水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計

貴州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計PAGE12嫂1肺.負摘涌要筋：居記教療搭本繩設(shè)險計摘為改一組個宴水開電史站天的曾設(shè)回計倡，么主沙要業(yè)設(shè)榮計拿水定電裙站垂水腥工迫部蒙分北，鑄不咸涉題及往電認方淋面僅。湯水雅工忍建配筑劃物燥，星即者擋青水孩建贏筑訪物記、貓泄純水努建浪筑裕物愈、蜜引銅水狠建亭筑刪物耀、幼發(fā)夏電丸廠倚房偏。高擋誦水島建移筑捆物濕為控雙宴心迎圓爭雙福曲彈拱泉壩礎(chǔ)，溫壩杠身約左健岸領(lǐng)設(shè)濤有和沖雜沙凳孔泊，插壩緒后徐設(shè)攀有嗚交怪通后橋徑，且壩牌頂光不禽過承車環(huán)；虎泄中水踩方五式尸為渣壩非身哈泄角水此，坐溢郵流濁凈彈寬狗四桶十恒米敬設(shè)侍有聾五友道舞閘碌孔畜，探每憂道川閘我孔步凈揉寬毫八市米蟻，商效往能絲方轉(zhuǎn)式縫為櫻鼻青坎訓(xùn)挑蛙流培消秒能疾；漂引睜水多建衰筑押分礎(chǔ)為跳進鍬水慎口鳳和餡引年水妙隧瘦洞熟，吸進查水閑口墨設(shè)戀在辟壩州體醫(yī)上敲游不，子引過水潤水社洞恩為申地浸下井埋蕉管倦，禿材乒料鏟為閣壓癢力制鋼千管朗；嘴廠紛房嚇分敗為手主錢廠乘房崖和錫副雨廠蝕房速，絨主稻廠英房轉(zhuǎn)設(shè)裙有拉發(fā)助電豪機匪層支、仇水君輪談機薄層捆和頸尾兆水自層改，因供科水混方陽式身為僑聯(lián)蓬合南供漠水芳，創(chuàng)有讓兩戚臺抽發(fā)俱電烈機善組榜；鑼副據(jù)廠岡房餅分鬼成泡兩朵層逝，姿設(shè)聲在香主劍廠寒房錘后繁面仆。渴主麥要年特裂點串是蘆：潔本呼次隆設(shè)經(jīng)計贊的收是值一儲個廉小耐一且型曉水丹電網(wǎng)站賣，激堰虛頂煤高瞧程怨就唉是兔正答常燙蓄宰水吃位附高現(xiàn)程邪，急溢巴流縫壩亭段敲的富閘質(zhì)孔順不纖設(shè)忍閘伏門禾自地由透出驅(qū)流仿?？斡洋w災(zāi)形暢狀醒為售不技對副稱搭的價圓佳弧旋拱禿，疾左悶半昌拱懸弦騾長脈大擱于時右半半葉拱掙弦聾長影。褲關(guān)姜鍵所詞萬：駛水汪電僵站介糟平水驕工更建嘆筑巨物犁瓦煩廠洋房店百閘計門泄只絨申峰刪巾努1科.鋒漲A抱b彩s摩t淚r雕a鴨c洲t社:頃T扶h誼i繳s織母d甜e僵s監(jiān)i歸g獻n料狡i江s筒牙a崇氧h泛y易d舞r萄o授p瞎o孝w綁e觀r糾憑s她t導(dǎo)a膀t油i且o艦n腔罪d芬e額s披i往g終n特,惠搞t哥h閘e求垮m狠a絨i賊n霜今d辭e顛s中i晝g技n單墊o他f府形h賴y做d求r截o建p告o穿w腸e貢r刪炕s智t諸a償t敘i線o稼n烤運h搜y沿d允r兼a剖u臂l今i且c屆促p汗a晌r森t時,迎須d岸o飛巖n鍵o燭t間遵i袍n餓v掘o歇l習(xí)v召e醒唯e速l兇e照c疾t哈r和i目c崗i卵t阿y塞.裝T殲h錦e嫌仔h掀y推d湖r思a至u屋l夢i叼c瀉腹s線t臉r韻u近c非t壁u聽r族e扔s胞,暗籮n蝴a構(gòu)m窩e優(yōu)l截y恐康w菠a幕t匆e詠r檔邁r刮e句t志a揮i浸n嬌i懼n泰g撓距s弊t波r污u錫c疼t疫u處r凝e妥s通,脾文b膊u堂i逗l巡d聽i灣n器g范s成,烘努b草u杠i健l揭d游i公n惹g晝s懼,及希w客a婆t絲e蠻r趕誰d論i更v個e愈r礎(chǔ)s鴨i悠o翻n判睜p英o尾w責(zé)e茶r蹄面p優(yōu)l阻a略n遠t興.完走J畝o泰i學(xué)n浩t烤;檢睬j墻e真t奪完f棉l奴o加w耍;逮漏h道o蝴w共e你v斗e孕r似,朗暮c連a候r歷泡i野s墨籃p轉(zhuǎn)r老o味v轟i恨d屋e櫻d泥摩w脹i宗t罵h臺遙a睜蔥w茄a糾t慕e吃r坐絕r閘e愿t維a設(shè)i階n兼i間n路g潮眉s煮t溪r土u堡c曠t付u心r液e它京f魯o藥r貝魄d攤o加u鼠b譽l殿e欣每c餡i蛾r肯c慢u鴨l幫a桌r社尺d鋪o輩u遍b草l注e醒才c破u推r殲v復(fù)a危t蜂u曲r摘e畫疤a陰r雄c科h眼丘d誰a稍m土,充歇t上h注e貌撥d孩a釀m戴舉o族n量怒t芒h益e鉗原l鐮e損f守t作誓b寄a昌n軟k炸斑o嶼f走仇f態(tài)l炸u癥s口h洋i候n犧g關(guān)難h等o授l織e雅,滿肝t著h勿e僵演d蛇a深m紹陽i某s個做p重r債o烈v峰i此d兩e齒d期持i山n峽峰t代h核e表喪b妹a搜c癥k岔臟o男f醒嫩t而h群e肺素t堡r棉a渾f老f秤i途c巡管b閣r匯i株d頂g雀e建,團助c狼r并e雷s垃t飯耗s均p痕i鹽l健l廁w輔a竊y矛蛇d欲a壘m火陣b格o嗚d矛y殖蝴o撇u破t慎l粉e敘t遠腹a嘴n增d亭孔o裙v膠e騾r候f義l和o廈w來鄭w橋i糾d庭t妹h悼代4潔0殊夜m用e績t菌e太r侮s含糧w恥i配t帝h稍元f貌i焦v書e客柱g筋a付t兼e原堵h及o鋒l傅e查,交鐘e咱a束c太h馬蔽g粱a越t蓮e恩張h掙o止l坐e賄丹w跑i公d扮t幣h訴小o靜f藏糾8費胞m譯e禁t或e啟r其s撕,張伙t米h效e拍鵲e旱f燕f孕e甘c茫t拾i膏v離e喬n腰e憲s齒s蘭曲o炊f嘩濤b被u暗c斬k蛾e喬t暖錘e烘n計e淡r征g陶y刷倆d逐i歲s歲s嶺i墊p葡a燙t換i蓄o牽n始;朗雜d渠i繁v叔e東r勢s默i根o掩n村嘗b川u罷i宜l痰d彩i尤n附g凈s世懲i書s沙喪a茫坊w脖a查t勵e斬r訓(xùn)街i舅n績l完e欺t側(cè)叼a烏n惹d添縣w綁a嗓t拜e哭r(nóng)校旬d兩i韻v鍬e潛r汪s現(xiàn)i承o磚n疫羅t奏u亞n主n悠e尊l堅,遼稿t乘h講e翅過w倍a震t刪e授r膚園i美n鎖l堂e傻t軟童i壯s甘配a拋r葵r保a槽n罩g群e爆d氣抱i威n朽鑰t只h掏e諷怎u竭p虧s治t僻r饒e忙a扒m筒佩d賣a孟m典,啞繭d絕i疏v坦e抱r喊s先i蘭o揚n礎(chǔ)憲t桃u鴉n咸n慘e如l俯碗u杠n予d巖e蜓r狐g無r股o聚u衛(wèi)n端d晃北b是u揮r獲i劍e棕d找披p訊i櫻p榜e針搏m鹿a飾t奏e些r姑i約a工l寶s荒筒f鄙o演r辯醫(yī)p期r名e姐s系s梨u油r影e蒙繳s衡t熄e韻e袖l密透p右i排p漢e于賣p手l舟a陽n傲t字餡i礦s盈漆d標i孤v亮i鄭d繭e顏d嫩妄i戀n開t告o異摟t絨h留e殺倚m歉a態(tài)i顛n昏肚w靈o棟r金k基s清h矛o特p璃盜a容n肉d槳穿w犧o漢r貿(mào)k哨s務(wù)h索o磚p醋,炊查t斜h腳e靜環(huán)m陜a包i鴉n萬累p捏l蠢a內(nèi)n臭t聚火c正o爛m閱p樣r孟i銅s愿e俘s戰(zhàn)撐a殊做g炕e齒n掩e稼r鄰a林t旦o補r添,智益t告u倆r傷b憑i厲n頁e夕勇l戚a蘇y上e帶r鄰弦a坊n旋d渾叉t臨a悠i稿l描柴w翁a所t棋e晚r久烈s拍u早p辦p亮l跑y世銳m仿o聽d漏e慰池f縫o迎r武互w湊a砌t誰e應(yīng)r魄閘s垮u幅p幸p掙l勢y附,抱徐t么h漢e防r牽e醒襖a手r問e毫斥t泉w袖o漆柿s猶e父t淚s丈滾o醉f與晴p稀o違w隊e評r黃外g襲e灑n華e綱r羨a池t盲i時o材n現(xiàn)療u赤n鞠i竟t兵;螞卸a螺u梢x臣i溪l廳i衡a貼r秘y丟稀p沸l(wèi)轟a組n棒t崗維i元s酸燥d捉i燥v海i留d配e負d丙貧i矩n哀t讓o傅約t伏w唐o竄誘l茫a考y俱e施r康s尿,咬懲i穗n定陳t輔h揭e麻他m娃a厘i疾n權(quán)闊p時o桂w天e粉r俗h抗o慕u脊s貍e放綠b庸e響h天i竿n對d哄.榮技M扛a咱i照n雜異f做e籌a崇t組u漸r挪e唉s嗽佩a拘r載e撤:辰他t默h趟e該膛d梅e件s秤i夫g核n罵自i憤s士扒a繪須s肉m筐a洪l作l望昨t會y枝p恩e招結(jié)h佩y彈d甘r待o寬p醉o映w姿e裁r般槳s據(jù)t匙a枯t柄i詠o嗓n搭,頃期c偽r譯e有s飾t龍鈴e安l盞e便v偶a從t鴨i采o樓n去蝦i撐s鳴疑n米o惹r杠m墓a疾l扁毀w劃a巷t妨e薄r舅所l買e患v刷e拾l(fā)豆已e賴l夏e死v別a慣t狼i身o交n都,褲障s維p茄i搭l同l費w罰a索y清刮s沿l滴u奸i撥c街e吵齒g納a落t蹤e晚贈f旱r這e共e業(yè)鹿f住l傍o蚊w千.震猾T述h董e場抗s否h黃a壁p課e臣詢o貴f識鞭a誰s愚y餅m起m李e免t有r刻i妄c掏a傻l姥大c溉i活r朱c做u華l粥a瞇r鮮碗a媽r林c奧h格,晉境l暢e躲f家t機渴h協(xié)a蔽l岔f宗洲a斑r塌c悄h謎巡a辨r樹c仁h臘龜c糧h扎o叉r葉d賊再c老h桂o劣r饅d讓魔l場e悲n竹g肥t讀h斬顧i就s必艱g慶r竟e吳a荒t渡e文r巷奇t役h算a桐n啄睜t狠h凍e攔界r姓i囑g天h襲t殊.Keywords:hydropowerstation,hydraulicbuilding,sluice,gate2.前言：由于社會的快速發(fā)展，獨山縣地區(qū)正處于高速發(fā)展的時候，對能源的需求量越來越高，特別是電能。修建火力發(fā)電廠對環(huán)境污染比較大，獨山懷境內(nèi)煤炭資源少，靠引進的話成本高，獨山位六硐河上游，水能資源豐富，且水電站對環(huán)境污染小，運行成本低，管理方便，且水能是可持續(xù)發(fā)展的能源，所以特在獨山縣境內(nèi)六硐河上修筑水電站。七家田電站位于獨山縣西北部萬麻鄉(xiāng)七家田村境內(nèi)，所在河流為珠江流域紅水河水系六硐河上游段，六硐河在貴州省黔南境內(nèi)河長106.9km,天然落差948m,平均比降8.8%，多年平均流量，理論蘊藏量。地形地質(zhì)條件都適合修建水電站。貴州省屬于西南地區(qū)，水資源豐富，蘊藏的水資源能量較多，已經(jīng)開發(fā)利用的很少，而且貴州屬于典型的卡斯特地貌，地下多巖溶，水土流失嚴重，雖然水資源豐富，但是人均可利用的水資源少，為了加大對水資源的利用率；提高人民的生活質(zhì)量和水平；對水土資源進行保持；改善生態(tài)環(huán)境，建設(shè)水電站是一個有效的方法。七家田電站不僅可以防洪發(fā)電，還可以為獨山縣內(nèi)居民提供生活用水，改善了當(dāng)?shù)厝嗣竦纳钯|(zhì)量，對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的保護有很大的促進作用。本次設(shè)計的范圍主要是水電站的擋水建筑物部分和發(fā)電廠房部分，對于發(fā)電部分涉及的方面比較少，只進行了發(fā)電機組的尺寸和安裝高程設(shè)計，以及尾水管方面設(shè)計。擋水建筑物設(shè)計為非對稱的雙曲拱壩，壩身泄水，鼻坎挑流消能，不設(shè)閘門，設(shè)有五個閘孔自由出流。壩體上游設(shè)有取水口，取水口和廠房之間用壓力鋼管連接。水電站廠房是水電站主要的建筑物之一，是將水能轉(zhuǎn)化為電能的綜合場所，廠房中安裝水輪機、發(fā)電機和各種輔助設(shè)備。通過把水能轉(zhuǎn)化為機械能最后轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)升壓變壓器輸入電網(wǎng)，最后送往用戶。本設(shè)計課題在國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展成熟，世界已經(jīng)建成的雙曲拱壩高達3百多米，有一套很成熟的計算方法很設(shè)計方法。本次設(shè)計的指導(dǎo)思想是，求真務(wù)實、態(tài)度嚴謹、認真刻苦、把其當(dāng)成一個實際工程來設(shè)計，要有強烈的責(zé)任感。本設(shè)計主要解決的問題是，解決獨山縣內(nèi)水土流失問題，改善獨山縣居民的生活水平，提高水資源的利用率。由于本次畢業(yè)設(shè)計涉及的知識面很廣，工程量很大，個人能力有限，在設(shè)計與計算的過程中難免存在一些的問題，敬請各位老師批評指正。3.方案比較：3.1.壩址選擇：根據(jù)工程地質(zhì)資料和工程地質(zhì)圖，適合修建大壩的地方有個，一個是工程圖的上游處，此處地質(zhì)條件較好，兩岸坡度大小差不多，河谷形狀呈V型適合修建大壩，另一個是大壩的中下游，此處地質(zhì)地形條件良好，河谷呈U型，兩岸坡度大小相差不大，適合建造大壩。七家田電站上壩址三個設(shè)計代表年各月來水過程推算成果表月份豐水年p=10％平水年p=50％枯水年p=90％分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）58.413.230.838.929.825.7618.128.5312.916.324.721.373656.710.212.81311.3816.726.2211.1144.53.996.810.77.79.732.6103.25.1110.212.92.21.9111.72.72.93.62.32121.21.931.92.51.81.5111.621.623.53211.631.72.12.21.931.52.322.521.744.46.8678.8119.5合計100157.5100126.110086.3七家田電站下壩址三個設(shè)計代表年各月來水過程推算成果表月份豐水年p=10％平水年p=50％枯水年p=90％分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）58.413.430.839.329.825.9618.128.812.916.424.721.573657.210.212.91311.4816.726.511.114.14.53.996.810.87.79.832.6103.25.210.2132.21.9111.72.72.93.72.32121.21.91.92.51.81.6111.61.623.53.1211.61.72.12.21.931.52.322.621.744.46.978.9119.6合計100158.9100127.310087.1七家田電站上壩址洪水過程線形狀圖七家田電站上壩址設(shè)計洪水過程線推算成果表p=0.2％,Qp=1569.4p=2％,Qp=1101.0p=3.3％,Qp=1009.2p=5％,Qp=912.7p=20％,Qp=597.3ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)00000000002.4156.92.4110.12.4100.9291.32.459.74.2863.24.2605.64.2555.14502.04328.561569.461101.061109.26912.76597.39941.69660.69665.59547.69358.412313.912220.212221.812182.512119.520104.62073.42073.92060.82039.8240240240240240七家田電站下壩址洪水過程線形狀圖七家田電站下壩址設(shè)計洪水過程線推算成果表p=0.2％,Qp=1719.6p=2％,Qp=1206.4p=3.3％,Qp=1105.8p=5％,Qp=1000p=20％,Qp=682.5ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)000000000021722120.62110.62100268.34945.84663.54608.245504375.461719.661206.461105.8610006682.591031.89723.89663.596009409.512343.912241.312221.21220012136.520114.62080.42073.72066.72045.5240240240240240經(jīng)比較得上壩址比較合適，選擇上壩址。3.2.廠址選擇：根據(jù)工程地質(zhì)資料和地形地質(zhì)圖可已看出，適合修建廠房的的地址位于河道左岸靠近下游的地方，此處地形較為平坦，地址條件比較好，而且距離公路比較近，交通方便，經(jīng)綜合考慮將廠址定為此處。3.3.壩型選擇：3.31重力壩重力壩是用混凝土或石料等材料建筑，主要依靠壩體自身自重產(chǎn)生的抗滑力保持穩(wěn)定的壩；同時依靠壩體自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消由水壓力所引起的拉應(yīng)力。重力壩的優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)作用明確，設(shè)計方法簡便，安全可靠。（2）對地形、地質(zhì)適應(yīng)性強。（3）樞紐泄洪問題容易解決。（4）便與施工導(dǎo)流。（5）施工方便。重力壩的缺點：（1）剖面尺寸大，材料用量多。（2）壩體應(yīng)力較低，材料的強度不能充分發(fā)揮。（3）壩體與地面接觸面大，揚壓力大，對穩(wěn)定不利。（4）體積大，水化熱與收縮會產(chǎn)生應(yīng)力，需要嚴格控制。3.32拱壩拱壩是固接于基巖的空間殼體結(jié)構(gòu)，在平面上呈現(xiàn)向上游凸的拱形，其拱冠剖面呈豎直的或向上游突出的曲線形。壩體結(jié)構(gòu)有拱作用和梁作用，其承受的荷載一部分通過拱的作用壓向兩岸，另一部分通過豎直梁的作用傳到壩底基巖，與其他壩型相比，具有以下特點：（1）依靠兩岸拱端得反作用力，對壩址的地形、地質(zhì)條件要求較高，對地基處理要求也較嚴格。（2）拱壩結(jié)構(gòu)屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)，超載能力比較強，安全度較高，當(dāng)外荷載增大或壩體的一部分局部裂開時，壩體的拱和梁作用將會自行調(diào)整，使壩體應(yīng)力重新分配。（3）拱壩的壩體不設(shè)永久伸縮縫，溫度變化和基巖變形對壩體應(yīng)力的影響較顯著，必須考慮溫度作用的荷載。電站位于獨山縣麻萬鎮(zhèn)七家田河段，地貌主要以臺狀、脊狀中山為主，海拔在300～760m之間，山嶺、溝谷的走向與構(gòu)造線方向基本一致。壩址區(qū)河谷為不對稱“U”型順向河谷。左岸坡較陡。右岸相對較緩。據(jù)地表地質(zhì)工作調(diào)查，壩址區(qū)出露地層主要有第四系（Q）、寒武系中統(tǒng)都紅水河組（?2d）地層。巖性由新至老依次為：第四系（Q）第四系洪積、沖積層（Qal+pl）：主要為洪積、沖積卵石、砂、泥質(zhì)砂土等。分布于河床及階地上。壩址區(qū)厚度4～8m。第四系殘積、坡積層（Qel+dl）：主要為殘坡積礫質(zhì)、砂質(zhì)粘土、砂礫和巖屑等。廣泛分布于區(qū)內(nèi)。壩址區(qū)厚度2～6m，右壩肩較厚。寒武系中統(tǒng)（?2）都紅水河組（?2d）：上部為灰黑色砂質(zhì)頁巖夾白云巖及泥質(zhì)灰?guī)r。下部為黃綠色頁巖，偶夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r或灰?guī)r及少量炭質(zhì)頁巖。相對隔水層，局部為含（透）水層。分布于兩壩肩及庫首。厚度大于100m。壩區(qū)內(nèi)巖層走向為近SN向，傾向為W，傾角17°～20°，傾角相對較緩。壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造主要為節(jié)理裂隙發(fā)育為主，庫首右岸發(fā)育的七家田斷層，距右壩肩約400m，傾向右岸，對水庫和大壩的影響不大。壩區(qū)內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育，主要有走向為N5°、N50°、N75°、N100°共4組。其中以走向N5°、N100°這2組較發(fā)育，為共軛“X”型節(jié)理。裂隙多為砂泥質(zhì)充填。壩區(qū)內(nèi)地下水埋藏較淺，兩壩肩均有泉點出露，但流量較小。并補給庫水。壩區(qū)水文地質(zhì)條件較好，不存在深層滲漏問題。考慮地形地質(zhì)條件，兩種壩型都適合，然而在經(jīng)濟比較與施工量比較上，修建拱壩更為經(jīng)濟合理，所以選擇拱壩壩型。按不同分類原則，拱壩可分為如下一些類型：（1）按建筑材料和施工方法分類?？煞譃槌Ｒ?guī)混凝土拱壩、碾壓混凝土拱壩和砌石壩。（2）按壩高度和體型分類。1）按壩高分類：大于70m的為高壩，30m~70m的為中壩、小于30m的為低壩。2）按拱圈線型分類：可分為單心圓拱壩、雙心圓拱壩、三心圓拱壩、拋物線拱壩、對數(shù)螺旋線拱壩、橢圓拱壩等。3）按壩面曲率分類：只有水平向曲率，而各懸臂梁的上游面鉛直的拱壩成為單曲拱壩；水平和豎直向都有曲率的拱壩稱為雙曲拱壩。（3）按拱壩的結(jié)構(gòu)構(gòu)造分類。通常拱壩多將拱端嵌固在巖基上。在靠近壩基周邊設(shè)置永久縫的周邊縫拱壩；壩體內(nèi)有較大空腔的拱壩稱為空腹拱壩。3.33綜上：壩型選擇雙心圓雙曲拱壩此壩為中壩3.4.結(jié)論：經(jīng)比較得，本設(shè)計方案為，壩址選在此河段的中下游；廠址選在此河段下游左岸；壩型為雙心圓雙曲拱壩，為實心中壩。4.樞紐布置：4.1.壩體布置：壩體放在此河段的中下游，壩體的中心線為壩底中心線，大概位于河谷中央，中心線方向為北偏西10?。沖沙孔布置在壩體左半拱上。壩頂交通橋?qū)?米不過車。壩后也設(shè)有交通橋。4.2.取水口布置：取水口布置在壩體上游約20米處，為豎井式，取水口前部分為矩形，后面導(dǎo)成圓形再接壓力鋼管，壓力鋼管的布置形式為地下埋管，轉(zhuǎn)彎半徑為5倍管徑，轉(zhuǎn)彎角度為120?。壓力鋼管長度為198米，壓力鋼管通到主廠房的水輪機層，和水輪機的金屬蝸殼相連。水輪機的供水方式為聯(lián)合供水?？偣灿袃膳_機組，壓力鋼管末端分叉為兩根對稱鋼管分別進行供水。4.3.廠房和公路布置：廠房布置在壩體下游約一百米處，離原有公路比較近，交通方便，廠房分為主廠房和副廠房，副廠房布置在主廠房后面，緊挨著主廠房，尾水管和廠房垂直，與河道的夾角約為60°。主廠房的左側(cè)設(shè)一個升壓站。公路和原有公路相接，公路寬為6米，坡度為10%，公路順著等高線布置，先經(jīng)過廠房區(qū)，再到壩體處分出一條路和壩頂交通橋相連，主干道和取水口的啟閉機室相連。公路在廠房、大壩、取水口處都設(shè)有回車場。5.壩高的確定：5.1.水文資料5.1.1流域概況七家田電站位于獨山縣西北部麻萬鄉(xiāng)七家田村境內(nèi)，所在河流為珠江流域紅水河水系六硐河上游河段，六硐河是曹渡河左岸的一級支流。六硐河發(fā)源于獨山縣甲定鄉(xiāng)的嘎加山，河源高程1350m，流經(jīng)平塘縣城至翁大寨入桂境，經(jīng)交里至黔桂交界處雅里注入曹渡河。六硐河在貴州省黔南境內(nèi)河長106.9km，天然落差948m（含界河段），平均比降8.8‰，河流面積2970km2，多年平均流量56.5m3/s，理論蘊藏量141.1MW。六硐河流域在云貴高原東南坡向廣西丘陵過渡地帶上，境內(nèi)地勢由北向南逐漸傾斜，地勢起伏高差明顯，海拔多在600～900m之間。七家田電站所處七家田村位于東經(jīng)107°30′，北緯25°53′～25°55′之間，距獨山縣城13km。電站位于的河段從都勻打力進入獨山境內(nèi)，到七家田后又從獨山進入都勻境內(nèi)，河流在獨山境內(nèi)全長11.2km，落差27.8m，河床比降1.348‰，擬利用獨山境內(nèi)河段修建七家田電站。電站上游無規(guī)劃電站，下游有建成新橋電站，總裝機640kw，壩頂高程742.7m，取水高程738m。5.1.2氣象獨山縣氣候?qū)僦衼啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年平均氣溫15℃，最冷月一月平均溫度4.9℃，極端最低氣溫－8℃；最熱月七月平均氣溫23.4℃，極端最高氣溫34.4℃。由于縣境地勢比鄰縣地勢稍高，因此冬夏氣溫都較周圍各縣略低。七家田水電站所屬六硐河流域?qū)儆谥衼啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤氣候區(qū)，緯度較低，海拔較高，故有亞熱帶高原山地季風(fēng)濕潤氣候的特征，冬無嚴寒，夏無酷暑，雨量充足，雨熱同季，日照較少，立體氣候明顯。項目區(qū)多年平均氣溫17℃，年無霜期317天，多年平均降雨量1350mm，汛期（5～9月）占全年降雨65％以上，平均濕度80％，日照1317小時。5.1.3徑流七家田電站位于六硐河中上游，流域內(nèi)有墨沖雨量站、平湖水文站、獨山氣象站，本次設(shè)計主要采用這三個站點分析比較。各特征參數(shù)比較表見表1。表1各特征參數(shù)比較表項目多年平均降雨量（mm）年徑流系數(shù)ɑ年限多年平均徑流深Y(mm)墨沖雨量站1313.8——1961～2003——平湖水文站13530.471961～2003（缺測六年）636獨山氣象站1328.4——1951～2001——《地表水資源手冊》13500.48650采用值13530.47636綜合比較后，考慮到墨沖雨量站、平湖水文站同屬六硐河流域，但七家田電站水庫壩址和平湖水文站相比較為接近，且氣候下墊面等條件基本一致，而且平湖水文站有1961～2003年（其中六年缺測）共37年的實測資料，資料系列長，精度高，資料的代表性、可靠性、一致性較好，決定本次設(shè)計主要采用平湖水文站資料作為計算依據(jù)。壩址處多年平均流量、多年平均徑流量考慮到七家田水庫壩址與平湖水文站同屬六硐河流域，氣候及下墊面等條件基本一致,而且平湖水文站有1961～2003年（其中6年資料缺測）共37年的實測徑流資料，因此把平湖水文站多年平均年徑流量按面積比擬到七家田水庫壩址，得到七家田電站水庫壩址徑流參數(shù)見下表2。表2七家田電站各水庫壩址徑流參數(shù)成果表項目上壩址下壩址備注主壩副壩流域面積（km2）465.263.2533.2徑流深636mm多年平均流量（m3/s）9.421.2810.8多年平均徑流量（億m3）2.960.403.39壩址各特征年徑流量由表2可知上壩址副壩流量相對主壩而言比較小，故上壩址主壩和副壩徑流計算可按照整體計算。利用平湖水文站1961～2003年（其中6年資料缺測）共37年的實測徑流資料得到七家田水庫壩址Cv=0.28,Cs=2Cv，各頻率年徑流量成果見表3。表3七家田電站壩址各特征年經(jīng)流量計算成果表P(%)0.10.20.332520509095備注Kp2.102.01.931.661.501.2240.9760.6760.602=636mmCv＝0.28Cs=2CvYp(mm)1335.61272.01227.481055.8954778.5620.7429.9382.9Wp上(萬m3)70573.167212.564860.055786.450409.441134.032799.722717.820231.0Wp下(萬m3)71216.967825.665451.756295.250869.241509.333098.922925.120415.5代表年（豐、平、枯）各月平均流量推求七家田電站采用代表年法進行水能計算，以P=10％（1993年）代表豐水年，P=50％（1984年）代表平水年，P=90％（2003年）代表枯水年，上壩址的平均流量分別為13.1m3/s,10.5m3/s,6.9m3/s；下壩址的平均流量分別為13.2m3/s,10.6m3/s,7.3m3/s。七家田電站三個設(shè)計代表年各月來水過程推算成果分別見表4、表5。表4七家田電站上壩址三個設(shè)計代表年各月來水過程推算成果表月份豐水年p=10％平水年p=50％枯水年p=90％分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）58.413.230.838.929.825.7618.128.5312.916.324.721.373656.710.212.81311.3816.726.2211.1144.53.996.810.77.79.732.6103.25.1110.212.92.21.9111.72.72.93.62.32121.21.931.92.51.81.5111.621.623.53211.631.72.12.21.931.52.322.521.744.46.8678.8119.5合計100157.5100126.110086.3表5七家田電站下壩址三個設(shè)計代表年各月來水過程推算成果表月份豐水年p=10％平水年p=50％枯水年p=90％分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）分配率k(％)月流量Qi（m3/s）58.413.430.839.329.825.9618.128.812.916.424.721.573657.210.212.91311.4816.726.511.114.14.53.996.810.87.79.832.6103.25.210.2132.21.9111.72.72.93.72.32121.21.91.92.51.81.6111.61.623.53.1211.61.72.12.21.931.52.322.621.744.46.978.9119.6合計100158.9100127.310087.15.1.4洪水流域洪水由暴雨匯流形成，設(shè)計河段無實測洪水資料，設(shè)計暴雨由暴雨資料間接推求。設(shè)計暴雨查《貴州省暴雨洪水計算實用手冊》年最大24小時點雨量等值線圖、年最大24小時點雨量Cv等值線圖得流域年內(nèi)最大24小時點雨量均值＝100mm，Cv＝0.47，取Cs＝3.5Cv。用平湖水文站1960年～2003年共43年實測最大日暴雨資料進行P-Ⅲ型曲線適線，求得多年平均最大日暴雨量＝83mm，Cv＝0.43，Cs＝3.5Cv，（附理論頻率曲線圖）。取最大24小時暴雨量與最大日暴雨量的換算系數(shù)為1.12，則平湖水文站年最大24小時暴雨量均值為＝93mm，Cv＝0.43，取Cs＝3.5Cv。用墨沖雨量站1964～2003年共39年實測最大日暴雨量資料進行P-Ⅲ型曲線適線，求得多年平均最大日暴雨量＝94.3mm，Cv＝0.42，Cs＝3.5Cv，（附理論頻率曲線圖）。取最大24小時暴雨量和最大日暴雨量的換算系數(shù)為1.12，則墨沖雨量站年最大24小時暴雨量均值為＝105.6mm，Cv＝0.42，取Cs＝3.5Cv。由以上就算可知，平湖水文站年最大24小時暴雨量均值較等值線圖小，由于手冊資料年限為1961～1975共計15年，而平湖水文站有1967～2003年共計37年的實測資料，墨沖雨量站處在平湖水文站上游，受氣候、下墊面等條件影響，故平湖水文站設(shè)計暴雨計算結(jié)果偏小是合理的。綜合考慮最終采用平湖水文站資料作為主要設(shè)計依據(jù)。七家田水庫工程各頻率設(shè)計年最大24小時暴雨量見下表：七家田水庫工程各頻率設(shè)計年最大24小時暴雨量表表6單位：mmP％0.050.10.20.33123.3351020備注Kp3.693.253.012.822.432.182.031.841.571.30＝93mmCv＝0.43,Cs＝3.5CvH24p343.2302.3279.9262.3226.0202.7188.8171.1146.0120.9設(shè)計洪水（1）設(shè)計洪峰流量平湖水文站有1960年至今歷年實測最大洪峰流量，本次利用的資料系列為1960～2003年共46年（加入1924年和1954年兩次歷史洪水），利用P-Ⅲ型曲線適線后得到平湖水文站設(shè)計洪水統(tǒng)計參數(shù)為：＝1030m3/s,Cv=0.45,Cs=4Cv（附理論頻率曲線）。平湖水文站各頻率設(shè)計洪峰流量見下表：平湖水文站各頻率設(shè)計洪峰流量成果表表7單位：m3/sP％0.050.10.20.33123.3351020備注Kp4.073.543.253.032.582.282.091.891.591.29Qp＝1030m3/sCv＝0.45,Cs＝4CvQp4192.13646.23347.53120.92657.42348.42152.71946.71637.71328.7根據(jù)七家田水庫各頻率最大24小時暴雨量推求設(shè)計洪峰流量七家田水庫工程控制流域面積300≤F＜1000km2,所以洪峰流量公式為：Qp＝0.674·ｒ0.922·ｆ0.125·J0.082·F0.723·[C·Kp·]1.23Qp——洪峰流量r——流域匯流系數(shù)，r＝0.064ｆ——流域形狀系數(shù)，ｆ＝F/L2，ｆ上＝0.1480，ｆ下＝0.1658，J——坡降，J上＝2.1‰，J下＝2.2‰F——流域面積，F(xiàn)上＝465.2km2,F下＝533.22km2C——洪峰徑流系數(shù)，0.79～0.91七家田水庫各頻率設(shè)計洪峰流量成果表表8單位：m3/sP％0.050.10.20.33123.3351020備注Qp上2583.32183.71970.41794.71473.91262.71142.5990.7787.0587.3Qp下2902.72453.42214.62016.81656.21419.31283.81113.5884.5659.9（2）設(shè)計洪水總量1平湖水文站最大1日、3日設(shè)計洪水總量根據(jù)平湖水文站1978～2003年（其中3年資料缺測）共23年最大一日、3日洪水總量，經(jīng)分析統(tǒng)計，用P-Ⅲ型曲線適線后得到平湖水文站最大一日、3日設(shè)計洪水總量見下表：（附理論頻率曲線）平湖水文站各頻率最大1日及3日設(shè)計洪水總量表表9單位：億m3P％0.050.10.20.33123.33510備注Kp5.104.373.983.753.012.662.432.141.74＝0.479億m3,Cv=0.57,Cs=3.5CvWp1日2.442.091.911.801.441.271.161.030.83Kp5.424.624.203.953.202.762.512.201.77＝0.919億m3,Cv=0.6,Cs=3.5CvWp3日4.984.253.863.632.942.542.312.021.63平湖水文站最大24小時、72小時設(shè)計洪水總量平湖水文站各頻率最大24小時、72小時設(shè)計洪水總量表表10單位：億m3P％0.050.10.20.33123.33510備注Wp242.742.342.142.021.611.431.301.150.93＝0.536億m3,Cv=0.57,Cs=3.5CvWp725.334.544.133.883.152.712.472.161.74＝0.983億m3,Cv=0.6,Cs=3.5Cv3計算平湖水文站設(shè)計洪水總量平湖水文站最大24小時暴雨洪水總量表11單位：億m3P％0.050.10.20.33123.33510備注W2.742.342.142.021.611.431.301.150.93用設(shè)計頻率24小時暴雨量計算洪水總量七家田水庫壩址各頻率24小時暴雨洪水總量按下式計算：Wp＝0.1·C·Hp·F（億m3）式中：Wp—設(shè)計頻率24小時暴雨洪水總量（億m3）；—單位換算系數(shù)；C—洪水徑流系數(shù)，隨暴雨量的增大而增大；Hp—設(shè)計頻率24小時暴雨量；F—水庫流域面積，F(xiàn)上＝465.2km2，F(xiàn)下＝533.22km2；七家田水庫工程各頻率24小時暴雨洪水總量表12單位：億m3P％0.050.10.20.33123.33510備注Wp上1.481.291.191.100.940.830.770.680.56Wp下1.701.481.361.31.080.950.870.780.65（三）七家田水庫工程設(shè)計洪水1、七家田水庫設(shè)計洪峰流量七家田水庫工程上壩址流域面積為465.2km2,下壩址流域面積為533.2km2,分別用水文比擬法計算洪峰流量。水文比擬法：Qp甲＝（F甲/F平）n·Qp平式中：Qp甲——壩址設(shè)計洪峰流量（m3/s）F甲——壩址以上流域集雨面積n——面積影響指數(shù)，n＝0.67七家田水庫設(shè)計洪峰流量計算成果表表13單位：m3/sP％0.050.10.20.33123.33510備注Qp上1965.41709.41569.41463.21245.91101.01009.2912.7767.8水文站Qp下2153.51873.11719.61603.21365.11206.41105.81000841.3Qp上2583.32183.71970.41794.71473.91262.71142.5990.7787.0雨量站Qp下2902.72453.42214.62016.81656.21419.31283.81113.5884.5由以上計算結(jié)果可以看出，水文站的成果比雨量站的成果偏小，這是由于墨沖雨量站處在平湖水文站上游，并且采用雨量站資料進行洪峰計算并沒有考慮蒸發(fā)、滲漏損失，所以計算結(jié)果偏小是合理的。2、七家田水庫設(shè)計洪水總量七家田水庫壩址設(shè)計洪水總量根據(jù)平湖水文站設(shè)計洪水總量成果采用水文比擬法推算，推算公式如下：水文比擬法:Wp＝(F甲/F平)n·Wp平式中：Wp——設(shè)計洪水總量（億m3）n——指數(shù)，取0.84七家田水庫設(shè)計洪水總量計算成果表表14單位：億m3P％0.050.10.20.33123.33510備注Wp上1.060.910.830.780.930.550.500.440.36水文站W(wǎng)p下1.191.020.930.880.700.620.560.500.40Wp上1.681.471.351.251.070.940.870.770.64雨量站W(wǎng)p下1.701.481.361.31.080.950.870.780.65由以上結(jié)果看出，雨量站計算出的洪水總量較水文站結(jié)果偏小，所以是合理的。3洪水過程線根據(jù)設(shè)計24小時暴雨洪水，按洪量用頻率控制，采用單峰型概化洪水過程線，洪水過程線如圖1～2，時間流量關(guān)系表如表16～17。圖1七家田電站上壩址洪水過程線形狀圖表15七家田電站上壩址設(shè)計洪水過程線推算成果表p=0.2％,Qp=1569.4p=2％,Qp=1101.0p=3.3％,Qp=1009.2p=5％,Qp=912.7p=20％,Qp=597.3ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)00000000002.4156.92.4110.12.4100.9291.32.459.74.2863.24.2605.64.2555.14502.04328.561569.461101.061109.26912.76597.39941.69660.69665.59547.69358.412313.912220.212221.812182.512119.520104.62073.42073.92060.82039.8240240240240240圖2七家田電站下壩址洪水過程線形狀圖表16七家田電站下壩址設(shè)計洪水過程線推算成果表p=0.2％,Qp=1719.6p=2％,Qp=1206.4p=3.3％,Qp=1105.8p=5％,Qp=1000p=20％,Qp=682.5ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)ti(h)Qi(m3/s)000000000021722120.62110.62100268.34945.84663.54608.245504375.461719.661206.461105.8610006682.591031.89723.89663.596009409.512343.912241.312221.21220012136.520114.62080.42073.72066.72045.52402402402402405.1.5泥沙及淤積獨山縣植被屬中亞熱帶常綠闊葉林，天然植被多遭破壞，現(xiàn)存有限，設(shè)計流域森林覆蓋率只有17.1％，故河流輸沙較為嚴重。七家田電站水庫壩址處無實測泥沙資料，查看《貴州省地表水資源》中貴州省懸移質(zhì)多年平均輸沙模數(shù)分區(qū)圖，該流域懸移質(zhì)多年平均輸沙模數(shù)G＝100～200t/km2。結(jié)合現(xiàn)場查勘情況分析確定，七家田電站水庫壩址懸移質(zhì)多年平均輸沙量為G=120t/km2,推移質(zhì)按懸移質(zhì)的30％計算。則水庫輸沙量為上壩址：Ws=1.3×120×528.4/1.3＝6.34萬m3；下壩址：Ws=1.3×120×533.22/1.3＝6.4萬m3；根據(jù)泥沙分析結(jié)果，采用“庫容淤損率法”進行淤積計算，水庫使用年限為30年計，則上壩址總淤積量為119萬m3,下壩址總淤積量為122.8萬m3,查庫容曲線得相應(yīng)淤沙高程分別為759.4m，760.6m。5.1.6壩址及廠址水位～流量關(guān)系曲線七家田電站為壩后式電站，廠址緊鄰壩址，可共用水位～流量關(guān)系曲線。根據(jù)實測地形圖，河道坡降及現(xiàn)場估計糙率，采用曼寧公式計算。經(jīng)分析與現(xiàn)場查勘，該河段糙率為0.04，水面比降由實測縱斷面及測時水面線推算為1.2‰。水位流量關(guān)系曲線見下表和下圖3。表17水位～流量關(guān)系表水位Z(m)過水面積A(m2)濕周X(m)水力半徑R(m)流量Q(m3/s)740.2600007415.6115.560.36062.4674238.6929.831.297239.8674343.8430.721.426948.12744112.9241.472.7230190.69745131.4044.032.9847235.90746175.5248.173.6436359.93747211.2650.904.1505472.523748282.0655.975.0391717.96749343.8160.035.7276953.15750410.7164.066.41121227.50751440.7765.606.71891359.16752470.9567.177.01121494.05753565.1171.597.89361940.19754629.2274.548.44132259.12755695.8677.418.98902605.31圖3七家田電站下游水位～流量關(guān)系曲線七家田電站下游水位流量關(guān)系曲線七家田電站下游水位流量關(guān)系曲線74074274474674875075275405001000150020002500流量Q(m^3/s)水位（m)5.2壩區(qū)工程地質(zhì)資料：5.2.1概況電站位于獨山縣麻萬鎮(zhèn)七家田河段，地貌主要以臺狀、脊狀中山為主，海拔在300～760m之間，山嶺、溝谷的走向與構(gòu)造線方向基本一致。壩址區(qū)河谷為不對稱“U”型順向河谷。左岸坡較陡。右岸相對較緩。據(jù)地表地質(zhì)工作調(diào)查，壩址區(qū)出露地層主要有第四系（Q）、寒武系中統(tǒng)都紅水河組（?2d）地層。巖性由新至老依次為：第四系（Q）第四系洪積、沖積層（Qal+pl）：主要為洪積、沖積卵石、砂、泥質(zhì)砂土等。分布于河床及階地上。壩址區(qū)厚度4～8m。第四系殘積、坡積層（Qel+dl）：主要為殘坡積礫質(zhì)、砂質(zhì)粘土、砂礫和巖屑等。廣泛分布于區(qū)內(nèi)。壩址區(qū)厚度2～6m，右壩肩較厚。寒武系中統(tǒng)（?2）都紅水河組（?2d）：上部為灰黑色砂質(zhì)頁巖夾白云巖及泥質(zhì)灰?guī)r。下部為黃綠色頁巖，偶夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r或灰?guī)r及少量炭質(zhì)頁巖。相對隔水層，局部為含（透）水層。分布于兩壩肩及庫首。厚度大于100m。壩區(qū)內(nèi)巖層走向為近SN向，傾向為W，傾角17°～20°，傾角相對較緩。壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造主要為節(jié)理裂隙發(fā)育為主，庫首右岸發(fā)育的七家田斷層，距右壩肩約400m，傾向右岸，對水庫和大壩的影響不大。壩區(qū)內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育，主要有走向為N5°、N50°、N75°、N100°共4組。其中以走向N5°、N100°這2組較發(fā)育，為共軛“X”型節(jié)理。裂隙多為砂泥質(zhì)充填。壩區(qū)內(nèi)地下水埋藏較淺，兩壩肩均有泉點出露，但流量較小。并補給庫水。壩區(qū)水文地質(zhì)條件較好，不存在深層滲漏問題。5.2.2巖石物理力學(xué)性質(zhì)本工程壩基出露地層為寒武系中統(tǒng)都紅水河組（?2d）頁巖夾白云巖及泥質(zhì)灰?guī)r等，其物理力學(xué)參數(shù)經(jīng)驗參考值為：抗壓強度R＝80MPa彈性模量E＝0.7×104Mpa白桑比μ＝0.22摩察系數(shù)f＝0.4～0.75.2.3天然建筑材料本工程共需塊石m3，碎石m3，砂m3。庫區(qū)內(nèi)無可開采料場，經(jīng)勘察，選定料場位于下游1.5km處，需要新修2.5公里的施工道路。料場為泥盆系上統(tǒng)堯梭組（D3y）的淺灰至深灰色中至厚層白云質(zhì)灰?guī)r，頂部多為灰黑色厚層至塊狀“豆石”灰?guī)r。巖石質(zhì)地良好，蓋層薄，開采條件好，儲量150×104m3以上，可滿足本工程的需要。5.2.4特征水位的選擇七家田電站是一座以發(fā)電為主的徑流式?。ㄒ唬┬退姽こ?，電站設(shè)計保證率初擬為P＝90％。由于七家田電站各壩址尾水位受地形條件的影響，正常蓄水位受淹沒指標的控制，故根據(jù)壩址的不同，電站的特征水位會略微有所不同。5.2.5水庫正常蓄水位的選擇七家田電站水庫淹沒是影響正常蓄水位的決定因素，電站正常蓄水位主要是根據(jù)水庫上游淹沒的農(nóng)田和居民房高程來確定的。當(dāng)正常蓄水位高于770m高程后，上游淹沒農(nóng)田和居民數(shù)量較大，涉及賠償數(shù)額較大，故初步擬定七家田電站正常蓄水位為770m。附七家田電站水庫水位～庫容、面積關(guān)系曲線。七家田電站下游水位流量關(guān)系曲線七家田電站下游水位流量關(guān)系曲線74074274474674875075275405001000150020002500流量Q(m^3/s)水位（m)5.2.6壩體各個水位計流量：主要建筑物特征水位及流量序號部位項目單位數(shù)量備注1水庫校核洪水位（P=0.5%）m776.832設(shè)計洪水位（P=3.3%）m775.493正常蓄水位m770.004死水位m766.005校核洪水位最大下泄流量m3/s14286相應(yīng)下游水位m751.6257設(shè)計洪水位最大下泄流量m3/s10298相應(yīng)下游水位m749.259淤沙高程m759.45.2.7確定開挖高程：根據(jù)壩高小于50米時，可建在弱風(fēng)化中下部至上部基巖上，及其他相關(guān)條件，選擇壩底高程為735m。水位高程（m）相應(yīng)壩前水深（m）正常蓄水位77035設(shè)計洪水位775.4940.49校核洪水位776.8341.835.2.8綜上：由以上資料和附錄1的計算書可得壩頂高程為778.120m。6.應(yīng)力計算：6.1.在正常蓄水位加溫降的工況下算出的壩體左半拱最大的拉應(yīng)力出現(xiàn)在最底層為1.15合格；壩體右半拱最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在倒數(shù)第二層拱圈為1.147合格。6.2.在設(shè)計洪水位加溫升的工況下算出的壩體左半拱最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在倒數(shù)第二層為零，合格；壩體右半拱最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在最底層，為零，合格。6.3.在校核洪水位加溫升的工況下算出的壩體左半拱最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在最底層為0.3合格；壩體右半拱最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在最底層為零，合格。壩肩穩(wěn)定計算：7.1.為什么平面穩(wěn)定分析法進行拱座穩(wěn)定分析1、分層計算比較簡捷，成果常偏于安全。2、分層計算可大致判斷出壩體各高程在失穩(wěn)問題上的相對安全度，便于發(fā)現(xiàn)壩體的薄弱部位，為進一步分析或?qū)ｉT處理提供情況；3、在實際工程中，水平軟弱面往往成組存在，與陡傾面相互切割，需要在壩體不同高程上驗算穩(wěn)定度。這時，采用平面分析基本比較合理。平面穩(wěn)定分析中系切取拱壩某一高程的平面圖形進行穩(wěn)定核算。計算中，荷載和抗力都取一定高度△Ｚ為準，通常取△Ｚ＝１m來考慮。為通用性強些，考慮側(cè)裂面為高傾角結(jié)構(gòu)面，且傾向河床。7.2.計算方法根據(jù)要求我們只算第二層拱圈和第五層拱圈的壩肩穩(wěn)定。因為第五層拱圈在地面以下抗滑體無限大不用進行計算。根據(jù)實際情況在資料所給的四組裂隙中，只有N5那組要進行計算，其他都對壩肩穩(wěn)定影響不大。壩區(qū)內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育，主要有走向為N5°、N50°、N75°、N100°共4組。其中以走向N5°、N100°這2組較發(fā)育，為共軛“X”型節(jié)理。裂隙多為砂泥質(zhì)充填。所打得裂隙剖面如下：根據(jù)公式可算出,即可進行穩(wěn)定分析。7.3.計算結(jié)果：7.3.1工況為正常水位加溫降時左壩肩，合格；右壩肩，合格。7.3.2工況為設(shè)計洪水位加溫升時左壩肩，合格；右壩肩，合格。7.3.3工況為校核洪水位加溫升時左壩肩，合格；右壩肩，合格。8.溢流壩段設(shè)計：8.1.溢流曲線：溢流曲線分為三個部分分別為，三圓弧段、WES曲線段、反弧段。相應(yīng)參數(shù)見下表：三圓弧段參數(shù)表5.122.561.0240.20480.8961.4131.44WES曲線段參數(shù)表x0.0001.0002.0003.0004.0005.0006.0007.0008.000y0.0000.1250.4510.9541.6252.4553.4394.5745.856反弧段參數(shù)表溢流剖面10.90.41140.2230.8100.5881.5568.2.閘孔設(shè)計：根據(jù)資料和計算得出溢流凈寬為40m,設(shè)置五道閘孔，每道閘孔寬8m，每個閘墩下游面寬1m，且閘墩的中心線方向為鏡像五道閘門關(guān)于壩體中心線完全對稱，兩個閘墩間的距離等寬為8m。閘墩之間的圓弧線的半徑和左半拱堰頂拱圈半徑相等。8.3.消能設(shè)計：消能方式采用鼻坎挑流的的方式，坎頂高程為766.990m，根據(jù)公式和分別算出設(shè)計洪水位和校核洪水位相應(yīng)的挑距和沖坑深度為：9.沖沙底孔設(shè)計：1.根據(jù)壩體形狀和地形地質(zhì)條件，沖沙底孔放在壩體左岸，沖沙孔的中心線為壩體第三層拱圈的徑向，沖砂底孔設(shè)有兩道閘門，前面為檢修閘門，后面為工作閘門，檢修這門為平板閘門，工作閘門為弧形閘門，檢修閘門的檢修平臺高程就是壩頂高程，壩頂和檢修平臺之間用2m寬的交通橋連接。2.沖沙底孔的高程定為淤沙高程，759.4m，孔口前端為喇叭形，上部分為橢圓曲線，公式為，下部分為圓弧線，，中間為的矩形段，末端為長方形。檢修閘門厚度為1m，工作閘門啟閉機室在壩后工作閘門上方，檢修閘門旁設(shè)有通氣孔，通氣孔的直徑為。10.進水口設(shè)計：1.本工程引水隧洞長198m，進水口位于攔河大壩左岸上游約20m處，豎井式，由進口擋墻、攔污柵、喇叭口、閘門井、漸變段、啟閉機房和交通橋等組成。采用混凝土擋墻及襯護。2.進水口頂板高程到死水位的距離要大于最小淹沒深度，電站設(shè)計引用流量為，孔口尺寸為，根據(jù):得，。最小淹沒深度公式為，，，死水位高程為766.000m，由此可把進水口頂板高程設(shè)為762.000m。進水口上部喇叭口味橢圓曲線，方程為：3.攔污柵布置成傾角的斜拉式，檢修平臺高程770.00m，上面1m高的擋水墻。閘門井內(nèi)設(shè)置一道事故檢修閘門，閘門厚0.8m，門后設(shè)一直徑為0.8m的通氣孔，出口高程777.00m高于校核洪水位776.83m。閘門井后面接5.3m漸變段，由的方形變?yōu)橹睆?m的圓形斷面，與發(fā)電機飲水隧洞的壓力鋼管銜接。4.飲水隧洞的形式為地下埋管，為厚度1cm的鋼管，鋼管與圍巖之間用混凝土襯砌?？傞L度為198m。轉(zhuǎn)彎半徑為5倍的管徑，轉(zhuǎn)彎角度為120°，供水方式為聯(lián)合供水。11.廠房設(shè)計：11.1.概況及基本資料七家田電站為日調(diào)節(jié)徑流式電站。采用擋河大壩形成發(fā)電水頭，壩高30m，總庫容104m3。利用左岸隧洞引水發(fā)電。廠房和開關(guān)站均為地面式。電站總裝機2×1600kW，設(shè)計水頭25m，設(shè)計引用流量16m3/s，設(shè)計保證率90%，年利用小時3493h，年發(fā)電量1118萬kW·h，保證出力304kW。2.主機選型根據(jù)水文水能計算及水輪機運行工況，確定機組額定水頭He=25m，額定流量Qe=2×7.7m3/s。通過水力及機組選型計算，初定轉(zhuǎn)輪直徑D1=110cm，額定轉(zhuǎn)速n=375r/min，機組設(shè)計工況下單位轉(zhuǎn)速r/min，單位流量Q1pm3/s，根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有轉(zhuǎn)輪比選，本次項目建議書階段初選主機轉(zhuǎn)輪型號為HLF13，水輪機型號初定為HLF13－LJ－110，與之配套發(fā)電機型號為SF1600－16/2600。設(shè)計工況下水輪機效率η水=89.4%(效率修正△η=-3%)；發(fā)電機效率η發(fā)≥93%；水輪機安裝吸出高度Hs'=Hs-b0/2=10-▽/900-K·σ·Hmax-b0/2≤+4.4m，其中氣蝕修正系數(shù)K=1.15,氣蝕系數(shù)σ=0.136，▽=760m，b0=0.385，水輪機轉(zhuǎn)輪直徑D1=1.10m。3主要輔助設(shè)備初選進水主閥：φ1500電動蝶閥調(diào)速器：步進式微控調(diào)速器BWT-1500起重設(shè)備：15t電動單梁起重機4電氣主接線七家田水電站擬定裝機臺數(shù)為2臺，單機容量1600kW。電站發(fā)電機電壓側(cè)采用單母線設(shè)計，發(fā)電機出口電壓6.3KV，電站設(shè)型號為S9—4000/35升壓主變1臺，升高電壓側(cè)采用變壓器—線路組接線設(shè)計，電站以35KV電壓等級接入系統(tǒng)，35KV出線1回經(jīng)LGJ—95導(dǎo)線14km輸電至獨山小河110kV變電站35kV母線側(cè)，線路電壓損失1.87%,有功功率損失50kW，無功功率損失58kVAR。5.廠用電電站廠用電系統(tǒng)設(shè)兩臺廠用變：1#廠用變S9—160/6及2#廠用變S9—160/35，一臺廠用變自6.3KV母線引接電源。另一臺廠用變自35KV出線引接電源。兩臺廠用變低壓側(cè)采用備用電源自動投入方式接線設(shè)計。主要電器設(shè)備見表4-2。表4-2主要電氣設(shè)備表序號名稱及規(guī)格單位數(shù)量備注一發(fā)電機設(shè)備1發(fā)電機SF1600—12臺22微機勵磁系統(tǒng)套2二主變設(shè)備變壓器S9—4000/35臺138.5±5%/6.3kv三電氣設(shè)備135kv配電裝置出線柜JYN1—35—11（改）臺1母線PT柜JYN1-35-112（改）臺126.3kv配電裝置進線柜XGN2—10—08Z塊2出線柜XGN2—10—08Z塊1母線PT柜XGN2-10-65（改）塊1勵磁柜XGN2-10-65（改）塊2勵磁變柜XGN2-10-67（改）塊2四廠用電系統(tǒng)塊1142TM變壓器SC8—160/10臺110.5±5%/0.4kv241TM變壓器SC8—160/6臺16.3±5%0.4/kv3進線柜XGN2—10—04Z臺1五控制保護設(shè)備臺11監(jiān)控系統(tǒng)套12發(fā)電機保護屏臺23水機自動化屏臺24主變及線路保護屏臺15公用屏臺16直流電源屏套17交流電源屏臺18計量屏臺1六通訊設(shè)備1載波通訊項1七全廠防雷接地1避雷裝置項12防雷接地網(wǎng)項13工作接地網(wǎng)項14避雷針座1八其它135kv避雷器Y5WZ—42/134臺32電流互感器LDZB-10-D/0.5臺6300/5A3穿墻套管CWLB—35/200臺64穿墻套管CWLB—10/600臺3510kv跌落式熔斷器RW3—10臺320A地形圖、機組及吊車圖見圖紙。11.2廠區(qū)樞紐平面布置主廠房布置：根據(jù)工程資料，該電站屬于小型電站，壓力管道供水方式為聯(lián)合供水。鋼管引進廠房采用正向引進。副廠房布置：主副廠房布置為兩層，通風(fēng)采光良好，廠房與副廠房之間通過樓梯相連，副廠房前設(shè)置1.2m寬的走到通向各個房間，廠房內(nèi)設(shè)置中控室、蓄電池室、電纜道和空壓機室，行政用房和生活用房。交通和升壓布置：根據(jù)工程資料，東面地形開闊，坡度較緩，便于對外交通和通電線路出線，升壓站布置在東面，進廠公路由東向西進入廠區(qū)，主公路分別通向裝配間和升壓站，裝配間門外設(shè)置回車場，公路縱坡為10%，公路寬度為6m。尾水道布置：尾水從尾水管流出，設(shè)置尾水閘門，該電站為小水頭電站，尾水平臺上不布置變壓器，尾水平臺可設(shè)置較窄，尾水平臺寬為2m，該河流采用梯級開發(fā)，發(fā)電站尾水應(yīng)匯入河道下游，保證下游正常灌溉、航運、供水。11.3主廠房設(shè)計主廠房由主機室和裝配場組成，廠房分為水輪機層和發(fā)電機層。廠房頂部安裝15T手動雙梁橋式吊車一臺，用于機組設(shè)備的與檢修。11.3.1主廠房長度：廠房的長度確定取決于機組段長度、機組臺數(shù)和裝配場長度確定，由此得主廠房的總長度L經(jīng)計算求得：。11.3.2主廠房寬度：手動梁式吊車長度為10.5m，兩側(cè)附加寬度為0.6m，廠房寬度為11.70m裝配場位于對外交通道路的一端，寬度與主廠房同寬，長度為機組長度的1.5倍為10.5m。11.3.3廠房平面布置：水輪機、發(fā)電機、機旁盤6塊，主副廠房地面高程相差3m，設(shè)置交通樓梯，寬度為3m，坡度為35°，各種設(shè)備之間設(shè)置1.5m的檢修巡視距離。11.3.4尾水平臺布置：該工程水頭較小，尾水平臺上不需要安放變壓器，水流流量小，尾水閘門采用扔人工起吊，尾水平臺寬度可設(shè)置較窄為2m。11.3.5廠房立面設(shè)計水電站的廠房與工業(yè)廠房同樣是建筑物，但是水電站廠房具有其獨特鮮明的風(fēng)格，對周圍的環(huán)境有很大的影響，要求廠房建筑物能夠創(chuàng)建一個完整的、多功能的、富有感染力的宜人環(huán)境，要能和自然融為一體，不會顯得格格不入。廠房以下游立面作為主要立面，為單層結(jié)構(gòu)采用高而端的主立面，采用垂直劃分。廠房大門寬高比為1:1，廠內(nèi)單扇門寬高比為1:2，排架柱截面寬與柱高比為1:25,墻裙（臺度）高度為1.5m，平屋頂女兒墻高度為1m，厚度為24cm。端墻與窗戶寬度比為1:1～3:4.窗戶的寬高比為1:1；窗戶的寬為2m，高為2m，窗戶設(shè)在排柱中間，每兩根柱子間設(shè)置2個窗戶。主廠房在右側(cè)設(shè)置一個大門大，門寬6m,主廠房左側(cè)設(shè)一個小門寬為3m。11.3.6主廠房的剖面設(shè)計：根據(jù)計算得：水輪機安裝高程=747.630m主廠房基礎(chǔ)開挖高程=742.320m水輪機層的地面高程發(fā)電機安裝高程發(fā)電機層的樓板高程吊車的安裝高程。屋頂高程11.3.7裝配廠的高程：裝配廠的高程主要取決于對外道路的高程及發(fā)電機層樓板的高程。該工程裝配場地面高程與發(fā)電機層同高即為廠房地面高程，這樣交通運輸方便，場地寬敞，裝配場的頂部高程與主廠房同高為766.710m。11.4.副廠房設(shè)計副廠房是機電設(shè)備運行、控制、試驗、管理和運行人員工作和生活的房間。該工程裝機容量小于2.5萬KW,因此可以對副廠房組成房間作較多簡化。副廠房布置在主廠房上游側(cè)高程比主廠房高2m，分為兩層，布置緊湊、電纜短，監(jiān)視機組方便，主廠房通風(fēng)采光良好。11.4.1副廠房的布置：副廠房內(nèi)設(shè)置儲酸室、蓄電池室、開關(guān)室、繼電保護室、通風(fēng)機室、電工實驗室、生活用房、行政用房。副廠房前設(shè)置1.2m寬的走廊一條，主副產(chǎn)房之間通過樓梯上下，樓梯寬2m。11.4.2副廠房長度、寬度、高度的確定：該工程裝機容量小、機組臺數(shù)少，副廠房寬度可以設(shè)置較小為6m，第一層高度為4m，第二層高度為3.5m。根據(jù)副廠房內(nèi)設(shè)置的房間確定副廠房長度為25.5m。11.5.交通設(shè)計根據(jù)工程資料，東面地形開闊，坡度較緩，便于對外交通和通電線路出線，進廠公路由東向西進入廠區(qū)，分別通向裝配間和升壓站，裝配間門外設(shè)置回車場，公路縱坡為10%，公路寬為6m。結(jié)論：本設(shè)計為一個水電站的設(shè)計，包括擋水建筑物部分、泄水建筑物部分、引水管道部分、廠房部分。設(shè)計時雖然遇到不少技術(shù)上的問題，但是經(jīng)過指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助都順利解決了。本設(shè)計的價值是：畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)本科教育培養(yǎng)目標實現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段,是深化、拓寬、綜合教和學(xué)的重要過程,是對大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識的全面總結(jié)。通過畢業(yè)設(shè)計進一步鞏固、加深對所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識的掌握，使所學(xué)的知識進一步系統(tǒng)化、綜合化。使學(xué)生獲得從事科研工作的初步訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的獨立工作、獨立思考和綜合運用已學(xué)知識解決實際問題的能力，尤其注重培養(yǎng)學(xué)生獨立獲取新知識的能力。培養(yǎng)學(xué)生在制定設(shè)計方案、設(shè)計計算、工程繪圖、實驗方法、數(shù)據(jù)處理、文件編輯、文字表達、文獻查閱、計算機應(yīng)用、工具書實用等方面的基本工作實踐能力，使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的基本方法、使學(xué)生樹立具有符合國情和生產(chǎn)實際的正確設(shè)計思想和觀點；樹立嚴謹、負責(zé)、實事求是、刻苦鉆研、勇于探索、具有創(chuàng)新意識、善于與他人合作的工作作風(fēng)。本設(shè)計的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡化，比較經(jīng)濟。特色是此水電站不設(shè)閘門，讓其自由出流。本設(shè)計的性能還不完善，只能進行初期的評估，還不能定型，由于本人水平有限，設(shè)計中有許多技術(shù)性的難題尚未深入了解，還有很大的改進空間。13.參考文獻：[1]SL285-2003，水利水電工程進水口設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社，2003[2]SL252-2000，水利水電工程等級劃分及洪水標準[S].北京:中國水利水電出版社，2000[3]SL282-2003.混凝土拱壩設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社,2003.[4]DL/T5079-1997.水電站引水渠道以及前池設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國電力出版社,1998[5]SL266-2001，水電站廠房設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社，2001[6]SL279-2002，水工隧洞設(shè)計規(guī)范[S]，北京：中國水利水電出版社，2002[7]華東水利學(xué)院.水工設(shè)計手冊(第二卷地質(zhì)、水文、建筑材料)[M].北京:水利電力出版社,1982.[8]華東水利學(xué)院.水工設(shè)計手冊(第五卷混凝土壩)[M].北京:水利電力出版社,1982.[9]華東水利學(xué)院.水工設(shè)計手冊(第六卷泄水與過壩建筑物)[M].北京:水利電力出版社,1982.[10]華東水利學(xué)院.水工設(shè)計手冊(第七卷水電站建筑物)[M].北京：水利電力出版社,1982.[11]華東水利學(xué)院.水工設(shè)計手冊(第一卷基礎(chǔ)理論)[M].北京：水利電力出版社,1982.[12]孫家齊主編,工程地質(zhì)[M].第二版,武漢：武漢理工大學(xué)出版社,2003.[13]周之豪，沈曾源，李惕先，等.水利水能規(guī)劃[M].北京：中國水利水電出版社，1996[14]吳持恭.水力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2003[15]水電站建筑物》（教材）中國水利水電出版社[16]《小型水電站》中冊（廠房部分）天津大學(xué)水利系編[17]《小型水力發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》（GB500-2002)[18]臥式機組廠房設(shè)計圖冊[19]《水力機械》（第二版）中國水利水電出版社14.致謝：畢業(yè)設(shè)計從經(jīng)過三個多月，很快就接近尾聲了。在這段時間里，與組員們積極討論，抒發(fā)己見，以及相互檢查，都是我們不管是學(xué)習(xí)上，還是動手能力上，都有不小的進步。我也學(xué)會不少新的知識，可以說我們組互幫互助的氛圍還是相當(dāng)好的。當(dāng)然，給予我們最大幫助的好事陳亞梅老師，雖然陳老師平時很忙，但是每周都能按時組織我們進行答疑，及時解決了組員們的疑問，指導(dǎo)我們設(shè)計的步驟，每一步都會給我們總結(jié)，找出紕漏，以及能夠更進一步完善的地方。不僅如此，老師還會對我們的下一步工作講解大致的流程，哪些地方值得注意，哪些地方容易犯錯，使得我們組的設(shè)計進度不落后，尤其是這個過程中敬業(yè)的陳老師讓我對以后的設(shè)計工作有了更深的認識。還有每一位給我們上課的專業(yè)老師，因為每一門專業(yè)課，與設(shè)計都息息相關(guān)，銜接以及連貫性都很重要，我們設(shè)計能夠完成，每一位老師，和同學(xué)都功不可沒。為此，我想對大家說一聲：“謝謝，大家幸苦了?！?5.附錄一：畢業(yè)設(shè)計計算書1.壩頂高程確定：1.1特征水位計算：1.1.1根據(jù)資料得此大壩不設(shè)閘門，堰頂高程就是正常蓄水位高程，，洪水參數(shù)表頻率（p％）洪峰流量Qp(m3/s)洪水總量Wp(億m3)水庫最高水位（m）總庫容（萬m3）堰頂水頭H(m)最大下泄量q(m3/s)P=0.2％1709.20.92776.51081.16.51620P=0.5％1509.40.84776105461428P=2％1199.10.62775101051120P=3.3％1099.20.56774.73958.64.731029P=5％994.00.5774.42931.484.42928.31.1.2由于七家田大壩屬于小一型工程，所以校核洪水重現(xiàn)期定為200年，設(shè)計洪水重現(xiàn)期定位30年，即P=0.5％和P=3.3％。再根據(jù)，可得出堰上水頭，，.1.1.3水位～流量關(guān)系表水位Z(m)過水面積A(m2)濕周X(m)水力半徑R(m)流量Q(m3/s)740.2600007415.6115.560.36062.4674238.6929.831.297239.8674343.8430.721.426948.12744112.9241.472.7230190.69745131.4044.032.9847235.90746175.5248.173.6436359.93747211.2650.904.1505472.523748282.0655.975.0391717.96749343.8160.035.7276953.15750410.7164.066.41121227.50751440.7765.606.71891359.16752470.9567.177.01121494.05753565.1171.597.89361940.19754629.2274.548.44132259.12755695.8677.418.98902605.31七家田電站下游水位流量關(guān)系曲線七家田電站下游水位流量關(guān)系曲線74074274474674875075275405001000150020002500流量Q(m^3/s)水位（m)根據(jù)上面的圖表可以得出各個水位對應(yīng)的相應(yīng)下游水位。主要建筑物特征水位及流量表序號部位項目單位數(shù)量備注1水庫校核洪水位（P=0.5%）m776.832設(shè)計洪水位（P=3.3%）m775.493正常蓄水位m770.004死水位m766.005校核洪水位最大下泄流量m3/s14286相應(yīng)下游水位m751.6257設(shè)計洪水位最大下泄流量m3/s10298相應(yīng)下游水位m749.259淤沙高程m759.440.491.2.壩頂高程：1.2.1正常蓄水位：由資料得V0=20.7m/sD=0.6km安全加高：