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1、 毕业设计（论文）计算书题 目 西南地区A江 上坝址初步设计 专 业 水利水电工程 班 级 2010级二班 学 生 莫 秋 琳 指导教师 赵 迪 重庆交通大学2014年目录第一章 调洪演算计算31.1 洪水调节计算原理31.1.1工程等别及建筑物级别31.1.2泄洪方式与水库运用方案41.2.1堰顶高程及泄洪孔口的选择61.2.2 堰顶高程及孔口尺寸选择原则61.3方案拟定61.3.1方案一61.3.2方案二101.3.3方案三131.3.4 方案四161.4方案选择20第二章 坝高确定232.1 大坝高程的计算232.1.1 正常蓄水232.1.2 设计蓄水252.1.3校核蓄水273.1大
2、坝轮廓尺寸及排水防渗体设293.1.1坝顶宽度303.1.2坝坡303.1.3坝体排水303.1.4大坝防渗体313.2 细部构造设计313.2.1粘性土料设计323.2.2坝壳砂砾料设计343.2.3筑坝用料354.1 渗流分析364.1.1 渗流计算水位364.1.2 计算内容及目的374.1.3 计算原理374.1.4渗流计算应包括以下水位组合情况：374.2 稳定分析计算434.2.1 计算方法434.2.2 正常工况444.2.3 设计工况514.2.4 校核工况55第五章 坝基处理及细部结构625.1 基础处理部分625.1.1 河床部分625.1.2 坝肩处理635.2 细部构造
3、设计635.2.1 坝的防渗体，排水设备635.2.2 反滤层设计635.2.3 护坡设计635.3反滤层的设计计算，645.4护坡设计65第六章 泄水建筑物的设计656.1泄水方案选择656.2 隧洞选择与布置666.3 隧洞的体型设计666.3.1 进口建筑物666.3.2洞身断面型式与尺寸676.3.3出口消能段676.4隧洞水力计算686.4.1设计条件686.4.2平洞段底坡的确定696.4.3洞内水面曲线696.4.4出口消能计算706.5隧洞的细部构造726.5.1洞身衬砌726.5.2灌浆、防渗与排水726.5.3掺气槽736.6 放空洞设计73第七章 工程量统计74第八章 施
4、工组织设计748.1 施工导流计划748.1.1 导流方案748.1.2 施工分期758.1.3 导流工程规划计划758.2 施工控制性进度768.2.1 截流准备工作768.2.2 截流合龙并填筑挡水围堰768.2.3 封孔蓄水768.2.4 初期发电778.2.5 工程竣工778.3 施工程序安排77 第一章 调洪演算计算 1.1 洪水调节计算原理1.1.1工程等别及建筑物级别 正常蓄水位为2825m,其相应水库库容为4.6亿 m3。 根据SDJ1278水利水电工程等级划分及设计标准（山区、丘陵部分）和表1-1，由水库总库容指标（正常蓄水位时库容4.6亿 m3，估计校核情况下库容不会超过1
5、0亿m3）定为大（2）型。 表1-1 水利水电枢纽工程分等指标 工程等别工程规模分等指标水库库容（亿m3 ）防洪灌溉面积（万亩）电站装机容量 （万kw）保护城市及工矿区保护农田（万亩）一大（1）型10特别重要的城市、工矿区50015075二大（2）型101重要城市、工矿区500100150507525三中型10.1中等城市、工矿区10030505252.5四小（1）型0.10.01一般城市、工矿区3050.52.50.05五小（2）型0.010.0010.50.05 表1-2 水工建筑物级别的划分工程等别永久性建筑物的级别临时性建筑物的级别 主要建筑物次要建筑物 一123二234三345四45
6、5五555 根据表1-2可知主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。永久建筑物洪水标准：正常运用（设计）洪水重现期100年；非常运用（校核）洪水重现期2000年。1.1.2泄洪方式与水库运用方案 泄洪方式：由于地形条件的限制，为减小工程开挖量，采用隧洞泄洪方案。水库运用方式：洪水来临时用闸门控制下泄流量等于来流量，水库保持汛前限制水位不变，当来流量继续加大，则闸门全开，下泄流量随水位的升高而加大，流态为自由泄流。 防洪限制水位的选择：防洪限制水位取与正常蓄水位重合，这是防洪库容与兴利库容完全不结合情况，因为山区河流的特点是暴涨暴落，整个汛期内大洪水随时都可能出现，任何时候都预留一
7、定的防洪库容是必要的。1.2调洪演算原理 采用以峰控制的同倍比放大法对典型洪水进行放大，得出设计与校核洪水过程线如下： 图1-1 设计洪水过程线 图1-2 校核洪水过程线 利用半图解法进行调洪计算。根据库容曲线Z-V，拟订的泄洪建筑物形式、尺寸，用水力学公式确定计算Q-Z关系为 本设计拟订四组方案进行比较，其计算方法如下所示。 1.计算公式 (1) (2)式中： 计算时段中的平均入库流量（m3/s），它等于； 计算时段初的下泄流量（m3/s）； 计算时段末的下泄流量（m3/s）； 计算时段初水库的蓄水量（m3）； 计算时段末水库的蓄水量（m3）； 计算时段，一般取1-6小时，需化为秒数。为时段
8、始末入库平均流量，由洪水过程线得到。、为时段已知值，左端、为时段末的未知值，由公式（1）可以看出（V/+q/2）是q函数，故可将q与（v/+q/2）之间的关系绘制成调洪辅助曲线。因式（1）两端都有（v/+q/2），只需绘制一条辅助线就能求解、故称单辅助线法。首先，根据起始条件，在辅助曲线查出相应的（V/+q/2）值，然后由公式（1）计算出/+/2，再由/+/2值在单辅助曲线上反查出相应的值，以作为下一个时段的，重复上述图解计算，既得下泄流量过程线q=f(t). 2将入库洪水Q-t和计算的q-t点绘在一张图纸上，二者的交点即为所求的下泄洪水流量最大值. 3根据公式 即可求得此时对应的水头H和上游
9、水位Z。 4计算工况：计算工况分为校核和设计两种。 5水位流量关系曲线的确定：本工程泄洪方式采用WES堰流曲线。水位流量关系曲线由下式确定： 式中：为流量系数，；溢流孔宽：B待拟定。1.2.1堰顶高程及泄洪孔口的选择 调洪演算时需拟定几组不同堰顶高程及孔口宽度B的方案，进行比较分析，取其优者。1.2.2 堰顶高程及孔口尺寸选择原则堰顶高程如果取的太低，孔口总净宽选的大，则泄流能力加大，所需水库防洪库容可较小，挡水建筑物高度也可较小，上游淹没损失也较小；但是这时隧洞本身工程量及造价会很高。如果堰顶高程取得高，孔口总净宽取的小，则结果与上述相反。1.3方案拟定 要得到堰顶高程与孔口尺寸的最佳方案，
10、应在技术可行前提下，结合泄水隧洞以及挡水建筑物在内的枢纽总造价最小来优化，通过各种可行方案的经济比较决定。设计中参照已建工程经验，初步拟定三组堰顶高程与孔口尺寸：方案一： =2814m， B=7m）； 方案二： =2815m, B=8m）；方案三： =2815m, B=7m）； 方案四： =2816m, B=8m）。1.3.1方案一 =2814m, B=7m） 起调流量 （1）设计洪水时:Q设 =1680 m3/s 计算并绘制q=V/t +q/2辅助曲线 表1-3 q=f(V/t +q/2)辅助曲线计算表水库水位Z(m)总库容 正常蓄水位以上库容V(万m3)V/t (万m3)q(m3/s)q/
11、2(m3/s)V/t +q/2(m3/s)堰顶高程孔口宽度BV/t -q/228254600000466 233 233 28147-233 283056800108005000815 407 5407 281474593 2835730001620075001225 613 8113 281476887 2840980002500011574 1688 844 12418 2814710730 图1-3 Q与V/T+Q2的关系曲线图 图1-4 水库水位Z与下泄流量q关系曲线图调洪计算求q-t过程 表1-4 半图解法计算时间t（h）入库流量Q(m3/s)平均入库流量Q(m3/s)V/T+q/2q(m3/s)(m3/s)8.46466 233 466 121648 1057 824 492 181113 1381 1712 534 24646 880 2058 551 30474 560 2067 551 36361 417 1934 545 42278 319 1708 533 48213 245 1420 520 54162 187 1087 504 60121 141 724 478 6688 104 351 417 7255 71 5 381 78
