水洛河水電站溢流壩及消能工優(yōu)化設(shè)計(jì)

/畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文）說(shuō)明書題目水洛河水電站溢流壩及消能工優(yōu)化設(shè)計(jì)專業(yè)水利水電工程班級(jí)20０6級(jí)1班學(xué)生楊凱指導(dǎo)教師劉亞輝許光祥重慶交通大學(xué)2０10年前言彈指間，四年的大學(xué)生活即將結(jié)束,如今畢業(yè)在即，為了進(jìn)一步所學(xué)的理論知識(shí)，能把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去使理論與實(shí)踐能更好的結(jié)合，加深自己對(duì)理論知識(shí)的理解和吸收能力，所以我們認(rèn)真的開始了我們的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。要做好這份設(shè)計(jì)，就需要我們能全面了解一份設(shè)計(jì)的基本步驟，工程的基本建設(shè)程序，以及編制施工組織設(shè)計(jì)的基本步驟,這就必然要求我們?nèi)ド婕按罅康南嚓P(guān)書籍，再結(jié)合畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)的親身經(jīng)歷,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)具體分析施工現(xiàn)場(chǎng)可能面臨的問(wèn)題并給予解決，另外必須對(duì)設(shè)計(jì)基本資料及相關(guān)規(guī)范進(jìn)行全面的、有重點(diǎn)的了解,才能按時(shí)、保質(zhì)保量的完成本次設(shè)計(jì)任務(wù).溢流壩一般由混凝土或漿砌石筑成.按壩型有溢流壩重力壩、溢流拱壩、溢流支墩壩和溢流土石壩。后者僅限于溢流面和壩腳有可靠防護(hù)設(shè)施、單寬流量比較小的低壩。和廠房結(jié)合在一起,作為泄洪建筑物的壩內(nèi)式廠房溢流壩、廠房頂溢流和挑越廠房頂泄流的廠壩聯(lián)合泄洪方式,可用在高山狹谷地區(qū)，是宣泄大流量時(shí)，解決溢洪道和電站廠房布置位置不足的一種途徑，也是從溢流壩發(fā)展起來(lái)的新形式。溢流重力壩是溢流壩中修建較多、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富的壩型。巴西圖庫(kù)魯伊水電站的重力壩,最大壩高86m,2３個(gè)溢流孔，總泄流量10440０m3/s;中國(guó)河北省潘家口水利樞紐重力壩,壩高１0７。5m,設(shè)計(jì)最大泄流量5６２０0m3/s,部分采用寬尾墩形式的新型消能工。它們都是世界上泄量較大的高水平的溢流重力壩，具有很好的消能防沖效果.支墩壩中溢流大頭壩與溢流重力壩相近.高溢流平板壩，由于溢流面板較單薄，不利抗震，采用不多。連拱壩由于拱筒和溢流面、邊墻連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很少做為溢流壩。溢流拱壩除壩體結(jié)構(gòu)常較單薄外,由于平面呈拱形，泄流朝徑向集中是明顯不利的水力條件。早期的拱壩，擔(dān)心下游沖刷和壩體振動(dòng)，都不敢采用大流量壩身泄洪，而另辟壩外溢洪道。195０年以來(lái),中國(guó)修建了各種類型的溢流拱壩,如溢流跌坎式、挑坎式、溢流面板滑雪道式以及高低坎對(duì)沖、窄縫、轉(zhuǎn)向挑坎等消能工形式，較好地解決了拱壩消能防沖、抗震減蝕等問(wèn)題,使得溢流拱壩建設(shè)在中國(guó)有了較大的發(fā)展。湖南省鳳灘水電站腹拱式溢流拱壩，設(shè)計(jì)泄洪流量達(dá)326０0m３/s,是世界上泄流量最大的溢流拱壩，采用獨(dú)特的高低坎對(duì)沖消能,效果甚佳。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,主要考慮的方面有：自然條件分析，施工條件分析，施工組織設(shè)計(jì)，而重點(diǎn)在于溢流壩段的總體布置設(shè)計(jì).要求根據(jù)所學(xué)理論知識(shí)和查閱各種參考資料,嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)范進(jìn)行本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，做到有理有據(jù)，有條不紊,使所做的設(shè)計(jì)有一定的參考價(jià)值,同時(shí)讓這次畢業(yè)設(shè)計(jì)真正達(dá)到其應(yīng)有的效果.目錄TＯC\o”1-3”\h\z＼uHYPERLIＮＫ＼l"_Ｔoc264289894”摘要 ＰAGEＲEF_Tｏc2６428９894＼hI＿Toc26428９897"１。1工程概況?ＰAGＥREF_Toc26４28９897\h1HYPERLIＮＫ＼ｌ”＿Ｔoｃ264289８９8"1。2工程興建的必要性 ＰAGEＲEF_Ｔｏc264289898＼ｈ２HYPERLINK＼l”＿Toｃ2６428９８99"１.3水文資料 ＰAGEREF＿Tｏｃ26４28９89９\h2HYPERＬINK\l”＿Toｃ264289９0０＂１。４赤土河洪水組合 PＡGＥREＦ_Toc2６42８９900\h6ＨYPＥRLINK\l＂_Tｏｃ264２8９90１"１．５閘廠址水位流量關(guān)系曲線 PAGＥRＥF_Toc２6428990１＼h６ＨＹPERLINK\l＂＿Tｏc２6４2８990２＂第2章壩型選擇和樞紐布置?PAGEREF_Tｏc2６４289９02\h8HYPEＲLINK\l”_Ｔoc2６4289９０3＂２.1壩型選擇?PAＧEREF＿Toc２６4289903＼h8ＨYPERLＩNK\ｌ"_Toc26428990４"2.１.1壩軸線的選擇?２64２8990４\h８HYPＥRＬＩNK\ｌ"＿Ｔoc2642８9９05"２。１.2壩型的初步選擇?PAＧEREF＿Ｔoc2６4２89905\ｈ8HYＰERLINK\l＂＿Ｔoc2６4２8990６”2.２樞紐布置的基本原則 PＡＧＥRＥＦ＿Toc264289９０6\h8HＹＰEＲLINK\l＂_Tｏｃ2６4289907"第3章?lián)跛ㄖ镌O(shè)計(jì) PAGEＲEＦ_Toc２642８9９0７＼h１0HYPERLＩNK＼ｌ＂_Tｏｃ2642８９９０8＂3。１工程等級(jí)別的確定 PＡGEREF_Toｃ264２８９90８\h１0HYＰERＬＩNK\l＂_Toc２64２89909＂３。２水庫(kù)水位的確定?ＰＡGEREＦ_Toｃ２64289909\h1０HYPERＬINK\l"＿Toc２6４2899１0"3。3剖面形狀擬訂 PAGＥRＥF_Toc２64２8991０\h1０HYＰERLＩNK\l＂_Toc２6428９９1１”3。４壩頂高程的計(jì)算 PAGＥREF_Toc2６428９9１1\h１0ＨYPＥＲLINK\l＂_Tｏc2６428９9１2＂３。4。1計(jì)算原理?PAGＥREF_Toc2６42８9912＼h10ＨYＰＥRLＩNK第4章大壩安全穩(wěn)定分析與應(yīng)力分析 PAGEREＦ_Tｏc264２89915\h13HYPＥRLINＫ\l”_Toc26428９91６"４.１穩(wěn)定分析的基本原理和計(jì)算方法 PAGERＥF＿Ｔoc264289916\h13ＨＹPEＲLINＫ\l”_Toｃ2642８99１7"４。2穩(wěn)定分析過(guò)程?PＡGEREF_Toc26428９917＼h１３HYＰＥRLINK\ｌ”_Ｔoc264289918"4.3應(yīng)力分析基本原理?PAGEREF_Tｏc26428９918\h１5HYPERＬINＫ\ｌ"_Ｔｏｃ2642８9919＂４．4應(yīng)力分析過(guò)程?PAGEREF_Ｔｏc26４28991９\h15HYPＥＲＬINK\l＂_Toc26428９92０"4.４。1壩址抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)?PＡＧEＲEＦ_Toc2６4289９２０\h15HYPERLINK＼l"＿Toc26428９９21”4．4.2壩踵垂直應(yīng)力不出現(xiàn)拉應(yīng)力極限狀態(tài)驗(yàn)算(正常使用極限狀態(tài)）：?PAＧEＲEF＿Toc２64289９２1＼ｈ16HYＰERLＩNK\l”_Toc２64２899２２”第5章溢流壩設(shè)計(jì)?PAＧEREＦ＿Toｃ2642899２2\h１6HＹPERLＩNK\l”＿Toc264289923”５。1單寬流量的確定?PAGEＲＥF＿Toc2642８992３＼h1７HYＰERLＩNK5。4泄流能力的校核 ＰAGEREF_Toｃ２6４２8９926＼h18HＹPERLＩNK\ｌ＂_Tｏc264289９2７＂5。4．1計(jì)算原理 PAGＥREF_Ｔoc264289927\h18ＨYＰＥRLＩNK＼l"_Toc2６42899２8"5.4。２溢流壩泄流能力計(jì)算?PＡGEREF_Ｔｏc2６42899２8＼h19ＨYＰERLIＮK\ｌ＂_Ｔoｃ２64２899２9＂5。5WEＳ堰型設(shè)計(jì) PAGＥREF_Ｔoc2642８９929\h１9HＹPERＬINK\l＂＿Ｔoｃ2６4289930"5．６寬頂堰水力計(jì)算 PAGEREF_Tｏc264289930\ｈ20HYＰERLINK\l”＿Toｃ２６428９９31"5.6.１寬頂堰堰頂高程計(jì)算 PＡＧEREＦ_Tｏc26４２８9931＼h２0HＹＰERＬIＮK\l”_Toｃ264289932"5．６。２寬頂堰長(zhǎng)度計(jì)算 PAＧEREＦ＿Toc26４2899３2\ｈ21HYPEＲLIＮK\l”_Toc2642899３3”5。6。3溢流壩壩型的選擇 PAGERＥＦ_Toc264289933\h216.1.2挑流水舌的挑距L的確定 PAGEREＦ_Toc26428９937＼h２3ＨYＰERLINK6.1。３沖坑最大水墊深度的確定?PAＧEＲＥF_Toc2６42８9938\h２4ＨＹPERLINＫ＼ｌ"_Toc264289939"6。2底流消能水力計(jì)算 ＰAＧEREF_Tｏｃ26４28９939＼ｈ２４HYPERLIＮＫ\l＂_Tｏc26４289940＂6.2.1消力池消能計(jì)算?PAGEREF＿Toｃ2６428９94０\h2４HＹPERLINＫ＼ｌ”_Toc2642899４1"6．2.２參數(shù)的確定 PＡＧEREF_Toc26４2８9９41＼h26HYPERLINK\ｌ”_Ｔoc264２8９942”６．3面流消能水力計(jì)算?PＡGEREＦ＿Ｔoc2６4２8９942\ｈ２6HYPEＲLIＮK＼l”_Ｔoｃ2６42899４3”６。４水面線計(jì)算?PAGEREＦ_Ｔoc264289943＼ｈ２7HYＰＥRLINK＼l”_Toc2642８９944”6。4.1水面線計(jì)算的目的?ＰＡGEREＦ＿Ｔoｃ264289944\ｈ２7HYPERLINK＼l＂_Tｏc2642８9９45”6．4.2水面線計(jì)算的基本原理?ＰAGEREF＿Ｔoc264289９4５\h27HYＰＥRLINK\l＂_Toc２64２8９９4６”6。４.３計(jì)算過(guò)程及簡(jiǎn)圖?PAＧEＲEＦ＿Toｃ２６428９9４6\h28HYPERＬＩＮK\l＂_Ｔoc264289９４7”6.5邊墻計(jì)算 PAGＥREF＿Toc２64２899４７\h2８ＨYPERLINK＼l"＿Ｔｏc２64２８99４8＂6.５。1摻氣水深 PAGERＥF_Ｔｏc2６428９94８\h28HYPERＬINK＼ｌ”_Tｏc2６4289949”6.5。2閘門及閘墩設(shè)計(jì) ＰAGEREF_Toc26428９9４９\ｈ29HＹＰＥＲLＩＮK\ｌ"_Tｏc26４289950＂致謝 ＰAGEREF＿Ｔｏc2642899５0\h32HYPERLINK\l＂_Toc264289951"參考文獻(xiàn)?PAＧEＲEF_Tｏc26428９９51\h３3HYPERＬIＮＫ\l”＿Toc264289９5２"附錄 PＡGEREF_Tｏc26４２89952\h３4摘要水洛河河全流域面積1372０km2。流域徑流主要來(lái)源于降雨,其次是冰雪融水和地下水，據(jù)工程設(shè)計(jì)依據(jù)站水洛水文站延長(zhǎng)后的１959～2005年資料統(tǒng)計(jì)，多年平均流量117ｍ3/s，年徑流量36。9億ｍ3。徑流在年內(nèi)的變化與降雨在年內(nèi)的變化基本相應(yīng).為對(duì)稱“V"型河谷.谷底寬24。４~29m,正常高水位谷寬93ｍ,坡高７00m。河床覆蓋層厚６．0~８。5，基巖為三疊系上統(tǒng)曲嘎寺組下段(T3q1）：灰~淺灰色中厚層變質(zhì)細(xì)～中粒石英沙巖夾沙質(zhì)板巖。水洛河水電站是一座以發(fā)電為主的中小型工程，水庫(kù)正常蓄水位2５27．0m，校核蓄水位2529。０m,水庫(kù)總庫(kù)容0。07×10８m3，電站裝機(jī)容量20．１萬(wàn)ｋw。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用的主要是混凝土實(shí)體重力壩，其主要內(nèi)容包括四個(gè)部分:大壩樞紐平面設(shè)計(jì)；壩體剖面設(shè)計(jì)；壩體構(gòu)造設(shè)計(jì)；壩基處理設(shè)計(jì)。其中，在壩體剖面設(shè)計(jì)中也詳細(xì)的介紹了設(shè)計(jì)中的細(xì)部構(gòu)造。采用的消能方式為挑流消能。關(guān)鍵詞:非溢流重力壩，溢流重力壩,抗滑穩(wěn)定，應(yīng)力分析，尺寸構(gòu)造ＡｂstｒａｃtTheLuｏrｉｖerｗａt(yī)er1３７20km2tｏtalarea.Mainlycｏmesfromrａinｆａｌｌｒunｏfｆ,followｅdbyｉｃeandsｎowmｅｌtandgrｏｕnｄｗaｔer，accoｒｄinｇtｏｔheengineｅｒingdesigｎaｃcoｒdingｔothestandingwａt(yī)erａftｅrｐroｌonｇｅdhｙdroｌｏgicａlｌｏs１959～２0０5ｓｔatisticｓ，ｔheaverageｆlｏw11７m3/s，ａnnualrunoff36．9bilｌionm3.Withthｅchaｎgｅｓinｔhｅｙｅａrｒｕnoｆfinｔｈechａngesｉｎraiｎｆalｌbaｓiｃ．”V＂ｉssｙmmeｔricalｔypevalley.Ｂottomｗiｄtｈ80％~efｆect，normalｗateｒ，ｈiｇｈslopeGuＫuan9３m700ｍ。Rivercｏｖerｉngｌaｙerｔhicknｅss6．0，ｒockformationｔo15％~ｏnQuＧaseriｅsunderｐａraｇraph(templegｒｏｕpT3q1)：grey~gｒayishintｈicｋlayeroffineｇrainquartｚiｎ～ｍｅｔamorｐhｉcroｃksandstoneclipsandｙplate．Waｔerisalｕｏhyｄroｐowersｔａｔioｎｉnsmalｌaｎdmｅdium－ｓizedproject，reｓｅｒｖoir２5２7。0m,cheｃkｔhenoｒmalimｐoundｍｅnｔｌevel2５2９。0m，rｅseｒｖoirimpounｄｍeｎtleveｌtotalcapaｃiｔysuｐ３&；10８m(0。079ｍilｌioninstalleｄcａｐaｃitｙ，kw.ＴhｅｇrａdｕatｉonｄesｉgnUＳEＳbａsiｃａllyiｓｃｏncretegraｖｉtydamentiｔy,theｍaｉｎconteｎtincｌudesfourpaｒts：thedaｍprojeｃｔｄesign，Damｓectioｎ，Damsｔｒucturｅdｅsign，F(xiàn)oｕndatiｏｎpｒoceｓsｉnｇdｅsｉgn.Inthedaｍdesign,sectionalsodeｓｃrｉｂｅsindetaｉlthesｔｒuctuｒalｄｅｓignｄetａils.Bywaｙｏfeｎergyｄissipaｔionfor。Kｅyｗoｒds:ｇｒavｉｔydａm，overfｌow,overｆloｗ，ａnｄｓｔressａnaｌysisofsｔabｉlitｙaｇaiｎsｔsｌidinｇanｄｓiｚｅ第1章工程概述１。1工程概況水洛河系金沙江中游左岸的一級(jí)支流，其上源亦稱為稻城河（老林口道班至日霍附近的拉青曲匯口)。發(fā)源于甘孜州境內(nèi)著名的海子山，源頭海拔高程４600m以上。老林口道班以上由正北向的巴隆曲、西北向的其他宗和東北向的木楠哈三條支流匯合后始稱為水洛河。水洛河干流流經(jīng)稻城縣城、東朗鄉(xiāng)、水洛鄉(xiāng)、寧朗鄉(xiāng)、依吉鄉(xiāng)，在捷可附近與東義河、尼汝河匯合后注入金沙江。水洛河河全流域面積13720km2,干流老林口道班至河口長(zhǎng)２7３。8ｋm。水洛河流域地理座標(biāo)位于東經(jīng)99°５5′~100°45′，北緯２７°45′～29°32′之間。東面及北面與雅礱江最大支流理塘河相鄰,西面與金沙江支流定水分水,南臨萬(wàn)里長(zhǎng)江第一灣之弓頂。整個(gè)流域呈南北向的矩形，流域四面環(huán)山，地勢(shì)北高南低.河源地區(qū)由一系列縱橫交錯(cuò)的河流、星羅棋布的大小湖泊、沼澤、草甸及位于高山之巔的冰川雪源和埋藏于地下的潛水構(gòu)成了一個(gè)完整而復(fù)雜的水資源系統(tǒng).出老林口道班后向東南流過(guò)稻城、至日霍進(jìn)入峽谷河道,兩岸狹窄、懸崖峭壁、水流湍急,經(jīng)東朗后，河谷又逐漸開闊，至水洛以下又進(jìn)入峽谷，繼續(xù)向南流至金沙江。水洛河支流眾多,但兩岸發(fā)育不對(duì)稱。左岸除尼青曲（1３64km2）較大外，其余如拉曲、習(xí)絨河、群英河、全馬拐河、依吉溝等均較短小。而右岸大支流較多,如赤土河(1７9４kｍ2)、東義河(2971km2）、尼汝河（１１53km２）,其余支流如巨龍河、白水河、拉排貢溝、拉根瓦河等均小于10０0km2。水洛河水量豐富、河床坡降陡、自然落差大。干流老林口道班至河口，河道長(zhǎng)2７3。8km，落差為2547。9m,平均比降為９。31‰擬建水洛河水電站位于赤土河匯口下游約4０0m(上閘址)，電站閘址以上控制集雨面積6８０4ｋm2，廠址距閘址河道距離約16ｋm,廠址控制集雨面積71９6km２。水洛河水量豐富，河床坡降陡，自然落差大.河流泥沙主要來(lái)自流域地表沖蝕、支溝沖刷、滑坡及河床補(bǔ)給。日霍以上為抬升的高原區(qū)，海撥350０~4500ｍ,河谷較寬坦，水流較平緩，日霍至麥日為高原與高山的過(guò)渡區(qū);麥日以下為高山深切割區(qū)，河流強(qiáng)烈侵蝕下切，兩岸時(shí)有懸崖絕壁,河谷多呈“V”型，流域出露的地層以區(qū)域淺變質(zhì)地槽型沉積建造為主，沿河出露巖石主要為白云巖、大理巖、板巖夾千枚巖、板巖夾砂巖、千枚巖、灰?guī)r等.兩岸岸坡以坡、殘積堆積物為主，部分為崩坡堆積物,洪積堆積物零星分布于各支溝溝口,沿河以沖積為主。1。2工程興建的必要性水洛河為四川省水力資源較集中，規(guī)模較大的中型河流，距西昌負(fù)荷中心較近，梯級(jí)規(guī)模適中,是涼山州水電開發(fā)條件較好的河流。水洛河水電站的開發(fā)，對(duì)促進(jìn)當(dāng)?shù)刭Y源的永續(xù)利用，增加地方財(cái)政收入,調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和第一、二、三產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，提高人民生活水平，促進(jìn)民族的共同繁榮和進(jìn)步，保持地方穩(wěn)定具有重要作用.１．3水文資料⑴流域概況水洛河系金沙江中游左岸的一級(jí)支流，其上源亦稱為稻城河(老林口道班至日霍附近的拉青曲匯口)。發(fā)源于甘孜州境內(nèi)著名的海子山,源頭海拔高程４６00m以上。老林口道班以上由正北向的巴隆曲、西北向的其他宗和東北向的木楠哈三條支流匯合后始稱為水洛河。水洛河干流流經(jīng)稻城縣城、東朗鄉(xiāng)、水洛鄉(xiāng)、寧朗鄉(xiāng)、依吉鄉(xiāng)，在捷可附近與東義河、尼汝河匯合后注入金沙江.水洛河河全流域面積１37２0ｋm2，干流老林口道班至河口長(zhǎng)２7３.8km。水洛河流域地理座標(biāo)位于東經(jīng)99°55′～1０0°45′，北緯２7°45′～29°3２′之間.東面及北面與雅礱江最大支流理塘河相鄰，西面與金沙江支流定水分水，南臨萬(wàn)里長(zhǎng)江第一灣之弓頂。整個(gè)流域呈南北向的矩形,流域四面環(huán)山，地勢(shì)北高南低。河源地區(qū)由一系列縱橫交錯(cuò)的河流、星羅棋布的大小湖泊、沼澤、草甸及位于高山之巔的冰川雪源和埋藏于地下的潛水構(gòu)成了一個(gè)完整而復(fù)雜的水資源系統(tǒng).出老林口道班后向東南流過(guò)稻城、至日霍進(jìn)入峽谷河道，兩岸狹窄、懸崖峭壁、水流湍急,經(jīng)東朗后,河谷又逐漸開闊，至水洛以下又進(jìn)入峽谷,繼續(xù)向南流至金沙江.水洛河支流眾多,但兩岸發(fā)育不對(duì)稱。左岸除尼青曲(1364ｋm2）較大外，其余如拉曲、習(xí)絨河、群英河、全馬拐河、依吉溝等均較短小。而右岸大支流較多，如赤土河（179４kｍ2)、東義河（2971km2)、尼汝河(1153km2），其余支流如巨龍河、白水河、拉排貢溝、拉根瓦河等均小于100０km２。水洛河水量豐富、河床坡降陡、自然落差大.干流老林口道班至河口,河道長(zhǎng)273．8km，落差為２54７.９m，平均比降為9．31‰擬建水洛河水電站位于赤土河匯口下游約4０0m(上閘址），電站閘址以上控制集雨面積680４km２,廠址距閘址河道距離約16km,廠址控制集雨面積７196kｍ2.⑵氣象水洛河地處青藏高原與云貴高原過(guò)渡地帶，稻城高原是由橫斷山系的貢嘎雪山和海子山組成，域內(nèi)地形地貌復(fù)雜，群山起伏、重巒疊嶂。受其復(fù)雜多樣地貌類型的影響，氣候的垂直變化十分明顯,從低到高出現(xiàn)了暖溫帶、溫帶、亞寒帶及永久冰雪帶等氣候類型.高空西風(fēng)南支氣流、西南印度洋季風(fēng)和東南太平洋季風(fēng)是影響該流域的主要天氣系統(tǒng)。各環(huán)流系統(tǒng)隨著不同的季節(jié)變化交替地起著不同的作用：冬半年(1１月至翌年４月)受高空西風(fēng)南支氣流所控制,因西風(fēng)急流來(lái)源于阿拉伯、伊朗高原,經(jīng)特別干旱的印度西北塔爾沙漠流來(lái)，而北方西伯利亞冷空氣南下又受到北部青藏高原和重重疊疊的高山等天然屏障的阻擋，使該流域冬半年天空晴朗,云層不多,氣候干燥，降水極少,日照充足，形成了明顯的干季。夏半年(5～10月）高空西風(fēng)急流北移，南支急流逐漸結(jié)束，而相應(yīng)的印度洋與太平洋副高北上加強(qiáng),流域上空轉(zhuǎn)為深厚、溫暖、潮濕的西南氣流控制，帶來(lái)充沛的水汽，此氣流與西北不斷南下的冷空氣相遇，形成大量降水，成為該流域的雨季。稻城縣氣象站海拔高程3７28ｍ，水洛河水電站閘址河底高程約2５00ｍ,兩者直線距離約８0ｋm，因此，稻城縣氣象站的氣象觀測(cè)資料可作為工程設(shè)計(jì)的參考。根據(jù)稻城縣氣象站19６1~１9９0年資料統(tǒng)計(jì)，多年平均氣溫為4.2℃,極端最高氣溫2７。9℃(１9８３年7月）,極端最低氣溫為－２７．6℃(1９83年1２月）。多年平均年降雨量為6２2.8ｍm，最大一日降雨量44.５ｍm,多年平均年蒸發(fā)量1783。3⑶水文基本資料①測(cè)站情況為了合理開發(fā)水洛河的水電資源，西昌電力公司于2003年10月在水洛河中游木里縣水洛鄉(xiāng)三村設(shè)立了水洛水文站，該站控制集雨面積7936km2，占水洛河全流域面積的5７。9％。另外相鄰流域木里河流域現(xiàn)有濯桑和呷姑2個(gè)水文站，濯桑水文站位于理塘縣雄壩鄉(xiāng)易久村，控制集水面積3104kｍ2，占木里河全流域面積的33。0％。呷姑水文站位于木里縣后所鄉(xiāng)呷姑村，控制集水面積9162km2,占木里河流域面積的9７．3％,測(cè)站簡(jiǎn)況見(jiàn)表1．1。表1。1水洛河及相鄰流域相關(guān)水文測(cè)站觀測(cè)情況表河名站名集雨面積（kｍ2）觀測(cè)項(xiàng)目及起迄年份水位流量泥沙水洛河水洛７９36200４至今２004至今2004至今木里河濯桑310419６1至今1９61、１96６～1967、1９７0至今呷姑９１６21９59至今19５9～1９61;１９66～１9７0、１972至今根據(jù)水洛河流域自然地理和水文氣象特性選擇水洛河水洛水文站作為本工程水文分析計(jì)算的主要依據(jù)站,但由于水洛水文站僅有兩年資料,無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求,經(jīng)過(guò)對(duì)本地區(qū)相關(guān)水文測(cè)站所在流域的綜合分析,認(rèn)為水洛河流域與相鄰的木里河流域在河流走向、植被、氣候及下墊面條件等自然地理和水文氣象特性方面都較為相似,木里河呷姑水文站可作為本工程水文分析計(jì)算的參證站。因此，水洛河水洛水文站、木里河呷姑水文站的水文資料是復(fù)核的重點(diǎn)。②徑流水洛河流域徑流主要來(lái)源于降雨，其次是冰雪融水和地下水。每年4月開始隨著氣溫逐漸回升，徑流逐漸加大.6~１0月為豐水期，１1月～翌年5月為枯水期。據(jù)工程設(shè)計(jì)依據(jù)站水洛水文站延長(zhǎng)后的195９～20０5年資料統(tǒng)計(jì)，多年平均流量1１７m３/s，年徑流量36.9億ｍ3。徑流在年內(nèi)的變化與降雨在年內(nèi)的變化基本相應(yīng)。每年4月起徑流隨降雨的增大而逐漸增大,8、9兩月水量最豐，7月份次豐，11月后由于降雨量的減少,徑流開始以地下水補(bǔ)給為主，穩(wěn)定退水至翌年3月。徑流在年內(nèi)的分配較不均勻,豐水期(6~１0月)多年平均流量為２25ｍ3／s,占年徑流量的80。5％,枯水期（1１～翌年５月）多年平均流量為3９．2m3／s，占年徑流量的19.5%，最枯段的1~３月多年平均流量為27．0ｍ3/s,占年水量的5。7％,最枯月（2月）僅占年水量的1。6％。徑流在年際間的變化較大，最豐水年平均流量為212m3/s（1９65～１966年），最枯水年年平均流量為57.7m3/ｓ（19８３～１984年)，相差3.67倍.最小流量一般出現(xiàn)在２、3月份，多數(shù)出現(xiàn)于2月,最小月平均流量14。5m3/ｓ（1９9５年２月）。③洪水水洛河流域?qū)儆诒┯陱?qiáng)度較小的區(qū)域,據(jù)稻城縣３0年氣象資料統(tǒng)計(jì)，歷年最大一日降雨量?jī)H為44．5ｍm(197２年7月2６日）,反映出本地區(qū)降雨強(qiáng)度不大、降雨歷時(shí)較長(zhǎng)的特點(diǎn)。降雨主要受西南暖濕氣流影響,多集中于6～１0月份，具有明顯的季節(jié)性.特別是7～9月,太平洋副高西伸北移,高空低渦與地面鋒系出現(xiàn)頻繁,而此時(shí)正值西南季風(fēng)強(qiáng)盛，攜帶大量水汽傾向內(nèi)陸覆蓋大部分地區(qū)，常形成阻塞性暴雨天氣過(guò)程，其間暴雨次數(shù)頻繁，強(qiáng)度不大，但持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，受局部地形影響，多發(fā)生陣性降水,雨區(qū)可遍及全流域。水洛河流域洪水由暴雨形成,洪水出現(xiàn)時(shí)間與暴雨相應(yīng)。與內(nèi)地河道洪水相比，水洛河洪峰模數(shù)明顯偏小.分析其原因,主要有以下三點(diǎn):一是降雨的雨量小、強(qiáng)度低，這是最主要的原因;二是流域內(nèi)植被較好，對(duì)洪水有一定的調(diào)蓄能力，有相當(dāng)部分降水通過(guò)下滲以淺層或深層地下水的形式出現(xiàn),從而明顯地降低了洪峰流量;三是本流域呈狹長(zhǎng)形，不利于洪水匯集。根據(jù)呷姑站19５9～２0０5年47年資料統(tǒng)計(jì)，年最大洪水主要出現(xiàn)在6～１0月，7、8月發(fā)生次數(shù)最多，5月基本不發(fā)生大的暴雨洪水。本地區(qū)洪水洪峰不高,洪水以單峰為主,洪水歷時(shí)一般３～７天，復(fù)峰洪水一般在10天左右.年最大洪峰流量最早出現(xiàn)在6月（19９4年6月21日,流量為326ｍ3/ｓ)，最晚發(fā)生在10月(197９年10月7日，流量為476m3/ｓ）。歷年實(shí)測(cè)年最大洪峰流量1４00m3／s(197４年８月３0日),年最小洪峰流量326m3／ｓ(19９４年6月21日)，最大與最小洪峰流量相差4.3倍，年際變化不大。木里河呷姑站實(shí)測(cè)洪水資料中1９62～1965年、1971年僅有水位資料而無(wú)流量資料，利用呷姑站歷年綜合水位流量關(guān)系曲線,由缺測(cè)年份的逐月最高水位推求逐月最大流量，組成呷姑站1９59～20０5年年最大洪峰流量系列.木里河流域內(nèi)僅有幾座小型水電站，無(wú)大的蓄水、引水工程，人類活動(dòng)對(duì)徑流影響很小.因此，呷姑站19５9~20０5年年最大洪峰流量系列具有較好的一致性。將呷姑站195９～2０05年最大洪峰流量系列，加上１924年歷史洪水（重現(xiàn)期1０0年),與實(shí)測(cè)系列組成不連續(xù)系列，進(jìn)行頻率計(jì)算，按數(shù)學(xué)期望公式分別歷史洪水和實(shí)測(cè)系列的經(jīng)驗(yàn)頻率，矩法初估統(tǒng)計(jì)參數(shù)初值,采用Ｐ—Ⅲ型理論頻率曲線適線,確定統(tǒng)計(jì)參數(shù)及各頻率設(shè)計(jì)洪峰流量，成果見(jiàn)表1．2.表１．2呷姑站年最大洪峰流量頻率計(jì)算成果表均值CvＣs／Cv設(shè)計(jì)流量（ｍ3/s)０．０50。10。20．３３０.51．02．03．3３510２08030.36３．0０2280215020１01910183０169０１55０１4401350１1９010２０水洛河水電站閘址、廠址處設(shè)計(jì)洪水采用水文比擬法，利用呷姑水文站年最大流量頻率計(jì)算成果按面積比的2/3次方移用至水洛河水電站閘址、廠址.水洛河水電站閘址、廠址設(shè)計(jì)洪水成果見(jiàn)表1。3.表1。３水洛河水電站閘、廠址設(shè)計(jì)洪水成果表位置面積(km２）均值（ｍ3/ｓ）設(shè)計(jì)洪峰流量(m3/ｓ)0。0５0．10．20．330.５1．0２。０3．３３510205０閘址680４6６９18７０１７６016５0157015０0139012７01180１1109７６8３6６17廠址7196６941９4018３０1710163０15６０144０１32０1２３011501010868６401。４赤土河洪水組合赤土河為水洛河的一級(jí)支流，位于閘址上游３40ｍ，集雨面積1７８0km２。赤土河匯口以上水洛河干流面積為５016km2.水洛河水電站閘址設(shè)計(jì)洪水由水洛河干流洪水和赤土河洪水組合而成，成果見(jiàn)表１.４。表1.4水洛河水電站閘址洪水組合情況表分類組合情況位置集雨面積(ｋm2)設(shè)計(jì)值(m３／s)P=1%P=2％Ｐ=3。3%P=5%Ｐ=1０％P=20%P=50％干流與閘址同頻率主頻率洪水水洛河５01６１13１1０3７9649０３79668３5０３相應(yīng)洪水赤土河17８025４2３321620３1791５3１13主頻率洪水閘址67９6１３851２7０11801106975８3６61６赤土河與閘址同頻率主頻率洪水赤土河17805６7５204834５3３993422５2相應(yīng)洪水水洛河50168187５０6976５35764９4３６4主頻率洪水閘址6796１38512701180110６97583６６161.5閘廠址水位流量關(guān)系曲線按照工程設(shè)計(jì)要求，需提供天然河道指定斷面的水位流量關(guān)系曲線.本階段上下兩個(gè)閘址方案。水位流量關(guān)系曲線斷面分別位于上閘址下游１05m、下閘址下游113ｍ及廠房尾水出口斷面。水洛河水電站閘址、廠址無(wú)水文觀測(cè)資料.本階段水位流量關(guān)系繪制方法如下：根據(jù)設(shè)計(jì)河段現(xiàn)時(shí)實(shí)測(cè)的低水同時(shí)水邊線作控制，中高水位參考常年洪水位作控制，根據(jù)大斷面水力要素，用水力學(xué)公式計(jì)算各級(jí)水位流量，繪制各設(shè)計(jì)斷面水位流量關(guān)系曲線。在用水力學(xué)公式計(jì)算斷面流量時(shí)，根據(jù)實(shí)測(cè)大斷面資料計(jì)算斷面各水力要素,河段平均比降，按現(xiàn)時(shí)水面比降來(lái)確定，糙率則根據(jù)河道床面情況，參照天然糙率表,按經(jīng)驗(yàn)取值,其取值范圍在0。05~0。065之間。壩址和廠址處頻率洪水及相應(yīng)流量和下游水位見(jiàn)表1。5和表1。6.表1.5壩址處頻率洪水及相應(yīng)流量和下游水位頻率Ｐ(％）0。１0.21。0２．０３.３5.01020壩址處流量(ｍ3/ｓ)1７6０1６5０１3９01270１180１110８768３6壩址下游水位（ｍ)249７．12496.624９５.22494.62494。１２4９3．62４92.82４91.8表1.6廠址處頻率洪水及相應(yīng)流量和下游水位頻率P（％)0。５2.05。01020廠址處流量(m３/s）1560132０1150１0108６8廠址下游水位（m）２318。45２3１8231７。02３16。５２3１5.8第2章壩型選擇和樞紐布置２.1壩型選擇2.１。１壩軸線的選擇根據(jù)本河段的地形地址情況和施工的要求選定的壩軸線如樞紐平面布置圖中。2.１。2壩型的初步選擇本設(shè)計(jì)參加比選的壩型有混凝土重力壩、土石壩、面板堆石壩.（1）混凝土重力壩優(yōu)點(diǎn):安全可靠，設(shè)計(jì)及施工簡(jiǎn)單，對(duì)地形和地質(zhì)條件的適應(yīng)性較好，對(duì)地基要求不太高，適于各種氣候條件下的修建，受凍害影響較小;經(jīng)驗(yàn)豐富,維護(hù)修理費(fèi)用低；施工導(dǎo)流和永久性泄洪問(wèn)題容易解決。缺點(diǎn)：體積大,消耗水泥、石料較多；材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮；壩底揚(yáng)壓力較大；混凝土水化熱較大，溫控措施較高。(2）土石壩優(yōu)點(diǎn)：就地取材,節(jié)約材料;能很好的適應(yīng)較差的地質(zhì)條件，抗震性較好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠，使用壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)：壩坡較小,工程量較大；壩頂不能過(guò)水，需要另加泄水建筑物;施工導(dǎo)流不方便;對(duì)壩的防滲要求較高；沉降問(wèn)題存在。（３）面板堆石壩優(yōu)點(diǎn)：對(duì)自然條件有廣泛的適應(yīng)性，對(duì)地基要求比混凝土壩低，可適應(yīng)不均勻沉降，抗震性能好,施工不受氣候限制；就地取材，可節(jié)約水泥、木材和鋼材等重要建筑材料；機(jī)械化施工,可加速建壩，減小投資；可策劃能夠手承受水頭不太大的壩頂溢流;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.缺點(diǎn)：堆石壩屬于散粒壩體，需修建溢洪道或隧洞進(jìn)行泄洪,而這些泄洪設(shè)施會(huì)加大樞紐的投資和工程量；施工中的導(dǎo)流問(wèn)題難以解決。結(jié)合該處的地址條件,材料供應(yīng)情況，本設(shè)計(jì)為實(shí)體重力壩。２．2樞紐布置的基本原則（1）擋水建筑物,擋水建筑物通常布置成直線，使壩軸線最短,壩身體積最?。唬?)泄水建筑物,對(duì)于溢流壩，其前沿應(yīng)正對(duì)上游來(lái)水主方向,以使壩前流速均勻分布.如果和電站相連接,二者之間還須設(shè)置導(dǎo)墻，隔開水流，減小干擾；（3)水電站建筑物,要求進(jìn)口前水流順暢，水頭損失小。廠房尾水能通暢的排出，避免因尾水雍高而減小發(fā)電水頭;（４）過(guò)壩建筑物，為了避免互相干擾,船閘和電站應(yīng)盡可能的分置于兩岸，并注意安排交通路線和泊船碼頭。應(yīng)保證上下游引航道有足夠的寬度和深度,并可與原河道順暢銜接，以利通航。根據(jù)布置的基本原則及考慮本工程的實(shí)際要求，樞紐布置如圖紙。第3章?lián)跛ㄖ镌O(shè)計(jì)３.1工程等級(jí)別的確定根據(jù)設(shè)計(jì)所給資料的水庫(kù)總庫(kù)容數(shù)據(jù)（715萬(wàn)m3）查《水工建筑物》（第四版)表２-１可知此工程的等別為Ⅳ等。根據(jù)以上確定的工程等別查《水工建筑物》（第四版）表2－2可知此工程的主要建筑物級(jí)別為4級(jí)，次要建筑物級(jí)別為5級(jí),查表２-4可知安全級(jí)別為Ⅲ級(jí)。表3．1建筑物級(jí)別表工程等別主要建筑物次要建筑物安全級(jí)別Ⅳ等4級(jí)5級(jí)Ⅲ級(jí)3。2水庫(kù)水位的確定表３.2水位高程表正常蓄水位２５２7.00m設(shè)計(jì)洪水位（p=２％）25２７．00ｍ校核洪水位(p=1％）2５２９．0０m3。３剖面形狀擬訂根據(jù)強(qiáng)度和穩(wěn)定要求,基巖上的重力壩在基本荷載作用下，理論剖面是一個(gè)以上游水位為頂點(diǎn)的三角形,但實(shí)際上為了防止水流漫溢壩頂,常需一定的壩頂超高；為了滿足一定的要求，也需要一定的壩頂寬度為了有更好的穩(wěn)定及應(yīng)力條件和滿足一些其他的要求,壩體常呈復(fù)式梯形本樞紐的重力壩采用上游面上部鉛直,而下部是傾斜３。4壩頂高程的計(jì)算3。4。1計(jì)算原理根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL3１9—2０05),壩頂高程超高按以下公式計(jì)算:—-防浪墻頂至正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位或校核洪水位的高差(m)；——累計(jì)頻率為1%的波浪高度（m)；—-波浪中心線高出靜水位高度(m)；——安全超高(ｍ）;由資料可知多年平均最大風(fēng)速為12．4m/ｓ;實(shí)測(cè)最大風(fēng)速為１6m／s；風(fēng)向與壩軸線法向的夾角ａ=22°。丘陵、平原地區(qū)水庫(kù),宜按鶴地水庫(kù)公式計(jì)算（適用于庫(kù)水較深、＜26．5m/s及D<７。５kｍ）：——重力加速度，9．８1m/ｓ；-—累計(jì)頻率為2%的波高(m）;—-計(jì)算風(fēng)速，水庫(kù)為正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，宜用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速的1。5－２.0倍;校核洪水位時(shí),宜用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速，m／s.——風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，在壩址地形圖上量得正常工況和設(shè)計(jì)工況下的吹程為148．５m，校核工況下的吹程為１48。７m.-—平均波長(zhǎng)(m)。3.4.２計(jì)算結(jié)果表3.3壩頂高程計(jì)算結(jié)果工況(m／ｓ)（m）（m）(m）水庫(kù)水位(ｍ)壩頂高程（m）正常蓄水1８。60。62８0.４430。4252725２8。4７1設(shè)計(jì)工況１8．60.6280．４43０.4252725２8.47１校核工況１２。40.３42０．１9７0.3252９2５２9。8３9比較三種情況取其中較大者即壩頂高程取整為２５3０m，由水洛河水電站上壩址地質(zhì)剖面圖得出建基面高程為２473m，防浪墻超出頂部高度取1．2m，則最大壩高為:2５30-２4７３=57ｍ。3。５壩體尺寸的確定壩頂寬度一般取壩高的8％~1０％，且不小于3.０m,故壩頂寬度取５m。。根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(ＳL31９—２005),上游邊坡n一般要求在0～0.2之間，下游邊坡m在０.6~0．8之間。此重力壩的剖面形態(tài)將采用上游壩面鉛直的形態(tài),n?。?，m取0。8。故壩體剖面圖如圖2。1圖3．1非溢流壩剖面示意圖第4章大壩安全穩(wěn)定分析與應(yīng)力分析4。１穩(wěn)定分析的基本原理和計(jì)算方法在任何可能出現(xiàn)的荷載組合的情況下，重力壩都必須保持穩(wěn)定.而巖基混凝土重力壩的失穩(wěn)破壞一般有以下兩種類型:①壩沿抗剪能力不足的面產(chǎn)生滑動(dòng)，包括沿壩基面或沿附近巖體的表層或淺層破壞以及沿基巖體內(nèi)方向不利而又連續(xù)延伸的軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生深層滑動(dòng);②壩可能伴隨著在上游壩踵以下出現(xiàn)斜拉裂縫以及在下游壩趾以下出現(xiàn)巖石受壓屈服區(qū),兩者逐漸開展，直至連通,壩體連同部分地基產(chǎn)生傾倒或滑移而破壞。４。2穩(wěn)定分析過(guò)程①壩底與基巖的摩擦系數(shù)的材料性能分項(xiàng)系數(shù)為1．３，則其設(shè)計(jì)值:②凝聚力的材料性能分項(xiàng)系數(shù)為3。０，則其設(shè)計(jì)值：③大壩碾壓混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值可采用１80d齡期強(qiáng)度,保證率為80％，選用，其材料性能分項(xiàng)系數(shù)為1.５，則其設(shè)計(jì)值為④各種荷載組合及其荷載代數(shù)和統(tǒng)計(jì)表如下表4。1和表4。2表4.1設(shè)計(jì)洪水位情況荷載統(tǒng)計(jì)表壩體自重水重上游靜水壓力下游靜水壓力揚(yáng)壓力淤泥壓力荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN）306４８.4８1830。814302.98－228８.48-168１5。252007.88力矩標(biāo)準(zhǔn)值(kN·ｍ）213710.86—30464。2—２5７４５３．6１647７。03-28９81。６４-１８40５.88荷載設(shè)計(jì)值（kＮ)3064８.4８1８3０.8１43０2。９8-２288．48-12４87．０3２40９.4６力矩設(shè)計(jì)值(kN·m）2１3710.86-30464。2—２5７４53.6164７7。０3—２7054.08－22０86。7壩基面法向作用標(biāo)準(zhǔn)值之和壩基面切向作用標(biāo)準(zhǔn)值之和力矩標(biāo)準(zhǔn)值之和壩基面法向作用設(shè)計(jì)值之和壩基面切向作用標(biāo)準(zhǔn)值之和力矩設(shè)計(jì)值之和表4.2校核洪水位情況荷載統(tǒng)計(jì)表壩體自重水重上游靜水壓力下游靜水壓力揚(yáng)壓力淤泥壓力荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kＮ）30648.48１830.８14302．9８—2288。４8—１68１５。25２０07.88力矩標(biāo)準(zhǔn)值(kN·m）21３710．86-304６4.2-257453。6１6４77.03—2８98１.6４－1８４0５。８8荷載設(shè)計(jì)值（ｋＮ)30648．481830。8１4３02．９8-２２88。48-1248７.0324０9.4６力矩設(shè)計(jì)值(kN·m）２137１0．８6－３04６4.2—25７4５３。6１６47７.0３-270５4．08—22０86.7壩基面法向作用標(biāo)準(zhǔn)值之和壩基面切向作用標(biāo)準(zhǔn)值之和力矩標(biāo)準(zhǔn)值之和壩基面法向作用設(shè)計(jì)值之和壩基面切向作用標(biāo)準(zhǔn)值之和力矩設(shè)計(jì)值之和（1）在設(shè)計(jì)洪水位情況下:(基本組合)基本組合時(shí),取持久狀況對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)狀況系數(shù),結(jié)構(gòu)系數(shù),結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)因?yàn)?所以:結(jié)論：滿足規(guī)范要求校核洪水位情況下:（偶然組合）偶然組合時(shí)，取持久狀況對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)狀況系數(shù)，結(jié)構(gòu)系數(shù),結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)因?yàn)?所以:結(jié)論:滿足規(guī)范要求４。3應(yīng)力分析基本原理強(qiáng)度和穩(wěn)定是表征建筑物安全兩個(gè)重要方面.而應(yīng)力分析是校核強(qiáng)度和穩(wěn)定的前提。重力壩的應(yīng)力分析是在壩體斷面業(yè)已初步擬訂的情況下進(jìn)行的，其目的是為了判定壩體運(yùn)用期和施工期是否滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定方面的要求，同時(shí)也為研究與設(shè)計(jì)和施工有關(guān)的其他問(wèn)題（如確定壩體混凝土標(biāo)號(hào)分區(qū)以及在某些部位配置鋼筋等）提供依據(jù)。4。4應(yīng)力分析過(guò)程4.４.1壩址抗壓強(qiáng)度極限狀態(tài)(1）基本組合時(shí)，設(shè)計(jì)狀況系數(shù),結(jié)構(gòu)系數(shù)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)因?yàn)椋核?結(jié)論:滿足規(guī)范要求(2）偶然組合時(shí)，設(shè)計(jì)狀況系數(shù)，結(jié)構(gòu)系數(shù),結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)因?yàn)椋核?結(jié)論：滿足規(guī)范要求4。4.２壩踵垂直應(yīng)力不出現(xiàn)拉應(yīng)力極限狀態(tài)驗(yàn)算（正常使用極限狀態(tài)）:壩基面法向作用標(biāo)準(zhǔn)值之和力矩標(biāo)準(zhǔn)值之和〉0結(jié)論：滿足規(guī)第5章溢流壩設(shè)計(jì)第5章溢流壩設(shè)計(jì)５。1單寬流量的確定工程實(shí)踐證明，溢流壩單寬流量宜采用如下數(shù)值：軟弱巖石或裂隙發(fā)育巖石，單寬流量較好的巖石，單寬流量堅(jiān)硬或完整的巖石,單寬流量所以由壩址地質(zhì)條件選取單寬流量５.2確定溢流寬度將經(jīng)過(guò)泄水孔、電站、船閘等建筑物下泄的流量計(jì)入下泄流量,則在設(shè)計(jì)水位下，,在校核洪水位下，。(１)、在校核洪水位下，溢流壩段的凈寬由其它已建壩型工程經(jīng)驗(yàn)得,選取每個(gè)孔口凈寬則孔口數(shù)為了便于下游壩溢流的消能,表孔數(shù)宜采用單數(shù),故取n=3（2）、溢流壩段總長(zhǎng)度的確定根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，初擬中墩厚ｄ=3m，邊墩厚度t=2m，則溢流壩段的總長(zhǎng)度為5.3堰頂高程的確定當(dāng)上游垂直時(shí)，上游面坡度影響修正系數(shù)c=1．0,自由出流時(shí)，淹沒(méi)系數(shù)假設(shè)流量系數(shù)m=0.５0２，側(cè)收縮系數(shù)0.93則開敞式溢流堰泄流能力計(jì)算公式按公式(５．1）計(jì)算式(５。1）式中：—-下泄流量，ｍ３／s；——側(cè)收縮系數(shù)，取0．93;n-—溢流孔口數(shù)量,取其值為３；b——溢流孔口凈寬度，取其值為8mm——流量系數(shù)，?。?。502；H0——計(jì)入行近流速的堰上水頭,m;Ｃ—坡度影響修正系數(shù)—淹沒(méi)系數(shù)表５.１堰頂高程計(jì)算結(jié)果表工況堰上水頭（m)堰頂高程（m)設(shè)計(jì)洪水位６。632５2０．3７校核洪水位7.8９2521．1１根據(jù)表5.１計(jì)算結(jié)果取溢流壩的堰頂高程取H＝2520m。５．4泄流能力的校核5．4。1計(jì)算原理泄流能力計(jì)算根據(jù)SＬ253－2000《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄A的公式進(jìn)行計(jì)算。（5．2）式中:Q—流量,m3/s;c-上游面坡度影響修正系數(shù)（當(dāng)上游堰面為鉛直時(shí)，ｃ=１。0，當(dāng)上游堰面為傾斜時(shí),C值由表Ａ。2。1-2查得);m—二位水流WEＳ實(shí)用堰流量系數(shù),根據(jù)SL25３—２０00《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》表Ａ．2。1-1查得；—記入行近流速的堰上水頭，m,可以按照下式進(jìn)行計(jì)算 (5.3）H-堰上水頭，m;-動(dòng)能修正系數(shù)，近似取1;—淹沒(méi)系數(shù),不淹沒(méi)時(shí)取1．0;-閘墩側(cè)收縮系數(shù),按下式進(jìn)行計(jì)算 (5。4）上式適用于，當(dāng)時(shí)，仍取值1。0?！叾招螤钕禂?shù)（對(duì)于直角矩形取1.0；對(duì)于折線或圓角形取0。7；對(duì)于流線形取0。４）,選流線形；—中墩形狀系數(shù)，可查表A。2.1-３；B—溢流堰總凈寬，ｍ，定義；ｎ—閘孔數(shù)目取n＝５；b—單孔寬度取b＝9m；g—重力加速度,；5.４．２溢流壩泄流能力計(jì)算表5．２溢流壩泄流能力計(jì)算成果工況設(shè)計(jì)工況校核工況設(shè)計(jì)下泄流量(m3/s）１2701６50最大可下泄流量（m3/s）207６．63２２５6。8６由上表可知，溢洪道泄流能力滿足要求。５．５WES堰型設(shè)計(jì)對(duì)于開敞式溢流壩，溢流壩頂部下游采用WＥS冪曲線冪曲線方程：式（５.５)式中:堰面曲線定型設(shè)計(jì)水頭，取。K—與相對(duì)上游堰高有關(guān),當(dāng)時(shí)，K=2.0n—與堰的上游面坡度有關(guān),上游面垂直時(shí)，n=１.85?故冪曲線方程為:?原點(diǎn)上游宜采用橢圓曲線，其方程為:式（5.6)式中：，-橢圓曲線長(zhǎng)半軸和短半軸(當(dāng)時(shí)，a＝0。2８～0．３0，a/b=0。8７+3a）取a=０．29，則b=0.1７所以由公式（5．6）得，下游采用的橢圓曲線方程為:圖５。3堰頂曲線圖5．６寬頂堰水力計(jì)算 5。6．1寬頂堰堰頂高程計(jì)算N=3，b=１2假設(shè)堰頂入口為直角的寬頂堰（)假設(shè)閘墩頭部為圓弧型，堰頂入口邊緣為直角，則采用邊墩的計(jì)算厚度設(shè)計(jì)為0.8m。經(jīng)計(jì)算為自由出流，詳細(xì)計(jì)算過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書.５.６.2寬頂堰長(zhǎng)度計(jì)算因?yàn)椋病?2<〈12所以，22．15<＜125．４最后取50m5。６．3溢流壩壩型的選擇實(shí)用堰剖面大體圖寬頂堰剖面大體圖實(shí)用堰的剖面面積明顯小于款頂堰剖面面積.經(jīng)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較,該處溢流壩應(yīng)采用實(shí)用堰.第6章消能防沖設(shè)計(jì)6。１挑流消能水力計(jì)算采用挑流消能，根據(jù)已建工程經(jīng)驗(yàn)，挑射角取,挑流鼻坎應(yīng)高出下游最高水位1～2ｍ,則取高出下游最高水位2m，則挑流鼻坎的高程為：2４96.6＋２=249８.6ｍ６.1。1反弧段半徑的確定坎頂水流流速按公式（6。1）計(jì)算式（6.1）式中：ｖ-坎頂水流流速m/s—流速系數(shù),取H—坎頂水頭，m由公式計(jì)算得坎頂水深為:反弧半徑R為:R=（4～１0)h=７。９～19。8ｍ，當(dāng)v〈１6m/s時(shí),取下限故取反弧段半徑為Ｒ=１9m6.1.2挑流水舌的挑距L的確定水舌的挑距Ｌ按公式（5。1．2）計(jì)算(式6。2）式中:L—水舌的挑距，ｍＶ1—坎頂水流流速，按鼻坎處平均流速v的1.１倍計(jì),m/s—挑射角h1—坎頂垂直方向水深,h1＝h／ｃos,mh２—坎頂至下游水面高差,mg—重力加速度，m／s６。1.３沖坑最大水墊深度的確定沖坑最大水墊深度按公式（6.３）計(jì)算式（6.3）式（6。4)式中：t—自下游水面至坑底的最大水墊深度，ｍ—沖坑深度,ｍq—坎頂單寬流量,H—上下游水位差，mＨ2-下游水深，mK—沖刷系數(shù),由資料知取K＝1。6（堅(jiān)硬完整的基巖K＝0９～1．2;堅(jiān)硬但完整性較差的基巖K＝1。2～1．5；軟弱發(fā)育的基巖K=1。５～2．0）。表6。1挑距、沖刷坑深度表工況挑距Ｌ(m)沖刷坑深度（m)設(shè)計(jì)工況81.461。7４4６.64校核工況81.８６2。2５36.38結(jié)論:滿足規(guī)范要求，沖刷不影響大壩安全.6.2底流消能水力計(jì)算６.2.1消力池消能計(jì)算?結(jié)合本工程的實(shí)際情況，采用等寬矩形斷面的下挖式消力池消能.計(jì)算工程可按照ＳＬ253—２000《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》A。5的內(nèi)容進(jìn)行。6.1消力池計(jì)算簡(jiǎn)圖池長(zhǎng)按下式估算:（6。5）（6。６）?——池深，m；—-水躍淹沒(méi)度，可取；——池中發(fā)生臨界水躍時(shí)的躍后水深，ｍ；—-消力池出口下游水深，m；—-消力池尾部出口水面跌落,ｍ；Q——流量，ｍ3／s；——消力池寬度,m;—-消力池出口段流速系數(shù)，可取0.９５；——自由水躍的長(zhǎng)度，；自由水躍共軛水深:(6。8)?(6。9)——收縮斷面弗勞得數(shù)；--收縮斷面水深，m；——收縮斷面流速，;()6.2水躍形式圖由前面計(jì)算可知:設(shè)計(jì)情況（）校核情況（）6．２.2參數(shù)的確定設(shè)計(jì)情況：6.3設(shè)計(jì)情況消能池結(jié)構(gòu)圖消能池長(zhǎng)度：校核情況：6．4校核情況消能池結(jié)構(gòu)圖消能池長(zhǎng)度：６。3面流消能水力計(jì)算底流消能具有流態(tài)穩(wěn)定、效能效果較好、對(duì)地質(zhì)條件和尾水變幅適應(yīng)性強(qiáng)以及水流霧化很小的優(yōu)點(diǎn)，多用于中、低水頭。但護(hù)坦較長(zhǎng),土石方開挖量和混凝土方量較大，工程造價(jià)較高.故不考慮使用底流消能。面流消能實(shí)用于下游水深較深，流量變化范圍較小，水位幅度不大，或有排冰，漂木要求的情況。故不考慮使用面流消能。經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較最終選取挑流效能作為消能形式。6.4水面線計(jì)算6.4。1水面線計(jì)算的目的深孔中孔頂板高度、導(dǎo)墻高度、閘門門軸位置的確定都需要知道水面線的情況。6。4.２水面線計(jì)算的基本原理基本原理是水力學(xué)的能量平衡方程。分別在壩前和計(jì)算截面外建立能量斷面,建立能量方程在前面式中:E0——校核水位到斷面的垂直距離;Φ——流速系數(shù),對(duì)于該樞紐為中等長(zhǎng)度的溢流面,取為0。95；V-—該斷面流速；H——該斷面處垂直方向上水深；又有h=q/V，將這兩方程聯(lián)列即可求得該處垂直水深，其中單寬流量為６５m3／ｓ。6。4。3計(jì)算過(guò)程及簡(jiǎn)圖圖6．5水面線簡(jiǎn)圖6．5邊墻計(jì)算6．5。1摻氣水深摻氣水深按《水工建筑物》中式６.10）計(jì)算式中：h——未計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深;ｍｈa——計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深