三百梯水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)論文

1、-. z畢業(yè)設(shè)計(jì)論文計(jì)算書(shū)題目 市三百梯水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì) 學(xué)院專(zhuān)業(yè) 水利水電工程學(xué)生*指導(dǎo)教師-. z目 錄目 錄 I第 1 章調(diào)洪演算 11.1. 確定工程等、級(jí)別 11.1.1. 工程等、級(jí)別確定 11.2. 推理公式法推求設(shè)計(jì)洪水 21.2.1. 根本資料 21.2.2. 水庫(kù)壩址設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算 21.2.3. 洪水總量計(jì)算 51.2.4. 洪水過(guò)程線 71.2.5. 分期洪水 91.3. 水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算 91.3.1. 調(diào)洪演算根本原理 .91.3.2. 水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)系曲線 101.3.3. 水庫(kù)水位下泄流量關(guān)系曲線 101.3.4. 調(diào)洪計(jì)算成果 121.3.5. 調(diào)洪演算表格

2、 171.4. 壩型選擇 17第 2 章 壩頂高程及橫剖面確實(shí)定 172.1. 計(jì)算原理 182.2. 計(jì)算過(guò)程 192.2.1. 正常工況 192.2.2. 設(shè)計(jì)工況 212.3.3. 校核工況 232.3.4. 計(jì)算結(jié)果 252.3. 壩體橫剖面確定 262.3.1. 壩頂寬度 262.3.2. 確定壩上、下游坡 26第 3 章 滲流平安評(píng)價(jià) 263.1. 滲流計(jì)算應(yīng)包括以下容 273.2. 滲流計(jì)算應(yīng)包括以下水位組合情況 273.3. 滲流計(jì)算 273.3.1. 滲透系數(shù)確實(shí)定 273.3.2. 水庫(kù)特征水位 283.3.3. 計(jì)算方法 283.3.4. 正常蓄水工況滲流分析 29. -

3、 . 可修編.3.3.5. 設(shè)計(jì)工況滲流分析 313.3.6. 校核工況滲流分析 333.3.7. 理正軟件計(jì)算結(jié)果 353.3.8. 滲流變形分析 46第 4 章 大壩穩(wěn)定計(jì)算 464.1. 計(jì)算方法 474.1.1. 計(jì)算原理 474.1.2. 計(jì)算工況 484.1.3. 根底資料 484.1.4. 平安系數(shù) 494.1.5. 理正軟件上游壩坡計(jì)算結(jié)果 494.1.6. 理正軟件下游壩坡計(jì)算結(jié)果 534.1.7. 上下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果 56第 5 章 溢洪道計(jì)算 575.1. 計(jì)算原理 585.2. 溢洪道泄槽水力計(jì)算 585.2.1. 溢洪道泄流能力計(jì)算 585.2.2. 溢洪道泄槽水

4、力計(jì)算 595.3. 計(jì)算過(guò)程 615.4. 溢洪道護(hù)砌高度確實(shí)定.64-. z第 1 章 調(diào)洪演算1.1. 確定工程等、級(jí)別1.1.1. 工程等、級(jí)別確定三百梯水庫(kù)是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼有農(nóng)村居民點(diǎn)供水、防洪以及養(yǎng)殖等綜合效益的水庫(kù)。壩址以上集雨面積 1.56km2，水庫(kù)總庫(kù)容 32.26 萬(wàn) m3復(fù)核后成果介于 10 萬(wàn) m3 和 100 萬(wàn) m3 之間；設(shè)計(jì)灌溉面積 914 畝，有效灌面 593 畝，小于 5000 畝灌溉面積。由規(guī) DL5180-2003 可知，參照表 1.1、表 1.2，該水庫(kù)工程規(guī)模為小二型水利工程，工程等別為級(jí)，主要建筑物為 5 級(jí)水工建筑物，次要建筑物為 5

5、級(jí)水工建筑物。洪水標(biāo)準(zhǔn)為 20 年一遇設(shè)計(jì)，200 年一遇校核。設(shè)計(jì)洪水頻率為 5%，校核洪水的頻率為 0.5%。表 1.1 水利水電工程分等指標(biāo) 防洪治澇灌溉供水發(fā)電工程級(jí)別工程規(guī)模 水庫(kù)總庫(kù)容108m3)保護(hù)城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)重要性保護(hù)農(nóng)田104畝治澇面積104畝灌溉面積104畝供水對(duì)象重要性裝機(jī)容量104kW)大1型10特別重要500200150特別重要120大2型101.0重要重要中等1.00.1中等中等小1型0.10.01一般一般小2型0.010.001530.51. - . 可修編.表 1.2 永久性水工建筑物的級(jí)別 永久性建筑物級(jí)別工程級(jí)別主要建筑物次要建筑

6、2. 推理公式法推求設(shè)計(jì)洪水1.2.1. 根本資料表 1.3 流域特征值計(jì)算成果斷面流域面積 F(KM2)河道長(zhǎng)度 L(KM)河道比降 J()壩軸線1.562.2024.551.2.2. 水庫(kù)壩址設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算由?省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)?進(jìn)展計(jì)算。流域特征值系數(shù)，帶入數(shù)值計(jì)算得，1/31/4LJF6.77匯流系數(shù)計(jì)算，帶入數(shù)值計(jì)算得，0.2040.40m0.591m 表 1.4 水庫(kù)流域暴雨參數(shù)表 利用資料時(shí)段小時(shí) 均值mmCVCSkp(0.5%)kp(5%) 1/615.10 0.35 1.23 2.29 1.67 140.00 0.41 1.44 2.58 1.80 672.00 0

7、.45 1.58 2.79 1.88 查手冊(cè)2498.00 0.49 1.72 3.00 1.97 1/615.00 0.35 1.23 2.29 1.67 璧山縣氣象臺(tái)140.10 0.43 1.51 2.68 1.84 -. z675.50 0.46 1.61 2.84 1.90 2499.10 0.43 1.51 2.68 1.67 按照?省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)?中的公式PHHK分別計(jì)算在各時(shí)段的暴雨，計(jì)算結(jié)果如下：5%0.5%PP和表 1.5 暴雨計(jì)算表 時(shí)段小時(shí)P=5%P=0.5%1/625.2234.581.0072.00103.206.00135.36200.8824.001

8、93.00294.001/625.0534.351.0073.78107.476.00143.45214.42H(mm)24.00165.50265.59按照?省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)?進(jìn)展試算確定暴雨雨力 S 及指數(shù) n，計(jì)算如下：5%P 1.11/61125.221 1.285()1 1.285lg()0.41572ppHnlgH 1.2111/6(1/6)71.939()npSHmm1.3 126721 1.285()1 1.285lg()0.648135.36ppHnlgH 1.4211(1)72.00()nppSHmm1.56324135.361 1.661 ()1 1.285lg

9、()0.744193.06ppHnlgH 1.6316685.563()nppSHmm1 假定從 n1 開(kāi)場(chǎng)試算，計(jì)算可得： 當(dāng) P=5%時(shí)，計(jì)算如下：. - . 可修編. 1.7440140.383()1.580nmS 93.6 1.53.888uKF1.90.41503.888()1.5800.065371.939nS1.100=1-1.1=1-1.1 0.0653=0.93nS當(dāng)局部匯流條件下，01.1111-4-4-0.4150=1.580 0.969=1.5471n 小時(shí) 由推理公式算得最大流量 Q：1.1230.41571.939=0.278=0.278 0.9

10、31.5=23.23(/ )1.547nSQFm s按照上面1的步驟依次試算次得出最大流量如下：23nn和由此可得當(dāng) P=5%時(shí)最大流量為324.14(/ )Qms按照?省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)?進(jìn)展試算確定暴雨雨力 S 及指數(shù) n，計(jì)算如下：0.5%P 1.131/61134.5791 1.285()1 1.285lg()0.390103.2ppHnlgH 1.14111/6(1/6)103.157()npSHmm1.15 1/61134.5791 1.285()1 1.285lg()0.390103.2ppHnlgH 1.16211(1)103.2()nppSHmm1.176324200

11、.881 1.661 ()1 1.285lg()0.725294ppHnlgH 1.183166122.73()nppSHmm1 假定從 n1 開(kāi)場(chǎng)試算，計(jì)算可得： -. z 當(dāng) P=0.5%時(shí)，計(jì)算如下： 1.19440140.383()1.425nmS1.20 1.53.888uKF1.210.3903.888()1.4250.043103.157nS1.220=1-1.1=1-1.1 0.043=0.952nS當(dāng)局部匯流條件下，01.2311-4-4-0.390=1.425 0.952=1.4061n 小時(shí) 由推理公式算得最大流量 Q：1.2430.39103.1

12、57=0.278=0.278 0.9521.5=35.86(/ )1.406nSQFm s按照上面1的步驟依次試算次得出最大流量如下：23nn和由此可得當(dāng) P=0.5%時(shí)最大流量為339.82(/ )Qms1.2.3. 洪水總量計(jì)算 以單峰洪水為設(shè)計(jì)依據(jù)，由?手冊(cè)?得單峰洪水歷時(shí) T 計(jì)算公式為： 1.251/41/412.812.8 1.5614.31( )TFh故暴雨參數(shù) n3 的計(jì)算公式為：當(dāng) P=5%時(shí)，計(jì)算如下： 1.266324135.36=1+1.661lg()=1+1.661lg()=0.744193.06ppHnH當(dāng) P=0.5%時(shí)，計(jì)算如下：1.276324200.88=1

13、+1.661lg()=1+1.661lg()=0.7252294.00ppHnH暴雨參數(shù) Sp 的計(jì)算公式為：. - . 可修編.當(dāng) P=5%時(shí)，計(jì)算如下：1.283-10.744-124=24=193.06 24=85.58nppSHmm當(dāng) P=0.5%時(shí)，計(jì)算如下： 1.293-10.725-124=24=294.00 24=122.68nppSHmm因?yàn)?T=14.3124 小時(shí)，故設(shè)計(jì)暴雨量 計(jì)算公式：1.3031-1-0.744=85.58 14.31=169.13()ntppHS tmm當(dāng) P=0.5%時(shí)，計(jì)算如下：1.3131-1-0.725=122.68 14.31=255.0

14、2 ()ntppHS tmm根據(jù)?手冊(cè)?“附表 3-1 省小流域暴雨徑流關(guān)系綜合成果表本片區(qū)值選用徑流系數(shù) ：=0.85(P=5%)、=0.89(P=0.5%) 從而得設(shè)計(jì)洪水總量公式為：當(dāng) P=5%時(shí)，計(jì)算如下：1.323=0.10.1 0.85 169.13 1.5622.43(pTPWHF萬(wàn)m）當(dāng) P=0.5%時(shí)，計(jì)算如下：1.333=0.10.1 0.89 255.02 1.5635.35(pTPWHF萬(wàn)m）同理可按照璧山縣氣象站參數(shù)計(jì)算，其計(jì)算成果如下：表 1.6 洪水計(jì)算成果表推理公式法) 查?手冊(cè)?參數(shù)計(jì)算結(jié)果璧山縣氣象站參數(shù)計(jì)算結(jié)果資料及工程頻率 P()洪峰流量QPM3/S洪水

15、總量W(萬(wàn)M3)洪峰流量QPM3/S洪水總量W(萬(wàn)M3)5.024.1422.4322.2820.750.539.8235.3534.7531.10從上表分析比擬，查?手冊(cè)?暴雨資料推求的洪水較大，璧山氣象站暴雨資料推求的洪峰較小，當(dāng) P=0.5%時(shí)，查?手冊(cè)?暴雨資料推求的洪峰流量比壁山氣象站暴雨資料推求的洪峰流量大。查?手冊(cè)?暴雨資料是通過(guò)分區(qū)綜合的，是經(jīng)省專(zhuān)門(mén)審查和長(zhǎng)江忇tpH-. z作片審查驗(yàn)收，并由水電部批示：“在無(wú)實(shí)測(cè)流量資料系列的地區(qū)，可作為今后中小型水庫(kù)進(jìn)展平安復(fù)核，及新工程設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)。為了保證本水庫(kù)工程的防洪平安，應(yīng)選取較大值，故采用查?手冊(cè)?暴雨資料推求的洪水成果。即

16、P=0.5%時(shí)洪峰流量為39.82m3/s，P=5.0%時(shí)洪峰流量為 24.14 m3/s。1.2.4. 洪水過(guò)程線根據(jù)上述推求的設(shè)計(jì)洪峰流量 Qp 及設(shè)計(jì)洪水總量 Wp，計(jì)算設(shè)計(jì)洪水過(guò)程概化矩形歷時(shí) Tp 計(jì)算公式為(P=5%):1.3422.43=2.78=2.78=2.58(h)24.14pppWTQ由1.35t=24.14pQyQy1.36=2.58pt xTx計(jì)算出 Qt和 t，再參加基流量 1.370.9170.91730=0.032=0.032 1.56=0.048(/ )QFms即得設(shè)計(jì)洪水流量過(guò)程線 Qt t。 同理當(dāng) p=0.5%時(shí)：1.3835.35=2.78=2.78=

17、2.47(h)39.82pppWTQ由1.39t=39.82pQyQy1.40=2.47pt xTx計(jì)算出 Qt和 t，再參加基流量 1.410.9170.91730=0.032=0.032 1.56=0.048(/ )QFms即得設(shè)計(jì)洪水流量過(guò)程線 Qt t。 . - . 可修編.表 1.7 單峰洪水過(guò)程線 P=5%單峰洪水過(guò)程線p=0.5%單峰洪水過(guò)程線*tyQ0Qt*tyQ0Qt00.000 00.0480.048 0000.0480.048 0.110.284 0.050.0481.255 0.110.272 0.050.0482.039 0.150.387 0.10.0482.462

18、 0.150.371 0.10.0484.030 0.20.516 0.20.0484.876 0.20.494 0.20.0488.012 0.2450.632 0.40.0489.704 0.2450.605 0.40.04815.976 0.3150.813 0.60.04814.532 0.3150.778 0.60.04823.940 0.41.032 0.80.04819.360 0.40.988 0.80.04831.904 0.4951.277 0.950.04822.981 0.4951.223 0.950.04837.877 0.61.548 10.04824.188 0.

19、61.482 10.04839.868 0.71.806 0.950.04822.981 0.71.729 0.950.04837.877 0.8152.103 0.80.04819.360 0.8152.013 0.80.04831.904 0.9852.541 0.60.04814.532 0.9852.433 0.60.04823.940 1.2353.186 0.40.0489.704 1.2353.050 0.40.04815.976 1.644.231 0.20.0484.876 1.644.051 0.20.0488.012 2.15.418 0.10.0482.462 2.15

20、.187 0.10.0484.030 2.586.656 0.050.0481.255 2.586.373 0.050.0482.039 3.859.933 00.0480.048 3.859.510 00.0480.048 圖 1.1 流量洪水過(guò)程線1.2.5. 分期洪水根據(jù)本工程流域周邊水文測(cè)站分布情況分析，距本工程流域較近、面積相差不大、-. z氣候等因素較接近的是雙石水文站，應(yīng)選擇雙石水文站為設(shè)計(jì)參證站。主汛期洪水直接采用全年設(shè)計(jì)洪水成果，汛前、汛后過(guò)渡期和枯水期，根據(jù)雙石水文站實(shí)測(cè)流量資料，按年最大值不跨期獨(dú)立選樣法，得到各分期時(shí)段洪峰流量系列，經(jīng)頻率分析計(jì)算，得雙石水文站各分期設(shè)計(jì)

21、洪水，然后按水文比擬法換算到三百梯壩址，面積比指數(shù)汛前、汛后期取 0.67 次方，枯水期取 1，三百梯壩址各分期設(shè)計(jì)洪水成果見(jiàn)表 1.8。表 1.8 三百梯壩址各分期設(shè)計(jì)洪水成果 分期 P(%) 2%5%10%20%4 月3.3 2.3 1.5 0.9 10 月5.2 3.3 2.1 1.1 11-3 月2.5 1.7 1.2 0.7 11-4 月3.4 2.5 1.8 1.2 1.3. 水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算1.3.1. 調(diào)洪演算根本原理水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算采用水量平衡方程式，即：1.4221121211()()22VVVQqQQqqtt式中，Q1、Q2 分別為計(jì)算時(shí)段初、末的入庫(kù)流量(m3/s)；為計(jì)算時(shí)段

22、中的平均Q入庫(kù)流量(m3/s)，等于(Q1+Q2)/2；q1、q2 分別為計(jì)算時(shí)段初、末的下泄流量(m3/s)；為計(jì)算時(shí)段的平均下泄流量(m3/s)，等于(q1+q2)/2；V1、V2 分別為計(jì)算時(shí)段初、q末水庫(kù)的蓄水量(m3/s)； 為 V1 和 V2 之差(m3)； 為計(jì)算時(shí)段(s)。1.3.2. 水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)系曲線由條件可得：表 1.9 水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)系曲線成果 工程單位成果Vt. - . 可修編.水位M334335336337338339面積萬(wàn) m22.332.683.063.493.844.14庫(kù)容萬(wàn) m37.77 10.28 13.15 16.42 20.09 24.08 工程單

23、位成果水位M340341342343344345面積萬(wàn) m24.515.135.666.246.757.33庫(kù)容萬(wàn) m328.40 33.22 38.62 44.57 51.06 58.10 圖 1.2 水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)系曲線1.3.3. 水庫(kù)水位下泄流量關(guān)系曲線由條件可知，溢洪道堰型為：為正堰開(kāi)敞式溢流，堰頂厚 1.7m，泄流寬度6.0m，堰高 1.10m。流量系數(shù) m 按照?水力計(jì)算手冊(cè)?第二版中實(shí)用堰流量取值，m0.38。泄流量按堰式流公計(jì)算：3202cQmbgH式中：b泄流寬度，m；堰上水頭，m；0H淹沒(méi)系數(shù)，自由出流取 1c由以上公式計(jì)算出泄流曲線見(jiàn)表 1.10。表 1.10 泄流曲線

24、表 水位m)堰上水頭m下泄流量m3/s)338.7100.000 338.910.20.903 -. z355 339.310.64.694 339.510.87.226 339.71110.099 339.911.213.276 340.111.416.729 340.311.620.439 340.511.824.389 340.71228.565 340.912.232.955 340.112.437.549 340.312.642.339 圖 1.3 水庫(kù)水位下泄流量關(guān)系曲線1.3.4. 調(diào)洪計(jì)算成果由“表 1-5可得設(shè)計(jì)與校核各時(shí)段洪水流量與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，填入

25、“表 1-9中第1 、 2欄中；平均入庫(kù)流量等于兩相鄰時(shí)間段入庫(kù)總流量的一半，填入第3欄中；第4欄中的水位為試算水位，自己假設(shè)可得；堰上水頭等于試算水位與堰頂高程之差，填入第5欄中，由條件可得，流量系數(shù) m=0.38;下泄流量由計(jì)算可得，結(jié)果分別填入第6 、 7欄中；時(shí)段平均下泄流量等3202cQmbgH于相鄰兩時(shí)段下泄流量與壩頂泄流三者總和的一半，填入第8欄中；時(shí)段庫(kù)水量變化等于入庫(kù)流量與時(shí)段平均下泄流量之差乘以該時(shí)間段，填入第9欄中；水庫(kù)存水量等于前一時(shí)段水庫(kù)水量與庫(kù)水量變化之和，填入第10欄中；對(duì)應(yīng)的水庫(kù)水位可由該時(shí)段水庫(kù)的庫(kù)容查水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)系曲線插得，填入第11中；將計(jì)算. - .

26、可修編.所得的水庫(kù)水位與假設(shè)的試算水庫(kù)水位相比擬，二者之差填入第12欄中；當(dāng)二者相差較小時(shí)，試算完畢，否則便一直重復(fù)上述試算過(guò)程，直到二者相差較小時(shí)為止。取其中最大的水庫(kù)水位，即為所求的設(shè)計(jì)或校核洪水位。最大洪水位對(duì)應(yīng)的下泄流量(薄壁堰泄流和壩頂泄流之后)即為所求的設(shè)計(jì)或校核洪水下泄流量。調(diào)洪演算計(jì)算數(shù)據(jù)如下表(P=5%):-. z表 1.11 調(diào)洪演算計(jì)算數(shù)據(jù)P=5% 1時(shí)間t(h)2入庫(kù)洪水流量(m3/s)3時(shí)段平均入庫(kù)流量(m3/s)4水位m5堰上水頭m)6流量系數(shù)0.00 0.048338.7100.380.28 1.2551.859 338.810.10.380.39 2.4623.

27、669 338.910.20.380.52 4.8767.290 339.160.450.380.63 9.70412.118 339.360.650.380.81 14.53216.946 339.560.850.381.03 19.3621.171 339.761.050.381.28 22.98123.585 339.961.250.381.55 24.18823.585 340.061.350.381.81 22.98121.171 340.161.450.382.10 19.3616.946 340.171.460.382.54 14.53212.118 339.891.180.38

28、3.19 9.7047.290 339.761.050.384.23 4.8763.669 339.520.810.385.42 2.4621.859 339.330.620.386.66 1.2550.652 339.120.410.389.93 0.0480.024 338.910.20.387下泄流量m3/s)8時(shí)段平均下泄流量 Q(m3/s)9時(shí)段庫(kù)水量變化(m3)10水庫(kù)存水量m3)11水庫(kù)庫(kù)水位m)12差值0.000 229229 338.7100.319 0.160 1737 230966 338.820.010.903 0.611 1134 232100 338.9103.04

29、9 1.976 2468 234568 339.1605.292 4.171 3319 237886 339.35-0.017.914 6.603 6739 244626 339.56010.866 9.390 9288 253913 339.75-0.0114.114 12.490 9785 263699 339.950.0115.841 14.978 8397 272096 339.05-0.0117.633 16.737 4118 291689 340.160. - . 可修編.17.816 17.725 -833 290856 340.180.0112.945 15.381 -5145

30、 285712 339.88-0.0110.866 11.906 -10717 274995 339.770.017.362 9.114 -20484 254510 339.51-0.014.930 6.146 -18322 236188 339.340.012.651 3.791 -13991 222196 339.1200.903 1.777 -20684 2021 12 338.910圖 1.4 流量時(shí)間關(guān)系曲線(P=5%)圖 1.5 水位時(shí)間關(guān)系曲線-. z表 1.12 調(diào)洪演算計(jì)算數(shù)據(jù)P=0.5% 1時(shí)間t(h)2入庫(kù)洪水流量(m3/s)3時(shí)段平均入庫(kù)流量(m3/s)4水位m5堰上水

31、頭m)6流量系數(shù)00.048338.7100.380.2722.0391.044 338.910.20.380.3714.033.035 380.4948.0126.021 339.370.660.380.60515.97611.994 339.570.860.380.77823.9419.958 339.771.060.380.98831.90427.922 339.971.260.381.22337.87734.891 340.171.460.381.48239.86838.873 340.371.660.381.72937.87738.873 340.571.860

32、.382.01331.90434.891 340.772.060.382.43323.9427.922 340.782.070.383.0515.97619.958 340.281.570.384.0518.01211.994 339.821.110.385.1874.036.021 339.520.810.386.3732.0393.035 338.940.230.389.510.0481.044 338.720.010.387下泄流量m3/s)8時(shí)段平均下泄流量Q(m3/s)9時(shí)段庫(kù)水量變化(m3)10水庫(kù)存水量m3)11水庫(kù)庫(kù)水位m)12差值0.000 245959 338.7100.9

33、03 0.452 580 246539 338.9102.555 1.729 465 247004 339.1105.415 3.985 902 247905 339.3708.054 6.735 2102 250007 339.57011.022 9.538 6490 256497 339.780.0114.284 12.653 11544 268040 339.97017.816 16.050 15939 283979 340.17021.600 19.708 17869 301849 340.36-0.0125.618 23.609 13572 315421 340.57029.860

34、27.739 7312 322732 340.770. - . 可修編.30.077 29.968 -3094 319638 340.78019.867 24.972 -11137 308501 340.290.0111.810 15.839 -13855 294646 339.8207.362 9.586 -14581 280065 339.5201.114 4.238 -5139 274926 338.9400.010 0.562 5437 280363 338.730.01圖 1.6 流量時(shí)間關(guān)系曲線(P=0.5%)圖 1.7 水位-時(shí)間關(guān)系曲線P=0.5%-. z表 1.13 水調(diào)節(jié)計(jì)

35、算成果 計(jì)算 工況 頻率P(%)最高庫(kù)水位(m)最大庫(kù)容 (萬(wàn) m3) 最大下泄流量(m3/s)設(shè)計(jì)5340.1629.1717.63校核0.5340.7732.2729.861.3.5. 調(diào)洪演算表格表 1.14 主要工程特性表 指標(biāo)名稱(chēng)單位特性數(shù)值備注多年平均徑流深MM集雨面積KM21.56河道長(zhǎng)度KM2.20河道比降24.55設(shè)計(jì)洪峰流量M3/S24.14P=5%洪水校核洪峰流量M3/S39.82P=0.5%設(shè)計(jì)洪水位M340.16校核洪水位M340.77正常蓄水位M338.71死水位M329.50總庫(kù)容萬(wàn)M332.26特征水位及庫(kù)容正常庫(kù)容萬(wàn)M324.61.4. 壩型選擇三百梯水庫(kù)大壩

36、為砂壤壤土均質(zhì)壩. - . 可修編.第 2 章 壩頂高程及橫剖面確實(shí)定2.1. 計(jì)算原理由主要工程特性表 1.3 可知，該水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位為 340.17m，校核洪水位為340.77m。根據(jù)?碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)?SL274-2001，壩頂在靜水位以上的超高按以下公式計(jì)算：2.1yReA 式中：壩頂超高，m；y最大波浪在壩坡上的爬高，m；R最大風(fēng)雍水面高度，m；e平安加高，m，按表 2.1 確定為 0.50m。非常運(yùn)行條件a適用于山區(qū)、丘A陵區(qū)；非常運(yùn)行條件b適用于平原區(qū)、濱海區(qū)。表 2.1 平安加高 A 值 單位(m) 壩的級(jí)別1234、5設(shè)計(jì)正常運(yùn)行1.50 1.00 0.70 0.50 非常

37、運(yùn)行條件a0.70 0.50 0.40 0.30 校核非常運(yùn)行條件b1.00 0.70 0.50 0.30 由?碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)?可得：2.22cos2mKW DegH設(shè)計(jì)風(fēng)速，m/s ；采用多年平均年最大風(fēng)速 12m/s。W風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，m，取 0.3km；D綜合摩阻系數(shù)，取 3.610-6；K計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角，取 0；水庫(kù)水域的平均水深，m mH對(duì)于陸峽谷水庫(kù)，當(dāng)、時(shí)，波浪的波高和平均波長(zhǎng)20/Wm s20000Dmh可采用官?gòu)d水庫(kù)公式，按以下兩式計(jì)算：mL-. z2.311312220.0076ghgDWWW2.411.00163.750.062mLWD式中當(dāng)時(shí)，為累積頻率 5的

38、波高，m；h2/20250gD W 5%h當(dāng)時(shí)，為累計(jì)頻率 10的波高，m 。2/250 1000gD W 10%h平均波浪爬高計(jì)算公式如下：m 取 2.7。2.521Wmm mK KRh lm式中平均波浪爬高，m；mR單坡的坡度系數(shù)；m斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護(hù)面類(lèi)型確定，工程采用混凝土板，查規(guī)表，vK取=0.90；vK經(jīng)歷系數(shù)，由,查規(guī)表確定的數(shù)值；WKWgHwK2.2. 計(jì)算過(guò)程2.2.1. 正常工況正常蓄水位 338.71m。根據(jù)?碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)?SL274-2001，壩頂在靜水位以上的超高按以下公式計(jì)算：2.6yReA 式中：壩頂超高，m；y最大波浪在壩坡上的爬高，m；R最大風(fēng)

39、雍水面高度，m；e平安加高，m，按表 2.1 確定為 0.50m。非常運(yùn)行條件a適用于山區(qū)、丘A陵區(qū)；非常運(yùn)行條件b適用于平原區(qū)、濱海區(qū)。表 2.2 平安加高 A 值 單位(m) . - . 可修編.壩的級(jí)別1234、5設(shè)計(jì)正常運(yùn)行1.50 1.00 0.70 0.50 非常運(yùn)行條件a0.70 0.50 0.40 0.30 校核非常運(yùn)行條件b1.00 0.70 0.50 0.30 2.72cos2mKW DegH設(shè)計(jì)風(fēng)速，m/s ；采用多年平均年最大風(fēng)速。W12/m s風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，m，取 0.3km；D綜合摩阻系數(shù)，取 3.610-6；K計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角，取 0；水庫(kù)水域的平均水深，m

40、 ,為mmH(338.71 327.14)/ 25.785(m)2623.6 1012300coscos00.0013722 9.8 5.785mKW DegH 對(duì)于陸峽谷水庫(kù)，當(dāng)、時(shí)，波浪的波高和平均波長(zhǎng)可采用官20/Wm s20000DmhmL廳水庫(kù)公式，按以下兩式計(jì)算：2.815340.00166hW D 2.911.00163.750.062mLWD式中當(dāng)時(shí)，為累積頻率 5的波高，m；h2/20250gD W 5%h當(dāng)時(shí)，為累計(jì)頻率 10的波高，m 。2/250 1000gD W 10%h平均波浪爬高計(jì)算公式如下：由于馬道上下段坡度不一樣，需要折算：11111111+=+=2.722

41、7eemmmm下上；2.1021Wmm mK KRh lm式中平均波浪爬高，m；mR單坡的坡度系數(shù)；m斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護(hù)面類(lèi)型確定，工程采用混凝土板護(hù)K坡，查規(guī)表，取=0.90；K-. z經(jīng)歷系數(shù)，由,查規(guī)表 A.1.12-2,取WK121.1279.8 11.57WgH；1.00508wK 從而 h為累積頻率的波高。3229.8 0.3 1020.4172025012gDW5%5%h (m)15345%0.00166 123000.248hm，查規(guī)表查得值為 1.95，則得平均波高。5%0.2480.0430.15.785mhH5%/1.95mhh從而可得：(m)

42、5%0.2480.1271.951.95mhh (m)11322.153.7529.8 0.3 10120.331 12()3.422129.8mL由規(guī)：設(shè)計(jì)波浪爬高值應(yīng)根據(jù)工程等級(jí)確定 1 級(jí)，2 級(jí)，3 級(jí)壩采用累積頻率為 1% 的爬高值，4,級(jí)，5 級(jí)壩采用累積頻率為 5% 的爬高值。1%R5%R，查規(guī)表得，。0.1270.0110.111.57mhH5%/1.84mRR (m)0.90 1.005080.127 3.4220.20722112.7K KWRh Lmm mm(m)5%1.841.84 0.2070.381mRR(m)0.381 0.001370.50.882yReA 2.

43、2.2. 設(shè)計(jì)工況設(shè)計(jì)洪水位 340.16m。根據(jù)?碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)?SL274-2001，壩頂在靜水位以上的超高按以下公式計(jì)算：2.11yReA 式中：壩頂超高，m；y最大波浪在壩坡上的爬高，m；R. - . 可修編.最大風(fēng)雍水面高度，m；e平安加高，m，按表 2.1 確定為 0.50m。A由規(guī)可得：2.122cos2mKW DegH設(shè)計(jì)風(fēng)速，m/s ；采用多年平均年最大風(fēng)速 12m/s。W風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，m，取 0.3km；D綜合摩阻系數(shù)，取 3.610-6；K計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角，取 0；水庫(kù)水域的平均水深，m ,為mmH(340.16327.14)/ 26.51(m)2623.6 1

44、012300coscos00.0012222 9.8 6.51mKW DegH 對(duì)于陸峽谷水庫(kù)，當(dāng)、時(shí)，波浪的波高和平均波長(zhǎng)20/Wm s20000Dmh可采用官?gòu)d水庫(kù)公式，按以下兩式計(jì)算：mL2.1315340.00166hW D 2.1411.00163.750.062mLWD式中當(dāng)時(shí)，為累積頻率 5的波高，m；h2/20250gD W 5%h當(dāng)時(shí)，為累計(jì)頻率 10的波高，m 。2/250 1000gD W 10%h平均波浪爬高計(jì)算公式如下：m 取 2.7。2.1521Wmm mK KRh lm式中平均波浪爬高，m；mR單坡的坡度系數(shù)；m斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護(hù)面類(lèi)型確定，工程采用混凝

45、土板護(hù)坡，查規(guī)表，K取=0.90；K經(jīng)歷系數(shù)，由,查規(guī)表 A.1.12-2,?。籛K121.0629.8 13.02WgH1.00248wK 從而 h為累積頻率的波高。3229.8 0.3 1020.4172025012gDW5%5%h-. z (m)15345%0.00166 123000.248hm，查規(guī)表查得值為 1.95，則得平均波高。5%0.2480.0380.16.51mhH5%/1.95mhh從而可得：(m)5%0.2480.1271.951.95mhh (m)11322.153.7529.8 0.3 10120.331 12()3.422129.8mL由規(guī)：設(shè)計(jì)波浪爬高值應(yīng)根據(jù)

46、工程等級(jí)確定 1 級(jí)，2 級(jí)，3 級(jí)壩采用累積頻率為 1% 的爬高值，4,級(jí)，5 級(jí)壩采用累積頻率為 5% 的爬高值。1%R5%R，查規(guī)表得，。0.1270.00980.113.02mhH5%/1.84mRR (m)0.90 1.00.127 3.4220.207212.71K KWRh Lmm mm(m)5%1.841.84 0.2070.381mRR(m)0.381 0.001220.50.882yReA 2.3.3. 校核工況校核洪水位 340.77m。根據(jù)?碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)?SL274-2001，壩頂在水庫(kù)靜水位以上的超高按以下公式計(jì)算：2.16yReA 式中：y壩頂超高，m；R最大

47、波浪在壩坡上的爬高，m； 最大風(fēng)雍水面高度，m；e平安加高，m，按上表 1 確定為 0.3m。A 由規(guī)可得：2.172cos2mKW DegH設(shè)計(jì)風(fēng)速，m/s ； 取 12m/s；W風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，m，取m；D30.3 10. - . 可修編.綜合摩阻系數(shù)，取 3.610-6；K計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角，取 0；水庫(kù)水域的平均水深，m ，為m。mH(340.77327.14)/ 26.82 (m)26233.6 10120.3 10coscos00.0011622 9.8 6.82omKW DegH對(duì)于陸峽谷水庫(kù)，當(dāng)、時(shí)，波浪的波高和平均波長(zhǎng)20/Wm s20000Dmh可采用官?gòu)d水庫(kù)公式，按以下

48、兩式計(jì)算mL2.1811312220.0076()ghgDWWW2.19112.153.75220.331()mgLgDWWW式中 當(dāng)時(shí)，為累積頻率 5的波高，m；h2/20 250gD W 5%h當(dāng)時(shí)，為累計(jì)頻率 10的波高，m 。2/250 1000gD W 10%h平均波浪爬高計(jì)算公式如下：m 取 2.7；2.20mmWmLhmKKR21式中 平均波浪爬高，m；mR單坡的坡度系數(shù)；m斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護(hù)面類(lèi)型確定，工程采用混凝土板，查規(guī)表KA.1.12-1，取=0.90；K經(jīng)歷系數(shù)，由,查規(guī)表 A.1.12-2,??；WK121.0389.8 13.64WgH1.00152WK20

49、250，從而 h 為累積頻率 5的波高。3229.8 0.3 1020.41712gDW5%h (m)11323125%29.8 0.3 10120.0076 12()0.248129.8h，查規(guī)表 A.1.8 查得值為 1.95，則得平均波高5%0.2480.0360.16.82mhH。從而可得：5%/1.95mhh-. z(m)5%0.2480.1271.951.95mhh (m)11322.153.7529.8 0.3 10120.331 12()3.422129.8mL由規(guī)：設(shè)計(jì)波浪爬高值應(yīng)根據(jù)工程等級(jí)確定 1 級(jí)，2 級(jí)，3 級(jí)壩采用累積頻率為 1% 的爬高值，4 級(jí)，5 級(jí)壩采用累

50、積頻率為 5% 的爬高值。1%R5%R，查規(guī)表 A.1.13 得，。0.1270.00930.113.64mhH5%/1.84mRR (m)0.9 1.00.127 3.4220.20722112.7K KWRh Lmm mm(m)5%1.841.84 0.2070.381mRR(m)0.381 0.001160.30.682yReA 2.3.4. 計(jì)算結(jié)果根據(jù) SL-2001?碾壓土石壩設(shè)計(jì)規(guī)?壩頂高程由下面幾個(gè)方面來(lái)確定：正常蓄水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高：m，??；338.71 0.882339.592339.59設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高：m，取m；340.160.882341.

51、042341.05校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高：m，取340.770.682341.452m；341.46壩頂高程計(jì)算成果如下表： 表 2. 3 壩頂高程計(jì)算成果表 風(fēng)速風(fēng)壅高度平安加高波浪爬高超高水庫(kù)水位壩高工況m/sMmmmmm正常120.001370.50.3810.882338.71339.59設(shè)計(jì)120.001220.50.3810.882340.16341.05校核120.001160.30.3810.682340.77341.46由表 2 最終確定大壩壩頂高程為 341.46m。經(jīng)計(jì)算，取正常工況和設(shè)計(jì)工況和校核工況下的較大值作為壩頂高程的計(jì)算成果，即設(shè)計(jì)壩頂高程為 341

52、.46m，目前現(xiàn)有大壩壩頂高程為 341.56m，現(xiàn)狀大壩壩頂高程比設(shè)計(jì)壩頂高程高 0.1m,本次整治工程不需降低壩頂高程，維持原壩頂高程341.56m。. - . 可修編.2.3. 壩體橫剖面確定2.3.1. 壩頂寬度按?碾壓土石壩設(shè)計(jì)規(guī)?SL247-2001 規(guī)定,壩頂寬度取決于構(gòu)造；有無(wú)交通要求和人防條件，同時(shí)考慮防汛搶險(xiǎn)、抗震、人防等需要。如無(wú)特殊要求，高壩(壩高大于70m)的壩頂寬度可選用 10m-15m，中、低壩可選用 5m-10m。該壩最大壩高為 14.42m，壩頂寬度采用 5m。壩頂硬化基層為 100mm 厚 C10 砼墊層，表層為 200mm 厚 C25 砼。2.3.2. 確

53、定壩上、下游坡擬定壩坡的根本原則是：在滿足壩坡穩(wěn)定性的同時(shí)，使壩坡盡可能陡，以減少工程量和工程投資；當(dāng)上游庫(kù)水位迅速降落時(shí)，上游石渣壩殼將產(chǎn)生對(duì)邊坡不利的滲透力，所以在其他條件一樣的情況下，上游壩坡通常要緩于下游壩坡 0.200.50。土石壩的壩坡取決于壩高、筑壩材料性質(zhì)、運(yùn)用情況、地基條件、施工方法及壩型等因素，一般參照已建成類(lèi)似工程經(jīng)歷擬定壩坡，再經(jīng)過(guò)計(jì)算分析逐步修改確定。在滿足穩(wěn)定要求的前提下，應(yīng)盡可能使壩坡陡些，以減少壩體工程量。上游壩坡上段坡比 1：2.2，下段坡比 1：3.5，變坡處高程為 336.84m；下游壩坡上段坡比 1：2.18，下段坡比 1：2.74，變坡處高程為 335

54、.38m。按?碾壓土石壩設(shè)計(jì)規(guī)?SL247-2001 規(guī)定，馬道寬度按照用途確定，一般不小于 1.5m。因此在下游變坡處設(shè) 1.5m 寬的馬道。-. z第 3 章 滲流平安評(píng)價(jià)3.1. 滲流計(jì)算應(yīng)包括以下容確定壩體浸潤(rùn)線及其下游出逸點(diǎn)的位置，繪制壩體及其壩基的等勢(shì)線分布圖或流網(wǎng)圖；1. 確定壩體與壩基的滲流量；2. 確定壩坡出逸段與下游壩基外表的出逸比降，以及不同土層之間的滲透比降；3. 確定庫(kù)水位降落時(shí)上游壩坡的浸潤(rùn)線位置空隙壓力；4. 確定壩肩的的等勢(shì)線、滲流量和滲透比降。3.2. 滲流計(jì)算應(yīng)包括以下水位組合情況1. 上游正常蓄水位與下游相應(yīng)的最低水位；2. 上游設(shè)計(jì)水位與下游相應(yīng)的水位；

55、3. 上游校核水位與下游相應(yīng)的水位；3.3. 滲流計(jì)算3.3.1. 滲透系數(shù)確實(shí)定結(jié)合?壁山縣三百梯水庫(kù)土工物理力學(xué)試驗(yàn)報(bào)告?及土工試驗(yàn)規(guī)程，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘探取芯情況，提出本工程壩體和壩基滲透系數(shù)建議值，見(jiàn)表 3.1。表 3.1 三百梯水庫(kù)壩體土巖材料滲透系數(shù)建議值 部位小值cm/s大值cm/s壩體砂質(zhì)粘土5.610-53.610-4壩基泥巖13.9(Lu)62.2Lu其滲流穩(wěn)定分析計(jì)算得滲透系數(shù)分別都取壩體砂質(zhì)粘土和壩基泥巖的平均值。其壩體土滲透系數(shù)和壩基泥巖滲透系數(shù)計(jì)算如下：壩體. - . 可修編.3.154511(5.6 103.6 10 )20.8 10/2Kcm s壩基3.255521(

56、13.9 1062.2 10 )38.05 10/2Kcm s3.3.2. 水庫(kù)特征水位表 3.2 主要主要特征水位列表 正常蓄水位(m)338.71設(shè)計(jì)洪水位(m)340.16校核洪水位(m)340.77壩頂高程m341.56壩底高程m3. 計(jì)算方法采用水力學(xué)方法進(jìn)展?jié)B流分析計(jì)算根據(jù)大壩軸線工程地質(zhì)剖面圖可知透水壩基的深度為，根325.76315.6610.1m據(jù)?水力學(xué)?第五版 P223 可知，當(dāng)土石壩位于透水地基上，假設(shè)壩基與壩體的滲流系數(shù)不同，可按照下式換算為一樣滲透系數(shù)的土層，然后進(jìn)展?jié)B流分析：所以換算后等效透水地基厚度為：3.34438.05 1010.118.

57、4820.8 10hdm由于大壩上游和下游壩坡上段和下段坡率均不一樣，按照?碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)?對(duì)壩坡坡率按照下式進(jìn)展換算：3.4111+emmm上段下段上游壩坡坡率：-. z3.511111+,eemmmm上段下段下游壩坡坡率：3.611111+,2.432.182.74eemmmm上段下段3.3.4. 正常蓄水工況滲流分析表 3.3 主要參數(shù)表格 等效地基厚度 Td18.48 H130.05 B12.02 m12.70 m22.43 h111.57 h20.00 主要參數(shù)計(jì)算如下：下游無(wú)水20hm表 3.4 正常工況逸出高度試算表 正常工況試算逸出高度計(jì)算 L*計(jì)算 H2

58、計(jì)算 D計(jì)算 A計(jì)算逸出高度誤差2.642.917621.084.174154859-7.203381272.5542750621.7586514492.543.160620.984.193884264-7.1211795912.576861089-3.074443572.443.403620.884.213260236-7.0394073322.599387775-8.3078239382.343.646620.784.232287404-6.958058872.621857638-13.993810342.243.889620.684.250970316-6.8771286792.6442

59、73218-20.19423722.5942.941921.074.176143838-7.1951416162.5565364071.2920306242.5842.966221.064.17812924-7.1869063072.5587971350.8218164582.5742.990521.054.18011107-7.1786753382.561057250.3479669082.5643.014821.044.182089333-7.1704487042.563316755-0.1295607262.5543.039121.034.184064033-7.1622263972.5

60、6557565-0.610809814. - . 可修編.2.5443.063421.024.186035176-7.1540084142.56783394-1.0958244082.56543.0026521.0454.181100647-7.174561482.5621870790.1096655462.56443.0050821.0444.181298455-7.1737388382.5624130260.0618944582.56343.0075121.0434.181496228-7.1729162392.5626389670.014086332.56243.0099421.0424