水保工程学课程设计

《水土保持工程学》课程设计西南林业大学《水土保持工程学》课程设计姓名：杨丽蓉学号：20110753028班级：水土保持与荒漠化防治小组：杨丽蓉日期：2014年6月7/8/21/22/23指导老师：马建刚III型模比系数可得出kp。）2.3泥石流洪峰流量（Qcp）计算，列表Qcp=Qwp,由于芭蕉河流域整体流域高差达1570米，比降为25%，沟床叠水、陡坎、拐弯多见，所以综合荒溪指数可取5。表2-1参数计算表p0.010.115kp5.284.102.821.82Qwp35.0527.2218.7212.08Qcp175.25136.193.660.4

2.4泥石年流淤积量（）计算，列表泥石流淤积量计算采用侵蚀模数法，根据对流域综合情况的判断，给出林地和坡耕地的侵蚀模数，给出输移比，结合侵蚀物容重和不同地类面积计算。参考林地侵蚀模数为：1000t/km2·a，坡耕地侵蚀模数为：8000t/km2·a。林地年侵蚀量:4.08km2X68%X1000t/km2·a=2774.4t/a坡耕地年侵蚀量:4.08km2X32%X8000t/km2·a=10444.8t/a表2-4泥石流淤积量计算表面积(km2)侵蚀模数(t/km2·a)输移比(t/a)林地2.774410000.41109.76坡耕地1.305680000.44117.92合计4.08528.68拦砂坝设计3.1坝址选择：坝址选择的原则如下：.地质条件坝址附近应无大断裂通过，坝址处无滑坡、崩塌，岸坡稳定性好，沟床有基岩出露，或基岩埋深较浅，坝址为硬性岩或密实的老沉积物。地形条件坝址处沟谷狭窄，坝上游沟谷开阔，沟床纵坡较缓，建坝后能形成较大的拦淤库容。建筑材料坝址附近有充分的或比较充足的石料、砂等当地建筑材料。施工条件坝址离公路较近，从公路到坝址的施工便道易修筑，附近有布置施工场地的地形，有可供施工使用的水源等。与防治工程总体布置协调如与上游的谷坊或拦砂坝、下游拦砂坝或排导槽能合理的衔接。满足拦砂坝本身的设计要求如以拦沙为主的坝，坝址应尽量选在“肚大口小”的沟段；以拦淤反压滑坡为主的坝，应尽量靠近滑坡。有较好的综合效益如拦砂坝既能拦砂，又能稳坡，一坝多用。3.2坝型选择：浆砌石重力坝。多用于泥石流冲击力大的沟道，结构简单，施工简单，是群众常用的一种坝型。但施工进度较慢，一般用的水泥较多，造价就高。它的作用原理是，坝前作用的泥沙压力、冲击力、水压力等水平推力，通过坝体传递到坝的基础上。坝的稳定，主要是坝体的质量在坝基础面上产生的摩擦力大于水平推力的原因。3.3坝的设计：3.3.1初步拟定断面尺寸初定:坝高H=10m坝顶宽b=3m坝底宽度a=21m坝坡：上游为1:1；下游为1:0.8断面图如下：（图中单位为mm）（二）溢流口水力计算1、确定溢流口形状和两侧边坡溢流口形状为梯形，边坡坡度取1:0.82、溢流口宽度计算，一般其宽度为坝底宽的1/2-1/3。此次拦砂坝设计标准为20年一遇。则3式中：3、溢流口高度计算：断面图如下：（图中单位为mm）（三）稳定性分析坝高：10m，基础埋深：2m，顶宽：3m底宽：21m。采用砌石砌体筑，砌体容重2.3t／m.砌体与与坝基之间摩擦系数为0.5（砂岩）。(土壤有含水量的砂砾和粗砂)泥石流容重与淤积物容重均取2.1t／m坝体受力示意图：1、作用力计算：（1）坝体重力(以1m坝长算)坝上游淤积物重:（2）泥沙压力（3）被动土压力（4）坝基扬压力：（5）泥石流冲击力：化为集中力为:2抗滑稳定计算满足抗滑稳定要3坝基应力计算：荷载垂直力水平力对断面中心点力臂对断面中心点力矩G1+96.600G1+925.17-475.64G1+691.0-69G1+1153.83+440.45G1+1057.17+752.85W-115.83.5-441P泥+8.575-579E0.67+5.7149下游面地基的强度计算下游面不产生拉应力验算不产生拉应力基于以上计算，所设计的拦砂坝满足稳定性要求。（四）坝下消能设计本次设计采用副坝消能，其中副坝坝顶高出原沟床0.5m，坝高2米，副坝距离主坝25米，具体示意图如下（图中单位为mm）：（五）拦砂坝库容及淤积年限计算坝的库容计算:淤积年限计算:=(22480X1.4)/5287.68=6Rs取1.4第四章排导槽设计一、排导槽的平面布置形式，其布置位置见附图一。结合相关资料，因为芭蕉河的荒溪类型类型属于泥石流荒溪类型，所含固体物质丰富，可以采用的平面布置形式有向上游排及向中部排。布置排导沟的目的就是为了让泥石流和洪水顺畅排泄，而不至于漫流改道，确保沿河两岸村庄、城镇、工矿区和农田的安全，但是芭蕉河的山口洪积扇设有学校、汽车总站等单位，所以本次设计选择向向下游排。二、排导沟类型与建筑材料类型：挖填排导沟建筑材料：M7.5浆砌石三、排导槽断面设计,其横断面见附图，纵断面图见附图。1、选择合适的纵坡对于泥石流荒溪，因为其流体容重为2.1>1.5，结合当地泥石流固体物质特性，所以纵坡为20%。2、排导槽断面设计Qm为溢洪道的设计流量为：54.45m3/s（1）过水深h计算其中为0.58-0.96，一般取0.76； Q为设洪峰丰流量，本次设计采用20年一遇（2）断面宽度计算;把数据代入公式，可知矩形的水力最优断面根据相关规范还应加上安全超高0.5-10m，本课程设计中取0.5m，最终高为3.5m3、渠道允许流速确定:由于该地区属于白云砂等硬水岩石为主，查表可确定它的允许流速（不充不淤）相关数值见表4-1：表4-1允许流速不冲不淤表渠道流量(m3/s)<1.01-10>10允许流速(m/s)56.07.0断面图如下（图中单位为mm）：第五章水土保持工程投资估算一、估算依据（1）水利部《水土保持工程概算（估）算编制规定》2003年6月；（2）水利部《水土保持工程概算编制定额》2003年6月；（3）国家计委、建设部计价格[2002]10号文件《工程勘察设计收费标准（2002年修订本）》规定；（4）云南省建设厅编制的《云南省2005年工程建设材料价格信息》第一季度价格；（5）云南省水利水电建筑工程概预算定额及有关规定；二、投资估算情况1、拦砂坝部分（1）主体工程量（2）副坝工程量2、排导槽部分（1）挖方量（2）砌石方量3、总造价按照工程设计尺寸，计算各个工程的工程量，并考虑其他费用，最终结果见附表一水土保持投资估算表。表5-1拦砂坝设计水土保持投资估算表（元）编号名称单位数量单价合计备注一工程措施30046961主坝土方开挖m328002056000M7.5浆砌块石m310015.522022034102副坝土方开挖m3122202440M7.5浆砌块石m3188.72204