开题报告：某河水利枢纽均质土石坝方案设计

开题报告设计题目：小二河水利枢纽设计(均质土石坝方案）学生姓名：学院名称：专业名称：班级名称：学号：指导教师：教师职称:学历：年月日开题报告一、选题依据1.设计目的及意义本设计题目为《小二河水利枢纽设计（均质土石坝方案）》。设计的主要内容包括枢纽布置、挡水坝设计、溢洪道设计、细部构造及地基处理等。设计目的：(1)了解土石坝枢纽各建筑物组成、工作特点以及在枢纽中的布置。(2)了解和掌握调洪演算的方法和水库各种特征水位的确定；(3)掌握计算机绘图和程序计算方法，培养设计报告撰写能力；设计意义：通过本次毕业设计，我们要严肃认真地对待设计工作，树立正确的设计思想和观点，设计中应实事求是，刻苦钻研，勇于探索、创新，并应注意贯彻国家的建设方针和政策。认真总结、运用几年来所学的理论知识及专业知识，结合毕业设计任务分析应用。在设计过程中，注意培养独立思考与独立工作的能力，并加强计算、绘图、编写设计文件、使用规范、手册能力的培养。设计中既应遵循技术规范，亦应尽量采用国内、外成熟的先进技术与经验，出色地、创造性地按期完成设计任务。2.设计拟解决的工程实际问题本设计内容为均质土石坝设计，坝体由一种材料组成，既是防渗体，又是坝的主体。若建在弱透水基础上又未采取适宜的坝内排水措施，坝体浸润线较高，为解决此问题，拟在工程设计中采用棱体排水，以达到更好的效果。3.设计拟应用的现场资料综述（1）地质资料坝址属侵蚀地貌单元的低山地形。谷底高程348.2m—352.3m，山顶高程460.0m—550.0m以上，比高大于100m。左岸山体较宽厚，山坡一般坡度28°-35°；右岸山体呈北东南西向的半岛状山体，山坡一般坡度30°-40°。坝址甘龙河整体流向自东向西，河谷呈不对称的“U”字型，河水面宽50m-60m，水深0.5m-1.5m。水库与其邻谷榕西河和甘龙河下游河段之间分布有闭合的区域性隔开题报告水地层，封闭条件良好，故不存在库水向邻谷渗漏问题。水库属峡谷型水库，岸坡陡峻，在正常蓄水位附近，基本为岩质岸坡，不存在浸没问题。库区共发育滑坡体20处，由于方量有限且远离坝址，对大坝安全无影响。（2）水文、水利计算资料正常蓄水位 445.00m，总库容1.58×108m3。100年一遇设计洪水位445.00m，下游水位362.30m。2000年一遇校核洪水位446.31m，下游水位 364.12m。死水位 407.00m。消能防冲建筑物的洪水设计标准为50年。频率洪水的下泄流量见表1.1表1.1各级频率洪水的下泄流量洪水频率p=0.05%p=0.2%p=0.5%p=1%p=2%下泄流量（m3/s）47804350411036103130坝前50年泥沙淤积高程367.84m，水库50年淤积总量为2245万m3。坝址多年平均流量为26.9m3/s，多年平均年径流量8.49×108m３（3）气象、地理资料多年平均最大风速18m/s，多年平均风速0.8m/s，吹程1.0km。多年平均气温 14.9℃，极端最低气温 -7.8℃，极端最高气温37.5℃。地震设计烈度为Ⅵ度。所在流域属中亚热带湿润季风气候区，全年四季分明，气候温和而冷暖不均，雨量充沛而分配不均，云雾多、霜雪少、日照少，冬季干冷、春季暖湿、夏季多雨常有伏旱、秋季凉爽多绵雨。暴雨主要发生在5月～9月，大暴雨多发生在6、7月份。（4）建筑材料土石料分布、储藏情况坝址处河谷呈左岸略缓的不对称“U”型河谷，出露基岩主要为泥质粉砂岩和粉砂质页岩，属软岩～较软岩，岩性均一程度良好，易于枢纽布置。坝址附近缺乏天然砂砾石料场，而石料场储量丰富，运距较近.开题报告2)筑坝材料物理力学指标eq\o\ac(○,1)粘土的物理力学指标如下：天然状态下主要物理力学指标：粘粒含量30％～40％；天然含水量23％～24％；塑性指数15～17；不均匀系数50；有机质含量0.4％；水溶盐含量2％；塑限17％～19％；比重2.7～2.72。扰动后主要物理力学指标：干容重16.50kN/m3；饱和容重20.60kN/m3；浮容重10.60kN/m3；渗透系数2×10-6cm/s。eq\o\ac(○,2)砂砾石物理力学指标如下：主要物理力学指标：渗透系数3×10-3cm/s；内摩擦角：水上φ1=29°，φ1表1.2不同砾石含量设计干容重参考表（5）其他资料大于5mm的含砾量P（％）10～2021～3031～4041～5051～6061～70设计干容重（KN/m3）17.0017.5018.5019.0019.5020.00交通要求：二级交通公路总装机容量66MW。3）河床底高程348.24m。4.设计拟应用的文献综述张光斗、王光伦《水工建筑物》上册水利水电出版社，1992年；卢志荣水库土石坝渗漏控制措施分析上虞市水利勘测设计院，2008年2月曾明勇关于水库溢洪道设计中问题的探讨海峡科学技术报告，2008年第8期。开题报告5.设计相关技术的国内外现状当今国内渗流研究现状：我国在大坝自动化安全监测与安全研究方面开展较晚。但发展很快。水利部南京水利水文自动化研究所研制开发的非接触式变形监测仪器及自动化系统已经成功的应用于三峡、葛洲坝等许多大型水利工程中；南京南瑞集团公司大坝工程监测公司自主研发的技术和产品广泛应用于国内大坝及工程监测领域，该公司开发的DAMS-IV大坝监测系统较有代表性，但监测软件以采集数据的简单显示及资料整编为主。北京理正软件设计研究院致力于水利信息化建设开发出一系列的水利系统应用软件。包括：渗流分析软件、边坡稳定分析软件、挡土墙设计软件、重力坝设计软件、工程力学计算软件等。理正推出的《理正渗流分析软件》适用于堤坝的渗流及渗透稳定计算，可以采用经典渗流理论和有限元方法直接对稳定流及非稳定流进行求解。该软件可以处理各种非均质土层分布及复杂坝体情况，利用AutoCAD直接绘图建模读入渗流软件中，在给定边界条件后，自动计算浸润线并将结果自动传递到理正边坡软件中，与理正边坡软件共享这一套原始数据，最后显示出去渗流计算结果。近年来，辽宁省水利水电科学研究院开发出一套土石坝自动化安全监测分析与评价系统，并已经应用于省内几座大型水库上。国外渗流研究现状：渗流观测是大坝安全监测中的重要组成部分，并且国际上绝大多数大坝都以不同的方式进行监测。瑞典大坝自动化安全监测系统的研究在世界上居于领先位置，尤其是土石坝安全监测技术是很多国家望尘莫及的。2004年瑞典研制开发了新型的光导纤维，并安装在9座土石坝上，根据大坝具体情况的不同采用了不同的安装技术。其试验结果证明安装技术以及安装设备精度很高，但监控渗流变化的绝对与相对精度还需要长期不间断的观测来验证。在该研究中提出了通过测量坝体温度来进行渗流监测和定量分析的理论。恒定的温度标志着较小的渗流量，而大幅度的温度变化可能意味着较大的渗流。这一方法最初由凯普麦于1957年提出；约翰思在瑞典电气应用公司资助下于90年代对评估及监测进行了进一开题报告步的研究。2004年8月在htlte大坝上进行了一项实验来验证温度变化与渗流损失量之间的关系。二、设计方案及技术路线设计方案：小二河水利枢纽（均质土石坝方案）技术路线：1、坝址选择、坝型比较与枢纽布置选择坝线、坝型时，应根据地形地质，工程规模及施工条件，经过技术、经济比较综合分析来确定。2、挡水坝设计（1）基本剖面尺寸（2）坝体渗流、稳定分析3、溢洪道设计（1）溢洪道控制堰剖面尺寸的拟定（2）水力计算（3）控制堰稳定和应力分析4、坝体细部构造设计及地基处理三、可能存在的问题及解决措施溢洪道进口布置有引洪平流段的情况下，由于水力计算中忽略了平流段时进口水位雍高，而实际雍高有时较大，不可忽视。设计时可能会溢洪道的消能工是设计考虑不够充分，或者形式选择不当，导致消力墙长度和深度均不能满足需要，消能不够充分，致使下游河段发生严重冲刷。因此在该段采用直线布置，并尽量避免弯道和设置扭坡顺引流态的急剧变化甚至产生负压；其纵断面设计应因地制宜的根据地形地质而选用缓坡、陡坡或多级跃水等多种形式；陡坡段应采用均以比降；由于泄水段流速很高，故应尽量布置在岩基上。四、设计成果1、设计说明书与计算书说明书是设计的一项主要成果，编写说明书也是学生一项重要的基本训开题报告练。学生应按设计任务书所给的原始资料、基本数据，阐述自己的设计方案、考虑因素、计算原则和方法、设计成果等。计算书是说明书的附件，它应反映计算过程和成果。但在整理要求上可以较说明书稍低。2、图纸（1）枢纽平面布置图1张。（2）坝体断面图2张。（3）细部构造图1～2张。（4）手绘图纸1张。要求图面合理、设计正确、整洁、清晰，绘图认真仔细。不乱改乱写，图幅尺寸、规格、图的比例、线条、标注高程、尺寸符号和说明等均按工程制图标准。五、进度计划内容时间（周）一、熟悉资料、练习绘制相应的CAD图纸1.5二、开题报告、外文翻译1.5三、坝型选择及枢纽布置1四、挡水坝坝段设计（剖面、渗流、稳定）2.5五、溢洪道设计2六、细部构造与地基处理1.5七、画图及整理说明书2八、评阅答