【正文】 份 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 年 平均流量 (m3/s) 181 292 356 359 217 152 131 9 4 3 4 82.5 166 百分比(%) 8.96 1 17.7 11.1 7.53 6.70 4.72 2.11 1.60 1.96 4.22 100 徑流年際變化較為穩(wěn)定，根據(jù) 1951~2020 年水文年資料統(tǒng)計，多年平均流量為166m3/s，最大年平均流量 294m3/s，最小年平均流量 102m3/s。 表 － 2 山湘壩址年平均流量頻率成果表 均值 (m3/s) Cv Cs/Cv P(%) 2 5 10 20 50 75 90 95 166 0.27 2.5 273 247 226 202 161 134 113 102 洪水 秋水流域自 1954 年起，“長辦”、原長勘院、中南院等單位先后多次進行過歷史洪水調(diào)查。北源 (山湘至來鳳 )有 1849 年、 1909年、 1927 年、 1933 年、 1941 年、 1954 年、 1963 年、 1980 年、 1998 年和 2020 年等。 壩址計算設(shè)計洪水的依據(jù)站為大溪水文站，上游卯洞水文站、來鳳水文站、下游山湘水文站作為山湘壩址設(shè) 計洪水分析計算的參證站。壩址設(shè)計洪水成果見表 － 1?？芍苯硬捎么笙恼痉制诤樗挠嬎愠晒Ｄ喜こ虒W(xué)院本（專）科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 表 － 2 壩址分期設(shè)計洪水成果表 流量單位： m3/s 時 段 P(%) 1 5 10 20 50 1月 312 193 144 2月 523 325 243 164 3月 1670 1010 732 475 182 4月 2660 1940 1610 1270 744 9月 4540 3080 2440 1800 917 10月 2570 1800 1460 1110 592 11月 2110 1340 1010 692 282 12月 633 368 261 162 9月 1日至次年 4月 30日 5210 3740 3080 2410 1430 9月 1日至次年 3月 31日 4980 3530 2890 2230 1290 10月 1日至次年 4月 30日 3340 2420 2020 1590 993 11月 1日至次年 4月 30日 3210 2280 1860 1440 832 10月 1日至次年 3月 31日 3100 2150 1740 1320 730 11月 1日至次年 3月 31日 2270 1500 1160 835 409 12月 1日至次年 3月 31日 1570 1010 767 533 242 12月 1日至次年 2月 28日 730 467 356 248 113 壩址水位流量關(guān)系曲線 山湘水電站壩址位于龍?zhí)菟徽旧嫌渭s 200m 處。成果見表 － 1。正常蓄水位 時，河谷寬 。左岸高程 以下邊坡為懸崖，往上逐漸變緩，高程 左右為較寬緩的溶槽，地形平緩，槽內(nèi)分布?xì)埰路e含礫粉質(zhì)粘土層，厚度 ~。 ~10176。 南昌工程學(xué)院本（專）科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 出露地層為寒武系上統(tǒng)上組（? 323）和（? 324）的灰色、灰黑色厚至巨厚層白云巖、灰質(zhì)白云巖夾少量薄層白云巖，巖性均一，巖體的強度和剛度均較高。 ~40176。 ~20176。節(jié)理裂隙大多受層面控制，延伸不長，密度較大。層間錯動帶相對較發(fā)育，主要沿巖層層面（縫合面）展布，長數(shù)十米，寬一般在 以內(nèi)，大多鈣質(zhì)膠結(jié)良好，局部有泥化現(xiàn)象。弱風(fēng)化下限埋深：左岸 m~；河床 m~；右岸 m~。 壩基弱風(fēng) 化巖石飽和抗壓強度大于 45MPa，平均完整性系數(shù) KV 一般大于 ，屬巖體質(zhì)量較好的巖石。 壩基下未發(fā)現(xiàn)有連續(xù)性較好的軟弱結(jié)構(gòu)面，一般層面（縫合面）粗糙呈鋸齒狀，吻合較好，層間錯動帶和節(jié)理大多鈣質(zhì)膠結(jié)良好，因此壩基巖體抗滑穩(wěn)定性較好。河床段進入相對隔水層以下 ，幕深 ~。 電站廠房 廠房布置于左岸壩后的陡峻邊坡下，為反向坡，基巖裸露，邊坡穩(wěn)定。全風(fēng)化巖體分布于邊坡上部，厚度為 ~；強風(fēng)化下限在 以內(nèi)，河床僅 ~；弱風(fēng)化下限埋深 ~。地質(zhì)構(gòu)造簡單，巖石堅硬較完整，巖體質(zhì)量為Ⅱ ~Ⅲ級，邊坡整體穩(wěn)定。地層亦為寒武系上統(tǒng)上組（? 323）的灰至灰黑色厚層白云巖夾少量薄層白云巖。構(gòu)造以節(jié)理裂隙為主，斷層規(guī)模小，其破碎帶膠結(jié)良好。 上、下游圍堰 上、下游圍堰處除兩岸坡腳分布有少量的崩積碎、塊石外，其它部位基巖裸露，巖性為寒武系上統(tǒng)上組（? 324）的灰色厚至巨厚層白云巖，巖體較完整，巖體質(zhì)量以Ⅲ級為主。兩岸邊坡穩(wěn)定。邊坡坡角 30176。邊坡表部覆蓋 有崩塌堆積物，呈條狀分布，由碎、塊石及殘坡積土組成，結(jié)構(gòu)松散、架空，下伏巖體較完整。 出口邊坡右側(cè)為順向坡，巖層傾角約 20176。節(jié)理裂隙不甚發(fā)育，巖體較完整。卸荷裂隙的發(fā)育深 左右。地下水位在壩軸線上 游較高，往下游基本與河水位持平。一般隧洞段圍巖為Ⅱ ~Ⅲ類。石料場位于壩址北側(cè) 的茅壩坪，其開采條件和交通條件均較好。地質(zhì)構(gòu)造簡單，試驗 6 表明：料場的巖石作為軋制混凝土粗細(xì)骨料和塊石料，物理力學(xué)特性滿足有關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求； 總儲量大于 300萬 m3，無用層約 70 萬 m3，儲量滿足工程要求。采運方便，質(zhì)量及儲量滿足工程要求。 h。 洪水標(biāo)準(zhǔn) 表 21 洪水頻率表 頻 率 Qm(m3/s) W24h(億 m3) W3d(億 m3) W5d(億 m3) % 15300 11 % 14000 28 % 13000 % 11900 % 10600 1% 9550 2% 8510 5% 7100 10% 6010 20% 4890 本工程總裝機容量 120MW，總庫容 億 m3，因此，主要建筑物的設(shè)計安全標(biāo)準(zhǔn)按Ⅱ等大（ 2）型工程進行設(shè)計，各方案及不同建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)如下： 混凝土壩按 500年一遇（ P=%）洪水設(shè)計， 2020 年一遇（ P=%）洪水校核； 8 引水發(fā)電廠房按 200年一遇（ P=%）洪水設(shè)計， 500 年一遇（ P=%）洪水校核； 消能防沖建筑物洪水設(shè)計按 50 年一遇（ P=2%）洪水設(shè)計 。 水工建筑物級別 根據(jù) GB5020194《防洪標(biāo)準(zhǔn)》和 SL2522020《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》， 山湘 水電站工程等別屬Ⅱ等工程，水庫為大（ 2）型水庫，電站為中型電站。 防洪標(biāo)準(zhǔn) 各水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)見下表： 10 表 24 永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)表 水工建筑物 建筑物級別 建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn) p(%) 設(shè)計 校核 溢流壩 2 非溢流壩 2 電站廠房 2 導(dǎo)墻、護岸 3 2 調(diào)洪演算 調(diào)洪演算的目的 主要根據(jù)水位水利的相關(guān)資料，如水位～庫容曲線以及壩址設(shè)計洪水過程線，孔口尺寸、孔數(shù)以及堰頂高程，利用調(diào)洪演算來確定設(shè)計洪水位和校核洪水位，為后面壩頂高程和泄水建筑物的尺寸的確定奠定基礎(chǔ)。 南昌工程學(xué)院本（專）科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 ，起調(diào)水位。 m3/s q q2—— 計算時段初始，末段的下泄流量。 m3 Δ t—— 計算時端， s。 本設(shè)計調(diào)洪計算采用列表式算法，就是在已知入庫洪水流量和水 庫水位庫容關(guān)系曲線等情況下，推求下泄洪水過程線，攔蓄洪水的庫容和水庫水位的變化，求得最大下泄流量及其所對應(yīng)的最大庫容和校核洪水位。 （ 2）選取合適的計算時段，以秒為計算單位。 12 （ 4）將計算結(jié)果繪成曲線供查閱。先假定一個水位 2Z ，通過水位庫容曲線查出對應(yīng)的 V2，再由公式（ 32）查得對應(yīng)的下泄流量 q2。2V ，根據(jù)水位庫容曲線又可以反推出 39。2Z 。2Z 不等于2Z ，則要重新假定一個 2Z ，重復(fù)以上的試算過程，直至兩者相等或很接近為止?？梢罁?jù)此值進行下一時段的試算。 調(diào)洪的基本資料 1） 調(diào)洪演算方案 調(diào)洪演算方案擬定如下，共有三個方案，詳細(xì)情況列于表 ： 表 調(diào)洪演算方案表 堰頂高程 (m) 孔口尺寸 (m) 孔數(shù) 方案一 272 12 18 5 方案二 273 13 17 5 方案三 274 14 16 5 注： 12 18 表示孔口尺寸 (m)(寬高 )，即寬 12m，高 18m。 南昌工程學(xué)院本（專）科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 3） 調(diào)洪演算 根據(jù)基本資料和限制條件，利用列表試算法調(diào)洪演算（詳細(xì)計算見計算書第 1章），將計算成果列于表 ： 表 26 調(diào)洪成果表 方案 孔口尺寸（ m） 起調(diào)水位 工況 Qmax（ m3） Vmax （ m3） Zmax（ m） 方案一 12 18 290 校核 設(shè)計 方案二 13 17 290 校核 設(shè)計 方案三 14 16 290 校核 設(shè)計 此次設(shè)計取堰凈寬 B=65m，設(shè)計洪水位為 校核洪水位為 。壩軸線選擇時，按以下的原則進行： 在選定的上壩址進行壩線選擇。 裝機規(guī)模為 60MW 2臺。 樞紐布置為左岸壩后式廠房。根據(jù)上述審查意見，結(jié)合地形地質(zhì)條件和樞紐布置要求，將壩軸線比選范圍定在上壩址上下游 順直河道范圍內(nèi)。從地形上，應(yīng)滿足泄流前沿寬度和歸槽條件，同時應(yīng)兼顧施工導(dǎo)流和盡量節(jié)省工程量等因素。為避免丟失寶貴的水頭，充分利用水能資源 ,壩軸線向上 游不能超過右岸上游側(cè)小沖溝。 根據(jù)上述壩軸線布置原則，在確定的壩軸線比較范圍內(nèi)選取了上、下 2 條壩線進行比較。 壩型選擇 溢流壩型選擇根據(jù)工程特點，經(jīng)比較分析，選擇開敞式有閘控制低堰型式，堰型為WES 實用堰。筑壩材料經(jīng)分析比較，溢流壩，非溢流壩均采用混凝土壩。 基本剖面 重力壩的基本剖面是指壩體在重力、靜水壓力（水位與壩頂齊平）和揚壓力 3 項主要荷載作用下，滿足穩(wěn)定和強度要求，并使工程量最小的三角形剖面。在該工程中，下游壩坡坡率 m取 。為防波浪漫過壩頂，在靜水位以上還 應(yīng)留有一定的超高。 4） 泥沙：多年平均輸沙量為 179 萬 t。 6） 地震動峰值加速度小于 ，地震動反應(yīng)譜特征周期 ，相應(yīng)地震基本列度小于 6度。 相關(guān)參數(shù)見下表 ： 表 水庫參數(shù)表 項 目 參 數(shù) 水位 正常蓄水位時 （設(shè) 計洪水位） 上游水位（ m） 下游水位（ m） 校核洪水位時 上游水位（ m） 下游水位（ m） 泥沙 泥沙高程（ m） 泥沙內(nèi)摩擦角（176。防浪墻頂至設(shè)計洪水位或校核洪水位的高差 ?h，可按下式計算： ?h =h 1%+hz+hc （ 41） 式中： h 1%為累計頻率為 1%時的波浪高度， m。 hc為為安全加高。校核洪水位四宜用相應(yīng)洪水期的多年平均風(fēng)速 ,m/s； D—— 吹程。 壩頂高程 =設(shè)計洪水位 +Δ h 設(shè) 壩頂高程 =校核洪水位 +Δ h 校 表 壩頂高程計算成果表 計算 情況 風(fēng)速 V m/s 波浪高度hl： m 波浪長度L:m 風(fēng)壅水高hz： m 安全加高hc： m 靜水 超高 m 壩頂 高程 m 設(shè)計 情況 校核 情況 經(jīng)過比較可以得到壩頂或防浪墻頂高程為 ，故最大壩高為： = m 壩頂寬度 20 為了適用于運用和 施工的需要，壩頂需要一定的寬度。同時，為了滿足設(shè)備布置、運行、交通及設(shè)施的需要，經(jīng)過分析選取山湘水電站非溢流壩的壩頂寬度為 6m，其中向上游側(cè)外挑 1m，向下游側(cè)外挑 2m（總寬度為 9m）。河床與河谷兩岸的弱風(fēng)化巖體基本為Ⅲ級；一般強風(fēng)化巖體質(zhì)量在Ⅲ ~Ⅳ級之間；微風(fēng)化或新鮮巖體質(zhì)量為Ⅱ級。 上游壩坡采用鉛直型，下游起坡點位置的選擇應(yīng)根據(jù)壩的實用剖面型式、壩頂寬度，結(jié)合壩的基本剖面計算而來 .根據(jù)計算下游起坡點的高程為 . 壩底寬度 由下游起坡點高程、坡度、邊坡系數(shù)以及經(jīng)驗數(shù)據(jù)等條件通過幾何關(guān)系可得壩底寬度為 ，在 ～ 倍