开题报告：某水利枢纽均质土石坝方案设计

开题报告设计题目：某水利枢纽均质土石坝方案设计学生姓名：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主要解决某水利枢纽的布置，以及均质土石坝的设计。具体包含：①了解土石坝枢纽各建筑物组成、建筑物的工作特定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在对土石坝枢纽中各建筑物的设计中，了解各建筑物的选型比较方法以及所选建筑物的设计难点和重点，并掌握相应的设计方法；④掌握CAD绘图，培养设计报告撰写能力；⑤通过设计研究，培养文献资料查阅、发现问题、独立思考问题和解决问题的能力；⑥培养综合运用所学的基础理论，专业知识和掌握基本技能，创造性的分析和解决实际问题的能力；⑦培养严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风，全面提高综合素质，培养出具有水利水电工程规划、设计、施工和管理能力的全面人才。2.设计拟解决的工程实际问题土石坝存在的工程实际问题主要有清基、岸坡削坡、坝体填筑等方面的问题。清基方面:清基工作中最常遇到的问题就是清基不彻底、不到位，即清基范围小、不全面、深度不够。削坡方面:两岸削坡很陡，只对坡面松动的岩体或土块进行清理，削坡后局部或大面积还留有陡坡。坝体填筑方面:坝体填筑的质量好坏直接关系着土石坝整体安全，常见的问题有上坝土料含有大量的土块、草坡、树根、乱石等杂物；上坝土料过干，含水量明显小于设计含水率或者出现土料含水率过高，碾压后局部出现“弹簧土”；土料铺设厚度不均匀，起伏不平或铺土过厚。3.设计拟应用的现场资料综述(1)水文、气象资料某流域地处低纬度，属于亚热带季风气候区，受西南季风影响，在海洋暖湿气团和内陆气团的控制下，错综复杂的地形造成了各地气候差异明显，其特点开题报告是：夏无酷暑冬无寒，半年雨水半年干，西部多雨易洪涝，东部少雨常干旱。根据气象站气象资料统计，多年平均降水量为1086.9mm，降水年内分配不均，全年降水主要集中在5~9月，5~9月份降雨量为820.1mm，占全年降水量75.5%。多年平均年蒸发量为1373.4mm（φ=20cm），多年平均最大月蒸发量为5月份，蒸发量为172.8mm，多年平均最小月蒸发量为1月份，蒸发量为54.2mm。多年平均气温19.2℃，历年极端最高气温为40.7℃，发生在1994年5月2日，历年极端最低气温为-4.3℃，发生在1975年12月30日。多年平均风速1.0m/s，历年最大风速为20.0m/s，多年平均日照时数为1603.8h。工程地质资料本区大地构造处于川字型构造与南岭东西构造带的斜接复合部位，北西西走向的构造是区内最发育的构造，东西长80km，南北宽30～50km，主要是由三叠系地层组成，走向北西西的复褶皱数个背斜、向斜及部分分支状背、向斜构成。与其平行的大量的压性、压扭性结构面及与此伴生的张性结构面组成。其中：褶皱一般以对称为主，其他形式次之。宽度一般数公里，长数十公里，数个背斜、向斜组成复褶皱，宽度60km。由三叠系地层组成。断裂大多数与褶皱轴（背斜轴的走向290度）向一致。多断在背斜的轴部，延伸长，30～90km等，多数为逆断层，少数为正断层。在南部多数断层向南西倾，北部则向北东倾，倾角32～80度，断层两侧或一侧局部岩层倒转，常见挤压褶曲。还有数目较多的高角度小断层，走向北北东，与压性断层相垂直，且切断压性断层。与工程关系较大的有西林～那劳逆断层和尾碰～孟岩、弄补～那劳伐木场、弄肾～顶蚌、顶额～那叔正断层。远场区至近场区褶皱和断裂较为发育，二级构造共分为五大体系。4.设计拟应用的文献综述本次设计是针对挡水建筑物、泄水建筑物的设计，不涉及施工组织设计，故拟应用的文献资料及作用如下所述：《水工建筑物》第五版教材，通过教材对理论及施工经验的总结，查取坝体上下开题报告游坡率，确定坝顶高程，坝体防渗形式，细部构造，坝基处理，坝体稳定计算，溢洪道消能设计等。参考设计溢洪道，型式，掺气设施，分缝，排水等。《溢洪道设计规范》，按照此规范计算控制堰的稳定及应力，检查是否在要求范围内，参考设计泄槽、边墙、消能等。《水力学计算手册》、《水力学》、《水工建筑物设计示例》，用于计算坝体渗流量，溢洪道的水力计算等。《碾压式土石坝设计规范》、《水工设计手册》用于坝顶超高（波浪爬高、风壅水面高度）的计算，帮助确定防渗体的填料及上下游边坡，确定保护层厚度等。《土力学》，查取计算土料的不同容重。《水利水电工程初步设计报告编制规程》，用于参考编制设计说明书。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慢，但发展较快。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流稳定计算，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的坝体情况，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动到理正边坡软件中，与理正边坡软件共享这一套原始数据，最后显示出渗流计算结果。今年来，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开题报告与评价系统，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的精度很高，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控和定量分析的理论。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。这一方面最初凯普麦于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步的研究。2004年8月在htlet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黏土均质坝设计技术路线：坝址选择、坝型比较与枢纽布置选择坝线、坝址时，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。挡水坝设计基本剖面尺寸坝体渗流计算坝体稳定分析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.水工隧洞设计开题报告5.坝体细部构造设计6.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时进口水位壅高，而实际壅高有时较大，不可忽略。设计时可能溢洪道的消能工设计考虑不够充分，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。文字排版包括以下要求：（1）按章节叙述。要先拟好提纲，然后编写。（2）包括基本资料和基本数据。（3）说明设计标准、设计情况及依据。（4）阐述设计思想、原则及方法。（5）对具体设计要说明设计的前提，设计原理、方法、主要过程及阶段成果，最后成果。（6）对成果的分析及结论。（7）要求简明扼要、叙述清楚，字迹工整。具体排版要求，请参照《设计细则》。开题报告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。具体要求，请参照《设计细则》。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、