【正文】 對于丘陵平原地區(qū)水庫，當 W、 D7500m/s 時，波浪的波高和平均波長可以采用鶴地水庫公式 2%Wgh? =1/6（2gWD） 1/3 2/122m ）（ W DWL ? 式中 。 根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 (SL2522022)和《碾壓式土石壩設計規(guī)范》(SL2742022)的規(guī)定，壩頂在水庫靜水位以上的超高按下式確定： AeRy ??? (21) 式中： y壩頂超高 (m)； R最大波浪在壩坡上的爬高 (m)； e最大風壅水面高度 (m)； 本科畢業(yè)設計 水庫樞紐設計及壩破穩(wěn)定分析 26 A安全加高 (m)，對于 3 級建筑物，設計工況 A=，校核工況 A=。 水利水電樞紐工程分級規(guī)范如下表 ： 表 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(108m3) 防洪 灌溉面積(104 畝 ) 電站裝機容量 (104kW) 保護城市及 工礦區(qū) 保護農田 (104 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 小 (1)型 ～ 一般城市、 工礦區(qū) 30 5～ ～ 本科畢業(yè)設計 水庫樞紐設計及壩破穩(wěn)定分析 25 五 小 (2)型 ～ 5 建筑物等級劃分標準如表所示 ： 表 建筑物等級劃分標準 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 根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 (SL2522022)規(guī)定 (見上表 )，工程等別為Ⅲ等，主要建筑物為 3 級，次要建筑物為 4 級，臨時建筑物為 5 級。從壩址工程布置條件比較： 二 個壩址樞紐建筑物的布置條件相差不大，下壩址灌區(qū)干渠最短， 綜合，下壩址較上壩址較優(yōu)。 壩址選定 綜上所述，上壩址與 下 壩址相距約 ，基本地形地質條件和施工條件相差不大，均具備建壩和施工條件。 3）壩址水利條件比較 二 個壩址均能滿足需水區(qū)用水量要求，供水保證率均為 70%，興利庫容相 近 ， 二 個壩址水利條件相差不大。 右壩肩 岸坡地形呈臺階狀 ，上部為陡 坎 ，下部為小平臺 ，壩肩 一帶 地形 總體呈平臺狀，但發(fā)育多座平坦狀小山包，小山包之間多為洼地，相對高差約 5～ 15m。；下 壩址左壩肩總體呈斜坡狀，坡度 30～ 40176。 從 地形上 看上 壩址岸坡地形坡度一般 20～ 30176。上 壩址河 床 段 高程 ～ 、 下壩址河 床 段 高程 ～ ，壩 址區(qū)河流水流坡降 ?。上壩址以上地段兩岸分水嶺高程在 330m 以上；下壩址至上壩址左岸分水嶺高程 340～ 360m；右岸 328～337m；下壩址下游兩岸分水嶺高程 305～ 315m。該放空 隧洞不參與泄洪，僅作水庫 放 空時用。放空隧洞采用無壓城門洞型斷面，凈寬 ，直墻高 ， 180176。 岸 塔式進水口后接洞內消力池，消力池長 ，寬 ，深 ，采用矩形斷面，最大高度為 。 進口閘室長 20m，寬 ，閘頂高程 ，底板高程 ，底板厚 ，閘門、閘室總高度 。進口位于主壩軸線上游 160m，放空洞由導流洞改建而成，溢洪道建成過流后，利用導流洞事故檢修門封堵，對導流洞進口閘室改造，安裝放空洞工作門，隧洞洞身段永久與臨時相結合，一次建成。防沖槽人拋填大卵石 。海漫后接防沖槽 。 海漫高程為 ，長 ，海漫上游齒槽深 ，寬 ，高程為 。 進水渠為矩形斷面，底寬 ，槽深 ；閘室段閘室長 20m，閘室總高度 ，閘底板高程 ，閘頂高程 ，閘孔寬度 ，設檢修門和工作門各一扇，檢修門 和 工作門 均 為平板鋼閘門。 經調洪計算， 溢洪道 在設計洪水 （ P=2%） 情況下最大 下泄洪水流量 273m3/s， 在 校核洪水（ P=%） 情況下最大 下流量 334m3/s。上游壩坡為 1∶ ，下游壩坡為 1∶ ；排水棱體，內側坡為 1∶ ，外側坡 1∶ 。 ① 泥巖心墻石渣壩 該方案擋水建筑物為泥巖心墻石渣壩，壩頂軸線長 ，壩頂高程 ，防 本科畢業(yè)設計 水庫樞紐設計及壩破穩(wěn)定分析 23 浪墻高 ，最大壩高 ，壩頂寬度 。 ④ 取水隧洞 取水隧洞布置于大壩上游庫區(qū)，左、右兩岸分別布置一條取水隧洞。半圓直徑為 ，襯砌厚 ，長 。消力池后接 長的漸變段，由矩形斷面漸變成城門洞形斷面。閘室設檢修門與工作門各一扇，檢修門孔口尺寸 （寬 高），工作門孔口尺寸 （寬 高）。 放空洞由進口閘室、洞內消力池 、無壓隧洞 組成 。 ③ 放空洞 放空洞布置于右岸山體內，右岸溢洪道右側約 處，平面上布置成折線。 防沖槽底高程為 ，寬 ，上下游采用 1: 的坡比上游與海漫相接，下游與原河床相連。海漫底板厚度前段為 ，后段為 。溢洪道采用底流消能，消力池寬度 ，池深 5m，邊墻高 ，消力池底板高程 288. 00m，消力池坎高與下游海漫高程一致 。 進水渠（為矩形斷面，底寬 ，槽深 ；閘室段閘室長 20m，閘室總高度，閘底板高程 ，閘頂高程 ，閘孔寬度 ，設檢修門和工作門各一扇，檢修門為平板鋼閘門，工作門為平板鋼閘門。溢洪道下泄設計洪水流量 263m3/s（ P=2%），校核洪水流量 330m3/s（ P=%）。上游壩坡為 1∶ ，下游壩坡為 1∶ ；排水棱體，內側坡為1∶ ，外側坡 1∶ 。 ① 泥巖心墻石渣壩 該方案擋水建筑物為 泥巖心墻石渣壩，壩頂軸線長 ，壩頂高程 ，防浪墻高 ，最大壩高 ，壩頂寬度 。 上、下壩址相距約 。該河段長約 ，地面高程為 290～ 350m，相對高差 30～ 60m，屬丘陵區(qū)，該河段河流總體流向 NEE 向，河道蜿蜒曲折，呈 “S”形，河谷較狹窄，枯水期河水面一般寬 2～ 7m，谷底寬 10～ 60m。在芭蕉灣及以上河段， “V”型河谷狹窄，庫盆小，選擇壩址建庫不能滿足水庫工程功能要求；在老鷹巖以下河段，河谷狹窄，兩岸高程底，為淺丘平原開闊地帶，兩岸高程在 300m～ 320m“饅頭山 ”地形，無建壩成庫條件。 本科畢業(yè)設計 水庫樞紐設計及壩破穩(wěn)定分析 20 洪水調節(jié)計算成果 根據上述調洪原則，對壩址設計洪水和校核標準洪水分別進行了洪水調節(jié)計算， 本次調洪計算采用軟件計算，該軟件計算的主要原理是半圖解法。 對于狹長的河川使水庫，在通過洪水流量時，由于回水的影響，水面常呈現(xiàn)明顯的坡降。當水庫內水面坡降較小，可視為靜水面時，其泄流水頭 H 只是庫中蓄水量 V 的函數，即 ? ?VfH? ，故下泄成為蓄水量 q 的函數，即 ? ?Hfq? (22) 或 ? ?Vfq? (23) 式 (23)是假設庫水面為水平時的水庫泄流方程。 水庫蓄泄方程或水庫蓄瀉曲線 水庫通過溢洪道泄洪，其泄流量大小，在溢洪道型式、尺寸一定的情況下，取決于堰頂水頭 H，即 ? ?Hfq? 。水庫平衡方程為 122121 22 VVtqqt ??????? (21) 式中： Q Q2時段 ?t 始、末的入庫流量， m3/s； q q2時段 ?t 始、末的出庫流量， m3/s； V V2時段 ?t 始、末的水庫蓄水量， m3； ?t計算時段， s，其長短的選擇，應以能較準備地反映洪水過程線的形狀為原則。調洪計算就是從起調開始，逐段連續(xù)的求解這兩個方程。 調洪基本原理 水庫調洪是在水量平衡方程和動力平衡方程 (即圣維南方程組的連續(xù)方程和運動方程 )的支配下進行的。樞紐設計洪水標準為 50 年一遇，洪峰流量為275m3/s；校核洪水標準為 1000 年一遇，洪峰流量為 493m3/s。防洪高水位接近正常蓄水位 325m。以長寧縣城斷面 10 年一遇洪峰流量 174m3/s 控制，扣除區(qū)間 相應洪水（ P=%）得出允許 水庫安全下泄流量為155m3/s，進行水庫調洪，計算發(fā)生 30 年一遇洪水要求水庫的防洪庫容為 78 萬 m3。因此，要使長寧縣城防洪能力提高到 30 年一遇洪水，主要考慮 水庫發(fā)生同頻率（ 30 年一遇）洪水（洪峰流量 239m3/s），區(qū)間發(fā)生相應洪水（洪峰流量 19m3/s），長寧縣城過流能力 174m3/s， 水庫安全下泄流量為155m3/s。 本科畢業(yè)設計 水庫樞紐設計及壩破穩(wěn)定分析 18 主要建筑物級別及設計標準 表 23 建 筑 物 溢洪道 當地 材料壩 土重力壩 取水、 放空洞 庫區(qū) 泵站 建筑物級別 3 3 3 3 4 正常運用洪水重現(xiàn)期（年） 50 50 50 50 20 非常 運 用洪水重現(xiàn)期（年） 1000 1000 500 1000 50 消能防沖洪水重現(xiàn)期（年） 30 安全超高 正常運用 （ m） 泄洪時 擋水 時 非常運用 （ m） 泄洪時 擋水 時 抗滑穩(wěn)定 安全系數 (壩體或壩坡 ) 基本組合 （巖基） / 特殊組合 Ⅰ （巖基） / 特殊組合 Ⅱ （巖基） / 抗震設防烈度 6 洪水調度方式 水庫的主要任務之一是防洪，水庫防洪目標是將壩址處 30 年一遇洪峰流量削減為10 年一遇，以提高下游長寧縣城碧玉溪河段的防洪 能力。 防洪標準的確定 根據工程各類建筑物級別，按《防洪標準》（ GB502011994）、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL2522022）。李端河已建有龍門橋水庫，其集雨面積為 ，總庫容為 121 萬 m3，有效庫容 萬 m3。根據設計流域所在地區(qū)及暴雨洪水特性，分析選定采用的概化過程 線模型， 水庫推薦壩址設計及校核洪水過程成果見表 255。 基本資料 水庫水能特征值見表 本科畢業(yè)設計 水庫樞紐設計及壩破穩(wěn)定分析 15 水能特征值表 表 21 項 目 單 位 數 量 備 注 校核洪水位 m 校核洪水入庫洪峰流量 m3/s 493 P=% 校核洪水最大下泄流量 m3/s 338 總庫容 萬 m3 1134 設計洪水位 m 設計洪水入庫洪峰流量 m3/s 275 P=2% 設計洪水最大下泄流量 m3/s 275 正常蓄水位 m 正常蓄水位庫容 萬 m3 1025 死水位 m 死庫容 萬 m3 133 興利庫容 萬 m3 892 左干渠渠首設計流量 m3/s 灌溉面積 萬畝 水庫水位庫容曲線圖見下。 （ 3）大園包石碴料場儲量 104m3，運距較近，開采方便，建議作為筑壩石碴料的首選料場。該料場可作為人工骨料料源。 （ 2）本階段在潛溪河、嘉陵江及安樂河上調查的九個天然砂礫石料場，粗細骨料質量都比較差。如作圍堰防滲土料使用，主 要試驗指標中除天然含水量和塑性指數略偏高外，其余指標基本符合質量技術要求。 明渠位于強風化頁巖中，穩(wěn)定渠坡比建議值為 1:。 ～ 35176。 ～ 28176。 引水線路倒虹管、渠道等建筑物地基巖體為 S2lr② 頁巖，與壩址區(qū)相同，其物理力學參數見 表 141。 （ 3）各供水管道引用流量和直徑均較小，可以覆蓋層或強風化巖體作為管墩地基。 明渠類型以填方或半挖半填為主，建議全斷面襯砌處理。 各倒虹管跨潛溪河左岸沖溝，溝底 及岸邊臺地覆蓋薄層坡洪積塊碎石土，巖層走向與管線直交或斜交，兩岸邊坡總體穩(wěn)定性較好。 隧洞以Ⅳ、Ⅴ類圍巖為主，穩(wěn)定性差，易產生坍塌、脫層等現(xiàn)象，施工中應及時支護處理并襯砌成洞。 （ 2）選定的干 渠引Ⅰ線總長 。 渠道主要工程地質問題及評價 （ 1）從干渠通過區(qū)地質條件來看，渠線選擇在潛溪河左岸還是右岸，地質上無明顯制約因素，設計通過綜合比較后選擇干渠從潛溪河右岸通過。洞身段Ⅲ類圍巖以新鮮砂質頁