淤地坝设计说明书.docx

淤地坝设计说明书

一、已知基本资料

1.流域沟道坝址地形图一张（1/1000）；

2.坝址以上集水面积5km2;

3.经勘测计算，求得坝高H与库容V、淤地面积A的关系见图；

4.流域年侵蚀模数K=10000t/km2,20年一遇设计洪水流量Q20=105m3/s，洪水总量W洪＝10万m3，200年一遇设计洪水流量Q200=180m3/s，洪水总量W洪＝17万m3；

5.沟道无常流水；

6.坝址附近有充足的筑坝土料，土壤内摩擦角φ＝20°，内聚力c=0.8t/m2

7.放水洞设计流量Q=0.5m3/s

二、设计任务、要求

1.掌握中小型淤地坝设计方法、步骤；

2.在1/1000地形图上进行枢纽布置；

3.拟定淤地坝断面形状及尺寸；

4.进行坝坡稳定分析计算(k=1.25)；

5.设计溢洪道及放水建筑物(卧管放水孔水深可取台阶高度)；

6.绘制设计图；

7.编写设计计算说明书。

三、设计步骤

1.淤地坝坝型选择

因为坝址附近有充足的筑坝土料，所以选择土坝；淤地坝对防渗性的要求小于水库的要求，沟道无常流水，故可采用施工方便的均质土坝。

坝址附近没有充足的水资源，故选用碾压坝。

2.坝址选择

在流域沟道坝址地形图中有两个轴线位置可以选择，其中轴线二处沟谷狭窄，上游地形开阔平坦，并处于口小肚大的葫芦口地形处，在轴线二处筑坝工程量小、库容大、淤地面积大。因此，选中在轴线二处筑坝。

3.拟定淤地坝断面形状及尺寸

（1）坝高

H=H拦+H滞+⊿H

拦泥库容和拦泥坝高的确定

根据公式，代入坝库排沙比ns=0，淤积年限T=5，γs=1.3，流域年平均侵蚀模数K和流域面积F由已知条件给出，计算得拦泥库容V拦=19.23*104m3

查H—V关系曲线得，拦泥坝高H拦=810.5-797.9=12.6m

根据公式，采用试算法求hk,

临界水深计算

HK

Q

Hk

Q

1

28.2881

1.4

48.052796

1.1

32.84105

1.39

47.508916

1.2

37.65557

1.38

46.967548

1.3

42.72732

求得hk=1.39m

计算临界底坡ik

计算得过水断面面积ωk=13.75㎡,XK=12.42㎡，RK=1.11m，Ck=50.88，KK=737.07m3/s，所以ik=0.00411

设计陡坡段底坡i=1:5ik=0.00411，所以陡坡水流为急流，可按照陡坡计算。

计算陡坡长度L0

根据公式计算得L0=88.7m

计算正常水深H0

使用明渠均匀流公式：QUOTE

A为过水断面面积，A=（B+H）H，B=8.5m；C为谢才系数，QUOTE，n为粗糙系数，n=0.02；R为水力半径，QUOTE，Xk为湿周，QUOTE；i为底坡坡度，i=0.2。

代入数据使用试算法求H0

正常水深计算

H0

Q

HO

Q

0.2

12.94562

0.45

49.8721

0.4

40.99852

0.44

48.042

0.3

25.40896

0.43

46.23939

所以当Q泄=47.25m3/s时，H0=0.44m

计算水面曲线

根据公式=

=()

式中：为溢洪道陡坡段相邻两过水断面的水深，单位m；i为底坡比降，i=1:5；为溢洪道陡坡段相邻两过水断面水力坡度的平均值；h1,h2为溢洪道陡坡段相邻两过水断面的水深，单位m；,为溢洪道陡坡段相邻两过水断面的平均流速，单位m/s；a1、a2为相邻两过水断面动能修正系数，取1.0。

计算数据如下表格

水面曲线计算

h

A

V

X

J

?J

ΔL

?L

1.39

24.17257

1.954695

12.4198

0.003714

0

0

1.29

18.97185

2.490532

12.1378

0.004501

0.004107

0.109256

0.109256

1.19

14.9185

3.167208

11.8558

0.005451

0.004976

0.487786

0.597043

1.09

11.75391

4.01994

11.5738

0.006598

0.006025

1.094833

1.691876

0.99

9.278837

5.092233

11.2918

0.007983

0.007291

2.065332

3.757208

0.89

7.3396

6.437681

11.0098

0.009654

0.008819

3.612631

7.369839

0.79

5.817447

8.12212

10.7278

0.011669

0.010661

6.073803

13.44364

0.69

4.620486

10.2262

10.4458

0.014098

0.012883

9.981465

23.42511