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1、 专业 专注 纳孜河流水利工程设计毕业论文纳孜河流水利工程设计毕业论文 目目 录录 1 1 综合说明综合说明1 1 1 1 自然地理概况 1 1 2 水文径流 气象 洪水及泥沙特征 1 1 3 工程地质 3 1 4 工程任务与规模 4 1 5 工程总布置及主要建筑物 5 1 6 金属结构 7 1 7 工程特性表 7 2 2 水文气象水文气象9 9 2 1 流域概况9 2 2 气象资料 9 2 3 泥沙 9 3 3 工程地质工程地质1111 3 1 区域地质概况 11 3 2 渠首工程地质条件 11 3 3 建筑材料 11 4 4 工程任务及规模工程任务及规模1313 4 1 工程兴建的必要性和
2、迫切性 13 4 2 工程规模 13 5 5 工程布置及主要建筑物设计工程布置及主要建筑物设计1414 5 1 设计依据 14 5 2 闸枢纽轴线的选择及工程总体布置 15 5 3 溢流堰设计 17 专业 专注 5 4 引水干渠设计 18 6 6 金属结构金属结构2020 6 1 泄洪冲砂闸 20 6 2 进水闸闸门 20 7 7 施工组织设计施工组织设计2121 7 1 施工区条件 21 7 2 施工导流 21 7 3 施工总进度计划 22 7 4 施工工程量计算 24 谢词谢词2626 参考文献参考文献2727 附录附录 A A 泄洪冲砂闸设计及计算泄洪冲砂闸设计及计算2929 A1 泄洪
3、闸闸室宽度计算 29 A2 泄洪冲砂闸闸室的渗流及稳定性分析 30 A3 泄洪闸闸底板的结构及配筋计算 36 附录附录 B B 进水闸设计及计算进水闸设计及计算4242 附录附录 C C 溢流堰设计及计算溢流堰设计及计算4545 附录附录 D D 河床冲砂坑深度计算河床冲砂坑深度计算5050 附录附录 E E 消力池计算消力池计算5151 附录附录 F F 引水干渠设计引水干渠设计5454 专业 专注 1 综合说明 1 1 自然地理概况 纳孜河位于轮台县天山南坡 发源于天山南麓霍拉山的索都尔别力山 流域 面积为 369km2 出山口至河长 36 6km 最高高程 4146 3m 分布有少量永久
4、性 冰雪 流域西部分布有成片的森林 约占流域面积的 11 5 对水源有良好的涵 养 调蓄作用 1 2 水文径流 气象 洪水及泥沙特征 1 2 1 流域概况 纳孜河又称艾西买河 属山溪性河流 来水主要由北部山区的融雪补给 兼有 部分泉水补给 径流形成主要是北部山区融雪补给 兼有部分泉水补给 多年平 均径流量 2 54 108m3 多年平均流量 6 34m3 s 纳孜河属山溪性河流 洪枯水量悬殊 洪水期推移质多 河床渗漏严重 洪峰大 且来势迅猛 枯水季径流占年径总流量的 12 左右 夏季汛期径流量 占年径总量的 72 左右 最大洪峰部分出现在 7 8 月份 纳孜河于 1985 年 8 月 发生了
5、250m3 s 的洪水 1987 年 7 月 27 日发生 321m3 s 的洪水 1 2 2 气象 摘自新疆自治区气象的气候资料 1955 2001 年 最大冻土深 91cm 历年各月极大风速 23m s 及风向 SE 发生在 4 月份 初霜 10 月 14 日 极端早霜 9 月 14 日 终霜 4 月 9 日 极端晚霜 4 月 14 日 历年各月最高气温 41 6 C 1975 年 7 月 3 日 历年各月逐旬极端最底气温 25 5 C 1967 年 1 月 25 日 1 2 3 水文 水文资料由巴州水文水资源勘测大队调查 并参考分析了库尔楚河 1991 年 5 月止 2002 年 4 月
6、完整的水文观测资料 其水文资料成果如下 年径流量逐月分配表 1982 2000 年 表 1 1 不同频率的洪水值 表 1 2 专业 专注 表 1 1 年径流量逐月分配表 单位 水量 104m3 s 流量 m3 s 月 份 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月6 月7 月8 月9 月 10 月 11 月 12 月 全年径流 量 水 量 76 1 75 7 175454 155 0 823 0 929 0 424 0 168 0 78737818027100 流 量 0 30 30 71 86 31 8 35 8 16 4 6 531 50 7 0 30 30 61 75 7 30 3 34 3
7、 15 6 6 22 91 40 7100 注 多年平均径流量 2 54 108m3 多年平均流量 6 34m3 s 表 1 2 2 不同频率的洪水流量表 第 B 组 频率 P 0 5123 3510205075 流量 Qp m3 s 499405316270211903930 注 CV 1 15 CS 4CV 1 2 4 泥沙 河流泥沙特性 山区河流的泥沙特性与流域地貌条件 河道流经得山谷坡 降 河床的地质构造及岩性有 密切的关系 河道含沙量变化决定于降雨 冰川 和 积雪融化历时的长短及洪水量大小 降雨强度历时愈长 洪水流量愈大 含 砂量也越高 目前各河流含砂量得测定主要局限于悬移质泥砂 推
8、移质测定工 作较少 大卵石得 测定更少 一般用河床质取样 代表推移质的颗粒组成特性 这样 取样地点的深度 取样数量 对推移质得颗粒组成特性影响甚大 河道 推移质得确定 由于目前 缺少实测的资料料 采用的推移质以砂砾石为主时 其量估计为泥砂总量的 10 左右 而在卵石河道上悬移质来量较少 推移质来 量估计为总砂量的 15 20 纳孜河属山溪性河流 由于受塔里木盆地极端干旱气候的影响 风化作用较 强 但风化颗粒较大 该区域盛行山谷风 植被覆盖很低 所以产沙量大 这就决 定了纳孜河在洪水期河流含沙量大 而在小水时含沙量又较小 多年平均输沙率 18 05kg s 多年平均含沙量 2 12kg m3 专
9、业 专注 多年平均输沙量 悬移质 42 13 万 t 推移质量为 42 13 10 4 20 万 t 河床推移质 床砂质 颗粒 mm 组成为表 1 3 表 1 3 河床质颗粒组成表 粒径 mm 卵石 20 200 砾 2 20 砂 0 1 2 平均粒径 d50 d5d60d10 最大 粒径 所占 60291125133015 20 400 1 3 工程地质 1 3 1 区域地质 纳孜河河位于轮台县境天山南坡 属山区河谷冲洪积层 河谷右岸为残积 古河床沉积物 以漂石 卵 碎石 角砾 砾砂及少量的粉土 粉沙胶结而成 呈带状分布 胶结物为钙质 局部胶结坚硬 砾石成分以火山岩 花岗岩为主 夹 少量砾岩
10、 中一强风化表层裸露部分局部全风化 河谷左岸岩性主要为山体基岩 局部有残留的古河床残积物 其岩性与右岸相同 中一强风化 1 3 2 工程地质条件 河谷宽度为 80 130m 以第四系全新统冲洪积的漂石 卵石 碎石 角砾 为主 上坝线以北是小的冲积扇 表层以块石碎石覆盖 粒径在 10 25cm 之间 由 探坑揭露 距地表 40cm 以北夹有微量粉土薄层厚度 10 30cm 不等 地层岩性以碎 石角砾为主 相互混杂 砾砂填充 距地表 40cm 以夹有微量粉土薄层厚度 10 30cm 不等 地层岩性以碎石角砾为主 互相混杂 砾砂填充 距地表 2 0m 以下钙 质绞结 上坝线与下坝线间距约 80m 河
11、水分流 砾石粒径稍小 地下水位较高 地层岩性以碎石 卵石 角砾为主 砾砂填充 稍有泥质含量 据探井揭示 密实 度属稍中密 距夹层 2 5m 左右 局部有较坚硬的钙质胶结层 下坝线以南止老龙 口 地势逐渐开阔 水流相应较缓且较分散 表层以漂石 卵碎石 角砾 砾砂覆 盖 零星有直径 1 2 以上的漂石 在河漫滩及低洼处淤积砾砂等小颗粒沉积物 地 层岩性以角砾为主 稍湿 稍密止中密 砾砂填充 且含量较上游稍多 泥质含量 稍多 渠首地形图 1 500 专业 专注 抗震设防烈度为 6 度 设计基本地震加速度为 0 15g 泥沙级配曲线 附后 1 3 3 天然建筑材料 渠首首址是河道中 有天然的质地良好的
12、卵石和足量的沙砾料 工程施工用 土石建筑材料完全可以利用当地的土产材料 河床以及附近的冲积扇 可以提供 混凝土各种粒径的骨料 用做浆砌石的 30cm 以上的卵石 在河床中分布很广 质量均能满足要求 便于采集 纳孜河渠首工程位于轮台县纳孜河乡的纳孜河河上 距乡政府所在地 8km 处的北部山区 纳孜河乡政府距轮台县县城和巴州首府均为 100 公里 工区有 现成的简易公路通往 314 国道交通条件较好 工程用水泥钢材均从 100km 外的 库尔勒市运入 河道一年四季均流水 可满足施工用水 施工用电需靠柴油发电 机解决 煤可由距施工区 70km 的阳霞地区购入 施工企业具有水利施工资质有业主通过招标选
13、择确定 首址所在的河段 河床开阔 有利于施工导流及建筑物布置 可采用滩地 导流法 使用纵横向围墙进行分期施工 可以保证安全渡汛和施工的进度 枯 水期先施工水下部分的建筑物基础及土石方工程 洪水期施工水上部分的建筑 物等 1 4 工程任务与规模 1 4 1 工程现状及建设的必要性 纳孜河山溪性河沟枯水水量悬殊 洪水期推移质多 河床渗漏严重 洪峰大 且来势迅猛 枯水季径流占年径总流量的 12 左右 夏季汛期径流量占年径总量 的 72 左右 最大洪峰大部分出现在 7 8 月份 纳孜河河位于 1958 年 8 月发生 了 250m3 s 的洪水 1987 年 7 月 27 日发生 321m3 s 的洪
14、水 冲毁了老渠首的 左侧溢流堰及输水涵洞 引水已无法保证 泥沙更无条件处理 严重的影响了 灌区的农业正常生产 为保证农业引水 稳定农民生活 改善排沙条件 减轻 农民负担 修复该工程已成迫在眉捷的头等大事 1 4 2 工程任务 重建纳孜河河的引水防沙枢纽工程 以达到向下游两地区 三个乡的引水 分水目的 同时 通过工程措施 引水防沙 改善长期以来下游渠道严重进沙 淤积的状况 保证下游灌区的正常引水 专业 专注 1 4 3 工程规程 本工程现有灌溉面积 16 104亩 属三等中型 主要建筑物为三级 次要 建筑物为四级 设计洪水为 30 年一遇 270m3 s 校核洪水为百年一遇 405 m3 s 根
15、据水土平衡计算结果 本着 以水定地 及 兼顾现状 的原则 确定 本工程的设计引水流量为 22m3 s 加大流量为 25 3m3 s 1 5 工程总布置及主要建筑物 1 5 1 工程选址 根据河段的地形 地质条件及便于与原有建筑物的连接 新建枢纽轴线与 原轴线基本保持一致 从减少河道渗漏损失 增大引水保证率 节约工程投资 确保工程安全等多方面考虑 经专家咨询 最后选定位置在老渠首以上 325 米 处 1 5 2 总体布置方案的选定 原引水渠是底栏栅式 但属于第一代简易式 只设有导流浅堰和栏栅堰 且使用三十余年 现已破烂不堪 此次设计采用了第三代型式 即溢流坝 泄 洪冲砂闸及底栏栅廊道三结合 为第
16、一方案 又采用第二代型式 即溢流坝和 栏栅堰 为第二方案 尤其是第一方案靠引水栏栅一侧设有冲砂闸 闸底低栏栅 堰 1 5 米 形成了一道拦砂坎和闸前存砂库 使过栅水流经常特门前清 砂库 淤满后可开启冲砂闸冲砂 为间隙性冲砂 洪水期冲砂闸闸门全开 连续冲砂 并增加泄洪能力 原引水渠首位于出山口以下的河流扩散段 河床较宽 水流分散 摆动频 繁 引水保证率低 由于扩散的原因 在洪水期或较大水流情况下 形成泥沙 大量沉积 埋没了底栏栅 无法引水 此次为了选择渠首位置 进行了多次现 场踏勘 参加人员有州水利局 州水利 县政府 县水利局的领导和技术人员 从减少河道渗漏损失 增大引水保证率 节约工程投资 确保工程安全等多方 面考虑 经专家咨询 最后选定位置在老渠首以上 325 米处 此处水流集中 并倾向左岸 引水岸 左岸紧靠基岩山体 并行成一天然基岩挑流咀 引水枢 纽设置此处 引水保证率高 而且还可以争取 325 米长的河道渗漏量 上游导 流墙接基岩挑流咀 不但引水可靠 而且工程安全 专业 专注 渠首位置的选择 应该按照以下原则选几个位置 拟定不同方案 进行技 术经济比较选定最优方案 1 渠首位置应
