【正文】 （3–3/2qmBgh?3）其中： 、 —時(shí)段初入庫、出庫流量； 、 —時(shí)段末入庫、出庫流量。從防洪安全要求出發(fā)，應(yīng)按洪水最遲來臨情況預(yù)留防洪庫容。來水量變小后閘門逐漸關(guān)小，當(dāng)來水量再次等于下泄量時(shí)，水庫水位達(dá)到最高，閘門也不再關(guān)小，水庫繼續(xù)泄水，水庫水位逐漸回降。( 2 )水庫運(yùn)用方式 當(dāng)洪水來臨時(shí)來多少泄多少，當(dāng)來水量小時(shí)，采用閘門控制，使得來水量等于下泄量。對(duì)于設(shè)計(jì)洪水采用頻率為 1%的洪水過程，將頻率為 1%的洪水最大流量和典型洪水最大流量相除得到一放大倍比（） ，用這個(gè)比值將典型洪水過程線放大成設(shè)計(jì)洪水過程線；同理，采用頻率為 %的洪水過程線得到校核洪水過程線，放大倍比為。 結(jié)合該樞紐工程本身防洪要求，依據(jù)河流不同洪峰流量及設(shè)計(jì)與校核洪水位過程線，確定庫容為該工程控制因素，則確定該水利樞紐 為二等大（2）型工程，主要建筑物級(jí)別為 2 級(jí)，確定永久性建筑物正常運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)為 100 年，相應(yīng)洪峰流量 ，非31680/Qms?正 常常運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)為 2022 年，洪峰流量 。( 2 )裝機(jī)容量為 24MW，工程等級(jí)為二等，中型工程。壩區(qū)地形圖一張；壩軸線附近地質(zhì)剖面圖（ⅠⅠ、ⅡⅡ兩個(gè)） 、隧洞縱剖面地質(zhì)圖一張；水庫庫容、面積與水位關(guān)系曲線、壩區(qū)流量與水位關(guān)系曲線、典型洪水過程線圖各一張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)4張。庫區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)可開采的礦產(chǎn)。距工地120 公里的鐵路干線也經(jīng)過 L 市。料場(chǎng)距公路有 6 公里的山路，不能滿足 5 噸以上的汽車行駛。相對(duì)緊密度為 D=，滲透系數(shù)為 。堅(jiān)硬玄武巖可作為堆石壩料，儲(chǔ)量較豐富，在壩區(qū)附近有石料場(chǎng)一處，覆蓋層淺，開采條件好。料場(chǎng)的位置和儲(chǔ)量見壩區(qū)地形圖。 （ 2 ）設(shè)計(jì)洪水位過程線和校核洪水位過程線?？菟畼O少，河水清澈見底，初估計(jì) 30 年后壩前淤積高程為 2765 米。滲露問題不存在。一般砂巖也是細(xì)粒至微粒結(jié)構(gòu)，除因構(gòu)造裂隙較發(fā)育，上部裂隙水較多外，深處巖層因隔頻率 % 1% 2% 5% 10%流量 2320 1680 1420 1180 1040張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)3水層的層次多，難以形成泉水。根據(jù)壓水試驗(yàn)資料，玄武巖中透水性不同，裂隙少堅(jiān)硬完整的玄武巖為不透水性，其壓水試驗(yàn)的單位吸水量小于 （） 。上述節(jié)理主要在砂巖、泥灰?guī)r及玄武巖之類的巖層中產(chǎn)生。測(cè)得沖積層滲透系數(shù) K值為 310？110？厘米/秒。壩基部分沖基層厚度最大為 32 米，一般為 20 米左右，靠岸邊最薄為幾米，其顆粒組成以卵礫石為主，細(xì)少顆粒為數(shù)極少，卵石直徑一般為 10100 毫米，礫石直徑一般為 210 毫米，砂粒直徑 毫米，細(xì)小顆粒直徑小于 毫米。河床沖積層主要為砂礫石類，砂質(zhì)粘土與砂層均較少，且多呈現(xiàn)透鏡狀體，并有大漂石滲雜其中。但水庫蓄水后，兩岸的坡積與殘積等物質(zhì)的塌岸是不可避免的，經(jīng)過勘測(cè)估計(jì)可能塌方量約為 300 萬立方米。洪峰流量：經(jīng)頻率分析，求得不同頻率的洪峰流量如下表所示表 11 流量、頻率關(guān)系表 庫區(qū)內(nèi)出露的地層有石灰?guī)r、玄武巖、火山角礫巖與凝灰?guī)r等。D 江洪水形狀陡漲猛落，峰高而瘦，具有山區(qū)河流的特征，實(shí)測(cè)最大流量為 700 立方米/秒，而最小流量為 立方米/秒。 水文特征 D 江徑流的主要來源為降水，在次山區(qū)流域內(nèi)無湖泊調(diào)節(jié)徑流。（ 4 ）風(fēng)力及風(fēng)向 一般 1—4 月風(fēng)力較大，實(shí)測(cè)最大風(fēng)速為 米/秒，相當(dāng)于 8 級(jí)風(fēng)力，風(fēng)向?yàn)槲鞅逼?。?2 ）濕度 本區(qū)域氣候特征為冬干夏濕，每年 11 月至次年 4 月特別干燥，其相對(duì)濕度在 51~73%之間，夏季因降雨日較多，想對(duì)濕度隨之增大，一般變化范圍為 67~86%。其余為荒山及草皮覆蓋。地表大部分為松軟砂巖、頁巖、玄武巖以及石灰?guī)r的分化層，訊期河流含沙量較大，沖擊層較厚，兩岸有崩塌現(xiàn)象。張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)11設(shè)計(jì)基本資料 樞紐任務(wù)及設(shè)計(jì)要求 D 江位于我國(guó)西南部地區(qū)，流向自西向東南，全長(zhǎng)約 122 公里，流域面積為 2558 平方公里，在壩址以上流域?yàn)?780 平方公里。根據(jù)壩址地質(zhì)條件，對(duì)不同地質(zhì)條件的壩基，采用相應(yīng)的處理方法。定性的分析了均質(zhì)壩、堆石壩、塑性心墻壩、塑性斜墻壩和斜心墻壩的優(yōu)缺點(diǎn)，選定斜心墻壩作為本設(shè)計(jì)的大壩形式。對(duì)擋水建筑物、泄水建筑物和水電站建筑物，根據(jù)地形地質(zhì)條件做出了總體布局。壩型選擇和樞紐布置。調(diào)洪演算與泄洪方案的選擇。 經(jīng)對(duì)所給流域概況、地形地質(zhì)條件、水文、氣候和庫區(qū)建筑材料進(jìn)行分析，D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)報(bào)告分 5 部分：工程等級(jí)及建筑物級(jí)別確定。張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)0D江水利樞紐工程設(shè)計(jì)畢業(yè)論文綜合說明D 江是我國(guó)西南部的一條河流，根據(jù)河流規(guī)劃擬建一座水庫，本設(shè)計(jì)的任務(wù)是進(jìn)行水庫水利樞紐工程設(shè)計(jì)。水庫建成后，可建裝機(jī)容量約為 24MW 的水電站，多年平均發(fā)電量可達(dá) 億度；可增加灌溉面積約 10 萬畝；水庫配合下游河道整治等措施，可以很大程度的減輕洪水對(duì)下游城鎮(zhèn)、廠礦、農(nóng)村、公路、鐵路以及旅游景點(diǎn)的威脅；可為發(fā)展養(yǎng)殖創(chuàng)造有利條件。分析工程級(jí)別確定因素，確定工程等級(jí)為二。調(diào)洪演算根據(jù)水量平衡，采用列表試算法，對(duì)不同泄洪方案進(jìn)行計(jì)算，最終選定最優(yōu)方案。分析壩址區(qū)地形、地址條件和壩址區(qū)的建筑材料，從經(jīng)濟(jì)角度考慮壩型確定為砂礫石壩。大壩壩型的選擇。壩基處理方案。設(shè)計(jì)依據(jù)《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)（土石壩） 》 、 《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（山區(qū)、丘陵區(qū)部分） （試行）補(bǔ)充規(guī)定（SDJ1278） 》 、 《土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（SL6094） 》以及國(guó)家、水利頒發(fā)的現(xiàn)行規(guī)范，結(jié)合該水庫設(shè)計(jì)、施工、竣工、運(yùn)行、情況等資料，在許建老師的指導(dǎo)下，對(duì)設(shè)計(jì)中的不合理之處進(jìn)行了進(jìn)一步地修改，最后編制完成了《D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)任務(wù)書》 。本流域大部分為山嶺地帶，山脈、盆地相互交錯(cuò)期間，地形變化劇烈，流域內(nèi)支流很多，但多為小的河流。本流域內(nèi)因山脈連綿，交通不便，故居民較少，全區(qū)農(nóng)田面積僅占全區(qū)面積的 20%，林木面積占全區(qū)面積的 30%，其種類有松、杉等。（ 1 ）氣溫年平均氣溫約為 ℃，最高氣溫約為 ℃，發(fā)生在 7 月份，℃ ，發(fā)生在 1 月份。（ 3 ）降雨量 最大年降雨量可達(dá) 1213 毫米，最小為 617 毫米，多年平均降水量為 905 毫米。水庫吹程為 15 公里。根據(jù)實(shí)測(cè)短期水文氣象資料研究，一般是每年五月至六月初河水開始上漲，汛期開始，十月以后，洪水下降，則枯水期開始，直到次年五月。張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)2年日常徑流：壩址附近水文站有實(shí)測(cè)資料 8 年，參考鄰近測(cè)站水文資料，經(jīng)延長(zhǎng)后有22 年水文系列，多年平均流量為 17 立方米/秒。經(jīng)地質(zhì)勘探認(rèn)為庫區(qū)滲露問題不大。 （在考慮水庫淤積是可作參考）壩址位 D 江中游地段的峽谷地帶，河床比較平緩，坡降補(bǔ)臺(tái)大，兩峰高山聳立，構(gòu)成高山峽谷的地貌特征。卵礫石成分以玄武巖為主，石灰?guī)r和砂巖占極少數(shù)，沿河谷內(nèi)分布。經(jīng)抽水試驗(yàn)。壩址附近無大的斷層，但兩岸露出的巖石節(jié)理特別發(fā)育，可以分為兩組，一組走向與巖石走向幾乎一致，即東北方向，傾向西北；另一組的走向與巖石傾向大致相同，傾角一般都較大，近似垂直，裂隙清晰，且為鈣質(zhì)泥質(zhì)物所充填，節(jié)理間距密者 米即有一條，疏者 35 你即有一條，所以沿岸常見有巖塊崩落的現(xiàn)象。本地區(qū)地形高差大，缺乏強(qiáng)烈水層，故地下水不豐富，對(duì)工程比較有利。加于玄武巖中的凝灰?guī)r以及裂隙甚少的火山角礫巖均為不透水性巖，正因?yàn)檫@些隔水層與透水的玄武巖的存在，是玄武巖產(chǎn)生許多互不連貫的地下水。石灰?guī)r地區(qū)外圍巖石較多為不透水層。固體徑流：D 江為山區(qū)性河流，含沙量大小而變化，平均含沙量達(dá) 公斤/立方米。水文資料:（ 1 ）水庫水位與庫容關(guān)系曲線。本地區(qū)地震烈度定為 7 度，基巖與砼之間的摩擦系數(shù)取 。由于河谷內(nèi)地形平坦，采用較方便。（ 1 ） 壩址上游 3 公里處和下游 2 公里處各有一處砂卵石料場(chǎng)，儲(chǔ)量分別為 4000 萬立方米和 2600 萬立方米，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，其砂礫含量為 55~65%，干容重為 噸/立方米，摩擦角為 31186。（ 2 ）粘土料場(chǎng)據(jù)庫區(qū) 170 公里，經(jīng)實(shí)驗(yàn)其天然干密度為 噸/立方米，凝聚力為 千克/平方米。（ 3 ）距庫區(qū) 790 公里的 L 市有一大型石油化工廠，生產(chǎn)各種型號(hào)的建筑瀝青。庫區(qū)經(jīng)濟(jì)：流域內(nèi)都為農(nóng)業(yè)人口，多種植稻米、玉米等。交通運(yùn)輸：壩址下游 120 公里處有鐵路干線通過，已建成公路離壩址僅 20 公里，因此交通方便。2 工程等級(jí)及建筑物級(jí)別根據(jù)水利電力部頒發(fā)的 SDJ1278 規(guī)范規(guī)定：( 1 )該水庫可灌溉面積為 10 萬畝，確定工程等級(jí)為三等，大型工程。( 3 )正常蓄說位時(shí)庫容為 億立方米，屬二等大（2）型工程。30/Qms?非 常3洪水調(diào)節(jié)計(jì)算 已知一典型洪水過程線，采用同倍比放大法將其放大成一條設(shè)計(jì)洪水過程線和一條校核洪水過程線。 調(diào)洪演算及方案選擇( 1 )泄洪方式 壩址附近及上游均無合適的馬鞍形埡口來布置溢洪道，所以若布置溢洪道須采用開挖方式，根據(jù)壩址地形，壩址位于河床較平緩的峽谷地帶，坡降不太大，兩峰高山聳立，右岸等高線較平順，左岸等高線彎曲，開挖量太大，經(jīng)濟(jì)上不合理，所以本案泄洪方式可采用水工遂洞，沿右岸布置，穿過右峰，利用左岸凸出地形，排向下游河道，且此方案與施工導(dǎo)流結(jié)合在一起，初期開挖遂洞，用于施工導(dǎo)流，工程完工后在適當(dāng)高程開挖泄洪遂洞與導(dǎo)流遂洞相通，再將前段堵塞，形成“龍?zhí)ь^”的導(dǎo)流泄洪結(jié)合的遂洞。張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)5閘門隨著來水量的增大而增大，直至全開，當(dāng)最大下泄流量達(dá)到下游允許的安全泄量時(shí)，采用閘門控制使得最大下泄流量不大于下游允許的安全泄量。 由于 D 江洪水形狀陡漲猛落，峰高而瘦，具有山區(qū)河流特性，則采用防洪庫容和興利庫容完全分開的辦法。此時(shí)，水庫正常蓄水位既是防洪限制水位。1Q2Qq 、 —時(shí)段初、末水庫蓄水量。 h —堰上水頭。m=。由經(jīng)驗(yàn)和已知條件確定。ε=。假定一個(gè) V2，在庫容—水位曲線上可以查得與 V2相對(duì)應(yīng)的 Z2，由選定的堰頂高程 Δ 得 h = Z 2Δ，代入式（3–3）求得 q2 ，再將 q2代入式（3–1）中反算出 V2′，若 V2= V2′，則試算完成。（ 2 ）本設(shè)計(jì)中取 ε=、m=。 方案選擇 從表 32 中可以看出，校核情況下，溢洪道寬度增大，則水庫的最高洪水位越低，最大下泄流量越大。從經(jīng)濟(jì)上分析工程存在溢洪道越寬，閘門及溢流體等費(fèi)用增加超過壩高降低帶來的費(fèi)用減少情況。 表 32 調(diào)洪演算結(jié)果匯總表表 33 方案一 p=1%調(diào)洪演算過程表方案 一 二 三 四堰頂高程 Δ? （m） 2809 2810 2811 2810堰頂寬度 B（m） 7 7 8 8方案 工況 q(m179。) 上游水位 正常蓄水位 超高2809 1% 590 3928 7一% 4176 2810 1% 3965 7二% 637 4230 2811 1% 560 4000 8三% 4226 2810 1% 602 3928 8四% 4176 張霞： D 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)7表 34 方案一 p=%調(diào)洪演算過程表表 35 方案二 p=1%調(diào)洪演算過程表時(shí)段 Ｑ(m179。/s)Qq(m179。/s)qΔV(10 5m179。) Z(m）(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 3600 192 3792 273 1400 4065 1110 96 820 684 4161 710 5 600 4166 528 33 456 4133 403 666．98 56 350 4077 時(shí)間 Ｑ(m179。/s)Qq(m179。/s)qΔV(10 5m179。) Z(m）（1） （2） （3） （4） （5） （6）