【正文】 流量：逸出高度：3逸出高度及浸潤線繪制：已知：按下式繪制浸潤線：式中x、y值繪于圖33(33斷面圖)上并連成曲線，便為壩體的浸潤線。圖52 22斷面滲流計(jì)算圖2單寬流量，下游無水，壩底高程為3245m，無排水設(shè)備，用下式計(jì)算通過斜墻的單寬滲流量： 已知心墻的滲透系數(shù)，下游水深H1＝32783245=33m，此時(shí)心墻的底寬為：233+4=，H2=0 則 其中K=104 m∕s。已知壩體滲透系數(shù)K＝102cm/s；壩基厚度T＝14m；H2＝；m2＝；滲徑長：()+（32513231）+（）+2+2（）=代入上式有：根據(jù)水流連續(xù)條件有q1=q2，聯(lián)立求解得：　　　h＝ 式中?。篕＝106cm/s 將A1，A2，A3代入上式有：則單寬流量： 3繪制浸潤線：浸潤線近似為一直線，見圖31。　1－1斷面的滲流計(jì)算1計(jì)算簡圖如圖31所示51 11斷面滲流計(jì)算圖2單寬滲流量 一般心墻土料的滲透系數(shù)k0比壩殼土石料的滲透系數(shù)k小的多，這是可忽略壩殼的阻滲作用，認(rèn)為心墻前水位與庫水位齊平，如上圖31，計(jì)算時(shí)心墻和截水槽按平均厚度計(jì)算，即=則用下式計(jì)算通過斜墻和截水墻的單寬流量　　　　 式中：h：斜墻后滲水深。本設(shè)計(jì)僅對(duì)前三種工況做滲流計(jì)算。（3） , 此時(shí)壩內(nèi)浸潤線最高，滲流量最大。 ⑵ 土體中滲流流速不大，且處于層流狀態(tài)，滲流服從達(dá)西定律，平均流速V等于滲透系數(shù)與滲透比降的乘積，即V=ki； ⑶ 發(fā)生滲流時(shí)，土體的空隙體積不變，滲流為連續(xù)的。河谷兩岸基巖上分布著崩積，坡積塊，碎石，層厚10～20m，邊坡穩(wěn)定性差，建壩之前需徹底清理，兩岸坡上修建混凝土齒墻，開挖時(shí)基本與基巖大致平行。灌漿帷幕的厚度由 決定，其中H為水頭，[J]查的為20，則厚度T≥67∕20=，取T=，深度為1∕2～2∕3的水頭，則取1∕267=，取34m。下部由厚度決定，河床砂卵石厚12～14m，取厚度14米，如圖29。 圖44 棱體排水構(gòu)造圖 單位（米） 地基處理 壩體與地基此壩基為砂礫石地基，對(duì)砂礫石地基處理主要是保證地基滲流穩(wěn)定，控制滲流量。由上述可知取超高為1m，+1=，棱頂寬為2m，內(nèi)坡1:，外坡1:。棱體內(nèi)坡由施工條件確定，一般為1:1～1:，取1:，外坡根據(jù)壩基抗剪強(qiáng)度和施工條件確定，一般為1:～1:，取1:。 棱體尺寸的確定本設(shè)計(jì)采用棱體排水，棱體頂面應(yīng)高出下游最高水位，并應(yīng)保證壩體浸潤線位于下游壩面凍層以下。（3） 壩內(nèi)排水：其中褥墊排水對(duì)不均勻沉降適應(yīng)性差，易斷裂，且難以檢修，當(dāng)下游水位高過排水設(shè)施時(shí)降低浸潤線的效果明顯降低，網(wǎng)狀排水施工麻煩，而且排水效果差。圖43 心墻計(jì)算簡圖 單位（米） 排水設(shè)備 排水設(shè)施的選擇 常用排水設(shè)施有以下幾種形似（1） 貼坡排水：不能降低浸潤線，多用于浸潤線較低或下游無水的情況，故不選用。根據(jù)土石壩選型設(shè)計(jì)，對(duì)于Ⅲ。心墻底部常用截水槽與壩基相對(duì)不透水層連接，心墻與截水槽兩側(cè)設(shè)反濾層，則心墻兩側(cè)同時(shí)加設(shè)過渡層，以改善心墻受力，有利于與壩殼緊密結(jié)合，心墻必須設(shè)置砂礫石保護(hù)層，使之砂礫保護(hù)層，使之在凍結(jié)和干燥深度以內(nèi)?？紤]到心墻不易檢修，如發(fā)生破壞，壩體下游部分浸潤線抬高很多，故同樣的土料下，底部厚度比斜墻的取值偏高，我國規(guī)范（SDJ21884）規(guī)定，心墻的的﹝J﹞值不宜大于4，據(jù)國內(nèi)外建壩經(jīng)驗(yàn)，心墻的底厚一般為水頭的15%～20%。土心墻墻頂寬度按機(jī)械施工需要，自墻頂?shù)綁Φ字饾u加厚，其邊坡不可成垂直狀，以避免心墻與與壩殼間結(jié)合不緊密。以攔截并排除雨水，防止嚴(yán)重沖刷壩面，并兼做交通、檢修、觀測(cè)之用，也有利于壩坡穩(wěn)定，下游平臺(tái)設(shè)集水溝。同時(shí)在上述情況下，初步設(shè)計(jì)前初估邊坡，在通過邊坡穩(wěn)定計(jì)算確定，加以修正，下表每級(jí)坡的高度在20米左右。 ⑶ 從受載情況看，為適應(yīng)愈向底部荷載逐漸增加的特性，壩坡應(yīng)上陡下緩，尤其粘性土料的壩坡也壩高有關(guān)，壩高愈大坡度應(yīng)該愈緩，因此土石壩上，下游坡一般做成邊坡的，自上而下逐漸變緩，以利于壩坡穩(wěn)定。 壩坡及平臺(tái)（馬道）土石壩邊坡的大小取決于壩型，壩高，建筑材料，荷載，壩基性質(zhì)等因素，且直接影響到壩體穩(wěn)定和工程量的大小，邊坡選擇應(yīng)該從以下幾個(gè)方面考慮： ⑴ 由于土石料在飽和狀態(tài)下，抗剪強(qiáng)度降低且?guī)焖幌陆禃r(shí)，滲流力指向上游，對(duì)上游壩坡穩(wěn)定不利，所以土料相同時(shí)，上游壩坡應(yīng)比下游壩坡緩。，用防浪墻頂部高程代替壩頂高程，則壩高為：++＝，考慮到防滲體與壩面間的厚度應(yīng)大于最大凍土厚度，則取壩高為71m。考慮壓縮沉降時(shí)，土石壩竣工時(shí)的壩頂高程應(yīng)加上壩體施工沉降超高，對(duì)于中小型壩，%～%。則正常運(yùn)用情況下壩頂超高為: =R+e+A=++= 非常運(yùn)用條件下的壩頂超高（）(1)R――波浪爬高，按蒲田試驗(yàn)站公式計(jì)算：　　　 V=＝ =＝ == 按P=1%的波浪爬高R1%作為設(shè)計(jì)爬高，由《水工建筑物》表53得=，?。絼t：R＝＝=（2）e風(fēng)壅水面超出庫水位的高度,m。）；H平均水深,壩前水深為67m,e＝(3)A安全加高,根據(jù)壩的等級(jí)和運(yùn)用情況查教材《水工建筑物》，則：A=。 =在本設(shè)計(jì)中，波浪設(shè)計(jì)爬高R按建筑物的級(jí)別確定,對(duì)于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ土石壩取保證率P=1%的波浪爬高值，該土石壩等級(jí)屬于Ⅲ級(jí)，故P=1%。=波浪平均周期。H沿水庫吹程方向的平均水域深度，初擬時(shí)，可近似取壩前水深，m；H==；V風(fēng)速，正常運(yùn)用條件下的Ⅲ級(jí)壩采用V= ==經(jīng)驗(yàn)系數(shù),由風(fēng)速V=,壩前水深H==,查教材《水工建筑物》表52得=折減系數(shù),取風(fēng)向與壩軸線垂直的夾角為00，查教材《水工建筑物》表54可知：=1m壩坡系數(shù)，為壩坡傾角，初擬時(shí)取m=。 壩頂高程圖41 壩頂超高計(jì)算圖 正常情況下的壩頂超高（） 為防止庫水漫溢壩頂，壩頂在水庫靜水位以下應(yīng)有足夠的波浪超高，見上圖，《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SDJ2188）規(guī)定，其值按下式計(jì)算：=R+e+A(1)R波浪爬高,m。４土石壩剖面的基本尺寸土石壩剖面的基本尺寸包括：壩頂高程、壩頂寬度、上下游壩坡、防滲體與排水體的型式與尺寸等。③　粘土心墻壩冬季施工時(shí)暖棚跨度比斜墻小，移動(dòng)和升高比較便利。 綜合分析該壩區(qū)宜建黏土心墻壩或黏土斜墻壩，具體那一種下面進(jìn)一步比較論： 方案工程量和工程費(fèi)比 單位（萬立方米）主要工程項(xiàng)目粘土心墻壩粘土斜墻壩砂礫粘土堆石鋼筋混凝土84474190818100190工程費(fèi)比100108，粘土心墻和粘土斜墻兩種壩型造價(jià)相差不大，一般優(yōu)缺點(diǎn)無明顯差別，須進(jìn)一步比較如下：①　粘土心墻壩體所使用粘土量少，在壩址的氣候條件下，心墻施工較方便些。 氣候條件由于流域所在地區(qū)地勢(shì)較高，氣溫多變，年平均氣溫低，℃ ，晝夜及地形溫差大，無霜期短，年日照時(shí)間長，大部分地區(qū)寒冷而干燥，常冬無夏，春去秋來，屬大陸性高原氣候，則不宜修建混凝土壩和均質(zhì)壩，適宜修建碾壓式土石壩中的土質(zhì)心墻壩。 地質(zhì)條件由于壩址區(qū)基巖覆蓋的砂卵石層厚12～14米，透水性強(qiáng)，整層結(jié)構(gòu)疏松，分選性差，存在滲透穩(wěn)定問題，如修建混凝土壩，需大量開挖并相應(yīng)增加混凝土方量，且施工時(shí)排水困難，故不宜修建剛性壩，而適合修建土石壩．～／晝夜，透水性強(qiáng)，且整層結(jié)構(gòu)疏松不穩(wěn)定，存在滲透等一系列問題，若修建均質(zhì)砂壩，壩基和壩體漏水較多，影響壩體穩(wěn)定，故也不宜修建均質(zhì)砂壩。 壩型選擇壩型選擇須根據(jù)地形、地質(zhì)條件、筑壩材料、施工條件、氣候條件及壩基處理等各種因素進(jìn)行比較，選定技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的壩型。其出口又分為灌溉引水管及人畜引水管，由閘門控制。壩軸線位于溝后河峽谷口上游500米處，河谷狹窄，所在河段南北走向，平均河寬60米，修筑在河段較窄處，壩軸線短，工程量小。 總體布置該壩位于溝后河的上游，壩址以上為高山峽谷區(qū)，以下為廣闊的共和盆地，該河在壩址下游35公里處注入黃河。 樞紐布置 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定本水庫為小（1）型四等工程，則洪水的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇。 洪水標(biāo)準(zhǔn)本水庫為小（l ）型工程，主要建筑物為三級(jí)，查《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》知：洪水的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為500 年一遇。 主要建筑物等級(jí)本水庫的主要建筑物為大壩。3. 擋潮工程的等別參照防洪工程規(guī)定劃分，在潮災(zāi)特別嚴(yán)重的地區(qū)其工程等別可適當(dāng)提高。 水利水電樞紐工程工程分等指標(biāo)(平原、海濱部分)工程等級(jí)工程規(guī)模水庫總庫容（億m3）防洪排澇灌溉供水水電站保護(hù)城鎮(zhèn)及工業(yè)區(qū)保護(hù)農(nóng)田面積（萬畝）排澇面積（萬畝）灌溉面積（萬畝）供給城鎮(zhèn)及工業(yè)區(qū)裝機(jī)容量（萬kw）一大（1）型〉10特別重要〉500〉200〉150特別重要二大（2）型10～1重要500～100200～60150～50重要三中型1～中等100～3060～1550～5中等25～四小（1）型～一般30～515～35～一般～五?。?）型～〈5〈3〈〈注 1. 總庫容指校核洪水位以下的靜庫容。 工程特性表表格7 工程特性表：序號(hào)名稱單位數(shù)量備注一水文1流域面積全流域平方公里壩址以上平方公里2多年平均徑流量萬立米3代表性流量調(diào)查歷史最大流量立米/秒設(shè)計(jì)洪水（P=2%）洪峰流量立米/秒校核洪水（P=%）洪峰流量立米/秒4洪量設(shè)計(jì)洪水（P=2%）洪量萬立米校核洪水（P=%）洪量萬立米5多年平均輸沙量萬噸二水庫1水庫水位校核洪水位米設(shè)計(jì)洪水位米正常高水位米死水位米2正常高水位時(shí)水庫面積萬平米3回水長度公里相應(yīng)正常高水位4水庫容積總庫容萬立米興利庫容萬立米死庫容萬立米三下泄流量及相應(yīng)下游水位1設(shè)計(jì)洪水下泄流量立米/秒相應(yīng)下游水位米2校核洪水下泄流量立米/秒相應(yīng)下游水位米四工程效益指標(biāo)1灌溉