【正文】 響修正系數(shù)，當(dāng)上游面為鉛直面時(shí)， C 取 ； ε — 側(cè)收縮系數(shù)，根據(jù)閘墩厚度及墩頭形狀而定，可取ε＝ ； σ s— 淹沒系數(shù)，視泄流的淹沒程度而定，不淹沒時(shí)σ s＝ 。當(dāng)水庫洪水在 32500 /mQ m s? 時(shí)，即 P=1%時(shí)，用閘門控制下泄流量，既來多少泄多少，保持庫水位不變；當(dāng) 32500 /mQ m s? 并小于下游承受的最大洪水量，繼續(xù)用閘門控制下泄量，即來多少泄多少，保持庫水位不變；當(dāng) Q＞下游承受的最大洪水量，為了提高下游防洪標(biāo)準(zhǔn)，用閘門控制下泄量在下游承受的最大洪水量，即大壩允許承受的最大洪水量，把多余的洪水?dāng)r蓄在水庫內(nèi)。由水工建筑物的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及表 412給定的洪水過程線綜合考慮，選定設(shè)計(jì)洪水的頻率為 1%，校核洪水的頻率為 %。連接處盡量使迎水面在同一平面上，以免部分建筑物受側(cè)向水壓力作用改變壩體的應(yīng)力。一般地， 泄洪建筑物和電站廠房應(yīng)盡量布置在主河床位置，供水建筑物位于岸坡。 （ 2）除去基礎(chǔ)部位和壩體外部的常 態(tài)混凝土以外，碾壓混凝土的方量較少，如采用此壩型，還需要增設(shè)碾壓施工設(shè)備，拌和樓的容量也要擴(kuò)大，就近又沒有粉煤灰，經(jīng)比較，放棄此壩型。 因洪水泄量及導(dǎo)流和渡汛流量大的特點(diǎn)，壩址處不適宜修建土石壩。土石壩能適應(yīng)不同的地形、地質(zhì)和氣候條件。 壩址處水流急，故無砂卵石等淤積物 ，無侵蝕地下水。 綜合以上分析，上、下壩址各有優(yōu)缺點(diǎn)，但上壩址具有工程量省，能充分利用開挖石渣，減少棄渣對(duì)環(huán)境的影響，降低水土保持投資，且與二級(jí)電站水位銜接合理等顯著優(yōu)點(diǎn)，故本階段推薦采用上壩址。且溢洪道泄洪時(shí)可能對(duì)廠房造成一定的影響，需采取相應(yīng)的工程措施。 (5)綜臺(tái)效益。 (2)地形條件。 表 311 水利水電樞紐工程的分等指標(biāo) 工程等別 工程規(guī)模 分等指標(biāo) 水 庫總庫容 （億米 3 ） 防洪 灌溉面積 （萬畝） 水電站 裝機(jī)容量 （萬千瓦） 保護(hù)城鎮(zhèn)及工礦區(qū) 保護(hù)農(nóng)田面積 （萬畝） 一 大（ 1）型 10 特別重要城市、工礦區(qū) 500 150 120 二 大（ 2）型 10～ 1 重要城市、工礦區(qū) 500~100 150~50 120～ 30 三 中 型 1～ 中等城市、工礦區(qū) 100~30 50~5 30～ 5 四 ?。?1）型 ～ 一般城鎮(zhèn)、工礦區(qū) 30~5 5~ 5~1 五 ?。?2）型 ～ 5 1 壩線、壩型選擇 壩型、壩址選擇是水利樞紐設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，二者相互聯(lián)系，不同的壩址可以選用不同的壩型，同一個(gè)壩址也應(yīng)考慮幾種不同的樞紐布置方案并進(jìn)行比較。 航運(yùn) BJ 為 溇 水上游一級(jí)支流，發(fā)源于鶴峰縣與宣恩縣交界的太平鄉(xiāng)文家河，在鶴峰縣城下 13 頁 游 2km處注入 溇 水，干流全長 ， 蜿蜒穿行于鶴峰縣西部的崇山峻嶺之中，水急灘多，基本不具備通航條件，航運(yùn)方面僅有少量木材流放。各組節(jié)理均有延伸長、貫通性較好、結(jié)構(gòu)面較平直的特征，常沿某組節(jié)理形成十幾米至近百米長、數(shù)米至數(shù)十米高的懸崖陡壁。 ； ③ 產(chǎn)狀340176。 壩址區(qū)節(jié)理裂隙以區(qū)域性構(gòu)造節(jié)理為主，較發(fā)育的有以下幾組：① 產(chǎn)狀 30176。破碎帶寬 ； F2 位于柳月坪壩址左岸，產(chǎn)狀 70176?！?50176。 BJ 自西向東流入柳月坪壩址后逐漸折 轉(zhuǎn)為自北向南，在柳月坪壩址下游經(jīng)過一較大的河灣進(jìn)入落山壩壩址后河流流向折轉(zhuǎn)為南東向。成果見表 217。以獨(dú)立取樣法分別組成最大洪峰 流量及各時(shí)段洪量的不連序系列。 洪水 本流域無實(shí)測(cè)流量資料，壩址設(shè)計(jì)洪水推算方法與徑流一致，也是由鄰近溇水干流鶴峰站設(shè)計(jì)洪水移置法和設(shè)計(jì)流域暴雨洪水法多種方法推算。 表 212 鶴峰、 BJ一級(jí)壩址流域年、月平均降雨量表 站 址 各 月 平 均（ mm） 年平均 （ mm） 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 鶴 峰 一級(jí)壩址 由上表可見流域內(nèi)降雨量主要集中在 4～ 10 月，約占全年降雨量的 %，尤以 7 月份為多，是流域暴雨多發(fā)季節(jié)。 BJ 一級(jí)水電站工程壩址位于下游北佳鎮(zhèn)柳月坪村，下距在建工程二級(jí)水電站壩址約，距 BJ 口 ，控制集水面積 。屬 溇 水上游右岸的一級(jí)支流，發(fā)源于太平鄉(xiāng)文家河。水庫為流域龍頭水庫，具有年調(diào)節(jié)性能，正常蓄水 位 ，總庫容 億 m3；混凝土面板堆石壩最大壩高 ，岸邊地面式廠房裝機(jī) 2 臺(tái)，總裝機(jī)容量 30MW，多年平均發(fā)電量 億 kW 由于時(shí)間倉促，限于本人的水平以及以前從未進(jìn)行過工程實(shí)踐缺乏經(jīng)驗(yàn)，特別是對(duì)本設(shè)計(jì)的工程所在地也未進(jìn)行過實(shí)地考察，因此，書中如有不當(dāng)和錯(cuò)誤之處，懇望各位老師和讀者諒解予以指正。 3 頁 大壩為混凝土實(shí)體重力壩，軸線全長 277m，壩頂高程為 650m，最大壩高 117m。 BJ 一級(jí)水電站地處 BJ中下游河段，位于湖北省恩施自治州鶴峰縣境內(nèi)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容為 BJ水利樞紐工程，它基本包括了一般水利樞紐所需進(jìn)行 的壩工初步設(shè)計(jì)的全過程。該工程開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，兼顧防洪。流域地處亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，雨量充沛，多年平均降雨量 ，森林覆蓋率在 50%以上。本工程建成投產(chǎn)后，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。水庫的防洪庫容，可滿足本工程 2020 年防洪標(biāo)準(zhǔn)。 流域概況 BJ 位于鄂西南的恩施自治州鶴峰縣西部，屬洞庭水系，為澧水二級(jí)支流、 溇 水上游右岸支流。 2 基本資料 水文氣象 流域概況 BJ位于恩施自治州鶴峰縣境內(nèi)，在東經(jīng) 109176。 BJ 地勢(shì)西北高，東南低，西臨酉水上游的白水河。因流域內(nèi)無氣象臺(tái)站，故 依據(jù)附近的鶴峰氣象站觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，多年平均氣溫 ℃ ，極端最高氣溫 ℃（ 1959年 8 月 23 日 ），極端最低氣溫 ℃ （ 1977 年 1 月 30 日 ）。 BJ 流域無實(shí)測(cè)徑流資料，徑流系列是依據(jù)BJ 口附近的干流溇水鶴峰站 1960～ 1998 年實(shí)測(cè)徑流資料，以流域面積和雨量比（ 1962～1985 年資料）為參數(shù)推算。成果見表 214。 表 215 鶴峰站設(shè)計(jì)洪水成果表 項(xiàng) 目 各頻率（ P%）設(shè)計(jì)值 1 2 5 10 Qm(m3/s) 7210 6480 5770 4830 4140 3440 2560 1910 W24h(億 m3) W72h(億 m3) 8 頁 （ 3） 洪水成果合理性分析： 鶴峰站歷史洪水采用“湖南省洪水調(diào)查資料”刊布成果和實(shí)測(cè)流量刊布資料，精度可靠且具有 39 年系列已滿足規(guī)范要求。 10 頁 表 BJ一級(jí)壩址設(shè)計(jì)洪水過程線表 時(shí) 序 時(shí) 間 各頻率（ %）流量（ m3/s）過程 t(h) 日 時(shí) 1 2 0 7 8 1070 671 581 1 9 1710 1170 1010 2 10 2430 1530 1320 3 11 3090 1940 1680 4 12 4350 2500 2080 5 13 3830 2030 1760 6 14 2890 1650 1430 7 15 2230 1310 1130 8 16 1810 1110 964 9 17 1490 963 834 10 18 1310 813 704 11 19 1140 727 630 12 20 1040 642 556 13 21 953 556 482 14 22 855 523 453 15 23 781 489 424 16 8 0 728 456 395 17 1 718 455 394 18 2 718 454 393 19 3 720 453 392 20 4 722 454 393 21 5 723 455 394 22 6 725 456 395 23 7 786 483 418 24 8 839 516 447 11 頁 芭蕉河一級(jí)水電站壩址設(shè)計(jì)洪水過程線圖( 1 9 6 2 年7 月）05001000150020202500300035004000450050000 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72時(shí)序 (h)流量(m3/s)p=1%p=% p=2% 圖 211 BJ一級(jí)壩址設(shè)計(jì)洪水過程線 泥沙 一級(jí)壩址泥沙目前擬采用下游二級(jí)壩址可研設(shè)計(jì)成果。柳月坪壩址近河山嶺高程均在 以上，山體連續(xù)完整；兩岸自然邊坡坡度一般為 40176。對(duì)柳月坪壩址，巖層走向斜交河流，傾向下游偏左岸，為斜向谷；區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較簡單?！?65176?！?60176?！?85176。 堆石料：產(chǎn)地初步擬定在壩址下游左岸落山壩村后山，料源層為志留系中統(tǒng)紗帽組S2s3巖組厚 100 多米的厚層、中厚層石英細(xì)砂巖、砂巖。 BJ 一級(jí)水庫建成后，可形成1860~3830 畝的人工養(yǎng)殖水域，利用 BJ流域氣候溫和濕潤、雨量豐沛、光照充足、天然餌料豐富的自然條件，采用水庫漁業(yè)精養(yǎng)及網(wǎng)箱養(yǎng)殖進(jìn)行漁業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，可改變鶴峰縣漁業(yè)生產(chǎn)落后的面貌 ，滿足人民群眾膳食多樣化的生活需要。拱壩、重力壩需建在巖基上；土石壩則巖基、土基均可修建。壩址選在峽谷地段，壩軸線短，壩體工程量小，但不利于泄水建筑物等的布置，因此需綜合考慮。從地質(zhì)條件看，壩址應(yīng)選在地質(zhì)構(gòu)造簡單，無大的地質(zhì)構(gòu)造的地方。 4) 開挖料利用：上壩址開挖料以龍馬溪組砂巖、石英砂巖為主，巖性堅(jiān)硬，可作為壩體下游堆石區(qū)填料；下壩址開挖料主要為羅惹坪組的粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，巖性軟弱且易崩解，不適合作壩體填筑料。/s，洪水來量大，要求泄水建筑物有較大的過水能力，由于本水庫除滿足千年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)外，尚需要承擔(dān)下游防洪任務(wù)，所以單寬流量不宜過大，必須有足夠的溢流前緣寬度。任何形狀的河谷都可以修建重力壩。故考慮地質(zhì)條件以修建混凝土壩較為適宜 。土石壩可用任何土石料筑壩，壩址附近有足夠的符合要求的天然建筑材料，可以就地、就近取材，節(jié)省大量水泥、木材和鋼材，以減少工地的外線運(yùn)輸量。 樞紐布置 布置原則 ： 根據(jù)壩址的建壩條件，樞紐布置主要考慮以下原則： （ 1）壩址洪水洪峰流量大，且河谷狹窄，所以要求盡可能加寬溢流前緣，減少單寬流量，以便泄洪安全可靠，上 下游流態(tài)好，不影響個(gè)建筑物的正常運(yùn)行。 (二 )泄水孔的布置。 方案二：左岸 廠房的位置較開闊，地勢(shì)平緩， 便于施工 開挖和水電站各設(shè)施的布置， 19 頁 只是尾水管水流與下游河道有一定的夾角，需要做好下游的消能防沖措施。 洪水調(diào)節(jié)基本原則 在已確定選擇混凝土實(shí)體重力壩的情況下，從提高泄流能力，便于運(yùn)用管理和閘門維修，節(jié)省工程投資角度出發(fā)，泄洪方式以壩頂泄流最為經(jīng)濟(jì)。 根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL319— 2020）可知各個(gè)水深的流量系數(shù)如表 431。 綜合考慮該庫調(diào)洪要求，把防洪限制水位 ? 635m 作為起調(diào)水位，此刻的下泄量作為起調(diào)泄量分別采用了兩種方案，用半圖解法進(jìn)行調(diào)洪。 遵循以上原則擬訂出的剖面，需要經(jīng)過穩(wěn)定及強(qiáng)度驗(yàn)算，分析是否滿足安全和經(jīng)濟(jì)的要求，壩體剖面可以參照以前的工程實(shí)例，結(jié)合本工程的實(shí)際情況，先行擬定，然后根據(jù)穩(wěn)定和應(yīng)力分析進(jìn)行必要的修正。 壩頂寬度的擬訂 為了適應(yīng)運(yùn)用和施工的需要，壩頂必須有一定的寬度。 一般有以下幾種情況：①壩基面②壩基內(nèi)軟弱層面③基巖緩傾角結(jié)構(gòu)面④不利的地形⑤碾壓混凝土層面等。( ) 39。SK 荷 載 組 合 39。將結(jié)構(gòu)劃分為若干結(jié)點(diǎn)聯(lián)系的有限個(gè)單元，利用邊界條件和連續(xù)條件，根據(jù)彈性理論列出單元的應(yīng)力、應(yīng)變、位移關(guān)系式和全部結(jié)點(diǎn)平衡方程組。 M? —— 作用于計(jì)算截面以上全部荷載對(duì)截面垂直水流流向形心軸的力矩總和， kNm； B —— 計(jì)算截面的長度， 剪應(yīng)力 ? ? ?u u uu y uP p n??? ? ? uP —— 上游面水壓力強(qiáng)度 (有泥沙壓力 ps時(shí)，應(yīng)計(jì)入在內(nèi) ), n —— 下游壩坡坡率 ? ?d y d u d dp p m??? ? ? Pd —— 上游面水壓力強(qiáng)度 (有泥沙壓力 ps時(shí)，應(yīng)計(jì)入在內(nèi) ), m —— 上游壩坡坡率 水平正應(yīng)力 x? 2( ) ( )x u u u u u u u y up p p p n??? ? ? ? ? 2( ) ( )x d d u d y d u d dp p p p m??? ? ? ? 主應(yīng)力 221 (1 ) ( )u y u u u un p p n??? ? ? ? 2u u uuPp? ?? 1 (1 ) ( )d y d d u dm p p m??? ? ? ? 2d d udpp? ?? 35 頁 2）不計(jì)入揚(yáng)壓力 水平截面上的正應(yīng)力y?，因?yàn)榧俣ㄕ龖?yīng)力y?按直線分布，所以按偏心受壓公式26yu WMBB? ????； 26yd WMBB? ????；來計(jì)算上下游邊緣應(yīng)力，其中： W? —— 作用于計(jì)算截面以上全部荷載的鉛直分力的合力