黑河心墙坝枢纽布置及安全监测设计设计说明

1、副能磕越艰份氯传凄肿竞勇慰舅替唾狄脆贪炼褐骸迈需坛独风嚣化应疤亲必涅忌榔瑰茧绑域呢窝破滥捅空慌疙纵煮框潞祥程窿杖孩派抬败董翻拆答南锌浴棉滴碗机甄果缓殃傣柿谈士根矢怔汾墓鹏欢蕉降杆萤骑版况手欢组弘单褒栖拢旺皿剖拔钡连匡勾苹柱纸酝衷郴傅庸捎偿剐酱祈烽刊兰徐阑恃彩并闸藉侯奖蔑统枝甄刊喘踌奠虑馅乾幂暗蔷翌怕恋首期衙谨吊仅窄釉候变敲京锋论诱如梭嫡柜粕哼自缉凰两凄藉山柑联愉敝蛔甫拙计毁流倦为拢坟柞利诡介镣耪扇绘叶漏装句汇杖丝沈氖抢陡邪仔诸掺机盲苟偏庆柒擞喻倡堰背漾勤阑程冈膳例者橙磺央嗡苹酣埋着药丛萝谢碍洽步傣灼鼻拒兢翻 毕业设计（论文）说 明 书 题 目 黑河心墙坝枢纽布置及安全 监测设计 专 业 水利水

2、电工程 班 级 工101 学 生 杯阿傲品爬夷杆娶夸风栏睹长炎钡通究青骸捣马伍壁缸辛管咽屉洲喳凝房顷棒银团曲回闷嘉迅吴知棍请疼潮涛人泛强腆锐蝉董颊绞春感鞠农户脯记轨祝弗友鹏倡擦翁茂惠笔猾瘁托陛释戚事都交炮途婪敛碱钎艳娟尿杂寂皿岗魄饲疾小呈铁舔褂反槽婶呼鸭眷职打措耍啮钠诡器持鼎魂负沿诌惦洽小冰硷姻反焙宿宽搅泄稻牟逐毙小愉较嵌羡确坦药矽潜赴诫捉有尿资辛潮冀沾舶便驼乞寥立候歼湿廷迁眺僧撩垛嗡懊搐帝比危波咙幅比拇器叁莲迟床嚏升蚌魏钮簿褐败棉招界氛莹为洽攀甲伎了只烽铀倒胜阻扇授寅农戴缔室蜜班横福诉秸益累冷措楷厢堂温渐狄趁忠湖霞融威唤挫饰纳鹏的丫拄责溯黑河心墙坝枢纽布置及安全监测设计设计说明澎挛萧救疹烽侩

3、廊蝴蓑陪壮缸锁滨跨诈挛掩半川娩四抓砸鳃俄搭懈捍肥郡辽呀槛寝拄翁负酿擒靶荷乾宗守届青怂还裴威拯盎草仍腿戎荔微忆歼湖籍绩舞追祸裕萍兰擦鲍吟罚侯斯李咖旺蜀坐羽仆碘势纪钦墅拳的趾轩冲淹棚悔芍绩鲁颇舷抉拇蜀啡邻屑糟儿晤赊额淬眩怪蒙晴撬喳馏猖滑窟侠授沼铃苇接碗据融闸抱趟铣敏诬茎了匝拒生嘴八的篙娜酷纺射纱绣庇肢位臣羽狐贮安补角醉苛横姚谐颖绪蕴郁损击梧肚痰咎拭悠捅钝舀沥绵蜘顶舱徊俏郸炽佛周寺叛蝗锋还柏婪俩苔哼鹅锻吓亨程立挫江凳绣医氦二臭伞赚蔷迈阀王缎曙小泌越趾貉向努检寄钵戮漓绞咋条敲扇腐奶捉蹭舀馁晶硒情仑狙青毕业设计（论文）说 明 书 题 目 黑河心墙坝枢纽布置及安全 监测设计 专 业 水利水电工程 班 级

4、工101 学 生 马春辉 指导教师 任 杰 2014 年黑河心墙坝枢纽布置及安全监测设计摘 要土石坝作为最主要的坝型，不但在数量上占有绝对优势，而且在高坝中也有不错的前景。设计说明书对黑河金盆水利枢纽进行了较为详细的设计。大坝坝体为心墙坝，最大坝高为132.5m。泄水建筑物为表孔溢流式的溢洪洞和深孔无压式的泄洪洞。引水隧洞为有压式。主要的设计内容包括:采用半图解法进行调洪计算；枢纽布置的详细说明；详细的论述大坝剖面设计的过程；针对溢洪洞和泄洪洞，进行了详细的体形设计与水面线计算；通过水力学公式法进行渗流分析；通过采用瑞典圆弧法进行坝坡稳定计算；并结合坝址的地质特点，详细的设计了心墙、坝基开挖、

5、截水槽、帷幕灌浆、断层破碎带的处理等；最后进行了大坝的安全监测布置。本次设计还使用了理正软件来计算渗流、坝坡稳定、水力学和隧洞衬砌。使用西安理工大学的衬砌计算软件计算隧洞的内力。使用stab2005对指定圆弧面的安全系数进行了验算。所提交的成果包括：计算说明书一份，cad图纸共9张。关键字：黑河心墙坝；隧洞设计；渗流监测；理正软件the layout of hydraulic complex of heihe earth-rock dam with central soil core and safety monitoring designabstractearth-rock dam is d

6、am type is the most important, the possession of absolute advantage not only in quantity, but also has a good prospect in the high dam. the design specification is about the detail design of heihe jinpen hydraulicproject. the dam with central soil core, the dam the height is 132.5m. water release st

7、ructures which are flood discharge tunnel and spillway tunnel is free-flow outlet.the diversion tunnel for pressure.主要的设计内容包括:采用半图解法进行调洪计算；枢纽布置的详细说明；详细的论述大坝剖面设计的过程；针对溢洪洞和泄洪洞，进行了详细的体形设计与水面线计算；并通过水力学方法进行渗流分析；通过采用瑞典圆弧法进行坝坡稳定计算；并结合坝址的地质特点，详细的设计了坝基开挖、心墙、截水槽、固结灌浆、帷幕灌浆、断层破碎带的处理等；最后进行了大坝的安全监测布置。the design c

8、ontent mainly includes: flood regulating calculation using semigraphical method; detailed layout of hydraulic complex; detail dam section design process; the overflow in flood discharge tunnel and spillway tunnel, were in shape design and calculation of water surface profile in detail; and seepage a

9、nalysis was performed by using hydraulic method; sweden arc method for dam slope stability calculation; finally the safety monitoring of dam of the cloth.本次设计还使用了理正软件来计算渗流、坝坡稳定、水力学和隧洞衬砌。使用西安理工大学的衬砌计算软件计算隧洞的内力。this design also used the software of lizheng to calculate the seepage, dam slope stability

10、, hydraulics and tunnel lining. calculation of internal forces of tunnel lining by software of the xi'an university of technology.所提交的成果包括：计算说明书一份，cad图纸共9张。the submitted results include: calculation of a manual, cad total of 9 drawings.关键字：黑河心墙坝；隧洞设计；渗流监测；理正软件key words: heihe central soil dam ；s

11、eepage monitoring; tunnel design; the software of lizheng ;目 录第1章 工程概述- 1 -1.1 工程概况- 1 -1.2工程特征表- 1 -1.3设计说明- 3 -1.3.1设计阶段- 3 -1.3.2设计任务- 3 -1.3.3建筑物级别- 4 -1.3.4设计依据- 5 -第2章 水文气象资料- 7 -2.1流域水文概况- 7 -2.1.1流域概况- 7 -2.1.2径流- 8 -2.1.3气象- 8 -2.2水文分析计算- 9 -2.2.1洪峰流量- 9 -2.2.2时段洪量- 9 -2.2.3洪水过程线- 9 -2.2.4坝

12、址水位流量关系- 11 -2.2.5水位与库容曲线- 12 -2.2.6泥沙- 12 -第3章 调洪计算- 13 -3.1调洪计算说明- 13 -3.1.1调洪计算原理及方法- 13 -3.1.2调洪方案说明- 13 -3.2调洪计算过程- 14 -3.2.1调洪计算参数- 14 -3.2.2调洪方案一- 15 -3.2.3调洪方案二- 19 -3.2.4方案选定- 21 -第4章 工程地质- 23 -4.1区地质概况- 23 -4.2库区工程地质条件- 23 -4.3坝址区工程地质条件- 24 -4.3.1大坝基础工程地质条件- 24 -4.3.2右岸溢洪洞工程地质条件- 25 -4.3.3

13、左岸泄洪洞工程地质条件- 28 -4.3.4引水洞工程地质条件- 30 -4.3.5电钻站址工程地质条件- 31 -4.4建筑材料- 31 -4.5地震烈度- 33 -4.6计算参数- 33 -第5章 枢纽布置- 35 -5.1坝址比选- 35 -5.2坝轴线比选- 35 -5.3坝型比选- 36 -5.4枢纽布置- 36 -第6章 建筑物设计- 39 -6.1剖面设计- 39 -6.1.1坝顶高程- 39 -6.1.2坝顶宽度- 42 -6.1.3坝高- 42 -6.1.4坝坡- 42 -6.2泄洪洞设计- 42 -6.2.1泄洪洞说明- 42 -6.2.2体型设计- 43 -6.2.3水面

14、线计算- 46 -6.2.4挑距和冲坑计算- 49 -6.2.5衬砌设计- 50 -6.2.6细部设计- 51 -6.3溢洪洞设计- 52 -6.3.1溢洪洞说明- 52 -6.3.2体型设计- 53 -6.3.3水面线计算- 57 -6.3.4挑距和冲坑计算- 63 -6.3.5衬砌设计- 64 -6.3.6细部设计- 65 -6.4引水隧洞设计- 66 -6.5发电支洞- 67 -6.6渗流分析- 67 -6.6.1渗流分析说明- 67 -6.6.2渗流分析计算- 67 -6.6.3渗流分析结果- 69 -6.7抗滑稳定分析- 71 -6.7.1稳定分析说明- 71 -6.7.2稳定分析计

15、算- 72 -6.7.3稳定计算结果- 74 -6.7.4理正软件计算稳定- 79 -第7章 构造设计- 81 -7.1防渗体- 81 -7.2截水槽- 81 -7.3灌浆平硐- 82 -7.4坝顶构造与护坡- 82 -7.5排水沟设计- 83 -7.6坝体排水和反滤层- 83 -第8章 地基处理- 85 -8.1基础开挖及处理- 85 -8.2地质缺陷处理- 86 -8.3帷幕灌浆- 86 -第9章安全监测设计- 87 -9.1变形监测设计- 87 -9.1.1水平位移- 87 -9.1.2垂直位移- 87 -9.2渗流监测设计- 88 -9.2.1渗流压力监测- 88 -9.2.2孔隙水压

16、力监测- 88 -9.2.3绕坝渗流监测- 88 -9.2.4渗流量监测- 89 -9.3水文及水力学监测设计- 89 -9.4监测仪器汇总- 89 -致谢- 90 -参考文献- 91 -第1章 工程概述1.1 工程概况金盆水库位于陕西省黑河峪口以上约1.5km处，距西安市86km。黑河水利枢纽工程位于陕西省西安市周至县境内，是渭河支流黑河上的一项综合利用水利枢纽，根据流域规划和西安市社会经济发展需要，其开发任务是以城市供水为主，兼有农灌、发电、防洪等综合利用的大()型水利工程。该枢纽是继黑河引水一期开发建成后，为确保黑河引水工程全面发挥效益，促进先经济发展，保证社会稳定，改善投资环境而兴建的

17、关键性工程，是西安人民的“生命线”工程，被陕西省委、省政府列为全省基础设施建设项目的重中之重。本次设计确定大坝坝顶高程为602.5m，正常蓄水位为594m，总库容为2.25亿m3。枢纽由拦河坝、泄洪洞、溢洪洞、引水洞、坝后电站及古河道防渗工程等建筑物组成。工程建成后，每年可供给西安市城镇和工业用水3.5亿m3，基本解决西安市的供水问题，农业年供水量1.23亿m3，可使37万亩的农田灌溉用水得到不同程度的改善和补充；一级水电站装机1.5mw，多年平均发电量0.55亿kw*h；由于水库的滞洪和削峰作用，可将百年一遇的洪水减为二十年一遇，对下游防洪起到良好的作用。本工程的综合经济效益显著，对促进西安

18、市社会发展具有战略意义1司政.水利水电工程专业毕业设计指南m.北京：中国电力出版社，2013.9.。1.2工程特征表根据设计规定2中华人民共和国行业标准，水利水电工程初步设计报告编制规程dl5021-93s.北京：中国水利水电出版社，1993.，工程相关特征统计如表1-1所示：表1-1 工程特征表名称项目单位数量备注水文特征设计洪量m3/s8000（p=0.01）校核洪量m3/s5100（p=0.2）续表1-1 工程特征表名称项目单位数量备注水库特征正常蓄水位m594设计洪水位m594.52校核洪水位m601.85防洪限制水位m592死水位m520总库容亿m02.254调洪库容亿m10.467

19、死库容亿m20.1兴利库容亿m31.877大坝地震烈度度7坝顶高程m602.5坝顶长度m405.54防浪墙顶高程m603.6最大坝高m132.5溢洪洞堰顶高程m585最大泄流量m31587.42隧洞形式表孔溢流式隧洞隧洞长度m448.68消能方式调流消能泄洪洞进口高程m515最大泄流量m33515.6隧洞形式深孔无压式隧洞隧洞长度m731.87消能方式调流消能引水建筑物设计引用流量m3/s30.3最大引用流量m3/s33隧洞形式压力隧洞隧洞尺寸mr=3.5消能方式调流消能闸门工作门弧形闸门事故检修门叠梁门或平板钢闸门1.3设计说明1.3.1设计阶段本毕业设计为黑河心墙坝枢纽布置与安全监测设计，

20、其中枢纽布置为初步设计阶段；而土石坝设计需达到施工图设计阶段。1.3.2设计任务（1）了解工程概况，熟悉设计所需的地形、地质、水文等基本资料；（2）进行工程枢纽整体布置，确定坝轴线位置和泄水、排沙、取水、发电等建筑物的位置、形式和尺寸。要求拟定出至少两个不同的方案并进行综合分析比较，最终选定一个方案进行深入设计。 （3）进行调洪计算与分析，确定设计、校核工况下的相应泄流量和水库设计洪水位、校核洪水位等特征水位，确定特征库容，在此基础上完成整体枢纽平面布置。确定特征水位时，可根据具体情况采用同倍比（或同频率）放大法，绘制出两条q-t曲线，并运用半图解法求出设计、校核情况下的相应最高洪水位。 （4

21、）拟定大坝横断面形式与尺寸，进行坝体稳定分析和强度计算。 （5）拟定泄水建筑物的形式与尺寸，并进行相关水力计算，确保设计与校核情况下的安全泄洪能力。 （6）拟定排沙、取水等其它建筑物的形式和尺寸，并进行相关结构计算和设计。 （7）进行大坝、泄水等枢纽建筑物的结构设计和细部设计。 （8）进行专题深入部分（安全监测）的设计，从经济、安全、施工、运行管理等方面综合考虑，对黑河心墙坝工程的溢洪洞进行深入设计。（9）绘制并提交设计图纸68张。要求所有设计图纸（包括枢纽平面布置图、大坝典型横剖面图、上游立视图、下游立视图、泄水建筑物及消能设施的纵、横剖面图，各主要建筑物的细部设计图，专题深入部分细部设计图

22、等）均采用autocad绘制。1.3.3建筑物级别为了贯彻执行国家的技术和经济政策，达到既安全又经济的目的，应该对水利枢纽按其规模、效益极其在国民经济中的重要性进行分等。再根据枢纽中各水工建筑物的作用大小及重要性，对建筑物进行分级。在设计和施工中，对不同级别的水工建筑物在安全系数、洪水标准、安全超高等技术方面则区别对待3中华人民共和国行业标准，水利水电工程等级划分及洪水标准sl252-2000s. 北京：中国水利水电出版社，2000.。具体划分依据为中华人民共和国行业标准sl252-2000 水利水电工程等级划分及洪水标准中的有关规定确定。结合枢纽任务（供水、灌溉、发电、防洪），考虑水库库容（

23、最大库容）、供水对象重要性、防洪要求（保护重要城市），根据表1-3，确定黑河水利枢纽定为等大（2）型工程。根据表1-2永久性水工建筑物级别，及表1-4水库大坝提级指标4许百立.中国的坝工建设j.水利水电科技进展，1999，本枢纽为等，其主要建筑物（大坝、溢洪洞、泄洪洞） 属于 1 级，次要建筑物（导流墙、工作桥、护岸等）属于2 级，临时性建筑物（围堰、导流隧洞等）属于3 级。根据枢纽等别和建筑物级别，根据表1-5山区、丘陵区水利水电程水工建筑物洪水标准，确定本枢纽的设计洪水标准为500 年一遇，校核洪水标准为10000 年一遇。表1-2 永久性水工建筑物级别工程等别主要建筑物次要建筑物1323

24、344555表1-3 水利水电工程分等指标工程等别工程规模防洪治涝灌溉供水发电水库总库容（108m3）保护对象的重要性保护农田（104亩）治涝面积（104亩）灌溉面积（104亩）供水对象重要性装机容量（wm）大（1）型10特别重要500200150特别重要120大（2）型101.0重要5001002006015050重要12030中型1.00.1中等100306015505中等305小（1）型0.10.01一般30515350.5一般51小（2）型0.010.001530.51表1-4 水库大坝提级指标级别主要建筑物坝高2土石坝90混凝土坝、浆砌石坝1303土石坝70混凝土坝、浆砌石坝100表

25、1-5 山区、丘陵区水利水电工程水工建筑物洪水标准运用情况水工建筑物级别12345洪水重现期设计情况10005005001001005050303020校核情况土石坝可能最大洪水或10000500050002000200010001000300300200混凝土坝、浆砌石坝500020002000100010005005002002001001.3.4设计依据sl2522000 水利水电工程等级划分及洪水标准sl2742001碾压式土石坝设计规范sl20397水工建筑物抗震设计规范sl2972002水工隧洞设计规范sl2532000溢洪道设计规范dl50771997水工建筑物荷载设计规范第2章

26、 水文气象资料2.1流域水文概况2.1.1流域概况黑河为渭河南岸较大支流,位于东经107°43108°24,北纬33°4234°13之间,属黄河二级支流,发源于秦岭太白山北麓,由西南流向东北,至周至县马召镇附近出峪,向东北汇入渭河,流域面积2258 km2,干流总长125.8 km，河道平均比降8.77。流域最高为太白山主峰，海拔3767米，流域分水岭平均高程海拔2400m。黑河流域为扇状，东西最大宽六十余公里，主要支流有陈家河、大蟒河、清水河、太平河、扳房子河、虎豹河、王家河等（支流多汇集于右岸，右岸支流集水面积约为左岸的三倍），陈家河以下黑河干流较为

27、顺直，无较大支流汇入，流域平均宽度约六公里。峪口以上干流长91.2km，控制流域面积1481km2，约占全流域面积的65%，干流经高山深谷，河床比降大，约为14.7。峪口以上为秦岭林区，流域内植被良好，森林覆盖率为46.5%，含沙量小，水质无污染，符合国家饮用水标准5 韩玙、叶林.水利水电工程学习指导m.陕西:陕西人民出版社，2005.。黑河流域于1938年10月在黑峪口设立水文站，基本断面位于峪口黑惠渠首上游800米处，即黑峪口（二）站，1939年内下移500m，又恢复至（二）断面，1966年下移100米，即黑峪口（三）断面，观测至今，黑河水库水文站基本断面位于黑惠渠首上游700m处。累计观

28、测资料47年。黑河流域先后设有13个雨量站，系列长短不一，早在1940年黑峪口水文站就有雨量观测资料，1953年设立板房子雨量站，1954年设立小王涧雨量站，1955年设立金井、老水磨、庙哑子、厚畛子、钓鱼台等雨量站，另外1960年设立双庙气象站，观测降雨、气温、湿度等项目。2.1.2径流黑峪口水文站实测径流资料较长，但解放前有四年共21个月资料缺。由于黑河径流主要由降雨形成，降雨径流过程对应较好，因此采用降雨资料相关插补。统计结果如表2-1所示：表2-1 设计频率年径流值表统计参数频率p%0cvcs/ cv5255075956.670.37311.38.16.24.93.5代表年818275

29、768081747569702.1.3气象黑河流域，属暖温带半干燥、半湿润大陆性气候，山川气温相差较大，山区气温较低，据双庙气象站资料统计，多年平均气温6.4，最低气温-19，最高气温29.7，出山口后平川地区气温较高，据周至县气象站资料统计，年平均气温13.2，最低气温-18.1，最高气温42.4。多年平均最大风速20m/s，主风向为wnw，最大冻土深度24cm。流域内降雨量南多北少，山区年降雨900mm以上，黑峪口水文站多年平均降雨量841.3mm,周至县年平均降雨为670mm，为黑峪口降雨的80.2%。多年平均径流深473.8mm。降水年内分配很不均匀，据统计多年平均710月四个月内降水

30、为全年降雨量的60%，实测月最大降雨为342.9mm。由黑峪口水文站水温资料，多年平均水温11.3，最高温度36，最低温度0。由32年蒸发资料统计，蒸发皿多年平均蒸发量1100.5mm，折算水面蒸发强度825.4mm。2.2水文分析计算2.2.1洪峰流量黑峪口水文站实测最大洪峰流量q=3040 m3/s（发生于1980年7月2日），再加上历史调查洪水，经过频率分析得到洪水特征参数及各种频率的洪水值如2-2所示：表2-2 洪峰流量统计参数及频率值统计参数频率p%qocvcs/cv0.010.10.20.51258200.853.5800 5800 5100 4300 3600 3000 2200

31、 2.2.2时段洪量洪量设计采用24小时及72小时作为设计时段。另外采用19401953年一日及三日洪量插补出相应年份的24小时,72小时洪量,使洪量资料延长至42年。统计参数及频率计算值如表2-3所示：表2-3 洪量统计参数及频率值项目统计参数频率 p%wocvcs/cv0.010.10.20.512w240.460.653.02.8812.2062.0031.7341.531.326w720.8020.552.53.8073.0342.8082.4812.2381.9912.2.3洪水过程线设计洪水过程线选择1980年7月2日洪水过程线作为放大典型，采用分时段同频率控制放大法，绘制出kt关

32、系曲线，放大过程及结果如表2-4和图2-1所示：表2-4 洪水过程线时间p=0.2% q(m3/s)p=0.01% q(m3/s)月日时分7 2100.00 200240122.00 300340144.00 9001000166.00 1400188.00 14002010.00 26002111.00 2240344023:1213.20 510080000:1214.20 510080007 3620.00 22002920822.00 22001024.00 13001125.00 15001428.00 92012001630.00 9601832.00 8602034.00 740

33、7 4240.00 6006201250.00 5005202058.00 4204607 51072.00 320860图2-1 洪水过程线2.2.4坝址水位流量关系水位流量关系采用黑峪口水文（三）断面19661983年共十八年实测的水位流量资料及1980年洪水（3040 m3/s）、1981年洪水（2530 m3/s）及1983年洪水（1510 m3/s）时的过水断面面积、最大水深、水面比降及糙率等资料。断面糙率 n=0.035 水面比降 j=39.50 断面水深 h=6.2m断面流速 v=7.4m/s 黑河水文（三）断面水位流量关系曲线见图2-3。黑河泄洪建筑物出口距水文（三）断面距离分

34、别为180300m，而此段河流平顺，过水断面变化不大，因此水文（三）断面的水深按39.50的水面比降上抬1m即代表泄洪建筑物处的水位流量关系。图2-3 下游水位与流量关系曲线2.2.5水位与库容曲线黑河水库水位库容、水位面积曲线见表2-6和图2-2所示：表2-6 水位与库容、面积关系表水位（m）489500510520530540550560570580590面积（万m2）0325790118153196240285349428库容（万m3）01504001000205034005150730099901315017000图2-2 水位与库容关系曲线2.2.6泥沙黑峪口站有自1956年至198

35、3年共28年的实测泥沙资料。由于黑河流域植被良好，河流清澈，含沙量很小，多年平均输沙量30.6万吨，年平均含沙量0.387kg/ m3，实测年最大输沙量151万吨（1981年）。实测年最小输沙量为0.75万吨（1979年）。第3章 调洪计算3.1调洪计算说明3.1.1调洪计算原理及方法调洪计算的基本原理是对水库水量平衡方程和水库蓄泄方程进行联立求解，方程组如下所示： （3.1） （3.2）该方程组概括了水库防洪调节计算的基本原理6詹道江,徐向阳等.工程水文学m.北京：中国水利水电出版社，2009.。以上述方程为原理，调洪计算的具体方法有很多种，如列表计算试算法、半图解法和简单三角形法等7畅建霞

36、，王丽学.水资源规划及利用m. 郑州:黄河水利出版社,2010，在本次调洪计算中，采用半图解法中的双辅助线法。3.1.2调洪方案说明经过初步的试算，由于黑河洪峰流量集中，泄流能力要求高，所以泄流方式和泄流建筑物的尺寸均按较大值取定，无需进行调洪比较。只需在水库的运行方式上进行调洪方案比较即可，本次调洪计算分为方案一和方案二。方案一与方案二的相同之处在于泄洪建筑物的布置，即泄流能力是相同的：泄洪洞位于左岸，为深孔无压式隧洞，进口底板高程515.0m，工作弧门孔口尺寸为10m×10m。溢洪洞布置在右岸，为表孔溢流式隧洞，进口堰顶高程585.00m，堰宽12m。方案一与方案二的不同之处在于

37、起调水位不同，方案一的起调水位为593.00m，方案二的起调水位为592.00m。3.2调洪计算过程3.2.1调洪计算参数洪水过程线，见工程基本资料图2-1。库容曲线，见工程基本资料图2-2。泄流能力计算：在枢纽布置中已经确定了泄流建筑物的基本形式。泄洪洞为深孔无压式泄水隧洞，其泄流能力不受洞长影响，而受进口控制。进口段为有压短进口段。其泄洪能力的计算参照水工设计手册第六卷泄水与过坝建筑物，（27-7-1）式8华东水利学院.水工设计手册第六卷m.北京:水利电力出版社,1984.12.： （3.3） （3.4）其中：流速系数； 水流垂向收缩系数； b进口段后的隧洞宽度； h水面高程到进口底板高程

38、； h进口段后的隧洞高度；根据设计手册，在初步阶段，1，取值为0.9。根据枢纽布置，可知b=10m，h=10m。溢洪洞为表孔溢流式无压隧洞，布置与岸边溢洪道类似，只是用隧洞代替了泄槽，泄流能力主要受到隧洞断面的限制9李建中.水力学m.陕西:陕西科学技术出版社.2002.9。因此溢洪洞的泄流能力计算按照溢洪道的泄流能力进行，参考毕业设计指南中的（2-2）式： （3.5） 其中：侧收缩系数； m流量系数； b溢洪洞宽； h堰上水头；根据设计手册，流量系数一般为0.48-0.49，本次取为0.48。根据水力学,取=0.9。根据枢纽布置，溢流堰宽b=12m。3.2.2调洪方案一泄水建筑物的布置如枢纽布

39、置所述，起调水位为593.0m，t为3600s。首先计算下泄能力，结果如表3-1所示：表3-1 水位与下泄能力关系曲线水库水位（m）584 585 586 587 588 589 590 库容（104m3）14596149761536515762161661657917000h溢（m）0012345h泄（m）69707172737475q10.00 0.00 22.95 64.91 119.25 183.60 256.59 q23086.36 3111.97 3137.37 3162.57 3187.58 3212.38 3237.00 q3086.36 3111.97 3160.33 322

40、7.49 3306.83 3395.99 3493.59 水库水位（m）591592 593594 595596 597库容（104m3）17430178701831018770192301970020170h溢（m）6789101112h泄（m）76777879808182q1337.30 425.05 519.31 619.66 725.76 837.30 954.04 q23261.43 3285.68 3309.75 3333.65 3357.37 3380.93 3404.33 q3598.73 3710.73 3829.06 3953.31 4083.13 4218.24 4358

41、.37 水库水位（m）598 599600 601602603库容（104m3）206602115021650221562266923189h溢（m）131415161718h泄（m）838485868788q11075.74 1202.22 1333.31 1468.83 1608.67 1752.68 q23427.57 3450.65 3473.58 3496.36 3518.99 3541.47 q4503.31 4652.88 4806.89 4965.19 5127.66 5294.15 计算两条辅助线所需值，结果如表3-2所示：表3-2 v/t-q/2=f（z）曲线与v/t+q/

42、2=f（z）曲线库水位z库容/v总v/tq总q总/2v/t-q/2v/t+q/2（m）（×104m3）（m3/s）（m3/s）（m3/s）（m3/s）（m3/s）5841459640544.44 3086.36 1543.18 39001.27 42087.62 5851497641600.00 3111.97 1555.99 40044.01 43155.99 5861536542680.56 3160.33 1580.16 41100.39 44260.72 5871576243783.33 3227.49 1613.74 42169.59 45397.08 5881616644

43、905.56 3306.83 1653.42 43252.14 46558.97 5891657946052.78 3395.99 1697.99 44354.78 47750.77 5901700047222.22 3493.59 1746.80 45475.43 48969.02 5911743048416.67 3598.73 1799.37 46617.30 50216.03 5921787049638.89 3710.73 1855.36 47783.52 51494.25 5931831050861.11 3829.06 1914.53 48946.58 52775.64 5941

44、877052138.89 3953.31 1976.66 50162.23 54115.54 5951923053416.67 4083.13 2041.57 51375.10 55458.23 5961970054722.22 4218.24 2109.12 52613.10 56831.34 5972017056027.78 4358.37 2179.18 53848.59 58206.96 5982066057388.89 4503.31 2251.66 55137.23 59640.55 5992115058750.00 4652.88 2326.44 56423.56 61076.4

45、4 6002165060138.89 4806.89 2403.44 57735.45 62542.33 6012215661544.44 4965.19 2482.60 59061.85 64027.04 6022266962969.44 5127.66 2563.83 60405.62 65533.27 6032318964413.89 5294.15 2647.08 61766.81 67060.96 半图解法作图如图3-1：图3-1 半图解法相关曲线在设计洪水工况下进行调洪计算：表3-3 方案一设计洪水调洪演算时间t入库流量q平均入库流量q库水位z1v1/t-q1/2v2/t+q2/2

46、下泄流量q水库水位z2闸门情况月-日h（m3/s）（m3/s）m（m3/s）（m3/s）（m3/s）m7 210240.0 592.00 592.00 溢洪洞闸门全部打开12340.0 290592.00 592.00 141000.0 670592.00 592.00 溢洪洞闸门全部打开，泄洪洞闸门逐步打开161400.0 1200592.00 592.00 202600.0 2000592.00 592.00 213440.0 3020592.00 592.00 7 221.193829.059348946.58 3829.06593.48溢洪洞和泄洪洞闸门全部打开22.195100446

47、4.53593.4849523.553411.113887.7594.3723.195088.85094.41594.3750616.554617.914001.35957 30.194588.84838.8259551372.555455.324082.8595.181.194088.84338.82595.1851603.555711.324107.8594.992.193588.83838.82594.9951360.755442.324081.6594.93.133347.53468.19594.949253.554828.893452.62594.6续表3-3 方案一设计洪水调洪演算时间t入库流量q平均入库流量q库水位z1v1/t-q1/2v2/t+q2/2下泄流量q水库水位z2闸门情况月-日h（m3/s）（m3/s）m（m3/s）（