水工建筑物课程设计

南昌工程学院课程设计CURRICULUMDESIGN设计名称水工建筑物课程设计专业班级水利水电工程5班姓名张龙学号2010101952指导老师牛景太张洁时间2013年6月18日水工建筑物课程设计任务书一、设计目的和要求水工建筑物课程设计的目的在于培养同学们了解并初步掌握水利工程的设计内容、方法和步骤。通过课程设计，应用和巩固该课程所学的理论，锻炼应用所学的课程知识解决实际工程的能力，培养正确的设计思想，熟悉水利建设的方针、政策及有关的规范，进一步提高同学们编写设计说明书、进行各种计算和绘制水利工程图的能力。根据以上目的，要求每一位同学对设计内容中的各个重要环节的设计均需自己动手，做出完整的设计成果（包括编写设计计算书和说明书，绘制设计图），并要求各项设计成果概念明确，说理简明扼要，绘图正确整洁，计算准确并具有一定的精度。二、设计内容（一）、枢纽布置1、坝址、坝轴线及坝型选择2、导流放空及泄洪建筑物的选择与布置（二）水工设计1、挡水建筑物的结构布置、设计计算2、泄水建筑物体型设计、水力计算、消能防冲设计3、地基处理、坝体细部构造设计三、设计成果及要求（一）、编制设计说明书、计算书一份。说明书、计算书要求用钢笔写，章节分明，字体清晰工整。对于论点的依据、公式来源以及所引用的符号意义均须交待清楚。使用程序时须附源程序说明、编制原理和程序框图、打印结果等，必要时附源程序。（二）、图纸1、水工部分（1）大坝横剖面图、溢洪道或溢流坝结构布置图1张。（2）各建筑物必要的细部构造图1张。图纸可用电脑绘制，也可手工绘制，要求表达正确、尺寸齐全、整齐美观，符合国家制图标准。四、时间安排（1）水工部分设计2周基本资料杨溪水库总库容为2840万M³，总装机容量为2500*2KW。设计洪水位：236.26米校核洪水位：237.17米第一节流域的水文气象驿前河是抚河，源区支流，源出赣闽边界武夷山脉西麓的广昌驿前镇梨木庄，流域面积474平方公里（赤水以上），赤水以下至南城段为抚河中上游段，称为江，南城以下为抚河中下游主流，杨溪水库坝址位于驿前河杨溪附近，坝址以上流域面积为138平方公里，主河道长27.8公里，平均比降0.0082。库区内地形三面环山，地势西南高，北部低，其中以西南部河流发源地灵花仙山山峰最高达991米（黄河标高，后同）库区河流大致为自西南向东再转向北，流域面积范围在东经116º15′至116º22′，北纬26º31′至26º36′之间。库区内无大，中型蓄，引水或提水工程，仅在源头龙井电站建有一座小（一）型水库，控制集雨面积6.7575平方公里，有效库容为141.5万立方米，其他称为小坡，小川，人类活动规模小，对径流量，以流年内分配影响均很小故不考虑水量还原。水库坝址以上流域内，其上游及下游的山地植被均很好，水土流失量小，仅在中游有部分地区轻度水土流失。由于该河段内无泥沙，测验资料，经采用下游干流上的沙子岭水文站共24年实测泥沙资料分析多年平均侵蚀模数为154吨/平方公里。一、气象气象观测情况杨溪水库工区流域内无气象观测资料，现以广昌县气象站作为库区流域的代表站该站距坝址约30公里，设立于1954年至今，观测有气温，湿度，降水量，蒸发量，风速等资料，项目较全。1、降水量：每年平均降水量1720毫米，实测最大年降水量2336毫米，（1957），年最小降水量1140.2毫米（1971年），降水量年分配不均匀，主要集中在3——6月，约占全年降水量的62%。2、气温：每年平均气温为18度,实测极端最高温度40度（1983年8月），极端最低气温-9.8度（1955年1月），月平均最高气温30度（1983年7月），月平均最低气温2.3度（1977年1月）。3、蒸发：多年平均蒸发量1504.9毫米，月最大蒸发量309.7毫米（1956年7月），月最小蒸发量22.4毫米（1957年2月）。4、湿度：多年平均相对湿度80%，月最小相对湿度8%。5、风速及风向：多年平均风速1.8米/秒，多年最大风速20米/秒，相应风向为南风。6、日照：多年平均时数为1828.5小时，无霜期多年平均为273天。二、径流杨溪水库坝址以上均无流量观测资料，流域内的驿前雨量站，有1957年至今的实测雨量资料，但因其成果精度低而不能采用，坝址以下4公里处的河道上设有东坑水文站，可以作为工程径流分析的主要参考证站。1、流系列推求：根据东坑水文站补延后的33年系列资料，按面积比的一次方进行杨溪水库坝址处的年月径流推求，计算的基本公式为：Q杨溪=F杨溪•Q东坑/F东坑得杨溪水电坝址历年各月的平均流量如下：杨溪水库坝址年月平均流量（单位：M³/S）123456789101112平均19571.093.565.756.788.785.811.543.281.433.201.891.543.7219581.582.923.313.4917.35.683.051.053.162.641.260.783.8919591.006.024.445.384.8822.36.265.164.561.822.351.625.4819601.841.023.255.047.485.821.842.972.061.481.521.562.9919610.971.785.148.417.5616.84.583.679.593.663.592.695.7019622.041.303.606.0218.124.39.003.742.542.202.381.366.3819631.261.261.801.812.095.113.050.900.700.891.531.221.8019642.692.383.146.554.1216.03.362.041.032.101.110.783.7819650.640.701.745.529.2110.63.242.201.173.162.581.863.5519661.812.083.128.266.5813.27.632.092.152.221.791.864.4019671.353.022.796.407.426.623.902.261.281.241.421.243.519680.971.223.603.045.6022.014.03.611.582.221.441.505.0719691.943.624.475.067.999.063.542.341.403.541.911.403.8619701.661.615.126.4218.48.666.892.183.075.141.883.505.3819711.471.901.651.044.434.506.111.871.861.160.981.291.9419720.931.950.845.026.904.692.363.861.642.422.342.372.9419733.062.312.9012.419.313.79.785.103.182.701.971.476.4919741.572.341.591.766.078.124.603.381.252.702.952.103.2019752.295.247.8310.020.015.65.404.844.375.994.543.207.4419762.073.204.3011.88.9118.212.104.002.883.882.091.506.2419771.831.600.852.748.4813.305.493.602.341.831.571.503.7619781.591.483.037.179.277.482.601.670.941.190.970.673.1719791.241.355.205.256.988.193.462.852.901.371.280.883.4119800.981.743.6311.0013.004.203.455.022.932.481.821.464.3019811.351.885.4517.307.086.162.942.262.022.362.661.434.4019821.062.723.905.519.3013.705.162.672.773.063.802.354.6719839.796.2010.608.7812.1011.403.792.283.032.081.200.975.5219841.201.502.489.229.7418.304.683.665.252.701.991.705.2019851.554.876.004.663.425.822.753.325.002.201.801.453.5719861.372.004.677.165.344.281.851.140.701.231.400.942.6719870.760.762.352.666.373.503.112.121.704.124.342.282.8419882.293.568.198.048.866.702.373.144.751.901.841.594.4419893.962.632.054.388.935.163.511.771.761.721.701.283.22三、洪水1、水成因与特性杨溪水库流域的洪水主要由暴雨形成，4-6月洪水由峰面雨形成，7-8月的洪水由峰面雨和台风雨形成。根据测站实测，一般汛期为4-6月，尤以5，6月的洪水出现次数最多，洪水量也较大，由于山区河道，比降大，洪水易涨易落，来去迅猛，涨洪历时短，一般在一日左右，洪峰历时在1-2小时左右，并且一单峰型出现较多，多峰型洪水较少。2、杨溪水库坝址处，历年洪峰流量（实测系列）：单位：（M³/S年1971197219731974197519761977Q洪峰流量81.70185.00176.00128305.00274378.0年1978197919801981198219831984Q洪峰流量191.00144.00180.00504.00273.00228.0730年19851986198719881989Q洪峰流量83.3141.0088.1111.00123.00a)历史洪水杨溪水库坝址处，由于无居民点，故难于进行历史洪水调查，但距坝址约4公里的下游河道上，设有东坑水文站，该站调查的站址处1854年、1962年两年的峰值为914秒/立方米，660秒/立方米。b)杨溪水库实测典型洪水过程线（1984年6月，单位：秒立方米）时间1984年6月15日8：008：309：009：3010：0010：3011：00Q典型11.518.639.884.517232256411:3012:0012:0612:1812:3013:3014:0015:0083889588888882458545226216:0017:0019:0021:006、160:002:008:0014:0017812882.563.045.740.230.623.720:00六月17日2：008：0014：006.182:004:008:0012:019.618.216.916.916.315.115.715.5第二部分坝工部分本次设计只做坝工部分，不做调洪计算，在坝工部分，主要任务为确定非溢流坝段重力坝坝的有关参数、大坝的平面布置、应力分析及溢流坝段设计。第一章基本资料第一节工程地质条件一、区域地质条件广昌县杨溪电站在大地构造上处武夷山地背斜的西北翼，属于我国东部地区新华厦构造体系，构造线大致呈北东方向，发育走向北北东的褶皱系和断裂带。根据江西——福建等震线图，本区的地震烈度为六度。区内出露的岩性主要有前震旦系的变粒岩和加里东期的混合花岗岩及零星的第四纪覆盖物。区内水文地质条件简单，地下水有两种：一是埋藏于冲积层及破残层中的空隙性潜水，不构成统一的含水层，水量有限；二是埋藏于基岩中的裂隙性潜水，水量有限。这二种地下水均接受大气降水补给，排泄于河道中。二、库区工程地质条件库区出露地层为前震旦系的变粒岩和加里东期的混合花岗岩，此外零星分布的厚度很小的冲击沙，卵，石层及坡亚粘沙土层。库区仅见驿前