水利工程土石坝设计说明书

1、某大学本科毕业论文 某水利枢纽工程PAGE PAGE 79某水利工程土石坝枢纽设计说明书（水利水电电工程专专业）摘要：某水水利枢纽纽工程位位于南河河中游，是是一座中中型水利利枢纽工工程，其其主要任任务有发发电，灌灌溉和防防洪。该该工程主主要由混混凝土面面板堆石石坝、溢溢洪道、取取水建筑筑物以及及厂房等等组成。本本文扼要要介绍设设计中进进行的主主要工作作和设计计成果，有有水文水水利计算算、水利利枢纽布布置、混混凝土面面板堆石石坝设计计、溢洪洪道设计计以及隧隧洞与厂厂房的设设计等。混混凝土面面板堆石石坝坝高高54米，坝长长197米，采用用河岸溢溢洪道泄泄洪，孔孔口尺寸寸4米，孔数3个。水水电站装装

2、机容量量1.445万千瓦瓦，采用用3台机组组，单机机容量为为48333千瓦。施施工采用用全段围围堰方案案，右岸岸隧洞导导流，后后期改建建冲沙底底孔。设设计最后后提交的的成果有有：说明明书一份份，计算算书一份份，工程程设计图图纸6张以及及其他计计算附图图附表等等。关键字：某某水利枢枢纽 混凝土 面板 堆石坝坝Abstrractt: SSummmaryy the lilly wwateer cconttroll prrojeect liees iin ssoutth rriveer aand midddlee reeachh, iis aa meediuum-ssizeed wwateer cco

3、nttroll prrojeect, itts mmainn taask genneraatess ellecttriccityy, iirriigatte aand preevennt ffloood. Thiis pprojjectt iss maade up by conncreete pannel rocck-ffilll daam, spiillwway, feetchhingg waaterr inn thhe bbuilldinng aand facctorry bbuilldinng,eetc. Thhis texxt iintrroduucess thhe ggrouundw

4、workk caarriied on in thee deesiggn aand dessignn acchieevemmentt brrieffly, thheree arre hhydrroloogy watter connserrvanncy callcullatiing, asssiggninng, dessignn off roock-filll ddam of conncreete pannel, sppilllwayy deesiggn aand thee deesiggns of thee tuunneel aand facctorry bbuilldinng oof kkey

5、 watter conntrool pprojjectt,ettc. Thee cooncrretee paanell roock-filll ddam is 54 metterss hiigh, thhe ddam is 1977 meeterrs llongg, aadoppt tthe bannk sspilllwaay tto rreleeasee fllooddwatter, hoole mouuth meaasurremeent is 4 mmeteers, thhe ffiguure of thee hoole is 3. Insstallledd caapaccityy off

6、 poowerr sttatiion11, 4550,0000 killowaattss, aadoppt 33 unnitss, tthe cappaciity of thee unnit is 48333 kkiloowattts. Coonsttrucct aand adoopt thee whholee seectiion of schhemees oof ccofffer, thhe ttunnnel watter connserrvanncy divverssionn off riightt baank, reeconnstrructt annd wwashh thhe ssand

7、d unnderrporrt oon llateer sstagge. Thee acchieevemmentt thhat is dessignned andd suubmiitteed ffinaallyy iss ass foolloows, onne oof mmanuual, caalcuulatte oone of boook, proojecct 66 off deesiggn ddrawwingg caalcuulatte ffiguure atttachhed lisst, etcc.某水利枢纽纽特征参参数表项目参数项目参数基本资料枢纽任务防洪，发电电，灌溉溉大坝死库容100

8、0万万立方米米上游集雨面面积44平方公公里兴利库容1950万万立方米米年降雨量1200毫毫米调洪库容1210万万立方米米年平均气温温14.7电站厂房布置方式坝后引水式式月平均流量量174立方方米每秒秒取水方式单管多机有有压引水水年输沙量330000 立方米米安装高程403米最大风速及及吹程14米每秒秒，3公里设计水头45.2米米岩性石英砂岩引用流量40立方米米每秒地震裂度5度电站装机1.45万万千瓦大坝坝型混凝土面板板堆石坝坝水轮机型号号HL2200-LJJ-1440最大坝高54米发电机型号号YSL3330/661-116坝顶宽度8米引水管道压力隧洞及及钢管溢流方式溢洪道及电电站底孔孔辅助主厂

9、房平面面尺寸35.312溢流堰堰型型开敞式实用用堰施工导流导流方案全段围堰隧隧洞导流流汛前水位444.55米围堰形式土石围堰正常高水位位447.55米设计洪水位位448.665米校核洪水位位448.771米死水位434米目 录TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc106708265第1章某水水利枢纽纽工程基基本资料料 PAGEREF _Toc106708265 h 6 HYPERLINK l _Toc1067082661.1 地形地地质条件件 PAGEREF _Toc106708266 h 6 HYPERLINK l _Toc1067082671.1.11、地理理位置及及

10、枢纽任任务 PAGEREF _Toc106708267 h 6 HYPERLINK l _Toc1067082681.1.22、地形形条件 PAGEREF _Toc106708268 h 66 HYPERLINK l _Toc1067082691.1.33、地质质条件 PAGEREF _Toc106708269 h 66 HYPERLINK l _Toc1067082701.1.44、水文文气象 PAGEREF _Toc106708270 h 77 HYPERLINK l _Toc1067082711.2 建筑筑材料及及其他 PAGEREF _Toc106708271 h 88 HYPERLI

11、NK l _Toc1067082721.2.11、建筑筑材料 PAGEREF _Toc106708272 h 88 HYPERLINK l _Toc1067082731.2.22、对外外交通 PAGEREF _Toc106708273 h 88 HYPERLINK l _Toc1067082741.2.33、其他他 PAGEREF _Toc106708274 h 8 HYPERLINK l _Toc1067082751.2.44、附图图 PAGEREF _Toc106708275 h 8 HYPERLINK l _Toc106708276第2章水文文水利计计算 PAGEREF _Toc1067

12、08276 h 9 HYPERLINK l _Toc1067082772.1 水文计计算 PAGEREF _Toc106708277 h 9 HYPERLINK l _Toc1067082782.1.11、确定定枢纽等等别以及及建筑物物级别 PAGEREF _Toc106708278 h 99 HYPERLINK l _Toc1067082792.1.22、水文文计算 PAGEREF _Toc106708279 h 99 HYPERLINK l _Toc1067082802.2 水利计计算 PAGEREF _Toc106708280 h 111 HYPERLINK l _Toc10670828

13、12.2.11、确定定泄洪方方式 PAGEREF _Toc106708281 h 111 HYPERLINK l _Toc1067082822.2.22、防洪洪库容推推求 PAGEREF _Toc106708282 h 122 HYPERLINK l _Toc1067082832.2.33、淤沙沙高程及及死水位位 PAGEREF _Toc106708283 h 13 HYPERLINK l _Toc1067082842.3 水水能利用用计算 PAGEREF _Toc106708284 h 113 HYPERLINK l _Toc106708285第3章坝型型选择及及枢纽布布置 PAGEREF

14、_Toc106708285 h 155 HYPERLINK l _Toc1067082863.1 坝型选选择 PAGEREF _Toc106708286 h 155 HYPERLINK l _Toc1067082873.1.11、坝址址特点 PAGEREF _Toc106708287 h 115 HYPERLINK l _Toc1067082883.1.22、各种种坝型特特点 PAGEREF _Toc106708288 h 155 HYPERLINK l _Toc1067082893.1.33、确定定坝型 PAGEREF _Toc106708289 h 117 HYPERLINK l _Toc

15、1067082903.2 枢纽布布置 PAGEREF _Toc106708290 h 177 HYPERLINK l _Toc1067082913.2.11、水利利枢纽的的建筑物物 PAGEREF _Toc106708291 h 17 HYPERLINK l _Toc1067082923.2.22、枢纽纽总体布布置 PAGEREF _Toc106708292 h 188 HYPERLINK l _Toc106708293第4章混凝凝土面板板堆石坝坝设计 PAGEREF _Toc106708293 h 220 HYPERLINK l _Toc1067082944.1 坝体剖剖面设计计 PAGER

16、EF _Toc106708294 h 20 HYPERLINK l _Toc1067082954.1.11、坝顶顶构造设设计 PAGEREF _Toc106708295 h 200 HYPERLINK l _Toc1067082964.1.22、坝坡坡及马道道设计 PAGEREF _Toc106708296 h 221 HYPERLINK l _Toc1067082974.1.33、排水水体设计计 PAGEREF _Toc106708297 h 22 HYPERLINK l _Toc1067082984.1.44、趾板板设计 PAGEREF _Toc106708298 h 223 HYPERL

17、INK l _Toc1067082994.2 坝体材材料分区区设计 PAGEREF _Toc106708299 h 223 HYPERLINK l _Toc1067083004.2.11、混凝凝土面板板尺寸和和分缝 PAGEREF _Toc106708300 h 224 HYPERLINK l _Toc1067083014.2.22、坝体体垫层区区及过渡渡层设计计 PAGEREF _Toc106708301 h 24 HYPERLINK l _Toc1067083024.2.33、坝体体主堆石石区设计计 PAGEREF _Toc106708302 h 24 HYPERLINK l _Toc10

18、67083034.3 混凝凝土面板板设计 PAGEREF _Toc106708303 h 225 HYPERLINK l _Toc1067083044.3.11、面板板的形式式尺寸设设计 PAGEREF _Toc106708304 h 255 HYPERLINK l _Toc1067083054.3.22、面板板的混凝凝土及接接缝设计计 PAGEREF _Toc106708305 h 25 HYPERLINK l _Toc1067083064.3.33、面板板接缝止止水设计计 PAGEREF _Toc106708306 h 26 HYPERLINK l _Toc1067083074.4 坝基处

19、处理 PAGEREF _Toc106708307 h 277 HYPERLINK l _Toc1067083084.4.11、趾板板地基处处理 PAGEREF _Toc106708308 h 277 HYPERLINK l _Toc1067083094.4.22、坝基基开挖与与处理 PAGEREF _Toc106708309 h 228 HYPERLINK l _Toc1067083104.5 混凝土土面板堆堆石坝稳稳定校核核与变形形估算 PAGEREF _Toc106708310 h 228 HYPERLINK l _Toc1067083114.5.11、混凝凝土面板板堆石坝坝坝坡稳稳定分析

20、析 PAGEREF _Toc106708311 h 28 HYPERLINK l _Toc1067083124.5.22、混凝凝土面板板堆石坝坝变形估估算 PAGEREF _Toc106708312 h 299 HYPERLINK l _Toc106708313第5章溢洪洪道设计计 PAGEREF _Toc106708313 h 30 HYPERLINK l _Toc1067083145.1 引水渠渠设计 PAGEREF _Toc106708314 h 330 HYPERLINK l _Toc1067083155.2 控制段段设计 PAGEREF _Toc106708315 h 330 HYP

21、ERLINK l _Toc1067083165.2.11、溢流流堰堰型型及选择择 PAGEREF _Toc106708316 h 30 HYPERLINK l _Toc1067083175.2.22、溢流流堰闸门门闸墩设设计 PAGEREF _Toc106708317 h 311 HYPERLINK l _Toc1067083185.3 泄槽形形式及水水力设计计 PAGEREF _Toc106708318 h 32 HYPERLINK l _Toc1067083195.3.11、槽的的形式及及水面曲曲线设计计 PAGEREF _Toc106708319 h 32 HYPERLINK l _To

22、c1067083205.3.22、泄槽槽弯道设设计 PAGEREF _Toc106708320 h 333 HYPERLINK l _Toc1067083215.3.33、弯道道冲击波波设计 PAGEREF _Toc106708321 h 334 HYPERLINK l _Toc1067083225.4 消能防防冲段设设计 PAGEREF _Toc106708322 h 355 HYPERLINK l _Toc1067083235.4.11、溢洪洪道沿程程水头损损失和局局部水头头损失 PAGEREF _Toc106708323 h 335 HYPERLINK l _Toc1067083245.

23、4.22、水舌舌设计 PAGEREF _Toc106708324 h 335 HYPERLINK l _Toc1067083255.4.33、溢洪洪道挑坎坎与冲沟沟的处理理 PAGEREF _Toc106708325 h 36 HYPERLINK l _Toc106708326第6章隧洞洞及厂房房平面设设计 PAGEREF _Toc106708326 h 377 HYPERLINK l _Toc1067083276.1 隧洞布布置原则则与路线线选择 PAGEREF _Toc106708327 h 337 HYPERLINK l _Toc1067083286.1.11、水工工隧洞总总体布置置原则

24、 PAGEREF _Toc106708328 h 337 HYPERLINK l _Toc1067083296.1.22、隧洞洞路线选选择 PAGEREF _Toc106708329 h 377 HYPERLINK l _Toc1067083306.2 发电引引水隧洞洞及厂房房平面设设计 PAGEREF _Toc106708330 h 388 HYPERLINK l _Toc1067083316.2.11、进口口段结构构设计选选择 PAGEREF _Toc106708331 h 388 HYPERLINK l _Toc1067083326.2.22、洞身身段设计计 PAGEREF _Toc10

25、6708332 h 39 HYPERLINK l _Toc1067083336.2.33、机型型选择及及厂房平平面确定定 PAGEREF _Toc106708333 h 41 HYPERLINK l _Toc1067083346.3 排沙孔孔结合导导流洞设设计 PAGEREF _Toc106708334 h 411 HYPERLINK l _Toc1067083356.3.11、导流流方案选选择 PAGEREF _Toc106708335 h 422 HYPERLINK l _Toc1067083366.3.22、龙抬抬头式连连接处的的设计 PAGEREF _Toc106708336 h 44

26、3 HYPERLINK l _Toc106708337第7章施工工组织设设计 PAGEREF _Toc106708337 h 444 HYPERLINK l _Toc1067083387.1、导导流洪水水设计 PAGEREF _Toc106708338 h 444 HYPERLINK l _Toc1067083397.2、围围堰设计计 PAGEREF _Toc106708339 h 45 HYPERLINK l _Toc1067083407.1.11、上游游围堰设设计 PAGEREF _Toc106708340 h 455 HYPERLINK l _Toc1067083417.1.22、下游游

27、围堰设设计 PAGEREF _Toc106708341 h 455 HYPERLINK l _Toc1067083427.3、施施工组织织内容与与施工进进度计划划 PAGEREF _Toc106708342 h 46 HYPERLINK l _Toc1067083437.3.11施工组组织内容容 PAGEREF _Toc106708343 h 46 HYPERLINK l _Toc1067083447.3.22、施工工进度计计划 PAGEREF _Toc106708344 h 466 HYPERLINK l _Toc106708345致谢 PAGEREF _Toc106708345 h 47第

28、1章 某某水利枢枢纽工程程基本资资料1.1 地形地地质条件件 地形地地质条件件包含四四个方面面：地理理位置及及枢纽任任务；地地形条件件；地质质条件和和水文气气象。1.1.11、地理理位置及及枢纽任任务某水利枢纽纽位于南南河中游游，距复复兴场三三公里，至至县城20公里。南南河全长长42公里，河河床平均均比降8。河流流由北向向南流入入洪水河河。某枢纽是一一座以发发电、防防洪及灌灌溉为主主的综合合利用水水库，建建成后，可可以保护护下游中中等城镇镇，并保保证上下下有城镇镇人民的的生活用用水及工工农业用用电的需需求，同同时可利利用电站站尾水灌灌溉农田田。1.1.22、地形形条件 枢纽坝坝址河谷谷呈梯形形

29、，河谷谷宽30160米，两岸岸基本对对称，左左岸平均均坡角32，右岸岸平均坡坡角约为为35。但在在高程4450米以上，山山势急剧剧变缓。坝坝址下游游右岸约约150米处，有有一条冲冲沟切割割；左岸岸下游1110米处有一一山湾地地形。坝坝址上游游50米以外，河河谷地势势逐渐开开阔，是是水库的的主要蓄蓄水区。上上游没有有淹没条条件的限限制。 坝址上上游集雨雨面积44平方公公里。流流域两岸岸坡面，木木林丛生生，植被被良好，沿沿河两岸岸分布有有耕地。地地貌特征征属构造造剥蚀型型地形。1.1.33、地质质条件 经地表表开挖勘勘测及深深部钻探探资料分分析，坝坝区地质质构造简简单，无无大的断断裂构造造，库岸岸

30、稳定，地地下水主主要向库库内补给给。坝区区岩层走走向为N80度E。与河河流流向向近乎垂垂直，倾倾向NW，倾角5度。 坝区地地层为中中生代上上侏罗系系（J3）砂页页岩互层层。坝址址河谷谷谷底以下下，上部部为厚达达21米的厚层层石英砂砂岩（J 2-63），中中部为厚厚6米的砂质质页岩（），下部为15米厚的石英砂岩（），本层厚度为40米以上，是大坝的主要持力层。两岸以石英砂岩为主，上部有厚度约10米的砂质页岩。石英砂岩强度比较高，其表层节理裂隙较为发育，特别是两岸基岩出露部位尤为明显。经测定，坝区裂隙主要有两组：一组为走向N5060E,另一组为N4055W,倾角近乎直立，两组走向近乎正交。岩石的物理

31、力学特性如表1.1。表1.1 坝址基基岩物理理力学特特性表序号力学参数岩类容重r（t/m33）变形模量EE （kg/ccm2）摩擦系数f极限抗压强强度Rc (kgg/c)泊桑比1石英砂岩2.659.9*110440.607060.252砂质页岩2.652.0*110440.402750.323覆盖层1.200.2*110440.30 河谷底底部基岩岩表面为为覆盖层层，厚23米，系砂砂砾石几几块石混混合物。两两岸坡积积层较厚厚，主要要是碎石石几砂质质土混合合物。 南河流流域无大大的地震震带通过过，该区区地震活活动较弱弱，历史史上只出出现过少少数几次次弱震。经经地震大大队初步步确定，其其他地震震裂

32、度为为5度。1.1.44、水文文气象 南河流流域属亚亚热带气气候，每每年平均均气温14.7度，极极端最高高气温337，极端端最低气气温-5，分别别发生在在7月和1月份。无无霜期290天。由由于受太太平洋低低压潮的的影响，该该区雨量量较充沛沛，每年年平均降降雨量为为12000毫米。 流域附附近有四四个水文文、气象象站，根根据30年的实实测水文文资料分分析，洪洪水期为为510月，尤尤以78月洪水水为最大大，枯水水期为114月，其其中12月2月河流流流量最最小。通通过频率率分析，各各种频率率的洪峰峰流量如如表1.2所示。表1.2 各种频频率的洪洪峰流量量频率P()0.010.10.212Qp（m33

33、/s）662.22604.00585.00542.00522.88频率P()510205075Qp（m33/s）488.00465.00434.00383.00345.00根据流域附附近气象象站实测测瞬时最最大风速速为144m/s。水库库吹程33公里，风风向为北北风，与与吹程方方向近乎乎一致。表1.3 各月每每年平均均流量表表月份123456流量（m33/s）7.717.472.0162.33222.00306.22月份789101112流量（m33/s）377.44373.55279.88180.8867.822.1河流多年平平均输沙沙量3330000 m33,淤沙浮浮容重0.775t/ m

34、33,内摩擦擦角13度。1.2 建筑材材料及其其他 说明建建筑材料料；对外外交通；其他条条件和给给出的附附图。1.2.11、建筑筑材料南河流域地地处山区区，坝址址附近土土料缺乏乏，虽河河流两岸岸有坡地地和少量量梯田，但但土质多多为砂土土或砂壤壤土，且且储量较较少。主主要建筑筑材料为为石料，储储量丰富富，运距距较近，主主要料场场分布在在坝址上上下游两两岸两公公里范围围内。料料场覆盖盖较薄，有有利于开开采。此此外，在在坝址下下游一公公里以外外的两岸岸山坡上上，分布布有强风风化砂岩岩形成的的山砂，经经粉碎及及筛选后后，可以以作混凝凝土或砂砂浆的砂砂料。其其建筑用用料的物物理力学学特性如如表1.4。表

35、1.4 砌石体体及混凝凝土的物物理力学学特性表表名称容重（t/m33）弹性模量EE（kg/ccm2）摩擦系数ff容许抗压强强度（kg/cm22）容许抗拉强强度（kg/cm22）浆砌条石2.44.5砌体与砂岩岩0.665 砌体与与砌体0.770251.0浆砌块石2.34.0（80#砂砂浆砌筑筑）160.5干砌块石1.7干砌毛条石石2.0混凝土2.4518注：砌体与与砂岩接接触面的的抗剪断断凝聚力力C=5 kg/cm22 ,抗抗剪剪断摩擦擦系数f=00.855。1.2.22、对外外交通某枢纽下游游三公里里处的复复兴场，有有公路通通至县城城，对外外交通较较为方便便。施工工前，可可自复兴兴场修施施工公

36、路路支线，即即可进入入工地，保保证施工工期物资资设备的的供应。1.2.33、其他他施工期为三三年，施施工用电电由复兴兴场变电电站架设设十千伏伏高压线线，便可可满足工工地施工工及照明明用电。1.2.44、附图图1坝址区区地形图图 11：50002坝址河河谷横剖剖面图 1：50003坝址河河谷纵剖剖面图 1：50004坝址下下游水位位流量关关系曲线线5书库水水位-库容，面面积关系系曲线6.洪峰流流量过程程线第2章 水文水水利计算算 水文水水利计算算包含以以下六个个方面内内容：枢枢纽等别别及建筑筑物级别别；选择择坝型；水文计计算；水水利计算算；淤沙沙高程及及死水位位和水能能利用计计算 。2.1 水文

37、计计算2.1.11、确定定枢纽等等别以及及建筑物物级别枢纽等别根根据四个个方面确确定：水水库库容容；装机机容量；防洪要要求和城城市供水水灌溉。建建筑物的的级别确确定根据据枢纽等等别决定定。1. 水库库总库容容：某水库库库容，面面积关系系曲线，给给定的正正常高水水位为4447.5米。水库库库容29550万立方方米。为为0.2295。在0.1到1之间，工工程规模模属于中中等，属属于三等等的枢纽纽等别。2. 装机机容量：某水利枢枢纽装机机容量为为1.445万千瓦瓦，根据据装机容容量和灌灌溉的面面积，确确定为三三等枢纽纽。3. 防洪洪：建设设好枢纽纽，可以以保护下下游中等等城市，根根据保护护城镇及及工

38、业区区为中等等，确定定枢纽为为三等。4. 供水水灌溉：还有某某供水，某某水库要要保证上上下游城城镇人民民的生活活用水，水水利灌溉溉，利用用电站尾尾水灌溉溉农田。根根据以上上所述，最最后确定定枢纽等等别为三三等。5建筑物物级别确确定：主主要建筑筑物的级级别确定定根据枢枢纽等别别决定，由由三等的的枢纽确确定建筑筑物的级级别：确确定主要要建筑物物级别为为3级别，次次要建筑筑物级别别为4级别，临临时建筑筑物级别别为5级别。 参考资资料：见见资料12.1.22、水文文计算 水文计计算主要要确定洪洪水重现现期；调调洪原理理以及推推求洪水水过程线线三个方方面内容容。1、洪水重重现期确确定 根据建筑筑物级别别

39、，在设设计工况况下，主主要水工工建筑物物洪水重重现期：堆石坝坝在50到100年，以以安全起起见，取取重现期期为100年。见见参考资资料2 。 根据基本资资料情况况，由100年一遇遇的频率率下设计计洪峰流流量为Q设计=5422.0立方米米每秒。根根据基本本资料的的附图：洪水过过程线图图。典型型洪水过过程线有有最大洪洪水来量量为 =3000 立方米米每秒。水水文计算算用同倍倍比放大大法计算算。计算算结果KQ=1.0877.校核的情况况：取洪洪水重现现期为10000年一遇遇。该频频率下的的洪峰流流量Q校核=6044.0 立方米米每秒。计计算结果果KQ校核=2.00113。2、调洪原原理水库调洪是是在

40、水量量平衡和和动力平平衡（即即圣维南南方程组组的连续续方程和和运动方方程）的的支配下下进行的的。水量量平衡用用水库水水量平衡衡方程表表示，动动力平衡衡可由水水库蓄泄泄曲线来来表示。调调洪计算算就是从从起调开开始，逐逐时段连连续求解解这两个个方程。.水库水水量平衡衡方程在某一时段段内，入入库水量量减去出出库水量量，应等等于该时时段内水水库增加加或减少少的蓄水水量。水水量平衡衡方程为为式中 QQ1时段始的的入库流流量，mm3/ss； QQ2时段末的的出库流流量，mm3/ss； VV1时段始的的水库蓄蓄水量，m3/s； V22时段末的的水库蓄蓄水量，m3/s；计算时时段，ss.其能能比较准准确地反反

41、映洪水水过程线线地形状状。.水库蓄蓄泄方程程或水库库蓄泄曲曲线 水水库通过过溢洪道道泄洪，其其泄流量量地大小小，在溢溢洪道型型式、尺尺寸一定定地情况况下，取取决于堰堰顶水头头H，即qf(HH)。对于于闸门全全开地表表面式溢溢洪道，下下泻流量量可按堰堰流公式式计算。当当水库内内水面坡坡降较小小，可视视为静水水面时，其其泄流水水头H只是库库中蓄水水量V的函数数，即Hf(VV)，故下下泻流量量q成为蓄蓄水量V的函数数，即qf(HH)或 q=f(VV)调洪演算算必要的的资料a设计校校核洪水水过程线线、水位位库容容曲线、下下游水位位流量量的关系系曲线b泄洪建建筑物的的类型、堰堰顶高程程及尺寸寸,前者已已

42、经已知知,后者在在进行调调洪演算算前先设设出几种种方案,进行比比较后优优选方案案c洪水标标准中的的洪水重重现期(P校和P设)3、 洪水水过程线线的推求求计算结果于于下表2.11表2.1 洪水过过程推求求结果表表时段02345678典型1526582202202682903000设计2746.9882104.8806252.998397.554484.2276524.003542.11校核3050.03338116.0058280.1182440.2286536.334844580.3377600.339时段1012141618202224典型278232172136106806250设计502

43、.3346419.2224310.8804245.7752191.5542144.556112.003490.355校核556.336144464.330166344.222366272.117688212.113788160.1104124.008066100.0065根据同倍比比放大法法推求洪洪水过程程线，根根据资料料取两个个小时为为一个时时段，在在开始几几个时段段来水量量变化比比较大，取取一个小小时一个个时段，可可以更精精确地推推求洪水水过程线线。洪水水过程线线见附图图：洪水水过程线线。2.2 水利计计算 水利计计算有：泄洪方方式的确确定；防防洪库容容的推求求和淤沙沙高程及及死水位位确定

44、。2.2.11、确定定泄洪方方式 1、 根据地地形情况况，采用用溢洪道道泄洪方方式泄洪洪。采用用高堰形形式，用用开敞式式幂曲线线实用堰堰。泄流流能力计计算按： B：溢流流堰总净净宽 c：上游游坡度影影响系数数 Q：流量量：记入行进进流速的的堰上水水头，对对高堰，取H，对低堰，按照公式计算.系行进流速速近似地地取1 HH：堰上上水头 gg: 重力加加速度 mm：流量量系数 以上公式参参数等均均见参考考资料 33。 2、 孔口比比较确定定 根据公公式初步步取三孔孔乘四米米单宽的的孔口和和两孔乘乘五米单宽宽的孔口口。调洪洪计算起起调水位位取溢洪洪道溢流流堰顶高高程,为汛前前水位4444.5米. 其计

45、算算调洪结结果如下下表2.2。表2.2 调洪结结果对照照表内容设计洪水情情况校核洪水情情况最大来水量量Q (mm/s)最大下泄量量q (m/s) 上游最高水水位Z (mm)最大来水量量Q （m3/s） 最大下泄量量q （m3/s） 上游最高水水位Z (mm)2*5单宽宽542215448.771600223448.7713*4单宽宽542250448.665600263448.771比较选定孔孔口,经过比比较,二孔乘乘五米单宽宽的孔口口,在来水水量一样样的情况况下,下泄流流量比三三孔乘四四米单宽宽的情况况要小.设计洪洪水情况况与校核核洪水情情况都是是如此.设计情情况下, 三孔乘乘四米单宽宽的孔

46、口口上游最最高水位位比两孔孔乘五米米的要低低一点.校核的的情况是是一样的的水位.在这样样的情况况下,选择下下泄流量量大的方方案.最后确确定选择择三孔乘乘四米单宽宽的孔口口.2.2.22、防洪洪库容推推求下游防洪要要求设计计洪水从从防洪限限制水位位经过水水库调节节后达到到的最高高水位，这这个水位位到防洪洪限制水水位之间间的库容容就是防防洪库容容。也就就是校核核水位到到防洪限限制水位位之间的的库容。溢溢洪道校校核洪水水位为4448.71米，最大大下泄流流量q为263立方米米每秒,相应的的总库容容为0.334亿立方方米；溢溢洪道堰堰顶高程程为4444.55米，也就就是防洪洪限制水水位为4444.5米

47、，相应应库容为为0.2227亿立方方米.设计洪洪水位为为4488.655米，最大大下泄流流量为2250立方米米每秒,相应的的库容也也为0.334亿立方方米.根据计计算结果果如下:上游设计洪洪水位:4488.655米上游校核洪洪水位:4488.711米上游正常蓄蓄水为4447.5米设计最大下下泄流量量:250立方米米每秒 校核最大下下泄流量量:263立方米米每秒下游设计水水位2006.33米下游校核水水位2006.66米下游正常水水位4002.33米设计防洪库库容0.0096亿立方方米 校核防洪库库容0.1113亿立方方米2.2.33、淤沙沙高程及及死水位位对于一般淤淤积不太太严重的的河流，可可

48、用死库库容作为为淤沙库库容，其其容积大大小可根根据水库库预期使使用的年年限计算算确定。淤淤积库容容可能大大于自流流引水所所要求的的死库容容。但在在本设计计中为确确定水电电站引水水段的进进口高程程，死库库容由淤淤沙库容容求得。1、 淤沙沙高程：按照两两种方法法确定，一一种是估估算法，根根据多年年河流输输沙量和和排沙估估算；另另外一种种是耕具具水库的的拦沙率率和排沙沙比法确确定。首先，按照照估算法法:水库基本资资料给定定河流多多年平均均输沙量量为3330000立方米米.初步设设计水库库使用年年限为100年,淤积沙沙量为330万立方方米,若水库库设计排排沙孔排排沙,每年按按排沙百百分之二二十计算算,

49、这算出出对应的的淤积沙沙量264万立方方米,相应的的淤沙高高程为4418.4米.其次，按水水库拦沙沙率和排排沙比法法:水库原始库库容31110万立方方米,年平均均水量为为54887033万立方方米,多年平平均输沙沙量3.3万立方方米.淤积期期即是使使用期的的平均调调节系数数算得百百分之零零点四二二五.按平均均淤损率率算,淤损率率为百分分之零点点零二六六七年平平均淤积积量为885833.6立方米米,水库淤淤积达原原库容百百分之五五十的年年限为18112年.年平均均拦沙率率为百分分之二十十六.水库调节程程序对拦拦沙率起起主要作作用外,还有其其他多种种因素存存在.如泥沙沙颗粒的的粗细,泄流建建筑物的

50、的形式,及水库库运用的的方式等等.南和流流域地处处山区,泥沙颗颗粒比较较粗,拦沙率率比较高高,并且水水库汛期期泄水以以表面溢溢洪道为为主,出库含含沙量应应该比较较低.水库的的拦沙率率比较高高.设计定定年平均均拦沙率率为百分分之五十十,拟定水水库使用用年限为为100年,河流多多年的平平均输沙沙量为3330000立方米米.使用期期内,淤沙总总体积为为165完立方方米.根据水水库水位位库容曲曲线得淤淤沙高程程为4009.55米.参考资资料 44。 以以上两种种方案比比较下来来第二种种方案更更准确,淤积计计算更精精确,淤沙高高程比较较低,比较符符合资料料地形情情况.最后确确定取淤淤沙高程程为4009.

51、55米.2、 死水水位的确确定综合考虑淤淤沙高程程的因素素，考虑虑取水口口的高程程等因素素，死水水位取水水库消落落深度的的最低高高程。由由于资料料缺陷，水水库的消消落深度度取最大大水头的的百分之之三十。最最大水头头由计算算得466.5米，水库库的消落落深度是是13.95米。经过过计算得得死水位位高程为为4333.555米。最后后确定死死水位高高程为4434米。对应应的死库库容为10000万立方方米。2.3 水能利利用计算算 水能利利用计算算有：确确定水头头；根据据水头确确定装机机容量。1、水头确确定 初步设计水水电站装装机3台机组组，由电电站引用用流量为为40立方米米每秒，单单机引用用流量为为

52、13.33立方米米每秒。根根据基本本资料下下游水位位流量关关系曲线线，下游游最小水水位为单单机发电电时候的的水位，查查出水位位为4001米的高程程。 最最大水头头： 最大H=466.5米。 最最小水头头： 最小H=333 米。 平平均水头头： 平均H=399.555米。而正常蓄水水位满荷荷载时候候的水头头： 正常H经过计计算得445.22米。 取取正常水水位时候候的水头头与平均均水头两两者之间间的最大大值。最最后确定定取设计计水头为为45.2米。见参参考资料料144。2. 装机机容量确确定 根据水水电站出出力计算算公式：N=AA*Q*H NN: 水电站站出力（功功率） AA: 水电站站出力系系

53、数 QQ: 水电站站引用流流量 HH: 水电站站平均水水头 根根据资料料情况，水水电站出出力系数数范围在在6.00-8.0之间。取取出力系系数为8。计算算得出水水电站出出力（功功率）为为144464千瓦。取取1.445千瓦。确确定装机机容量为为1.445万千瓦瓦。水电站设计计水头445.22米，水电电站功率率 1.45千瓦。第3章 坝型选选择及枢枢纽布置置坝型选择根根据坝址址特点，各各种坝型型特点，比比较各种种坝型是是否适合合坝址特特点确定定。枢纽纽布置按按照便于于施工，利利用地形形的原则则，合理理布置。包包含水利利枢纽建建筑物的的确定，各各建筑物物适合不不同地形形确定枢枢纽布置置。3.1 坝

54、型选选择3.1.11、坝址址特点某水利枢纽纽工程坝坝址河谷谷呈梯形形，谷宽宽30到60米，两岸岸基本对对称，左左岸平均均坡角32度，右右岸平均均坡角约约为35度，但但在高程程450米以上，山山势急剧剧变缓。坝坝址下游游右岸约约150米的地方方有一条条冲沟切切割，左左岸下游游110米的地方方有一山山湾地带带，坝址址上游550米以外，河河谷地势势开阔，是是水库主主要蓄水水区。流流域两岸岸坡面林林木丛生生，植被被良好。沿沿河流的的两岸分分布有耕耕地。地地貌特征征属于构构造剥蚀蚀型地形形。坝区区地质构构造简单单，无大大的断裂裂构造。岩岩层走向向为N800E,与河流流流向近近乎垂直直。倾向向NW，角度度

55、为5度。当当地建筑筑材料主主要是石石料，坝坝址附近近土料缺缺乏，虽虽然河流流两岸有有坡地和和少量梯梯田，但但是土质质多为砂砂土或壤壤土，且且储备量量较少，主主要建筑筑材料石石料储备备量丰富富，并且且运距较较近，主主要分布布在坝址址上下游游两岸两两公里范范围内。3.1.22、各种种坝型特特点 考考虑比较较四种比比较常用用的坝型型：混凝凝土拱坝坝坝型；混凝土土重力坝坝坝型；土坝坝坝型；支支墩坝；土石坝坝。其中中土石坝坝又分为为土石心心墙坝，土土石斜墙墙坝，心心墙堆石石坝，混混凝土面面板堆石石坝。 1. 混凝土土拱坝坝坝型：拱拱坝依靠靠两岸岩岩体承担担拱推力力，抗滑滑稳定由由两岸岩岩体决定定，拱内内

56、应力分分布均匀匀，有利利于材料料强度的的发挥。节节约材料料，坝身身可以开开孔过流流，不需需要另外外设置泄泄洪建筑筑物，坝坝身轻，抗抗震性能能好 。但是是导流不不方便，并并且要求求坝址河河岸岩体体要好，要要是V型河谷谷。所以以对坝址址要求比比较高，对对防渗，温温度要求求比较高高。根据据坝址地地质情况况，不适适合布置置拱坝。2. 混凝凝土重力力坝坝型型：混凝凝土重力力坝依靠靠大坝自自身与岩岩基之间间的摩擦擦力来平平衡水压压力从而而维持稳稳定。所所以重力力坝要求求建在岩岩基上，所所以要求求有坝址址有坚硬硬的基岩岩。混凝凝土重力力坝要求求防渗要要好，重重力坝适适应性广广，并且且安全可可靠，对对地形地地

57、质调教教适应性性强，可可以使用用大体积积混凝土土机械施施工，施施工工艺艺简单。稳稳定和应应力计算算简单，在在基岩上上适于建建混凝土土重力坝坝。根据据地形地地质情况况，可以以考虑建建混凝土土重力坝坝。 3. 土坝坝坝型：土土坝利用用土质当当水，防防渗比较较差。土土坝不能能过水，需需要另外外设置坝坝外泄水水建筑物物。土坝坝对坝基基要求不不高，但但是坝址址区要有有大量的的土，要要有建筑筑防渗心心墙的土土料。根根据坝址址情况，没没有土料料，有大大量的石石料，不不适合建建筑土坝坝。 4.支支墩坝 支墩坝坝由一系系列支敦敦和挡水水面板所所组成，支支墩沿坝坝轴线排排列，前前面设挡挡水面板板。支墩墩坝也是是依

58、靠重重力维持持稳定的的挡水建建筑物，自自重较轻轻，坝体体工程量量小。由由于支墩墩坝的应应力较高高，对地地基的要要求比重重力坝还还高，特特别是连连拱坝，因因其整体体结构，对对地基的的要求就就更加严严格，因因此不能能选用。大大头坝和和宽缝重重力坝接接近，也也不宜采采用。平平板坝由由于钢筋筋用量大大，且面面板容易易产生裂裂缝。也也不适合合修建该该坝。 5. 土石坝坝坝型：土石坝坝要求土土料与石石料以一一定的比比例筑坝坝。也要要求当地地坝址有有足够的的土料与与石料，防防渗材料料。土石石坝可以以利用机机械化快快速施工工，土石石坝也不不能在坝坝身过水水，需要要设置坝坝外泄水水建筑物物。在地地形给予予符合的

59、的情况下下，可以以考虑修修建土石石坝。根根据坝址址情况，有有少量的的沙土，或或壤土，河河谷不是是很宽，可可以考虑虑修建土土石坝。土石坝可以以分为土土石心墙墙坝，土土石斜墙墙坝，心心墙堆石石坝，混混凝土面面板堆石石坝。心心墙土石石坝，土土石斜墙墙坝和心心墙堆石石坝需要要有建筑筑心墙的的土料，利利用心墙墙防渗，防防渗性能能不是很很好。混混凝土面面板堆石石坝，可可以充分分利用当当地丰富富的石料料，混凝凝土面板板防渗比比较好，混混凝土面面板堆石石坝是近近年来迅迅速崛起起的一种种坝型，可可以使用用机械化化快速施施工，造造价低，一一般坝身身不能泄泄水，堆堆石坝要要求当地地有丰富富的石料料。坝址址区有丰丰富

60、的石石料，是是建造堆堆石坝的的有利条条件，河河谷不是是很宽，是是适合修修建堆石石坝的有有利地形形。由上面的方方案选择择可知，在在该地区区最好采采用的坝坝型就是是堆石坝坝型。主主要有几几个方面面的原因因：1）采用当当地的材材料筑坝坝，还可可以充分分利用枢枢纽中其其他建筑筑物开挖挖的土料料。2）某工程程坝址石石料材料料丰富，土土料相对对较少，适适合建堆堆石坝，堆堆石坝的的断面较较小，即即使在当当地有土土料的情情况堆石石坝也是是可以考考虑的坝坝型。3）从施工工机械来来看，大大型堆石石坝施工工机械为为加快施施工、降降低造价价提供了了保证条条件。特特别是重重型振动动碾的使使用，可可把堆石石坝体碾碾压的密