水利水电工程施工课程设计

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1、学生：秦双齐（2010101108） 指导老师：郭红民 时间：2014-01-15 水利工程施工课程设计 水利工程施工课程设计计算说明书 一、基本资料 大渡河上某水电工程采用单戗立堵进占，河床的剖面图见图 1。戗堤处水位流量关系 见表 1和图 2。戗堤端部边坡系数 ，截流戗堤两侧的边坡为 1:1.5。截流材料采用当地 1 n 的中粒黑云二长花岗岩，容重为 26KN/m 3 。该工程采用左右岸各布置一条导流洞导流，左、 右导流隧洞联合泄流的上游水位和泄流流量关系见表 2和图 3。 图 1：河床剖面图 表 1 坝址处天然水位流量关系 流 量（m 3 /s） 250 317 410 500 1000

2、 水位（m） 952.15 952.71 953.48 954.00 955.87 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 952 952.5 953 953.5 954 954.5 955 955.5 956 上 上 m 3 /s 上 上 (m) 上 上 上 上 上 上 上 -上 上 上 上上 上 -上 上 图 2：坝址处天然水位流量关系曲线学生：秦双齐（2010101108） 指导老师：郭红民 时间：2014-01-15 水利工程施工课程设计 表 2 上游水位导流隧洞泄流量关系 泄流流量 （m 3 /s） 0 150 300 410 800 1400 上游

3、水位（m） 953.00 955.40 957.03 958.00 960.66 964.12 作图如下 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 952 954 956 958 960 962 964 966 上 上 上 上 m 3 /s 上 上 上 上 (m) 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上上 上 -上 上图 3：上游水位导流隧洞泄流量关系曲线每位同学按不同的设计流量进行无护底情况下截流水力计算，并确定相应的截流设计方 案。按以下公式确定截流设计流量 ，计算时不考 3 (300 2 / ) Q m s 学号的最后两位 虑戗堤渗透流量和上游槽蓄流量

4、。 截流设计是施工导流设计重要组成部分，其设计过程比较复杂，目前我国水利水电工 程截流多采用立堵截流，本次设计按立堵截流设计，有多种设计方法。其设计分为：截流 水力计算、截流水力分区和备料量设计。 截流设计流量的确定，通常按频率法确定，也即根据已选定的截流时段，采用该时段 内一定频率的某种特征流量值作为设计流量。一般地，多采用截流时段 5%10的月平 均或者旬平均流量作为设计标准。 截流的水力计算中龙口流速的确定一般采用图解法（详细见水利工程施工 P3942） ，以下对于图解法及图解法的量化法，三曲线法做如下介绍。 二、截流的水力计算 1、计算下游水位 、戗堤高度 、戗堤水深 下 H B H

5、0 H学生：秦双齐（2010101108） 指导老师：郭红民 时间：2014-01-15 水利工程施工课程设计 由 ，根据戗堤处水位流量关系曲线，由内插法可知， 3 0 300 2 8 316 / Q m s ; 953.28 下 H m 安全超高 1.0m 由 , ， ； Q Q 0 957.79 上 H m 1.0 8 上底 B H H m H m . 0 2.28 下 底 H Z H m H Z 2、根据已知的泄流量 与上游水位 关系绘制 曲线 d Q 上 H d Q Z 3 ( / ) d m Q s 泄流量 150.00 300.00 410.00 800.00 1400.00 (

6、) H m 上 上游水位 955.40 957.03 958.00 960.66 964.12 ( ) Z m 上下游落差 2.12 3.75 4.72 7.38 10.84 作图如下 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 上 上 上 上 上 (m) 上 上 上 上 m 3 /s 上 上 上 上 上 -上 上 上上 上 -上 上 图 4：龙口泄水曲线 Z Q 由龙口泄水能力计算按照宽顶堰公式计算：学生：秦双齐（2010101108） 指导老师：郭红民 时间：2014-01-15 水利工程施工课程设计 1.5 0 2 Q m

7、B gH 式中 流量系数 m 当 ，为淹没流， 0 1 3 Z H 0 0 1 Z Z m H H 当 ，为非淹没流， 0 1 3 Z H 0.385 m 龙口平均过水宽度 B 梯形断面： 0 2 B B B nH nH 三角形断面： 0 B nH 龙口上游水头 0 H 梯形断面： 0 H Z Z 上底 三角形断面： 0 0.5 B H Z Z nH B n 上底 其中 龙口上下游水位差 Z 戗堤高度 B H 戗堤端部边坡系数，取 n 1.0 n 龙口上游水位 Z 上 河道底板高程 Z 底 由连续方程可得龙口流速计算公式为 ： - Q Bh 淹没流时： s h h 式中 龙口底板以上的下游水深

8、 s h 非淹没流时： c h h 式中 龙口断面的临界水深 c h I即淹没出流时： 学生：秦双齐（2010101108） 指导老师：郭红民 时间：2014-01-15 水利工程施工课程设计 对于梯形断面： s h h 对三角形断面： 。 0.5 B s nH B h h n II非淹没出流时：对于梯形断面： c h h 对三角形断面： ； 2 2 2 c Q h n g 以下以假设戗堤顶部 B 为下列数值时为例，演算 曲线的过程，河床底部无 Z Q B 护底。 B=40m 流量落差计算表 ( ) B m ( ) Z m 0 ( ) H m 0 / Z H m B 3 / ( ) Q m s

9、 0.5 2.78 0.18 0.348 26.78 191.34 1 3.28 0.30 0.383 27.28 274.92 1.5 3.78 0.40 0.385 27.78 348.16 2 4.28 0.47 0.385 28.28 427.03 2.5 4.78 0.52 0.385 28.78 512.91 3 5.28 0.57 0.385 29.28 605.80 3.5 5.78 0.61 0.385 29.78 705.71 4 6.28 0.64 0.385 30.28 812.65 4.5 6.78 0.66 0.385 30.78 926.67 5 7.28 0.6

10、9 0.385 31.28 1047.79 5.5 7.78 0.71 0.385 31.78 1176.07 6 8.28 0.72 0.385 32.28 1311.56 40 6.5 8.78 0.74 0.385 32.78 1454.32 B=35m 流量落差计算表 ( ) B m ( ) Z m 0 ( ) H m 0 / Z H m B 3 / ( ) Q m s 0.5 2.78 0.18 0.35 21.78 155.63 1 3.28 0.30 0.38 22.28 225.15 1.5 3.78 0.40 0.39 22.78 285.66 2 4.28 0.47 0.3

11、9 23.28 351.71 2.5 4.78 0.52 0.39 23.78 424.00 3 5.28 0.57 0.39 24.28 502.56 3.5 5.78 0.61 0.39 24.78 587.45 4 6.28 0.64 0.39 25.28 678.71 35 4.5 6.78 0.66 0.39 25.78 776.40学生：秦双齐（2010101108） 指导老师：郭红民 时间：2014-01-15 水利工程施工课程设计 5 7.28 0.69 0.39 26.28 880.58 5.5 7.78 0.71 0.39 26.78 991.33 6 8.28 0.72

12、0.39 27.28 1108.72 6.5 8.78 0.74 0.39 27.78 1232.82 B=30m 流量落差计算表 ( ) B m ( ) Z m 0 ( ) H m 0 / Z H m B 3 / ( ) Q m s 0.5 2.78 0.18 0.35 16.78 119.91 1 3.28 0.30 0.38 17.28 174.62 1.5 3.78 0.40 0.39 17.78 222.96 2 4.28 0.47 0.39 18.28 276.17 2.5 4.78 0.52 0.39 18.78 334.85 3 5.28 0.57 0.39 19.28 399

13、.08 3.5 5.78 0.61 0.39 19.78 468.92 4 6.28 0.64 0.39 20.28 544.48 4.5 6.78 0.66 0.39 20.78 625.82 5 7.28 0.69 0.39 21.28 713.05 5.5 7.78 0.71 0.39 21.78 806.25 6 8.28 0.72 0.39 22.28 905.52 30 6.5 8.78 0.74 0.39 22.78 1010.94 B=25m 流量落差计算表 ( ) B m ( ) Z m 0 ( ) H m 0 / Z H m B 3 / ( ) Q m s 0.5 2.78

14、 0.18 0.35 11.78 84.18 1 3.28 0.30 0.38 12.28 124.10 1.5 3.78 0.40 0.39 12.78 160.27 2 4.28 0.47 0.39 13.28 200.64 2.5 4.78 0.52 0.39 13.78 245.71 3 5.28 0.57 0.39 14.28 295.59 3.5 5.78 0.61 0.39 14.78 350.40 4 6.28 0.64 0.39 15.28 410.25 4.5 6.78 0.66 0.39 15.78 475.25 5 7.28 0.69 0.39 16.28 545.52

15、 5.5 7.78 0.71 0.39 16.78 621.17 6 8.28 0.72 0.39 17.28 702.32 25 0.5 2.78 0.18 0.35 11.78 84.18 B=20m 流量落差计算表学生：秦双齐（2010101108） 指导老师：郭红民 时间：2014-01-15 水利工程施工课程设计 ( ) B m ( ) Z m 0 ( ) H m 0 / Z H m B 3 / ( ) Q m s 0.5 2.78 0.18 0.35 6.78 48.45 1 3.28 0.30 0.38 7.28 73.58 1.5 3.78 0.40 0.39 7.78 97.

16、57 2 4.28 0.47 0.39 8.28 125.10 2.5 4.78 0.52 0.39 8.78 156.56 3 5.28 0.57 0.39 9.28 192.10 3.5 5.78 0.61 0.39 9.78 231.87 4 6.28 0.64 0.39 10.28 276.01 4.5 6.78 0.66 0.39 10.78 324.68 5 7.28 0.69 0.39 11.28 377.99 5.5 7.78 0.71 0.39 11.78 436.09 6 8.28 0.72 0.39 12.28 499.12 20 6.5 8.78 0.74 0.39 12.78 567