土石壩水利樞紐工程設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-

第第頁土石壩水利樞紐工程設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)1、土石壩水利樞紐工程設(shè)計(jì)土石壩水利樞紐工程設(shè)計(jì)前言這次我的設(shè)計(jì)任務(wù)是E江水利樞紐工程設(shè)計(jì)〔土石壩〕，本設(shè)計(jì)采納斜心墻壩。該斜心墻土石壩設(shè)計(jì)大致分為：洪水調(diào)整計(jì)算、壩型選擇與樞紐布置、大壩設(shè)計(jì)、泄水建筑物的選擇與設(shè)計(jì)等部分。工程提要E江水利樞紐系防洪、發(fā)電、灌溉、漁業(yè)等綜合利用的水利工程，該水利樞紐工程由土石壩、泄洪隧洞、沖沙放空洞、引水隧洞、發(fā)電站等建筑物組成。該工程建成以后，可減輕洪水對下游城鎮(zhèn)、廠礦和農(nóng)村的威逼，依據(jù)下游防洪要求，設(shè)計(jì)洪水時最大下泄流量限制為900，本次經(jīng)調(diào)洪計(jì)算100年一遇設(shè)計(jì)洪水時，下泄洪峰流量為672.6。原100年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為1680，水庫消減洪峰流量

2、1007.4；其發(fā)電站裝機(jī)為38000kw，共2.4104kw；建成水庫增加保灌面積10萬畝，正常蓄水位時，水庫面積為17.70km2，為進(jìn)展養(yǎng)殖創(chuàng)造了有利條件。綜上該工程建成后發(fā)揮效益顯著。1.1工程等別及建筑物級別依據(jù)SDJ12-1978《水利水電樞紐工程等級劃分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)〔山區(qū)，丘陵區(qū)部分〕》之規(guī)定，水利水電樞紐工程依據(jù)其工程規(guī)模﹑效益及在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性劃分為五類，綜合考慮水庫的總庫容、防洪庫容、灌溉面積、電站的裝機(jī)容量等，工程規(guī)模由庫容確定，由于該工程正常蓄水位為2821.4m，庫容約為3.85億m3，估計(jì)校核狀況下的庫容不會超過10億m3，故依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)〔SDJ12-1978

3、〕，該工程等別為二等，工程規(guī)模屬于大〔2〕型，主要建筑物為2級，次要建筑物為3級，臨時性建筑物級別為4級。1.2洪水調(diào)整計(jì)算該工程主要建筑物級別為2級，依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50201-94〕規(guī)定2級建筑物土壩堆石壩的防洪標(biāo)準(zhǔn)采納100年一遇設(shè)計(jì)，2000年一遇校核，水電站廠房防洪標(biāo)準(zhǔn)采納50年一遇設(shè)計(jì)，500年一遇校核。臨時性建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)采納20年一遇標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)資料統(tǒng)計(jì)分析得100年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為=〔p=1%〕，2000年一遇校核洪峰流量為=2320m3/s，〔〕。依據(jù)選定的方案調(diào)洪演算的設(shè)計(jì)洪水位2822.60m，校核洪水位2823.58m，設(shè)計(jì)泄洪流量672.6m3/s,

4、校核泄洪流量753.7m3/s。1.3壩型選擇與樞紐布置通過各種不同的壩型進(jìn)行定性的分析比較，綜合考慮地形條件、地質(zhì)條件、建筑材料、施工條件、綜合效益等因素，最終選擇土石壩的方案。依據(jù)工程功能以及滿足正常運(yùn)行管理要求，該樞紐由土石壩、泄洪隧洞、沖沙放空洞、水電站〔包括：引水隧洞、調(diào)壓井、壓力管道、電站廠房、開關(guān)站〕等建筑物組成。本次依據(jù)工程經(jīng)濟(jì)性、正常運(yùn)行安全穩(wěn)定性以及地形地質(zhì)條件等各方面因素要求，并且將沖沙放空洞和泄洪隧洞與施工導(dǎo)流隧洞相結(jié)合對樞紐建筑物進(jìn)行了布置。樞紐平面布置見圖5.2。1.4大壩設(shè)計(jì)依據(jù)方案比較分析，斜心墻壩綜合了心墻壩與斜墻壩的優(yōu)缺點(diǎn)，斜心墻有足夠的斜度，能減

5、弱壩殼對心墻的拱效應(yīng)作用；斜心墻壩對下游支承棱體的沉陷不如斜墻那樣敏感，斜心墻壩的應(yīng)力狀態(tài)較好，本次設(shè)計(jì)大壩壩型采納粘土斜心墻壩。依據(jù)計(jì)算大壩壩頂高程由校核狀況掌握為2825.17m，取2825.2m。最大壩高為75.2m，大于70m，屬高壩，故綜合各方面因素可取該土石壩壩頂寬度為10m。依據(jù)規(guī)范規(guī)定與實(shí)際結(jié)合，上游壩坡上部取2.5，下部取3.0，下游自上而下均取2.50，下游在2800m、2775m高程處各變坡一次。在壩坡轉(zhuǎn)變處，尤其在下游坡，通常設(shè)置1.5～2ｍ寬的馬道〔戧道〕以使匯合壩面的雨水，防止沖刷壩坡，并同時兼作交通、觀測、檢修之用，綜合上述等各方面因素其寬度取為2.0ｍ

6、。本次設(shè)計(jì)，大壩壩腳排水體采納棱體排水措施，按規(guī)范棱體頂面高程高出下游最高水位1m為原則，校核洪水時下游水位可由壩址流量水位曲線查得為2755.22m，最終取棱體頂面高程為2756.3m，堆石棱體內(nèi)坡取1:1.5，外坡取1:2.0，頂寬2.0m，下游水位以上用貼坡排水。大壩壩體防滲采納粘土斜心墻，壩基采納混凝土防滲墻。1.5泄水建筑物設(shè)計(jì)壩址地帶河谷較窄，山坡陡峻，山脊高，經(jīng)過比較樞紐布置于河彎地段。由于兩岸山坡陡峻，無自然?埡口如實(shí)行明挖溢洪道的泄洪方案，開挖量大，造價較高，故采納了隧洞泄洪方案。隧洞布置于岸〔右岸〕，實(shí)行“龍?zhí)ь^”無壓泄洪的型式與施工導(dǎo)流洞結(jié)合。為滿足水庫放空水位2

7、770.0m的要求，還與導(dǎo)流洞結(jié)合設(shè)置了放空洞。依據(jù)調(diào)洪演算和計(jì)算比選確定溢流孔口尺寸7m15.5m洞身尺寸為7m11.0m，依據(jù)以往閱歷溢流孔口后以1:1坡度連接，反弧段以60.0m半徑圓弧相連接，見圖7.1—隧洞縱坡面布置。1.6施工組織設(shè)計(jì)本工程擬定2021年開工，從截流開始到大壩填筑完畢計(jì)4年，在現(xiàn)有施工能力及保證質(zhì)量的前提下，盡可能縮短工期，提早發(fā)揮效益。(1)截流和攔洪日期.針對該河流的水文特性，11月開始流量明顯下降，此時水深只有1.0m左右，因此，設(shè)計(jì)截流日期定為2021年11月1日~15日。實(shí)際施工中，依據(jù)當(dāng)時的水文、氣象條件及實(shí)際水情進(jìn)行調(diào)整。2021年5月洪水期

8、開始，圍堰開始攔洪，圍堰上升速度應(yīng)以搶修到攔洪水位以上為原則。(2)封孔及發(fā)電日期，鑒于流量資料缺乏。為安全起見在大壩上升至泄洪隧洞進(jìn)口高程以后進(jìn)行封孔。斜心墻壩填筑要求粘土與砂礫同時上升。施工進(jìn)度由粘土上升速度掌握。按4m/月的速度上升，至泄洪洞高程(2810m)需15月，即到2021年7月。因此定在2021年8月1日進(jìn)行封孔蓄水。水庫蓄水過程一般按80%～90%的保證率的流量過程線來預(yù)報，初始發(fā)電水位為70%工作水深，即2808.5m。依據(jù)計(jì)算從8月1日封孔蓄水，到9月底即可蓄到初始發(fā)電水位。因此第一臺機(jī)組發(fā)電日期定為2021年10月1日。實(shí)際發(fā)電日期依據(jù)當(dāng)時水文、氣象條件及水情

9、進(jìn)行調(diào)整。(3)大壩竣工日期。按4m/月的速度上升，在2021年底實(shí)現(xiàn)大壩填筑完成。402基本資料2.1水文2.1.1流域概況E江位于我國西南地區(qū)，流向自東向西北，全長約122km，流域面積2558km2，在壩址以上流域面積為780km2。本流域大部分為山嶺地帶，山脈、盆地互相交叉于其間，地形改變劇烈，流域內(nèi)支流許多，但多為小的山區(qū)河流，地表大部分為松軟沙巖、頁巖、玄武巖及石灰?guī)r的風(fēng)化層，汛期河流含沙量較大，沖積層較厚，兩岸有倒塌現(xiàn)象。本流域內(nèi)因山脈連綿，交通不便，故居民較少，全區(qū)農(nóng)田面積僅占總面積的20%，林木面積約占全區(qū)的30%，其種類有松、杉等。其余為荒山及草皮覆蓋。2.1.2

10、氣象降雨〔1〕氣象本區(qū)域氣候特征是冬干夏濕，每年11月至次年四月特殊枯燥，其相對濕度在51%－73%之間，夏季因降雨日數(shù)較多，相對濕度隨之增大，一般改變范圍為67%－86%。該地區(qū)一般1－4月風(fēng)力較大，實(shí)測最大風(fēng)速為15m/s，風(fēng)向?yàn)槲鞅逼?，水庫吹程?2km。年平均氣溫約為12.8℃，最高氣溫為30.5℃，發(fā)生在7月份，最低氣溫-5.3℃，發(fā)生在1月份，見表2.1.1、2.1.2。表2.1.1月平均氣溫統(tǒng)計(jì)表〔℃〕月份123456月平均氣溫4.88.311.214.816.318.0月份789101112氣溫18.818.316.012.48.65.912.8表2.1.2平均溫度

11、日數(shù)〔天〕月溫度〔℃〕123456789101112＜061.20.3000000003.10～302526.830.7303130313130313027.9＞30000000000000〔2〕降雨該地區(qū)最大年降水量可達(dá)1213mm，最小為617mm，多年平均降水量為905mm。表2.1.3多年平均各月降雨日數(shù)統(tǒng)計(jì)表月降雨量123456789101112＜5mm2.62.24.34.27.08.611.58.59.69.54.84.35－10mm0.30.20.21.42.02.42.72.72.62.40.80.110－30mm0.10.10.70.52.34.64.93.82.

12、21.30.60.12.1.3徑流E江徑流的主要來源于降水，在此山區(qū)流域內(nèi)無湖泊調(diào)整徑流。依據(jù)短期水文氣象資料討論，一般是每年五月底至六月初河水開始上漲，汛期開始，至十月以后洪水下降，則枯水期開始，直至次年五月。E江洪水樣子陡漲猛落，峰高而瘦，具有山區(qū)河流的特性，實(shí)測最大流量為700秒，而最小流量為0.5。多年平均流量17。經(jīng)頻率分析，求得不同頻率的洪峰流量見表2.1.4、2.1.5。表2.1.4多年統(tǒng)計(jì)不同頻率洪峰流量頻率〔%〕0.0512510流量〔〕23202180142021801040表2.1.5各月不同頻率洪峰流量〔單位：〕月份P123

13、4567891011121%4619121960012401550121067039028372%3617111553011202160109060031023335%23149114208501100830480250162810%1911793707609807204102101523固體徑流：E江為山區(qū)性河流，含沙量大小均隨降水強(qiáng)度及降水量的大小而改變，平均含沙量達(dá)0.5kg/m3?？菟谖⑿?，河水清亮見底，初步估算30年后壩前淤積高程為2765m。2.2工程地質(zhì)2.2.1水庫地質(zhì)庫區(qū)內(nèi)出露的地層有石灰?guī)r、玄武巖、火山角礫巖與凝灰?guī)r等。經(jīng)地質(zhì)勘探認(rèn)為庫區(qū)滲漏問題不大，但水庫蓄水

14、后，兩岸的坡積與殘積等物質(zhì)的坍岸是不行避開的，經(jīng)過勘測，估計(jì)可能塌方量約為300萬m3，在考慮水庫淤積問題時可作為參考。2.2.2壩址地質(zhì)壩址位于E江中游地段的峽谷地帶，河床比較平緩，坡降不太大，兩岸高山屹立，構(gòu)成高山深谷的地貌特征。壩址區(qū)地層以玄武巖為主，間有少量火山角礫巖和凝灰?guī)r穿構(gòu)，對其巖性分述如下：〔1〕玄武巖一般為深灰色、灰色、有含泥量氣孔，為綠泥石、石英等充填，成為杏仁狀構(gòu)造，并間或有方解石石脈，石英脈等穿其中，這些小脈都是后來沿裂隙充填進(jìn)來的。堅(jiān)硬玄武巖應(yīng)為不透水層，但因節(jié)理裂縫較發(fā)育，透水性也會隨之增加，其礦物成份為一般輝石、檢長石、副成分為綠泥石、石英、方解石等。由

15、于玄武巖成分不甚一致，風(fēng)化程度不同，力學(xué)性質(zhì)亦異，可分為堅(jiān)硬玄武巖、多孔玄武巖，破裂玄武巖、脆弱玄武巖、半風(fēng)化玄武巖和全風(fēng)化玄武巖。其物理力學(xué)性質(zhì)見表2.2.1、2.2.2。表2.2.1壩基巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)表巖石名稱比重Δ容重γ〔KN/m3〕采納抗壓強(qiáng)度〔MPa〕半風(fēng)化玄武巖3.0129.650破裂玄武巖2.9529.250－60火山角礫巖2.9028.735－120脆弱玄武巖2.8527.010－20堅(jiān)硬玄武巖2.9629.2100－160多氣孔玄武巖2.8527.870－180表2.2.2全風(fēng)化玄武巖物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)表自然?含水率W%干容重γKN/比重Δ液限Wl塑限Wp塑性指

16、數(shù)IP壓縮系數(shù)α浸水固結(jié)塊剪力0～0.5cm3/KN3～4cm3/KN內(nèi)摩擦角Φ凝聚力KPa2.516.32.9747.332.2616.90.05970.015128.3824.0滲透性：經(jīng)試驗(yàn)得出發(fā)值為4.14～7.36m/d?！?〕火山角礫巖角礫為玄武巖，棱角往往不明顯，直徑為2～15cm，膠結(jié)物仍為玄武巖質(zhì)，膠結(jié)緊密者抗壓強(qiáng)度與堅(jiān)硬玄武巖無異，其膠結(jié)程度較差者極限抗壓強(qiáng)度低至350Mpa?！?〕凝灰?guī)r成土狀或頁片狀，巖性脆弱，與砂質(zhì)粘土近似，風(fēng)化后成為粘土碎屑的混合物，遇水崩解，透水性很小?！?〕河床沖積層主要為卵礫石類土，砂質(zhì)粘土與砂層均甚少，且多呈透鏡體狀，并有大漂石滲雜

17、其中，卵礫石成分以玄武巖為主，石灰?guī)r和砂巖占極少數(shù)，沿河谷內(nèi)分布。壩基部分沖積層厚度最大為32m，一般為20米左右?？堪哆呑钌贋閹酌?。顆粒組成以卵礫石為主，砂粒和細(xì)小顆粒為數(shù)很少。卵石最小直徑一般為10～100mm；礫石直徑一般為2～10mm；砂粒直徑0.05～0.2mm；細(xì)小顆粒小于0.1mm。沖積層的滲透性能：經(jīng)抽水試驗(yàn)后得滲透系數(shù)K值為310-2cm/s～1.010-2cm/s。沖積層剪力試驗(yàn)成果見表2.2.3。表2.2.3沖積層剪力試驗(yàn)成果表土壤名稱項(xiàng)目計(jì)算值容重〔掌握〕KN/m3含水量〔掌握〕三軸剪力〔塊剪〕應(yīng)變掌握浸水固結(jié)快剪內(nèi)摩擦角凝聚力KPa內(nèi)摩擦角凝聚力KPa含中量

18、細(xì)粒的礫石次數(shù)17128822最大值24.38.664715′37.03254′10.5最小值22.24.273530′12.01755′0平均值23.086.474034′18.22525′5.3小值平均值3732′0.148備注三軸剪力土樣掌握系篩去大于4顆粒后制備的。試驗(yàn)時土樣的容重為掌握容重。應(yīng)變掌握土樣的容重系篩去大于0.1后制備的。以上兩種試驗(yàn)的土樣系擾動的。〔5〕坡積層在水庫區(qū)及壩址區(qū)山麓地帶均可見到，為經(jīng)短距離搬運(yùn)沉積后，形成粘土與碎石的混合物質(zhì)。2.2.3地質(zhì)構(gòu)造壩址附近無大的斷層，但兩岸露出的巖石、節(jié)理特殊發(fā)育，可以分為兩組，一組走向與巖層走向幾乎一致，即北東方向

19、，傾向西北；另一組的走向與巖層傾向大致相同，傾角一般都較大，近于垂直，裂隙清楚，且為鈣質(zhì)泥質(zhì)物所充填，節(jié)理間距密者0.5m即有一條，疏者3～5m即有一條，所以沿岸常見有巖塊崩落的現(xiàn)象。上述節(jié)理主要在砂巖、泥灰?guī)r與玄武巖之類的巖石內(nèi)產(chǎn)生。2.2.4水文地質(zhì)條件本區(qū)地形高差大，表流占去大半，缺乏劇烈透水層，故地下水不甚豐富，對工程比較有利。依據(jù)壓水試驗(yàn)資料，玄武巖中透水性不同，裂隙少且堅(jiān)硬完好的玄武巖為不透水層，其壓水試驗(yàn)的單位吸水量小于0.01l/〔minm〕。夾于玄武巖中的凝灰?guī)r，以及裂隙甚少的火山角礫巖都為良好的不透水性巖層，正因?yàn)檫@些隔水的與透水的玄武巖存在逐使玄武巖區(qū)產(chǎn)生很多互

20、不連貫的地下水，一般砂巖也是細(xì)粒至微粒結(jié)構(gòu)，除因構(gòu)造節(jié)理裂隙較發(fā)育，上部裂隙水較多外，深處巖層因隔水層的層次多，難于形成泉水，石灰?guī)r地區(qū)外圍巖石多為不透水層，滲透問題也不存在。2.2.5地震烈度本地區(qū)地震烈度定為7度，基巖與砼之間磨擦系數(shù)取0.65。2.3建筑材料2.3.1料場的位置和儲量各料場的位置與儲量見壩區(qū)地形圖。由于河谷內(nèi)地形平坦，采運(yùn)尚方便。沙礫料料場位于壩址上下游各有四處，總量達(dá)1850萬m3。粘性土料料場于上游有三處，下游兩處，總量190萬m3。料場距壩址2km左右。各砂礫石料場滲透系數(shù)K值為2.010－2cm/s。最大孔隙率0.44，最小孔隙率0.27。石料堅(jiān)硬玄武巖

21、可作為堆石壩石料，儲量較豐富，總儲量450萬m3，在壩址附近有石料場一處，覆蓋層淺，開采條件較好。2.3.2各建筑材料的物理力學(xué)性質(zhì)粘土的物理力學(xué)性質(zhì)見表2.3.1，砂石料的顆粒級配及物理力學(xué)性質(zhì)見表2.3.2~2.3.3，各料場的自然?休止角見表2.3.4。表2.3.1粘土的物理力學(xué)性質(zhì)料場名稱物理性質(zhì)滲透系數(shù)〔10-6cm/s〕力學(xué)性質(zhì)化學(xué)性自然含水量〔%〕自然容重比重孔隙率〔%〕孔隙比稠度飽和度顆粒級配，〔成分%，粒徑d〕擊實(shí)剪力固結(jié)壓縮系數(shù)〔Cm2/kg〕有機(jī)含量灼燒法〔%〕可溶鹽含量〔%〕流限〔‰〕塑限〔%〕塑性指數(shù)礫砂粘土最大干密度〔g/cm3〕最優(yōu)含水量〔%〕內(nèi)摩擦角〔〕

22、凝聚力Kpa濕干粗中細(xì)粉〔kN/m3〕2mm2~0.5mm0.5~0.05mm0.05~0.005mm0.005mm1#下24.818.9115.162.6742.260.73442.6023.1419.460.937.475.9517.8735.4833.231.6022.074.31724.6724.00.0211.730.0702#下24.218.9115.182.6741.900.72143.9022.2021.700.917.254.1514.3541.7532.251.6521.024.80025.5023.00.0201.900.0191#上25.617.3513.03

23、2.6549.800.99049.5725.0024.570.878.838.0017.5031.0034.671.5622.301.90023.1725.00.0262.200.1102#上26.316.3712.842.7452.301.09349.9026.3023.500.694.504.3320.6736.2034.301.5423.803.96021.5038.00.0330.250.1103#上15.919.1116.642.7037.000.58034.0020.0014.000.676.409.0012.0035.0019.601.8016.903.00028.00

24、17.00.0101.900.080表2.3.2沙礫石的顆粒級配300－100100－6060－2021－2.52.5－1.21.2－0.60.6－0.30.3－0.15＜0.151＃上5.218.621.412.318.613.95.44.60.32＃上4.817.820.314.117.814.84.65.30.53＃上3.815.418.515.316.420.53.56.20.44＃上6.018.319.416.415.616.74.82.50.31＃下4.514.120.123.214.97.28.67.20.22＃下3.919.222.418.719.18.35.72.8

25、0.13＃下5.023.119.114.218.48.96.34.10.94＃下4.122.418.714.117.914.44.13.60.7表2.3.3砂石料的物理性質(zhì)名稱1＃上2＃上3＃上4＃上1＃下2＃下3＃下4＃下容重1.861.791.911.901.861.851.841.80比重2.752.742.762.752.752.732.732.72孔隙率32.534.731.031.532.532.232.533.8脆弱顆粒2.0%1.5%0.9%1.2%2.5%0.8%1.0%1.2%有機(jī)物含量淡色淡色淡色淡色淡色淡色淡色淡色表2.3.4各料場的自然?休止角料場名

26、稱最小值最大值平均值1＃上3430′3550′3510′2＃上3500′3710′3600′3＃上3440′3640′3540′4＃上3510′3740′3630′1＃下3410′3630′3520′2＃下3520′3800′3640′3＃下3430′3710′3550′4＃下3600′3820′3710′2.4經(jīng)濟(jì)資料2.4.1庫區(qū)經(jīng)濟(jì)流域內(nèi)部為農(nóng)業(yè)人口，多種植水稻、玉米等。庫區(qū)內(nèi)尚未發(fā)覺有價值可開采的礦產(chǎn)。吞沒狀況見表2.4.1。表2.4.1各高程吞沒狀況高程〔m〕280728122817282228272832吞沒人口〔人〕3500364038904060532071402.4

27、.2交通運(yùn)輸壩址下游120km處有鐵路干線通過，已建成公路離壩址僅20km，因此交通尚稱方便。3工程等別及建筑物級別依據(jù)SDJ12-1978《水利水電樞紐工程等級劃分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)〔山區(qū)，丘陵區(qū)部分〕》之規(guī)定，水利水電樞紐工程依據(jù)其工程規(guī)模﹑效益及在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性劃分為五類，綜合考慮水庫的總庫容、防洪庫容、灌溉面積、電站的裝機(jī)容量等，工程規(guī)模由庫容確定，由于該工程正常蓄水位為2821.4m，庫容約為3.85億m3，估計(jì)校核狀況下的庫容不會超過10億m3，故依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)〔SDJ12-1978〕，該工程等別為二等，工程規(guī)模屬于大〔2〕型，主要建筑物為2級，次要建筑物為3級，臨時性建筑物級別為4

28、級。4洪水調(diào)整計(jì)算4.1防洪標(biāo)準(zhǔn)該工程主要建筑物級別為2級，依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50201-94〕規(guī)定2級建筑物土壩堆石壩的防洪標(biāo)準(zhǔn)采納100年一遇設(shè)計(jì)，2000年一遇校核，水電站廠房防洪標(biāo)準(zhǔn)采納50年一遇設(shè)計(jì)，500年一遇校核。臨時性建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)采納20年一遇標(biāo)準(zhǔn)。4.2設(shè)計(jì)洪水4.2.1設(shè)計(jì)洪峰流量本河流屬典型山區(qū)河流，洪水暴漲暴落，依據(jù)資料統(tǒng)計(jì)分析得100年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為=1680m3/s，2000年一遇校核洪峰流量為=2320m3/s。4.2.2設(shè)計(jì)洪水過程線依據(jù)資料現(xiàn)有設(shè)計(jì)洪峰流量和壩址處水文站的單位洪水流量過程線，故本次設(shè)計(jì)洪水過程線采納以洪峰掌握的同倍比放大法對

29、典型洪水進(jìn)行放大，分別得設(shè)計(jì)洪水與校核洪水過程線。設(shè)計(jì)洪水過程線成果見表4.2.1。表4.2.1E江水利樞紐工程壩址處設(shè)計(jì)洪水過程線時段〔Δt=3〕典型洪水設(shè)計(jì)洪水校核洪水時段〔Δt=3〕典型洪水設(shè)計(jì)洪水校核洪水100.00.01715.0211.8292.425.070.697.51813.0183.5253.4315.0211.8292.41911.5162.4224.2430.0423.5584.92021.0141.2195.0580.01129.41559.72110.0141.2195.06119.01680.02320.0229.5134.1185.2790.01270

30、.61754.6238.0112.9156.0860.0847.11169.7245.070.697.5950.0705.9974.8254.056.578.01040.0564.7779.8263.042.458.51135.0494.1682.4272.028.239.01230.0423.5584.9281.014.119.51325.0352.9487.4290.00.00.01422.5317.6438.7max〔m3/s〕119.01680.02320.01520.0282.4389.9洪量〔萬m3〕78611092153181617.5247.1341.2倍比KQ14

31、.119.54.3調(diào)洪演算4.3.1庫容曲線該水庫庫容曲線依據(jù)提供的曲線圖量算得高程~容積~面積表見表4.3.1。表4.3.1E江水庫高程~容積~面積表高程H〔m〕庫容V〔萬m3〕面積A〔km2〕高程H〔m〕庫容V〔萬m3〕面積A〔km2〕277010001.2528203670017652821.43850017.70278028002.5028234200019.00278547003.4028254620210.50279067004.5028275090021.80279595005.7528295760024.002800129007.602833

32、6490026.002805170009.2028357000026.4028102220211.5028377500028.5028152860014.2028408160030.354.3.2泄洪方式本樞紐攔河大壩初定為土石壩，故需另設(shè)壩外泄洪建筑物。依據(jù)地質(zhì)資料顯示壩址兩岸山坡陡峻，故開挖開敞溢洪道的將可能造成開挖量太大而不經(jīng)濟(jì)，因此可采納隧洞泄洪，并可以考慮與施工導(dǎo)流結(jié)合。泄洪隧洞采納無壓流，由于受地形條件影響，又需要滿足無壓要求，故避開閘門做大而不經(jīng)濟(jì)和方便運(yùn)行管理，進(jìn)口采納wes型有用堰。4.3.3防洪限制水位及水庫運(yùn)用方式依據(jù)資料分析計(jì)算該水庫正常蓄水位為2821.4，

33、該水庫防洪限制水位取與正常水位重合。水庫運(yùn)用方式：洪水來臨之前用閘門掌握關(guān)水，當(dāng)洪水來臨時，并且?guī)焖粷q到防洪限制水位時，開閘泄洪，起始由于來量較小，可以掌握下泄流量等于來流量，水庫保持汛前限制水位不變，當(dāng)來水流量繼續(xù)加大，無法保持汛限水位不變時，則閘門全開，下泄流量隨水位的升高而加大，流態(tài)為自由泄流。4.3.4泄洪能力本次依據(jù)確定的泄洪方式，進(jìn)行泄流能力分析，依據(jù)無壓隧洞自由計(jì)算其過流能力，泄流公式按下式計(jì)算。m——自由出流系數(shù)，取0.485；b——溢流孔寬；H0——H0=H+αv2/2g，H堰上水頭，考慮上游堰前水域開闊，取H0=H。E江水庫泄洪設(shè)施不同方案的泄流能力曲線見表4.

34、3.2。表4.3.2E江水庫泄洪設(shè)施不同方案的泄流能力曲線表堰頂水頭H(m)b=6m泄流量(m3/s)堰頂水頭H(m)b=7m泄流量(m3/s)堰頂水頭H(m)b=8m泄流量(m3/s)1.012.91.015.01.017.23.067.03.078.13.089.35.0144.15.0168.15.0192.17.0238.77.0278.57.0318.39.0348.09.0406.09.0464.011.4496.111.4578.811.4661.513.0604.213.0704.913.0805.615.0748.815.0873.615.0998.417.0903

35、.517.01054.117.01204.620.01152.920.01345.020.01537.24.3.5調(diào)洪演算依據(jù)地形和地質(zhì)資料泄洪洞布置時進(jìn)口地高程為可取2800m，而水庫汛限水位取等于正常蓄水位為2821.4m，因此需要確定泄洪洞進(jìn)口堰頂高程，以滿足泄洪洞產(chǎn)生無壓過流以、工程經(jīng)濟(jì)性和下游防洪限制泄量的要求，本設(shè)計(jì)擬訂五組方案進(jìn)行比較，調(diào)洪演算成果見表4.3.1。表4.3.1調(diào)洪演算成果表方案堰頂高程△z〔m〕洞寬B〔m〕工況下泄流量Q〔m3/s〕庫容V〔萬m3〕庫水位Z〔m〕一2810m7m設(shè)計(jì)672.6411232822.60校核753.7432162823.58二

36、2805m7m設(shè)計(jì)1040.4394752821.85校核1114.2412021822.63三2810m6m設(shè)計(jì)1089.2415662822.80校核1650.7438912823.90四2805m6m設(shè)計(jì)905.5398482822.02校核978.4418392822.93五2810m8m設(shè)計(jì)752.2407042822.41校核837.4426932823.334.3.6方案選擇依據(jù)以上方案只有一、五能滿足泄流量Q900m3/s，因此需對一、五方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行比較，同時也應(yīng)結(jié)合導(dǎo)流問題。一、五兩方案堰頂高程均為2810m，第五方案雖然庫水位較低，但是與第一方案相比相差甚小

37、，而洞寬相對較大，會增大溢洪道開挖工程量，應(yīng)選擇第一方案較為合適，即堰頂高程為△Z=2810m，溢流孔口凈寬B=7m,設(shè)計(jì)水位2822.60m，校核水位2823.58m，設(shè)計(jì)泄洪流量672.6m3/s,校核泄洪流量753.7m3/s。5壩型選擇與樞紐布置5.1壩址及壩型選擇5.1.1壩址選擇依據(jù)地質(zhì)資料，經(jīng)過比較選擇地形圖所示