水利水電工程施工課程設(shè)計計算說明書

1、水利工程施工課程設(shè)計計算說明書一、基本資料大渡河上某水電工程采用單戧立堵進占，河床的剖面圖見圖1。戧堤處水位 流量關(guān)系見表 1 和圖 2。戧堤端部邊坡系數(shù)n=1，截流戧堤兩側(cè)的邊坡為1:1.5 。截流材料采用當(dāng)?shù)氐闹辛：谠贫L花崗巖，容重為326KN/m。該工程采用左右岸各布置一條導(dǎo)流洞導(dǎo)流，左、右導(dǎo)流隧洞聯(lián)合泄流的上游水位和泄流流量關(guān)系見表2和圖 3。956.5956955.5955） 954.5m（ 954程高 953.5 953952.5952951.5圖 1河床剖面圖系列1020040060080010001200流量（ m3/s）圖 2戧堤處水位 流量關(guān)系曲線表 1戧堤處水位 流量關(guān)

2、系3）2503174105001000流 量（ m/s水位（ m）952.15952.71953.48954.00955.87966964962）m（ 960位水 958游系列1上 956 954 952050010001500流量（ m3/s)圖 3 上游水位 泄流量關(guān)系曲線表 2 上游水位 泄流量關(guān)系3）01503004108001400泄流流量（ m/s上游水位（ m）953.00955.40957.03958.00960.66964.12每位同學(xué)按不同的設(shè)計流量進行無護底情況下截流水力計算，并確定相應(yīng)的截流設(shè)計方案。按以下公式確定截流設(shè)計流量Q=（ 300+3學(xué)號的最后兩位）m3/s

3、，計算時不考慮戧堤滲透流量和上游槽蓄流量。截流設(shè)計是施工導(dǎo)流設(shè)計重要組成部分，其設(shè)計過程比較復(fù)雜，目前我國水利水電工程截流多采用立堵截流，本次設(shè)計按立堵截流設(shè)計，有多種設(shè)計方法。其設(shè)計分為：截流水力計算、截流水力分區(qū)和備料量設(shè)計。截流設(shè)計流量的確定，通常按頻率法確定，也即根據(jù)已選定的截流時段，采用該時段內(nèi)一定頻率的某種特征流量值作為設(shè)計流量。一般地，多采用截流時段5% 10的月平均或者旬平均流量作為設(shè)計標(biāo)準。截流的水力計算中龍口流速的確定一般采用圖解法（詳細見 水利工程施工 P3942），以下對于圖解法及圖解法的量化法- 三曲線法做如下介紹。二、截流的水力計算1、計算下游水位 H 下 、戧堤高

4、度HB 、戧堤水深 H0由 Q0 =306 m3 / s ，根據(jù)戧堤處水位流量關(guān)系曲線，由內(nèi)插法可知，H 下 =952.62 m ;由 Q0Q , H 上 =957.08m， H B = H 上 1m H 底 =7.08m；H 0Z H 下 H 底 =1.62m+Z.2、根據(jù)已知的泄流量Qd 與上游水位H 上 關(guān)系繪制 Qd Z 曲線0.00150.00300.00410.00800.001400.00953.00955.40957.03958.00960.66964.120.382.784.415.388.0411.503、繪制龍口泄水曲線Q Z由龍口泄水能力計算按照寬頂堰公式計算：QmB2

5、gH 10.5式中 m 流量系數(shù)當(dāng) Z0.3，為淹沒流， m1ZZH 0H 0H 0當(dāng) Z0.3，為非淹沒流， m0.385H 0B 龍口平均過水寬度梯形斷面： BB2nH BnH0三角形斷面：BnH 0H 0 龍口上游水頭梯形斷面：H 0Z上Z底三角形斷面：H 0Z上Z底nH B0.5Bn其中Z 龍口上下游水位差H B 戧堤高度n 戧堤端部邊坡系數(shù)，取n1.0Z上 龍口上游水位Z底 河道底板高程Q由連續(xù)方程可得龍口流速計算公式為：-Bh淹沒流時：hhs ， hs 龍口底板以上的下游水深非淹沒流時：hhc ， hc 龍口斷面的臨界水深即淹沒出流時：對于梯形斷面：hhs對三角形斷面：非淹沒出流時

6、：對于梯形斷面：nH B0.5Bh hs。nhhc2Q2對三角形斷面：h；cn2 g以下以假設(shè)戧堤頂部B40m 時為例，演算 B Q Z 曲線的過程， 河床底部無護底。40.0000.5002.1200.2360.37127.960141.79640.0001.0002.6200.3820.38528.460205.72040.0001.5003.1200.4810.38528.960272.03240.0002.0003.6200.5520.38529.460345.84740.0002.5004.1200.6070.38529.960427.048假設(shè)戧堤頂部B35m時為例，演算B Q Z

7、 曲線的過程35.0000.5002.1200.2360.37122.960116.43935.0001.0002.6200.3820.38523.460169.57835.0001.5003.1200.4810.38523.960225.06535.0002.0003.6200.5520.38524.460287.15035.0002.5004.1200.6070.38524.960355.778假設(shè)戧堤頂部B30m時為例，演算B Q Z 曲線的過程30.0000.5002.1200.2360.37117.96091.08230.0001.0002.6200.3820.38518.46013

8、3.43630.0001.5003.1200.4810.38518.960178.09830.0002.0003.6200.5520.38519.460228.45230.0002.5004.1200.6070.38519.960284.50830.0003.0004.6200.6490.38520.460346.304假設(shè)戧堤頂部B25m 時為例，演算B Q Z 曲線的過程25.0001.0002.6200.3820.38513.46097.29425.0002.0003.6200.5520.38514.460169.75425.0003.0004.6200.6490.38515.46026

9、1.67425.0004.0005.6200.7120.38516.460373.78625.0005.0006.6200.7550.38517.460506.897假設(shè)戧堤頂部B20m 時為例，演算B Q Z 曲線的過程20.0001.0002.6200.3820.3858.46061.15220.0002.0003.6200.5520.3859.460111.05620.0003.0004.6200.6490.38510.460177.04520.0004.0005.6200.7120.38511.460260.24220.0005.0006.6200.7550.38512.460361.

10、738假設(shè)戧堤頂部B14.16m 時為例，演算B Q Z 曲線的過程14.1601.0002.6200.3820.3852.62018.93814.1602.0003.6200.5520.3853.62042.49714.1603.0004.6200.6490.3854.62078.19814.1604.0005.6200.7120.3855.620127.62314.1605.0006.6200.7550.3856.620192.1914、繪制 B、 Q、 Qd 曲線簇5、由 CAD圖，可知交點處相應(yīng)的 Q、Z，并判斷流態(tài)和求水深 h、流速 v，并作 ZV、BV圖，列表如下：說明40250.

11、991.34428.8041.9764.4梯形非淹沒35236.031.59424.0542.1434.6梯形非淹沒30217.181.89419.3542.3434.8梯形非淹沒25192.782.26914.7292.5935.0梯形非淹沒20158.72.74510.2052.9115.3梯形非淹沒14.1699.123.4625.0824.5784.3三角非淹沒6、由 V k2gs? d ，確定塊體粒徑d；式中 V石塊的極限抗沖流速；d石塊化引為球形時的粒徑；K綜合穩(wěn)定系數(shù)，取1.2 ；水容重，取10.s 石塊容重，取26.具體計算如下表：40.001.344.400.4235.001.594.600.4630.001.894.800.5025.002.275.000.5420.002.755.3