水利工程施工课程设计.doc

《水利工程施工》课程 设计计算书 学院：水利与环境学院 班级姓名：刘美 学号：2011150237 1 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n=1，截流戗堤两侧的边坡为1:1.5。截流材料采用当地的中粒黑云二长花岗岩，容重为26KN/m3。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（m3/s） 317 410 500 1000 水位（m） 952.15 952.71 953.48 954.00 955.87 图2 坝址天然出水位~流量关系曲线 表2 上游水位~导流隧洞流量关系 泄流流量（m/s） 150 300 410 800 1400 上游水位（m） 953.00 955.40 957.03 958.00 960.66 964.12 图3 上游水位~泄流量关系曲线 截流设计流量为： =300+237=274 根据表1（坝址处天然水位与流量关系），由线性内插可知： 根据表2（上游水位与导流隧洞泄流量关系），由线性内插可知： 由资料可知河床底部高程=，且考虑安全超高，则戗堤高度为： ==7.68 即，戗堤高度为8 ==2.18 龙口初始宽度由资料可知为46.9。计算时不考虑戗堤渗透流量和上游槽蓄流量。 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采用图解法计算。 2 截流的水力计算（图解法） 2.1绘制分流曲线Qd～Z上 由资料得分流曲线图如下： 图4 分流曲线 2.2绘制上游水位与龙口流量关系曲线 一般情况下，截流设计流量Q0由四部分组成 Q0= Q+ Qd+ Qs+ Qac 式中 Q——龙口流量； Qd——分流量（分流建筑物中通过的流量）； Qs——戗堤渗透流量； Qac——上游河槽中的调蓄流量。 如Qac Qs不计算，则有： Q0= Q+ Qd 由计算得： 表3 上游水位与相应流量表 上游水位(m) 落差（Z） 设计流量() 分流流量() 龙口流量() 953.68 0.50 374.00 42.50 331.50 954.18 1.00 374.00 73.75 300.25 954.68 1.50 374.00 105.00 269.00 955.18 2.00 374.00 136.25 237.75 955.68 2.50 374.00 175.77 198.23 956.18 3.00 374.00 221.78 152.22 956.68 3.50 374.00 267.79 106.21 957.18 4.00 374.00 317.01 56.99 由计算结果可得上游水位与龙口流量关系如下图： 图5 上游水位与龙口流量关系曲线 2.3. 绘制龙口泄水曲线Qg～f(B,Z) 龙口泄水能力计算按照宽顶堰公式计算： 式中，——流量系数，按下式计算 当，为淹没流， 当，为非淹没流， ——龙口平均过水宽度 梯形断面： 三角形断面： ——龙口上游水头 梯形断面： 三角形断面： 式中 ——龙口上下游水位差 ——戗堤高度(8m) ——戗堤端部边坡系数，取 ——龙口上游水位 ——河道底板高程(951m) 因戗堤高度为8m，通过计算，得到当龙口宽度B16m时，龙口断面为梯形断面，当B16m时，龙口断面为三角形断面。 计算过程如下： 表4 B=46m梯形断面计算过程表 B 上游水位(m) H0 落差（Z） Z/H0 m Qg(m3/s) Qd(m3/s) 46 953.68 2.68 0.50 0.19 0.35 32.18 219.62