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1、四川大学本科生毕业设计柳江水利枢纽深入重力坝施工导流设计目录目录11.水文水利计算21.1设计洪水和校核洪水过程线的推求21.2调洪计算31.1.2手算成果41.2.2机算成果82.重力坝设计相关计算162.1 坝顶高程的计算162.2 非溢流坝段稳定计算182.2.1 荷载与荷载组合192.2.2 稳定计算方法202.2.3稳定性计算成果212.3溢流坝相关计算272.3.1 堰面曲线计算272.3.2溢流坝稳定性计算303施工导流设计323.1 围堰的立面设计323.2 围堰的平面设计463.3 导流隧洞设计461.水文水利计算1.1设计洪水和校核洪水过程线的推求本工程中，为了简化计算过程
2、，并结合工程实际，选用同倍比放大法以峰控制对洪水过程线进行放大处理，计算过程如下：设计工况放大倍比：KQ=QmpQm=2186m3s1650m3s=1.325校核洪水工况放大倍比：KQ=QmpQm=2797m3s1650m3s=1.695各种工况洪水过程线如表1.1-1：表1.1-1 设计洪水、校核洪水工况洪水过程线时间t（h）01.252.53.7555.76.57.4流量Q（m/s）5015050010001375150016501500放大后流量（设计洪水）66.24 198.73 662.42 1324.85 1821.67 1987.27 2186.00 1987.27 放大后流量（
3、校核洪水）84.76 254.27 847.58 1695.15 2330.83 2542.73 2797.00 2542.73 时间t（h）8.7101115202530流量Q（m/s）10006335002501002525放大后流量（设计洪水）1324.85 838.63 662.42 331.21 132.48 33.12 33.12 放大后流量（校核洪水）1695.15 1073.03 847.58 423.79 169.52 42.38 42.38 图像如下图1.1-1：图1.1-1设计洪水、校核洪水工况洪水过程线1.2调洪计算选择堰型为WES剖面，依据溢洪道设计规范 SL 253
4、-2000，溢流计算公式如下：Q=cmsB2gH032 =1-0.2k+n-10H0nb 式中，Q流量，m3s；B溢流堰总净宽，m；b单孔净宽,m；n闸孔数目；H0计入行进流速水头的堰上总水头，m ；m二维WES实用堰流量系数；c上游堰坡影响系数；闸墩侧收缩系数；0中墩形状系数；k边墩形状系数；s淹没系数；式中各子母意义如下图1.1-2所示：图1.1-2 溢流堰曲线此处不计行进流速水头，取H0=469.13m-466.00m=3.13m；工程开挖高程为415.00m，P1=466.00m-415.00m=51.00m,由于不及行进流速水头，H0Hd=1,P1Hd=P1H0=513.13=16.
5、291.33，由说明书表2.2.3-1查得，m=0.501；上游堰面坡度影响修正系数当上游堰面铅直时，c=1.0； 为闸墩侧收缩系数,；中墩形状系数0查说明书表2.2.3-2，hzH00.75,墩头形状设为半圆形，故可取0=0.45；边墩形状见说明书图2.2.3-2，本工程设计边墩为半圆形，所以k=0.7；淹没系数，查表A 2.1-3，取s=0.995。所以:=1-0.2k+n-10H0nb=1-0.20.7+40.453.1340=0.8Q=cmsB2gH032=10.5010.80.995B29.81H032=1.7665BH0321.1.2手算成果拟定三种方案,分别是方案1：5孔7m/孔
6、，净宽35m；方案2：5孔8m/孔，净宽40m；方案3:7孔6m/孔，净宽42m。对方案1设计洪水工况进行手算，为提高计算效率，其余方案进行机算，方案1手算过程如下：（1）由基本资料，水库库水位Z（m）与库容V（万m3）关系如下表1.1.2-1：表1.1.2-1 水位库容曲线V(万立方米)050100150200300400水位(m)428433437439441443444.7V(万立方米)60090015002300330044005000水位(m)447.8451456.6462467.5472.5474.7绘制Z-V图像如下图1.1.2-1:图1.1.2-1 水位库容曲线Z-V图（2）
7、列表计算q-V曲线 在堰顶高程466.00m以上，假设不同的库水位Z用它们分别减去堰顶高程466.00m，得第（2）栏所示的堰顶水头H，带入公式Q=1.7665BH32选择溢流堰总净宽为40m，算出各H相应的溢洪道泄流能力，加上发电量（计算公式：N=9.81QH，得Z值相应的水库泄流能力q=q溢+q电，列于第（3）栏。再由第（1）栏的Z值查Z-V曲线，得Z值相应库容V，见表1.1.2-2中第（4）栏。表1.1.2-2水库q-V关系计算表水库q-V关系计算表库水位Z（m）(1)461463465467469471473475堰顶水头H（m）(2)02468101214泄洪能力q(m)q电14 2
8、13 578 1050 1610 2245 2948 3711 q溢0 200 565 1038 1599 2234 2937 3701 q泄(3)14 213 578 1050 1610 2245 2948 3711 库容V（万m）(4)2100 2400 2800 3250 3500 4050 4450 5000 （3）绘制q-V曲线，由上表中第（3）、（4）栏对应值，绘制该水库的泄流曲线q-V，如下图1.1.2-2：图1.1.2-2 q-V曲线（4）推求下泄流量过程线q（t），按下表的格式逐时段进行试算。试算公式如下：Q1+Q22t-q1+q22t=V2-V1式中，Q1、Q2时段t始、末
9、的入库流量，m3s；q1、q2时段t始、末的出库流量，m3s；V2、V1时段t始、末的水库蓄水量，m3；t计算时段，h；对于第一时段，按起始条件V1=2262.75m3s,q1=13.49m3s和已知值Q1=66.24m3s、Q2=480m3s进行试算求V2,q2,与q-V曲线进行对比，使之与q-V曲线相符，试算结果如下表1.1.2-3：表1.1.2-3 试算列表时间t(h)时段t（h）Q(m3s)Q1+Q22(m3s)Q1+Q22t(m3s)q(m3s)q1+q22(m3s)q1+q22t(m3s)V（万m）Z（m）066132263 461.82273546192 383 24803702
10、860 462.629401880560 1120 414007503500 468.22175035001050 2100 6210013503570 468.52190038001165 2330 817009803089 467212692539775 1550 108395702629 46427241449460 920 126103502580 463.52580 1160340 680 145503302360 4622420840290 580 162902502150 4612245490220 440 182001902092 460.22166332170 340 201
11、32150上表的计算数据绘制设计洪水过程线及下泄流量过程线，如下图1.1.2-3：图1.1.2-3 洪水及下泄流量过程线最终求得设计洪水时最高水位为468.50m,对应最大下泄流量为1350m3s。1.2.2机算成果为进行多方案比较，以便于采用更优方案，继续选择多个泄洪方案进行调洪计算，由于计算过程复杂，故采用计算软件，利用计算机进行计算（注：为简化计算及预留一定安全度，机算时未计入电站发电引用流量），使用软件为试算法计算调洪演算程序。水库水位-库容关系曲线如图1.2.2-1：图1.2.2-1 水库水位-库容关系曲线(1) 方案1：采用5孔7m，总净宽35m，设计洪水工况下,溢洪道下泄流量关系
12、表如下表1.2.2-1:表1.2.2-1 溢洪道下泄流量关系水库水位（m）461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 下泄流量（m/s）0 85 175 315 495 700 909 1115 1399 1660 1955 2230 设计洪水工况溢洪道下泄流量计算表如表1.2.2-2：表1.2.2-2 设计洪水工况溢洪道下泄流量计算表方案1水库设计情况下溢洪道下泄流量计算表时段序号（h）来水流Q(m3/s)平均流量 Qp(m3/s)来水量Qpdt(万m3)调洪下泄流量 q (m3/s)下泄平均流量qp(m3/s)下泄水量qpdt(万m3)余
13、亏水量dV(万m3)总库容 V总(万m3)水库水位（m)0.0 0.0 0.0 2100.0 461.0 2.0 662.0 331.0 238.5 88.1 44.0 31.7 206.8 2306.0 462.0 4.0 1600.0 1131.0 814.5 578.2 333.1 239.9 574.6 2881.0 465.4 6.0 2186.0 1893.0 1363.0 1328.6 953.4 686.4 676.5 3558.0 468.8 8.0 1300.0 1743.0 1255.0 1588.7 1458.6 1050.2 204.7 3763.0 469.7 10.0 730.0 1015.
