面混凝土面板堆石坝设计说明书水利水电毕业设计Word格式.docx
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月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
平均
气温
4.8
8.3
11.2
14.8
16.3
18.0
18.8
18.3
16.0
12.4
8.6
5.9
12.8
表1-2平均温度天数
月份
天数
<0℃
1.2
0.3
3.1
0~30℃
25
26.8
30.7
30
31
27.9
>30℃
(2)湿度:
本区域气候特征是冬干夏湿,每年11月至次年四月特别干燥,其相对湿度在51%~73%之间,夏季因降雨日数较多,相对湿度随之增大,一般变化范围为67%~86%。
(3)降水量:
最大年降水量可达1213毫米,最小为617毫米,多年平均降水量为905毫米。
各月降雨天数见表1-3。
表1-3各月降雨天数统计表
<5mm
2.6
2.2
4.3
4.2
7.0
11.5
8.5
9.6
9.5
5~10mm
0.2
1.4
2.0
2.4
2.7
0.8
0.1
10~30mm
0.7
0.5
2.3
4.6
4.9
3.8
1.3
0.6
4)风力及风向:
一般1~4月风力较大,实测最大风速为18米秒,风向为西北偏西,水库吹程为15公里。
1.3.2水文特征
径流年内分配极不均匀,每年6月~11月为汛期,径流量占年径流量的80%以上,12月~翌年5月为枯水期,径流量不足年径流量的20%,其中尤以3月~4月份最枯,径流量不足年径流量的4%。
附近A站最丰水年年平均流量为315m³
s,最枯水年年平均流量为89.2m³
s,丰枯水年径流比3.53倍;
附近B站最丰水年年平均流量507m³
s(1971年6月~1972年5月),最枯水年年平均流量为180m³
s(1980年6月~1981年5月),丰枯水年径流比2.82倍。
该坝址设计代表年径流年内分配成果见表1-4,设计洪水成果见表1-5,分期设计洪峰成果见表1-6。
表1-4坝址设计代表年径流年内分配成果表单位:
m³
s
频率
设计代表年径流年内分配
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
1月
2月
3月
4月
5月
10%
270
578
842
695
416
715
263
162
101
78.1
78.0
127
25%
353
368
983
494
462
335
220
150
117
71.5
52.1
82.5
50%
277
527
618
510
325
198
168
133
97.3
62.0
57.7
60.1
75%
372
348
423
359
192
307
165
100
79.3
44.4
29.0
90%
501
309
187
115
67.2
74.1
49.8
51.4
52.5
表1-5坝址设计洪水成果表
0.05%
1%
2%
5%
流量(m³
s)
2320
1680
1420
1180
1040
表1-6分期设计洪水洪峰成果表
站名(坝址)
分期
各级频率P(%)设计值(m³
20
50
虞江
坝址
3个月(2月~4月)
487
371
272
4个月(1月~4月)
518
414
317
206
5个月(1月~5月)
1210
946
708
366
6个月(12月~翌年5月)
1490
1200
896
440
7个月(12月~翌年6月)
2370
1770
1310
843
西南某河为多沙性河流,流域内植被破坏较严重,水土流失现象较为普遍。
泥沙年际、年内变化较大,有90%以上的泥沙集中于汛期。
坝址处多年平均悬移质输沙量4080万吨,多年平均含沙量5.35kgm³
,最大年平均悬移质含沙量11.8kgm³
(1986年),最小年平均悬移质含沙量2.75kgm³
(1980年)。
推移质输沙量按悬移质输沙量的7%计为286万吨,则该坝址多年平均输沙总量为4370万t。
泥沙特征值统计见表1-7。
表1-7坝址泥沙特征值统计表(1973年~2003年系列)
集水
面积(km²
多年平均流量
(m³
多年平均年悬移质输沙量
(万t)
多年平均年推移质输沙量
多年平均悬移质含沙量
(kgm³
最大年平均悬移质含沙量
最小年平均
悬移质含沙量
含沙量
年份
28875
265
(242)
4240
(4080)
63.6
(286)
5.08
(5.35)
11.8
1986
2.75
1980
1.3.3工程地质
1)设计采用地质资料及参数
坝区N14a(Ⅰ线)岩组泥岩碎屑较多或泥岩碎屑为主,以钙泥质胶结为主,岩石强度较低:
弱风化砾岩、砂砾岩单轴湿抗压强度Rb=18.7~25.0MPa,=21.8MPa,软化系数0.62~0.81,平均0.68,属软岩。
N14b(Ⅲ线)以灰岩碎屑为主,以钙质胶结为主,岩石强度较高:
弱风化上部(180m高程以上)单轴湿抗压强度Rb=25.7~39.1MPa,=31.5MPa,软化系数0.44~0.60,平均0.52,属偏软的中硬岩;
(180m高程以下)弱风化下部~微风化带岩石单轴湿抗压强度Rb=37.8~80.9MPa,=56.7MPa,软化系数0.54~0.92,平均0.72,属偏硬的中硬岩。
N15灰岩角砾岩弱风化带岩石Rb=49.6MPa,软化系数0.50~0.93,平均0.71,为中硬岩,微风化带岩石Rb=62.4MPa,软化系数0.74,为坚硬岩。
1.3.4交通条件
对外交通以公路运输为主。
目前坝址左岸有公路通过,为2级公路,该公路高程约239m,为混凝土路面,路宽约5~5.5m;
坝址右岸有公路与外界联系。
施工前期,利用右岸公路与外界联系,后期计划围堰作为跨河通道,主要利用左岸原有公路与外界联系。
对外交通计划需新修公路2km,扩建公路4km,加固桥梁一座。
1.3.5水库水位与库容关系曲线及水位流量关系
水库水位关系见表1-8,水位流量关系见表1-91。
表1-8水库水位库容曲线
高程(m)
211
215
225
230
235
240
245
250
255
260
275
面积(万m2)
1.16
49
114
197
455
548
648
749
851
958
1065
库容(万m3)
2.32
128
536
1315
2488
4038
6046
8554
11544
15035
19033
23555
28612
表1-9洪峰流量和时间表
时间(t)
洪峰流量(m³
48.6
39
1250
54
42
1000
63.45
45
750
76.95
48
500
97.2
51
350
15
137.7
300
18
234.9
57
21
459
60
216
24
1147.5
63
175.5
27
2592
66
135
1950
69
94.5
33
1650
72
56.7
36
1450
1.3.6效益及淹没损失
通过现场调查,落实淹没实物指标为:
库区淹没影响4个村,居民170户762人;
淹没影响居民房屋共计31649.56m²
;
淹没土地总面积为12721.72亩,其中农用地5559.76亩(耕地1089.97亩,园地1278.08亩,草地1350.09亩,林地1841.25亩;
鱼塘0.37亩),建设用地126.35亩,未利用土地7035.61亩(包括河流水面3661.07亩);
淹没的专项设施有:
四级公路2.84km,吊桥一座,10kV输电线路7.02km,光缆线路2.97km,供水管线0.28km,库区内有12个铅锌矿平洞和8个铁矿平洞被淹。
第2章调洪计算
2.1调洪演算
2.1.1水库资料
1.洪水过程线
图2-1设计洪水过程线图2-2校核洪水过程线
2.水库容积特性曲线
图2-3水库容积特性曲线
2.1.2基本原理
1.利用单辅助线法进行调洪计算。
根据库容曲线Z-V,拟订的泄洪建筑物形式、尺寸,用水力学公式确定算Q-Z关系为。
本设计拟订五组方案进行比较,其计算方法如下所示。
计算公式:
(2-1)
式中:
──计算时段中的平均入库流量(m³
s),它等于;
──计算时段初的下泄流量(m³
s);
──计算时段末的下泄流量(m³
──计算时段初水库的蓄水量(m³
);
──计算时段末水库的蓄水量(m³
──计算时段,一般取2-6小时,需化为秒数,本设计取1小时。
式中q、(v△t+q2)均可与水库水位建立函数关系。
因此,可根据选定的计算时段Δt值、已知的水库水位容积关系曲线,以及根据水力学公式算出的水位与下泄流量关系曲线,然后计算并绘制曲线:
q-f(v△t+q2)和q-z关系曲线即是水位下泄流量关系曲线。
具体的计算方法参考《水利水能规划》书。
2.将入库洪水Q-t和计算的q-t点绘在一张图纸上,二者的交点即为所求的下泄洪水流量最大值qm。
3.根据公式即可求得此时对应的水头H和上游水位Z。
4.计算工况:
计算工况分为校核和设计两种。
5.水位流量关系曲线的确定:
本工程泄洪方式采用WES堰流曲线。
水位流量关系曲线由下式确定:
(2-2)
H为堰顶以上水头;
流量系数:
M1;
溢流孔宽:
B待拟定。
2.1.3演算方案
方案:
正常蓄水位270;
溢洪道宽度B=75m。
表2-1水库单辅助线计算表
库水位Z(m)
总库容V总(万m3)
堰顶以上库容V(万m3)
V△t(m3s)
q(m3s)
q2(m3s)
V△t+q2(m3s)
19033.0
0.00
44.10
22.05
271
19947.4
914.4
846.67
164.10
82.05
928.72
20848.8
1815.8
1681.30
383.51
191.76
1873.05
273
21816.2
2783.2
2577.04
667.64
333.82
2910.86
274
22465.6
3432.6
3178.33
1004.10
502.05
3680.38
23555.0
4522.0
4187.04
1385.74
692.87
4879.91
276
24586.4
5553.4
5142.04
1807.73
903.87
6045.90
25537.8
6504.8
6022.96
2266.53
1133.27
7156.23
278
26569.2
7536.2
6977.96
2759.39
1379.70
8357.66
279
27630.6
8597.6
7960.74
3284.10
1642.05
9602.79
280
28612.0
9579.0
8869.44
3838.83
1919.42
10788.86
依据上表画出单辅助线所用曲线,即:
q-f(vt+q2)关系曲线和q-z关系曲线见图2-4和图2-5。
图2-4q-f(vt+q2)关系曲线图2-5q-z关系曲线
表2-2设计洪水情况下,水库半图解法调洪计算表
调洪计算表(P=1%)
时间t(h)
入库流量Q(m3s)
平均入库流量(m3s)
89.91
109.77
368.17
270.48
129.63
190.27
388.03
91.04
250.90
275.47
487.26
99.80
270.52
300.04
328.79
662.93
123.73
270.60
357.54
375.31
867.98
174.31
270.79
393.08
421.31
1068.98
224.87
270.98
449.53
471.49
1265.41
275.22
271.16
493.44
547.80
1461.68
326.45
271.34
602.17
764.73
1683.03
385.34
271.55
927.29
1007.27
2062.42
489.01
271.91
1087.24
1238.83
2580.68
636.20
272.42
1390.42
1474.05
3183.31
815.46
273.01
1557.69
1599.50
3841.90
1021.34
273.66
1641.32
1660.66
4420.06
1210.66
274.23
1680.00
1545.66
4870.07
1363.56
274.67
1411.33
1291.10
5052.17
1426.82
274.85
1170.88
1071.04
4916.46
1379.60
274.72
971.20
892.27
4607.90
1273.89
274.41
813.34
725.53
4226.28
1146.31
274.04
637.71
600.07
3805.50
1009.69
273.62
562.44
524.28
3395.88
880.78
273.22
486.12
457.37
3039.39
771.86
272.86
428.62
400.40
2724.90
678.31
272.56
372.17
2446.99
597.61
272.29
表2-3校核洪水情况下,水库半图解法调洪计算表
q(m3s)
124.16
151.59
626.95
270.61
179.02
262.75
654.38
121.65
346.48
380.41
795.49
156.31
270.73
414.34
454.04
1019.58
212.36
270.93
493.74
518.28
1261.26
274.15
542.83
581.80
1505.40
337.99
271.38
620.78
651.10
1749.21
403.17
271.62
681.42
742.0
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