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1、个人资料整理仅限学习使用华北水利水电学院毕 业 设 计 任 务 书设计题目：九甸峡水利枢纽设计专业： 水利水电工程专业班级学号：姓名: 指导教师 : 设计期限： 2018 年 3 月 3 日开始2018 年 6 月 4 日结束水利学院精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用一、毕业设计的目的毕业设计是本专业最后总结性的教育环节, 是在学生修完全部课程( 或取得规定学分 之后进行的理论联系实践的教案活动, 毕业设计安排在最后一个学期,全部时间约 12 周。目的是巩固扩大和提高所学理论知识，并使之系统
2、化。培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新的精神，提倡创新精神和科学态度相结合，鼓励提出新的设计方案和技术措施。培养学生初步掌握工程设计的流程和方法，在设计、计算、绘图、编写设计文件等方面得到较全面的锻炼和提高。培养学生形成正确的设计思想，树立严肃认真、实事求是和刻苦钻研的工作作风。二、毕业设计要求和主要内容毕业设计题目一般是河川水利水电枢纽工程和水利灌溉工程。此次设计以九甸峡水利枢纽工程为设计对象。九甸峡水利枢纽位于甘肃省卓尼、临潭县交界处，黄河支流洮河中游的九甸峡峡口处。2.1 毕业设计要求：1)明确毕业设计的性质，目的，任务和要求。2)熟悉基本资料，弄清枢纽设计任务。3)从工程
3、实际出发，应用最新科技技术成果进行设计，如期完成设计任务并争取做到重点深入。4)设计方案应根据实际情况通过定性分析选择较优方案，并对选定枢纽中主要建筑物挡水建筑物做详细设计。5)完成设计后提交设计成果。2.2 毕业设计的基本任务：1)通过对基本资料进行合理分析，准备所需的规程和规范。2)对九甸峡水利枢纽水文，气象和地质资料进行分析，对挡水建筑物的选型和水利枢纽布置方案进行选择。3)坝工设计。包括坝体剖面尺寸拟定、坝体分区设计及稳定性分析。4)细部构造设计和地基处理设计。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 12 页个人资料整理
4、仅限学习使用三、重点研究问题专题：坝工设计四、主要技术指标或主要设计参数4.1 基本资料4.1.1 工程简况甘肃省洮河九甸峡水利枢纽及引洮供水工程简称引洮工程）是优先解决甘肃中部干旱地区11 个国家扶贫重点县城镇及工业用水、农村人畜饮水、生态环境用水，兼有灌溉、发电、防洪等综合利用功能的大型跨流域调水工程，也是甘肃省“十五”计划立项建设的重要基础设施。该工程的建成将实现中部地区水资源的优化调度，从根本上解决地区水资源匮乏的问题。对改善生态环境和人民群众的生存条件，实现当地群众脱贫致富，维护社会稳定，促进经济社会的可持续发展具有十分重要的意义。九甸峡水利枢纽工程位于甘肃省卓尼、临潭县交界处，黄河
5、支流洮河中游的九甸峡峡口处，从坝址经由枢纽对外公路峡城会川临洮兰州市里程 193km。枢纽工程是引洮工程的龙头，在规划坝址处修筑拦河大坝后，洮河水位可由 2090.00m左右抬高到 2166.00m水库死水位）以上，从而为供水工程自流引水提供条件。九甸峡水利枢纽工程主要建筑物包括混凝土重力坝、左岸两条基本平行的表孔溢洪洞、右岸有压泄洪洞、右岸引洮总干进水口、右岸引水发电洞、右岸地面厂房等。水库正常蓄水位2202.00m，校核洪水位2205.11m，混凝重力坝最大坝高136.5m，总库容为 9.43亿 m3，属完全年调节水库。水库电站总装机容量为 300MW，年发电总量为 10.02亿 KW.h
6、。工程建成后，在保证供水工程自流引水的前提下，可向甘肃电网输电，从而为促进甘肃经济社会发展，改善群众生产生活条件，实现当地脱贫致富创造条件。4.1.2 水文精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用1.2.1 流域自然地理简况洮河是黄河上游的一条较大支流，发源于甘肃、青海两省交界处的西倾山北麓，由西向东流经岷县折向北流，至永靖县境内汇入黄河刘家峡水库。洮河流域位于甘肃省东南，西起东经10136，东至 10419，南起北纬34 03，北至 35 55，流域形似倾倒“人”字形，流域总面积25527km2
7、，东西最长处约 248km，南北宽约215km。流域西邻大夏河流域，东接祖厉河与渭河流域，南有嘉陵江水系的白龙江流域，北面为黄河干流，涉及碌曲、临潭、卓尼、夏河、永靖等十二个县。洮河全长673.1km，河源高程4260m，河口处高程1629m，刘家峡水库建成后，实际上河口1735m 以下为库区，相对高差2631m，全河干流平均比降为2.8 。流域内降水主要集中在69 月，特别是7、8 月份。与降水特性相对应，洮河径流年际变化较大，年内水量分配也极不均匀，以李家村站为例，55年 系 列 中 年 平 均 流 量 最 大 达261m3/s相差达 3.78 倍。汛期 710 月）4 个月水量占年总水量
8、的 56.7%，而枯水期 124 月）5 个月水量才占年总水量的17.8%。1.2.2 气 象洮河流域面积较大，高程变化也较大，因此流域内气候差异甚大，上、中游地区高寒阴湿，下游地区干旱温和，九甸峡水利枢纽处于过渡地带。九甸峡水利枢纽工程所在地区无系统气象观测资料，枢纽正北约56km 处有临洮气象站，南偏东约60km 处有岷县气象站，临洮气象站和岷县气象站都有较长系列的气象观测资料。临洮站年平均气温7.0，平均最高气温14.3，极端最高气温34.6，平均最低气温1.3，极端最低气温-29.6，年降水量565.2mm，年蒸发量1259.3mm。1.2.3 水文基本资料洮河九甸峡水利枢纽工程位于卓
9、尼、临潭县交界处，枢纽以上集水面积17176km2， 枢 纽上 游 89.7km 处 设 有 岷 县 水 文 站 ，岷 九 区 间 集 水 面 积2264km2； 枢 纽 下 游54.2km 设 有 李 家 村 水 文 站 ， 九 李 区 间 集 水 面 积精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用2517km2，九甸峡水利枢纽工程水文计算依据的基本水文站为岷县和李家村站。1.2.4 径 流设计依据站径流计算洮河干流各水文站中以李家村站资料系列为最长1947 年今），建立李岷年平均流量相关同步系列1
10、9571992 年，n=36 年），相关关系密切r=0.981）。因此，可以用李家村的长系列年径流资料延长岷县站的短系列年径流资料。九甸峡水利枢纽径流计算九甸峡水利枢纽工程月、年平均流量以岷县站、李家村站月、年平均流量按面积比直线内插。调节年度与黄河上、中游各站的调节年度统一为5 月次年 4月。由推算得的九甸峡1947.52001.4 共 54 年资料系列，频率计算成果为：Qo=121.3 m3/s，Cv=0.30，Cs=2.5Cv。设计频率年平均流量见表121。洮河九甸峡水利枢纽工程设计频率年平均流量表表 121 P 188 170 158 143 117 94.9 84.8 78.6 70
11、.2 W108m3）59.29 53.61 49.83 45.10 36.90 29.93 26.74 24.79 22.14 1.2.5 洪 水九甸峡水利枢纽工程设计洪水计算的依据站为上游岷县站与下游李家村站， 1993 年可研阶段已对洮河干流各站的调查洪水与实测洪水进行了较为详尽的分析与论证，设计洪水成果较为可靠。洪峰流量频率计算参数如下：QM0=747m3/s、Cv=0.65、Cs/Cv=3.5。九甸峡枢纽工程设计频率洪峰流量与时段洪量见表122。1.2.6 泥沙九甸峡以上流域水土流失不很严重，河流含沙量较小，多年平均含沙量1.00kg/m3。悬移质输沙量计算依据站为岷县站与李家村站，由
12、岷县站与李家村站以面积比直线内插得九甸峡工程枢纽处多年平均悬移质年输沙量433 104t。推移质输沙量由公式计算并进行了分析，年输沙量为39.2 104t。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用1.2.7水位流量关系依据九甸峡水文专用站水文测验资料与设计断面的水位观测资料，建立各设计断面的HQ 关系曲线 中、低水部分）。 1978 年洮河发生实测系列中的最大洪峰流量， Q岷=1500 m3/s，Q李=2018 m3/s，内插得 Q九=1740 m3/s，在各个设计断面进行了洪痕调查，经分析后认为
13、洪痕可靠，可予使用，利用HAQ方法延长得各设计断面的HQ 关系曲线 高水部分）。桥道堡沟由于缺乏水文实测资料，HQ关系曲线的建立是利用实测的沟道纵、横断面，采用水力学公式Q=1/nAR2/3I1/2建立其 H Q关系曲线。沟道纵、横断面采用 2003 年 4 月实测成果，从上至下施测共五条水文横断面。糙率根据现场实地踏勘和河床组成、断面形状、岸坡及河床中卵石漂石的分布、疏密度等情况分析确定，糙率n 取用 0.055。1.2.8 水情自动测报系统规划本工程水情预报方案为二级预报，下巴沟水文站具备作为九甸峡枢纽水情预报上游控制站条件，以下巴沟站流量及下巴沟岷县区间雨量作降雨径流预报，演算至岷县站为
14、一级预报。经岷县站实测流量修正，结合岷县九甸峡枢纽降雨作二次降雨径流预报，推算九甸峡枢纽洪水流量。按照此预报方案，雨量站布设重点应放在岷县站九甸峡枢纽区间，以保证此河段降雨径流预报有足够精度，满足九甸峡枢纽水情测报需要。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用洮河九甸峡枢纽设计频率洪峰流量与时段洪量表表 122 工程单位P% ）0.01 0.02 0.05 0.1 0.2 0.5 1 2 3.33 5 10 20 Qm M3/s 5030 4650 4160 3790 3420 2930 2560
15、 2200 1930 1720 1370 1020 W三日106m31130 1040 934 852 770 662 578 498 438 390 311 233 W七日106m32270 2100 1880 1710 1550 1330 1160 1000 881 784 626 469 W 十五日106m33910 3620 3240 2950 2670 2290 2000 1730 1520 1350 1080 808 W 三十日106m35610 5210 4690 4290 3890 3370 2980 2580 2290 2060 1670 1280 精选学习资料 - - -
16、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用根据本流域地形地貌和降雨时空分布的特点，本着满足九甸峡水利枢纽工程防洪预报调度的要求，同时使无线信道网结构合理，遥测站点分布均匀，便于管理，节省投资的原则，拟建系统由 2 个中心站、 3 个中继站、 18 个遥测站所组成。系统采用超短波通信，使用国家无线电管理委员会批准的用于防汛水情自动测报系统专用通信频率 230MHZ 频段。4.1.3 工程地质1.3.1 区域地质简况工程区位于西秦岭海西褶皱带北缘，隶属秦岭昆仑纬向构造体系。区内的纬向构造特性规律受北邻的秦祁地盾的约束、中新生代以
17、来秦祁地盾的断陷沉降影响、祁吕山字型构造体系西翼旋扭挤压干扰，并有陇西帚状构造系的介入改造和河西系的干扰影响，使构造体系复杂化。区内的地层主要为志留系灰绿青灰色的千枚状板岩、绿泥石石英片岩、变质砂岩；上泥盆下石炭统青灰色或紫红色及少许褐紫色的长石石英砂岩、砂质泥岩、石英砂岩和页岩以及少量厚、薄层灰岩；上石炭下二迭统青灰色巨厚层角砾状灰岩和生物碎屑灰岩近东西向压性断层；2）近南北向扭性断层；3）北东向压扭性断精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用层；4）北东向张性断层。坝址区裂隙十分发育，宽度一般
18、0.5 2cm ，较宽者达35cm ，其发育方向基本与断层一致。坝址处于九甸峡峡谷上段，河流从南往北流，为横向河谷。河道顺直，河床狭窄，河水面宽仅 3550m ，水深 26m ，水面高程 20892092m 。河谷呈左岸陡峻，右岸陡缓交替的不对称“V”字型。据河心钻孔揭示，河床下有一深槽贯穿整个峡谷，上游较宽，向下游变窄，河床覆盖层河水面以下最深达5456m 。左岸 F7断层以南沿河边分布崩积物构成的约40斜坡带，坡高3040m ，以上为近于直立的基岩陡壁，高度40m 左右，再上为 40 50的基岩或薄层堆积覆盖的斜坡；F7断层以北至瓦力沟河水面以上为80100m的陡崖，局部呈倒坡，陡崖以上为
19、4050的斜坡带。右岸发育、级侵蚀堆积阶地，自然坡度3045，阶地后缘基岩坡度7580，高程 21902240m为自然坡度 4050的基岩斜坡。左岸剖面下游300m ，右岸剖面下游200m处分别发育瓦力沟、荨麻沟，沟内无长流水，植被良好，不具备产生泥石流的条件。岩体除沿断裂构造带有强风化外，一般无强风化带，弱风化深度一般左岸58m ，河床46m ，右岸级阶地 810m ，阶地后缘以上58m ，遇到断裂破碎带时一般加大25m 。1.3.4 主要工程地质问题及评价1）河床深槽及深厚覆盖层河床下有一深槽贯穿整个坝址，平面展布形态与现河道基本一致。一般深度4050m ，最大 5456m ，一般宽度30
20、40m 。深槽左岸基岩边坡陡峻，一般坡度8085，深槽右岸基岩呈陡缓交替的折线型边坡，在高程20602075m为一缓坡带，基岩边坡2535，陡坡段基岩边坡约 70，为左斜的不对称“ V”字型。深槽覆盖层上部为崩坡积块石碎石土，厚度617m ；中层为冲积块石砂砾卵石，厚度513m ，以块石碎石为主，渗透系数K=80150m/d，干密度一般为1.95 2.05g/cm3，允许承载力 R=0.3 0.4MPa ，变形模量 =3035MPa ，剪切波速 430460m/s，剪切模量 38.8344.44Mpa，泊松比 0.330.37，属中等密实。下层为冲积砂砾卵石，厚度1237m ，为卵石和砾石，渗
21、透系数K=3080m/d，干密度一般为2.05 2.12g/cm3，允许承载力 R=0.5 0.6MPa ，变形模量 =4060MPa ，剪切波速 410480m/s，剪切模量 35.3 48.38Mpa，泊松比0.380.39，孔隙比 0.260.32，属密实中等密实状态。2）高陡边坡与岩体卸荷坝址区河谷狭窄，岸坡陡峻，左岸存在150220m的陡峻岩体边坡，右岸级阶地前缘精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用以下和级阶后缘以上存在80100m的陡峻岩体边坡，左岸垂直岸坡方向卸荷带水平深度243
22、5m ，垂直方向最大深度6080m ，卸荷裂隙发育间距1016m ；右岸级阶地前缘至河床基岩面和阶地后缘以上一般卸荷带水平深度3050m ，垂直深度6080m 。卸荷裂隙发育间距 58m 。3）岩溶和地下水低凹带坝区岩性为巨厚层灰岩，岩体普遍发育深约0.5 1cm 的小溶孔，呈蜂窝状，整体上看岩溶不发育，属微弱型岩溶。坝址区左、右两岸均存在地下水低凹带，其平面展布方向为近南北向，与河流平行。左岸地下水低凹带宽65105m ，低于相应河水位34m ；右岸地下水低凹带宽 165280m ，低于相应河水位67m 。4.2 主要设计参数表 411 序号项目单位指标备注一水库水位1 校核洪水位m2205
23、.11 2 设计洪水位m 2203.38 3 正常蓄水位m 2202.00 4 汛期限制水位m 2199.00 5 死水位m 2166.00 二正常蓄水位时水库面积km223.22 三回水长度km 53.86 四水库库容1 总库容亿 m39.43 校核洪水位以下2 防洪库容亿 m31.44 3 有效库容亿 m35.72 4 死库容亿 m32.95五库容系数 0.15 六水库调节性能完全年调节七水库泄量及下游水位1 设计洪水位时最大下泄量m3/s 2193 坝下，不含电站2 相应下游水位m 2093.5 坝下游断面3 校核洪水位时最大下泄量m3/s 4272 坝址，不含电站4 相应下游水位m 2
24、094.75 坝下游断面5 校核洪水厂房尾水位m 2078.8 6 设计洪水厂房尾水位m 2076.3 7 厂房正常尾水位m 2068.5 8 厂房最低尾水位m 2066.4 九发电效益1 装机容量万 KW 310=30 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用2 保证出力万 KW 5.89 3 多年平均发电量亿 KW.h 10.017 4 年利用小时数h 3339 十水轮机型号HLA630 LJ310 1 机组单机容量万 KW 10 2 机组台数台3 3 转轮直径m 3.1 4 额定转速r/m
25、in 250 5 最大水头m 135.05 6 最小水头m 98.61 7 设计水头m 125 8 水轮机最大过水流量m3/s 台88.7 五、设计成果要求1、设计图设计图是毕业设计的主要成果。要求制图准确，图面饱满，没有重复，线条分明，字体工整，尺寸齐全。比例尺及材料符号等应符合水利水电工程制图规范要求。每个同学应完成设计图 4-5 张，具体如下：1)设计图纸 56 张，一般包括工程总体布置12 张）2)重点深入部分 34 张）。2、设计说明书设计说明书也是毕业设计的主要成果，要求章节分明，文字简练通顺，字迹工整，应写清楚计算过程，有充分的分析论证，并说明计算条件，计算方法和成果。要尽量使用
26、表格和附图表示。设计报告约6080 页。其中包括150300 字的中外文摘要、一篇2000 单词以上的外文翻译。六、其它1、参考资料1） 天津大学 林继镛：水工建筑物；北京：中国水利水电出版社；2006。2） 索丽生 任旭华胡明；水利水电工程专业毕业设计指南；中国水利水电出版社；2001 发布；3） 华东水利学院；吴持恭；水工设计手册；中国水利水电出版社；1996；4） 河海大学、天津大学、清华大学合编；高等学校教材水利水能规划；中国水利水电出版社； 2005 年 3 月第十版；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 12 页个人资料整理仅限学习使用2、进度计划工程时间周数）熟悉资料、准备开题1 坝型选择及枢纽布置1 坝工设计4 细部构造设计及地基处理 2CAD 画图出图2 专题设计 / 英文翻译1 毕业答辩1 合计12 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 12 页
