【正文】 江水利樞紐工程設計 【摘要】 本設計以 O 江流域的水文、地形、地質為基礎，通過調洪演算確定了壩型及樞紐布置、大壩設計、泄水建筑物設計和施工組織設計等方面進行簡略的計算。在設計中對經濟、技術及安全等方面進行了詳細分析與比較 ,擬定相應的斜心墻土石壩設計方案。 【關鍵詞】：土石壩設計，洪水演算，樞紐布置，土料設計，滲流計算，穩(wěn)定驗算，泄水建筑物，施工組織設計。 【 ABSTRACT】 Base on the data of Oriver hydraulic project ,I designed the dam totally,including the layout of engineering,the design of discharge construction by storage routing which fixed on the characteristic stage of the progresss of the construction was planned .the factors of economic ,technology and safety are considered in the optimum plan was finally selected. 【 KEYWORDS】： earth and rock dam, damsite selection ， choice of dam type, soil design， filtration routing， stability analysis， discharge construction， construction planning. 本設計以 O 江流域的水文、地形、地質資料為基礎，通過調洪演算確定了水庫的特征水位，進行了樞紐布置；對大壩、泄水建筑物進行了 比 較詳細的設計。通過編制施工組織計劃，確定了樞紐工程各主體部分的進度。設計中考慮了經濟、技術及安全等方面的因素，并對各部分可行的方案進行了比較，確定了最優(yōu)方案。 目 錄 第一章 工程等級及建筑級別 ??????????? 1 第二章 洪水調節(jié)計算 ?????????????? 2 第三章 大壩設計 ??????????? 11 第四章 泄水建筑物設計 ???????????????34 第五章 施工組織設計 ?????????????? 第一章 工程等別及建筑物的級別 水利水電工程的等別，在 SDJ121978171。水利水電樞紐工程等級劃分設計標準（山區(qū)，丘陵區(qū)部分） 187。之中作出的規(guī)定，將水利水電樞紐工程根據其工程規(guī)模﹑效益及在國民經濟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、電站的裝機容量等，工程規(guī)模有庫容決定，由于該工程正常蓄水位高程２８ ２０ .３ m，庫容約為３ .７億 m3，估計校核情況下的庫容不會超過１０億m3，最終由庫控制，屬于大（２）型。 表 2— 1 水利水電樞紐工程分等指標 工程 等別 工程 規(guī)模 分等指標 水庫庫容 （億 m3 ） 防洪 灌溉面積 （萬畝） 電站裝機容量 （萬 kw） 保護城市及工礦區(qū) 保護農田（萬畝） 一 大（ 1）型 10 特別重要的城市、工礦區(qū) 500 150 75 二 大（ 2）型 10～ 1 重要城市、工礦區(qū) 500～ 100 150～ 50 75～ 25 三 中型 1～ 中等城市、工礦區(qū) 100～ 30 50～ 5 25～ 四 ?。?1）型 ～ 一般城市、工礦區(qū) 30 5～ ～ 五 小（ 2）型 ～ 水工建筑物在 SDJ121978 第五條規(guī)定，該類大（２）型的主要水工建筑物為２級，次要建筑物為３級，臨時建筑物為４級。 表 2— 2 水工建筑物級別的劃分 工程等別 永久性建筑物的 級別 臨時性建筑物的級別 主要建筑物 次要建筑物 一 1 2 3 二 2 3 4 三 3 4 5 四 4 5 5 五 5 5 5 永久性水工建筑物的洪水標準：永久性擋水建筑物和泄水建筑物正常洪水（設計時）的重現期為１００年，非常運用洪水（校核時）的重現期為2020年；水電站廠房正常與非正常運用洪水標準分別為５０年和５００年；臨時性水工建筑物采用洪水標準為２０－３０年 . 永 久 性 擋 水 和 泄 水 建 筑 物 正 常 運 用 洪 水 期 標 準 表 2— 3 建筑物級別 1 2 3 4 5 洪水重現期（年） 500 100 50 30 20 永久性擋水和泄水建筑物正常運用洪水期標準 表 2— 4 不同壩型的樞紐工程 建筑物的級別 1 2 3 4 5 土壩、堆石壩、干砌石壩 10000 或可能最大洪水 2020 1000 500 200 混凝土壩、漿砌石壩 5000 1000 500 200 100 第二章 洪水調節(jié)計算 一 .設計洪水與校核洪水 本河流屬典型山區(qū)河流，洪水暴漲暴落，設計洪峰流量取 100 年一遇 .即設Q = ,/1680 3 sm （ p=1%），校核洪峰流量取 2020 年一遇 .即 校Q =2320m3/s，（ %?p ） . 二 .調洪演算 ① .基本原理 利用半圖解法進行調洪計算 . 本設計擬訂四組方案進行比較，其計算方法與計算過程如下所示。 計算公式 )2()2( 2211 qtvqtvQ ?????? 式中 Q ── 計算時段中的平均入庫流量（ m3/s），它等于 2/)( 21 ? ； 1q ── 計算時段初的下泄流量（ m3/s）； 2q ── 計算時段末的下泄流量（ m3/s）； 1v ── 計算時段初水庫的蓄水量（ m3） ； 2v ── 計算時段末水庫的蓄水量（ m3） ； t? ── 計算時段，一般取 16 小時，需化為秒數。 式中 2/v 、 2/q 、 )2//( qtv ?? 和 )2//( qtv ?? 均可與水庫水位建立函數關系。因此，可根據選定的計算時段 t? 值、已知的水庫水位容積關系曲線，以及根據水力學公式算出的水位下泄流量關系曲線，事先計算并繪制曲線組：)2//( qtv ?? = )(1zf 、 )2//( qtv ?? = )(2 zf 和 )(3 zfq? 即是水位下泄力量關系曲線，其余兩曲線是所介紹的半圖解法中必需的兩根輔助曲線，故這一方法在半圖解法中亦稱為雙輔助曲線法，以與單輔助曲線法相區(qū)別。具體的計算方法見水利水能規(guī)劃書，曲線見附頁坐標紙。 ② .水位流量關系曲線的確定 本工程泄洪方式采用 WES 堰流曲線。 側收縮系數初估為 ?? 淹沒出流系數： ?m 溢流孔寬： b 水位流量關系曲線由下式確定： 3202 HgmbQ ?? 當 b=7 米時： smQH /:1 3320 ???????? 米時 smQH /:3 3320 ???????? 米時 smQH /:5 3320 ???????? 米時 smQH /:7 3320 ???????? 米時 smQH /:9 3320 ???????? 米時 smQH /:14 3320 ???????? 米時 當 b=8米時： smQH /:1 3320 ???????? 米時 smQH /:3 3320 ???????? 米時 smQH /:5 3320 ???????? 米時 smQH /:7 3320 ???????? 米時 smQH /:9 3320 ???????? 米時 smQH /:14 3320 ???????? 米時 洪水流量過程線如下 : 設計洪水過程線 校核洪水過程線時段時段 (6h) ③ .調洪演算列表如下： 方案 (一 ):孔口尺寸 : mBmz 7,2810 ??? 雙輔助曲線如下圖所示： 水庫水位（米）下泄流量（立方米/秒）方案（一） 表 的計算和 )(2)2()(1)2( zfqtvzfqtv ?????? 庫 水位 z m 庫 容 v (萬 m3) 下 泄流量 q (m3/s) q/2 (m3)/s v/△ t (m3)/s v/△t q/2 (m3)/s v/△t +q/2 (m3)/s (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 2820 36700 448 224 37620 480 240 2821 38430 516 258 39420 550 275 36500 36225 36775 2822 40200 590 295 36927 37517 41220 630 315 38167 37852 38482 2823 42020 668 334 43000 708 354 2824 44100 748 374 表 32調洪計算半圖解法（設計工況） 時間（ t） 入庫流量 Q (m3/s) 平均入庫流量 Q(m3/s) 水庫水位 Z1 （ m） V1/△t q1/2 (m3)/s V2/△t +q2/2 (m3)/s 下泄流量 q (m3/s) 庫水位 m (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 9 425 33850 455 12 960 34000 462 15 1650 1305 34750 35305 490 18 1420 1535 35700 36285 530 21 880 1150 36285 36850 555 24 685 36485 565 27 565 625 36500 37110 567 30 495 530 36400 37030 560 表 33 調洪計算半圖解法 (校核工況 ) 時間（ t） 入庫流量 Q (m3/s) 平均入庫流量 Q(m3/s) 水庫水位 Z1 （ m） V1/△t q1/2 (m3)/s V2/△t +q2/2 (m3)/s 下泄流量 q (m3/s) 庫水位 m (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 455 33820 455 1160 34090 463 2270 1715 35220 35805 510 2120 2195 36800 37415 580 1330 1725 37900 38525 633 963 38430 660 790 38620 669 690 740 38700 39360 670 605 38690 方案 (二 ): 孔口尺寸 :△ Z=2809m， B=7m. 雙輔助曲線如下圖所示： 水庫水位（米）下泄流量（立方米/秒）方案（二） 表 34，曲線 的計算和 )(2)2()(1)2( zfqtvzfqtv ?????? 庫 水位 z m 庫 容 v (萬 m3) 下 泄流量 q (m3/s) q/2 (m3)/s v/△ t (m3)/s v/△t q/2 (m3)/s v/△t +q/2 (m3)/s (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 2820 36700 516 258 37620 550 275 2821 38430 590 295 39420 630 315 36500 36185 36815 2822 40200 668 334 41220 708 354 38167 37813 38521 2823 42020 748 374 43000 2824 44100 表 35 調洪計算半圖解法（設計工況） 時間（ t） 入庫流量 Q (m3/s) 平均入庫流量 Q(m3/s) 水庫水位Z1 （ m） V1/△t q1/2 (m3)/s V2/△t +q2/2 (m3)/s 下泄流量