《虞江心墙土石坝水利枢纽设计计算书》

-1-虞江心墙土石坝水利枢纽设计ThedesignofHydrauliccomplexofEarth-rockdamwithcentralcoreofYu-river目录第一章调洪计算..........................................................11.1方案一：............................................................11.2方案二：............................................................21.3方案三：............................................................41.4方案四：............................................................5第二章大坝高程的确定....................................................72.1坝顶高程计算方法....................................................72.2计算过程............................................................8第三章土石料的设计.....................................................143.1粘土料的设计.......................................................143.2坝壳砂砾料设计.....................................................15第四章渗流计算.........................................................214.1渗流计算应包括以下内容:............................................214.2渗流计算应包括以下水位组合情况：...................................214.3逸出点坡降计算.....................................................34第五章稳定分析.........................................................355.1计算方法...........................................................365.2计算过程...........................................................375.3工况选择与稳定计算成果.............................................575.4稳定成果分析.......................................................57第六章细部结构计算.....................................................59第七章泄水建筑物的计算.................................................617.1隧洞的水力计算.....................................................617.2出口消能计算.......................................................64南昌工程学院本科毕业设计-1-第一章调洪计算主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。（设计）洪水重现期100年；非常运用（校核）洪水重现期2000年。永久建筑物洪水标准：正常运用泄洪方案：采用隧洞泄洪方案。水库运用方式：洪水来临时用闸门控制下泄流量等于来流量，水库保持汛前限制水位不变，当来流量继续加大，则闸门全开，下泄流量随水位的升高而加大，流态为自由泄流。调洪演算原理采用以峰控制的同倍比放大法对典型洪水进行放大，得出设计与校核洪水过程线。拟定几组不同堰顶高程∩及孔口宽度B的方案。堰顶自由泄流公式232HgmBQ可确定设计洪水和校核洪水情况下的起调流量Q起，由Q起开始，假定三条泄洪过程线（为简便计算，假设都为直线），在洪水过程线上查出Q泄，并求出相应的蓄水库容V。根据库容水位关系曲线可得相应的库水位H，由三组（Q泄，H）绘制的Q～H曲线与由232HgmBQ绘制的Q～H曲线相交，所得交点即为所要求的下泄流量及相应水位。1.1方案一：I=2809m,B=7m起调流量232HgmBQ起=0.90.5781.9211.523=543.86m3/s1.1.1设计洪水时：Q设=1680m3/s计算Q～H曲线列表1-1如下：表1-1Q～H曲线计算列表假设泄水流量Q泄（3m/s）对应方格纸的面积水库拦蓄洪水V（1063m）水库总水量V（1063m）水库水位H（m）55026.3039.857.682821.659022.3433.857.082821.4565020.5131.056.802821.3789014.5121.955.892821.0南昌工程学院本科毕业设计-2-Q～H曲线与232HgmBQ的交点为：Q泄=650m3/s，H=2821.37m。1.1.2校核洪水时：Q校=2320m3/s计算Q～H曲线列表1-2如下：表1-2Q～H曲线计算列表假设泄水流量Q泄（3m/s）对应方格纸的面积水库拦蓄洪水V（1063m）水库总水量V（1063m）水库水位H（m）56034.0171.1608.12822.875026.3255.0592.02822.6096021.9749.5582.92822.10Q～H曲线与232HgmBQ的交点为：Q泄=728m3/s，H=2822.65m方案一28202821282228232824020040060080010001200流量(m3/s)上游水位(m)Q-H曲线设计情况校核情况1.2方案二：I=2810m,B=7m起调流量232HgmBQ起=0.90.5781.9210.523=474.49m3/s1.2.1设计洪水时：Q设=1680m3/s计算Q～H曲线列表1-3如下：南昌工程学院本科毕业设计-3-表1-3Q～H曲线计算列表假设泄水流量Q泄（3m/s）对应方格纸的面积水库拦蓄洪水V（1063m）水库总水量V（1063m）水库水位H（m）49024.5437.1574.12821.956022.7934.5571.52821.7576019.4339.4566.42821.493013.9521.1558.12821.2Q～H曲线与232HgmBQ的交点为：Q泄=582m3/s，H=2821.7m1.2.2校核洪水时：Q校=2320m3/s计算Q～H曲线列表1-4如下：表1-4Q～H曲线计算列表假设泄水流量Q泄（3m/s）对应方格纸的面积水库拦蓄洪水V（1063m）水库总水量V（1063m）水库水位H（m）49632.6768.2605.22823.177325.5453.3590.32822.7096721.4344.8581.82822.45Q～H曲线与232HgmBQ的交点为：Q泄=656m3/s，H=2822.85m。方案二28202821282228232824020040060080010001200流量(m3/s)上游水位(m)Q-H曲线设计情况校核情况南昌工程学院本科毕业设计-4-1.3方案三：I=2811m,B=8m起调流量232HgmBQ起=0.90.5881.929.523=466.68m3/s1.3.1设计洪水时：Q设=1680m3/s计算Q～H曲线列表1-5如下：表1-5Q～H曲线计算列表假设泄水流量Q泄（3m/s）对应方格纸的面积水库拦蓄洪水V（1063m）水库总水量V（1063m）水库水位H（m）49024.8937.6574.62821.8256023.0834.9571.92821.7370019.6829.8566.82821.5098014.0721.3558.32821.35Q～H曲线与232HgmBQ的交点为：Q泄=574m3/s，H=2821.7m。1.3.2校核洪水时：Q校=2320m3/s计算Q～H曲线列表1-6如下：表1-6Q～H曲线计算列表假设泄水流量Q泄（3m/s）对应方格纸的面积水库拦蓄洪水V（1063m）水库总水量V（1063m）水库水位H（m）53032.7268.3605.32823.075025.5753.4590.42822.8096021.4544.8518.82822.50Q～H曲线与232HgmBQ的交点为：Q泄=676m3/s，H=2822.88m。南昌工程学院本科毕业设计-5-方案三28202821282228232824020040060080010001200流量(m3/s)上游水位(m)Q-H曲线设计情况校核情况1.4方案四：I=2810m,B=8m起调流量232HgmBQ起=0.90.5881.9210.523=542.27m3/s1.4.1设计洪水时：Q设=1680m3/s计算Q～H曲线列表1-7如下：表1-7Q～H曲线计算列表假设泄水流量Q泄（3m/s）对应方格纸的面积水库拦蓄洪水V（1063m）水库总水量V（1063m）水库水位H（m）49726.5840.2577.22822.056024.5037.0574.02821.9570020.7031.3568.32821.898014.6022.1559.12821.45Q～H曲线与232HgmBQ的交点为：Q泄=502m3/s，H=2829.96m1.4.2校核洪水时：Q校=2320m3/s计算Q～H曲线列表1-8如下：南昌工程学院本科毕业设计-6-表1-8Q～H曲线计算列表假设泄水流量Q泄（3m/s）对应方格纸的面积水库拦蓄洪水V（1063m）水库总水量V（1063m）水库水位H（m）48334.5972.2609.22823.177326.6255.6592.62822.896722.1646.3583.32822.3Q～H曲线与232HgmBQ的交点为：Q泄=624m3/s，H=2822.97m。方案四2821282228232824020040060080010001200流量(m3/s)上游水位(m)Q-H曲线设计情况校核情况南昌工程学院本科毕业设计-7-第二章大坝高程的确定2.1坝顶高程计算方法2.1.1坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定：AeRY（2-1）其中：Y----坝顶超高，m；R----最大波浪在坝顶的爬高，m；e----最大风壅水面高度，m；A----安全超高，m，该坝为二级建筑物，设计时取A=1.0，校核时取A=0.5。2.1.2坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值:1.设计水位加正常运用条件下的坝顶超高;2.正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高;3.校核洪水位加非常运用条件下的坝顶超高；4.正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高加地震安全加高。2.1.3波浪的平均波高和平均波周期宜采用莆田试验站公式2wghm=7.02mwgH7.013th.0th7.02m45.02wgH7.013th.0wgD0018.