）尽可能使枢纽中的部分建筑物早日投产，提前受益（如提前蓄水，早发电或灌溉）。
（6）考虑枢纽的远景规划，应对远期扩大装机容量、大坝加高、扩建等留有余地。
（7）枢纽的外观与周围环境要协调，在可能的条件下尽量注意美观。
（二）枢纽布置方案的选择在遵循枢纽布置一般原则的前提条件下，从若干具有代表性的枢纽布置方案中选择一个技术上可行、经济上合理、运用安全、施工期短、管理维修方便的最优方案是一个反复优化的过程。需要对各个方案进行具体分析、全面论证、综合比较而定。进行方案选择时，通常对以下项目进行比较：
（1）主要工程量。如钢筋混凝土和混凝土、土石方、金属结构、机电安装、帷幕灌浆、砌石等各项工程量。
（2）主要建筑材料用量。如钢筋、钢材、水泥、木材、砂石、沥青、炸药等材料的用量。
（3）施工条件。主要包括施工期、发电日期、机械化程度、劳动力状况、物资供应、料场位置、交通运输等条件。
（4）运用管理条件。发电、通航、泄洪、灌溉等是否相互干扰，建筑物和设备的检查、维修和操作运用、对外交通是否方便，人防条件是否具备等。
（5）建筑物位置与自然界的适应情况。如地基是否可靠，河床抗冲能力与下游的消能方式是否适应，地形是否便于泄水建筑物的进、出口的布置和取水建筑物进口的布置等。
（6）经济指标。主要比较分析总投资、总造价、年运行费、淹没损失、电站单位千瓦投资、电能成本、灌溉单位面积投资以及航运能力等综合利用效益。
（7）其他。根据枢纽特定条件有待专门进行比较的项目。
设计任务
为了对江河进行综合开发治理，首先应根据国家（或区域、行业）经济发展的需要确定优先开发治理的河流。而后，按照综合利用、综合治理的原则，对选定河流进行全流域规划，确定河流的梯级开发方案，提出应分期兴建的若干个水利枢纽工程，尤其是提出第一期工程。经批准后，就可对拟建的水利枢纽进行设计。
一般水利枢纽设计可分为初步设计和施工图设计两个阶段。对于规模较大、技术较复杂的工程，则应先提出可行性研究报告，确定枢纽任务、经济效益和主要设计指标，经审查批准后再进行初步设计。对于技术特别复杂而又缺乏设计经验的项目，还应在初步设计与施工图之间增加技术设计阶段。
可行性研究报告阶段的主要任务是：根据国民经济、区域和行业规划的要求，在河流规划的基础上，通过对拟建工程的建设条件作进一步调查、勘测、分析和方案比较等，而论证该工程技术上的可行性，经济上的合理性及兴建的必要性。设计工作可以进行得粗略一些，但对工程规模、经济效益、投资总额、开发的经济价值、资金来源以及技术力量的落实问题必须论证清楚。可行性研究审查批准后，方可列入国家计划，着手进行初步设计工作。
水利枢纽初步设计阶段的主要任务是：选择合理的坝址、坝轴线和坝型；通过方案比较选出最优的枢纽布置方案；确定工程和建筑物的等级标准、主要建筑物的型式、主要尺寸和布置；选择水库的各种特征水位；选择电站装机容量、电气主接线方式及主要机电设备；提出水库移民安置规划；选择施工导流方案和进行施工组织设计；提出工程总概算，阐明工程效益。
技术设计及施工图设计阶段的主要任务是：根据批准的初步设计进行建筑物的结构设计和细部构造设计；进一步研究地基处理方案；制定详细的施工方案和施工技术措施，编制详细的施工组织设计、施工进度计划和施工预算等。
水利枢纽工程的兴建必须遵循先勘测、再设计、最后施工的建设程序。必须重视设计施工前的勘测工作，以便为设计提供准确、可靠的依据，确保设计和施工的顺利进行。勘测的内容和工作量不但要与建筑物的类型、大小、自然条件的复杂程度以及设计阶段相对应，而且还要与施工紧密配合，逐步深入，使所得勘测资料的范围、精度等均能满足不同阶段的要求。