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水工建筑物课程的设计 ——重力坝
水工建筑物课程设计——重力坝姓名:学号:一、原始资料某枢纽以发电为主,兼顾防洪灌溉。水库建成后,还可以提高下游二个水电站的出力和发电量。该工程坝型为混凝土重力坝。(一)水库特征:1、水库水位: ①正常蓄水位—349米 ②设计洪水位—349.9米 ③校核洪水位—350.4米2、下泄流量及相应下游水位:①千年一遇洪水的下泄流量13770,相应下游水位271.90米;②五千年一遇洪水的下泄流量15110,相应下游水位272.63米。3、库容:总库容为17.9亿立方米, 考虑开挖后,坝基面高程269m(二)、综合利用效益:装机容量20万千瓦,年发电量7.4亿度。防洪:可将千年一遇洪峰流量以18200削减至13770;可将五千年一遇洪峰流量从21200削减至15110;可灌溉农田30万亩;此外还可改善航运条件,库区可从事养殖。(三)自然条件1、地形:坝址位于峡谷出口段,左岸地势较低,山坡较缓;右岸地势高,山坡陡。2、地质:坝址出露岩层为志留系圣母山绿色含砾片岩。岩性坚硬完整,新鲜岩石饱和极限抗压强度在60-80Mpa以上,坝上游坡角为绢云母绿泥石英片岩, 饱和极限抗压强度为30-40 Mpa。坝基坑剪断摩擦系数经野外试验及分析研究确定为1.0-1.1;坝基坑抗剪断凝聚力为0.6-0.8 Mpa。3、水文地质:坝址水文地质较简单。相对不透水层埋藏深度一般在35米以内,库区无渗漏问题。4、气象资料:最高气温为℃,最低气温为-8℃,多年平均最大风速为14,水库吹程为1.4km5、淤泥:百年后坝前淤沙高程为286.6米,淤积泥沙内摩擦角取,淤沙浮容重为。二、坝体剖面拟定1工程等级水利水电工程等级指标工程等级工程规模水库总容量(亿m3)防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业重要性保护农田(万亩)治涝面积(万亩)灌溉面积(万亩)供水对象重要性装机容量(万KW)Ⅰ大(1)型≥10特别重要≥500≥200≥150特别重要≥120Ⅱ大(2)型10~1.0重要500~100200~60150~50重要120~30Ⅲ中型1.0~0.1中等100~3060~1550~5中等30~5Ⅳ小(1)型0.1~0.01一般30~515~35~0.5一般5~1Ⅴ小(2)型0.01~0.001 530.5 1表2-1总库容为17.9亿立方米,确定为大(1)型水库,等级为Ⅰ级。2确定坝高2.1超高值Δh 的计算坝顶高程应高于校核洪水位,坝顶上游防浪墙顶高程应高于波浪顶高程,防浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差Δh,可由式(2-1)计算。(2-1)—防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差,m; —累计频率为1%时的波浪高度,m; —波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差,m; —安全加高,由于该工程的级别为Ⅰ级,故查得设计洪水位情况hc=0.7m;校核洪水位情况hc=0.5m。下面按官厅公式计算,。h1%=1.24h5%V0为计算风速14m/s;D为吹程1.4km;波高hl:gD/V02=70∈(20~250)为累计频5%的波高,规范规定应采用累计频率为1%时的波高,对应于5%波高,应乘以1.24;首先计算波浪高度hl和波浪长度L 和波浪中心线超出静水面的高度。(1)设计洪水位时:设计洪水位时计算,风速宜用取多年平均最大风速的1.5-2.0倍,V0 =14m/s取V=1.5V0 =21m/s,吹程D=1.4km。波浪三要素计算如下:波高=0.83m波长=10.4×0.830.8=8.96m雍高=(3.14×0.832/6.0)×cth(2×3.14×80.9/6.0)=0.24m计算得出h5%==0.83m,因gD/V02=70,h1%=1.24h5%=1.03m;hz=0.24m;hc=0.7m;=1.03+.24+0.7=1.97m(2)校核洪水位时:风速宜用取多年平均最大风速V0 =14m/s计算方法同上,hc=0.5m,=0.62+0.13+0.5=1.25m2.2坝高计算坝顶高程按下式计算,并选用其中较大值坝顶高程=设计洪水位+Δh设=349.9+1.97=351.87m坝顶高程=校核洪水位+Δh校=350.4+1.25=351.65m取校核洪水位时的情况351.87m为保证坝体运行安全,需设置防浪墙,1.34m,坝顶高程取为▽350.53m。坝基面高程为269m,坝顶高程为350.6m,坝高为350.53-269=81.53m。3拟定坝顶宽度因无特殊要求,根据规范的规定,坝顶宽度可采用坝高的8%~10%取值,且不小于2m并应满足交通和运行管理的需要。按坝高的10%计算,即为6.52m~8.15m,考虑到上游防浪墙,下游侧护栏、排水沟槽及两边人行道等,取坝顶宽为8m,以满足大坝维修作业通行需要。4拟定剖面尺寸拟定坝体形状为基本三角形。本次设计采用上游坝面铅
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