毕业设计

凤庆县畔香河电站取水坝头初步设计科类：工科学号：07740029毕业设计畔香河电站取水坝头初步设计姓名：熊朝建指导老师：职称：云南农业大学昆明黑龙潭650201学院：水利水电工程建筑学院专业：水利水电工程年级：07级提交：答辨日期：云南农业大学畔香河电站取水坝头设计1畔香河电站取水坝头初步设计熊朝建云南农业大学成人教育学院昆明650201摘要畔香河电站工程位于凤庆县城东北部、距县城58km的小湾镇境内的畔香河上，海拔在987～2804m,年平均气温13.5℃，年平均降雨量1503mm，电站装机2000kw（2×1000kw），畔香河电站取水坝头位于畔香河上游，距厂址2.5公里，坝型为浆砌石重力坝，枢纽工程有溢流坝，进水闸，冲沙闸，防冲设施组成，进水闸过水能力为1.8m3/s，坝高6.2m,坝长20m,是一座无蓄水作用的取水坝。关键词：初步设计畔香河取水坝头AbstractPanXiangRiverhydroelectricprojectliesintheNortheastofFengQingCountyandStandsbyPanXiangRiverinXiaoWanTownwichis58kilometnosfarfromFengXingcounty.Theelevationabovesealevel:987—2084metres.year`saveragetemperatue:13.5oC,year`saverayerainfall:1503mm.Maxcontent:2000KW(2×1000)KW.PanXiangRiverhydroelectricstationmakesuseofthewaterfromtheupofPanXiangRiverwichis2.5Kmfarfromit.Thefarmeisastrongdamwichisupofstonesandcontres.Thishubismadeupofflowingdam,intakefloodgatedecreasingstonesfloodageandprotectingequipment1.8m3/swatergetsthroughintakefloodgateeverysecond.Theheightofthedam6.2m.Thelength:20m.Thisisanowaterstonagedam.Keywords:PrimarydesignPanxiangrivreIntakewaterdam畔香河电站取水坝头设计2目录第一章工程概况………………………………………….3第一节综合说明…………………………………………3第二节水文气象…………………………………………4第三节工程地质………………………………………….5第二章枢纽工程设计………………………………………6第一节工程等级划分……………………………………6第二节水文水利计算……………………………………6第三节大坝基本剖面设计…………………………….15第四节大坝抗滑稳定计算…………………………….18第五节大坝应力分析………………………………….21第六节基础设计……………………………………….21第七节溢流剖面设计………………………………….23第八节防冲设计……………………………………….25第九节水闸设计………………………………………28附录I图纸……………………………………………………32附录II参考文献…………………………………………….36附录III致谢…………………………………………………37畔香河电站取水坝头设计3第一章工程概况第一节综合说明畔香河电站工程位于凤庆县城东北部、距县城58km的小湾镇境内的畔香河上，属澜沧江水系1级支流，地理位置为东经100°03′53、北纬24°39′54，海拔在987～2804m,年平均气温13.5℃，年均降雨量1503mm。畔香河电站取水坝头位于畔香河上游，距厂址2.5公里,坝址山高谷深,河床成V形河谷,是一个较典型的，深切割、中山峡谷地貌，地质构造属澜沧江变质带,工程区属于多系时代不明的花岗岩、花岗片麻岩地区，为原岩浆变质而成.工程区为澜沧江流域，坝址以上河道总长10.2km，径流面积40.1km2。地势由东南向西北倾斜，呈叶形，流域内河网水系发育。电站所在地为高山峡谷地带，属多雨区。按电站拟装机2000kw（2×1000kw）。在畔香河上建取水坝一座，坝型为浆砌石重力坝，枢纽工程有溢流坝，进水闸，冲沙闸，防冲设施组成，进水闸过水能力为1.8m3/s。畔香河电站取水坝头设计4第二节水文气象坝址邻近流域内，具有1977年设立观测至今的凤山水文站。由于流域海拔变化在1000～2766m之间，中高海拔的山区气候温凉，整个流域属中、低山地区典型的亚热带立体气候类型。流域多年平均降水量约1740mm，统计邻近流域内的凤山、搭拉箐雨量站的实测降水量资料，年降水量的80%主要集中在汛期的5～11月份，多年平均降水日数163天，其中5～10mm的32天，10mm以上86天，降水时空分布极不均匀，年内具有干湿季节分明的特点。断面洪水主要是由径流区内的短历时大强度的暴雨产生。据邻近流域内搭拉箐降水站点的实测暴雨分析，暴雨多发生在7～9月份，短历时的多年平均最大1、6、24小时暴雨分别为31.2mm、54.2mm、82.9mm；最大1、6、24小时暴雨分别为48.9mm、87.6mm、120.2mm。取水口处洪水特性一般为陡涨陡落的山区性洪水，起涨历时一般1～3小时，次洪历时一般不超过24小时，暴雨洪水基本同频。畔香河电站坝址以上流域岩性多为石灰岩类，地貌形态大多为中山地貌，植被类型多为阔叶密林、针阔混交密林、灌草等。因设计流域内无任何实测泥沙资料，相邻流域水文站也无泥沙资料，鉴此，忙糯河电站泥沙特征值采用1999年由云南省水利水电厅、水利部天津水利水电勘测设计院航测遥感院编制的《云南省土壤侵蚀图》中的侵蚀模数进行估算。根据暴雨洪水资料及泥沙估算资料进行建筑物等级确定，溢流坝过水能力计算，进水闸出流计算，冲沙闸计算。畔香河电站取水坝头设计5第三节工程地质工程区及其外围处于青藏滇缅印尼歹字型构造体系及纬向构造体系的复合部位，澜沧江深断裂带的南侧。地层以规模宏大的云县花岗岩基为主，呈环状产出，形成强烈的边缘混合岩化带，并有部分酸性岩脉分布；区内褶皱、断裂以东西向为主，局部部受北东向构造的复合干扰，构造线向东、北东弧形凸出，与澜沧江流向吻合；以断裂占居主要地位，褶皱很不发育，且规模小，多为北东向压扭性断裂伴生的次级构造形迹。坝址位于河床陡而河流急，高山深切河谷地貌，河谷两岸岩石陡峭，属三叠系中统忙怀组变质岩（T2m）:为暗灰色、灰色黑云片麻岩、二长片麻岩、眼球状花岗片麻岩、黑云斜长变粒岩，局部为斑状黑云变粒岩，表层均全强风化呈砂土状，河谷部位有弱风化出露，第一层属于第四系残积坡，厚2.0米至2.5米左右。坝址两岸基岩出露，层理分明，节理发育，岩石硬度系数推测为f=5～6.5，表面弱风化，地基承载力为F平均=160～210kpa。畔香河电站取水坝头设计6第二章枢纽工程设计第一节工程等级划分畔香河电站取水坝头是一座取水建筑物，无蓄水作用，引入流量为1.8m3/s，仅供2×1000KW机组发电，根据规范，永久建筑物的工程等级为V级，按照提高一级的设计原则，建筑物的工程等级为IV级。工程所在地处于山区，但由于坝高小于15米，上下游水位差小于10米，根据规范，防洪标准确定为10年一遇，校核为50年一遇。第二节水文水利计算一、年径流量计算1、参证站基本资料凤山站年径流量为3260万立方米，流域面积17.7平方KM，CV=0.28，CS=2CV。2、设计年径流量计算查1：50000军用地形图可得取水坝头以上流域面积为40.1平方km。用水文拟法推求设计年平均径流设Q=参设FF参Q=（7.171.40×3260）/（31.54×106）=2.3m3/s查皮Ⅲ型曲线KP值表,得KP=0.79,坝址处设计保证率P=75%的设计年平径流量为:QP=KPQ=2.3×0.79=1.81m3/s设计年内分配的推求,由水文图集查得流域在分区枯水代表年的畔香河电站取水坝头设计7年内分配比,结果见下表:P=75%设计年径流量年内分配计算表月份年型345678910111212合计分配比0.461.882.243.443.712.41.20.50.100.040.1616.13年内分配(m3/s)0.833.44.16.26.74.32.20.90.200.070.329.2经水文资料推求,在枯水年流域内来水能保证电站装机6个月的出力,说明来水基本能满足要求。二、设计洪水的推求1、基本资料：由于流域内无洪峰流量资料，假定暴雨和洪水同频率，由暴雨资料来推求设计洪水，统计参数见表畔香河电站统计参数名称1H6H24H1VC6VC24VC取水口3046620.460.390.42畔香河电站流域特征及产汇流参数表名称F(km2)L(km)BJ(‰)CmCn取水口45.010.20.441240.600.70畔香河电站取水坝头设计8畔香河电站域特征及产汇流参数表Wm(mm)Wt(mm)fc(mm/h)△Ri主(mm)E雨(mm)2001803.06103.0产流相关参数:流域土壤最大缺水量Wm=200mm流域土壤前期含水量Wt=180mm流域土壤平均下渗率fc=3.0mm/h不平衡水量△R=6.0mm汇流相关参数：Cn、Cm由下式计算产汇流参数值：W0=Wm—WtFiCmBJFm109.084.0476.0171.0262.01)10/(n=CnF0.161)K=m1/n把有关流域特征参数及产汇流的相关参数代入公式得到：W0、m1、n、k。2、产流计算由设计暴雨过程，采用初损后损法列表计算“扣损”，得各频率的产流过程，即净雨过程。（1）．扣初损W0：自降水第一时段起扣至满足初损量W0=20mm为止。畔香河电站取水坝头设计9（2）．扣稳渗fc：第一时段按扣除W0与未扣W0量的比值扣除fc，其余时段按Ht.p≥fc时，则扣除fc，反之则扣除Ht.p值。（3）．不平衡△R与雨期蒸发E雨：在扣除W0和fc余下的时段内平衡扣除。所求净雨过程见表（4.4.1）。畔香河电站(取水口)设计净雨成果表表内单位：mm频率HtP=0.5%P=1%P=2%P=3.33%P=10%P=20%t=101.20.4t=111.60.90.3t=122.11.30.70.1t=1395.484.573.865.847.331.6t=1410.58.87.25.93.41.5t=156.14.83.72.81.0t=163.82.81.91.2t=172.71.81.00.4t=181.91.10.43、汇流计算由以上求得汇流参数n、k值，时段t依次为：0、1、2、3……对应取t/k值查“水文计算图表集”的s(t)曲线查用表，得s(1.t)曲线，求其1小时差值即为1小时无因次瞬时单位线μ(1.t)。由净畔香河电站取水坝头设计10雨和瞬时单位线μ(1.t)计算各频率标准的洪水成果见表畔香河电站（取水口）设计洪水过程成果表T（h）P=0.2%P=0.5%P=2%P=3.33%P=10%P=20%00.020.020.020.0050.0050.005116.911.323.32.1014698.0244.837.424520320313433563132152861981294313275151286175113522419610225714795.0615513467.322012178.6710691.144.318298.664.4873.762.329.214879.852.7952.243.319.912064.543.31037.730.514.396.152.435.91127.921.911.077.443.030.11221.316.091.462.635.725.81316.712.073.651.