本科毕业设计计算书本科毕业设计计算书 题题 目目 果合岭水电站取水枢纽布置果合岭水电站取水枢纽布置 学学 院院 水利水电学院水利水电学院 专专 业业 水利水电工程水利水电工程 学生姓名学生姓名 xxxxxxxx 学学 号号 xxxxxxxxxxxx 年级年级 xxxx 指导教师指导教师 xxxxxxxxxx 二二 ΟxxΟxx 年年 六六 月月 五五 日日 四川大学本科毕业设计 果合岭水电站取水枢纽布置 目 录 第一章 基本资料.1 1.1 水文气象1 1.1.1 水位流量.1 1.1.2 气象.1 1.1.3 泥沙.1 1.2 地质条件1 1.2.1 上坝址地质条件.2 1.2.2 下坝址地质条件.2 1.3 坝址区岩土物理力学指标2 第二章 工程及主要建筑物等级.3 2.1 设计依据3 2.1.1 工程等级及建筑物级别及设计标准.3 2.1.2 设计标准.4 第三章 坝型方案比较.6 方案一·沉沙槽式取水枢纽布置.6 3.1 工程水文计算6 3.2 冲沙闸设计9 3.2.1 冲沙闸的闸孔尺寸的确定.9 3.2.2 闸室布置.11 3.2.3 闸室稳定和基地压力计算.16 3.2.4 冲沙闸后消能设计.21 3.3 溢流坝设计25 3.3.1 坝顶高程和溢流坝长度确定.25 3.3.2 溢流坝的断面型式及尺寸确定.26 3.3.3 溢流坝消力池计算.28 3.3.4 溢流坝地基防渗.33 3.3.5 溢流坝的稳定及基底压力.34 四川大学本科毕业设计 果合岭水电站取水枢纽布置 I 方案二·底格栏栅坝.40 3.4 工程水文计算40 3.5 底栏栅坝设计42 3.5.1 底栏栅坝廊道水力设计.42 3.5.2 底栏栅坝断面型式和尺寸.46 3.5.3 底栏栅坝的消能计算.46 3.5.4 底栏栅坝地基防渗.48 3.5.5 底栏栅坝稳定及基底压力.49 第四章 沉沙池.52 4.1 沉沙池设计52 4.1.1 泥沙沉降速度.52 4.1.2 结构尺寸.53 4.1.3 冲沙流速.54 4.1.4 冲沙时间.55 4.1.5 冲洗程序.56 4.1.6 计算成果.56 第五章 引水渠.59 第六章 河道整治建筑物.60 6.1 导水墙60 6.2 护岸建筑物60 参考书目.61 四川大学本科毕业设计 果合岭水电站取水枢纽布置 0 第一章第一章 基本资料基本资料 1.11.1 水文气象水文气象 1.1.11.1.1 水位流量水位流量 坝址洪水：分别计算出各坝址的频率洪水成果，如表1-1所示。
表表1-11-1 果合岭水电站取水口设计洪水成果表果合岭水电站取水口设计洪水成果表 P(％)0.20.330.5123.3510 Qp(m3/s)1920179016801490130011701060879 1.1.21.1.2 气象气象 根据丰都县气象站实测资料，工程区主要气象要素见表 1-2 表表 1-21-2 主要气象要素表主要气象要素表 气温(℃) 项目 多年平均 极端最高 极端最低 多年平均 降水量 (MM) 多年平均 相对湿度 (%) 历年最大 风速 (M/S) 数值24.141.814.71079.18018.3 1.1.31.1.3 泥沙泥沙 悬移质颗粒级配成果列于表1-3 表表1-31-3 果合岭坝址悬移质颗粒级配表果合岭坝址悬移质颗粒级配表 粒径（mm）0.0070.0100.0250.050.100.250.501.02.03.0 小于某粒径的沙重百分比 （％） 13.528.735.852.167.581.692.796.497.6100 1.21.2 地质条件地质条件 区内新生代以来主要以地壳抬升为主，没有发生强烈的地质构造运动，地震活动较 弱，主要来自邻区地震的影响，根据《中国地震动参数区划图》 （GB—18306—2001）工 程区地震动峰值加速度为 0.05g，对应地震基本烈度为Ⅵ度。
坝址工程区地形地貌相对较简单，库区为 U 形河谷地貌，其中河谷右侧为缓坡，坡 度角 15~30°，左侧为陡坡，坡度角 30~45°，上覆土层为第四系河流冲洪积碎石土（Q4 四川大学本科毕业设计 果合岭水电站取水枢纽布置 1 al+pl）、崩坡积层（Q4coL+dL）粉质粘土；下伏基岩为三叠系上统须家河组（T3xj）砂 岩和页岩库区处于石柱向斜北东段的南东翼，地质构造简单，主要为倾向北西的单倾 构造，无大断裂 库区河谷深切，山高坡陡，沟谷较发育，排泄条件好，地表降水大部分形成坡面流 汇入冲沟，再排于双鹰河，少部分顺裂隙和孔隙渗入地下而成为地下水本区物理地质 作用主要表现在岩体的风化、卸荷和崩塌等 1.2.11.2.1 上坝址地质条件上坝址地质条件 上坝址河流 NE 向 S70°E 流过，坝区河床呈宽缓的“U”字型，两岸坡度较平缓右 岸 450 m 以下坡度较平缓，坡度角为 20~30°，450 m 以上为岩质斜坡，坡度较陡达 50~60 度；左岸为修建一期厂房时所平整场所堆填形成的，坡度平缓 坝址河床由第四系全新统冲洪积卵石混合土组成，左岸由第四系人工填土和冲洪积 成因卵石混合土组成，右岸由崩坡积成因的粉质粘土和冲洪积成因的卵石混合土组成。
坝址基岩为三叠系上统的的须家河组砂岩和页岩组成 1.2.21.2.2 下坝址地质条件下坝址地质条件 下坝址与上坝址位置仅相距110m，其工程地质条件、地层岩性与上坝址基本相同， 其地层为第四系冲洪积层卵石混合土、崩坡积成因的粉质粘土以及少许人工填土地下 水类型主要为第四系土层中松散孔隙水，受地表水和大气降水补给坝基、坝肩抗滑稳 定性差由于卵石混合土和人工填土透水性极强，坝基存在渗漏和绕坝渗漏问题 1.31.3 坝址区岩土物理力学指标坝址区岩土物理力学指标 据坝址区岩土特征，类比相似工程，坝址区岩土物理力学指标建议值见表 1-4 表表 1-41-4 坝区土体物理力学指标建议值坝区土体物理力学指标建议值 抗剪强度开挖边坡 地层岩性 天然 密度 允许承 载力 (Mpa) tgφC(Kpa) 压缩模 量(Mpa) 渗透系 数 cm/s 允许 水力 坡降 水上水下 Q4al 砂卵 砾石 2～2 .2 0.4 0.4～ 0.45 0 35～40 0.01～ 0.02 0.1 ～0. 13 1：1 1：1. 25 Q4col+dl 粉质 粘土 夹碎 2.1 ～2. 3 0.3～0 .35 0.32 ～0.3 6 3 25～30 0.004 ～0.00 6 0.17 1：1. 25 1：1. 5 四川大学本科毕业设计 果合岭水电站取水枢纽布置 2 块石 第二章第二章 工程及主要建筑物等级工程及主要建筑物等级 2.12.1 设计依据设计依据 2.1.12.1.1 工程等级及建筑物级别及设计标准工程等级及建筑物级别及设计标准 根据工程基本资料和《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000（表 2—1） ， 确定： 据电站装机 7MW，最终确定工程属于Ⅴ等工程，小（2）型规模； 表表 2-12-1 水利水电工程分等指标水利水电工程分等指标 水库总库 容 防 洪治 涝灌 溉供 水发 电 保护农 田 治涝面 积 灌溉面 积 装机容量 工程 等别 工程规 模 (108m3) 保护城镇及工矿 企业的重要性(104亩） (104亩） (104亩） 供水对象 重要性（104kg ） Ⅰ 大（1） 型 ≥10特别重要≥500≥200≥150特别重要≥120 Ⅱ 大（2） 型 10～1.0重要 500～1 00 200～6 0 150～5 0 重要120～30 Ⅲ中 型 1.0～0.1 0 中等 100～3 0 60～1550～5中等30～5 Ⅳ 小（1） 型 0.10～0. 01 一般30～515～35～0.5一般5～1 Ⅴ 小（2） 型 0.01～0. 001 530.5 1 注注: : ①①水库总库容指水库最高水位以下的静库容；水库总库容指水库最高水位以下的静库容； ②②治涝面积和灌溉面积均指设计面积。
治涝面积和灌溉面积均指设计面积 四川大学本科毕业设计 果合岭水电站取水枢纽布置 3 表表 2-22-2 水工建筑物级别水工建筑物级别 永久性建筑物级别 工程等别 主要建筑物次要建筑物 临时性建筑物级别 Ⅰ134 Ⅱ234 Ⅲ345 Ⅳ455 Ⅴ55 根据工程基本资料和《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000（表 2—2） ， 确定： 表表 2 2——3 3 果合岭水电站取水枢纽工程水工建筑物级别果合岭水电站取水枢纽工程水工建筑物级别 永久性建筑物级别 工程等别 主要建筑物次要建筑物 临时性建筑物级别 Ⅴ55 2.1.22.1.2 设计标准设计标准 1）洪水标准 通江河为典型的山区河流，故高坑水利枢纽工程洪水标准应按《水利水电工程等级 划分及洪水标准》SL252—2000 中山区、丘陵区水利水电工程洪水标准确定如下：见表 2-4、表 2-5 表表 2-42-4 山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准[ [重现期（年）重现期（年）] ] 永久性水工建筑物级别 项 目 12345 设 计1000～500500～100100～5050～3030～20 土石坝 可能最大洪水 （PMF）或 10000～5000 5000～20002000～10001000～300300～200 校 核 混凝土坝、 浆砌石坝 5000～20002000～10001000～500500～200200～100 四川大学本科毕业设计 果合岭水电站取水枢纽布置 4 表表 2-52-5 山区、丘陵区水利水电工程消能防冲建筑物洪水标准山区、丘陵区水利水电工程消能防冲建筑物洪水标准[ [重现期（年）重现期（年）] ] 永久性泄水建筑物级别12345 洪水重现期10050302010 根据上表的规定，鉴于（1）果合岭水电站为引水式电站，除发电及兼顾少量环保要 求用水外无其它综合利用要求；（2）电站无调节库容。
故果合岭水电站取水枢纽工程永 久性建筑物洪水标准确定为：设计情况下为 20 年一遇（P=5%） ）,校核情况下为 50 年一 遇（P=2%） ） ；消能防冲建筑物洪水标准： 20 年一遇（P=5%） 2）地震设防标准 坝址区地震基本烈度为 VI 度，不设防 四川大学本科毕业设计 果合岭水电站取水枢纽布置 5 第三章第三章 坝型方案比较坝型方案比较 方案一方案一··沉沙槽式取水枢纽布置沉沙槽式取水枢纽布置 3.13.1 工程水文计算工程水文计算 表表3-13-1 果合岭水电站取水口设计洪水成果表果合岭水电站取水口设计洪水成果表 P(％) 0.20.330.5123.3510 Qp(m3/s)1920179016801490130011701060879 图图 3-13-1 频率流量曲线频率流量曲线 四川大学本科毕业设计 果合岭水电站取水枢纽布置 6 表表 3-23-2 上游水位流量关系试算上游水位流量关系试算 假设水 深 H（m） 轴线 长 （m） 冲沙闸 宽 B（m） 溢流坝 长 （m） 冲沙闸流量 Q1（m3/s） 溢流坝流量 Q2（m3/s） 总流量 Q设。