水利水电工程专业毕业设计

贵州大学本科毕业设计PAGE12嫂1肺.负摘涌要筋：居记教疗搭本绳设险计摘为改一组个宴水开电史站天的曾设回计倡，么主沙要业设荣计拿水定电裙站垂水腥工迫部蒙分北，铸不咸涉题及往电认方淋面仅。汤水雅工忍建配筑划物燥，星即者挡青水孩建赢筑访物记、猫泄纯水努建浪筑裕物愈、蜜引铜水狠建亭筑删物耀、幼发夏电丸厂倚房偏。高挡诵水岛建移筑捆物湿为控双宴心迎圆争双福曲弹拱泉坝础，温坝杠身约左健岸领设涛有和冲杂沙凳孔泊，插坝绪后徐设攀有呜交怪通后桥径，且坝牌顶光不禽过承车环；虎泄中水踩方五式尸为渣坝非身哈泄角水此，坐溢邮流浊净弹宽狗四桶十恒米敬设侍有聋五友道舞闸碌孔畜，探每忧道川闸我孔步净揉宽毫八市米蚁，商效往能丝方转式缝为樱鼻青坎训挑蛙流培消秒能疾；漂引睁水多建衰筑押分础为跳进锹水慎口凤和馅引年水妙隧瘦洞熟，吸进查水闲口墨设恋在辟坝州体医上敲游不，子引过水润水社洞恩为申地浸下井埋蕉管倦，秃材乒料铲为阁压痒力制钢千管朗；嘴厂纷房吓分败为手主钱厂乘房崖和锡副雨厂蚀房速，绒主稻厂英房转设裙有拉发助电豪机匪层支、仇水君轮谈机薄层捆和颈尾兆水自层改，因供科水混方阳式身为侨联蓬合南供漠水芳，创有让两戚台抽发俱电烈机善组榜；锣副据厂冈房饼分鬼成泡两朵层逝，姿设声在香主剑厂寒房锤后繁面仆。渴主麦要年特裂点串是芦：洁本呼次隆设经计赞的收是值一储个廉小耐一且型晓水丹电网站卖，激堰虚顶煤高瞧程怨就唉是兔正答常烫蓄宰水吃位附高现程邪，急溢巴流缝坝亭段敲的富闸质孔顺不纤设忍闸伏门禾自地由透出驱流仿。俊坝友体灾形畅状醒为售不技对副称搭的价圆佳弧旋拱秃，疾左闷半昌拱悬弦骡长脉大搁于时右半半叶拱挣弦聋长影。裤关姜键所词万：驶水汪电僵站介糟平水骄工更建叹筑巨物犁瓦烦厂洋房店百闸计门泄只绒申峰删巾努1科.锋涨A抱b彩s摩t泪r雕a鸭c洲t社:顷T扶h谊i缴s织母d甜e僵s监i归g献n料狡i江s筒牙a崇氧h泛y易d舞r萄o授p瞎o孝w绑e观r纠凭s她t导a膀t油i且o舰n腔罪d芬e额s披i往g终n特,惠搞t哥h闸e求垮m狠a绒i贼n霜今d辞e颠s中i昼g技n单垫o他f府形h赖y做d求r截o建p告o穿w肠e贡r删炕s智t诸a偿t叙i线o稼n烤运h搜y沿d允r兼a剖u臂l今i且c届促p汗a晌r森t时,迎须d岸o飞岩n键o烛t间遵i袍n饿v掘o歇l习v召e醒唯e速l凶e照c疾t哈r和i目c岗i卵t阿y塞.装T歼h锦e嫌仔h掀y推d湖r思a至u屋l梦i叼c泻腹s线t脸r韵u近c非t壁u听r族e扔s胞,暗箩n蝴a构m窝e优l截y恐康w菠a幕t匆e咏r档迈r刮e句t志a挥i浸n娇i惧n泰g挠距s弊t波r污u锡c疼t疫u处r凝e妥s通,脾文b膊u堂i逗l巡d听i湾n器g范s成,烘努b草u杠i健l揭d游i公n惹g昼s惧,及希w客a婆t丝e蛮r赶谁d论i更v个e愈r础s鸭i悠o翻n判睁p英o尾w责e茶r蹄面p优l阻a略n远t兴.完走J亩o泰i学n浩t烤;检睬j墙e真t夺完f棉l奴o加w耍;逮漏h道o蝴w共e你v斗e孕r似,朗暮c连a候r历泡i野s墨篮p转r老o味v轰i恨d屋e樱d泥摩w胀i宗t骂h台遥a睁葱w茄a纠t慕e吃r坐绝r闸e愿t维a设i阶n兼i间n路g潮眉s煮t溪r土u堡c旷t付u心r液e它京f鲁o药r贝魄d摊o加u鼠b誉l殿e欣每c馅i蛾r肯c慢u鸭l帮a桌r社尺d铺o辈u遍b草l注e醒才c破u推r歼v复a危t蜂u曲r摘e画疤a阴r雄c科h眼丘d谁a稍m土,充歇t上h注e貌拨d孩a酿m戴举o族n量怒t芒h益e钳原l镰e损f守t作誓b寄a昌n软k炸斑o屿f走仇f态l炸u症s口h洋i候n牺g关难h等o授l织e雅,满肝t著h勿e僵演d蛇a深m绍阳i某s个做p重r债o烈v峰i此d两e齿d期持i山n峡峰t代h核e表丧b妹a搜c症k岔脏o男f醒嫩t而h群e肺素t堡r棉a浑f老f秤i途c巡管b阁r汇i株d顶g雀e建,团助c狼r并e雷s垃t饭耗s均p痕i盐l健l厕w辅a窃y矛蛇d欲a垒m火阵b格o呜d矛y殖蝴o撇u破t慎l粉e叙t远腹a嘴n增d亭孔o裙v胶e骡r候f义l和o厦w来郑w桥i纠d庭t妹h悼代4洁0殊夜m用e绩t菌e太r侮s含粮w耻i配t帝h稍元f貌i焦v书e客柱g筋a付t兼e原堵h及o锋l傅e查,交钟e咱a束c太h马蔽g粱a越t莲e恩张h挣o止l坐e贿丹w跑i公d扮t币h诉小o静f藏纠8费胞m译e禁t或e启r其s撕,张伙t米h效e拍鹊e旱f燕f孕e甘c茫t拾i膏v离e乔n腰e宪s齿s兰曲o炊f哗涛b被u暗c斩k蛾e乔t暖锤e烘n计e淡r征g陶y刷俩d逐i岁s岁s岭i垫p葡a烫t换i蓄o牵n始;朗杂d渠i繁v叔e东r势s默i根o掩n村尝b川u罢i宜l痰d彩i尤n附g净s世惩i书s沙丧a茫坊w脖a查t励e斩r训街i舅n绩l完e欺t侧叼a乌n惹d添县w绑a嗓t拜e哭r校旬d两i韵v锹e潜r汪s现i承o砖n疫罗t奏u亚n主n悠e尊l坚,辽稿t乘h讲e翅过w倍a震t删e授r肤园i美n锁l堂e傻t软童i壮s甘配a抛r葵r保a槽n罩g群e爆d气抱i威n朽钥t只h掏e讽怎u竭p亏s治t僻r饶e忙a扒m筒佩d卖a孟m典,哑茧d绝i疏v坦e抱r喊s先i兰o扬n础宪t桃u鸦n咸n惨e如l俯碗u杠n予d岩e蜓r狐g无r股o聚u卫n端d晃北b是u挥r获i剑e棕d找披p讯i樱p榜e针搏m鹿a饰t奏e些r姑i约a工l宝s荒筒f鄙o演r辩医p期r名e姐s系s梨u油r影e蒙缴s衡t熄e韵e袖l密透p右i排p汉e于卖p手l舟a阳n傲t字馅i矿s盈漆d标i孤v亮i郑d茧e颜d嫩妄i恋n开t告o异搂t绒h留e杀倚m歉a态i颠n昏肚w灵o栋r金k基s清h矛o特p璃盗a容n肉d桨穿w牺o汉r贸k哨s务h索o砖p醋,炊查t斜h脚e静环m陕a包i鸦n万累p捏l蠢a内n臭t聚火c正o烂m阅p样r孟i铜s愿e俘s战撑a殊做g炕e齿n掩e稼r邻a林t旦o补r添,智益t告u俩r伤b凭i厉n页e夕勇l戚a苏y上e带r邻弦a坊n旋d浑叉t临a悠i稿l描柴w翁a所t棋e晚r久烈s拍u早p办p亮l跑y世锐m仿o听d漏e慰池f缝o迎r武互w凑a砌t谁e应r魄闸s垮u幅p幸p挣l势y附,抱徐t么h汉e防r牵e醒袄a手r问e毫斥t泉w袖o漆柿s犹e父t泪s丈滚o醉f与晴p稀o违w队e评r黄外g袭e洒n华e纲r羡a池t盲i时o材n现疗u赤n鞠i竟t兵;蚂卸a螺u梢x臣i溪l厅i衡a贴r秘y丢稀p沸l轰a组n棒t岗维i元s酸燥d捉i燥v海i留d配e负d丙贫i矩n哀t让o傅约t伏w唐o窜诱l茫a考y俱e施r康s尿,咬惩i穗n定陈t辅h揭e麻他m娃a厘i疾n权阔p时o桂w天e粉r俗h抗o慕u脊s狸e放绿b庸e响h天i竿n对d哄.荣技M扛a咱i照n杂异f做e筹a崇t组u渐r挪e唉s嗽佩a拘r载e撤:辰他t默h趟e该膛d梅e件s秤i夫g核n骂自i愤s士扒a绘须s肉m筐a洪l作l望昨t会y枝p恩e招结h佩y弹d甘r待o宽p醉o映w姿e裁r般桨s据t匙a枯t柄i咏o嗓n搭,顷期c伪r译e有s饰t龙铃e安l盏e便v偶a从t鸭i采o楼n去虾i撑s鸣疑n米o惹r杠m墓a疾l扁毁w划a巷t妨e薄r舅所l买e患v刷e拾l豆已e赖l夏e死v别a惯t狼i身o交n都,裤障s维p茄i搭l同l费w罚a索y清刮s沿l滴u奸i拨c街e吵齿g纳a落t踪e晚赠f旱r这e共e业鹿f住l傍o蚊w千.震猾T述h董e场抗s否h黄a壁p课e臣询o贵f识鞭a谁s愚y饼m起m李e免t有r刻i妄c掏a傻l姥大c溉i活r朱c做u华l粥a眯r鲜碗a妈r林c奥h格,晋境l畅e躲f家t机渴h协a蔽l岔f宗洲a斑r塌c悄h谜巡a辨r树c仁h腊龟c粮h扎o叉r叶d贼再c老h桂o劣r馒d让魔l场e悲n竹g肥t读h斩顾i就s必艰g庆r竟e吴a荒t渡e文r巷奇t役h算a桐n啄睁t狠h冻e拦界r姓i嘱g天h袭t殊.Keywords:hydropowerstation,hydraulicbuilding,sluice,gate2.前言：由于社会的快速发展，独山县地区正处于高速发展的时候，对能源的需求量越来越高，特别是电能。修建火力发电厂对环境污染比较大，独山怀境内煤炭资源少，靠引进的话成本高，独山位六硐河上游，水能资源丰富，且水电站对环境污染小，运行成本低，管理方便，且水能是可持续发展的能源，所以特在独山县境内六硐河上修筑水电站。七家田电站位于独山县西北部万麻乡七家田村境内，所在河流为珠江流域红水河水系六硐河上游段，六硐河在贵州省黔南境内河长106.9km,天然落差948m,平均比降8.8%，多年平均流量，理论蕴藏量。地形地质条件都适合修建水电站。贵州省属于西南地区，水资源丰富，蕴藏的水资源能量较多，已经开发利用的很少，而且贵州属于典型的卡斯特地貌，地下多岩溶，水土流失严重，虽然水资源丰富，但是人均可利用的水资源少，为了加大对水资源的利用率；提高人民的生活质量和水平；对水土资源进行保持；改善生态环境，建设水电站是一个有效的方法。七家田电站不仅可以防洪发电，还可以为独山县内居民提供生活用水，改善了当地人民的生活质量，对当地的经济发展和生态环境的保护有很大的促进作用。本次设计的范围主要是水电站的挡水建筑物部分和发电厂房部分，对于发电部分涉及的方面比较少，只进行了发电机组的尺寸和安装高程设计，以及尾水管方面设计。挡水建筑物设计为非对称的双曲拱坝，坝身泄水，鼻坎挑流消能，不设闸门，设有五个闸孔自由出流。坝体上游设有取水口，取水口和厂房之间用压力钢管连接。水电站厂房是水电站主要的建筑物之一，是将水能转化为电能的综合场所，厂房中安装水轮机、发电机和各种辅助设备。通过把水能转化为机械能最后转化为电能，经升压变压器输入电网，最后送往用户。本设计课题在国内外已经发展成熟，世界已经建成的双曲拱坝高达3百多米，有一套很成熟的计算方法很设计方法。本次设计的指导思想是，求真务实、态度严谨、认真刻苦、把其当成一个实际工程来设计，要有强烈的责任感。本设计主要解决的问题是，解决独山县内水土流失问题，改善独山县居民的生活水平，提高水资源的利用率。由于本次毕业设计涉及的知识面很广，工程量很大，个人能力有限，在设计与计算的过程中难免存在一些的问题，敬请各位老师批评指正。3.方案比较：3.1.坝址选择：根据工程地质资料和工程地质图，适合修建大坝的地方有个，一个是工程图的上游处，此处地质条件较好，两岸坡度大小差不多，河谷形状呈V型适合修建大坝，另一个是大坝的中下游，此处地质地形条件良好，河谷呈U型，两岸坡度大小相差不大，适合建造大坝。七家田电站上坝址三个设计代表年各月来水过程推算成果表月份丰水年p=10％平水年p=50％枯水年p=90％分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）58.413.230.838.929.825.7618.128.5312.916.324.721.373656.710.212.81311.3816.726.2211.1144.53.996.810.77.79.732.6103.25.1110.212.92.21.9111.72.72.93.62.32121.21.931.92.51.81.5111.621.623.53211.631.72.12.21.931.52.322.521.744.46.8678.8119.5合计100157.5100126.110086.3七家田电站下坝址三个设计代表年各月来水过程推算成果表月份丰水年p=10％平水年p=50％枯水年p=90％分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）58.413.430.839.329.825.9618.128.812.916.424.721.573657.210.212.91311.4816.726.511.114.14.53.996.810.87.79.832.6103.25.210.2132.21.9111.72.72.93.72.32121.21.91.92.51.81.6111.61.623.53.1211.61.72.12.21.931.52.322.621.744.46.978.9119.6合计100158.9100127.310087.1七家田电站上坝址洪水过程线形状图七家田电站上坝址设计洪水过程线推算成果表p=0.2％,Qp=1569.4p=2％,Qp=1101.0p=3.3％,Qp=1009.2p=5％,Qp=912.7p=20％,Qp=597.3ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)00000000002.4156.92.4110.12.4100.9291.32.459.74.2863.24.2605.64.2555.14502.04328.561569.461101.061109.26912.76597.39941.69660.69665.59547.69358.412313.912220.212221.812182.512119.520104.62073.42073.92060.82039.8240240240240240七家田电站下坝址洪水过程线形状图七家田电站下坝址设计洪水过程线推算成果表p=0.2％,Qp=1719.6p=2％,Qp=1206.4p=3.3％,Qp=1105.8p=5％,Qp=1000p=20％,Qp=682.5ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)000000000021722120.62110.62100268.34945.84663.54608.245504375.461719.661206.461105.8610006682.591031.89723.89663.596009409.512343.912241.312221.21220012136.520114.62080.42073.72066.72045.5240240240240240经比较得上坝址比较合适，选择上坝址。3.2.厂址选择：根据工程地质资料和地形地质图可已看出，适合修建厂房的的地址位于河道左岸靠近下游的地方，此处地形较为平坦，地址条件比较好，而且距离公路比较近，交通方便，经综合考虑将厂址定为此处。3.3.坝型选择：3.31重力坝重力坝是用混凝土或石料等材料建筑，主要依靠坝体自身自重产生的抗滑力保持稳定的坝；同时依靠坝体自重产生的压应力来抵消由水压力所引起的拉应力。重力坝的优点：（1）结构作用明确，设计方法简便，安全可靠。（2）对地形、地质适应性强。（3）枢纽泄洪问题容易解决。（4）便与施工导流。（5）施工方便。重力坝的缺点：（1）剖面尺寸大，材料用量多。（2）坝体应力较低，材料的强度不能充分发挥。（3）坝体与地面接触面大，扬压力大，对稳定不利。（4）体积大，水化热与收缩会产生应力，需要严格控制。3.32拱坝拱坝是固接于基岩的空间壳体结构，在平面上呈现向上游凸的拱形，其拱冠剖面呈竖直的或向上游突出的曲线形。坝体结构有拱作用和梁作用，其承受的荷载一部分通过拱的作用压向两岸，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩，与其他坝型相比，具有以下特点：（1）依靠两岸拱端得反作用力，对坝址的地形、地质条件要求较高，对地基处理要求也较严格。（2）拱坝结构属于高次超静定结构，超载能力比较强，安全度较高，当外荷载增大或坝体的一部分局部裂开时，坝体的拱和梁作用将会自行调整，使坝体应力重新分配。（3）拱坝的坝体不设永久伸缩缝，温度变化和基岩变形对坝体应力的影响较显著，必须考虑温度作用的荷载。电站位于独山县麻万镇七家田河段，地貌主要以台状、脊状中山为主，海拔在300～760m之间，山岭、沟谷的走向与构造线方向基本一致。坝址区河谷为不对称“U”型顺向河谷。左岸坡较陡。右岸相对较缓。据地表地质工作调查，坝址区出露地层主要有第四系（Q）、寒武系中统都红水河组（Є2d）地层。岩性由新至老依次为：第四系（Q）第四系洪积、冲积层（Qal+pl）：主要为洪积、冲积卵石、砂、泥质砂土等。分布于河床及阶地上。坝址区厚度4～8m。第四系残积、坡积层（Qel+dl）：主要为残坡积砾质、砂质粘土、砂砾和岩屑等。广泛分布于区内。坝址区厚度2～6m，右坝肩较厚。寒武系中统（Є2）都红水河组（Є2d）：上部为灰黑色砂质页岩夹白云岩及泥质灰岩。下部为黄绿色页岩，偶夹薄层泥质灰岩或灰岩及少量炭质页岩。相对隔水层，局部为含（透）水层。分布于两坝肩及库首。厚度大于100m。坝区内岩层走向为近SN向，倾向为W，倾角17°～20°，倾角相对较缓。坝区地质构造主要为节理裂隙发育为主，库首右岸发育的七家田断层，距右坝肩约400m，倾向右岸，对水库和大坝的影响不大。坝区内节理裂隙发育，主要有走向为N5°、N50°、N75°、N100°共4组。其中以走向N5°、N100°这2组较发育，为共轭“X”型节理。裂隙多为砂泥质充填。坝区内地下水埋藏较浅，两坝肩均有泉点出露，但流量较小。并补给库水。坝区水文地质条件较好，不存在深层渗漏问题。考虑地形地质条件，两种坝型都适合，然而在经济比较与施工量比较上，修建拱坝更为经济合理，所以选择拱坝坝型。按不同分类原则，拱坝可分为如下一些类型：（1）按建筑材料和施工方法分类。可分为常规混凝土拱坝、碾压混凝土拱坝和砌石坝。（2）按坝高度和体型分类。1）按坝高分类：大于70m的为高坝，30m~70m的为中坝、小于30m的为低坝。2）按拱圈线型分类：可分为单心圆拱坝、双心圆拱坝、三心圆拱坝、抛物线拱坝、对数螺旋线拱坝、椭圆拱坝等。3）按坝面曲率分类：只有水平向曲率，而各悬臂梁的上游面铅直的拱坝成为单曲拱坝；水平和竖直向都有曲率的拱坝称为双曲拱坝。（3）按拱坝的结构构造分类。通常拱坝多将拱端嵌固在岩基上。在靠近坝基周边设置永久缝的周边缝拱坝；坝体内有较大空腔的拱坝称为空腹拱坝。3.33综上：坝型选择双心圆双曲拱坝此坝为中坝3.4.结论：经比较得，本设计方案为，坝址选在此河段的中下游；厂址选在此河段下游左岸；坝型为双心圆双曲拱坝，为实心中坝。4.枢纽布置：4.1.坝体布置：坝体放在此河段的中下游，坝体的中心线为坝底中心线，大概位于河谷中央，中心线方向为北偏西10︒。冲沙孔布置在坝体左半拱上。坝顶交通桥宽3米不过车。坝后也设有交通桥。4.2.取水口布置：取水口布置在坝体上游约20米处，为竖井式，取水口前部分为矩形，后面导成圆形再接压力钢管，压力钢管的布置形式为地下埋管，转弯半径为5倍管径，转弯角度为120︒。压力钢管长度为198米，压力钢管通到主厂房的水轮机层，和水轮机的金属蜗壳相连。水轮机的供水方式为联合供水。总共有两台机组，压力钢管末端分叉为两根对称钢管分别进行供水。4.3.厂房和公路布置：厂房布置在坝体下游约一百米处，离原有公路比较近，交通方便，厂房分为主厂房和副厂房，副厂房布置在主厂房后面，紧挨着主厂房，尾水管和厂房垂直，与河道的夹角约为60°。主厂房的左侧设一个升压站。公路和原有公路相接，公路宽为6米，坡度为10%，公路顺着等高线布置，先经过厂房区，再到坝体处分出一条路和坝顶交通桥相连，主干道和取水口的启闭机室相连。公路在厂房、大坝、取水口处都设有回车场。5.坝高的确定：5.1.水文资料5.1.1流域概况七家田电站位于独山县西北部麻万乡七家田村境内，所在河流为珠江流域红水河水系六硐河上游河段，六硐河是曹渡河左岸的一级支流。六硐河发源于独山县甲定乡的嘎加山，河源高程1350m，流经平塘县城至翁大寨入桂境，经交里至黔桂交界处雅里注入曹渡河。六硐河在贵州省黔南境内河长106.9km，天然落差948m（含界河段），平均比降8.8‰，河流面积2970km2，多年平均流量56.5m3/s，理论蕴藏量141.1MW。六硐河流域在云贵高原东南坡向广西丘陵过渡地带上，境内地势由北向南逐渐倾斜，地势起伏高差明显，海拔多在600～900m之间。七家田电站所处七家田村位于东经107°30′，北纬25°53′～25°55′之间，距独山县城13km。电站位于的河段从都匀打力进入独山境内，到七家田后又从独山进入都匀境内，河流在独山境内全长11.2km，落差27.8m，河床比降1.348‰，拟利用独山境内河段修建七家田电站。电站上游无规划电站，下游有建成新桥电站，总装机640kw，坝顶高程742.7m，取水高程738m。5.1.2气象独山县气候属中亚热带季风气候，年平均气温15℃，最冷月一月平均温度4.9℃，极端最低气温－8℃；最热月七月平均气温23.4℃，极端最高气温34.4℃。由于县境地势比邻县地势稍高，因此冬夏气温都较周围各县略低。七家田水电站所属六硐河流域属于中亚热带季风湿润气候区，纬度较低，海拔较高，故有亚热带高原山地季风湿润气候的特征，冬无严寒，夏无酷暑，雨量充足，雨热同季，日照较少，立体气候明显。项目区多年平均气温17℃，年无霜期317天，多年平均降雨量1350mm，汛期（5～9月）占全年降雨65％以上，平均湿度80％，日照1317小时。5.1.3径流七家田电站位于六硐河中上游，流域内有墨冲雨量站、平湖水文站、独山气象站，本次设计主要采用这三个站点分析比较。各特征参数比较表见表1。表1各特征参数比较表项目多年平均降雨量（mm）年径流系数ɑ年限多年平均径流深Y(mm)墨冲雨量站1313.8——1961～2003——平湖水文站13530.471961～2003（缺测六年）636独山气象站1328.4——1951～2001——《地表水资源手册》13500.48650采用值13530.47636综合比较后，考虑到墨冲雨量站、平湖水文站同属六硐河流域，但七家田电站水库坝址和平湖水文站相比较为接近，且气候下垫面等条件基本一致，而且平湖水文站有1961～2003年（其中六年缺测）共37年的实测资料，资料系列长，精度高，资料的代表性、可靠性、一致性较好，决定本次设计主要采用平湖水文站资料作为计算依据。坝址处多年平均流量、多年平均径流量考虑到七家田水库坝址与平湖水文站同属六硐河流域，气候及下垫面等条件基本一致,而且平湖水文站有1961～2003年（其中6年资料缺测）共37年的实测径流资料，因此把平湖水文站多年平均年径流量按面积比拟到七家田水库坝址，得到七家田电站水库坝址径流参数见下表2。表2七家田电站各水库坝址径流参数成果表项目上坝址下坝址备注主坝副坝流域面积（km2）465.263.2533.2径流深636mm多年平均流量（m3/s）9.421.2810.8多年平均径流量（亿m3）2.960.403.39坝址各特征年径流量由表2可知上坝址副坝流量相对主坝而言比较小，故上坝址主坝和副坝径流计算可按照整体计算。利用平湖水文站1961～2003年（其中6年资料缺测）共37年的实测径流资料得到七家田水库坝址Cv=0.28,Cs=2Cv，各频率年径流量成果见表3。表3七家田电站坝址各特征年经流量计算成果表P(%)0.10.20.332520509095备注Kp2.102.01.931.661.501.2240.9760.6760.602=636mmCv＝0.28Cs=2CvYp(mm)1335.61272.01227.481055.8954778.5620.7429.9382.9Wp上(万m3)70573.167212.564860.055786.450409.441134.032799.722717.820231.0Wp下(万m3)71216.967825.665451.756295.250869.241509.333098.922925.120415.5代表年（丰、平、枯）各月平均流量推求七家田电站采用代表年法进行水能计算，以P=10％（1993年）代表丰水年，P=50％（1984年）代表平水年，P=90％（2003年）代表枯水年，上坝址的平均流量分别为13.1m3/s,10.5m3/s,6.9m3/s；下坝址的平均流量分别为13.2m3/s,10.6m3/s,7.3m3/s。七家田电站三个设计代表年各月来水过程推算成果分别见表4、表5。表4七家田电站上坝址三个设计代表年各月来水过程推算成果表月份丰水年p=10％平水年p=50％枯水年p=90％分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）58.413.230.838.929.825.7618.128.5312.916.324.721.373656.710.212.81311.3816.726.2211.1144.53.996.810.77.79.732.6103.25.1110.212.92.21.9111.72.72.93.62.32121.21.931.92.51.81.5111.621.623.53211.631.72.12.21.931.52.322.521.744.46.8678.8119.5合计100157.5100126.110086.3表5七家田电站下坝址三个设计代表年各月来水过程推算成果表月份丰水年p=10％平水年p=50％枯水年p=90％分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）58.413.430.839.329.825.9618.128.812.916.424.721.573657.210.212.91311.4816.726.511.114.14.53.996.810.87.79.832.6103.25.210.2132.21.9111.72.72.93.72.32121.21.91.92.51.81.6111.61.623.53.1211.61.72.12.21.931.52.322.621.744.46.978.9119.6合计100158.9100127.310087.15.1.4洪水流域洪水由暴雨汇流形成，设计河段无实测洪水资料，设计暴雨由暴雨资料间接推求。设计暴雨查《贵州省暴雨洪水计算实用手册》年最大24小时点雨量等值线图、年最大24小时点雨量Cv等值线图得流域年内最大24小时点雨量均值＝100mm，Cv＝0.47，取Cs＝3.5Cv。用平湖水文站1960年～2003年共43年实测最大日暴雨资料进行P-Ⅲ型曲线适线，求得多年平均最大日暴雨量＝83mm，Cv＝0.43，Cs＝3.5Cv，（附理论频率曲线图）。取最大24小时暴雨量与最大日暴雨量的换算系数为1.12，则平湖水文站年最大24小时暴雨量均值为＝93mm，Cv＝0.43，取Cs＝3.5Cv。用墨冲雨量站1964～2003年共39年实测最大日暴雨量资料进行P-Ⅲ型曲线适线，求得多年平均最大日暴雨量＝94.3mm，Cv＝0.42，Cs＝3.5Cv，（附理论频率曲线图）。取最大24小时暴雨量和最大日暴雨量的换算系数为1.12，则墨冲雨量站年最大24小时暴雨量均值为＝105.6mm，Cv＝0.42，取Cs＝3.5Cv。由以上就算可知，平湖水文站年最大24小时暴雨量均值较等值线图小，由于手册资料年限为1961～1975共计15年，而平湖水文站有1967～2003年共计37年的实测资料，墨冲雨量站处在平湖水文站上游，受气候、下垫面等条件影响，故平湖水文站设计暴雨计算结果偏小是合理的。综合考虑最终采用平湖水文站资料作为主要设计依据。七家田水库工程各频率设计年最大24小时暴雨量见下表：七家田水库工程各频率设计年最大24小时暴雨量表表6单位：mmP％0.050.10.20.33123.3351020备注Kp3.693.253.012.822.432.182.031.841.571.30＝93mmCv＝0.43,Cs＝3.5CvH24p343.2302.3279.9262.3226.0202.7188.8171.1146.0120.9设计洪水（1）设计洪峰流量平湖水文站有1960年至今历年实测最大洪峰流量，本次利用的资料系列为1960～2003年共46年（加入1924年和1954年两次历史洪水），利用P-Ⅲ型曲线适线后得到平湖水文站设计洪水统计参数为：＝1030m3/s,Cv=0.45,Cs=4Cv（附理论频率曲线）。平湖水文站各频率设计洪峰流量见下表：平湖水文站各频率设计洪峰流量成果表表7单位：m3/sP％0.050.10.20.33123.3351020备注Kp4.073.543.253.032.582.282.091.891.591.29Qp＝1030m3/sCv＝0.45,Cs＝4CvQp4192.13646.23347.53120.92657.42348.42152.71946.71637.71328.7根据七家田水库各频率最大24小时暴雨量推求设计洪峰流量七家田水库工程控制流域面积300≤F＜1000km2,所以洪峰流量公式为：Qp＝0.674·ｒ0.922·ｆ0.125·J0.082·F0.723·[C·Kp·]1.23Qp——洪峰流量r——流域汇流系数，r＝0.064ｆ——流域形状系数，ｆ＝F/L2，ｆ上＝0.1480，ｆ下＝0.1658，J——坡降，J上＝2.1‰，J下＝2.2‰F——流域面积，F上＝465.2km2,F下＝533.22km2C——洪峰径流系数，0.79～0.91七家田水库各频率设计洪峰流量成果表表8单位：m3/sP％0.050.10.20.33123.3351020备注Qp上2583.32183.71970.41794.71473.91262.71142.5990.7787.0587.3Qp下2902.72453.42214.62016.81656.21419.31283.81113.5884.5659.9（2）设计洪水总量1平湖水文站最大1日、3日设计洪水总量根据平湖水文站1978～2003年（其中3年资料缺测）共23年最大一日、3日洪水总量，经分析统计，用P-Ⅲ型曲线适线后得到平湖水文站最大一日、3日设计洪水总量见下表：（附理论频率曲线）平湖水文站各频率最大1日及3日设计洪水总量表表9单位：亿m3P％0.050.10.20.33123.33510备注Kp5.104.373.983.753.012.662.432.141.74＝0.479亿m3,Cv=0.57,Cs=3.5CvWp1日2.442.091.911.801.441.271.161.030.83Kp5.424.624.203.953.202.762.512.201.77＝0.919亿m3,Cv=0.6,Cs=3.5CvWp3日4.984.253.863.632.942.542.312.021.63平湖水文站最大24小时、72小时设计洪水总量平湖水文站各频率最大24小时、72小时设计洪水总量表表10单位：亿m3P％0.050.10.20.33123.33510备注Wp242.742.342.142.021.611.431.301.150.93＝0.536亿m3,Cv=0.57,Cs=3.5CvWp725.334.544.133.883.152.712.472.161.74＝0.983亿m3,Cv=0.6,Cs=3.5Cv3计算平湖水文站设计洪水总量平湖水文站最大24小时暴雨洪水总量表11单位：亿m3P％0.050.10.20.33123.33510备注W2.742.342.142.021.611.431.301.150.93用设计频率24小时暴雨量计算洪水总量七家田水库坝址各频率24小时暴雨洪水总量按下式计算：Wp＝0.1·C·Hp·F（亿m3）式中：Wp—设计频率24小时暴雨洪水总量（亿m3）；—单位换算系数；C—洪水径流系数，随暴雨量的增大而增大；Hp—设计频率24小时暴雨量；F—水库流域面积，F上＝465.2km2，F下＝533.22km2；七家田水库工程各频率24小时暴雨洪水总量表12单位：亿m3P％0.050.10.20.33123.33510备注Wp上1.481.291.191.100.940.830.770.680.56Wp下1.701.481.361.31.080.950.870.780.65（三）七家田水库工程设计洪水1、七家田水库设计洪峰流量七家田水库工程上坝址流域面积为465.2km2,下坝址流域面积为533.2km2,分别用水文比拟法计算洪峰流量。水文比拟法：Qp甲＝（F甲/F平）n·Qp平式中：Qp甲——坝址设计洪峰流量（m3/s）F甲——坝址以上流域集雨面积n——面积影响指数，n＝0.67七家田水库设计洪峰流量计算成果表表13单位：m3/sP％0.050.10.20.33123.33510备注Qp上1965.41709.41569.41463.21245.91101.01009.2912.7767.8水文站Qp下2153.51873.11719.61603.21365.11206.41105.81000841.3Qp上2583.32183.71970.41794.71473.91262.71142.5990.7787.0雨量站Qp下2902.72453.42214.62016.81656.21419.31283.81113.5884.5由以上计算结果可以看出，水文站的成果比雨量站的成果偏小，这是由于墨冲雨量站处在平湖水文站上游，并且采用雨量站资料进行洪峰计算并没有考虑蒸发、渗漏损失，所以计算结果偏小是合理的。2、七家田水库设计洪水总量七家田水库坝址设计洪水总量根据平湖水文站设计洪水总量成果采用水文比拟法推算，推算公式如下：水文比拟法:Wp＝(F甲/F平)n·Wp平式中：Wp——设计洪水总量（亿m3）n——指数，取0.84七家田水库设计洪水总量计算成果表表14单位：亿m3P％0.050.10.20.33123.33510备注Wp上1.060.910.830.780.930.550.500.440.36水文站Wp下1.191.020.930.880.700.620.560.500.40Wp上1.681.471.351.251.070.940.870.770.64雨量站Wp下1.701.481.361.31.080.950.870.780.65由以上结果看出，雨量站计算出的洪水总量较水文站结果偏小，所以是合理的。3洪水过程线根据设计24小时暴雨洪水，按洪量用频率控制，采用单峰型概化洪水过程线，洪水过程线如图1～2，时间流量关系表如表16～17。图1七家田电站上坝址洪水过程线形状图表15七家田电站上坝址设计洪水过程线推算成果表p=0.2％,Qp=1569.4p=2％,Qp=1101.0p=3.3％,Qp=1009.2p=5％,Qp=912.7p=20％,Qp=597.3ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)00000000002.4156.92.4110.12.4100.9291.32.459.74.2863.24.2605.64.2555.14502.04328.561569.461101.061109.26912.76597.39941.69660.69665.59547.69358.412313.912220.212221.812182.512119.520104.62073.42073.92060.82039.8240240240240240图2七家田电站下坝址洪水过程线形状图表16七家田电站下坝址设计洪水过程线推算成果表p=0.2％,Qp=1719.6p=2％,Qp=1206.4p=3.3％,Qp=1105.8p=5％,Qp=1000p=20％,Qp=682.5ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)000000000021722120.62110.62100268.34945.84663.54608.245504375.461719.661206.461105.8610006682.591031.89723.89663.596009409.512343.912241.312221.21220012136.520114.62080.42073.72066.72045.52402402402402405.1.5泥沙及淤积独山县植被属中亚热带常绿阔叶林，天然植被多遭破坏，现存有限，设计流域森林覆盖率只有17.1％，故河流输沙较为严重。七家田电站水库坝址处无实测泥沙资料，查看《贵州省地表水资源》中贵州省悬移质多年平均输沙模数分区图，该流域悬移质多年平均输沙模数G＝100～200t/km2。结合现场查勘情况分析确定，七家田电站水库坝址悬移质多年平均输沙量为G=120t/km2,推移质按悬移质的30％计算。则水库输沙量为上坝址：Ws=1.3×120×528.4/1.3＝6.34万m3；下坝址：Ws=1.3×120×533.22/1.3＝6.4万m3；根据泥沙分析结果，采用“库容淤损率法”进行淤积计算，水库使用年限为30年计，则上坝址总淤积量为119万m3,下坝址总淤积量为122.8万m3,查库容曲线得相应淤沙高程分别为759.4m，760.6m。5.1.6坝址及厂址水位～流量关系曲线七家田电站为坝后式电站，厂址紧邻坝址，可共用水位～流量关系曲线。根据实测地形图，河道坡降及现场估计糙率，采用曼宁公式计算。经分析与现场查勘，该河段糙率为0.04，水面比降由实测纵断面及测时水面线推算为1.2‰。水位流量关系曲线见下表和下图3。表17水位～流量关系表水位Z(m)过水面积A(m2)湿周X(m)水力半径R(m)流量Q(m3/s)740.2600007415.6115.560.36062.4674238.6929.831.297239.8674343.8430.721.426948.12744112.9241.472.7230190.69745131.4044.032.9847235.90746175.5248.173.6436359.93747211.2650.904.1505472.523748282.0655.975.0391717.96749343.8160.035.7276953.15750410.7164.066.41121227.50751440.7765.606.71891359.16752470.9567.177.01121494.05753565.1171.597.89361940.19754629.2274.548.44132259.12755695.8677.418.98902605.31图3七家田电站下游水位～流量关系曲线七家田电站下游水位流量关系曲线七家田电站下游水位流量关系曲线74074274474674875075275405001000150020002500流量Q(m^3/s)水位（m)5.2坝区工程地质资料：5.2.1概况电站位于独山县麻万镇七家田河段，地貌主要以台状、脊状中山为主，海拔在300～760m之间，山岭、沟谷的走向与构造线方向基本一致。坝址区河谷为不对称“U”型顺向河谷。左岸坡较陡。右岸相对较缓。据地表地质工作调查，坝址区出露地层主要有第四系（Q）、寒武系中统都红水河组（Є2d）地层。岩性由新至老依次为：第四系（Q）第四系洪积、冲积层（Qal+pl）：主要为洪积、冲积卵石、砂、泥质砂土等。分布于河床及阶地上。坝址区厚度4～8m。第四系残积、坡积层（Qel+dl）：主要为残坡积砾质、砂质粘土、砂砾和岩屑等。广泛分布于区内。坝址区厚度2～6m，右坝肩较厚。寒武系中统（Є2）都红水河组（Є2d）：上部为灰黑色砂质页岩夹白云岩及泥质灰岩。下部为黄绿色页岩，偶夹薄层泥质灰岩或灰岩及少量炭质页岩。相对隔水层，局部为含（透）水层。分布于两坝肩及库首。厚度大于100m。坝区内岩层走向为近SN向，倾向为W，倾角17°～20°，倾角相对较缓。坝区地质构造主要为节理裂隙发育为主，库首右岸发育的七家田断层，距右坝肩约400m，倾向右岸，对水库和大坝的影响不大。坝区内节理裂隙发育，主要有走向为N5°、N50°、N75°、N100°共4组。其中以走向N5°、N100°这2组较发育，为共轭“X”型节理。裂隙多为砂泥质充填。坝区内地下水埋藏较浅，两坝肩均有泉点出露，但流量较小。并补给库水。坝区水文地质条件较好，不存在深层渗漏问题。5.2.2岩石物理力学性质本工程坝基出露地层为寒武系中统都红水河组（Є2d）页岩夹白云岩及泥质灰岩等，其物理力学参数经验参考值为：抗压强度R＝80MPa弹性模量E＝0.7×104Mpa白桑比μ＝0.22摩察系数f＝0.4～0.75.2.3天然建筑材料本工程共需块石m3，碎石m3，砂m3。库区内无可开采料场，经勘察，选定料场位于下游1.5km处，需要新修2.5公里的施工道路。料场为泥盆系上统尧梭组（D3y）的浅灰至深灰色中至厚层白云质灰岩，顶部多为灰黑色厚层至块状“豆石”灰岩。岩石质地良好，盖层薄，开采条件好，储量150×104m3以上，可满足本工程的需要。5.2.4特征水位的选择七家田电站是一座以发电为主的径流式小（一）型水电工程，电站设计保证率初拟为P＝90％。由于七家田电站各坝址尾水位受地形条件的影响，正常蓄水位受淹没指标的控制，故根据坝址的不同，电站的特征水位会略微有所不同。5.2.5水库正常蓄水位的选择七家田电站水库淹没是影响正常蓄水位的决定因素，电站正常蓄水位主要是根据水库上游淹没的农田和居民房高程来确定的。当正常蓄水位高于770m高程后，上游淹没农田和居民数量较大，涉及赔偿数额较大，故初步拟定七家田电站正常蓄水位为770m。附七家田电站水库水位～库容、面积关系曲线。七家田电站下游水位流量关系曲线七家田电站下游水位流量关系曲线74074274474674875075275405001000150020002500流量Q(m^3/s)水位（m)5.2.6坝体各个水位计流量：主要建筑物特征水位及流量序号部位项目单位数量备注1水库校核洪水位（P=0.5%）m776.832设计洪水位（P=3.3%）m775.493正常蓄水位m770.004死水位m766.005校核洪水位最大下泄流量m3/s14286相应下游水位m751.6257设计洪水位最大下泄流量m3/s10298相应下游水位m749.259淤沙高程m759.45.2.7确定开挖高程：根据坝高小于50米时，可建在弱风化中下部至上部基岩上，及其他相关条件，选择坝底高程为735m。水位高程（m）相应坝前水深（m）正常蓄水位77035设计洪水位775.4940.49校核洪水位776.8341.835.2.8综上：由以上资料和附录1的计算书可得坝顶高程为778.120m。6.应力计算：6.1.在正常蓄水位加温降的工况下算出的坝体左半拱最大的拉应力出现在最底层为1.15合格；坝体右半拱最大拉应力出现在倒数第二层拱圈为1.147合格。6.2.在设计洪水位加温升的工况下算出的坝体左半拱最大拉应力出现在倒数第二层为零，合格；坝体右半拱最大拉应力出现在最底层，为零，合格。6.3.在校核洪水位加温升的工况下算出的坝体左半拱最大拉应力出现在最底层为0.3合格；坝体右半拱最大拉应力出现在最底层为零，合格。坝肩稳定计算：7.1.为什么平面稳定分析法进行拱座稳定分析1、分层计算比较简捷，成果常偏于安全。2、分层计算可大致判断出坝体各高程在失稳问题上的相对安全度，便于发现坝体的薄弱部位，为进一步分析或专门处理提供情况；3、在实际工程中，水平软弱面往往成组存在，与陡倾面相互切割，需要在坝体不同高程上验算稳定度。这时，采用平面分析基本比较合理。平面稳定分析中系切取拱坝某一高程的平面图形进行稳定核算。计算中，荷载和抗力都取一定高度△Ｚ为准，通常取△Ｚ＝１m来考虑。为通用性强些，考虑侧裂面为高倾角结构面，且倾向河床。7.2.计算方法根据要求我们只算第二层拱圈和第五层拱圈的坝肩稳定。因为第五层拱圈在地面以下抗滑体无限大不用进行计算。根据实际情况在资料所给的四组裂隙中，只有N5那组要进行计算，其他都对坝肩稳定影响不大。坝区内节理裂隙发育，主要有走向为N5°、N50°、N75°、N100°共4组。其中以走向N5°、N100°这2组较发育，为共轭“X”型节理。裂隙多为砂泥质充填。所打得裂隙剖面如下：根据公式可算出,即可进行稳定分析。7.3.计算结果：7.3.1工况为正常水位加温降时左坝肩，合格；右坝肩，合格。7.3.2工况为设计洪水位加温升时左坝肩，合格；右坝肩，合格。7.3.3工况为校核洪水位加温升时左坝肩，合格；右坝肩，合格。8.溢流坝段设计：8.1.溢流曲线：溢流曲线分为三个部分分别为，三圆弧段、WES曲线段、反弧段。相应参数见下表：三圆弧段参数表5.122.561.0240.20480.8961.4131.44WES曲线段参数表x0.0001.0002.0003.0004.0005.0006.0007.0008.000y0.0000.1250.4510.9541.6252.4553.4394.5745.856反弧段参数表溢流剖面10.90.41140.2230.8100.5881.5568.2.闸孔设计：根据资料和计算得出溢流净宽为40m,设置五道闸孔，每道闸孔宽8m，每个闸墩下游面宽1m，且闸墩的中心线方向为镜像五道闸门关于坝体中心线完全对称，两个闸墩间的距离等宽为8m。闸墩之间的圆弧线的半径和左半拱堰顶拱圈半径相等。8.3.消能设计：消能方式采用鼻坎挑流的的方式，坎顶高程为766.990m，根据公式和分别算出设计洪水位和校核洪水位相应的挑距和冲坑深度为：9.冲沙底孔设计：1.根据坝体形状和地形地质条件，冲沙底孔放在坝体左岸，冲沙孔的中心线为坝体第三层拱圈的径向，冲砂底孔设有两道闸门，前面为检修闸门，后面为工作闸门，检修这门为平板闸门，工作闸门为弧形闸门，检修闸门的检修平台高程就是坝顶高程，坝顶和检修平台之间用2m宽的交通桥连接。2.冲沙底孔的高程定为淤沙高程，759.4m，孔口前端为喇叭形，上部分为椭圆曲线，公式为，下部分为圆弧线，，中间为的矩形段，末端为长方形。检修闸门厚度为1m，工作闸门启闭机室在坝后工作闸门上方，检修闸门旁设有通气孔，通气孔的直径为。10.进水口设计：1.本工程引水隧洞长198m，进水口位于拦河大坝左岸上游约20m处，竖井式，由进口挡墙、拦污栅、喇叭口、闸门井、渐变段、启闭机房和交通桥等组成。采用混凝土挡墙及衬护。2.进水口顶板高程到死水位的距离要大于最小淹没深度，电站设计引用流量为，孔口尺寸为，根据:得，。最小淹没深度公式为，，，死水位高程为766.000m，由此可把进水口顶板高程设为762.000m。进水口上部喇叭口味椭圆曲线，方程为：3.拦污栅布置成倾角的斜拉式，检修平台高程770.00m，上面1m高的挡水墙。闸门井内设置一道事故检修闸门，闸门厚0.8m，门后设一直径为0.8m的通气孔，出口高程777.00m高于校核洪水位776.83m。闸门井后面接5.3m渐变段，由的方形变为直径2m的圆形断面，与发电机饮水隧洞的压力钢管衔接。4.饮水隧洞的形式为地下埋管，为厚度1cm的钢管，钢管与围岩之间用混凝土衬砌。总长度为198m。转弯半径为5倍的管径，转弯角度为120°，供水方式为联合供水。11.厂房设计：11.1.概况及基本资料七家田电站为日调节径流式电站。采用挡河大坝形成发电水头，坝高30m，总库容104m3。利用左岸隧洞引水发电。厂房和开关站均为地面式。电站总装机2×1600kW，设计水头25m，设计引用流量16m3/s，设计保证率90%，年利用小时3493h，年发电量1118万kW·h，保证出力304kW。2.主机选型根据水文水能计算及水轮机运行工况，确定机组额定水头He=25m，额定流量Qe=2×7.7m3/s。通过水力及机组选型计算，初定转轮直径D1=110cm，额定转速n=375r/min，机组设计工况下单位转速r/min，单位流量Q1pm3/s，根据国内现有转轮比选，本次项目建议书阶段初选主机转轮型号为HLF13，水轮机型号初定为HLF13－LJ－110，与之配套发电机型号为SF1600－16/2600。设计工况下水轮机效率η水=89.4%(效率修正△η=-3%)；发电机效率η发≥93%；水轮机安装吸出高度Hs'=Hs-b0/2=10-▽/900-K·σ·Hmax-b0/2≤+4.4m，其中气蚀修正系数K=1.15,气蚀系数σ=0.136，▽=760m，b0=0.385，水轮机转轮直径D1=1.10m。3主要辅助设备初选进水主阀：φ1500电动蝶阀调速器：步进式微控调速器BWT-1500起重设备：15t电动单梁起重机4电气主接线七家田水电站拟定装机台数为2台，单机容量1600kW。电站发电机电压侧采用单母线设计，发电机出口电压6.3KV，电站设型号为S9—4000/35升压主变1台，升高电压侧采用变压器—线路组接线设计，电站以35KV电压等级接入系统，35KV出线1回经LGJ—95导线14km输电至独山小河110kV变电站35kV母线侧，线路电压损失1.87%,有功功率损失50kW，无功功率损失58kVAR。5.厂用电电站厂用电系统设两台厂用变：1#厂用变S9—160/6及2#厂用变S9—160/35，一台厂用变自6.3KV母线引接电源。另一台厂用变自35KV出线引接电源。两台厂用变低压侧采用备用电源自动投入方式接线设计。主要电器设备见表4-2。表4-2主要电气设备表序号名称及规格单位数量备注一发电机设备1发电机SF1600—12台22微机励磁系统套2二主变设备变压器S9—4000/35台138.5±5%/6.3kv三电气设备135kv配电装置出线柜JYN1—35—11（改）台1母线PT柜JYN1-35-112（改）台126.3kv配电装置进线柜XGN2—10—08Z块2出线柜XGN2—10—08Z块1母线PT柜XGN2-10-65（改）块1励磁柜XGN2-10-65（改）块2励磁变柜XGN2-10-67（改）块2四厂用电系统块1142TM变压器SC8—160/10台110.5±5%/0.4kv241TM变压器SC8—160/6台16.3±5%0.4/kv3进线柜XGN2—10—04Z台1五控制保护设备台11监控系统套12发电机保护屏台23水机自动化屏台24主变及线路保护屏台15公用屏台16直流电源屏套17交流电源屏台18计量屏台1六通讯设备1载波通讯项1七全厂防雷接地1避雷装置项12防雷接地网项13工作接地网项14避雷针座1八其它135kv避雷器Y5WZ—42/134台32电流互感器LDZB-10-D/0.5台6300/5A3穿墙套管CWLB—35/200台64穿墙套管CWLB—10/600台3510kv跌落式熔断器RW3—10台320A地形图、机组及吊车图见图纸。11.2厂区枢纽平面布置主厂房布置：根据工程资料，该电站属于小型电站，压力管道供水方式为联合供水。钢管引进厂房采用正向引进。副厂房布置：主副厂房布置为两层，通风采光良好，厂房与副厂房之间通过楼梯相连，副厂房前设置1.2m宽的走到通向各个房间，厂房内设置中控室、蓄电池室、电缆道和空压机室，行政用房和生活用房。交通和升压布置：根据工程资料，东面地形开阔，坡度较缓，便于对外交通和通电线路出线，升压站布置在东面，进厂公路由东向西进入厂区，主公路分别通向装配间和升压站，装配间门外设置回车场，公路纵坡为10%，公路宽度为6m。尾水道布置：尾水从尾水管流出，设置尾水闸门，该电站为小水头电站，尾水平台上不布置变压器，尾水平台可设置较窄，尾水平台宽为2m，该河流采用梯级开发，发电站尾水应汇入河道下游，保证下游正常灌溉、航运、供水。11.3主厂房设计主厂房由主机室和装配场组成，厂房分为水轮机层和发电机层。厂房顶部安装15T手动双梁桥式吊车一台，用于机组设备的与检修。11.3.1主厂房长度：厂房的长度确定取决于机组段长度、机组台数和装配场长度确定，由此得主厂房的总长度L经计算求得：。11.3.2主厂房宽度：手动梁式吊车长度为10.5m，两侧附加宽度为0.6m，厂房宽度为11.70m装配场位于对外交通道路的一端，宽度与主厂房同宽，长度为机组长度的1.5倍为10.5m。11.3.3厂房平面布置：水轮机、发电机、机旁盘6块，主副厂房地面高程相差3m，设置交通楼梯，宽度为3m，坡度为35°，各种设备之间设置1.5m的检修巡视距离。11.3.4尾水平台布置：该工程水头较小，尾水平台上不需要安放变压器，水流流量小，尾水闸门采用扔人工起吊，尾水平台宽度可设置较窄为2m。11.3.5厂房立面设计水电站的厂房与工业厂房同样是建筑物，但是水电站厂房具有其独特鲜明的风格，对周围的环境有很大的影响，要求厂房建筑物能够创建一个完整的、多功能的、富有感染力的宜人环境，要能和自然融为一体，不会显得格格不入。厂房以下游立面作为主要立面，为单层结构采用高而端的主立面，采用垂直划分。厂房大门宽高比为1:1，厂内单扇门宽高比为1:2，排架柱截面宽与柱高比为1:25,墙裙（台度）高度为1.5m，平屋顶女儿墙高度为1m，厚度为24cm。端墙与窗户宽度比为1:1～3:4.窗户的宽高比为1:1；窗户的宽为2m，高为2m，窗户设在排柱中间，每两根柱子间设置2个窗户。主厂房在右侧设置一个大门大，门宽6m,主厂房左侧设一个小门宽为3m。11.3.6主厂房的剖面设计：根据计算得：水轮机安装高程=747.630m主厂房基础开挖高程=742.320m水轮机层的地面高程发电机安装高程发电机层的楼板高程吊车的安装高程。屋顶高程11.3.7装配厂的高程：装配厂的高程主要取决于对外道路的高程及发电机层楼板的高程。该工程装配场地面高程与发电机层同高即为厂房地面高程，这样交通运输方便，场地宽敞，装配场的顶部高程与主厂房同高为766.710m。11.4.副厂房设计副厂房是机电设备运行、控制、试验、管理和运行人员工作和生活的房间。该工程装机容量小于2.5万KW,因此可以对副厂房组成房间作较多简化。副厂房布置在主厂房上游侧高程比主厂房高2m，分为两层，布置紧凑、电缆短，监视机组方便，主厂房通风采光良好。11.4.1副厂房的布置：副厂房内设置储酸室、蓄电池室、开关室、继电保护室、通风机室、电工实验室、生活用房、行政用房。副厂房前设置1.2m宽的走廊一条，主副产房之间通过楼梯上下，楼梯宽2m。11.4.2副厂房长度、宽度、高度的确定：该工程装机容量小、机组台数少，副厂房宽度可以设置较小为6m，第一层高度为4m，第二层高度为3.5m。根据副厂房内设置的房间确定副厂房长度为25.5m。11.5.交通设计根据工程资料，东面地形开阔，坡度较缓，便于对外交通和通电线路出线，进厂公路由东向西进入厂区，分别通向装配间和升压站，装配间门外设置回车场，公路纵坡为10%，公路宽为6m。结论：本设计为一个水电站的设计，包括挡水建筑物部分、泄水建筑物部分、引水管道部分、厂房部分。设计时虽然遇到不少技术上的问题，但是经过指导老师和同学的帮助都顺利解决了。本设计的价值是：毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。通过毕业设计进一步巩固、加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握，使所学的知识进一步系统化、综合化。使学生获得从事科研工作的初步训练，培养学生的独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际问题的能力，尤其注重培养学生独立获取新知识的能力。培养学生在制定设计方案、设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具书实用等方面的基本工作实践能力，使学生初步掌握科学研究的基本方法、使学生树立具有符合国情和生产实际的正确设计思想和观点；树立严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于与他人合作的工作作风。本设计的优点是结构简化，比较经济。特色是此水电站不设闸门，让其自由出流。本设计的性能还不完善，只能进行初期的评估，还不能定型，由于本人水平有限，设计中有许多技术性的难题尚未深入了解，还有很大的改进空间。13.参考文献：[1]SL285-2003，水利水电工程进水口设计规范[S].北京:中国水利水电出版社，2003[2]SL252-2000，水利水电工程等级划分及洪水标准[S].北京:中国水利水电出版社，2000[3]SL282-2003.混凝土拱坝设计规范[S].北京：中国水利水电出版社,2003.[4]DL/T5079-1997.水电站引水渠道以及前池设计规范[S].北京：中国电力出版社,1998[5]SL266-2001，水电站厂房设计规范[S].北京:中国水利水电出版社，2001[6]SL279-2002，水工隧洞设计规范[S]，北京：中国水利水电出版社，2002[7]华东水利学院.水工设计手册(第二卷地质、水文、建筑材料)[M].北京:水利电力出版社,1982.[8]华东水利学院.水工设计手册(第五卷混凝土坝)[M].北京:水利电力出版社,1982.[9]华东水利学院.水工设计手册(第六卷泄水与过坝建筑物)[M].北京:水利电力出版社,1982.[10]华东水利学院.水工设计手册(第七卷水电站建筑物)[M].北京：水利电力出版社,1982.[11]华东水利学院.水工设计手册(第一卷基础理论)[M].北京：水利电力出版社,1982.[12]孙家齐主编,工程地质[M].第二版,武汉：武汉理工大学出版社,2003.[13]周之豪，沈曾源，李惕先，等.水利水能规划[M].北京：中国水利水电出版社，1996[14]吴持恭.水力学[M].北京：高等教育出版社，2003[15]水电站建筑物》（教材）中国水利水电出版社[16]《小型水电站》中册（厂房部分）天津大学水利系编[17]《小型水力发电站设计规范》（GB500-2002)[18]卧式机组厂房设计图册[19]《水力机械》（第二版）中国水利水电出版社14.致谢：毕业设计从经过三个多月，很快就接近尾声了。在这段时间里，与组员们积极讨论，抒发己见，以及相互检查，都是我们不管是学习上，还是动手能力上，都有不小的进步。我也学会不少新的知识，可以说我们组互帮互助的氛围还是相当好的。当然，给予我们最大帮助的好事陈亚梅老师，虽然陈老师平时很忙，但是每周都能按时组织我们进行答疑，及时解决了组员们的疑问，指导我们设计的步骤，每一步都会给我们总结，找出纰漏，以及能够更进一步完善的地方。不仅如此，老师还会对我们的下一步工作讲解大致的流程，哪些地方值得注意，哪些地方容易犯错，使得我们组的设计进度不落后，尤其是这个过程中敬业的陈老师让我对以后的设计工作有了更深的认识。还有每一位给我们上课的专业老师，因为每一门专业课，与设计都息息相关，衔接以及连贯性都很重要，我们设计能够完成，每一位老师，和同学都功不可没。为此，我想对大家说一声：“谢谢，大家幸苦了。”15.附录一：毕业设计计算书1.坝顶高程确定：1.1特征水位计算：1.1.1根据资料得此大坝不设闸门，堰顶高程就是正常蓄水位高程，，洪水参数表频率（p％）洪峰流量Qp(m3/s)洪水总量Wp(亿m3)水库最高水位（m）总库容（万m3）堰顶水头H(m)最大下泄量q(m3/s)P=0.2％1709.20.92776.51081.16.51620P=0.5％1509.40.84776105461428P=2％1199.10.62775101051120P=3.3％1099.20.56774.73958.64.731029P=5％994.00.5774.42931.484.42928.31.1.2由于七家田大坝属于小一型工程，所以校核洪水重现期定为200年，设计洪水重现期定位30年，即P=0.5％和P=3.3％。再根据，可得出堰上水头，，.1.1.3水位～流量关系表水位Z(m)过水面积A(m2)湿周X(m)水力半径R(m)流量Q(m3/s)740.2600007415.6115.560.36062.4674238.6929.831.297239.8674343.8430.721.426948.12744112.9241.472.7230190.69745131.4044.032.9847235.90746175.5248.173.6436359.93747211.2650.904.1505472.523748282.0655.975.0391717.96749343.8160.035.7276953.15750410.7164.066.41121227.50751440.7765.606.71891359.16752470.9567.177.01121494.05753565.1171.597.89361940.19754629.2274.548.44132259.12755695.8677.418.98902605.31七家田电站下游水位流量关系曲线七家田电站下游水位流量关系曲线74074274474674875075275405001000150020002500流量Q(m^3/s)水位（m)根据上面的图表可以得出各个水位对应的相应下游水位。主要建筑物特征水位及流量表序号部位项目单位数量备注1水库校核洪水位（P=0.5%）m776.832设计洪水位（P=3.3%）m775.493正常蓄水位m770.004死水位m766.005校核洪水位最大下泄流量m3/s14286相应下游水位m751.6257设计洪水位最大下泄流量m3/s10298相应下游水位m749.259淤沙高程m759.440.491.2.坝顶高程：1.2.1正常蓄水位：由资料得V0=20.7m/sD=0.6km安全加高：