水利水电工程施工课程设计计算说明书

1、水利工程施工课程设计计算说明书一、基本资料大渡河上某水电工程采用单戗立堵进占，河床的剖面图见图1。戗堤处水位 流量关系见表 1 和图 2。戗堤端部边坡系数n=1，截流戗堤两侧的边坡为1:1.5 。截流材料采用当地的中粒黑云二长花岗岩，容重为326KN/m。该工程采用左右岸各布置一条导流洞导流，左、右导流隧洞联合泄流的上游水位和泄流流量关系见表2和图 3。956.5956955.5955） 954.5m（ 954程高 953.5 953952.5952951.5图 1河床剖面图系列1020040060080010001200流量（ m3/s）图 2戗堤处水位 流量关系曲线表 1戗堤处水位 流量关

2、系3）2503174105001000流 量（ m/s水位（ m）952.15952.71953.48954.00955.87966964962）m（ 960位水 958游系列1上 956 954 952050010001500流量（ m3/s)图 3 上游水位 泄流量关系曲线表 2 上游水位 泄流量关系3）01503004108001400泄流流量（ m/s上游水位（ m）953.00955.40957.03958.00960.66964.12每位同学按不同的设计流量进行无护底情况下截流水力计算，并确定相应的截流设计方案。按以下公式确定截流设计流量Q=（ 300+3学号的最后两位）m3/s

3、，计算时不考虑戗堤渗透流量和上游槽蓄流量。截流设计是施工导流设计重要组成部分，其设计过程比较复杂，目前我国水利水电工程截流多采用立堵截流，本次设计按立堵截流设计，有多种设计方法。其设计分为：截流水力计算、截流水力分区和备料量设计。截流设计流量的确定，通常按频率法确定，也即根据已选定的截流时段，采用该时段内一定频率的某种特征流量值作为设计流量。一般地，多采用截流时段5% 10的月平均或者旬平均流量作为设计标准。截流的水力计算中龙口流速的确定一般采用图解法（详细见 水利工程施工 P3942），以下对于图解法及图解法的量化法- 三曲线法做如下介绍。二、截流的水力计算1、计算下游水位 H 下 、戗堤高

4、度HB 、戗堤水深 H0由 Q0 =306 m3 / s ，根据戗堤处水位流量关系曲线，由内插法可知，H 下 =952.62 m ;由 Q0Q , H 上 =957.08m， H B = H 上 1m H 底 =7.08m；H 0Z H 下 H 底 =1.62m+Z.2、根据已知的泄流量Qd 与上游水位H 上 关系绘制 Qd Z 曲线0.00150.00300.00410.00800.001400.00953.00955.40957.03958.00960.66964.120.382.784.415.388.0411.503、绘制龙口泄水曲线Q Z由龙口泄水能力计算按照宽顶堰公式计算：QmB2

5、gH 10.5式中 m 流量系数当 Z0.3，为淹没流， m1ZZH 0H 0H 0当 Z0.3，为非淹没流， m0.385H 0B 龙口平均过水宽度梯形断面： BB2nH BnH0三角形断面：BnH 0H 0 龙口上游水头梯形断面：H 0Z上Z底三角形断面：H 0Z上Z底nH B0.5Bn其中Z 龙口上下游水位差H B 戗堤高度n 戗堤端部边坡系数，取n1.0Z上 龙口上游水位Z底 河道底板高程Q由连续方程可得龙口流速计算公式为：-Bh淹没流时：hhs ， hs 龙口底板以上的下游水深非淹没流时：hhc ， hc 龙口断面的临界水深即淹没出流时：对于梯形断面：hhs对三角形断面：非淹没出流时

6、：对于梯形断面：nH B0.5Bh hs。nhhc2Q2对三角形断面：h；cn2 g以下以假设戗堤顶部B40m 时为例，演算 B Q Z 曲线的过程， 河床底部无护底。40.0000.5002.1200.2360.37127.960141.79640.0001.0002.6200.3820.38528.460205.72040.0001.5003.1200.4810.38528.960272.03240.0002.0003.6200.5520.38529.460345.84740.0002.5004.1200.6070.38529.960427.048假设戗堤顶部B35m时为例，演算B Q Z

7、 曲线的过程35.0000.5002.1200.2360.37122.960116.43935.0001.0002.6200.3820.38523.460169.57835.0001.5003.1200.4810.38523.960225.06535.0002.0003.6200.5520.38524.460287.15035.0002.5004.1200.6070.38524.960355.778假设戗堤顶部B30m时为例，演算B Q Z 曲线的过程30.0000.5002.1200.2360.37117.96091.08230.0001.0002.6200.3820.38518.46013

8、3.43630.0001.5003.1200.4810.38518.960178.09830.0002.0003.6200.5520.38519.460228.45230.0002.5004.1200.6070.38519.960284.50830.0003.0004.6200.6490.38520.460346.304假设戗堤顶部B25m 时为例，演算B Q Z 曲线的过程25.0001.0002.6200.3820.38513.46097.29425.0002.0003.6200.5520.38514.460169.75425.0003.0004.6200.6490.38515.46026

9、1.67425.0004.0005.6200.7120.38516.460373.78625.0005.0006.6200.7550.38517.460506.897假设戗堤顶部B20m 时为例，演算B Q Z 曲线的过程20.0001.0002.6200.3820.3858.46061.15220.0002.0003.6200.5520.3859.460111.05620.0003.0004.6200.6490.38510.460177.04520.0004.0005.6200.7120.38511.460260.24220.0005.0006.6200.7550.38512.460361.

10、738假设戗堤顶部B14.16m 时为例，演算B Q Z 曲线的过程14.1601.0002.6200.3820.3852.62018.93814.1602.0003.6200.5520.3853.62042.49714.1603.0004.6200.6490.3854.62078.19814.1604.0005.6200.7120.3855.620127.62314.1605.0006.6200.7550.3856.620192.1914、绘制 B、 Q、 Qd 曲线簇5、由 CAD图，可知交点处相应的 Q、Z，并判断流态和求水深 h、流速 v，并作 ZV、BV图，列表如下：说明40250.

11、991.34428.8041.9764.4梯形非淹没35236.031.59424.0542.1434.6梯形非淹没30217.181.89419.3542.3434.8梯形非淹没25192.782.26914.7292.5935.0梯形非淹没20158.72.74510.2052.9115.3梯形非淹没14.1699.123.4625.0824.5784.3三角非淹没6、由 V k2gs? d ，确定块体粒径d；式中 V石块的极限抗冲流速；d石块化引为球形时的粒径；K综合稳定系数，取1.2 ；水容重，取10.s 石块容重，取26.具体计算如下表：40.001.344.400.4235.001.594.600.4630.001.894.800.5025.002.275.000.5420.002.755.3